JP4287105B2 - 立体視映像表示装置及び電子機器 - Google Patents
立体視映像表示装置及び電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4287105B2 JP4287105B2 JP2002241757A JP2002241757A JP4287105B2 JP 4287105 B2 JP4287105 B2 JP 4287105B2 JP 2002241757 A JP2002241757 A JP 2002241757A JP 2002241757 A JP2002241757 A JP 2002241757A JP 4287105 B2 JP4287105 B2 JP 4287105B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens plate
- lens
- image
- display device
- stereoscopic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示画面に表示される画像をレンズ板を介して視認せしめる立体視映像表示装置及び立体視映像表示装置を備える又は立体視映像表示装置に接続される電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、立体視映像表示装置の開発が多く行われている。ここで立体視映像表示装置とは、両眼視差を利用した表示装置である。人の両目は左右に離れて位置するために、各目が捉える映像には若干のズレがあり、この視差によって立体感が認識されている。立体視映像表示装置は、この両眼視差を意図的に発生させて立体視映像を実現するものである。
【０００３】
ここで、以下、本明細書中で述べる平面視映像、立体視映像とは、両眼視差によって観察者の大脳内で形成される像を示し、平面視画像、立体視画像とは、表示画面に表示される像を示すものとする。
【０００４】
立体視映像表示装置として、従来から、平面液晶ディスプレイ等の表示パネルの面上にレンチキュラレンズやパララックスバリア等の立体視画像用光学素子を配置して、立体視映像を認識させる装置がある。しかし、立体視画像用光学素子を配置した時の平面視画像と、配置しない時の平面視画像とを比較すると、前者の方が解像度が低くなってしまう。従って立体視画像用光学素子を配置して表示される平面視画像の解像度を低下させずに表示させたいという要望があった。
【０００５】
その解決法として、例えば、特開２００１−３３０７１３号公報に開示されているように、平面視画像表示時はレンチキュラレンズ等に光を拡散させるフィルタを装着させることによって、平面視画像の解像度を維持する方法がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の方法では、レンチキュラレンズによって屈折した光がフィルタによって拡散されるため、平面視映像がぼやけてしまっていた。また、立体視画像と平面視画像とを切り換える度にフィルタを着脱する必要があり、手間と時間がかかっていた。
【０００７】
更に、立体視画像表示時にフィルタを退避させる為の空間等が必要であるため、小型携帯情報端末装置（例えば、インターネット接続可能な携帯電話機、ＰＤＡ等）等に適用する際に装置体積の増加を招く問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、平面視画像の画像解像度を落すことなく、簡単に平面視画像と立体視画像との切り換えが可能な立体視映像表示装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、表示パネル（例えば、図３の液晶パネル１１）と、複数のレンズを有するレンズ板（例えば、図３のレンズ板１２）とを備え、前記表示パネルに表示させる画像を、前記レンズ板を介して立体視映像として認識せしめる立体視映像表示装置において、前記表示パネルに対して前記レンズ板を平行に移動させる移動手段（例えば、図１２のカム８０ａ及び８０ｂ）を備える立体視映像表示装置である。
【００１０】
複数のレンズを有するレンズ板を用いた立体視映像表示装置では、各レンズによって表示パネルの各画素から出射される光に指向性を与えている。即ち、観察者の位置に応じて異なる画素が認識されるようにレンズは各画素から出射される光を屈折させる。従って、観察者がレンズ板を介して表示パネルを見ると、両眼視差によってそれぞれ異なる画像を捉えて、立体視映像を認識することとなる。一方、第１の発明によれば、表示パネルに対してレンズ板を平行に移動させることによって、各レンズは各画素から出射される光をレンズ板の移動方向の配列順に連続的に透過する。このため、観察者に表示パネル全ての画素を認識させることができ、更に残像効果によって平面視映像を認識させることができる。また、表示パネルの解像度を低減させることなく平面視映像を実現でき、容易に平面視映像と立体視映像の切り換えが可能となる。
【００１１】
第２の発明は、ｎ眼式である第１の発明の立体視映像表示装置であって、前記移動手段は、１フレーム描画時間当たりｎ個以上の画素を移動する速度で前記レンズ板を移動させる立体視映像表示装置である。
【００１２】
この第２の発明によれば、１つのフレームに対する人間の目の残像時間より速い速度でレンズ板が移動することになるため、第１の発明の効果と同様に、観察者は残像効果によって平面視映像を認識することができる。
【００１３】
第３の発明は、第１又は第２の発明の立体視映像表示装置であって、前記移動手段による平行移動は周期運動である立体視映像表示装置である。
【００１４】
この第３の発明によれば、レンズ板を往復振動等の周期運動によって平行移動させることによって、第１又は第２の発明と同様の効果を奏すると共に、繰り返して周期運動を行うことによって、観察者に対して平面視映像を長時間認識させることができる。
【００１５】
第４の発明は、第２の発明の立体視映像表示装置であって、前記レンズ板はレンチキュラレンズ板であり、前記移動手段による平行移動は、視差方向の振幅がｎ−２個より大きい画素幅で、１つのレンズが少なくともｎ個の画素上を通過する周期運動である立体視映像表示装置である。
【００１６】
この第４の発明によれば、周期運動の振幅をｎ−２個より大きい画素幅に設定することによって、観察者に表示パネル全ての画素を認識させることができる。具体的には、例えば５眼式である立体視映像表示装置の場合、周期運動の中心を１つの画素の中央とし、周期運動の振幅を３個分の画素幅より大きいものとすれば、１つのレンズの主点は５個の画素上を通過することができる。
【００１７】
第５の発明は、第１〜第４の何れかの発明の立体視映像表示装置であって、前記レンズ板のレンズ面は前記表示パネルの表示面より広い大きさである立体視映像表示装置である。
【００１８】
更に第６の発明として、第５の発明の立体視映像表示装置を、前記レンズ板をレンチキュラレンズ板とし、視差方向の長さが前記表示パネルの視差方向の長さより長くなるように構成してもよい。
【００１９】
この第６及び第７の発明によれば、レンズ板を液晶パネルに平行に移動させても、表示パネルの一部が露出されることがない。更に、平面視画像から立体視画像に表示パネルの表示を切り換える際も、素早くレンズ板を所定の位置に配置させることができる。
【００２０】
第７の発明は、第１〜第６の何れかの発明の立体視映像表示装置であって、前記移動手段は、機械的機構により前記レンズ板を平行移動させる手段である立体視映像表示装置である。
【００２１】
この第７の発明によれば、例えば、所定のカム機構、所定の歯車機構、所定の遊星歯車機構、ベルト（或いはチェーン）を用いた所定のリンク機構等の機械的機構を用いることにより、レンズ板を平行移動させることができる。
【００２２】
第８の発明は、第１〜第６の何れかの発明の立体視映像表示装置であって、前記移動手段は、電気的機構により前記レンズ板を平行移動させる手段である立体視映像表示装置である。
【００２３】
この第８の発明によれば、例えば、電磁石（ソレノイド）、ピエゾ素子（圧電素子）等の電気的機構を用いることにより、レンズ板を平行移動させることができる。また、電気的機構によれば、機械的機構に比べて静かな駆動を実現できる。
【００２４】
第９の発明は、表示パネルと、複数のレンズを有するレンズ板とを備え、前記表示パネルに表示させる画像を、前記レンズ板を介して立体視映像として認識せしめる立体視映像表示装置において、前記レンズ板に対して前記表示パネルを平行に移動させる移動手段を備える立体視映像表示装置である。
【００２５】
第９の発明によれば、レンズ板に対して表示パネルを平行に移動させることによって、第１の発明と同様の効果を奏することができる。
【００２６】
第１０の発明は、表示パネルと、複数のスリットを有するバリア板とを備え、前記表示パネルに表示させる画像を、前記バリア板を介して立体視映像として認識せしめる立体視映像表示装置において、前記表示パネルに対して前記バリア板を平行に移動させる移動手段を備える立体視映像表示装置である。
【００２７】
また、第１１の発明は、表示パネルと、複数のピンホールを有するバリア板とを備え、前記表示パネルに表示させる画像を、前記バリア板を介して立体視映像として認識せしめる立体視映像表示装置において、前記表示パネルに対して前記バリア板を平行に移動させる移動手段を備える立体視映像表示装置である。
【００２８】
複数のスリットを有するバリア板を用いた立体視映像表示装置では、複数の視差像を縦方向に分割し、分割した画像を視差の配列順に表示パネルに表示する。そして観察者がバリア板を介して表示パネルを見ると、両眼視差によって左右の眼がそれぞれ異なる画像を捉えて、立体視映像を認識することとなる。この場合、バリア板とはパララックスバリア板等である。また、縦横方向に視差のある立体視映像を表示させる場合にはピンホールバリア板等が用いられる。
【００２９】
第１０及び第１１の発明によれば、表示パネルに対してバリア板を平行に移動させることによって、表示パネルに分割して表示された画像をバリア板の移動方向の配列順に連続的に観察者に認識せしめることができる。このため、観察者に表示パネル全ての画素を認識させることができ、更に残像効果によって平面視映像を認識させることができる。また、第２〜第９の発明の立体視映像表示装置において、レンズをスリット或いはピンホール、レンズ板をバリア板、レンチキュラレンズ板をパララックスバリア板或いはピンホールバリア板に置き換えることにより、バリア板を用いた各種立体視映像表示装置を実現可能である。
【００３０】
また、第１２の発明として、第１〜第１１の何れかの発明の立体視映像表示装置において、外部入力される駆動信号に応じて前記移動手段を駆動させる駆動手段（例えば、図３１の駆動装置８４０及び作動制御装置８５０）を更に備える立体視映像表示装置を構成することとしてもよい。
【００３１】
この第１２の発明によれば、外部入力される駆動信号に応じて前記移動手段を駆動させる。例えば、第１２の発明の立体視映像表示装置をパーソナルコンピュータやゲーム装置等の外部機器と接続して、当該外部機器から入力される駆動信号に応じてレンズ板或いは表示パネルを平行に移動させるように設定することが可能である。
【００３２】
また第１３の発明として、第１〜第１１の何れかの発明の立体視映像表示装置において、前記移動手段の作動状態に応じた通知信号を外部装置に対して出力する出力手段（例えば、図３１の作動制御装置８５０）を更に備える立体視映像表示装置を構成することとしてもよい。
【００３３】
この第１３の発明によれば、移動手段の作動状態に応じた通知信号を外部に対して出力する。係る発明は、外部機器に立体視映像表示装置を接続し、当該外部機器から入力される画像データを表示パネルに表示させるような場合に効果的である。即ち、レンズ板或いは表示パネルの作動状態に応じた画像データを出力させるように外部機器に対して指示することが可能となる。
【００３４】
第１４の発明は、第１２の発明の立体視映像表示装置と、立体視画像情報と平面視画像情報とを切り換えて前記立体視映像表示装置に出力する画像制御手段（例えば、図２８のＣＰＵ６００；図２９に示す切換処理のステップＡ３又はＡ５）と、前記画像制御手段の出力画像の切り換えに連動して前記駆動手段を駆動させる駆動信号を出力する指示信号出力手段（例えば、図２８のＣＰＵ６００；図２９に示す切換処理のステップＡ２又はＡ４）と、を備える電子機器である。
【００３５】
この第１４の発明によれば、立体視映像表示装置を備える電子機器において、表示する画像の種類に応じて、即ち、立体視用と平面視用の何れの画像を表示するかに応じて、レンズ板或いは表示パネルを平行移動させることが可能となる。故に、例えば電子機器をゲーム装置として用いる場合には、そのゲームプログラムに従ってゲームステージに応じて生成・表示する画像の種類を切り換え、また同時にレンズ板或いは表示パネルを平行移動させる、といった設定をすることができる。
【００３６】
第１５の発明は、第１３の発明の立体視映像表示装置に接続される電子機器において、前記出力手段から出力される通知信号に応じて、立体視画像情報と平面視画像情報とを切り換えて前記立体視映像表示装置に出力する画像制御手段（例えば、図２８のＣＰＵ６００；図２９に示す切換処理のステップＡ３又はＡ５）を備える電子機器である。
【００３７】
この第１５の発明によれば、立体視映像表示装置から入力される通知信号に応答して立体視映像表示装置に出力する画像の種類（立体視用／平面視用）を切り換える。例えば、立体視映像表示装置において、レンズ板或いは表示パネルの平行移動を入力ボタンの押下有無によって開始する場合に、その押下信号を電子機器に出力する。押下信号を受信した電子機器は、当該押下信号に応答して立体視映像表示装置に出力する画像の種類を変更する、といった単純な構成を実現することが可能となる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を適用した実施の形態を図面を参照して説明する。尚、以下では、立体視映像表示装置の画面表示手段としてカラーの平面液晶ディスプレイを用いる場合を例に説明するが、本発明の適用についてはこの場合に限定する必要はない。また、立体視映像表示装置に設置されているレンズ板には様々な種類のものが考えられるが（例えば、縦横に格子状のレンズが並んだ「蝿の目レンズ（フライズアイズレンズ）」等）、以下ではレンズ板としてレンチキュラレンズ板を用いることとする。
【００３９】
ここで、レンチキュラレンズ板とは、一方の面が凹凸を有し、他方の面が平面状のレンズ板であり、凹凸面は半円筒形もしくはこれと光学的に等価なレンズが連続して配列されたものである。レンチキュラレンズ板は、個々の半円筒レンズの側面が各画素の縦方向の配列に対応するように平面液晶ディスプレイ上に設置される。以下では、ｎ眼式レンチキュラレンズとしてｎ＝５の場合を用いて説明する。また、レンチキュラレンズ板を単にレンズ板と言う。
【００４０】
次に、立体視映像表示装置について説明する。図１は、レンチキュラ方式を用いた立体視映像表示装置１によって観察者１４に立体視映像を認識せしめる方法を説明する為の概念図である。ただし、１４は観察者の頭部を下からみた図である。立体視映像表示装置１は、バックライト１０、液晶パネル１１及びレンズ板１２を有する。バックライト１０、液晶パネル１１及びレンズ板１２はそれぞれ板状体であって、互いに平行に配置される。また、レンズ板１２は５眼式であるため、各レンズのレンズピッチが液晶パネル１１の５サブピクセル分に相当するように設計される。バックライト１０は光を出射し、その光は液晶パネル１１とレンズ板１２を通過して立体視映像表示装置１の外に進行する。そして観察者１４はレンズ板１２を介して液晶パネル１１に表示される画像を映像として捉えることになる。
【００４１】
より具体的に説明すると、液晶パネル１１の画面には縦横にピクセル（ドット）が敷き詰められている。１ピクセルは光の３原色であるＲｅｄ（赤）、Ｇｒｅｅｎ（緑）、Ｂｌｕｅ（青）の３つのサブピクセルを１セットにして構成され、（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３）・・・と並んでいる。そして、同図においては５眼式のため、最右映像１３ｅは［Ｒ１，Ｂ２，Ｇ４］、右映像１３ｄは［Ｇ１，Ｒ３，Ｂ４］、中央映像１３ｃは［Ｂ１，Ｇ３，Ｒ５］、左映像１３ｂは［Ｒ２，Ｂ３，Ｇ５］、最左映像１３ａは［Ｇ２，Ｒ４，Ｂ５］として観察者１４の眼に届くことになる。尚、詳細は「３次元画像コンファレンス’９６」講演論文『レンチキュラ板の標本化効果を考慮した３次元画像処理アルゴリズム（著者：宮沢篤）』による。
【００４２】
以上の構成を元に、平面視画像と立体視画像とを切り換える方法について詳細に説明する。上述のように、立体視映像表示装置１では立体視画像表示を実現させるために、各指向方向につきレンズを介して１つのサブピクセルのみが見えるように設計されている。そこで、レンズ板１２を液晶パネル１１の表面に対して一定の速度で平行移動させる。すると、レンズ板１２の各レンズは各画素から出射される光をレンズ板１２の移動方向の配列順に連続的に透過する。このため、レンズ板１２の移動に伴って、観察者に液晶パネル１１の画素を順々に認識させることができる。その結果、残像効果によって一定時間の間に液晶パネル１１全ての画素を認識させることができる。
【００４３】
図２を用いて、具体的に説明する。レンズ板１２の各レンズの焦点は液晶パネル１１の表示面近傍に位置しているとし、観察者はレンズ板１２の正面からレンズ板１２を見ているものとする。まず時間Ｔ１において、レンズ１２ａの焦点はサブピクセルＢ１に位置するため、レンズ１２ａの一面にサブピクセルＢ１が拡大されて見える。またレンズ１２ｂの焦点はサブピクセルＧ３に位置するため、レンズ１２ｂの一面にサブピクセルＧ３が拡大されて見え、レンズ１２ｃの焦点はサブピクセルＲ５に位置するため、レンズ１２ｃの一面にサブピクセルＲ５が拡大されて見える。
【００４４】
そして時間Ｔ２において、レンズ板１２が１サブピクセル分視差方向に平行移動する。するとレンズ１２ａの焦点はサブピクセルＲ２に位置するため、レンズ１２ａの一面にサブピクセルＲ２が拡大されて見える。またレンズ１２ｂの焦点はサブピクセルＢ３に位置するため、レンズ１２ｂの一面にサブピクセルＢ３が拡大されて見え、レンズ１２ｃの焦点はサブピクセルＧ５に位置するため、レンズ１２ｃの一面にサブピクセルＧ５が拡大されて見える。
【００４５】
以上の要領で、液晶パネル１１に対してレンズ板１２を平行移動させると、時間Ｔ３において、レンズ板１２ａの一面にサブピクセルＧ２が、レンズ１２ｂの一面にサブピクセルＲ４が、レンズ１２ｃの一面にサブピクセルＢ５が拡大されて見える。続いて時間Ｔ４において、レンズ１２ｚの一面にサブピクセルＲ１が、レンズ１２ａの一面にサブピクセルＢ２が、レンズ板１２ｂの一面にサブピクセルＧ４が拡大されて見える。そして時間Ｔ５において、レンズ１２ｚの一面にサブピクセルＧ１が、レンズ１２ａの一面にサブピクセルＲ３が、レンズ１２ｂの一面にサブピクセルＢ４が拡大されて見える。
【００４６】
このように液晶パネル１１上でレンズ板１２を平行移動させることによって、観察者に対してサブピクセルから出射される光をサブピクセルの配列順に順次認識させることができる。そして観察者は次々とサブピクセルの光を見ることになるため、残像効果によってＲＧＢの光が重なり合い、カラーの平面視映像として認識することができる。
【００４７】
次に、レンズ板１２の移動速度について説明する。本実施の形態において、レンズ板１２は５眼式であるため、レンズ板１２を１フレーム（例えば、１／６０秒）以内に５サブピクセル以上移動させることによって、１フレームに係るＲＧＢの光を観察者の眼に認識させることができる。
【００４８】
例えば、４インチＶＧＡ（Video Graphics Array：６４０×４８０ピクセルの解像度を示す）に５眼式のレンズ板１２を配置した場合、レンズ１つ分の幅は、
８０ｍｍ／（６４０×３）×５≒０．２ｍｍ ・・・（１）
式（１）の“８０ｍｍ”とは、４インチディスプレイの横幅を示す。１フレーム中にレンズ１つ分の幅を平行移動させるから、
０．２ｍｍ／（１／６０）秒＝１２ｍｍ／秒 ・・・（２）
つまり、１２ｍｍ／秒以上の速さでレンズ板１２を平行移動させれば、１フレーム中に液晶パネル１１の全てのサブピクセルを観察者に認識させることができる。
【００４９】
図３は、液晶パネル１１とレンズ板１２の横断面図であり、レンズ板１２の平行移動について説明する為の模式図である。図３（ａ）において、液晶パネル１１の右端部１１Ｒの真上にレンズ板１２の右端部１２Ｒが位置するようにレンズ板１２が配置されている。例えば、レンズ板１２を図面に対して右方向に幅Ｍほど平行移動させると、図３（ｂ）のようになる。ここで、レンズ板１２を式（２）のように１２ｍｍ／秒で平行移動させる場合、Ｍ＝１２ｍｍとすることによって、平面視画像を１秒間表示させることができる。
【００５０】
図４は、液晶パネル１１上でレンズ板１２を平行移動させたときの、レンズ板１２に含まれる１つのレンズ（以下、「主点」と言う。）の軌跡と時間との関係を示した図である。図４において、縦軸は時間、横軸は５サブピクセル内（例えば、サブピクセルＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２及びＧ２）における主点の位置を示す。レンズ板１２が平行移動することにより、主点はサブピクセルＲ１からＧ２までを一定の速度で移動する。主点が５つのサブピクセルを通過する時間をλ1とすると、各サブピクセル上を通過するのに要する時間はそれぞれ０．２λ1となる。ここで、λ1≦１／６０秒とすることにより、観察者に対してレンズを介して１フレーム中に５つのサブピクセルを認識させることができる。また各サブピクセルをレンズで拡大して表示する時間は全てのサブピクセルにおいて等しいため、モアレやぎらつきがなく、高画質な平面視映像とすることができる。
【００５１】
しかし、上述のように液晶パネル１１上でレンズ板１２を平行移動させる場合、平面視画像表示の時間を長くするほど幅Ｍを長くする必要があり、レンズ板１２の面積が大きくなる。従って、立体視映像表示装置１の体積も大きくなるため、小型の情報端末装置等の適用に不向きとなってしまう。
【００５２】
そこで、以下に液晶パネル１１上でレンズ板１２を一定の周期で往復振動させる方法を説明する。図５は、液晶パネル１１とレンズ板１２の横断面図であり、レンズ板１２の往復振動について説明する為の模式図である。レンズ板１２の横幅は液晶パネル１１の横幅に対して、幅Ｍ’×２ほど長い。まず、レンズ板１２を図面に対して左方向へ平行移動させ、次に逆方向、即ち図面に対して右方向へ幅Ｍほど平行移動させる。この動作を繰り返すと、レンズ板１２は往復振動することになる。
【００５３】
図６は、液晶パネル１１上でレンズ板１２を往復振動させたときの、レンズ板１２に含まれる１つの主点の軌跡と時間との関係を示した図である。図６（ａ）において、縦軸は時間、横軸は５サブピクセル内（例えば、サブピクセルＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２及びＧ２）における主点の位置を示す。レンズ板１２が液晶パネル１１に対して例えば左から右へ平行移動することにより、主点はサブピクセルＲ１からＧ２までを一定の速度で移動する。次にレンズ板１２が液晶パネル１１に対して右から左へ平行移動することにより、主点はサブピクセルＧ２からＲ１までを一定の速度で移動する。このように、液晶パネル１１上でレンズ板１２を往復振動させることによって、レンズは５つのサブピクセル上の平行移動を繰り返すことになる。
【００５４】
更に、レンズが５サブピクセル分移動するのに要する時間（図６（ａ）では波長の１／２）をλ2とすると、λ2≦１／６０秒とすることにより、観察者に対してレンズを介して１フレーム中に５つのサブピクセルを認識させることができる。従って、レンズ板１２を平行移動させる場合と同様の平面視画像を表示させることができる。
【００５５】
また、振幅Ｐ1は５サブピクセルの整数倍としてもよい。即ち、
Ｐ1＝５［サブピクセル］×ｎ（ｎは自然数） ・・・（３）
この場合、波長の１／２であるλ2は、
λ2≦ｎ／６０秒 ・・・（４）
とする。
【００５６】
尚、液晶パネル１１上でレンズ板１２を往復振動させる場合、例えばサブピクセルＧ２及びＲ１のような、レンズ板１２のレンズの切り返しが発生する位置において、図６（ａ）の波形に示すように直線的にレンズを切り返させることは困難である。そこで、図６（ｂ）に示すように、レンズ板１２の往復振動によってレンズの切り返しが発生するサブピクセル上のレンズの軌跡においては、直線でなくてもよい。但し、レンズが５つの各サブピクセル上に位置する時間は全て０．２λ2とする。
【００５７】
次に、液晶パネル１１上でレンズ板１２を左右に正弦振動させる場合を説明する。レンズ板１２を液晶パネル１１の上面に平行に正弦振動させるためには、例えば、モータ等の回転運動を往復運動に変換するような機構によって実現でき（図示省略）、装置を一層単純化できる。
【００５８】
図７は、液晶パネル１１上でレンズ板１２を左右に正弦振動させたときの、レンズ板１２に含まれる１つのレンズ（主点）の軌跡と時間との関係の一例を示した図である。図７において、縦軸は時間、横軸は５サブピクセル内（例えば、サブピクセルＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２及びＧ２）における主点の位置を示す。主点の振動の中心は、サブピクセルＢ１の中央に一致している。レンズ板１２が５サブピクセルの幅を正弦振動することにより、主点はサブピクセルＲ１からＧ２上を移動する。主点が５つのサブピクセルを移動する時間をλ3とすると、λ3≦１／６０秒とすることにより、観察者に対してレンズを介して１フレーム中に５つのサブピクセルを認識させることができる。
【００５９】
しかし、同図において、主点が各サブピクセルＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２及びＧ２上に位置する時間が一定ではない。即ち、主点がサブピクセルＲ１上に位置する時間は時間Ａ、サブピクセルＧ１上に位置する時間は時間Ｂ、サブピクセルＢ１上に位置する時間は時間Ｃ、サブピクセルＲ２上に位置する時間は時間Ｄ、そしてサブピクセルＧ２上に位置する時間は時間Ｅとなり、時間の長さの関係は（Ａ＝Ｅ）＞（Ｂ＝Ｄ）＞Ｃである。このようにレンズが各サブピクセル上に位置する時間にバラツキがあると、観察者がレンズを介して認識する色に偏りが生じ、色ムラ等が発生する。従って、画質の悪い平面視映像となってしまう。
【００６０】
ここで往復振動の振幅を変化させた例を用いて、具体的に説明する。以下では、振動の中心はサブピクセルＢ１の中央から変更せず、振幅のみを変更するものとする。図８（ａ）は振幅Ｐ3を３．７５ｓ（サブピクセル３．７５個分）とした場合を示した図であり、この時の１／２波長λ4はλ4≦１／６０秒である。図８（ａ）において、主点が各サブピクセルＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２及びＧ２上に位置する時間Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥはほぼ同じ時間幅であるため、各サブピクセルはレンズによってそれぞれ同じ時間拡大表示される。従って、色ムラ等の発生を抑え、画質の良い平面視映像とすることができる。
【００６１】
一方、図８（ｂ）は振幅Ｐ4を７ｓ（サブピクセル７個分）とした場合を示した図である。ここで、主点が各サブピクセルＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２及びＧ２上に位置する時間Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥは、ほぼ同じ時間幅である。しかし、主点は時間λ5の間にサブピクセルＢ０及びＢ２についても拡大表示する。即ち、主点に隣接したレンズによって、時間λ5の間にサブピクセルＲ１及びＧ２について拡大表示されることとなる。このため、時間λ5の間にサブピクセルＲ１は積算して時間Ａ＋Ａ’ほど拡大表示され、更にサブピクセルＧ２は積算して時間Ｅ＋Ｅ’ほど拡大表示される。
【００６２】
図２を参照して具体的に説明すると、時間Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥはレンズ１２ａによって各サブピクセルを拡大表示する時間に対応するが、時間Ａ’はレンズ１２ｚによってサブピクセルＲ１が拡大表示される時間、時間Ｅ’はレンズ１２ｂによってサブピクセルＧ２が拡大表示される時間となる。結果的にサブピクセルＲ１及びＧ２を拡大表示する時間的割合が多くなるため色ムラ等が発生し、画質の悪い平面視画像となってしまう。
【００６３】
そこで、レンズが各サブピクセル上に位置する時間の偏差が小さくなるようなレンズ板１２の振幅を設定する。図７において、時間Ａ〜Ｅの時間幅の分散σ2は以下のような式で表すことができる。
σ2＝（Ａ−０．２）2＋（Ｂ−０．２）2＋（Ｃ−０．２）2
＋（Ｄ−０．２）2＋（Ｅ−０．２）2 ・・・（５）
【００６４】
図９は、レンズ板１２の振幅Ｐとレンズが各サブピクセル上に位置する時間の分散の関係を式（５）を用いて算出したグラフ図である。縦軸は分散σ2、横軸の数字は振幅を示しており、ｓは１つのサブピクセルの幅である。つまり、５ｓとは振幅がサブピクセル５個分であり、１１ｓとは振幅がサブピクセル１１個分である。
【００６５】
図９によると、振幅Ｐ＝３．７５ｓ、１３．７ｓ、２３．７ｓの時の分散σ2が非常に小さい。一方、振幅Ｐが３．７５ｓ以上の範囲では、Ｐ＝７ｓの時に分散σ2が最大となっている。また、図１０は振幅Ｐ＝３．７５ｓ、５ｓ、７ｓ、１３．７ｓ及び２３．７ｓの時の時間Ａ〜Ｅと分散σ2を示した表である。図１０において、振幅Ｐ＝５ｓ及び７ｓの時の分散σ2と比較して、振幅Ｐ＝１３．７ｓ、２３．７ｓ、・・・と１０ｓごとに著しく小さい分散σ2が現れていることが分かる。従って、振幅Ｐを１３．７ｓ、２３．７ｓ、・・・に設定することにより、各サブピクセルはレンズによってそれぞれほぼ同じ時間拡大表示される。このため、平面視映像の色ムラの発生を防ぐことができ、高画質の平面視映像を実現できる。以上のように、正弦振動においては、分散σ2がなるべく小さくなるように振動中心及び振幅を設定することで、画質の低下を防ぐことができる。
【００６６】
また、往復運動に正弦振動を用いると、振幅が大きくなるにつれ、レンズの主点が振動の中心付近を通る時の速度に対して、切り返し時の前後における速度が低下する。これにより、振動の中心付近の速度は十分であるのに、振動の切り返し付近の速度が不十分となることがあり得る。この場合、特定の画素が長時間表示されることとなるので、切り返し時の前後において、平面視画像の画質が悪くなる。もちろん、周波数、すなわち振動全体の速度を上げることにより、切り返し時の移動速度をも上げて、この問題を解決することは可能である。ただし、振幅が大きい程速く動かさなければならず、大きな動力が必要となる。そこで、以下にレンズ板の移動する方向が切り換わる際の移動速度の低下を抑えた平行移動機構の例について説明する。以下の各平行移動機構は移動手段としての機能を有する。
【００６７】
（１）平行移動機構１（カム式）
液晶パネル１１上でレンズ板１２を往復振動させるための機構として、カムを用いた場合を例に説明する。
【００６８】
図１１（ａ）は、液晶パネル１１上でレンズ板１２を往復振動させたときの、レンズ板１２に含まれる１つのレンズ（主点）の軌跡とカムの回転角度との関係を示した図である。図６（ａ）に示す波形のような往復振動は、その輪郭が例えば図１１（ａ）の極座標表示（θ、ｒ）で示される形状のカム７０の回転によって実現できる。ここで、Ｒは任意の正の数である。またγは、
２γ×ｍ＝３６０°（ｍは自然数） ・・・（６）
を満足する必要がある。即ち、
γ＝１８０°、９０°、６０°、４５°、・・・、（１８０／ｍ）° ・・・（７）
となる。図１１（ｂ）に示すカム７０は、γ＝９０°の場合のカムの形状の一例である。
【００６９】
続いて、カム７０を用いて、レンズ板１２を往復振動させる一例について説明する。図１２（ａ）は、カムを用いてレンズ板１２を往復振動させるための機構を有する立体視映像表示装置１００の一例を示し、図１２（ｂ）中の矢視線Ｘ−Ｘ’の断面図である。図１２（ｂ）は立体視映像表示装置１００の平面図である。立体視映像表示装置１００は、バックライト１０、液晶パネル１１、レンズ板１２、カム８０ａ及び８０ｂ（以下、包括的に「カム８０」と言う。）、回転軸８１ａ及び８１ｂ（以下、包括的に「回転軸８１」と言う。）、カム受け８２ａ及び８２ｂ（以下、包括的に「カム受け８２」と言う。）、バネ８３ａ及び８３ｂ（以下、包括的に「バネ８３」と言う。）、筐体８４を有する。
【００７０】
バックライト１０、液晶パネル１１及びレンズ板１２は板状体であり、互いに平行に配列される。支柱８９ａ及び８９ｂは液晶パネル１１を固定するための支柱であり、上端は液晶パネル１１の底面端に、下端は筐体８４に、支柱７９ａ及び７９ｂが平行になるように固着されている。筐体８４は、樹脂や金属材料等で構成され、バックライト１０、液晶パネル１１、レンズ板１２等の立体視映像表示装置１００に含まれる要素及び部品等を固定又は保護する。
【００７１】
カム８０は、回転軸８１に固定されており、回転軸８１の回転と一体的にカム８０が回転するように構成されている。回転軸８１ａと回転軸８１ｂとは互いに平行且つ同期して回転するように駆動装置（不図示）等に接続されている。駆動装置は回転軸８１を回転させるための装置である。カム受け８２は三角柱の形状を成し、その一側面はレンズ板１２を構成するレンズの境界線方向の辺の一側面の両端にそれぞれ固着される。
【００７２】
バネ８３の一端は、レンズ板１２のレンズの境界線方向の辺の他側面の両端にそれぞれ固着され、他端はレンズ板１２のレンズのピッチ方向に沿って筐体８４に固着される。バネ８３は、図中右方向にレンズ板１２を付勢しており、レンズ板１２の一側面に固着されたカム受け８２がカム８０に常に接触するように構成されている。
【００７３】
カム８０の回転とバネ８３のバネ力に従って、カム受け８２及びレンズ板１２は液晶パネル１１の上面と平行に往復振動を行う。図１１（ｂ）において、回転軸８１からカム８０側面の凹部までの長さをＲとし、カム８０側面の凸部までの長さをＲ’とする。長さＲ及びＲ’の差は５サブピクセル分である。従って、カム８０が回転駆動されると、レンズ板１２は５サブピクセル分の振幅で振幅振動する。
【００７４】
（２）平行移動機構２（ラックピニオン式）
続いて、液晶パネルの上面と平行にレンズ板を往復振動させる平行移動機構としてラックピニオンを用いる場合を説明する。
【００７５】
図１３は、レンズ板を往復振動させるための平行移動機構として用いるラックピニオン１３の一例を示した概略図である。ラックピニオン１３は、ラックユニット１３０、ラック歯車１３１ａ及び１３１ｂ、ピニオン１４０を有する。ラックユニット１３０はラック歯車１３１ａ及び１３１ｂを内歯車とする板状体に形成され、ラック歯車１３１ａ及び１３１ｂが互いに対向するようにラックユニット１３０の内側面に設けられる。
【００７６】
ピニオン１４０は回転軸１４１及びピニオン歯車１４２によって構成される。回転軸１４１は円柱状の形状を成す。ピニオン歯車１４２は、輪を直径で切断した半輪状の形状を成し、その内側の側面が回転軸１４１の側面に固着されている。そして回転軸１４１の回転に伴って、ピニオン歯車１４２も一体的に回転する。
【００７７】
ラックユニット１３０及びピニオン歯車１４０は、ピニオン歯車１４０の回転によりラック歯車１３１ａ或いは１３１ｂの何れか一方と噛合するように配置される。
【００７８】
図１４は、ラックピニオン１３の動作を示す動作説明図である。ピニオン１４０の回転軸１４１の中心は位置Ｏに固定されており、位置Ｏを中心として時計回りに回転するとする。まず図１４（ａ）において、ラック歯車１３１ａ及び１３１ｂとピニオン歯車１４２とは、左一端において噛合している。回転軸１４１が時計回り（図中の矢印方向）に回転されるとラック歯車１３１ａとピニオン歯車１４２との噛合は外れ、ラック歯車１３１ｂとピニオン歯車１４２とが噛合する。回転軸１４１の回転が続くと、ラックユニット１３０は図面に対して左方向に平行移動する（図１４（ｂ））。
【００７９】
更に回転軸１４１の回転が続くと、ラックユニット１３０は更に左方向に平行移動し、終には、ピニオン歯車１４２がラック歯車１３１ａ及び１３１ｂの右一端において噛合する（図１４（ｃ））。
【００８０】
続いて回転軸１４１が回転されると、ラック歯車１３１ｂとピニオン歯車１４２との噛合が外れ、ラック歯車１３１ａとピニオン歯車１４２とが噛合する。回転軸１４１の回転が続くと、ラックユニット１３０は図面に対して右方向に平行移動する（図１４（ｄ））。更に回転軸１４１の回転が続くと、ラックユニット１３０は更に右方向に平行移動し、終には、ピニオン歯車１４２がラック歯車１３１ａ及び１３１ｂの左一端において噛合する（図１４（ｅ）又は図１４（ａ））。以上のように、回転軸１４１の回転を続けると、ラックユニット１３０は左右へ図１１（ａ）のような往復振動を繰り返す。
【００８１】
図１５は、レンズ板１２を往復振動させる機構として、ラックピニオン１３を用いた場合の立体視映像表示装置２００の一例を示す平面図である。レンズ板１２のレンズのピッチ方向の辺の一側面には、ラックピニオン１３のラックユニットの長辺一側面が固着される。ラックピニオン１３の回転軸は、駆動装置（不図示）等に接続されている。そして回転軸を回転させると、レンズ板１２はラックユニットと一体化して左右に図１１（ａ）のような振幅振動を行う。また、レンズ板１２の振幅は、ラック歯車１３１ａ及び１３１ｂの長さと、それに合わせたピニオン歯車の半径によって調整可能である。
【００８２】
（３）平行移動機構３（ベルト式）
続いて、液晶パネルの上面と平行にレンズ板を往復振動させる平行移動機構としてベルトを用いる場合を説明する。
【００８３】
図１６は、レンズ板を往復振動させる為の平行移動機構として用いるベルト部１６の一例を示した概略図である。図１６（ａ）はベルト部１６の平面図であり、図１６（ｂ）はベルト部１６の側面図である。ベルト部１６は、ベルト１６０、回転軸１６１ａ及び１６１ｂ（以下、包括的に「回転軸１６１」と言う。）、軸１６２によって構成される。ベルト１６０は環状体を成し、その１ヶ所に円柱状の軸１６２が固着される。回転軸１６１は円柱の形状を成し、それぞれ同じ方向へ回転する。ベルト１６０は回転軸１６１のそれぞれに係合され、回転軸１６１の回転によりベルト１６０が回転される。このとき、軸１６２の左右方向の運動は、図７に示すような通常の正弦振動と比較して、等速直線運動の部分が長くなり、図６（ｂ）のような運動に近づけることができる。そのため、通常の正弦振動よりも色むらの少ない良い画像を得ることができる。
【００８４】
ここで、軸１６２は、ベルト１６０の回転と一体化して回転移動するが、ある一線上を往復振幅するのではなく、ベルト１６０の環状に沿って移動する必要がある。この運動をそのままレンズ板に伝えても構わない。しかし、レンズ板の上下方向の幅をより短くするには、レンズ板が左右のみに往復振動し、上下方向には移動しないようにする必要がある。そこで、ベルト１６０の回転に伴う軸１６２の回転移動を、板カム１７０を介することにより振幅運動に変換するベルトユニット１７の一例を示した概略図を図１７（ａ）に示す。図１７（ｂ）は、ベルトユニット１７を図１７（ａ）中の矢印Ｑから見たときの側面図である。ベルトユニット１７はベルト部１６、板カム１７０、平板１７１によって構成される。
【００８５】
板カム１７０は板状体で、短辺が軸１６２の直径と等しく、長辺が回転軸１６０の直径以上の長さとなる長方形或いは楕円形に貫通されたスライド溝を有して構成される。そして、軸１６２の円側面と板カム１７０の内側面とが接触するように、ベルト部１６と板カム１７０が設置される。また、平板１７１は板カム１７０の短辺一側面に固着される。平板１７１は、ガイド１７２によって図の左右方向のみの移動が許され、上下方向には移動ができないように制限されているものとする。
【００８６】
図１７に示した機構の動作を説明する。回転軸１６１の回転に伴ってベルト１６０が回転し、軸１６２も回転移動する。同時に、板カム１７０及び平板１７１も軸１６２の位置に伴って平行移動する。そして、軸１６２が回転軸１６０の円側面に沿って移動する時、軸１６２は板カム１７０のスライド溝を内側面に沿って移動する。即ち、軸１６２はベルト１６０の環状に沿って回転運動を行うが、板カム１７０のスライド溝では溝方向に移動するのみである。従って、板カム１７０及び平板１７１は、往復振動をすることができる。
【００８７】
図１８は、レンズ板１２を往復振動させる機構として、ベルトユニット１７ａ及び１７ｂを用いた場合の立体視映像表示装置３００の一例を示す平面図である。ベルトユニット１７ａ及び１７ｂが備える平板（不図示）の上面とレンズ板１２の下面とが固着される。ベルトユニット１７ａ及び１７ｂの回転軸は、駆動装置（不図示）等に接続されている。また、レンズ板はガイド１８によって左右にのみ移動が許され、上下方向には移動ができないように制限されている。そして回転軸を同じ方向に同期させて回転させると、レンズ板１２は板カムと一体化して左右に振幅振動を行う。レンズ板１２の振幅は、ベルトの長さによって調整可能である。
【００８８】
また、以上の説明では、ベルトを用いた平行移動機構について説明したが、これに限定されず、例えば、チェーン等を用いて実現してもよい。
【００８９】
（４）平行移動機構４（電磁石式）
続いて、液晶パネルの上面と平行にレンズ板を往復振動させる平行移動機構として電磁石を用いる場合を説明する。図１９はレンズ板を往復振動させる為の平行移動機構として用いる電磁石ユニット１９の一例を示した平面図である。電磁石ユニット１９は、移動ユニット１９０、切換ユニット１９４及び１９５によって構成される。
【００９０】
移動ユニット１９０は、永久磁石１９０１、板１９０２、スイッチ素子１９０３及び１９０４を有する。永久磁石１９０１は棒板状体を成し、その長辺方向の長さはレンズ板１２のレンズのピッチ方向の辺の長さと等しい。永久磁石１９０１の長辺一側面には板１９０２が固着される。板１９０２は樹脂等の導電性の非常に低い材料で構成される。そして、永久磁石１９０１の短辺一側面に沿うように、スイッチ素子１９０３が板１９０２に固着されている。また、永久磁石１９０１の短辺他側面に沿うように、スイッチ素子１９０４が板１９０２に固着される。
【００９１】
切換ユニット１９４は、電磁石１９４１及びスイッチ素子１９４２を有する。電磁石１９４１は通電されると磁場を発生し、永久磁石１９０１の短辺一側面に対向する位置に配置されている。スイッチ素子１９４２は、スイッチ素子１９０３と接触すると通電状態となり、外部機器に対して通知信号を出力する。切換ユニット１９５も切換ユニット１９４と同様に、電磁石１９５１及びスイッチ素子１９５２を有する。
【００９２】
図２０を用いて、図１９に示した機構の動作を説明する。まず電磁石１９４１及び１９５１のそれぞれ永久磁石に対向した面（以下、「有効面」と言う。）の極性がＳ極になるように設定する。すると、電磁石１９４１と永久磁石１９０１のＮ極との間に吸引力、電磁石１９５１と永久磁石１９０１のＳ極との間に反発力が働き、移動ユニット１９０が電磁石１９４１に吸い寄せられる（図２０（ａ））。これにより、スイッチ素子１９０３とスイッチ素子１９４２とが接触し、外部機器に対して通知信号が出力される。
【００９３】
この通知信号の出力によって、電磁石１９４１及び１９５１の有効面の極性がＳ極からＮ極に反転される。すると、電磁石１９４１と永久磁石１９０１のＮ極との間に反発力が働き、一方、電磁石１９５１と永久磁石のＳ極との間に吸引力が働くため、移動ユニット１９０は電磁石１９５１の方向に平行移動する（図２０（ｂ））。
【００９４】
そして永久磁石１９０１のＳ極と電磁石１９５１が接触し、同時にスイッチ素子１９０４とスイッチ素子１９５２とが接触する為、外部機器に対して通知信号が出力される（図２０（ｃ））。
【００９５】
続いて、通知信号の出力によって、電磁石１９４１及び１９５１の有効面の極性がＮ極からＳ極に反転される。このため、電磁石１９５１と永久磁石１９０１のＳ極との間に反発力が働き、一方、電磁石１９４１と永久磁石のＮ極との間に吸引力が働くため、移動ユニット１９０は電磁石１９４１の方向に平行移動する（図２０（ｄ））。そして永久磁石１９０１のＮ極と電磁石１９４１が接触する（図２０（ｅ））。このようにスイッチ素子１９０３と１９４２、或いはスイッチ素子１９０４と１９５２の接触により出力される通知信号によって電磁石１９４１及び１９５１の極性を反転させる制御を繰り返すことにより、永久磁石１９０１と電磁石１９４１及び１９５１との間に吸引力・反発力が交互に生じ、移動ユニット１９０を往復振動させることができる。
【００９６】
図２１は、レンズ板１２を往復振動させる機構として、電磁石ユニット１９を用いた場合の立体視映像表示装置４００の一例を示す平面図である。
【００９７】
レンズ板１２のレンズのピッチ方向の辺の一側面には移動ユニット１９０ａの永久磁石１９０１ａが、他側面には移動ユニット１９０ｂの永久磁石１９０１ｂがそれぞれ固着される。このとき、移動ユニット１９０ａ及び１９０ｂは、レンズ板１２のレンズの境界線方向の辺の一側面側がＮ極（或いはＳ極）、他側面側がＳ極（或いはＮ極）となるように設置する。
【００９８】
切換ユニット１９４ａは、永久磁石１９０１ａのＮ極側に、切換ユニット１９５ａは永久磁石１９０１ａのＳ極側に配置され、筐体８４の側面に固着される。切換ユニット１９４ｂ及び１９５ｂも同様にして、筐体８４の側面に固着される。
【００９９】
液晶パネルに立体視画像を表示させる場合、切換ユニット１９４ａ、１９５ａ、１９４ｂ及び１９５ｂの電磁石の有効面の極性を全てＳ極（或いはＮ極）に設定する。これにより、移動ユニット１９０ａ及び移動ユニット１９０ｂは、磁石の吸引力によって切換ユニット１９４ａ及び１９４ｂ（或いは、切換ユニット１９５ａ及び１９５ｂ）にそれぞれ接触し、レンズ板１２は所定の位置に固定される。即ち、図２０（ａ）（或いは、図２０（ｃ））の状態となる。このとき、スイッチ素子の接触による通知信号が発生するが、立体視画像表示時は電磁石の極性が反転されないように予め設定する。
【０１００】
そして液晶パネルに平面視画像を表示させる場合は、上述にて説明したように、切換ユニット１９４ａ、１９５ａ、１９４ｂ及び１９５ｂの電磁石の極性を交互に反転させることによって、移動ユニット１９０ａ及び１９０ｂを往復振動させる。即ち、レンズ板１２は、移動ユニット１９０ａ及び１９０ｂと一体化して往復振動することとなる。レンズ板１２の往復振動の振幅は、切換ユニット１９４ａと切換ユニット１９５ａの間の長さ（切換ユニット１９４ｂと切換ユニット１９５ｂの間の長さ）によって調整可能である。
【０１０１】
ここで、図２１に示した立体視映像表示装置４００は、レンズ板１２の往復振動によって移動ユニット１９０ａが切換ユニット１９４ａ或いは１９５ａと交互に接触する。移動ユニット１９０ｂも同様である。従って、これらが接触する度に衝突音が生じる可能性が高い。この衝突音が騒音となり、ユーザに不快感を与えることが予想される。また、衝撃によって画面が揺れる等といった悪影響も考えられる。
【０１０２】
このような問題を解消するために、移動ユニットと切換ユニットとが接触する前に、当該電磁石の極性を反転させる機能を持つ立体視映像表示装置４００’の平面図を図２２に示す。切換ユニット１９４ｃ、１９５ｃ、１９４ｄ及び１９５ｄは、それぞれ電磁石１９４１ｃ、１９５１ｃ、１９４１ｄ及び１９５１ｄを有する。そして、移動ユニット１９０ａが往復振動する際に、切換ユニット１９４ｃに到達する手前でスイッチ素子２２１ａ及び２２１ｂとスイッチ素子１９０３ａとが接触するように、スイッチ素子２２１ａ及び２２１ｂを配置する。同様に、移動ユニット１９０ａが往復振動する際に、切換ユニット１９５ｃに到達する手前でスイッチ素子２２２ａ及び２２２ｂとスイッチ素子１９０４ａとが接触するように、スイッチ素子２２２ａ及び２２２ｂを配置する。以下、スイッチ素子２２３ａ、２２３ｂ、２２４ａ及び２２４ｂも同様に配置する。
【０１０３】
そして、スイッチ素子１９０３ａがスイッチ素子２２１ａ及び２２１ｂの両方と接触した時に、外部装置に対して通知信号が出力される。以下同様に、スイッチ素子１９０４ａがスイッチ素子２２２ａ及び２２２ｂの両方と接触した時、スイッチ素子１９０３ｂがスイッチ素子２２３ａ及び２２３ｂの両方と接触した時、スイッチ素子１９０４ｂがスイッチ素子２２４ａ及び２２４ｂの両方と接触した時に、外部装置に対して通知信号が出力される。
【０１０４】
例えば、電磁石１９４１ｃ、１９５１ｃ、１９４１ｄ及び１９５１ｄの永久磁石に対向した面（以下、「有効面」と言う。）の極性がＳ極に設定されている場合、移動ユニット１９０ａは電磁石１９４１ｃに引き寄せられるが、移動ユニット１９０ａと電磁石１９４１ｃとが接触する前に、スイッチ素子１９０３ａとスイッチ素子２２１ａ及び２２１ｂとが接触するため、通知信号が出力される。その通知信号により、全ての電磁石の有効面の極性がＮ極に反転される。従って、永久磁石１９０１ａのＮ極と電磁石１９４１ｃとの間に働いていた吸引力は反発力に変わり、移動ユニット１９０ａは電磁石１９４１ａと接触することなく、電磁石１９５１ｃに引き寄せられる。続いて、スイッチ素子１９０４ａとスイッチ素子２２２ａ及び２２２ｂとが接触するため、全ての電磁石の有効面の極性はＳ極に反転され、移動ユニット１９０ａと電磁石１９５１ｃも接触することなく反発し合う。以下、移動ユニット１９０ｂについても同様な動作を行う。以上のような機構を用いれば、衝突音を発生させることなく、レンズ板を往復振動させることができる。
【０１０５】
（５）平行移動機構５（遊星回転式）
以上では、平行移動機構を用いてレンズ板を往復振動させる場合について説明した。続いて、レンズ板を液晶パネルの上面に平行に回転させることによって平面視映像を実現する方法を説明する。前述のカム式、ラックピニオン式、ベルト式、電磁石式の方法は、往復運動の切り返し時における速度低下を防ぐものであったが、遊星回転式は切り返しそのものをなくす方法である。
【０１０６】
図２３は、レンズ板２３１を回転運動させる機構として、遊星回転による回転機構を用いた場合の立体視映像表示装置５００の一例を示す平面図であり、図２４（ａ）は、外枠２３５を除いた立体視映像表示装置５００を図２３中矢印Ａ方向に見た側面図であり、図２４（ｂ）は図２３中の矢視線Ｂ−Ｂ’の断面図である。である。立体視映像表示装置５００は、レンズ板２３１、液晶パネル２３２、ローラ２３３ａ及び２３３ｂ、回転盤２３４、外枠２３５によって構成される。
【０１０７】
レンズ板２３１及び回転盤２３４は円板状の形状を成し、液晶パネル２３２は板状体を成す。そして上からレンズ板２３１、液晶パネル２３２、回転盤２３４の順番に、それぞれ平行に配置される。
【０１０８】
ローラ２３３ａ及び２３３ｂは円柱状を成し、ローラ２３３ａ及び２３３ｂの側面とレンズ板２３１の側面とが常に接触するように配置される。そしてローラ２３３ａ及び２３３ｂの底面はそれぞれ回転軸に回転自在に軸支され、当該回転軸は回転盤２３４に固定される。外枠２３５は輪状を成し、断面が内側に突出したＬ字状となっている。そして、外枠２３５の突出部と、ローラ２３３ａ及び２３３ｂによって、回転板２３４上に設置されたレンズ板２３１が挟持される。
【０１０９】
次に、立体視映像表示装置５００の各要素の動作について説明する。回転盤２３４が、例えば時計方向（図２３の矢印Ｃ方向）に回転されると、回転盤２３４上に配置されたローラ２３３ａ及び２３３ｂが回転移動する。さらに、ローラ２３３ａ及び２３３ｂと、外枠２３５とによって挟持されたレンズ板２３１が回転移動（公転）することとなる。また、レンズ板２３１は、ローラ２３３ａ及び２３３ｂと、外枠２３５とによって挟持されているため、外枠２３５の内周に沿って回転（自転）もすることとなる。
【０１１０】
図２５は、レンズ板２３１及び外枠２３５の平面図であり、半径ｒ１は外枠２３５の内径、半径ｒ２はレンズ板２３１の半径である。エリア２５０は、回転盤２３１の回転によるレンズ板２３１の公転によらず、常にレンズ板２３１が存在するエリア、即ち、立体視画像表示と平面視画像表示の切り換えが可能なエリアである。このエリア２５０の半径はｒ１−ｒ２で求められる。
【０１１１】
ここで、外枠２３５の内側で、且つエリア２５０以外の領域は、レンズ板２３１の公転によってレンズ板２３１の輪郭線が液晶パネル２３２上を横切ることになる領域である。そのため、この領域では平面視画像が見づらくなってしまう。また、単なる回転運動では、レンズ板２３１の回転中心付近におけるピッチ方向の速度成分が０に近くなり、回転中心付近の領域において平面視画像が見づらくなってしまう。
【０１１２】
エリア２５０、即ち立体視画像表示と平面視画像表示の切り換えが可能なエリアを広くするには、外枠２３５の内径を小さくしてエリア２５０を大きくすればよい（但し、ｒ１＞ｒ２）。しかしながら、ｒ１がｒ２に近づくほど、公転速度に対する自転速度が遅くなる。画質の良い平面視映像を実現するには、自動／公転の速度比の低下に対応して公転速度を上昇させ、公転速度と自転速度の和が平面視を実現するのに十分な速度となるようにする必要がある。また、立体視映像表示を実現するには、レンズ板の自転による回転角を所定の角度で停止させなければならないが、自転速度が速いほど前記所定角度に素早く復帰させることができる。以上の理由から公転速度を上げ、結果として自転速度が向上するようにすることが望ましい。
【０１１３】
このように、レンズ板の公転速度と自転速度の加算により、液晶画面のどの位置においても、また、どの時刻においてもレンズ板のピッチ方向への移動速度を平面視を実現するのに十分な速度とすることができる。即ち、液晶パネル全体で恒常的に平面視画像の表示が可能となる。
【０１１４】
尚、レンズ板を平行移動させる方法として、上記方法だけでなく、例えばピエゾ素子などの電圧に応じて形状が変化する圧電素子を用いる方法も考えられる。
【０１１５】
また、平行移動機構１（カム式）、平行移動機構２（ラックピニオン式）、平行移動機構３（ベルト式）及び平行移動機構４（電磁石式）において、レンズ板は液晶パネルの各画素の縦方向の配列に対応するように半円筒のレンズが配列され、平面視画像を表示する際は、各画素の縦方向と垂直な方向に往復振幅させることとして説明した。しかし、図２６に示すレンズ板２６のように、レンズ板２６上の半円筒のレンズがレンズ板２６の側面方向に対して斜めに配列されている場合もある。この場合、必ずしもレンズの配列と液晶パネルの各画素の縦方向とを一致させてレンズ板２６を往復振動させる必要はない。
【０１１６】
一般的にはレンズ板のピッチ方向への速度成分が平面視を実現するのに十分な速度であればよい。平面視を実現するのに十分な速度とは、１フレームあたりの時間にレンズのピッチ方向の幅を移動するだけの速度であり、１フレームの時間をｔ、レンズのピッチ幅をｌとすれば、前記速度はｌ／ｔ以上であればよい。また、往復運動の場合は、１つの画素の表示期間が長くなり過ぎないように、切り返し時の速度低下を前述のような各方法によって防ぐ必要がある。
【０１１７】
続いて、以下に本発明を小型電子機器に適用した一例を説明する。以下では、液晶パネルの上面に平行にレンズ板を往復振動させることにより、平面視映像を実現する機能を備える立体視映像表示装置を有する小型電子機器について説明する。但し、レンズ板を往復振動させる機構として、図１２を用いて説明したカム式による立体視映像表示装置１００を例に説明するが、これに限定する必要はない。
【０１１８】
図２７は小型電子機器５０１の筐体５４０の一例を示す外観図である。同図によれば、小型電子機器５０１の筐体５４０には、少なくとも表示画面５１０と、利用者が操作入力を行う為の複数の入力キー群５２０とが設置されている。即ち、利用者は入力キー群５２０に含まれる何れかのキーを押下して、所定の指示を入力すると共に、表示画面５１０に表示される画像を見ることとなる。また、小型電子機器５０１は、平面視画像と立体視画像との切り換えをユーザが入力する為の切換キー５３０を備える。
【０１１９】
表示画面５１０は、図１２に示した液晶パネル１１の上面に平行にレンズ板１２を往復振動させるためのカム８０を有する立体視映像表示装置１００により構成され、更にレンズ板１２の上面に平行に保護ガラスが配置される。ユーザは、保護ガラス及びレンズ板１２を介して液晶パネル１１に表示される画像を見ることとなる。
【０１２０】
尚、立体視映像表示装置１００は、小型電子機器５０１の駆動系から動力を得て、カム８０を回転させてレンズ板１２を往復振動させている。また、小型電子機器５０１の制御系から入力される画像データに基づいて、液晶パネル１１に画像を表示させる。即ち、小型電子機器５０１は、ユーザにより切換キー５３０が押下されると、駆動系により立体視映像表示装置１００のカム８０を回転させてレンズ板１２を往復振動させ、更に画像データを立体視画像用から平面視画像用へと切り換える。更に、ユーザにより切換キー５３０が押下されると、小型電子機器５０１は駆動系による立体視映像表示装置１００のカムの回転を停止し、画像データを平面視画像用から立体視画像用に切り換える。
【０１２１】
図２８は、図２７に示す小型電子機器５０１のハードウェア構成の一例を示す図である。図２８によれば、小型電子機器５０１は、ＣＰＵ６００、ＲＡＭ６１０、ＲＯＭ６２０、情報記憶媒体６３０、入力装置６４０、画像生成ＩＣ６５０及び駆動装置６６０がシステムバス６７０により相互にデータ入出力可能に接続されている。なお、画像生成ＩＣ６５０には立体視映像表示装置１００が接続されている。
【０１２２】
ＣＰＵ６００は、ＲＯＭ６２０或いは情報記憶媒体６３０に格納されるプログラムやデータ等に従って、装置全体の制御や各種データ処理、後述する切換処理等を行う。ＲＡＭ６１０は、ＣＰＵ６００の作業領域として用いられる記憶手段であり、例えば、入力装置６４０から入力された情報や、ＣＰＵ６００による演算結果、ＣＰＵ６００が情報記憶媒体６３０から読み出したプログラムやデータ、等を一時的に記憶する。また、ＲＡＭ６１０にはＣＰＵ６００により作成された画像情報が記憶される。
【０１２３】
尚、ＲＯＭ６２０には、小型電子機器５０１を起動させたり動作させたりするために必要な情報（例えば、初期化情報やシステムバス６７０を介して接続される装置間のデータ転送を制御する為の情報等；システムプログラム）が記憶される。また、情報記憶媒体６３０には、立体視映像表示装置１００に表示するための各種画像データや、ＣＰＵ６００が駆動装置６６０を制御する為の情報（プログラムデータ）、画像生成ＩＣ６５０に画像データを生成させる指示を出力する為の情報、画像生成ＩＣが平面視画像用・立体視画像用の画像データを生成するための情報等が記憶されている。尚、情報記憶媒体６３０は、ＩＣカード、メモリ、ハードディスク等のハードウェアにより実現できる。
【０１２４】
入力装置６４０は、図２７に示す入力キー群５２０及び切換キー５３０を含み、ユーザによる押下入力を検出して、押下されたキーに付された識別信号をＣＰＵ６００に出力する為の装置である。
【０１２５】
画像生成ＩＣ６５０は、ＲＡＭ６１０やＲＯＭ６２０、情報記憶媒体６３０等に記憶される画像情報に基づいて、立体視映像表示装置１００に出力するための画像データを生成する集積回路である。立体視映像表示装置１００は、画像生成ＩＣ６５０から入力される画像データに基づいて、液晶パネル１１の各画素の出力を制御する。また、駆動装置６６０は、ＣＰＵ６００から入力される指示に従って、カム８０を回転させる回転軸８１を駆動し、レンズ板１２を往復振動させる装置である。例えば、モータや歯車等から構成される。
【０１２６】
次に、小型電子機器５０１の動作について説明する。図２９は、小型電子機器５０１による切換処理を説明する為のフローチャートである。
【０１２７】
まずＣＰＵ６００は、入力装置６４０から入力される信号を判定する（ステップＡ１）。即ち、切換キー５３０が押されたか否かを判定する。
【０１２８】
ステップＡ１にて、平面視画像を表示すると判定した場合（ステップＡ１：平面視）、ＣＰＵ６００は駆動装置６６０に対して回転軸８１を回転させる指示を出力する。駆動装置６６０は、ＣＰＵ６００から平面視画像を表示する指示が入力されると、回転軸８１を回転させる（ステップＡ２）。また、ＣＰＵ６００は、画像生成ＩＣ６５０に対して、平面視画像用の画像データを生成する指示を与える。画像生成ＩＣ６５０は、ＣＰＵ６００から入力される指示に従って、平面視画像用の画像データを生成して立体視映像表示装置１００に出力して表示させる（ステップＡ３）。ここで、平面視画像用の画像データとは、一般的なビデオ画像のような視差のない平面視映像を実現する為のデータである。
【０１２９】
一方、ステップＡ１にて立体視画像を表示する判定を行った場合には（ステップＡ１：立体視）、ＣＰＵ６００は駆動装置６６０に対して回転軸８１の回転を停止する指示を出力する（ステップＡ４）。またＣＰＵ６００は、画像生成ＩＣ６５０に対して立体視画像用の画像データを生成する指示を出力する。画像生成ＩＣ６５０は、ＣＰＵ６００から入力される指示に従って、立体視画像用の画像データを生成し、立体視映像表示装置１００に出力して表示させる（ステップＡ５）。ここで、立体視画像用の画像データとは、液晶パネル１１の各画素とレンズ板１２の各レンズとの位置関係に基づいて、各指向方向に対する画像を画素単位で合成したものである。即ち、画像生成ＩＣ６５０は、各指向方向に対応する画像の情報を各画素に表示させるための画像データを生成して、立体視映像表示装置１００に出力する。立体視映像表示装置１００は、画像生成ＩＣ６５０から入力される画像データに基づいて液晶パネル１１に画像を表示させる。
【０１３０】
ステップＡ３或いはステップＡ５にて画像を立体視映像表示装置１００（即ち、液晶パネル１１）に表示させると、ＣＰＵ６００は画像の表示を終了するか否かを判定する（ステップＡ６）。このとき、例えば、入力装置６４０から画像表示を変更する指示が入力された場合は、ステップＡ１に戻って処理を繰り返す。一方、入力装置６４０から画像の表示を終了する指示、即ち、電源を切る指示等が入力された場合には、本処理を終了する。
【０１３１】
このように、ユーザの入力に応答して平面視画像と立体視画像とを自動的に切り換えることによって、立体視映像表示装置の利便性が向上すると共に、多彩な態様による画像表示が可能となる。尚、立体視映像表示装置を有する電子機器としては、図２７に示したような小型電子機器に限らず、カーナビゲーション、家庭用・業務用ゲーム装置、携帯型ゲーム装置、電子手帳、電子計算機、電子辞典等が考えられ、本発明の適用については、何れの装置に対しても適用可能である。
【０１３２】
例えば、図２７及び図２８に示す小型電子機器５０１をゲーム装置として用いた場合には、平面視画像と立体視画像とがステージ毎に切り換わるようにゲームを構成してもよい。このような場合には、ＣＰＵ６００はゲームステージが切り換わる毎に、平面視画像と立体視画像かを判定する。平面視映像を実現する場合には、駆動装置６００に対して回転軸８１を回転させる指示を与える。一方、立体視映像を実現する場合には、駆動装置６００に対して回転軸８１の回転を停止させる指示を与える。このように、ユーザの入力によらず、画像データやプログラム等に付されたコードや、所与のプログラムに基づく処理状態に応じて、レンズ板を往復振動させてもよい。
【０１３３】
なお、以上説明した立体視映像表示装置を、図２７及び２８に示したような小型電子機器５０１に適用するだけでなく、それ自体を独立して用いてよいことは勿論である。例えば、パーソナルコンピュータ等に接続されるディスプレイとして用いてもよい。この場合において、レンズ板を平行移動させるための駆動装置を立体視映像表示装置の本体に内蔵させ、ユーザの入力やコンピュータからの入力信号に応答して平行移動させるようにしてもよい。
【０１３４】
図３０は、レンズ板を平行移動させるための駆動装置を内蔵した立体視映像表示装置７００の一例を示す正面図である。同図によれば、立体視映像表示装置７００は、表示画面７１０、外枠７２０、切換ボタン７３０及び台座７４０を備える。切換ボタン７３０は外枠７２０上に設けられ、ユーザが切換ボタン７３０を押下すると、内蔵された駆動装置によって平行移動機構（例えば、平行移動機構１（カム式）、平行移動機構２（ラックピニオン式）、平行移動機構３（ベルト式）、平行移動機構４（電磁石式）及び平行移動機構５（遊星回転式）等の機構）を駆動させてレンズ板を往復振動させる構成になっている
【０１３５】
また、図３０に示す立体視映像表示装置７００は、電源と接続する為の電源コネクタ（不図示）を有し、ケーブル７５０によって電源と接続される。即ち、立体視映像表示装置７００は、ケーブル７５０を介して電源から供給される電力によって作動する。また立体視映像表示装置７００は、ＰＣ等の外部機器と接続する為のコネクタ（不図示）を有し、ケーブル７６０によって外部機器と接続される。即ち、立体視映像表示装置７００は、ケーブル７６０を介して外部機器から入力される画像データを液晶パネルに表示させる。また、立体視映像表示装置７００は、切換ボタン７３０が押下された旨の信号を外部機器に出力する為、或いは駆動装置８４０を作動させる旨の信号を外部機器から受信する為のケーブル７７０を有する。
【０１３６】
図３１は、図３０に示す立体視映像表示装置７００のハードウェア構成の一例を示す図である。同図によれば、立体視映像表示装置７００は、レンズ板８０２と液晶パネル８０４とを備える表示部８００と、液晶パネル８０４の表示を制御する表示制御装置８１０と、外部装置と接続される画像入力Ｉ／Ｏ８２０と、レンズ板８０２を平行移動させる平行移動機構８３０と、平行移動機構８３０を駆動させる為の駆動装置８４０と、駆動装置８４０を制御する為の作動制御装置８５０と、外部装置と接続される制御Ｉ／Ｏ８６０と、切換ボタン７３０と、を有する。
【０１３７】
表示制御装置８５０は、画像入力Ｉ／Ｏ８２０を介して外部機器から入力される画像データに基づいて、液晶パネル８０４の表示を制御する。また、駆動装置８４０は、作動制御装置８５０から入力される指示に従って平行移動機構８３０を駆動させる装置である。例えば、平行移動機構として平行移動機構１（カム式）、平行移動機構２（ラックピニオン式）、平行移動機構３（ベルト式）又は平行移動機構５（遊星回転式）を用いる場合には、モータや歯車等により駆動装置８４０を実現する。或いは、平行移動機構として平行移動機構４（電磁石式）を用いる場合には、電気回路により駆動装置８４０を実現する。
【０１３８】
作動制御装置８５０は、駆動装置８４０の作動を制御する装置であり、例えば、カム式の平行移動機構を用いる場合には回転軸８１を回転させる為のモータの回転量や回転方向を指示する。また、平行移動機構４（電磁石式）を用いる場合には、電磁石に対する通電状態を決定する。
【０１３９】
また、作動制御装置８５０は、切換ボタン７３０から入力される信号に応答して駆動装置８４０を作動させると共に、立体視映像表示装置７００が平面視画像の表示状態なのか、立体視画像の表示状態なのかを外部装置に通知するための通知信号を生成して出力する。より詳細には、作動制御装置８５０は、駆動装置８４０の作動状態に基づく通知信号を生成して制御Ｉ／Ｏ８６０を介して外部機器に出力する。例えば、平行移動機構をモータにより駆動させる場合には、モータの回転量や回転有無に応じた通知信号を生成し、電磁石によりレンズ板を往復振動させる場合には、電磁石への通電状態によって通知信号を生成する。このように、レンズ板が平行移動状態であるか否かに応じて、即ち、駆動装置８４０の作動状態に応じて、画像の種類（平面視画像／立体視画像）を変更させる指示を外部装置に出力する。
【０１４０】
また、立体視映像表示装置７００は、切換ボタン７３０の入力に応答して平面視画像と立体視画像の表示状態とを切り換えるだけでなく、接続される外部機器から入力される指示に応じて平面視画像と立体視画像とを切り換える。即ち、作動制御装置８５０は、制御Ｉ／Ｏ８６０を介して接続される外部機器から入力される信号に応答して駆動装置８４０を作動させる。このような構成によれば、外部装置から入力される指示に応じて駆動装置８４０を作動させ、平面視画像と立体視画像とを切り換えることが可能となる。
【０１４１】
ところで、図３０に示す立体視映像表示装置７００に接続されて画像データを出力する電子機器（即ち、外部機器）は、図２８に示した小型電子機器５０１のハードウェア構成と同様に、少なくともＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、情報記憶媒体と、入力装置と、画像生成ＩＣと、立体視映像表示装置７００を接続する為のコネクタと、を備える。画像生成ＩＣは、ＣＰＵから入力される指示に従って画像データを生成し、コネクタを介して立体視映像表示装置７００に出力する。
【０１４２】
但し、画像データを生成する際、電子機器は立体視映像表示装置７００から入力される通知信号に応答して平面視画像用と立体視画像用とを切り換えて画像データを生成する。即ち、ＣＰＵは立体視映像表示装置７００から入力される通知信号に基づいて平面視画像か立体視画像かを判定し、その判定結果に基づく画像データを画像生成ＩＣに生成させる。
【０１４３】
また、立体視映像表示装置７００に接続される電子機器は、画像データを送信する際に立体視映像表示装置７００に対してレンズ板を平行移動させるか否かを指示する指示信号を出力する構成にしてもよい。レンズ板の平行移動を指示する指示信号を出力する方法としては、ユーザ入力に応答して行ってもよいし、ＲＯＭや情報記憶媒体に格納されるデータやプログラムに基づいて行ってもよい。或いは、所与のプログラム及び入力装置から入力される信号に基づく処理結果に応じて行ってもよい。
【０１４４】
尚、立体視映像表示装置７００に接続される電子機器は、画像データを立体視映像表示装置７００に対して出力するためだけの動作を実行する装置であってよい。例えば、平面視画像用の画像データと立体視画像用の画像データとの２種類の画像データを有し、立体視映像表示装置７００から入力される信号に応答して出力する画像データの種類を切り換える構成であってもよい。
【０１４５】
更に以上の説明によれば、立体視映像表示装置のレンズ板としてレンチキュラレンズ板を用いることとしたが、本発明の適用についてはこれに限定する必要はなく、例えば、蝿の目レンズやパララックスバリアを立体視映像表示装置に適用してもよいことは勿論である。更には、ピンホールが格子状に配設されたピンホールバリアを適用してもよい。その場合には、上述したレンズ板を蝿の目レンズ、パララックスバリア、或いはピンホールバリアとして各種立体視映像表示装置を構成することにより実現できる。また、液晶パネルに対してレンズ板を平行移動させることによって平面視映像を実現させることとしたが、レンズ板を固定させ、液晶パネルを平行移動させることによって平面視映像を実現させることとしてもよい。
【０１４６】
【発明の効果】
表示パネルに対してレンズ板を平行に移動させることによって、各レンズは各画素から出射される光をレンズ板の移動方向の配列順に連続的に透過させる。このため、観察者に表示パネル全ての画素を認識させることができ、更に残像効果によって平面視映像を認識させることができる。また、表示パネルの解像度を低減させることなく平面視映像を実現でき、容易に平面視映像と立体視映像の切り換えが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レンチキュラ方式による立体視表示の原理を説明する概念図。
【図２】レンズ板の平行移動による平面視表示の原理を説明する概念図。
【図３】液晶パネルとレンズ板の横断面図。
【図４】液晶パネル上でレンズ板を平行移動させたときの、レンズ板に含まれる１つの主点の軌跡と時間との関係を示した図。
【図５】液晶パネルとレンズ板の横断面図。
【図６】液晶パネル上でレンズ板を往復振動させたときの、レンズ板に含まれる１つの主点の軌跡と時間との関係を示した図。
【図７】レンズ板を正弦振動させたときの、レンズ板に含まれる１つの主点の軌跡と時間との関係の一例を示した図。
【図８】レンズが各サブピクセル上に位置する時間を示した図。
【図９】レンズ板の振幅とレンズが各サブピクセル上に位置する時間の分散の関係を算出したグラフ図。
【図１０】レンズが各サブピクセル上に位置する時間Ａ〜Ｅと分散σ2を示した表。
【図１１】液晶パネル上でレンズ板を往復振動させたときの、レンズ板に含まれる１つの主点の軌跡とカムの回転角度との関係、及びカムの形状を示した図。
【図１２】カムを用いてレンズ板を往復振動させる立体視映像表示装置の一例を示す横断面図と平面図。
【図１３】レンズ板を往復振動させる為の平行移動機構として用いるラックピニオン１３の一例を示した概略図。
【図１４】ラックピニオンの動作を示す動作説明図。
【図１５】ラックピニオンを用いた場合の立体視映像表示装置の一例を示す平面図。
【図１６】レンズ板を往復振動させる為の平行移動機構として用いるベルト部の一例を示した概略図。
【図１７】ベルトの回転を、板カムを介することにより振幅運動に変換するベルトユニットの一例を示した概略図。
【図１８】ベルトユニットを用いた場合の立体視映像表示装置の一例を示す平面図。
【図１９】レンズ板を往復振動させる為の平行移動機構として用いる電磁石ユニットの一例を示した平面図。
【図２０】電磁石ユニットの動作を説明するための図。
【図２１】電磁石ユニットを用いた場合の立体視映像表示装置の一例を示す平面図。
【図２２】レンズ板を往復振動させる為の平行移動機構として用いる電磁石ユニットの一例を示した平面図。
【図２３】レンズ板を回転運動させる機構として、遊星回転による回転機構を用いた場合の立体視映像表示装置の一例を示す平面図。
【図２４】遊星回転による回転機構を用いた立体視映像表示装置の横断面図。
【図２５】遊星回転による回転機構を用いた立体視映像表示装置の平面図。
【図２６】レンチキュラレンズの一例を示した図。
【図２７】小型電子機器の筐体の一例を示す外観図。
【図２８】小型電子機器のハードウェア構成の一例を示す図。
【図２９】小型電子機器による切換処理を説明する為のフローチャート。
【図３０】レンズ板を往復振動させるための駆動装置を内蔵した立体視映像表示装置の一例を示す正面図。
【図３１】図３０に示す立体視映像表示装置のハードウェア構成の一例を示す図。
【符号の説明】
１０ バックライト
１１ 液晶パネル
１２ レンズ板
１００ 立体視映像表示装置
８０ａ、８０ｂ カム
８１ａ、８１ｂ 回転軸
８２ａ、８２ｂ カム受け
８３ａ、８３ｂ バネ
８４ 筐体
８９ａ、８９ｂ 支柱
１３ ラックピニオン
１３０ ラックユニット
１３１ａ、１３０ｂ ラック歯車
１４０ ピニオン
１４１ 回転軸
１４２ ピニオン歯車
２００ 立体視映像表示装置
１６ ベルト部
１６０ ベルト
１６１ａ、１６１ｂ 回転軸
１６２ 軸
１７ ベルトユニット
１７０ 板カム
１７１ 平板
３００ 立体視映像表示装置
１９ 電磁石ユニット
１９０ 移動ユニット
１９０１ 永久磁石
１９０２ 板
１９０３ スイッチ素子
１９４、１９５ 切換ユニット
１９４１、１９５１ 電磁石
１９４２、１９５２ スイッチ素子
４００ 立体視映像表示装置
２２１ａ〜２２４ａ、２２１ｂ〜２２４ｂ スイッチ素子
１９４１ｃ、１９４１ｄ、１９５１ｃ、１９５１ｄ 電磁石
５００ 立体視映像表示装置
２３１ レンズ板
２３２ 液晶パネル
２３３ａ、２３３ｂ ローラ
２３４ 回転盤
２３５ 外枠
２６ レンチキュラレンズ
５０１ 小型電子機器
５１０ 表示画面
５２０ 入力キー群
５３０ 切換キー
５４０ 筐体
６００ ＣＰＵ
６１０ ＲＡＭ
６２０ ＲＯＭ
６３０ 情報記憶媒体
６４０ 入力装置
６５０ 画像生成ＩＣ
６６０ 駆動装置
６７０ システムバス
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示画面に表示される画像をレンズ板を介して視認せしめる立体視映像表示装置及び立体視映像表示装置を備える又は立体視映像表示装置に接続される電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、立体視映像表示装置の開発が多く行われている。ここで立体視映像表示装置とは、両眼視差を利用した表示装置である。人の両目は左右に離れて位置するために、各目が捉える映像には若干のズレがあり、この視差によって立体感が認識されている。立体視映像表示装置は、この両眼視差を意図的に発生させて立体視映像を実現するものである。
【０００３】
ここで、以下、本明細書中で述べる平面視映像、立体視映像とは、両眼視差によって観察者の大脳内で形成される像を示し、平面視画像、立体視画像とは、表示画面に表示される像を示すものとする。
【０００４】
立体視映像表示装置として、従来から、平面液晶ディスプレイ等の表示パネルの面上にレンチキュラレンズやパララックスバリア等の立体視画像用光学素子を配置して、立体視映像を認識させる装置がある。しかし、立体視画像用光学素子を配置した時の平面視画像と、配置しない時の平面視画像とを比較すると、前者の方が解像度が低くなってしまう。従って立体視画像用光学素子を配置して表示される平面視画像の解像度を低下させずに表示させたいという要望があった。
【０００５】
その解決法として、例えば、特開２００１−３３０７１３号公報に開示されているように、平面視画像表示時はレンチキュラレンズ等に光を拡散させるフィルタを装着させることによって、平面視画像の解像度を維持する方法がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の方法では、レンチキュラレンズによって屈折した光がフィルタによって拡散されるため、平面視映像がぼやけてしまっていた。また、立体視画像と平面視画像とを切り換える度にフィルタを着脱する必要があり、手間と時間がかかっていた。
【０００７】
更に、立体視画像表示時にフィルタを退避させる為の空間等が必要であるため、小型携帯情報端末装置（例えば、インターネット接続可能な携帯電話機、ＰＤＡ等）等に適用する際に装置体積の増加を招く問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、平面視画像の画像解像度を落すことなく、簡単に平面視画像と立体視画像との切り換えが可能な立体視映像表示装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、表示パネル（例えば、図３の液晶パネル１１）と、複数のレンズを有するレンズ板（例えば、図３のレンズ板１２）とを備え、前記表示パネルに表示させる画像を、前記レンズ板を介して立体視映像として認識せしめる立体視映像表示装置において、前記表示パネルに対して前記レンズ板を平行に移動させる移動手段（例えば、図１２のカム８０ａ及び８０ｂ）を備える立体視映像表示装置である。
【００１０】
複数のレンズを有するレンズ板を用いた立体視映像表示装置では、各レンズによって表示パネルの各画素から出射される光に指向性を与えている。即ち、観察者の位置に応じて異なる画素が認識されるようにレンズは各画素から出射される光を屈折させる。従って、観察者がレンズ板を介して表示パネルを見ると、両眼視差によってそれぞれ異なる画像を捉えて、立体視映像を認識することとなる。一方、第１の発明によれば、表示パネルに対してレンズ板を平行に移動させることによって、各レンズは各画素から出射される光をレンズ板の移動方向の配列順に連続的に透過する。このため、観察者に表示パネル全ての画素を認識させることができ、更に残像効果によって平面視映像を認識させることができる。また、表示パネルの解像度を低減させることなく平面視映像を実現でき、容易に平面視映像と立体視映像の切り換えが可能となる。
【００１１】
第２の発明は、ｎ眼式である第１の発明の立体視映像表示装置であって、前記移動手段は、１フレーム描画時間当たりｎ個以上の画素を移動する速度で前記レンズ板を移動させる立体視映像表示装置である。
【００１２】
この第２の発明によれば、１つのフレームに対する人間の目の残像時間より速い速度でレンズ板が移動することになるため、第１の発明の効果と同様に、観察者は残像効果によって平面視映像を認識することができる。
【００１３】
第３の発明は、第１又は第２の発明の立体視映像表示装置であって、前記移動手段による平行移動は周期運動である立体視映像表示装置である。
【００１４】
この第３の発明によれば、レンズ板を往復振動等の周期運動によって平行移動させることによって、第１又は第２の発明と同様の効果を奏すると共に、繰り返して周期運動を行うことによって、観察者に対して平面視映像を長時間認識させることができる。
【００１５】
第４の発明は、第２の発明の立体視映像表示装置であって、前記レンズ板はレンチキュラレンズ板であり、前記移動手段による平行移動は、視差方向の振幅がｎ−２個より大きい画素幅で、１つのレンズが少なくともｎ個の画素上を通過する周期運動である立体視映像表示装置である。
【００１６】
この第４の発明によれば、周期運動の振幅をｎ−２個より大きい画素幅に設定することによって、観察者に表示パネル全ての画素を認識させることができる。具体的には、例えば５眼式である立体視映像表示装置の場合、周期運動の中心を１つの画素の中央とし、周期運動の振幅を３個分の画素幅より大きいものとすれば、１つのレンズの主点は５個の画素上を通過することができる。
【００１７】
第５の発明は、第１〜第４の何れかの発明の立体視映像表示装置であって、前記レンズ板のレンズ面は前記表示パネルの表示面より広い大きさである立体視映像表示装置である。
【００１８】
更に第６の発明として、第５の発明の立体視映像表示装置を、前記レンズ板をレンチキュラレンズ板とし、視差方向の長さが前記表示パネルの視差方向の長さより長くなるように構成してもよい。
【００１９】
この第６及び第７の発明によれば、レンズ板を液晶パネルに平行に移動させても、表示パネルの一部が露出されることがない。更に、平面視画像から立体視画像に表示パネルの表示を切り換える際も、素早くレンズ板を所定の位置に配置させることができる。
【００２０】
第７の発明は、第１〜第６の何れかの発明の立体視映像表示装置であって、前記移動手段は、機械的機構により前記レンズ板を平行移動させる手段である立体視映像表示装置である。
【００２１】
この第７の発明によれば、例えば、所定のカム機構、所定の歯車機構、所定の遊星歯車機構、ベルト（或いはチェーン）を用いた所定のリンク機構等の機械的機構を用いることにより、レンズ板を平行移動させることができる。
【００２２】
第８の発明は、第１〜第６の何れかの発明の立体視映像表示装置であって、前記移動手段は、電気的機構により前記レンズ板を平行移動させる手段である立体視映像表示装置である。
【００２３】
この第８の発明によれば、例えば、電磁石（ソレノイド）、ピエゾ素子（圧電素子）等の電気的機構を用いることにより、レンズ板を平行移動させることができる。また、電気的機構によれば、機械的機構に比べて静かな駆動を実現できる。
【００２４】
第９の発明は、表示パネルと、複数のレンズを有するレンズ板とを備え、前記表示パネルに表示させる画像を、前記レンズ板を介して立体視映像として認識せしめる立体視映像表示装置において、前記レンズ板に対して前記表示パネルを平行に移動させる移動手段を備える立体視映像表示装置である。
【００２５】
第９の発明によれば、レンズ板に対して表示パネルを平行に移動させることによって、第１の発明と同様の効果を奏することができる。
【００２６】
第１０の発明は、表示パネルと、複数のスリットを有するバリア板とを備え、前記表示パネルに表示させる画像を、前記バリア板を介して立体視映像として認識せしめる立体視映像表示装置において、前記表示パネルに対して前記バリア板を平行に移動させる移動手段を備える立体視映像表示装置である。
【００２７】
また、第１１の発明は、表示パネルと、複数のピンホールを有するバリア板とを備え、前記表示パネルに表示させる画像を、前記バリア板を介して立体視映像として認識せしめる立体視映像表示装置において、前記表示パネルに対して前記バリア板を平行に移動させる移動手段を備える立体視映像表示装置である。
【００２８】
複数のスリットを有するバリア板を用いた立体視映像表示装置では、複数の視差像を縦方向に分割し、分割した画像を視差の配列順に表示パネルに表示する。そして観察者がバリア板を介して表示パネルを見ると、両眼視差によって左右の眼がそれぞれ異なる画像を捉えて、立体視映像を認識することとなる。この場合、バリア板とはパララックスバリア板等である。また、縦横方向に視差のある立体視映像を表示させる場合にはピンホールバリア板等が用いられる。
【００２９】
第１０及び第１１の発明によれば、表示パネルに対してバリア板を平行に移動させることによって、表示パネルに分割して表示された画像をバリア板の移動方向の配列順に連続的に観察者に認識せしめることができる。このため、観察者に表示パネル全ての画素を認識させることができ、更に残像効果によって平面視映像を認識させることができる。また、第２〜第９の発明の立体視映像表示装置において、レンズをスリット或いはピンホール、レンズ板をバリア板、レンチキュラレンズ板をパララックスバリア板或いはピンホールバリア板に置き換えることにより、バリア板を用いた各種立体視映像表示装置を実現可能である。
【００３０】
また、第１２の発明として、第１〜第１１の何れかの発明の立体視映像表示装置において、外部入力される駆動信号に応じて前記移動手段を駆動させる駆動手段（例えば、図３１の駆動装置８４０及び作動制御装置８５０）を更に備える立体視映像表示装置を構成することとしてもよい。
【００３１】
この第１２の発明によれば、外部入力される駆動信号に応じて前記移動手段を駆動させる。例えば、第１２の発明の立体視映像表示装置をパーソナルコンピュータやゲーム装置等の外部機器と接続して、当該外部機器から入力される駆動信号に応じてレンズ板或いは表示パネルを平行に移動させるように設定することが可能である。
【００３２】
また第１３の発明として、第１〜第１１の何れかの発明の立体視映像表示装置において、前記移動手段の作動状態に応じた通知信号を外部装置に対して出力する出力手段（例えば、図３１の作動制御装置８５０）を更に備える立体視映像表示装置を構成することとしてもよい。
【００３３】
この第１３の発明によれば、移動手段の作動状態に応じた通知信号を外部に対して出力する。係る発明は、外部機器に立体視映像表示装置を接続し、当該外部機器から入力される画像データを表示パネルに表示させるような場合に効果的である。即ち、レンズ板或いは表示パネルの作動状態に応じた画像データを出力させるように外部機器に対して指示することが可能となる。
【００３４】
第１４の発明は、第１２の発明の立体視映像表示装置と、立体視画像情報と平面視画像情報とを切り換えて前記立体視映像表示装置に出力する画像制御手段（例えば、図２８のＣＰＵ６００；図２９に示す切換処理のステップＡ３又はＡ５）と、前記画像制御手段の出力画像の切り換えに連動して前記駆動手段を駆動させる駆動信号を出力する指示信号出力手段（例えば、図２８のＣＰＵ６００；図２９に示す切換処理のステップＡ２又はＡ４）と、を備える電子機器である。
【００３５】
この第１４の発明によれば、立体視映像表示装置を備える電子機器において、表示する画像の種類に応じて、即ち、立体視用と平面視用の何れの画像を表示するかに応じて、レンズ板或いは表示パネルを平行移動させることが可能となる。故に、例えば電子機器をゲーム装置として用いる場合には、そのゲームプログラムに従ってゲームステージに応じて生成・表示する画像の種類を切り換え、また同時にレンズ板或いは表示パネルを平行移動させる、といった設定をすることができる。
【００３６】
第１５の発明は、第１３の発明の立体視映像表示装置に接続される電子機器において、前記出力手段から出力される通知信号に応じて、立体視画像情報と平面視画像情報とを切り換えて前記立体視映像表示装置に出力する画像制御手段（例えば、図２８のＣＰＵ６００；図２９に示す切換処理のステップＡ３又はＡ５）を備える電子機器である。
【００３７】
この第１５の発明によれば、立体視映像表示装置から入力される通知信号に応答して立体視映像表示装置に出力する画像の種類（立体視用／平面視用）を切り換える。例えば、立体視映像表示装置において、レンズ板或いは表示パネルの平行移動を入力ボタンの押下有無によって開始する場合に、その押下信号を電子機器に出力する。押下信号を受信した電子機器は、当該押下信号に応答して立体視映像表示装置に出力する画像の種類を変更する、といった単純な構成を実現することが可能となる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を適用した実施の形態を図面を参照して説明する。尚、以下では、立体視映像表示装置の画面表示手段としてカラーの平面液晶ディスプレイを用いる場合を例に説明するが、本発明の適用についてはこの場合に限定する必要はない。また、立体視映像表示装置に設置されているレンズ板には様々な種類のものが考えられるが（例えば、縦横に格子状のレンズが並んだ「蝿の目レンズ（フライズアイズレンズ）」等）、以下ではレンズ板としてレンチキュラレンズ板を用いることとする。
【００３９】
ここで、レンチキュラレンズ板とは、一方の面が凹凸を有し、他方の面が平面状のレンズ板であり、凹凸面は半円筒形もしくはこれと光学的に等価なレンズが連続して配列されたものである。レンチキュラレンズ板は、個々の半円筒レンズの側面が各画素の縦方向の配列に対応するように平面液晶ディスプレイ上に設置される。以下では、ｎ眼式レンチキュラレンズとしてｎ＝５の場合を用いて説明する。また、レンチキュラレンズ板を単にレンズ板と言う。
【００４０】
次に、立体視映像表示装置について説明する。図１は、レンチキュラ方式を用いた立体視映像表示装置１によって観察者１４に立体視映像を認識せしめる方法を説明する為の概念図である。ただし、１４は観察者の頭部を下からみた図である。立体視映像表示装置１は、バックライト１０、液晶パネル１１及びレンズ板１２を有する。バックライト１０、液晶パネル１１及びレンズ板１２はそれぞれ板状体であって、互いに平行に配置される。また、レンズ板１２は５眼式であるため、各レンズのレンズピッチが液晶パネル１１の５サブピクセル分に相当するように設計される。バックライト１０は光を出射し、その光は液晶パネル１１とレンズ板１２を通過して立体視映像表示装置１の外に進行する。そして観察者１４はレンズ板１２を介して液晶パネル１１に表示される画像を映像として捉えることになる。
【００４１】
より具体的に説明すると、液晶パネル１１の画面には縦横にピクセル（ドット）が敷き詰められている。１ピクセルは光の３原色であるＲｅｄ（赤）、Ｇｒｅｅｎ（緑）、Ｂｌｕｅ（青）の３つのサブピクセルを１セットにして構成され、（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３）・・・と並んでいる。そして、同図においては５眼式のため、最右映像１３ｅは［Ｒ１，Ｂ２，Ｇ４］、右映像１３ｄは［Ｇ１，Ｒ３，Ｂ４］、中央映像１３ｃは［Ｂ１，Ｇ３，Ｒ５］、左映像１３ｂは［Ｒ２，Ｂ３，Ｇ５］、最左映像１３ａは［Ｇ２，Ｒ４，Ｂ５］として観察者１４の眼に届くことになる。尚、詳細は「３次元画像コンファレンス’９６」講演論文『レンチキュラ板の標本化効果を考慮した３次元画像処理アルゴリズム（著者：宮沢篤）』による。
【００４２】
以上の構成を元に、平面視画像と立体視画像とを切り換える方法について詳細に説明する。上述のように、立体視映像表示装置１では立体視画像表示を実現させるために、各指向方向につきレンズを介して１つのサブピクセルのみが見えるように設計されている。そこで、レンズ板１２を液晶パネル１１の表面に対して一定の速度で平行移動させる。すると、レンズ板１２の各レンズは各画素から出射される光をレンズ板１２の移動方向の配列順に連続的に透過する。このため、レンズ板１２の移動に伴って、観察者に液晶パネル１１の画素を順々に認識させることができる。その結果、残像効果によって一定時間の間に液晶パネル１１全ての画素を認識させることができる。
【００４３】
図２を用いて、具体的に説明する。レンズ板１２の各レンズの焦点は液晶パネル１１の表示面近傍に位置しているとし、観察者はレンズ板１２の正面からレンズ板１２を見ているものとする。まず時間Ｔ１において、レンズ１２ａの焦点はサブピクセルＢ１に位置するため、レンズ１２ａの一面にサブピクセルＢ１が拡大されて見える。またレンズ１２ｂの焦点はサブピクセルＧ３に位置するため、レンズ１２ｂの一面にサブピクセルＧ３が拡大されて見え、レンズ１２ｃの焦点はサブピクセルＲ５に位置するため、レンズ１２ｃの一面にサブピクセルＲ５が拡大されて見える。
【００４４】
そして時間Ｔ２において、レンズ板１２が１サブピクセル分視差方向に平行移動する。するとレンズ１２ａの焦点はサブピクセルＲ２に位置するため、レンズ１２ａの一面にサブピクセルＲ２が拡大されて見える。またレンズ１２ｂの焦点はサブピクセルＢ３に位置するため、レンズ１２ｂの一面にサブピクセルＢ３が拡大されて見え、レンズ１２ｃの焦点はサブピクセルＧ５に位置するため、レンズ１２ｃの一面にサブピクセルＧ５が拡大されて見える。
【００４５】
以上の要領で、液晶パネル１１に対してレンズ板１２を平行移動させると、時間Ｔ３において、レンズ板１２ａの一面にサブピクセルＧ２が、レンズ１２ｂの一面にサブピクセルＲ４が、レンズ１２ｃの一面にサブピクセルＢ５が拡大されて見える。続いて時間Ｔ４において、レンズ１２ｚの一面にサブピクセルＲ１が、レンズ１２ａの一面にサブピクセルＢ２が、レンズ板１２ｂの一面にサブピクセルＧ４が拡大されて見える。そして時間Ｔ５において、レンズ１２ｚの一面にサブピクセルＧ１が、レンズ１２ａの一面にサブピクセルＲ３が、レンズ１２ｂの一面にサブピクセルＢ４が拡大されて見える。
【００４６】
このように液晶パネル１１上でレンズ板１２を平行移動させることによって、観察者に対してサブピクセルから出射される光をサブピクセルの配列順に順次認識させることができる。そして観察者は次々とサブピクセルの光を見ることになるため、残像効果によってＲＧＢの光が重なり合い、カラーの平面視映像として認識することができる。
【００４７】
次に、レンズ板１２の移動速度について説明する。本実施の形態において、レンズ板１２は５眼式であるため、レンズ板１２を１フレーム（例えば、１／６０秒）以内に５サブピクセル以上移動させることによって、１フレームに係るＲＧＢの光を観察者の眼に認識させることができる。
【００４８】
例えば、４インチＶＧＡ（Video Graphics Array：６４０×４８０ピクセルの解像度を示す）に５眼式のレンズ板１２を配置した場合、レンズ１つ分の幅は、
８０ｍｍ／（６４０×３）×５≒０．２ｍｍ ・・・（１）
式（１）の“８０ｍｍ”とは、４インチディスプレイの横幅を示す。１フレーム中にレンズ１つ分の幅を平行移動させるから、
０．２ｍｍ／（１／６０）秒＝１２ｍｍ／秒 ・・・（２）
つまり、１２ｍｍ／秒以上の速さでレンズ板１２を平行移動させれば、１フレーム中に液晶パネル１１の全てのサブピクセルを観察者に認識させることができる。
【００４９】
図３は、液晶パネル１１とレンズ板１２の横断面図であり、レンズ板１２の平行移動について説明する為の模式図である。図３（ａ）において、液晶パネル１１の右端部１１Ｒの真上にレンズ板１２の右端部１２Ｒが位置するようにレンズ板１２が配置されている。例えば、レンズ板１２を図面に対して右方向に幅Ｍほど平行移動させると、図３（ｂ）のようになる。ここで、レンズ板１２を式（２）のように１２ｍｍ／秒で平行移動させる場合、Ｍ＝１２ｍｍとすることによって、平面視画像を１秒間表示させることができる。
【００５０】
図４は、液晶パネル１１上でレンズ板１２を平行移動させたときの、レンズ板１２に含まれる１つのレンズ（以下、「主点」と言う。）の軌跡と時間との関係を示した図である。図４において、縦軸は時間、横軸は５サブピクセル内（例えば、サブピクセルＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２及びＧ２）における主点の位置を示す。レンズ板１２が平行移動することにより、主点はサブピクセルＲ１からＧ２までを一定の速度で移動する。主点が５つのサブピクセルを通過する時間をλ1とすると、各サブピクセル上を通過するのに要する時間はそれぞれ０．２λ1となる。ここで、λ1≦１／６０秒とすることにより、観察者に対してレンズを介して１フレーム中に５つのサブピクセルを認識させることができる。また各サブピクセルをレンズで拡大して表示する時間は全てのサブピクセルにおいて等しいため、モアレやぎらつきがなく、高画質な平面視映像とすることができる。
【００５１】
しかし、上述のように液晶パネル１１上でレンズ板１２を平行移動させる場合、平面視画像表示の時間を長くするほど幅Ｍを長くする必要があり、レンズ板１２の面積が大きくなる。従って、立体視映像表示装置１の体積も大きくなるため、小型の情報端末装置等の適用に不向きとなってしまう。
【００５２】
そこで、以下に液晶パネル１１上でレンズ板１２を一定の周期で往復振動させる方法を説明する。図５は、液晶パネル１１とレンズ板１２の横断面図であり、レンズ板１２の往復振動について説明する為の模式図である。レンズ板１２の横幅は液晶パネル１１の横幅に対して、幅Ｍ’×２ほど長い。まず、レンズ板１２を図面に対して左方向へ平行移動させ、次に逆方向、即ち図面に対して右方向へ幅Ｍほど平行移動させる。この動作を繰り返すと、レンズ板１２は往復振動することになる。
【００５３】
図６は、液晶パネル１１上でレンズ板１２を往復振動させたときの、レンズ板１２に含まれる１つの主点の軌跡と時間との関係を示した図である。図６（ａ）において、縦軸は時間、横軸は５サブピクセル内（例えば、サブピクセルＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２及びＧ２）における主点の位置を示す。レンズ板１２が液晶パネル１１に対して例えば左から右へ平行移動することにより、主点はサブピクセルＲ１からＧ２までを一定の速度で移動する。次にレンズ板１２が液晶パネル１１に対して右から左へ平行移動することにより、主点はサブピクセルＧ２からＲ１までを一定の速度で移動する。このように、液晶パネル１１上でレンズ板１２を往復振動させることによって、レンズは５つのサブピクセル上の平行移動を繰り返すことになる。
【００５４】
更に、レンズが５サブピクセル分移動するのに要する時間（図６（ａ）では波長の１／２）をλ2とすると、λ2≦１／６０秒とすることにより、観察者に対してレンズを介して１フレーム中に５つのサブピクセルを認識させることができる。従って、レンズ板１２を平行移動させる場合と同様の平面視画像を表示させることができる。
【００５５】
また、振幅Ｐ1は５サブピクセルの整数倍としてもよい。即ち、
Ｐ1＝５［サブピクセル］×ｎ（ｎは自然数） ・・・（３）
この場合、波長の１／２であるλ2は、
λ2≦ｎ／６０秒 ・・・（４）
とする。
【００５６】
尚、液晶パネル１１上でレンズ板１２を往復振動させる場合、例えばサブピクセルＧ２及びＲ１のような、レンズ板１２のレンズの切り返しが発生する位置において、図６（ａ）の波形に示すように直線的にレンズを切り返させることは困難である。そこで、図６（ｂ）に示すように、レンズ板１２の往復振動によってレンズの切り返しが発生するサブピクセル上のレンズの軌跡においては、直線でなくてもよい。但し、レンズが５つの各サブピクセル上に位置する時間は全て０．２λ2とする。
【００５７】
次に、液晶パネル１１上でレンズ板１２を左右に正弦振動させる場合を説明する。レンズ板１２を液晶パネル１１の上面に平行に正弦振動させるためには、例えば、モータ等の回転運動を往復運動に変換するような機構によって実現でき（図示省略）、装置を一層単純化できる。
【００５８】
図７は、液晶パネル１１上でレンズ板１２を左右に正弦振動させたときの、レンズ板１２に含まれる１つのレンズ（主点）の軌跡と時間との関係の一例を示した図である。図７において、縦軸は時間、横軸は５サブピクセル内（例えば、サブピクセルＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２及びＧ２）における主点の位置を示す。主点の振動の中心は、サブピクセルＢ１の中央に一致している。レンズ板１２が５サブピクセルの幅を正弦振動することにより、主点はサブピクセルＲ１からＧ２上を移動する。主点が５つのサブピクセルを移動する時間をλ3とすると、λ3≦１／６０秒とすることにより、観察者に対してレンズを介して１フレーム中に５つのサブピクセルを認識させることができる。
【００５９】
しかし、同図において、主点が各サブピクセルＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２及びＧ２上に位置する時間が一定ではない。即ち、主点がサブピクセルＲ１上に位置する時間は時間Ａ、サブピクセルＧ１上に位置する時間は時間Ｂ、サブピクセルＢ１上に位置する時間は時間Ｃ、サブピクセルＲ２上に位置する時間は時間Ｄ、そしてサブピクセルＧ２上に位置する時間は時間Ｅとなり、時間の長さの関係は（Ａ＝Ｅ）＞（Ｂ＝Ｄ）＞Ｃである。このようにレンズが各サブピクセル上に位置する時間にバラツキがあると、観察者がレンズを介して認識する色に偏りが生じ、色ムラ等が発生する。従って、画質の悪い平面視映像となってしまう。
【００６０】
ここで往復振動の振幅を変化させた例を用いて、具体的に説明する。以下では、振動の中心はサブピクセルＢ１の中央から変更せず、振幅のみを変更するものとする。図８（ａ）は振幅Ｐ3を３．７５ｓ（サブピクセル３．７５個分）とした場合を示した図であり、この時の１／２波長λ4はλ4≦１／６０秒である。図８（ａ）において、主点が各サブピクセルＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２及びＧ２上に位置する時間Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥはほぼ同じ時間幅であるため、各サブピクセルはレンズによってそれぞれ同じ時間拡大表示される。従って、色ムラ等の発生を抑え、画質の良い平面視映像とすることができる。
【００６１】
一方、図８（ｂ）は振幅Ｐ4を７ｓ（サブピクセル７個分）とした場合を示した図である。ここで、主点が各サブピクセルＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２及びＧ２上に位置する時間Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥは、ほぼ同じ時間幅である。しかし、主点は時間λ5の間にサブピクセルＢ０及びＢ２についても拡大表示する。即ち、主点に隣接したレンズによって、時間λ5の間にサブピクセルＲ１及びＧ２について拡大表示されることとなる。このため、時間λ5の間にサブピクセルＲ１は積算して時間Ａ＋Ａ’ほど拡大表示され、更にサブピクセルＧ２は積算して時間Ｅ＋Ｅ’ほど拡大表示される。
【００６２】
図２を参照して具体的に説明すると、時間Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥはレンズ１２ａによって各サブピクセルを拡大表示する時間に対応するが、時間Ａ’はレンズ１２ｚによってサブピクセルＲ１が拡大表示される時間、時間Ｅ’はレンズ１２ｂによってサブピクセルＧ２が拡大表示される時間となる。結果的にサブピクセルＲ１及びＧ２を拡大表示する時間的割合が多くなるため色ムラ等が発生し、画質の悪い平面視画像となってしまう。
【００６３】
そこで、レンズが各サブピクセル上に位置する時間の偏差が小さくなるようなレンズ板１２の振幅を設定する。図７において、時間Ａ〜Ｅの時間幅の分散σ2は以下のような式で表すことができる。
σ2＝（Ａ−０．２）2＋（Ｂ−０．２）2＋（Ｃ−０．２）2
＋（Ｄ−０．２）2＋（Ｅ−０．２）2 ・・・（５）
【００６４】
図９は、レンズ板１２の振幅Ｐとレンズが各サブピクセル上に位置する時間の分散の関係を式（５）を用いて算出したグラフ図である。縦軸は分散σ2、横軸の数字は振幅を示しており、ｓは１つのサブピクセルの幅である。つまり、５ｓとは振幅がサブピクセル５個分であり、１１ｓとは振幅がサブピクセル１１個分である。
【００６５】
図９によると、振幅Ｐ＝３．７５ｓ、１３．７ｓ、２３．７ｓの時の分散σ2が非常に小さい。一方、振幅Ｐが３．７５ｓ以上の範囲では、Ｐ＝７ｓの時に分散σ2が最大となっている。また、図１０は振幅Ｐ＝３．７５ｓ、５ｓ、７ｓ、１３．７ｓ及び２３．７ｓの時の時間Ａ〜Ｅと分散σ2を示した表である。図１０において、振幅Ｐ＝５ｓ及び７ｓの時の分散σ2と比較して、振幅Ｐ＝１３．７ｓ、２３．７ｓ、・・・と１０ｓごとに著しく小さい分散σ2が現れていることが分かる。従って、振幅Ｐを１３．７ｓ、２３．７ｓ、・・・に設定することにより、各サブピクセルはレンズによってそれぞれほぼ同じ時間拡大表示される。このため、平面視映像の色ムラの発生を防ぐことができ、高画質の平面視映像を実現できる。以上のように、正弦振動においては、分散σ2がなるべく小さくなるように振動中心及び振幅を設定することで、画質の低下を防ぐことができる。
【００６６】
また、往復運動に正弦振動を用いると、振幅が大きくなるにつれ、レンズの主点が振動の中心付近を通る時の速度に対して、切り返し時の前後における速度が低下する。これにより、振動の中心付近の速度は十分であるのに、振動の切り返し付近の速度が不十分となることがあり得る。この場合、特定の画素が長時間表示されることとなるので、切り返し時の前後において、平面視画像の画質が悪くなる。もちろん、周波数、すなわち振動全体の速度を上げることにより、切り返し時の移動速度をも上げて、この問題を解決することは可能である。ただし、振幅が大きい程速く動かさなければならず、大きな動力が必要となる。そこで、以下にレンズ板の移動する方向が切り換わる際の移動速度の低下を抑えた平行移動機構の例について説明する。以下の各平行移動機構は移動手段としての機能を有する。
【００６７】
（１）平行移動機構１（カム式）
液晶パネル１１上でレンズ板１２を往復振動させるための機構として、カムを用いた場合を例に説明する。
【００６８】
図１１（ａ）は、液晶パネル１１上でレンズ板１２を往復振動させたときの、レンズ板１２に含まれる１つのレンズ（主点）の軌跡とカムの回転角度との関係を示した図である。図６（ａ）に示す波形のような往復振動は、その輪郭が例えば図１１（ａ）の極座標表示（θ、ｒ）で示される形状のカム７０の回転によって実現できる。ここで、Ｒは任意の正の数である。またγは、
２γ×ｍ＝３６０°（ｍは自然数） ・・・（６）
を満足する必要がある。即ち、
γ＝１８０°、９０°、６０°、４５°、・・・、（１８０／ｍ）° ・・・（７）
となる。図１１（ｂ）に示すカム７０は、γ＝９０°の場合のカムの形状の一例である。
【００６９】
続いて、カム７０を用いて、レンズ板１２を往復振動させる一例について説明する。図１２（ａ）は、カムを用いてレンズ板１２を往復振動させるための機構を有する立体視映像表示装置１００の一例を示し、図１２（ｂ）中の矢視線Ｘ−Ｘ’の断面図である。図１２（ｂ）は立体視映像表示装置１００の平面図である。立体視映像表示装置１００は、バックライト１０、液晶パネル１１、レンズ板１２、カム８０ａ及び８０ｂ（以下、包括的に「カム８０」と言う。）、回転軸８１ａ及び８１ｂ（以下、包括的に「回転軸８１」と言う。）、カム受け８２ａ及び８２ｂ（以下、包括的に「カム受け８２」と言う。）、バネ８３ａ及び８３ｂ（以下、包括的に「バネ８３」と言う。）、筐体８４を有する。
【００７０】
バックライト１０、液晶パネル１１及びレンズ板１２は板状体であり、互いに平行に配列される。支柱８９ａ及び８９ｂは液晶パネル１１を固定するための支柱であり、上端は液晶パネル１１の底面端に、下端は筐体８４に、支柱７９ａ及び７９ｂが平行になるように固着されている。筐体８４は、樹脂や金属材料等で構成され、バックライト１０、液晶パネル１１、レンズ板１２等の立体視映像表示装置１００に含まれる要素及び部品等を固定又は保護する。
【００７１】
カム８０は、回転軸８１に固定されており、回転軸８１の回転と一体的にカム８０が回転するように構成されている。回転軸８１ａと回転軸８１ｂとは互いに平行且つ同期して回転するように駆動装置（不図示）等に接続されている。駆動装置は回転軸８１を回転させるための装置である。カム受け８２は三角柱の形状を成し、その一側面はレンズ板１２を構成するレンズの境界線方向の辺の一側面の両端にそれぞれ固着される。
【００７２】
バネ８３の一端は、レンズ板１２のレンズの境界線方向の辺の他側面の両端にそれぞれ固着され、他端はレンズ板１２のレンズのピッチ方向に沿って筐体８４に固着される。バネ８３は、図中右方向にレンズ板１２を付勢しており、レンズ板１２の一側面に固着されたカム受け８２がカム８０に常に接触するように構成されている。
【００７３】
カム８０の回転とバネ８３のバネ力に従って、カム受け８２及びレンズ板１２は液晶パネル１１の上面と平行に往復振動を行う。図１１（ｂ）において、回転軸８１からカム８０側面の凹部までの長さをＲとし、カム８０側面の凸部までの長さをＲ’とする。長さＲ及びＲ’の差は５サブピクセル分である。従って、カム８０が回転駆動されると、レンズ板１２は５サブピクセル分の振幅で振幅振動する。
【００７４】
（２）平行移動機構２（ラックピニオン式）
続いて、液晶パネルの上面と平行にレンズ板を往復振動させる平行移動機構としてラックピニオンを用いる場合を説明する。
【００７５】
図１３は、レンズ板を往復振動させるための平行移動機構として用いるラックピニオン１３の一例を示した概略図である。ラックピニオン１３は、ラックユニット１３０、ラック歯車１３１ａ及び１３１ｂ、ピニオン１４０を有する。ラックユニット１３０はラック歯車１３１ａ及び１３１ｂを内歯車とする板状体に形成され、ラック歯車１３１ａ及び１３１ｂが互いに対向するようにラックユニット１３０の内側面に設けられる。
【００７６】
ピニオン１４０は回転軸１４１及びピニオン歯車１４２によって構成される。回転軸１４１は円柱状の形状を成す。ピニオン歯車１４２は、輪を直径で切断した半輪状の形状を成し、その内側の側面が回転軸１４１の側面に固着されている。そして回転軸１４１の回転に伴って、ピニオン歯車１４２も一体的に回転する。
【００７７】
ラックユニット１３０及びピニオン歯車１４０は、ピニオン歯車１４０の回転によりラック歯車１３１ａ或いは１３１ｂの何れか一方と噛合するように配置される。
【００７８】
図１４は、ラックピニオン１３の動作を示す動作説明図である。ピニオン１４０の回転軸１４１の中心は位置Ｏに固定されており、位置Ｏを中心として時計回りに回転するとする。まず図１４（ａ）において、ラック歯車１３１ａ及び１３１ｂとピニオン歯車１４２とは、左一端において噛合している。回転軸１４１が時計回り（図中の矢印方向）に回転されるとラック歯車１３１ａとピニオン歯車１４２との噛合は外れ、ラック歯車１３１ｂとピニオン歯車１４２とが噛合する。回転軸１４１の回転が続くと、ラックユニット１３０は図面に対して左方向に平行移動する（図１４（ｂ））。
【００７９】
更に回転軸１４１の回転が続くと、ラックユニット１３０は更に左方向に平行移動し、終には、ピニオン歯車１４２がラック歯車１３１ａ及び１３１ｂの右一端において噛合する（図１４（ｃ））。
【００８０】
続いて回転軸１４１が回転されると、ラック歯車１３１ｂとピニオン歯車１４２との噛合が外れ、ラック歯車１３１ａとピニオン歯車１４２とが噛合する。回転軸１４１の回転が続くと、ラックユニット１３０は図面に対して右方向に平行移動する（図１４（ｄ））。更に回転軸１４１の回転が続くと、ラックユニット１３０は更に右方向に平行移動し、終には、ピニオン歯車１４２がラック歯車１３１ａ及び１３１ｂの左一端において噛合する（図１４（ｅ）又は図１４（ａ））。以上のように、回転軸１４１の回転を続けると、ラックユニット１３０は左右へ図１１（ａ）のような往復振動を繰り返す。
【００８１】
図１５は、レンズ板１２を往復振動させる機構として、ラックピニオン１３を用いた場合の立体視映像表示装置２００の一例を示す平面図である。レンズ板１２のレンズのピッチ方向の辺の一側面には、ラックピニオン１３のラックユニットの長辺一側面が固着される。ラックピニオン１３の回転軸は、駆動装置（不図示）等に接続されている。そして回転軸を回転させると、レンズ板１２はラックユニットと一体化して左右に図１１（ａ）のような振幅振動を行う。また、レンズ板１２の振幅は、ラック歯車１３１ａ及び１３１ｂの長さと、それに合わせたピニオン歯車の半径によって調整可能である。
【００８２】
（３）平行移動機構３（ベルト式）
続いて、液晶パネルの上面と平行にレンズ板を往復振動させる平行移動機構としてベルトを用いる場合を説明する。
【００８３】
図１６は、レンズ板を往復振動させる為の平行移動機構として用いるベルト部１６の一例を示した概略図である。図１６（ａ）はベルト部１６の平面図であり、図１６（ｂ）はベルト部１６の側面図である。ベルト部１６は、ベルト１６０、回転軸１６１ａ及び１６１ｂ（以下、包括的に「回転軸１６１」と言う。）、軸１６２によって構成される。ベルト１６０は環状体を成し、その１ヶ所に円柱状の軸１６２が固着される。回転軸１６１は円柱の形状を成し、それぞれ同じ方向へ回転する。ベルト１６０は回転軸１６１のそれぞれに係合され、回転軸１６１の回転によりベルト１６０が回転される。このとき、軸１６２の左右方向の運動は、図７に示すような通常の正弦振動と比較して、等速直線運動の部分が長くなり、図６（ｂ）のような運動に近づけることができる。そのため、通常の正弦振動よりも色むらの少ない良い画像を得ることができる。
【００８４】
ここで、軸１６２は、ベルト１６０の回転と一体化して回転移動するが、ある一線上を往復振幅するのではなく、ベルト１６０の環状に沿って移動する必要がある。この運動をそのままレンズ板に伝えても構わない。しかし、レンズ板の上下方向の幅をより短くするには、レンズ板が左右のみに往復振動し、上下方向には移動しないようにする必要がある。そこで、ベルト１６０の回転に伴う軸１６２の回転移動を、板カム１７０を介することにより振幅運動に変換するベルトユニット１７の一例を示した概略図を図１７（ａ）に示す。図１７（ｂ）は、ベルトユニット１７を図１７（ａ）中の矢印Ｑから見たときの側面図である。ベルトユニット１７はベルト部１６、板カム１７０、平板１７１によって構成される。
【００８５】
板カム１７０は板状体で、短辺が軸１６２の直径と等しく、長辺が回転軸１６０の直径以上の長さとなる長方形或いは楕円形に貫通されたスライド溝を有して構成される。そして、軸１６２の円側面と板カム１７０の内側面とが接触するように、ベルト部１６と板カム１７０が設置される。また、平板１７１は板カム１７０の短辺一側面に固着される。平板１７１は、ガイド１７２によって図の左右方向のみの移動が許され、上下方向には移動ができないように制限されているものとする。
【００８６】
図１７に示した機構の動作を説明する。回転軸１６１の回転に伴ってベルト１６０が回転し、軸１６２も回転移動する。同時に、板カム１７０及び平板１７１も軸１６２の位置に伴って平行移動する。そして、軸１６２が回転軸１６０の円側面に沿って移動する時、軸１６２は板カム１７０のスライド溝を内側面に沿って移動する。即ち、軸１６２はベルト１６０の環状に沿って回転運動を行うが、板カム１７０のスライド溝では溝方向に移動するのみである。従って、板カム１７０及び平板１７１は、往復振動をすることができる。
【００８７】
図１８は、レンズ板１２を往復振動させる機構として、ベルトユニット１７ａ及び１７ｂを用いた場合の立体視映像表示装置３００の一例を示す平面図である。ベルトユニット１７ａ及び１７ｂが備える平板（不図示）の上面とレンズ板１２の下面とが固着される。ベルトユニット１７ａ及び１７ｂの回転軸は、駆動装置（不図示）等に接続されている。また、レンズ板はガイド１８によって左右にのみ移動が許され、上下方向には移動ができないように制限されている。そして回転軸を同じ方向に同期させて回転させると、レンズ板１２は板カムと一体化して左右に振幅振動を行う。レンズ板１２の振幅は、ベルトの長さによって調整可能である。
【００８８】
また、以上の説明では、ベルトを用いた平行移動機構について説明したが、これに限定されず、例えば、チェーン等を用いて実現してもよい。
【００８９】
（４）平行移動機構４（電磁石式）
続いて、液晶パネルの上面と平行にレンズ板を往復振動させる平行移動機構として電磁石を用いる場合を説明する。図１９はレンズ板を往復振動させる為の平行移動機構として用いる電磁石ユニット１９の一例を示した平面図である。電磁石ユニット１９は、移動ユニット１９０、切換ユニット１９４及び１９５によって構成される。
【００９０】
移動ユニット１９０は、永久磁石１９０１、板１９０２、スイッチ素子１９０３及び１９０４を有する。永久磁石１９０１は棒板状体を成し、その長辺方向の長さはレンズ板１２のレンズのピッチ方向の辺の長さと等しい。永久磁石１９０１の長辺一側面には板１９０２が固着される。板１９０２は樹脂等の導電性の非常に低い材料で構成される。そして、永久磁石１９０１の短辺一側面に沿うように、スイッチ素子１９０３が板１９０２に固着されている。また、永久磁石１９０１の短辺他側面に沿うように、スイッチ素子１９０４が板１９０２に固着される。
【００９１】
切換ユニット１９４は、電磁石１９４１及びスイッチ素子１９４２を有する。電磁石１９４１は通電されると磁場を発生し、永久磁石１９０１の短辺一側面に対向する位置に配置されている。スイッチ素子１９４２は、スイッチ素子１９０３と接触すると通電状態となり、外部機器に対して通知信号を出力する。切換ユニット１９５も切換ユニット１９４と同様に、電磁石１９５１及びスイッチ素子１９５２を有する。
【００９２】
図２０を用いて、図１９に示した機構の動作を説明する。まず電磁石１９４１及び１９５１のそれぞれ永久磁石に対向した面（以下、「有効面」と言う。）の極性がＳ極になるように設定する。すると、電磁石１９４１と永久磁石１９０１のＮ極との間に吸引力、電磁石１９５１と永久磁石１９０１のＳ極との間に反発力が働き、移動ユニット１９０が電磁石１９４１に吸い寄せられる（図２０（ａ））。これにより、スイッチ素子１９０３とスイッチ素子１９４２とが接触し、外部機器に対して通知信号が出力される。
【００９３】
この通知信号の出力によって、電磁石１９４１及び１９５１の有効面の極性がＳ極からＮ極に反転される。すると、電磁石１９４１と永久磁石１９０１のＮ極との間に反発力が働き、一方、電磁石１９５１と永久磁石のＳ極との間に吸引力が働くため、移動ユニット１９０は電磁石１９５１の方向に平行移動する（図２０（ｂ））。
【００９４】
そして永久磁石１９０１のＳ極と電磁石１９５１が接触し、同時にスイッチ素子１９０４とスイッチ素子１９５２とが接触する為、外部機器に対して通知信号が出力される（図２０（ｃ））。
【００９５】
続いて、通知信号の出力によって、電磁石１９４１及び１９５１の有効面の極性がＮ極からＳ極に反転される。このため、電磁石１９５１と永久磁石１９０１のＳ極との間に反発力が働き、一方、電磁石１９４１と永久磁石のＮ極との間に吸引力が働くため、移動ユニット１９０は電磁石１９４１の方向に平行移動する（図２０（ｄ））。そして永久磁石１９０１のＮ極と電磁石１９４１が接触する（図２０（ｅ））。このようにスイッチ素子１９０３と１９４２、或いはスイッチ素子１９０４と１９５２の接触により出力される通知信号によって電磁石１９４１及び１９５１の極性を反転させる制御を繰り返すことにより、永久磁石１９０１と電磁石１９４１及び１９５１との間に吸引力・反発力が交互に生じ、移動ユニット１９０を往復振動させることができる。
【００９６】
図２１は、レンズ板１２を往復振動させる機構として、電磁石ユニット１９を用いた場合の立体視映像表示装置４００の一例を示す平面図である。
【００９７】
レンズ板１２のレンズのピッチ方向の辺の一側面には移動ユニット１９０ａの永久磁石１９０１ａが、他側面には移動ユニット１９０ｂの永久磁石１９０１ｂがそれぞれ固着される。このとき、移動ユニット１９０ａ及び１９０ｂは、レンズ板１２のレンズの境界線方向の辺の一側面側がＮ極（或いはＳ極）、他側面側がＳ極（或いはＮ極）となるように設置する。
【００９８】
切換ユニット１９４ａは、永久磁石１９０１ａのＮ極側に、切換ユニット１９５ａは永久磁石１９０１ａのＳ極側に配置され、筐体８４の側面に固着される。切換ユニット１９４ｂ及び１９５ｂも同様にして、筐体８４の側面に固着される。
【００９９】
液晶パネルに立体視画像を表示させる場合、切換ユニット１９４ａ、１９５ａ、１９４ｂ及び１９５ｂの電磁石の有効面の極性を全てＳ極（或いはＮ極）に設定する。これにより、移動ユニット１９０ａ及び移動ユニット１９０ｂは、磁石の吸引力によって切換ユニット１９４ａ及び１９４ｂ（或いは、切換ユニット１９５ａ及び１９５ｂ）にそれぞれ接触し、レンズ板１２は所定の位置に固定される。即ち、図２０（ａ）（或いは、図２０（ｃ））の状態となる。このとき、スイッチ素子の接触による通知信号が発生するが、立体視画像表示時は電磁石の極性が反転されないように予め設定する。
【０１００】
そして液晶パネルに平面視画像を表示させる場合は、上述にて説明したように、切換ユニット１９４ａ、１９５ａ、１９４ｂ及び１９５ｂの電磁石の極性を交互に反転させることによって、移動ユニット１９０ａ及び１９０ｂを往復振動させる。即ち、レンズ板１２は、移動ユニット１９０ａ及び１９０ｂと一体化して往復振動することとなる。レンズ板１２の往復振動の振幅は、切換ユニット１９４ａと切換ユニット１９５ａの間の長さ（切換ユニット１９４ｂと切換ユニット１９５ｂの間の長さ）によって調整可能である。
【０１０１】
ここで、図２１に示した立体視映像表示装置４００は、レンズ板１２の往復振動によって移動ユニット１９０ａが切換ユニット１９４ａ或いは１９５ａと交互に接触する。移動ユニット１９０ｂも同様である。従って、これらが接触する度に衝突音が生じる可能性が高い。この衝突音が騒音となり、ユーザに不快感を与えることが予想される。また、衝撃によって画面が揺れる等といった悪影響も考えられる。
【０１０２】
このような問題を解消するために、移動ユニットと切換ユニットとが接触する前に、当該電磁石の極性を反転させる機能を持つ立体視映像表示装置４００’の平面図を図２２に示す。切換ユニット１９４ｃ、１９５ｃ、１９４ｄ及び１９５ｄは、それぞれ電磁石１９４１ｃ、１９５１ｃ、１９４１ｄ及び１９５１ｄを有する。そして、移動ユニット１９０ａが往復振動する際に、切換ユニット１９４ｃに到達する手前でスイッチ素子２２１ａ及び２２１ｂとスイッチ素子１９０３ａとが接触するように、スイッチ素子２２１ａ及び２２１ｂを配置する。同様に、移動ユニット１９０ａが往復振動する際に、切換ユニット１９５ｃに到達する手前でスイッチ素子２２２ａ及び２２２ｂとスイッチ素子１９０４ａとが接触するように、スイッチ素子２２２ａ及び２２２ｂを配置する。以下、スイッチ素子２２３ａ、２２３ｂ、２２４ａ及び２２４ｂも同様に配置する。
【０１０３】
そして、スイッチ素子１９０３ａがスイッチ素子２２１ａ及び２２１ｂの両方と接触した時に、外部装置に対して通知信号が出力される。以下同様に、スイッチ素子１９０４ａがスイッチ素子２２２ａ及び２２２ｂの両方と接触した時、スイッチ素子１９０３ｂがスイッチ素子２２３ａ及び２２３ｂの両方と接触した時、スイッチ素子１９０４ｂがスイッチ素子２２４ａ及び２２４ｂの両方と接触した時に、外部装置に対して通知信号が出力される。
【０１０４】
例えば、電磁石１９４１ｃ、１９５１ｃ、１９４１ｄ及び１９５１ｄの永久磁石に対向した面（以下、「有効面」と言う。）の極性がＳ極に設定されている場合、移動ユニット１９０ａは電磁石１９４１ｃに引き寄せられるが、移動ユニット１９０ａと電磁石１９４１ｃとが接触する前に、スイッチ素子１９０３ａとスイッチ素子２２１ａ及び２２１ｂとが接触するため、通知信号が出力される。その通知信号により、全ての電磁石の有効面の極性がＮ極に反転される。従って、永久磁石１９０１ａのＮ極と電磁石１９４１ｃとの間に働いていた吸引力は反発力に変わり、移動ユニット１９０ａは電磁石１９４１ａと接触することなく、電磁石１９５１ｃに引き寄せられる。続いて、スイッチ素子１９０４ａとスイッチ素子２２２ａ及び２２２ｂとが接触するため、全ての電磁石の有効面の極性はＳ極に反転され、移動ユニット１９０ａと電磁石１９５１ｃも接触することなく反発し合う。以下、移動ユニット１９０ｂについても同様な動作を行う。以上のような機構を用いれば、衝突音を発生させることなく、レンズ板を往復振動させることができる。
【０１０５】
（５）平行移動機構５（遊星回転式）
以上では、平行移動機構を用いてレンズ板を往復振動させる場合について説明した。続いて、レンズ板を液晶パネルの上面に平行に回転させることによって平面視映像を実現する方法を説明する。前述のカム式、ラックピニオン式、ベルト式、電磁石式の方法は、往復運動の切り返し時における速度低下を防ぐものであったが、遊星回転式は切り返しそのものをなくす方法である。
【０１０６】
図２３は、レンズ板２３１を回転運動させる機構として、遊星回転による回転機構を用いた場合の立体視映像表示装置５００の一例を示す平面図であり、図２４（ａ）は、外枠２３５を除いた立体視映像表示装置５００を図２３中矢印Ａ方向に見た側面図であり、図２４（ｂ）は図２３中の矢視線Ｂ−Ｂ’の断面図である。である。立体視映像表示装置５００は、レンズ板２３１、液晶パネル２３２、ローラ２３３ａ及び２３３ｂ、回転盤２３４、外枠２３５によって構成される。
【０１０７】
レンズ板２３１及び回転盤２３４は円板状の形状を成し、液晶パネル２３２は板状体を成す。そして上からレンズ板２３１、液晶パネル２３２、回転盤２３４の順番に、それぞれ平行に配置される。
【０１０８】
ローラ２３３ａ及び２３３ｂは円柱状を成し、ローラ２３３ａ及び２３３ｂの側面とレンズ板２３１の側面とが常に接触するように配置される。そしてローラ２３３ａ及び２３３ｂの底面はそれぞれ回転軸に回転自在に軸支され、当該回転軸は回転盤２３４に固定される。外枠２３５は輪状を成し、断面が内側に突出したＬ字状となっている。そして、外枠２３５の突出部と、ローラ２３３ａ及び２３３ｂによって、回転板２３４上に設置されたレンズ板２３１が挟持される。
【０１０９】
次に、立体視映像表示装置５００の各要素の動作について説明する。回転盤２３４が、例えば時計方向（図２３の矢印Ｃ方向）に回転されると、回転盤２３４上に配置されたローラ２３３ａ及び２３３ｂが回転移動する。さらに、ローラ２３３ａ及び２３３ｂと、外枠２３５とによって挟持されたレンズ板２３１が回転移動（公転）することとなる。また、レンズ板２３１は、ローラ２３３ａ及び２３３ｂと、外枠２３５とによって挟持されているため、外枠２３５の内周に沿って回転（自転）もすることとなる。
【０１１０】
図２５は、レンズ板２３１及び外枠２３５の平面図であり、半径ｒ１は外枠２３５の内径、半径ｒ２はレンズ板２３１の半径である。エリア２５０は、回転盤２３１の回転によるレンズ板２３１の公転によらず、常にレンズ板２３１が存在するエリア、即ち、立体視画像表示と平面視画像表示の切り換えが可能なエリアである。このエリア２５０の半径はｒ１−ｒ２で求められる。
【０１１１】
ここで、外枠２３５の内側で、且つエリア２５０以外の領域は、レンズ板２３１の公転によってレンズ板２３１の輪郭線が液晶パネル２３２上を横切ることになる領域である。そのため、この領域では平面視画像が見づらくなってしまう。また、単なる回転運動では、レンズ板２３１の回転中心付近におけるピッチ方向の速度成分が０に近くなり、回転中心付近の領域において平面視画像が見づらくなってしまう。
【０１１２】
エリア２５０、即ち立体視画像表示と平面視画像表示の切り換えが可能なエリアを広くするには、外枠２３５の内径を小さくしてエリア２５０を大きくすればよい（但し、ｒ１＞ｒ２）。しかしながら、ｒ１がｒ２に近づくほど、公転速度に対する自転速度が遅くなる。画質の良い平面視映像を実現するには、自動／公転の速度比の低下に対応して公転速度を上昇させ、公転速度と自転速度の和が平面視を実現するのに十分な速度となるようにする必要がある。また、立体視映像表示を実現するには、レンズ板の自転による回転角を所定の角度で停止させなければならないが、自転速度が速いほど前記所定角度に素早く復帰させることができる。以上の理由から公転速度を上げ、結果として自転速度が向上するようにすることが望ましい。
【０１１３】
このように、レンズ板の公転速度と自転速度の加算により、液晶画面のどの位置においても、また、どの時刻においてもレンズ板のピッチ方向への移動速度を平面視を実現するのに十分な速度とすることができる。即ち、液晶パネル全体で恒常的に平面視画像の表示が可能となる。
【０１１４】
尚、レンズ板を平行移動させる方法として、上記方法だけでなく、例えばピエゾ素子などの電圧に応じて形状が変化する圧電素子を用いる方法も考えられる。
【０１１５】
また、平行移動機構１（カム式）、平行移動機構２（ラックピニオン式）、平行移動機構３（ベルト式）及び平行移動機構４（電磁石式）において、レンズ板は液晶パネルの各画素の縦方向の配列に対応するように半円筒のレンズが配列され、平面視画像を表示する際は、各画素の縦方向と垂直な方向に往復振幅させることとして説明した。しかし、図２６に示すレンズ板２６のように、レンズ板２６上の半円筒のレンズがレンズ板２６の側面方向に対して斜めに配列されている場合もある。この場合、必ずしもレンズの配列と液晶パネルの各画素の縦方向とを一致させてレンズ板２６を往復振動させる必要はない。
【０１１６】
一般的にはレンズ板のピッチ方向への速度成分が平面視を実現するのに十分な速度であればよい。平面視を実現するのに十分な速度とは、１フレームあたりの時間にレンズのピッチ方向の幅を移動するだけの速度であり、１フレームの時間をｔ、レンズのピッチ幅をｌとすれば、前記速度はｌ／ｔ以上であればよい。また、往復運動の場合は、１つの画素の表示期間が長くなり過ぎないように、切り返し時の速度低下を前述のような各方法によって防ぐ必要がある。
【０１１７】
続いて、以下に本発明を小型電子機器に適用した一例を説明する。以下では、液晶パネルの上面に平行にレンズ板を往復振動させることにより、平面視映像を実現する機能を備える立体視映像表示装置を有する小型電子機器について説明する。但し、レンズ板を往復振動させる機構として、図１２を用いて説明したカム式による立体視映像表示装置１００を例に説明するが、これに限定する必要はない。
【０１１８】
図２７は小型電子機器５０１の筐体５４０の一例を示す外観図である。同図によれば、小型電子機器５０１の筐体５４０には、少なくとも表示画面５１０と、利用者が操作入力を行う為の複数の入力キー群５２０とが設置されている。即ち、利用者は入力キー群５２０に含まれる何れかのキーを押下して、所定の指示を入力すると共に、表示画面５１０に表示される画像を見ることとなる。また、小型電子機器５０１は、平面視画像と立体視画像との切り換えをユーザが入力する為の切換キー５３０を備える。
【０１１９】
表示画面５１０は、図１２に示した液晶パネル１１の上面に平行にレンズ板１２を往復振動させるためのカム８０を有する立体視映像表示装置１００により構成され、更にレンズ板１２の上面に平行に保護ガラスが配置される。ユーザは、保護ガラス及びレンズ板１２を介して液晶パネル１１に表示される画像を見ることとなる。
【０１２０】
尚、立体視映像表示装置１００は、小型電子機器５０１の駆動系から動力を得て、カム８０を回転させてレンズ板１２を往復振動させている。また、小型電子機器５０１の制御系から入力される画像データに基づいて、液晶パネル１１に画像を表示させる。即ち、小型電子機器５０１は、ユーザにより切換キー５３０が押下されると、駆動系により立体視映像表示装置１００のカム８０を回転させてレンズ板１２を往復振動させ、更に画像データを立体視画像用から平面視画像用へと切り換える。更に、ユーザにより切換キー５３０が押下されると、小型電子機器５０１は駆動系による立体視映像表示装置１００のカムの回転を停止し、画像データを平面視画像用から立体視画像用に切り換える。
【０１２１】
図２８は、図２７に示す小型電子機器５０１のハードウェア構成の一例を示す図である。図２８によれば、小型電子機器５０１は、ＣＰＵ６００、ＲＡＭ６１０、ＲＯＭ６２０、情報記憶媒体６３０、入力装置６４０、画像生成ＩＣ６５０及び駆動装置６６０がシステムバス６７０により相互にデータ入出力可能に接続されている。なお、画像生成ＩＣ６５０には立体視映像表示装置１００が接続されている。
【０１２２】
ＣＰＵ６００は、ＲＯＭ６２０或いは情報記憶媒体６３０に格納されるプログラムやデータ等に従って、装置全体の制御や各種データ処理、後述する切換処理等を行う。ＲＡＭ６１０は、ＣＰＵ６００の作業領域として用いられる記憶手段であり、例えば、入力装置６４０から入力された情報や、ＣＰＵ６００による演算結果、ＣＰＵ６００が情報記憶媒体６３０から読み出したプログラムやデータ、等を一時的に記憶する。また、ＲＡＭ６１０にはＣＰＵ６００により作成された画像情報が記憶される。
【０１２３】
尚、ＲＯＭ６２０には、小型電子機器５０１を起動させたり動作させたりするために必要な情報（例えば、初期化情報やシステムバス６７０を介して接続される装置間のデータ転送を制御する為の情報等；システムプログラム）が記憶される。また、情報記憶媒体６３０には、立体視映像表示装置１００に表示するための各種画像データや、ＣＰＵ６００が駆動装置６６０を制御する為の情報（プログラムデータ）、画像生成ＩＣ６５０に画像データを生成させる指示を出力する為の情報、画像生成ＩＣが平面視画像用・立体視画像用の画像データを生成するための情報等が記憶されている。尚、情報記憶媒体６３０は、ＩＣカード、メモリ、ハードディスク等のハードウェアにより実現できる。
【０１２４】
入力装置６４０は、図２７に示す入力キー群５２０及び切換キー５３０を含み、ユーザによる押下入力を検出して、押下されたキーに付された識別信号をＣＰＵ６００に出力する為の装置である。
【０１２５】
画像生成ＩＣ６５０は、ＲＡＭ６１０やＲＯＭ６２０、情報記憶媒体６３０等に記憶される画像情報に基づいて、立体視映像表示装置１００に出力するための画像データを生成する集積回路である。立体視映像表示装置１００は、画像生成ＩＣ６５０から入力される画像データに基づいて、液晶パネル１１の各画素の出力を制御する。また、駆動装置６６０は、ＣＰＵ６００から入力される指示に従って、カム８０を回転させる回転軸８１を駆動し、レンズ板１２を往復振動させる装置である。例えば、モータや歯車等から構成される。
【０１２６】
次に、小型電子機器５０１の動作について説明する。図２９は、小型電子機器５０１による切換処理を説明する為のフローチャートである。
【０１２７】
まずＣＰＵ６００は、入力装置６４０から入力される信号を判定する（ステップＡ１）。即ち、切換キー５３０が押されたか否かを判定する。
【０１２８】
ステップＡ１にて、平面視画像を表示すると判定した場合（ステップＡ１：平面視）、ＣＰＵ６００は駆動装置６６０に対して回転軸８１を回転させる指示を出力する。駆動装置６６０は、ＣＰＵ６００から平面視画像を表示する指示が入力されると、回転軸８１を回転させる（ステップＡ２）。また、ＣＰＵ６００は、画像生成ＩＣ６５０に対して、平面視画像用の画像データを生成する指示を与える。画像生成ＩＣ６５０は、ＣＰＵ６００から入力される指示に従って、平面視画像用の画像データを生成して立体視映像表示装置１００に出力して表示させる（ステップＡ３）。ここで、平面視画像用の画像データとは、一般的なビデオ画像のような視差のない平面視映像を実現する為のデータである。
【０１２９】
一方、ステップＡ１にて立体視画像を表示する判定を行った場合には（ステップＡ１：立体視）、ＣＰＵ６００は駆動装置６６０に対して回転軸８１の回転を停止する指示を出力する（ステップＡ４）。またＣＰＵ６００は、画像生成ＩＣ６５０に対して立体視画像用の画像データを生成する指示を出力する。画像生成ＩＣ６５０は、ＣＰＵ６００から入力される指示に従って、立体視画像用の画像データを生成し、立体視映像表示装置１００に出力して表示させる（ステップＡ５）。ここで、立体視画像用の画像データとは、液晶パネル１１の各画素とレンズ板１２の各レンズとの位置関係に基づいて、各指向方向に対する画像を画素単位で合成したものである。即ち、画像生成ＩＣ６５０は、各指向方向に対応する画像の情報を各画素に表示させるための画像データを生成して、立体視映像表示装置１００に出力する。立体視映像表示装置１００は、画像生成ＩＣ６５０から入力される画像データに基づいて液晶パネル１１に画像を表示させる。
【０１３０】
ステップＡ３或いはステップＡ５にて画像を立体視映像表示装置１００（即ち、液晶パネル１１）に表示させると、ＣＰＵ６００は画像の表示を終了するか否かを判定する（ステップＡ６）。このとき、例えば、入力装置６４０から画像表示を変更する指示が入力された場合は、ステップＡ１に戻って処理を繰り返す。一方、入力装置６４０から画像の表示を終了する指示、即ち、電源を切る指示等が入力された場合には、本処理を終了する。
【０１３１】
このように、ユーザの入力に応答して平面視画像と立体視画像とを自動的に切り換えることによって、立体視映像表示装置の利便性が向上すると共に、多彩な態様による画像表示が可能となる。尚、立体視映像表示装置を有する電子機器としては、図２７に示したような小型電子機器に限らず、カーナビゲーション、家庭用・業務用ゲーム装置、携帯型ゲーム装置、電子手帳、電子計算機、電子辞典等が考えられ、本発明の適用については、何れの装置に対しても適用可能である。
【０１３２】
例えば、図２７及び図２８に示す小型電子機器５０１をゲーム装置として用いた場合には、平面視画像と立体視画像とがステージ毎に切り換わるようにゲームを構成してもよい。このような場合には、ＣＰＵ６００はゲームステージが切り換わる毎に、平面視画像と立体視画像かを判定する。平面視映像を実現する場合には、駆動装置６００に対して回転軸８１を回転させる指示を与える。一方、立体視映像を実現する場合には、駆動装置６００に対して回転軸８１の回転を停止させる指示を与える。このように、ユーザの入力によらず、画像データやプログラム等に付されたコードや、所与のプログラムに基づく処理状態に応じて、レンズ板を往復振動させてもよい。
【０１３３】
なお、以上説明した立体視映像表示装置を、図２７及び２８に示したような小型電子機器５０１に適用するだけでなく、それ自体を独立して用いてよいことは勿論である。例えば、パーソナルコンピュータ等に接続されるディスプレイとして用いてもよい。この場合において、レンズ板を平行移動させるための駆動装置を立体視映像表示装置の本体に内蔵させ、ユーザの入力やコンピュータからの入力信号に応答して平行移動させるようにしてもよい。
【０１３４】
図３０は、レンズ板を平行移動させるための駆動装置を内蔵した立体視映像表示装置７００の一例を示す正面図である。同図によれば、立体視映像表示装置７００は、表示画面７１０、外枠７２０、切換ボタン７３０及び台座７４０を備える。切換ボタン７３０は外枠７２０上に設けられ、ユーザが切換ボタン７３０を押下すると、内蔵された駆動装置によって平行移動機構（例えば、平行移動機構１（カム式）、平行移動機構２（ラックピニオン式）、平行移動機構３（ベルト式）、平行移動機構４（電磁石式）及び平行移動機構５（遊星回転式）等の機構）を駆動させてレンズ板を往復振動させる構成になっている
【０１３５】
また、図３０に示す立体視映像表示装置７００は、電源と接続する為の電源コネクタ（不図示）を有し、ケーブル７５０によって電源と接続される。即ち、立体視映像表示装置７００は、ケーブル７５０を介して電源から供給される電力によって作動する。また立体視映像表示装置７００は、ＰＣ等の外部機器と接続する為のコネクタ（不図示）を有し、ケーブル７６０によって外部機器と接続される。即ち、立体視映像表示装置７００は、ケーブル７６０を介して外部機器から入力される画像データを液晶パネルに表示させる。また、立体視映像表示装置７００は、切換ボタン７３０が押下された旨の信号を外部機器に出力する為、或いは駆動装置８４０を作動させる旨の信号を外部機器から受信する為のケーブル７７０を有する。
【０１３６】
図３１は、図３０に示す立体視映像表示装置７００のハードウェア構成の一例を示す図である。同図によれば、立体視映像表示装置７００は、レンズ板８０２と液晶パネル８０４とを備える表示部８００と、液晶パネル８０４の表示を制御する表示制御装置８１０と、外部装置と接続される画像入力Ｉ／Ｏ８２０と、レンズ板８０２を平行移動させる平行移動機構８３０と、平行移動機構８３０を駆動させる為の駆動装置８４０と、駆動装置８４０を制御する為の作動制御装置８５０と、外部装置と接続される制御Ｉ／Ｏ８６０と、切換ボタン７３０と、を有する。
【０１３７】
表示制御装置８５０は、画像入力Ｉ／Ｏ８２０を介して外部機器から入力される画像データに基づいて、液晶パネル８０４の表示を制御する。また、駆動装置８４０は、作動制御装置８５０から入力される指示に従って平行移動機構８３０を駆動させる装置である。例えば、平行移動機構として平行移動機構１（カム式）、平行移動機構２（ラックピニオン式）、平行移動機構３（ベルト式）又は平行移動機構５（遊星回転式）を用いる場合には、モータや歯車等により駆動装置８４０を実現する。或いは、平行移動機構として平行移動機構４（電磁石式）を用いる場合には、電気回路により駆動装置８４０を実現する。
【０１３８】
作動制御装置８５０は、駆動装置８４０の作動を制御する装置であり、例えば、カム式の平行移動機構を用いる場合には回転軸８１を回転させる為のモータの回転量や回転方向を指示する。また、平行移動機構４（電磁石式）を用いる場合には、電磁石に対する通電状態を決定する。
【０１３９】
また、作動制御装置８５０は、切換ボタン７３０から入力される信号に応答して駆動装置８４０を作動させると共に、立体視映像表示装置７００が平面視画像の表示状態なのか、立体視画像の表示状態なのかを外部装置に通知するための通知信号を生成して出力する。より詳細には、作動制御装置８５０は、駆動装置８４０の作動状態に基づく通知信号を生成して制御Ｉ／Ｏ８６０を介して外部機器に出力する。例えば、平行移動機構をモータにより駆動させる場合には、モータの回転量や回転有無に応じた通知信号を生成し、電磁石によりレンズ板を往復振動させる場合には、電磁石への通電状態によって通知信号を生成する。このように、レンズ板が平行移動状態であるか否かに応じて、即ち、駆動装置８４０の作動状態に応じて、画像の種類（平面視画像／立体視画像）を変更させる指示を外部装置に出力する。
【０１４０】
また、立体視映像表示装置７００は、切換ボタン７３０の入力に応答して平面視画像と立体視画像の表示状態とを切り換えるだけでなく、接続される外部機器から入力される指示に応じて平面視画像と立体視画像とを切り換える。即ち、作動制御装置８５０は、制御Ｉ／Ｏ８６０を介して接続される外部機器から入力される信号に応答して駆動装置８４０を作動させる。このような構成によれば、外部装置から入力される指示に応じて駆動装置８４０を作動させ、平面視画像と立体視画像とを切り換えることが可能となる。
【０１４１】
ところで、図３０に示す立体視映像表示装置７００に接続されて画像データを出力する電子機器（即ち、外部機器）は、図２８に示した小型電子機器５０１のハードウェア構成と同様に、少なくともＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、情報記憶媒体と、入力装置と、画像生成ＩＣと、立体視映像表示装置７００を接続する為のコネクタと、を備える。画像生成ＩＣは、ＣＰＵから入力される指示に従って画像データを生成し、コネクタを介して立体視映像表示装置７００に出力する。
【０１４２】
但し、画像データを生成する際、電子機器は立体視映像表示装置７００から入力される通知信号に応答して平面視画像用と立体視画像用とを切り換えて画像データを生成する。即ち、ＣＰＵは立体視映像表示装置７００から入力される通知信号に基づいて平面視画像か立体視画像かを判定し、その判定結果に基づく画像データを画像生成ＩＣに生成させる。
【０１４３】
また、立体視映像表示装置７００に接続される電子機器は、画像データを送信する際に立体視映像表示装置７００に対してレンズ板を平行移動させるか否かを指示する指示信号を出力する構成にしてもよい。レンズ板の平行移動を指示する指示信号を出力する方法としては、ユーザ入力に応答して行ってもよいし、ＲＯＭや情報記憶媒体に格納されるデータやプログラムに基づいて行ってもよい。或いは、所与のプログラム及び入力装置から入力される信号に基づく処理結果に応じて行ってもよい。
【０１４４】
尚、立体視映像表示装置７００に接続される電子機器は、画像データを立体視映像表示装置７００に対して出力するためだけの動作を実行する装置であってよい。例えば、平面視画像用の画像データと立体視画像用の画像データとの２種類の画像データを有し、立体視映像表示装置７００から入力される信号に応答して出力する画像データの種類を切り換える構成であってもよい。
【０１４５】
更に以上の説明によれば、立体視映像表示装置のレンズ板としてレンチキュラレンズ板を用いることとしたが、本発明の適用についてはこれに限定する必要はなく、例えば、蝿の目レンズやパララックスバリアを立体視映像表示装置に適用してもよいことは勿論である。更には、ピンホールが格子状に配設されたピンホールバリアを適用してもよい。その場合には、上述したレンズ板を蝿の目レンズ、パララックスバリア、或いはピンホールバリアとして各種立体視映像表示装置を構成することにより実現できる。また、液晶パネルに対してレンズ板を平行移動させることによって平面視映像を実現させることとしたが、レンズ板を固定させ、液晶パネルを平行移動させることによって平面視映像を実現させることとしてもよい。
【０１４６】
【発明の効果】
表示パネルに対してレンズ板を平行に移動させることによって、各レンズは各画素から出射される光をレンズ板の移動方向の配列順に連続的に透過させる。このため、観察者に表示パネル全ての画素を認識させることができ、更に残像効果によって平面視映像を認識させることができる。また、表示パネルの解像度を低減させることなく平面視映像を実現でき、容易に平面視映像と立体視映像の切り換えが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レンチキュラ方式による立体視表示の原理を説明する概念図。
【図２】レンズ板の平行移動による平面視表示の原理を説明する概念図。
【図３】液晶パネルとレンズ板の横断面図。
【図４】液晶パネル上でレンズ板を平行移動させたときの、レンズ板に含まれる１つの主点の軌跡と時間との関係を示した図。
【図５】液晶パネルとレンズ板の横断面図。
【図６】液晶パネル上でレンズ板を往復振動させたときの、レンズ板に含まれる１つの主点の軌跡と時間との関係を示した図。
【図７】レンズ板を正弦振動させたときの、レンズ板に含まれる１つの主点の軌跡と時間との関係の一例を示した図。
【図８】レンズが各サブピクセル上に位置する時間を示した図。
【図９】レンズ板の振幅とレンズが各サブピクセル上に位置する時間の分散の関係を算出したグラフ図。
【図１０】レンズが各サブピクセル上に位置する時間Ａ〜Ｅと分散σ2を示した表。
【図１１】液晶パネル上でレンズ板を往復振動させたときの、レンズ板に含まれる１つの主点の軌跡とカムの回転角度との関係、及びカムの形状を示した図。
【図１２】カムを用いてレンズ板を往復振動させる立体視映像表示装置の一例を示す横断面図と平面図。
【図１３】レンズ板を往復振動させる為の平行移動機構として用いるラックピニオン１３の一例を示した概略図。
【図１４】ラックピニオンの動作を示す動作説明図。
【図１５】ラックピニオンを用いた場合の立体視映像表示装置の一例を示す平面図。
【図１６】レンズ板を往復振動させる為の平行移動機構として用いるベルト部の一例を示した概略図。
【図１７】ベルトの回転を、板カムを介することにより振幅運動に変換するベルトユニットの一例を示した概略図。
【図１８】ベルトユニットを用いた場合の立体視映像表示装置の一例を示す平面図。
【図１９】レンズ板を往復振動させる為の平行移動機構として用いる電磁石ユニットの一例を示した平面図。
【図２０】電磁石ユニットの動作を説明するための図。
【図２１】電磁石ユニットを用いた場合の立体視映像表示装置の一例を示す平面図。
【図２２】レンズ板を往復振動させる為の平行移動機構として用いる電磁石ユニットの一例を示した平面図。
【図２３】レンズ板を回転運動させる機構として、遊星回転による回転機構を用いた場合の立体視映像表示装置の一例を示す平面図。
【図２４】遊星回転による回転機構を用いた立体視映像表示装置の横断面図。
【図２５】遊星回転による回転機構を用いた立体視映像表示装置の平面図。
【図２６】レンチキュラレンズの一例を示した図。
【図２７】小型電子機器の筐体の一例を示す外観図。
【図２８】小型電子機器のハードウェア構成の一例を示す図。
【図２９】小型電子機器による切換処理を説明する為のフローチャート。
【図３０】レンズ板を往復振動させるための駆動装置を内蔵した立体視映像表示装置の一例を示す正面図。
【図３１】図３０に示す立体視映像表示装置のハードウェア構成の一例を示す図。
【符号の説明】
１０ バックライト
１１ 液晶パネル
１２ レンズ板
１００ 立体視映像表示装置
８０ａ、８０ｂ カム
８１ａ、８１ｂ 回転軸
８２ａ、８２ｂ カム受け
８３ａ、８３ｂ バネ
８４ 筐体
８９ａ、８９ｂ 支柱
１３ ラックピニオン
１３０ ラックユニット
１３１ａ、１３０ｂ ラック歯車
１４０ ピニオン
１４１ 回転軸
１４２ ピニオン歯車
２００ 立体視映像表示装置
１６ ベルト部
１６０ ベルト
１６１ａ、１６１ｂ 回転軸
１６２ 軸
１７ ベルトユニット
１７０ 板カム
１７１ 平板
３００ 立体視映像表示装置
１９ 電磁石ユニット
１９０ 移動ユニット
１９０１ 永久磁石
１９０２ 板
１９０３ スイッチ素子
１９４、１９５ 切換ユニット
１９４１、１９５１ 電磁石
１９４２、１９５２ スイッチ素子
４００ 立体視映像表示装置
２２１ａ〜２２４ａ、２２１ｂ〜２２４ｂ スイッチ素子
１９４１ｃ、１９４１ｄ、１９５１ｃ、１９５１ｄ 電磁石
５００ 立体視映像表示装置
２３１ レンズ板
２３２ 液晶パネル
２３３ａ、２３３ｂ ローラ
２３４ 回転盤
２３５ 外枠
２６ レンチキュラレンズ
５０１ 小型電子機器
５１０ 表示画面
５２０ 入力キー群
５３０ 切換キー
５４０ 筐体
６００ ＣＰＵ
６１０ ＲＡＭ
６２０ ＲＯＭ
６３０ 情報記憶媒体
６４０ 入力装置
６５０ 画像生成ＩＣ
６６０ 駆動装置
６７０ システムバス
Claims (9)
- １フレーム描画時間単位で表示を更新する表示パネルと、前記表示パネルに対してレンズ群の配列方向が横方向となるように配設されたレンチキュラレンズ板（以下「レンズ板」という。）とを備えた横方向へのｎ眼式（ｎ≧３）の立体視を実現せしめる立体視映像表示装置であって、
前記表示パネルの横方向に対して、前記表示パネルの画素（ｎ−２）個分の横幅より長い長さの振動幅で、前記レンズ板を前記表示パネルの表示面に対して平行且つ周期的であり、隣接するｎ個以上の画素上を前記レンズ群の各焦点位置が前記１フレーム描画時間で移動する速度で前記レンズ板を移動させる移動手段を備え、
前記移動手段の前記移動によって、残像効果により観察者の両眼それぞれに前記表示パネルの全画素を前記１フレーム描画時間毎に認識せしめ、前記表示パネルが前記１フレーム描画時間単位で表示更新する各画像全体を観察者が両眼それぞれで認識して平面視することが可能な立体視映像表示装置。 - 請求項１に記載の立体視映像表示装置であって、
前記レンズ板のレンズ面は前記表示パネルの表示面より広い大きさであることを特徴とする立体視映像表示装置。 - 請求項２に記載の立体視映像表示装置であって、
前記レンズ板は、横方向の長さが前記表示パネルより長い立体視映像表示装置。 - 請求項１〜３の何れか一項に記載の立体視映像表示装置であって、
前記移動手段は、機械的機構により前記レンズ板を平行移動させる手段である立体視映像表示装置。 - 請求項１〜３の何れか一項に記載の立体視映像表示装置であって、
前記移動手段は、電気的機構により前記レンズ板を平行移動させる手段であることを特徴とする立体視映像表示装置。 - １フレーム描画時間単位で表示を更新する表示パネルと、前記表示パネルに対してレンズ群の配列方向が横方向となるように配設されたレンチキュラレンズ板（以下「レンズ板」という。）とを備えた横方向へのｎ眼式（ｎ≧３）の立体視を実現せしめる立体視映像表示装置であって、
前記レンズ板の横方向に対して、前記表示パネルの画素（ｎ−２）個分の横幅より長い長さの振動幅で、前記表示パネルを前記レンズ板の板面に対して平行且つ周期的であり、隣接するｎ個以上の画素上を前記レンズ群の各焦点位置が前記１フレーム描画時間で移動する速度で前記表示パネルを移動させる移動手段を備え、
前記移動手段の移動によって、残像効果により観察者の両眼それぞれに前記表示パネルの全画素を前記１フレーム描画時間毎に認識せしめ、前記表示パネルが前記１フレーム描画時間単位で表示更新する各画像全体を観察者が両眼それぞれで認識して平面視することが可能な立体視映像表示装置。 - 請求項１〜６の何れか一項に記載の立体視映像表示装置であって、
前記移動手段による前記移動の実行及び停止を制御する制御手段を更に備えた立体視映像表示装置。 - 請求項７に記載の立体視映像表示装置であって、
前記制御手段は、前記移動手段による前記移動の停止中に前記表示パネルに立体視用画像を表示させ、前記移動の実行中に平面視用画像を表示させる立体視映像表示装置。 - 請求項１〜８の何れか一項に記載の立体視映像表示装置を具備した電子機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002241757A JP4287105B2 (ja) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | 立体視映像表示装置及び電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002241757A JP4287105B2 (ja) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | 立体視映像表示装置及び電子機器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004078086A JP2004078086A (ja) | 2004-03-11 |
| JP4287105B2 true JP4287105B2 (ja) | 2009-07-01 |
Family
ID=32024148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002241757A Expired - Fee Related JP4287105B2 (ja) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | 立体視映像表示装置及び電子機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4287105B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9143765B2 (en) | 2010-09-28 | 2015-09-22 | Samsung Display Co., Ltd. | Three dimensional image display |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101340910B1 (ko) * | 2006-02-24 | 2013-12-13 | 코닌클리케 필립스 엔.브이. | 자동 입체화면 디스플레이 |
| JP4561794B2 (ja) * | 2007-08-22 | 2010-10-13 | ソニー株式会社 | 空間像表示装置 |
| JP2010169847A (ja) | 2009-01-22 | 2010-08-05 | Sony Corp | 空間像表示装置 |
| US20110126160A1 (en) * | 2009-11-23 | 2011-05-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of providing 3d image and 3d display apparatus using the same |
| JP5041258B2 (ja) * | 2010-05-24 | 2012-10-03 | ソニー株式会社 | 空間像表示装置 |
| JP5439294B2 (ja) * | 2010-06-28 | 2014-03-12 | 株式会社フジクラ | 表示装置 |
| US8982117B2 (en) | 2011-06-22 | 2015-03-17 | Samsung Display Co., Ltd. | Display apparatus and method of displaying three-dimensional image using same |
| KR20130080517A (ko) * | 2012-01-05 | 2013-07-15 | 삼성디스플레이 주식회사 | 3차원 영상 표시 방법 및 이를 수행하기 위한 표시 장치 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2317291A (en) * | 1996-09-12 | 1998-03-18 | Sharp Kk | Observer tracking directional display |
| JPH10253926A (ja) * | 1997-01-08 | 1998-09-25 | Ricoh Co Ltd | 立体画像表示方法およびその方法を用いる立体画像表示装置 |
| JP2953433B2 (ja) * | 1997-06-05 | 1999-09-27 | 日本電気株式会社 | 立体表示装置 |
-
2002
- 2002-08-22 JP JP2002241757A patent/JP4287105B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9143765B2 (en) | 2010-09-28 | 2015-09-22 | Samsung Display Co., Ltd. | Three dimensional image display |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004078086A (ja) | 2004-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1938140B1 (en) | Cell type parallax-barrier and stereoscopic image display apparatus using the same | |
| CN101315474B (zh) | 使用扫描背光的全分辨率2d/3d显示设备及控制其的方法 | |
| US20030161040A1 (en) | Stereoscopic image display device and electronic apparatus | |
| KR20140139950A (ko) | 디스플레이 장치 | |
| US20150146352A1 (en) | Display device and display device frame | |
| JP4287105B2 (ja) | 立体視映像表示装置及び電子機器 | |
| KR20110029948A (ko) | 입체 영상 표시 방법 및 이를 수행하기 위한 입체 영상 표시 장치 | |
| KR20050118510A (ko) | 디스플레이기기의 해상도 향상 장치 및 그 구동방법 | |
| CN103389576A (zh) | 光学器件、光扫描仪以及图像显示装置 | |
| KR20120067766A (ko) | 프로 젝터가 내장된 카메라 장치의 이중 디스플레이 장치 | |
| US20170006279A1 (en) | Single Person and Multiple Person Full Resolution 2D/3D Head Tracking Display | |
| JP4634112B2 (ja) | 立体視映像表示装置、電子機器及び立体視映像表示装置における平面視表示方法 | |
| KR101199757B1 (ko) | 디스플레이장치 및 디스플레이방법 | |
| TW202019168A (zh) | 立體影像顯示裝置 | |
| WO2006035817A1 (ja) | 立体的二次元画像表示装置及び立体的二次元画像表示方法 | |
| JP4778744B2 (ja) | 画像表示装置 | |
| US7898708B2 (en) | System and method for volumetric display using a spinning mirror and an orthogonally deflected linear picture element source | |
| JP5282248B2 (ja) | 立体表示装置及びこの立体表示装置を備えた遊技機 | |
| JP2013546011A (ja) | ３ｄディスプレイパネルおよびそれを用いる３ｄディスプレイ装置とその駆動方法 | |
| JP2012198385A (ja) | 立体表示装置 | |
| CN111221127A (zh) | 近眼显示装置 | |
| JP3950102B2 (ja) | ３次元表示装置 | |
| JP2005037636A (ja) | ３次元画像表示装置 | |
| KR20070015686A (ko) | 듀얼 영상 및 3차원 영상을 디스플레이할 수 있는액정표시장치 | |
| US20110032344A1 (en) | Display apparatus for switching between 2d and 3d image displaying modes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050815 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060104 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20060116 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060116 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071115 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071204 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080204 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080304 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080507 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20080625 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090106 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090227 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090324 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090326 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4287105 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130403 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130403 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140403 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |