JP2014149321A

JP2014149321A - 表示装置

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Publication number: JP2014149321A
Application number: JP2013016232A
Authority: JP
Inventors: Ying-Bo Yang; 映保楊; Takeo Koito; 健夫小糸
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2014-08-21
Also published as: US20140211112A1

Abstract

【課題】画像を表示する表示面を一方向が直線で当該方向に直交する方向が曲線となる曲面形状とした場合に、より好適に利用者が三次元画像と認識することができる画像を表示する表示装置を提供する。
【解決手段】第１方向が直線で当該方向に直交する第２方向が曲線となる曲面形状の第１表面を備える表示部と、第１方向が直線で第２方向が曲線となる曲面形状の第２表面を備え、表示部の画像が表示される面側に配置された視差調整部と、を有し、第２方向の中央における第１表面と第２表面との距離が第２方向の端部における第１表面と第２表面との距離よりも短い。
【選択図】図１２

Description

本技術は、利用者が立体的に視認することができる画像を表示する表示装置に関する。

近年、画像を表示する表示装置として、利用者（視聴者）が立体的（三次元的）に視認できる画像を表示する表示装置いわゆる三次元画像表示装置がある。三次元画像表示装置は、例えば、画像を表示する表示部の表示面側にバリア部が配置されている。バリア部は、表示部に表示された画像の一部を利用者の右眼に入射させ、一部を利用者の左眼に入射させるように調整する。表示装置は、表示部に表示させる画像の制御とバリア部の制御により、利用者の左右の眼に別々の画像を到達させることで、利用者に画像を立体的に視認させる。

このような三次元画像表示装置は、表示面を平坦な面ではなく、曲面とすることが検討されている。例えば、特許文献１には、表示対象の物体の三次元形状を全周から確認できるように、筒状の表示面に三次元画像を表示させる装置が記載されている。

特開２００６−１８９９６２号公報

ここで、表示面を曲面形状、具体的には、一方向が直線で当該方向に直交する方向が曲線となる曲面形状とした場合、三次元画像の立体の状態が、表示面の中央と、表示面の端（曲線となる方向の端）とで異なることがある。具体的には、表示面の端では、三次元画像が立体的に視認しにくい場合や、画像が見えにくくなる場合がある。

本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、画像を表示する表示面を一方向が直線で当該方向に直交する方向が曲線となる曲面形状とした場合に、より好適に利用者が三次元画像と認識することができる画像を表示する表示装置を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本技術は、第１方向が直線で当該方向に直交する第２方向が曲線となる曲面形状の第１表面を備える表示部と、前記第１方向が直線で前記第２方向が曲線となる曲面形状の第２表面を備え、前記表示部の画像が表示される面側に配置された視差調整部と、を有し、前記第２方向の中央における前記第１表面と前記第２表面との距離が前記第２方向の端部における前記第１表面と前記第２表面との距離よりも短い表示装置とする。

本技術による表示装置では、光が分離しにくい第２方向の端部の第１表面と第２表面との距離をより長くすることで、端部においても光を分離しやすくすることができる。このように、光を分離しやすくできることで、表示部の画素と画素とを切り離すことができる。これにより、端部においても、右眼用の画像と左眼用の画像とを分離することができ、クロストークの発生を抑制することができる。また、右眼用の画像と左眼用の画像とを分離できることで、端部でもより確実に立体的な画像を表示させることが可能となる。

本技術による表示装置によれば、画像を表示する表示面を一方向が直線で当該方向に直交する方向が曲線となる曲面形状とした場合であっても、より好適に利用者が三次元画像と認識することができる画像を表示することができる。

図１は、本技術による一実施の形態に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図である。図２は、図１に示す表示装置のバックライトと表示部とバリア部の構成の一例を示す斜視図である。図３は、表示部の画素とバリア部の単位領域との関係を示す斜視図である。図４は、表示部及びバリア部を実装したモジュールの概略断面構造を表す断面図である。図５は、表示部の画素配列を表す回路図である。図６Ａは、カラー表示における画素の模式図である。図６Ｂは、モノクロ表示における画素である。図７は、右眼によって表示装置の所定位置に見える画像の関係を示す図である。図８は、左眼によって表示装置の所定位置に見える画像の関係を示す図である。図９は、所定の位置で認識される画素の位置と所定の位置から第１表面の法線方向に伸びた線との距離のずれの関係を示す図である。図１０は、所定の位置で認識される画素の位置と所定の位置から第１表面の法線方向に伸びた線との距離のずれの関係を示す図である。図１１は、表面が平坦な場合に、所定の位置で認識される画素の位置と所定の位置から第１表面の法線方向に伸びた線との距離のずれの関係を示す図である。図１２は、表示部とバリア部との関係を示す側面図である。図１３は、表示装置の動作の一例を示すフローチャートである。

以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（表示装置）
表示部の上にバリア部が積層され、利用者が３次元で視認することができる画像を表示、
表示部の表面とバリア部の表面の形状が、第１方向が直線で第２の方向が曲線となる曲面形状を有する
２．適用例（電子機器）
上記実施の形態に係る表示装置が電子機器に適用されている例

＜１．実施の形態＞
本実施の形態の表示装置は、バックライトと、反射電極と各画素に設けられたシャッターとを持つ表示部と、表示部に積層され、単位領域毎に表示の切り替えを行うバリア部とが積層され三次元画像を表示させる表示装置に適用することができる。表示装置の表示部としては、液晶表示（ＬＣＤ）パネル、ＭＥＭＳ（メムス、Micro Electro Mechanical Systems）などが例示される。

本実施の形態の表示装置は、モノクロ表示対応の表示装置、カラー表示対応の表示装置のいずれにも適用できる。ここで、カラー表示対応の表示装置とした場合、カラー画像を形成する単位となる１つの画素（単位画素）が、複数の副画素（サブピクセル）から構成されることになる。より具体的には、カラー表示対応の表示装置では、１つの画素は、例えば、赤色（Ｒｅｄ；Ｒ）を表示する副画素、緑色（Ｇｒｅｅｎ；Ｇ）を表示する副画素、青色（Ｂｌｕｅ；Ｂ）を表示する副画素の３つの副画素から構成される。

１つの画素は、ＲＧＢの３原色の副画素の組み合わせに限定されず、ＲＧＢの３原色の副画素に更に１色あるいは複数色の副画素を加えて１つの画素を構成することも可能である。より具体的には、例えば、輝度向上のために白色（Ｗｈｉｔｅ；Ｗ）を表示する副画素を加えて１つの画素を構成したり、色再現範囲を拡大するために補色を表示する少なくとも１つの副画素を加えて１つの画素を構成したりすることも可能である。なお、以下の説明では、表示装置をカラー表示対応の表示装置（３つの副画素が１つの画素に対応する表示装置）とした場合として説明する。

[構成]
図１は、本技術による一実施の形態に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図である。図２は、図１に示す表示装置のバックライトと表示部とバリア部の構成の一例を示す斜視図である。図３は、表示部の画素とバリア部の単位領域との関係を示す斜視図である。図２及び図３は模式的に表したものであり、実際の寸法、形状と同一とは限らない。なお、表示装置１が本技術の「表示装置」の一具体例に相当する。バリア部４が本技術の「視差調整部」の一具体例に相当する。

一具体例として、表示装置１は、所定位置から画面を見ている利用者が裸眼で三次元画像を認識できる画像を表示させる表示装置であり、図１に示すように、バックライト２と、表示部４と、バリア部６と、撮像部８と、制御部９と、を有する。表示装置１は、バックライト２と、表示部４と、バリア部６と、がこの順で積層されている。ここで、裸眼で三次元画像を認識できる画像を表示させる表示装置１の別の具体例としては、バックライト２と、バリア部６と、表示部４いう順で積層される構成でもよい。

バックライト２は、表示部４に向けて面状の光を出射する面状照明装置である。バックライト２は、例えば、光源と導光板とを有し、光源から出射された光を導光板で散乱させつつ、表示部４と対面する出射面から出力する。

表示部４は、画像を表示する表示装置である。表示部４は、図３に示すように多数の画素５０が二次元配列で配置された液晶パネルである。表示部４は、バックライト２から出射された光が入射する。表示部４は、各画素５０で入射した光を透過させるか、遮断させるかを切り換えることで、画面に画像を表示させる。また、表示部４は、光を射出する側の面（第１表面４ａ）の形状が、一方向（第１方向）が直線で当該方向に直交する方向（第２方向）が曲線となる曲面形状である。第１表面４ａは、第１方向のどの位置で切断しても、断面が曲線となる形状である。なお、第１表面４ａは、第２方向の曲線形状が、光を射出する側に凸となる形状である。

バリア部６は、表示部４の画像が表示される面、つまり、バックライト２と対面している面とは反対側の面に配置されている。バリア部６は、第２方向に伸びた単位領域１５０が、第１方向に複数、隣接して配置されている。バリア部６は、複数の単位領域１５０が第１方向、つまり第２表面（バリア面）６ａが曲線となっている方向に列状に配置されている。バリア部６は、液晶パネルであり、各単位領域１５０で入射した光を透過させるか、遮断させるかを切り換える。これにより、バリア部６は、第２方向において、表示部４から出力された画像が透過する領域と遮断される領域とを制御することができる。また、バリア部６は、表示部４と同様に光を射出する側の面（第２表面６ａ）の形状が、一方向（第１方向）が直線で当該方向に直交する方向（第２方向）が曲線となる曲面形状である。第２表面６ａは、第１方向のどの位置で切断しても、断面が曲線となる形状である。

撮像部８は、カメラ等の画像を撮影する機器である。撮像部８は、表示部４の第１表面４ａ及びバリア部６の第２表面６ａと対面する領域の画像を撮影し、表示装置１を利用する。利用者の位置情報を所得する方法としてアイトラッキング技術があるが、そのアイトラッキング技術では、表示部４に表示する画像情報として閲覧する利用者を撮影する。

制御部９は、表示装置１の各部の動作を制御する。具体的には、バックライト２の点灯、消灯や、点灯時の光量、光の強度を制御し、表示部４に表示させる画像を制御し、バリア部６の各単位領域１５０の動作（透過、遮断）を制御し、撮像部８の撮像動作を制御する。

制御部９は、撮像部８により取得した画像に基づいて、利用者の位置を特定し、利用者の右眼と左眼の位置を特定する。制御部９は、利用者の右眼の位置と左眼の位置とに基づいて、表示部４に表示させる画像を作成し、バリア部６の光を透過する単位領域１５０と光を遮断する単位領域１５０とを決定する。具体的には、制御部９は、バリア部６の光を透過する単位領域１５０を通過して、右眼に到達する表示部４の画素５０に右眼用の画像を表示させ、バリア部６の光を透過する単位領域１５０を通過して、左眼に到達する表示部４の画素５０に左眼用の画像を表示させる。また、制御部９は、バリア部６により、第２方向において、光を透過する領域と光を遮断する領域とを設けることで、右眼用の画像が左眼に到達することを抑制し、左眼用の画像が右眼に到達することを抑制できる。また、制御部９は、画像の位置に応じて右眼と左眼との間で生じる視差を調整した画像を表示させることで利用者に三次元画像として認識させる。これにより、表示装置１は、利用者が三次元で視認する画像を表示させることができる。

（表示部４及びバリア部６）
次に、表示部４及びバリア部６の構成例を詳細に説明する。図４は、表示部及びバリア部を実装したモジュールの概略断面構造を表す断面図である。図５は、表示部の画素配列を表す回路図である。図６Ａは、カラー表示における画素の模式図である。図６Ｂは、モノクロ表示における画素である。また、図４では、構造をわかりやすく示すため、表示部４とバリア部６とを平坦な面として示す。図４に示すように、表示装置１は、表示部４にバリア部６が積層されている。

表示部４は、画素基板２０と、この画素基板２０の表面に垂直な方向に対向して配置された対向基板３０と、画素基板２０と対向基板３０との間に挿設された液晶層６０とを備えている。

画素基板２０は、回路基板としてのＴＦＴ基板２１と、このＴＦＴ基板２１上にマトリックス状に配設された複数の画素電極２２とを有する。ＴＦＴ基板２１には、図５に示す各画素Ｐｉｘの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）素子Ｔｒ、各画素電極２２に画像信号を供給する画素信号線ＳＧＬ、各ＴＦＴ素子Ｔｒを駆動する走査信号線ＧＣＬ等の配線が形成されている。このように、画素信号線ＳＧＬは、ＴＦＴ基板の表面と平行な平面に延在し、画素に画像を表示するための画像信号を供給する。図５に示す画素基板２０は、マトリックス状に配列した複数の画素Ｐｉｘを有している。画素Ｐｉｘは、ＴＦＴ素子Ｔｒ及び液晶素子ＬＣを備えている。ＴＦＴ素子Ｔｒは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型のＴＦＴで構成されている。ＴＦＴ素子Ｔｒのソースは画素信号線ＳＧＬに接続され、ゲートは走査信号線ＧＣＬに接続され、ドレインは液晶素子ＬＣの一端に接続されている。液晶素子ＬＣは、一端がＴＦＴ素子Ｔｒのドレインに接続され、他端が駆動電極３３に接続されている。

画素Ｐｉｘは、走査信号線ＧＣＬにより、画素基板２０の同じ行に属する他の画素Ｐｉｘと互いに接続されている。走査信号線ＧＣＬは、ゲートドライバと接続され、ゲートドライバより走査信号Ｖｓｃａｎが供給される。また、画素Ｐｉｘは、画素信号線ＳＧＬにより、画素基板２０の同じ列に属する他の画素Ｐｉｘと互いに接続されている。画素信号線ＳＧＬは、ソースドライバと接続され、ソースドライバより画像信号Ｖｐｉｘが供給される。さらに、画素Ｐｉｘは、駆動電極３３により、画素基板２０の同じ行に属する他の画素Ｐｉｘと互いに接続されている。駆動電極３３は、駆動電極ドライバと接続され、駆動電極ドライバより駆動信号Ｖｃｏｍが供給される。つまり、この例では、同じ一行に属する複数の画素５０が一本の駆動電極３３を共有するようになっている。

表示部４は、ゲートドライバにより走査信号Ｖｓｃａｎを、図５に示す走査信号線ＧＣＬを介して、画素５０のＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに印加することにより、画素基板２０にマトリックス状に形成されている画素５０のうちの１行（１水平ライン）を表示駆動の対象として順次選択する。表示部４は、ソースドライバにより画像信号Ｖｐｉｘを、図５に示す画素信号線ＳＧＬを介して、順次選択される１水平ラインを構成する各画素５０にそれぞれ供給する。そして、これらの画素５０では、供給される画像信号Ｖｐｉｘに応じて、１水平ラインの表示が行われるようになっている。表示部４は、駆動信号Ｖｃｏｍを印加し、駆動電極３３を駆動する。

上述したように、表示部４は、走査信号線ＧＣＬを時分割的に線順次走査するように駆動することにより、１水平ラインが順次選択される。また、表示部４は、１水平ラインに属する画素５０に対して、画像信号Ｖｐｉｘを供給することにより、１水平ラインずつ表示が行われる。この表示動作を行う際、表示部４は、その１水平ラインに対応する駆動電極３３を含むブロックに対して駆動信号Ｖｃｏｍを印加するようになっている。

対向基板３０は、ガラス基板３１と、このガラス基板３１の一方の面に形成されたカラーフィルタ３２と、ガラス基板３１とは反対側にあるカラーフィルタ３２の表面上に形成された複数の駆動電極３３とを含む。ガラス基板３１の他方の面には、偏光板３５が配設されている。また、偏光板３５のガラス基板３１側とは反対側の面には、バリア部６が積層されている。

カラーフィルタ３２は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色されたカラーフィルタを周期的に配列して、上述した図５に示す各画素５０にＲ、Ｇ、Ｂの３色が１組として対応付けられている。具体的には、図６Ａに示すように、カラー画像を形成する単位となる１個の画素、すなわち単位画素５は、例えば、複数の副画素（サブピクセル）５０を含む。この例では、単位画素５は、Ｒを表示する副画素５０Ｒと、Ｂを表示する副画素５０Ｂと、Ｇを表示する副画素５０Ｇとを含む。単位画素５が有する副画素５０Ｒ、５０Ｂ、５０Ｇは、Ｘ方向、すなわち表示装置１の行方向に向かって配列される。カラーフィルタ３２は、ＴＦＴ基板２１と垂直な方向において、液晶層６０と対向する。なお、カラーフィルタ３２は、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。

単位画素５は、さらに１色又は複数色の副画素を有していてもよい。反射型液晶表示装置がモノクロ表示のみに対応する場合、図６Ｂに示すように、モノクロ画像を形成する単位となる１個の画素、すなわち単位画素５Ｍは、画素５０（カラー画像における副画素５０に相当）となる。単位画素５はカラー画像を表示するための基本単位であり、単位画素５Ｍは、モノクロ画像を表示するための基本単位である。

本実施形態に係る駆動電極３３は、表示部４の共通駆動電極（対向電極）として機能する。本実施形態では、一つの駆動電極３３が一つの画素電極２２（一行を構成する画素電極２２）に対応するように配置されている。なお、駆動電極３３は、複数の画素電極２２に共通の板状の電極としてもよい。実施形態に係る駆動電極３３は、ＴＦＴ基板２１の表面に対する垂直方向において、画素電極２２に対向し、上述した画素信号線ＳＧＬが延在する方向と平行な方向に延在している。駆動電極３３は、図示しない導電性を有するコンタクト導電柱を介して、駆動電極ドライバから駆動電極３３に交流矩形波形の駆動信号が印加されるようになっている。

液晶層６０は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、ＴＮ（Twisted Nematic：ツイステッドネマティック）、ＶＡ（Virtical Alignment：垂直配向）、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence：電界制御複屈折）等の各種モードの液晶が用いられる。

なお、液晶層６０と画素基板２０との間、及び液晶層６０と対向基板３０との間には、それぞれ配向膜が配設され、また、画素基板２０の下面側には入射側偏光板が配置されてもよい。

次に、バリア部６は、回路基板としてのＴＦＴ基板１２１と、このＴＦＴ基板１２１上に列状に配設された複数の単位領域電極１２２と、ガラス基板１３１と、このガラス基板１３１の単位領域電極１２２側に配置された複数の駆動電極１３３と、ガラス基板１３１の他方の面に配置された偏光板１３５が配設されている。また、ガラス基板１３１の駆動電極１３３側の面と、ＴＦＴ基板１２１の単位領域電極１２２側の面とで挟まれた領域には、液晶層１６０が充填されている。バリア部６は、表示部４の画素電極２２が単位領域電極１２２となり、カラーフィルタ３２が配置されていない点以外は、基本的に表示部４と同様の構成である。なお、液晶層１６０とＴＦＴ基板１２１との間、及び液晶層１６０とガラス基板１３１との間には、それぞれ配向膜が配設され、また、ＴＦＴ基板１２１の下面側、つまり表示部４側には入射側偏光板が配置されてもよい。

単位領域電極１２２は、図３に示す単位領域１５０と同様の形状であり、第１方向に沿って延在する細長い板形状である。単位領域電極１２２は、第２方向に複数列状に配置されている。

表示部４及びバリア部６は、以上のような構成であり、制御部９からの信号に基づいて、画素電極２２、単位領域電極１２２に印加する電圧を切り換えることで、表示部４に画像を表示させ、バリア部６に第１方向に伸びた線がそれぞれの間隔で第２方向に配列されたパターンを表示させることができる。

（表示部４とバリア部６との相対位置）
次に、図７から図１２を用いて、第２方向における表示部４とバリア部６との相対位置について説明する。図７は、右眼によって表示装置の所定位置に見える画像の関係を示す図である。図８は、左眼によって表示装置の所定位置に見える画像の関係を示す図である。図９は、所定の位置で認識される画素の位置と所定の位置から第１表面の法線方向に伸びた線との距離のずれの関係を示す図である。図１０は、所定の位置で認識される画素の位置と所定の位置から第１表面の法線方向に伸びた線との距離のずれの関係を示す図である。図１１は、表面が平坦な場合に、所定の位置で認識される画素の位置と所定の位置から第１表面の法線方向に伸びた線との距離のずれの関係を示す図である。図１２は、表示部とバリア部との関係を示す側面図である。

上述したように、本実施形態の表示装置１は、表示部４の第１表面４ａとバリア部６の第２表面６ａとが、第２方向において曲線となる形状である。第２表面６ａが円弧となると仮定し、第２表面６ａの対象位置（光を透過する単位領域１５０）において、右眼で見える画像が表示される第１表面４ａの位置と、左眼で見える画像表示される第１表面４ａの位置との関係について説明する。

本実施形態では、図７及び図８に示すように、第２方向における第２表面６ａの中央から対象位置までの距離をＸとし、対象位置から利用者（視聴者）までの距離（第２表面６ａの中央において、接線に直交する方向の距離）をＺとし、第２表面６ａ曲面において、中央から対象位置まで開き角をαとする。

また、図７に示すように、右眼から対象位置を見ると、右眼の光の入射角がθ_０Ｒ、右眼の光の屈折角がθ_１Ｒとなる。このとき、対象位置の法線における第１表面４ａと第２表面６ａとの距離をｄとすると、右眼が対象位置で見える画像の位置（第１表面４ａの位置）の、対象位置の法線からのズレ量ΔＸＲは、下記式となる。

また、図８に示すように、左眼から対象位置を見ると、左眼の光の入射角がθ０Ｌ、左眼の光の屈折角がθ１Ｌとなる。このとき、左眼によって対象位置で見える画像の位置（第１表面４ａの位置）の、対象位置の法線からのズレ量ΔＸＬは、下記式となる。

つまり、利用者は、対象位置を見たとき、右眼で対象位置の法線からΔＸＲ離れた位置に表示された画像が見え、左眼で対象位置の法線からΔＸＬ離れた位置に表示された画像が見える。これにより、それぞれの位置に視差が生じるように画像を表示させることで対象位置に三次元で視認することができる画像を表示させることができる。

ここで、本実施形態の表示装置１は、第１表面４ａ及び第２表面６ａが曲面であるため、第２方向の位置によって、ズレ量ΔＸＲと、ズレ量ΔＸＬとの関係が変化する。上記関係に基づいて、中央からの移動量と、ズレ量ΔＸＲと、ズレ量ΔＸＬとの関係を計測した結果を図９及び図１０に示す。

図９は、それぞれ第２表面６ａの半径が１００ｍｍの場合について、各位置のズレ量ΔＸＬとズレ量ΔＸＲを計測した結果を示している。図１０は、それぞれ第２表面６ａの半径が２００ｍｍの場合について、各位置のズレ量ΔＸＬと、ズレ量ΔＸＲを計測した結果を示している。また、図９、１０では、第２方向における画素の長さ（幅）を９０μｍ、適視距離を３５０ｍｍ、眼間距離を６０ｍｍとした。図１１は、比較のため第２表面６ａが平坦な面とした場合の各位置のズレ量ΔＸＬとズレ量ΔＸＲを計測した結果を示している。

図１１に示すように、表面が平坦な場合、ズレ量ΔＸＬとズレ量ΔＸＲとは、一定のズレ量となる。これに対して、図９及び図１０に示すように、表面が曲面の場合、距離ｄを一定とすると、画面の端になるに従い、ズレ量ΔＸＬとズレ量ΔＸＲの増加が小さくなる。また、ズレ量ΔＸＬとズレ量ΔＸＲとの差分も小さくなる。このため、画素５０のセンターからの光の分離が悪くなり、逆視が発生しやすくなる。つまり、３Ｄクロストークが悪くなる。

これに対して、本実施形態の表示装置１は、図１２に示すように、表示部４とバリア部６との形状の関係を、第２方向の位置に応じて、第１表面４ａと第２表面６ａとの距離を変化させている。具体的には、第２方向の中央における第１表面４ａと第２表面６ａとの距離Ｌ_１を、第２方向の端部における第１表面４ａと第２表面６ａとの距離Ｌ_２、Ｌ_３よりも短くしている。また、第１表面４ａと第２表面６ａとの距離を、第２方向において徐々に変化させている。これにより、表示装置１は、第２方向において中央から端に行くにしたがって、第１表面４ａと第２表面６ａとの距離が遠くなる。ここで、第１表面４ａと第２表面６ａとの距離とは、第１表面４ａと第２表面６ａの法線方向の距離である。ここで、第１表面４ａと第２表面６ａとは、第２方向において曲線となる形状であるため、法線方向は、第２方向の位置によって変化する。また、法線方向の距離は、第１表面４ａの法線であっても第２表面６ａの法線であってもよい。

表示装置１は、図１２に示すように、距離Ｌ_１を距離Ｌ_２、Ｌ_３よりも短くすることで、つまり、端部における距離をより長くすることで、端部における上述した式のズレ量ΔＸＬとズレ量ΔＸＲの値をより大きくすることができる。これにより、端部においてズレ量ΔＸＬとズレ量ΔＸＲとの差が小さくなることを抑制することができ、画素５０の中央からの光がバリア部６の光を透過する単位領域１５０（開口）の通過後、それぞれ別々に眼に届くようにすることができる。これにより、逆視を抑制し、３Ｄクロストークを改善させることができる。

図１３は、表示装置の動作の一例を示すフローチャートである。表示装置１は、制御部９で各部の動作を制御することで、図１３の処理を実行することができる。表示装置１は、制御部９が、撮像部８で撮像した画像及び表示される画像を取得し、表示部４、バリア部６を用いて、利用者が三次元画像と認識できる画像を表示させる。表示装置１は、ステップＳ１２として、視聴者（利用者）の位置を検出する。具体的には、撮像部８で画像を取得し、取得した画像を解析することで、利用者の左右の眼の位置を特定する。

表示装置１は、ステップＳ１２で視聴者の位置を検出したら、ステップＳ１４として、曲線形状に基づいてバリア部６の表示画像を決定する。具体的には、表示装置１は、第２方向における表示部４の第１表面４ａとバリア部６の第２表面６ａと各位置の距離と、視聴者の位置とに基づいて、右眼用の画像を透過する領域と、左眼用の画像を透過する領域とを決定し、当該領域を、光を透過する領域とする。また、表示装置１は、右眼用の画像が左眼に到達する領域、左眼用の画像が右眼に到達する領域及び必要に応じて画像を表示していない領域で光が右眼と左眼の少なくとも一方に到達する領域を、光を遮断する領域とする。表示装置１は、このようにして、光を透過する領域と光を遮断する領域とが組み合わせられた画像をバリア部６に表示させる画像として決定する。

表示装置１は、ステップＳ１４でバリア部６に表示する画像を決定したら、ステップＳ１６として、バリア部６の表示画像に基づいて、表示部４の表示画像を決定する。表示装置１は、表示する画像の情報を取得し、バリア部６の光を透過する領域を通過して、右眼に光が到達する位置に右眼用の画像を配置し、左眼に光が到達する位置に左眼用の画像を配置した画像を表示画像として決定する。なお、このとき、表示装置１は、視聴者が表示画像を見た場合、それぞれの右眼用の画像の画素と左眼用の画像の対応する画素との間で、所定の視差が生じるように表示位置を調整する。

表示装置１は、ステップＳ１６で表示部４に表示する画像を決定したら、ステップＳ１８として、表示を実行する。つまり、表示装置１は、表示部４に右眼用の画像と左眼用の画像とを第２方向に領域分割して交互に配置した画像を表示させる。また、表示装置１は、右眼用の画像が右眼に向けて表示され、左眼用の画像が左眼に向けて表示されるように光を透過する領域と光を遮蔽する領域とを切り換えた画像、つまり、右眼用の画像が左眼で見える位置、左眼用の画像が右眼に見える位置を遮蔽する画像をバリア部６に表示させる。これにより、表示装置１は、三次元の画像として視認することができる画像を、ステップＳ１２で検出した位置の視聴者（利用者）に向けて表示させることができる。

表示装置１は、ステップＳ１８で表示を実行したら、ステップＳ２０として、表示を終了するかを判定する。表示装置１は、ステップＳ２０で表示を終了しない（ステップＳ２０でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ１２に進み、上述した処理を再び実行する。表示装置１は、表示を終了するまで上記処理を繰り返す。表示装置１は、ステップＳ２０で表示を終了する（ステップＳ２０でＹｅｓ）と判定した場合、本処理を終了する。

表示装置１は、以上のようにして、第１表面４ａと第２表面６ａとの相対位置を加味して、表示部４に表示する画像、バリア部６の光を透過する領域と光を遮断する領域との配置を調整することで、第１表面４ａと第２表面６ａとの距離が第２方向の位置によって変動する場合でも、三次元に視認することができる画像を好適に表示することができる。

ここで、バリア部６の単位領域１５０は、第２方向において、長さを表示部４の画素５０の長さの０．５倍以上、１．５倍以下とすることが好ましい。単位領域１５０の長さ（幅）を画素５０の幅に対して一定範囲とすることで、光を遮光する単位領域１５０の配置の制御を簡単にすることができる。

また、第２方向において、バリア部６の単位領域１５０は、長さが表示部４の画素５０の長さよりも短いことも好ましい。例えば、第２方向において、１つの画素が配置されている範囲に２つ以上の画素が配置されていることが好ましい。これにより、利用者の右眼で見える画像と左眼で見える画像をより細かく制御することができ、右眼によって左眼用の画像が見えること及び左眼によって右眼用の画像が見えること、つまり逆視を抑制することができる。

上記実施形態の表示装置１は、バリア部６として、液晶パネルを用い、光を遮光する位置を調整できるようにしたが、これに限定されない。表示装置１は、バリア部６として、光を遮光する位置を固定し、当該光を遮光する位置に金属膜、無機膜等の遮光膜を設けてもよい。ここで、遮光膜は、表示部４の第１表面４ａ側に設けた基板の表示部４側の面に設けてもよいし、表示部４の第１表面４ａに設けてもよいし、表示部４の第１表面４ａとは反対側の面に設けてもよいし、表示部４の偏光板の表面に設けてもよい。

上記実施形態の表示装置１は、光の透過と遮断を切り換えるバリア部６を設け、右眼と左眼とで異なる画像が見え、それぞれ他方の眼用の画像が見えないように遮断を行ういわゆるパララックスバリア方式を用いて三次元画像を表示させる表示装置としたが、これに限定されない。表示装置１は、バリア部６に換えて、二次元配列で液晶レンズを配置し、当該液晶レンズの屈折率を調整して、右眼に到達する画像と左眼に到達する画像との各部で視差を生じさせるようにしてもよい。また、液晶レンズに換えて液体レンズを用いてもよい。また、利用する利用者の位置が略一定とすることができる場合、液晶レンズに換えてレンチキュラーレンズを配置してもよい。このように液晶レンズ、液体レンズ等を用い、レンズで視差を生じさせる構造とすることで、光を遮断せずに利用することができるため、バックライト２から出力される光を効率よく利用することができる。

また、上記実施形態の表示装置１は、第２方向の位置によって第１表面４ａと第２表面６ａとの距離を変化させることで、具体的には、第２の方向の端部における第１表面４ａと第２表面６ａとの距離を、第２の方向の中央における第１表面４ａと第２表面６ａとの距離よりも長くする、つまり、離すことで、逆視を抑制しつつ、三次元に見える画像を表示させたが、これに限定されない。

表示装置１は、第２方向の位置によって、表示部４の画素５０及びバリア部６の単位領域１５０の幅（第２方向の長さ）を変化させるようにしてもよい。具体的には、第２方向の端部における表示部４の画素５０及びバリア部６の単位領域１５０の幅を、第２方向の中央における表示部４の画素５０及びバリア部６の単位領域１５０の幅よりも短くすることで、光を分離しやすくすることができ、逆視をより低減することができる。

また、表示装置１は、バリア部６の単位領域１５０の第２方向における幅を、表示部４の画素５０の第２方向の幅よりも短く、具体的には、１つの画素５０に対して、複数の単位領域１５０、好ましくは整数倍の単位領域１５０を配置し、光を透過する単位領域１５０及び光を遮断する単位領域１５０の位置を調整するようにしてもよい。つまり、表示装置１は、右眼用の画像または左眼用の画像を表示させる画素５０と、当該画像を透過させる単位領域１５０の第２方向におけるズレ量を、第２方向の端部と第２方向の中央とで異なるようにしてもよい。

＜２．適用例＞
次に、上記実施の形態およびその変形例に係る表示装置１の一適用例について説明する。上記実施の形態に係る表示装置１を適用可能な電子機器としては、表面が曲面で形成され、三次元画像を表示させる機能を備える電子機器に適用することができる。例えば、車両のフロントガラスに設置され、フロントガラスが表示面となるカーナビゲーション装置がある。また、カーナビゲーション装置の他にも、携帯電話機、表示装置付き時計、表示装置付き腕時計、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、ＰＯＳ端末器等が挙げられる。

また、本技術は、以下の構成をとることもできる。
（１）
第１方向が直線で当該方向に直交する第２方向が曲線となる曲面形状の第１表面を備える表示部と、
前記第１方向が直線で前記第２方向が曲線となる曲面形状の第２表面を備え、前記表示部の画像が表示される面側に配置された視差調整部と、を有し、
前記第２方向の中央における前記第１表面と前記第２表面との距離が前記第２方向の端部における前記第１表面と前記第２表面との距離よりも短い表示装置。
（２）
前記視差調整部は、前記第１方向に延在する単位領域が、前記第２方向の方向に列状に配置された表示パネルである（１）に記載の表示装置。
（３）
前記視差調整部は、前記単位領域の透過、非透過を切り換える（２）に記載の表示装置。
（４）
前記視差調整部は、前記単位領域の屈折率を変化させる液晶レンズである（２）に記載の表示装置。
（５）
前記視差調整部は、前記第２方向の中央における前記単位領域の幅よりも前記第２方向の端部における前記単位領域の幅の方が短い（２）から（４）のいずれか一つに記載の表示装置。
（６）
前記表示部及び前記視差調整部の駆動を制御する制御部をさらに有し、
前記制御部は、前記表示部に表示させる画像と前記視差調整部の前記単位領域との相対関係を、前記第１表面及び前記第２表面の前記第２方向の曲率に基づいて調整する（２）から（５）のいずれか一つに記載の表示装置。
（７）
前記第１表面と前記第２表面は、前記第２方向の曲線形状が円弧形状である（１）から（６）のいずれか一つに記載の表示装置。

１…表示装置、２…バックライト、４…表示部、４ａ…第１表面、６…バリア部、６ａ…第２表面、８…撮影部、９…制御部

Claims

第１方向が直線で当該方向に直交する第２方向が曲線となる曲面形状の第１表面を備える表示部と、
前記第１方向が直線で前記第２方向が曲線となる曲面形状の第２表面を備え、前記表示部の画像が表示される面側に配置された視差調整部と、を有し、
前記第２方向の中央における前記第１表面と前記第２表面との距離が前記第２方向の端部における前記第１表面と前記第２表面との距離よりも短い表示装置。
前記視差調整部は、前記第１方向に延在する単位領域が、前記第２方向の方向に列状に配置された表示パネルである請求項１に記載の表示装置。
前記視差調整部は、前記単位領域の透過、非透過を切り換える請求項２に記載の表示装置。
前記視差調整部は、前記単位領域の屈折率を変化させる液晶レンズである請求項２に記載の表示装置。
前記視差調整部は、前記第２方向の中央における前記単位領域の幅よりも前記第２方向の端部における前記単位領域の幅の方が短い請求項２から４のいずれか一項に記載の表示装置。
前記表示部及び前記視差調整部の駆動を制御する制御部をさらに有し、
前記制御部は、前記表示部に表示させる画像と前記視差調整部の前記単位領域との相対関係を、前記第１表面及び前記第２表面の前記第２方向の曲率に基づいて調整する請求項２から５のいずれか一項に記載の表示装置。
前記第１表面と前記第２表面は、前記第２方向の曲線形状が円弧形状である請求項１から６のいずれか一項に記載の表示装置。