JP2015079194A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】立体画像を表示する表示装置において、照明パターンの垂直方向の繰り返し成分に由来するラインが画像に重なって表示され、画像の表示品質を低下させることがあった。【解決手段】バックライト部と、表示領域毎に複数の視点に対応する複数の開口を有するシャッター部と、表示領域毎の複数の視点に対応する光を各視点に向かう光に分離するレンズおよび開口の少なくとも一方が画像の垂直方向に対して斜め方向に配列された視点分離部と、画像を表示する表示部とを備え、シャッター部における複数の開口は、垂直方向に配列された２以上の表示領域を含む表示領域群毎に視点分離部の配列方向に合わせて水平方向の位置をずらして配置され、シャッター部は、水平方向の位置をずらす表示領域群の境界において、シャッター部を通過する光の光量を低減する表示装置を提供する。【選択図】図５

Description

本発明は、表示装置に関する。

透過型表示モニタおよびレンズを用いて立体画像を視認させる技術として、透過型表示モニタの裏面側から右眼用光源および左眼用光源で照射して、右眼用光源からの光および左眼用光源からの光をレンズによりそれぞれ観視者の右眼上および左眼上に結像させる技術が知られている。例えば、下記特許文献には立体視に関連する技術が記載されている。
特許文献１ 特開２００９−９８５８９号公報

ところで、立体視用の表示装置の光源となる照明パターンを液晶シャッター等により形成することが知られている。しかし、照明パターンの垂直方向の繰り返し成分等に由来するラインが画像に重なって表示され、画像の品質を低下させることがあった。

本発明の第１の態様においては、画像を表示する表示装置であって、バックライト用の光を出射するバックライト部と、バックライト部より視点側に設けられ、表示領域毎に複数の視点に対応する複数の開口を有するシャッター部と、表示する画像における表示領域毎の複数の視点に対応する光を各視点に向かう光に分離するレンズおよび開口の少なくとも一方が画像の垂直方向に対して斜め方向に配列された視点分離部と、光路上に設けられ、光を選択的に透過させることにより画像を表示する表示部と、を備え、シャッター部における複数の開口は、垂直方向に配列された２以上の表示領域を含む表示領域群毎に視点分離部の配列方向に合わせて水平方向の位置をずらして配置され、シャッター部は、水平方向の位置をずらす表示領域群の境界において、シャッター部を通過する光の光量を低減する表示装置を提供する。

なお、上記の発明の概要は、発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本実施形態に係る表示装置１０の構成の一例を示す。 本実施形態に係るバックライト光源１１０の構成の一例を示す。 本実施形態に係る表示装置１０による光路の一例を示す。 本実施形態に係るシャッター部２００及び視点分離部３００の構成の一例を示す。 本実施形態に係る表示装置１０による立体表示の一例を示す。 本実施形態の第１変形例に係るシャッター部２００のパターンの一例を示す。 本実施形態の第２変形例に係る、観視者が前後に移動した場合におけるシャッター部２００の動作の一例を示す。 本実施形態の第３変形例に係る、観視者が左右に移動した場合におけるシャッター部２００の動作の一例を示す。 本実施形態の第４変形例に係る視点分離部３００の構成を示す。 本実施形態の第５変形例に係る視点分離部３００の構成を示す。 本実施形態の第６変形例に係る検査用の表示部５００の画像を示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係る表示装置１０の構成の一例を示す。表示装置１０は、観視者の左眼及び右眼を含む複数の観視位置に向けて視差のある複数の画像を表示する。例えば、表示装置１０は、観視者の右眼の位置に対して右眼用画像を表示し、観視者の左眼の位置に対して左眼用画像を表示する。このような表示装置１０は、画像分離用の専用メガネを装着しない裸眼の観視者に対して立体画像を提供することができる。

表示装置１０は、バックライト部１００と、シャッター部２００と、視点分離部３００と、垂直方向拡散板４００と、表示部５００と、垂直方向拡散板６００と、光出力制御部７１０と、シャッター制御部７２０と、調整部７３０とを備え、左眼用画像及び右眼用画像を図１の右側に位置する観視者に与える。本実施形態の説明において、図１のｙ方向の側を視点側といい、図１のｙ方向と反対側を光源側ともいう。

バックライト部１００は、表示装置１０の最も光源側の光路上に設けられ、バックライト用の光を出射する。一例として、バックライト部１００は、視点側に向けて少なくとも水平方向において略平行な光を出力し、表示装置１０の光源を提供する。バックライト部１００は、バックライト光源１１０と、水平方向拡散板１２０と、バックライトレンズ部１３０とを有する。

バックライト光源１１０は、バックライト部１００の最も光源側の光路上に設けられ、表示装置１０のバックライト用の光を出射する。バックライト光源１１０は、一例として直線偏光を出射する液晶プロジェクターであってよい。

水平方向拡散板１２０は、バックライト光源１１０に対して視点側の光路上に設けられ、バックライト光源１１０から入射した光を水平方向に拡散する。なお、本明細書において「水平方向」は、図面における「ｘ方向及びｘ方向の反対方向」であってよく、「垂直方向」は、図面における「ｚ方向及びｚ方向と反対方向」であってよい。

水平方向拡散板１２０は、厚み方向複屈折量が可視光の１／１０波長以下であってよい。例えば、水平方向拡散板１２０は、アクリル樹脂を含んでよい。これにより、水平方向拡散板１２０は、バックライト光源１１０の出力する直線偏光の位相が乱れることを防ぐ。

バックライトレンズ部１３０は、水平方向拡散板１２０に対して視点側の光路上に設けられ、光水平方向拡散板１２０で拡散されたバックライト光源１１０からの光を屈折してシャッター部２００に向けて集光させる。バックライトレンズ部１３０は、２次元集光部１３２と、水平方向集光部１３４と、垂直方向集光部１３６とを含む。

２次元集光部１３２は、バックライトレンズ部１３０の最も光源側の光路上に設けられ、通過する光を水平方向及び垂直方向において視点方向に集光する。２次元集光部１３２は、例えば、２次元フレネルレンズであってよい。２次元集光部１３２は、厚み方向複屈折量が可視光の１／１０波長以下であってよい。例えば、２次元集光部１３２は、アクリル樹脂を含んでよい。これにより、２次元集光部１３２は、バックライト光源１１０の出力する直線偏光の位相が乱れることを防ぐ。

水平方向集光部１３４は、２次元集光部１３２に対して視点側の光路上に設けられ、通過する光を水平方向において視点方向に集光する。水平方向集光部１３４は、例えば、１次元フレネルレンズであってよい。水平方向集光部１３４は、２次元集光部１３２の端部から出力される光の色収差を低減するように設計されてよい。

また、水平方向集光部１３４は、厚み方向複屈折量が可視光の１／１０波長以下であってよい。例えば、水平方向集光部１３４は、アクリル樹脂を含んでよい。これにより、水平方向集光部１３４は、バックライト光源１１０の出力する直線偏光の位相が乱れることを防ぐ。

垂直方向集光部１３６は、水平方向集光部１３４に対して視点側の光路上に設けられ、通過する光を垂直方向において視点方向に集光する。垂直方向集光部１３６は、例えば、１次元フレネルレンズであってよい。

また、垂直方向集光部１３６は、厚み方向複屈折量が可視光の１／１０波長以下であってよい。例えば、垂直方向集光部１３６は、アクリル樹脂を含んでよい。これにより、垂直方向集光部１３６は、バックライト光源１１０の出力する直線偏光の位相が乱れることを防ぐ。

シャッター部２００は、バックライト部１００より視点側の光路上に設けられる液晶素子であってよい。シャッター部２００は、液晶素子の画素においてバックライト部１００から入射した略平行な光を遮光又は透過して、複数の視点に対応する光を視点分離部３００へと出力する。より具体的には、シャッター部２００は、バックライト部１００から略平行な光を受け取り、観視者の右眼及び左眼に対応する光を透過する。

また、シャッター部２００は、遅相軸方向が異なるようにパターニングされた位相差板（例えば、１／４波長板）を一面に有する。これにより、シャッター部２００は、偏光状態が異なる右眼用の光源光及び左眼用の光源光を出力する。

視点分離部３００は、シャッター部２００より視点側の光路上に設けられ、シャッター部２００からの複数の視点に対応する光を各視点に向かう光に分離する。例えば、視点分離部３００は、予め定められた観視位置における右眼の視点に向かう光と、左眼の視点に向かう光とを分離する。

視点分離部３００は、複数の開口が配列されたパララックスバリア、複数のレンズが配列されたレンチキュラーレンズ、又は、パララックスバリア及びレンチキュラーレンズの組合せであってよい。なお、図１は視点分離部３００がパララックスバリアである例を示し、本実施形態では視点分離部３００がパララックスバリアである場合の一例について説明する。視点分離部３００がレンチキュラーレンズを含む場合、パララックスバリアの開口に対応する位置にレンチキュラーレンズのレンズが配置される。

垂直方向拡散板４００は、シャッター部２００および表示部５００の間のいずれかの位置の光路上に設けられ、入射した光を垂直方向に光を拡散する。例えば、垂直方向拡散板４００は、視点分離部３００及び表示部５００の間の光路上に設けられる。

垂直方向拡散板４００は、水平方向に延伸する微小レンズが配列されたレンチキュラーレンズであってよい。これにより、垂直方向拡散板４００は、シャッター部２００及び視点分離部３００により形成される周期構造に由来して表示画面に現れるラインパターンを消去し、表示装置１０の表示品質を向上させる。

垂直方向拡散板４００は、厚み方向複屈折量が可視光の１／１０波長以下であってよい。例えば、垂直方向拡散板４００は、アクリル樹脂を含んでよい。これにより、垂直方向拡散板４００は、シャッター部２００の出力する偏光の位相が乱れることを防ぐ。

表示部５００は、垂直方向拡散板４００より視点側の光路上に設けられ、光を選択的に透過させることにより画像を表示する。例えば、表示部５００は、光源側から照射された光を透過させることにより、表示した画像を観視者に与える透過型液晶パネルである。

表示部５００は、シャッター部２００に設けられた位相差板と対応して遅相軸方向が異なるようにパターニングされた位相差板（例えば、１／４波長板）を一面に有し、当該位相差板のパターニングに対応してインターレースされた右眼用画像及び左眼用画像を表示する。これにより、表示部５００は、視点分離部３００から出力された右眼の視点に向かう光が通過する領域に右眼用画像を表示し、左眼の視点に向かう光が通過する領域に左眼用画像を表示する。

垂直方向拡散板６００は、表示部５００よりも視点側の光路上に設けられ、入射した光を垂直方向に光を拡散する。例えば、垂直方向拡散板６００は、水平方向に延伸する微小レンズが配列されたレンチキュラーレンズであってよい。これにより、垂直方向拡散板６００は、シャッター部２００及び視点分離部３００により形成される周期構造に由来して表示画面に現れるラインパターンを消去し、表示装置１０の表示品質を向上させる。

光出力制御部７１０は、バックライト部１００における光の点灯および消灯、光を出力する位置、光の出力強度、及び／又は、光を出力するタイミング等を制御する。

シャッター制御部７２０は、シャッター部２００における画素ごとの光の透光及び遮光を制御する。例えば、シャッター部２００における画素ごとの光の透光及び遮光の切り替えタイミング、及び／又は、画素ごとの透光率を制御する。

調整部７３０は、表示部５００による画像表示を制御する。例えば、調整部７３０は、表示部５００に視差のある右目用画像及び左眼用画像を表示させる。一例として、調整部７３０は、表示部５００に、同一の２次元画像を左右に相対的にシフトして生成した１組の画像を右眼用画像及び左眼用画像として表示させてよい。

調整部７３０は、右眼用画像および左眼用画像における領域毎のクロストークの大きさに応じて、右眼用画像および左眼用画像の視差量を調整してよい。例えば、調整部７３０は、右眼用画像および左眼用画像におけるクロストークがより大きい一部の領域の視差量を、クロストークがより小さい一部の領域の視差量よりも減少させる。一例として、調整部７３０は、右眼用画像の一部の領域及び左眼用画像の一部の領域を水平方向に相対的にシフトして、右眼用画像および左眼用画像におけるクロストークが基準以上となる当該一部の領域の視差量を、予め定められた基準値以下に抑える。

調整部７３０は、右眼用画像及び左眼用画像における水平方向の位置に応じて領域ごとのクロストークが大きさを決定し、決定したクロストークの大きさに応じて２次元画像のシフト量を変更してよい。例えば、調整部７３０は、右眼用画像及び左眼用画像における左右端部をクロストークの大きい領域と決定し、中央部分をクロストークの小さい領域と決定してよい。これにより、調整部７３０は、右眼用画像及び左眼用画像の左右端部の視差量を、中心部の視差量と比較して低減してよい。

また、調整部７３０は、領域ごとのクロストークが大きさを右眼用画像及び左眼用画像における中心部からの位置に応じて決定してよい。例えば、調整部７３０は、右眼用画像及び左眼用画像における中心部付近の画像をクロストークが小さい領域と決定し、周辺部の画像を中心部からの距離に応じてクロストークが増大する領域と決定してよい。これにより、調整部７３０は、右眼用画像及び左眼用画像の周辺部の視差量を、中心部の視差量と比較して低減してよい。

このように調整部７３０がクロストークの大きさに応じて立体画像の視差量を決定することで、表示装置１０はクロストークが立体画像に与える影響を小さくすることができる。

図２は、本実施形態に係るバックライト光源１１０の構成の一例を示す。図示するようにバックライト光源１１０は、横長の発光領域１１２、即ち、水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い発光領域１１２を有する。これにより、バックライト部１００は、予め定められた明るさの光量をシャッター部２００等に供給する場合に、垂直方向においてより平行光に近い光をシャッター部２００に対して出射することができる。

図３は、本実施形態に係る表示装置１０による光路の一例を示す。図３（ａ）は表示装置１０をｘｙ平面から観察した光路を示し、図３（ｂ）は表示装置１０をｙｚ平面から観察した光路を示す。

図３（ａ）に示すように、水平方向拡散板１２０はバックライト光源１１０から出射した光を水平方向に拡散し、バックライトレンズ部１３０はバックライト光源１１０からの光を屈折して略平行な光とする。具体的には、２次元集光部１３２及び水平方向集光部１３４は、共にバックライト光源１１０からの光を水平方向に集光して、水平方向に略平行な光を出射する。その後、シャッター部２００及び視点分離部３００が、バックライトレンズ部１３０からの光を、観視者の右眼方向、及び、左眼方向にそれぞれに向かう光に分離する。

また、図３（ｂ）に示すように、２次元集光部１３２は、バックライト光源１１０からの光を垂直方向に集光して出射する。更に垂直方向集光部１３６が、２次元集光部１３２からの光を垂直方向に集光する。これにより、垂直方向集光部１３６は、垂直方向拡散板４００及び垂直方向拡散板６００による光量ロスの影響を低減する。従って、表示装置１０は、観視者に向けて垂直方向に平行な光を出射した場合と比べて、観視者に明るい画像を供給することができる。

図４は、本実施形態に係るシャッター部２００及び視点分離部３００の構成の一例を示す。シャッター部２００は、周期的に繰り返される表示領域群２１０を複数有する。表示領域群２１０は、水平方向に繰り返し配列され、また、水平方向の位置をずらして垂直方向に繰り返し配列される。これにより、シャッター部２００は、千鳥状に配置された複数の表示領域群２１０を有する。

視点分離部３００は、周期的に繰り返され、垂直方向に延伸する開口を含む繰り返し領域３１０を複数有する。繰り返し領域３１０は、水平方向に繰り返し配列され、また、水平方向の位置をずらして垂直方向に繰り返し配列される。これにより、視点分離部３００は、複数の開口が画像の垂直方向に対して斜め方向にずれた位置に配列され、シャッター部２００を通過した光を開口３１２から通過させて視点方向に向かわせるパララックスバリアを形成する。例えば、視点分離部３００は、垂直方向に対して５°ずれた方向に繰り返し領域３１０を繰り返し配列してよい。これにより、視点分離部３００は、千鳥状に配置された複数の繰り返し領域３１０を有する。

ここで、繰り返し領域３１０は、表示領域群２１０毎に対応するように配置される。例えば、図４において、複数の表示領域群のうち点線で囲まれた表示領域群２１０と、点線で囲まれた繰り返し領域３１０は対応関係にある。

図５に本実施形態に係る表示装置１０による立体表示の一例を示す。図５に示すように、シャッター部２００の１つの表示領域群２１０は、垂直方向に配列された２以上の表示領域２１２等を含む。例えば、表示領域群２１０は、垂直方向に互いにインターレースされた、右眼用の表示領域２１２、表示領域２１６、表示領域２２０、表示領域２２４、表示領域２２８、及び、表示領域２３２と、左眼用の表示領域２１４、表示領域２１８、表示領域２２２、表示領域２２６、表示領域２３０、及び、表示領域２３４とを含む。

表示領域２１２等の各々は、複数の視点に対応する複数の開口から構成される。例えば、表示領域２１２の最も左側の開口（Ｒ１行及び１列目に対応する開口）は、表示装置１０を観る観視者に対して最も右側の視点に対応し、表示領域２１２の最も右側の開口（Ｒ１行及び６列目に対応する開口）は、観視者に対して最も左側の視点に対応する。表示領域２１２等に含まれる開口の各々は、シャッター部２００を構成する液晶素子の画素に対応し、シャッター制御部７２０によりそれぞれの透光及び遮光が制御される。

図５に示す右眼用の表示領域２１２等においては、観視者の右眼位置に対応する２列目の開口が透光状態に制御され、他の開口は遮光状態にされる。これにより、表示領域２１２等を通過した光は観視者の右眼の位置に到達するが左眼の位置に到達しない。また、左眼用の表示領域２１４等においては、観視者の左眼位置に対応する５列目の開口が透光状態に制御され、他の開口は遮光状態にされる。これにより、表示領域２１２等を通過した光は観視者の左眼の位置に到達するが右眼の位置に到達しない。

シャッター部２００の位相差板は、右眼用の表示領域２１２等及び左眼用の表示領域２１４等に対応してパターニングされる。これにより、シャッター部２００は、右眼用の表示領域２１２等において、バックライト部１００から入射した直線偏光（例えば、斜め方向の直線偏光）を第１偏光（例えば、右回り円偏光）により偏光させて出力する。また、シャッター部２００は、左眼用の表示領域２１４等において、バックライト部１００から入射した直線偏光を第１の偏光と異なる第２偏光（例えば、左回り円偏光）により偏光させて出力する。

視点分離部３００の開口は、表示する画像における表示領域毎の複数の視点に対応する光を受けて、これを各視点に向かう光に分離する。例えば、視点分離部３００は、右眼用の表示領域２１２等の２列目の開口からの光を受けてこのうち観視者の右眼位置に向かう光のみを通過させ、左眼用の表示領域２１４等の５列目の開口からの光を受けてこのうち観視者の左眼位置に向かう光のみを透過させる。

表示部５００は、シャッター部２００の複数の表示領域２１２等に対応して複数の表示領域５１２等を有し、それぞれの表示領域に左眼用画像又は右眼用画像を表示する。例えば、表示部５００は、右眼用の表示領域２１２等に対応する表示領域５１２等に右眼用画像を表示し、左眼用の表示領域２１４等に対応する表示領域５１４等に右眼用画像を表示する。

表示部５００の位相差板は、右眼用の表示領域５１２等及び左眼用の表示領域５１４等に対応してパターニングされる。これにより、表示部５００は、右眼用の表示領域５１２等において、第１偏光（例えば、右回り円偏光）の光を表示部５００の透過軸の直線偏光に変換して通過させ、第２偏光（例えば、左回り円偏光）の光を表示部５００の遮光軸の直線偏光に変換して遮断する。これにより、表示部５００は、右眼用の表示領域５１２等において、シャッター部２００の右眼用の表示領域２１２等からの光源光のみを透過し、左眼用の表示領域２１４等からの光源光を遮蔽する。

また、表示部５００は、左眼用の表示領域５１４等において、第１偏光の光を表示部５００の遮光軸の直線偏光に変換して遮断し、第２偏光の光を表示部５００の透過軸の直線偏光に変換して通過させる。これにより、表示部５００は、左眼用の表示領域５１４等において、シャッター部２００の左眼用の表示領域２１４等からの光源光のみを透過し、右眼用の表示領域２１２等からの光源光を遮蔽する。

このようにして、シャッター部２００の右眼用の表示領域２１２等を透過した光は、表示部５００の右眼用画像を表示する表示領域５１２等を通過して、観視者の右眼位置に到達する。また、シャッター部２００の左眼用の表示領域２１４等を通過する光は、表示部５００の左眼用画像を表示する表示領域５１４等を通過して、観視者の左眼位置に到達する。これにより、観視者は、右眼用画像及び左眼用画像から構成される立体画像を観察することができる。

前述したように表示領域群２１０は水平方向の位置をずらして垂直方向に繰り返し配列されるので、シャッター部２００における複数の開口は、表示領域群２１０毎に視点分離部３００の複数の繰り返し領域３１０の配列方向に合わせて水平方向の位置をずらして配置される。これにより、シャッター部２００及び視点分離部３００の垂直方向の繰り返し成分が低減されるので、表示装置１０は、表示画像に現れる垂直方向の垂直方向のラインパターンを低減することができる。

ここで、シャッター部２００は、水平方向の位置をずらす表示領域群２１０の境界において、シャッター部２００を通過する光の光量を低減する。例えば、シャッター部２００は、本来透過状態とすべき、水平方向にずれた位置に配置される別の表示領域群２１０との境界に位置する表示領域２１２の開口（Ｒ１行及び２列目の開口）及び表示領域２３４の開口（Ｌ６行及び５列目の開口）を通過する光量を低減する。一例として、シャッター部２００は、このような開口を完全な遮光状態としてもよく、一部の光を透過させる不完全な遮光状態としてもよい。

これにより、一の表示領域群２１０と垂直方向に隣接する別の表示領域群２１０との境界部分の表示領域２１２及び表示領域２３４から、一の表示領域群２１０に対応する繰り返し領域３１０に垂直方向に隣接する別の繰り返し領域３１０'の開口３１２'に向けて不適切な方向の光源光Ｉが出力され、クロストークが生じるのを防ぐことができる。

また、シャッター部２００は、表示領域群２１０の境界において、複数の開口を有しない行を有してもよい。例えば、シャッター部２００は、表示領域群２１０の境界領域に画素を形成する代わりにブラックマトリクス領域を形成してよい。

このように本実施形態の表示装置１０によれば、シャッター部２００及び視点分離部３００の垂直方向の繰り返し成分に由来して表示画像に現れるラインパターンを低減することができる。また、本実施形態の表示装置１０によれば、表示領域群２１０の垂直方向の境界部分から生じるクロストークを低減することができる。

図６は、本実施形態の第１変形例に係るシャッター部２００のパターンの一例を示す。図示するように、シャッター部２００は、表示領域２１２の各々において隣接する複数の開口を透光状態に制御してよい。例えば、シャッター部２００は、右眼用の表示領域２１２等及び左眼用の表示領域２１４等の各々について２つの隣接する開口を透光状態としてよい。これにより、表示装置１０は、立体画像を水平方向に大きい視域において表示することができる。

なお、シャッター部２００は、右眼用の表示領域２１２等において透光状態の開口が水平方向に連続する数、左眼用の表示領域２１４等において透光状態の開口が水平方向に連続する数、及び、水平方向において表示領域２１２等の透光状態の開口と表示領域２１４等の透光状態の開口の間にある遮光状態の開口の数の和が、表示領域２１２等に含まれる一組の開口の数±１と一致しないように、表示領域２１２等の数を制御してよい。

例えば、図６において、表示領域２１２等に含まれる一組の開口の数−１は６となり、右眼用の表示領域２１２及び左眼用の表示領域２１４等において透光状態の開口が水平方向に連続する数はそれぞれ２であり、これらの間にある遮光状態の開口の数は１となるので、和は５となる。

シャッター部２００がこのように表示領域２１２等を制御することで、右眼用の表示領域２１２等の透光状態の開口の周期、及び、左眼用の表示領域２１４の透光状態の開口の周期が干渉してムラが生じることを防ぐことができる。

図７に、本実施形態の第２変形例に係る、観視者が前後に移動した場合におけるシャッター部２００の動作の一例を示す。本変形例に係る表示装置１０は、距離センサ等により、表示部５００から観視者までの距離を検出する。

シャッター制御部７２０は、検出した観視者の距離に応じて、表示領域２１２等に含まれる複数の開口の周期を制御することにより、右眼用の表示領域２１２等に含まれる透光状態の開口を、観視者の右眼位置に向かう光を通過する右眼対応の位置に移動させ、左眼用の表示領域２１４等に含まれる開口を、観視者の左眼位置に向かう光を通過する左眼対応の位置に移動させる。

例えば、観視者が標準距離（例えば、表示部５００から予め定められた距離）から表示部５００を観視する場合、シャッター制御部７２０は、複数の表示領域２１２等の各々が水平方向に隣接する６個の開口を有するようにシャッター部２００の開口を制御する。

そして、観視者が標準距離から後側に移動した場合には、シャッター制御部７２０は、複数の表示領域２１２等の各々に含まれる開口の数を、観視者の移動量に応じて増加させる。また、観視者が標準距離から前側に移動した場合には、シャッター制御部７２０は、複数の表示領域２１２等の各々に含まれる開口の数を、観視者の移動量に応じて減少させる。

第２変形例に係る表示装置１０は、観視者が前後に移動した場合であっても、複数の開口を透過した光をそれぞれ対応する観視位置に正確に集光することができる。これにより、表示装置１０によれば、鮮明な立体像を観視させることができる。

図８に、本実施形態の第３変形例に係る、観視者が左右に移動した場合におけるシャッター部２００の動作の一例を示す。本変形例に係る表示装置１０は、カメラで撮像した画像等により、観視者の表示部５００に対する水平方向の位置を検出する。

シャッター制御部７２０は、観視者の位置に応じて、表示領域２１２等に含まれる複数の開口の水平方向の位置を制御することにより、右眼用の表示領域２１２等に含まれる透光状態の開口を、観視者の右眼位置に向かう光を通過する右眼対応の位置に移動させ、左眼用の表示領域２１４等に含まれる開口を、観視者の左眼位置に向かう光を通過する左眼対応の位置に移動させる。

例えば、観視者が標準距離（例えば、表示部５００から予め定められた距離）から表示部５００を観視する場合、シャッター制御部７２０は、複数の表示領域２１２等の各々が水平方向に隣接する６個の開口を有するようにシャッター部２００の開口を制御する。

そして、観視者が標準距離から一の方向（例えば、左側）に移動した場合には、シャッター制御部７２０は、複数の表示領域２１２等を、観視者の移動量に応じて一の方向の反対方向（例えば、右側）に移動させる。

第３変形例に係る表示装置１０は、観視者が左右に移動した場合であっても、複数の開口を透過した光をそれぞれ対応する観視位置に正確に集光することができる。これにより、表示装置１０によれば、鮮明な立体像を観視させることができる。

このように、第１〜３変形例に係る表示装置１０によると、シャッター部２００が表示領域２１２等の開口を制御することにより、立体画像の視域を拡大し、移動する観視者に対して適切な立体画像を表示することができる。

図９は、本実施形態の第４変形例に係る視点分離部３００の構成を示す。図示するように、視点分離部３００は、斜め方向に延伸する開口３２０を備えてよい。視点分離部３００は、繰り返し領域３１０の各々において同一の位置に配置される開口３２０を備えてよい。

図１０は、本実施形態の第５変形例に係る視点分離部３００の構成を示す。図示するように、視点分離部３００は、画像の垂直方向において隣同士となる表示領域群２１０間の境界に対応する部分に開口を設けない非開口領域を含むパララックスバリアを有してよい。これにより、本変形例の表示装置１０によれば、表示領域群２１０の垂直方向の境界部分から生じるクロストークを更に低減することができる。

図１１は、本実施形態の第６変形例に係る検査用の表示部５００の画像を示す。表示装置１０は、シャッター部２００及び視点分離部３００を水平方向及び垂直方向に移動して位置合わせする位置合わせ機構を備えてよい。これに代えて、表示装置１０は、外部の位置合わせ装置によりシャッター部２００及び視点分離部３００の位置合わせを実行してよい。

表示部５００は、位置合わせを実行する際に位置合わせ検査用の画像を表示してよい。例えば、表示部５００は、右眼用の表示領域５１２等に予め定められた色（例えば、赤）一色のみで構成された画像を表示し、左眼用の表示領域５１４等に予め定められた別の色（例えば、緑）一色のみで構成された画像を表示してよい。また、例えば、表示部５００は、右眼用の表示領域５１２等及び左眼用の表示領域５１４等の一方を黒画素とする画像を表示してよい。

観視者が環視位置において検査用の画像を観察して、右眼又は左眼の少なくとも一方に予め定められた色と異なる色が混色している場合は、シャッター部２００及び／又は視点分離部３００の位置が適切でないためにクロストークが生じていると判断できる。

これにより、本変形例の表示装置１０によると、検査者が検査用の画像を観察しながら混色が生じない位置にシャッター部２００及び／又は視点分離部３００を移動することにより、シャッター部２００及び視点分離部３００の位置合わせを簡便に実行することができる。

本実施形態の表示装置１０は、偏光方式を利用して立体画像を表示したが、これに代えて、第７変形例における表示装置１０は、時分割方式を利用して立体画像を表示してよい。本変形例の表示装置１０は、シャッター部２００及び表示部５００に位相差板を含めなくてよい。

本変形例において、シャッター部２００は、１つの表示領域群２１０内に右眼用の表示領域２１２等及び左眼用の表示領域２１４等の両方を含める代わりに、１つの表示領域群２１０内に右眼用の表示領域２１２等及び左眼用の表示領域２１４等の一方のみを時分割で含むように制御してよい。

例えば、シャッター部２００が右眼用の表示領域２１２等を表示するときに表示部５００は右眼用画像を表示し、シャッター部２００が左眼用の表示領域２１４等を表示するときに表示部５００は左眼用画像を表示してよい。これにより、表示部５００は全てのラインを１枚の画像の表示に用いることができるので、観視者に対してより解像度の高い立体画像を表示することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ 表示装置、１００ バックライト部、１１０ バックライト光源、１１２ 発光領域、１２０ 水平方向拡散板、１３０ バックライトレンズ部、１３２ ２次元集光部、１３４ 水平方向集光部、１３６ 垂直方向集光部、２００ シャッター部、２１０ 表示領域群、２１２ 表示領域、２１４ 表示領域、２１６ 表示領域、２１８ 表示領域、２２０ 表示領域、２２２ 表示領域、２２４ 表示領域、２２６ 表示領域、２２８ 表示領域、２３０ 表示領域、２３２ 表示領域、２３４ 表示領域、３００ 視点分離部、３１０ 繰り返し領域、３１２ 開口、４００ 垂直方向拡散板、５００ 表示部、５１２ 表示領域、５１４ 表示領域、５１６ 表示領域、５１８ 表示領域、５２０ 表示領域、５２２ 表示領域、５２４ 表示領域、５２６ 表示領域、５２８ 表示領域、５３０ 表示領域、５３２ 表示領域、５３４ 表示領域、６００ 垂直方向拡散板、７１０ 光出力制御部、７２０ シャッター制御部、７３０ 調整部

Claims (17)

1. 画像を表示する表示装置であって、
   バックライト用の光を出射するバックライト部と、
   前記バックライト部より視点側に設けられ、表示領域毎に複数の視点に対応する複数の開口を有するシャッター部と、
   表示する画像における表示領域毎の複数の視点に対応する光を各視点に向かう光に分離するレンズおよび開口の少なくとも一方が画像の垂直方向に対して斜め方向に配列された視点分離部と、
   光路上に設けられ、光を選択的に透過させることにより画像を表示する表示部と、
   を備え、
   前記シャッター部における前記複数の開口は、垂直方向に配列された２以上の表示領域を含む表示領域群毎に前記視点分離部の配列方向に合わせて水平方向の位置をずらして配置され、
   前記シャッター部は、水平方向の位置をずらす表示領域群の境界において、前記シャッター部を通過する光の光量を低減する
   表示装置。
2. 前記シャッター部は、水平方向の位置をずらす前記表示領域群の境界において、前記複数の開口を有しない行を有する請求項１に記載の表示装置。
3. 前記視点分離部は、前記表示領域群に対応して垂直方向に延伸する開口を含み、前記シャッター部を通過した光を前記開口から通過させて視点方向に向かわせるパララックスバリアを有し、
   前記パララックスバリアの前記表示領域群毎の開口は、画像の垂直方向に対して斜め方向にずれた位置に配置される
   請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記パララックスバリアは、画像の垂直方向において隣同士となる前記表示領域群間に開口を設けない非開口領域を含む請求項３に記載の表示装置。
5. 前記バックライト部は、
   発光領域が横長のバックライト光源と、
   前記バックライト光源からの光を前記シャッター部に向けて屈折させるバックライトレンズ部と、
   を有する請求項１から４のいずれか一項に記載の表示装置。
6. 前記バックライトレンズ部は、前記バックライト光源からの光を屈折して略平行な光とする請求項５に記載の表示装置。
7. 前記バックライトレンズ部は、光路上に設けられ、通過する光を垂直方向において視点方向に集光する垂直方向集光部を含む請求項５又は６に記載の表示装置。
8. 光路上に設けられ、垂直方向に光を拡散する第１の垂直方向拡散板を更に備える請求項７に記載の表示装置。
9. 前記第１の垂直方向拡散板は、前記表示部よりも視点側に設けられる請求項８に記載の表示装置。
10. 光路上に設けられ、垂直方向に光を拡散する第２の垂直方向拡散板を更に備える請求項８または９に記載の表示装置。
11. 前記第２の垂直方向拡散板は、前記シャッター部および前記表示部の間のいずれかの位置に設けられる請求項１０に記載の表示装置。
12. 前記第２の垂直方向拡散板は、前記表示部および前記視点分離部の間に設けられる請求項１１に記載の表示装置。
13. 前記視点分離部は、予め定められた観視位置における右眼の視点に向かう光と、左眼の視点に向かう光とを分離し、
    前記表示部は、前記右眼の視点に向かう光が通過する領域に右眼用画像を表示し、左眼の視点に向かう光が通過する領域に左眼用画像を表示し、
    当該表示装置は、前記右眼用画像および前記左眼用画像における領域毎のクロストークの大きさに応じて、前記右眼用画像および前記左眼用画像の視差量を調整する調整部を更に備える請求項１から１２のいずれか一項に記載の表示装置。
14. 前記調整部は、前記右眼用画像および前記左眼用画像におけるクロストークがより大きい領域の視差量を、クロストークがより小さい領域の視差量よりも減少させる請求項１３に記載の表示装置。
15. 前記調整部は、前記右眼用画像および前記左眼用画像を水平方向に相対的にシフトして、前記右眼用画像および前記左眼用画像におけるクロストークが基準以上の領域の視差量を、予め定められた基準値以下に抑える請求項１３または１４に記載の表示装置。
16. 前記右眼用画像および前記左眼用画像は、同一の２次元画像を左右に相対的にシフトして生成した画像であり、
    前記調整部は、前記右眼用画像および前記左眼用画像における水平方向の位置に応じて、前記２次元画像のシフト量を変更する請求項１３から１５のいずれか一項に記載の表示装置。
17. 前記調整部は、前記右眼用画像および前記左眼用画像の周辺部の視差量を、中心部の視差量と比較して低減する請求項１３から１６のいずれか一項に記載の表示装置。

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