JP4863044B2 - 表示装置、表示制御方法、並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は表示装置、表示制御方法、並びにプログラムに関し、特に、解像度や画質を低下させずにより多くの視差を発生させることができるようにした表示装置、表示制御方法、並びにプログラムに関する。

従来、例えば文字などは高解像度のまま平面表示し、イラストなどは立体表示するといった、２次元表示と３次元表示の切り替え可能な表示装置が考えられている。立体表示方法としては、例えば、両眼視差を利用した二眼式、空間に３次元像を描画するホログラフィ方式等多くの方式が提案されているが各々一長一短がある。

例えば広く普及しつつある二眼式立体表示方法めて簡便に立体視を実現できる表示方式である。この二眼式立体表示方法の場合、立体視の生理的要因として、両眼視差のみを用いて立体感を得るようにする。しかしながら、実際には、立体視の生理的要因には、例えば、両眼視差、輻輳、ピント調節、運動視差等の様々な要因がある。従って、この二眼式立体表示方法の場合、他の要因との間に矛盾が生じ、その矛盾により、2次元表示の画像の場合よりも視聴者が疲労しやすい事が指摘されている。

また、例えば、ホログラフィ方式の場合、光の波面を再生することができるため、立体視の生理的要因を全て満足でき、視聴者に与える疲労感の少ない自然な立体表示を得る事ができる。実際に、乾板にレーザー干渉を用いて作製したホログラム(静止画)では本物と見まがうような立体像が得られている。しかしながら、電子ディスプレイとしては、必要なデータ量が膨大であり、かつ乾板のようにミクロンオーダー以下で制御可能なデバイスが存在しないため、現状では、カラー立体動画像を表示する事は極めて困難である。

さらに他の方法として、例えば、多くの視差画像を用いる光線再生法(インテグラルフォトグラフィー法（以下において、IP法と称する）)と呼ばれる方法が知られている。この方式は、レンズアレイと光源からなる比較的簡易なシステムであり、観察者のメガネの着用も必要なく、角度によって立体像の見える角度が変わりよりリアルな表示方式である事から次世代の立体表示方式として期待されている。

つまり、この方式では、２次元表示された専用の画像に対して、レンズアレイにより各画素の光を屈折させることにより、視差を発生させる。このレンズアレイには、固体のマイクロレンズを用いるものもあるが、液体の層の界面を利用して光を屈折させる、焦点距離を自由に変更可能な液体レンズを用いることもできる（例えば、特許文献１乃至特許文献３参照）。このような液体レンズを用いることにより、画像の表示方法、例えば２次元表示と３次元表示との切り替えを容易に行うことができる。

しかしながら、この方式はある任意の画素において、立体表示の解像度を上げるためにレンズ系を小さくすると、単位レンズにおける視差数(画素数)が減少してしまう。また逆に視差数を増加させようとレンズ径を大きくすると、立体表示の解像度が減少してしまう。つまり、立体表示の解像度の増加と立体度のバロメーターである視差数の増加がトレードオフの関係になっている。

視差数を増加させる方法としては、例えば、マイクロレンズアレイを発光画素に対して相対運動させ、複数の方向に光を屈折させる方法がある（例えば、特許文献４参照）。また、液体レンズの液滴の位置を制御する方法もある（例えば、特許文献５参照）。

特開２０００−３４７００５号公報

US特許５６５９３３０号公報

特開２００２−３５７７７４号公報

特開２００２−１７６６６０号公報

特開２００３−２１５４７８号公報

しかしながら、例えば、特許文献５の方法の場合、液滴の位置制御について具体的な方法が記載されていない。単純に液滴の位置を変動させても、それによる光の出射方向（屈折率等）を正しく制御することができなければ、例えば隣り合う画素からの光が重なったり、光が出射されない位置が生じたりしてしまうなど、画像として正しく表示されない恐れがあった。つまり、出力画像の画質が低下する恐れがあった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、解像度や画質を低下させずにより多くの視差を発生させることができるようにするものである。

本発明の一側面は、２次元状に配置された複数の発光画素を有し、複数の前記発光画素を発光させることにより、見る位置により見える画像が異なる視差の情報を含む画像である視差画像を２次元状に表示する視差画像表示手段と、前記視差画像表示手段により表示される、前記視差画像の視差を発生させる視差発生手段とを備え、前記視差画像表示手段は、前記視差画像の表示面において、各発光画素の出射光が互いに所定の間隔を空けて分離されるようになされ、前記視差発生手段は、２次元状に配置された複数の液体レンズと、各液体レンズに対する電圧印加を制御する制御手段とを備え、各液体レンズは、極性を有する極性液体、前記極性液体と屈折率が異なる極性を有していない無極性液体、前記出射光の通過方向に対して垂直な平面上に配置された複数の第１の電極、前記極性液体および前記無極性液体の２層を挟んで前記第１の電極と対向するように配置される第２の電極、並びに、複数の前記第１の電極と前記第２の電極との間に所定の電圧を印加する電圧印加手段を有し、複数の前記発光画素に対向して設けられ、前記極性液体と前記無極性液体との界面の形状によって、自身が対向する複数の前記発光画素の出射光の光路を制御し、前記制御手段は、各液体レンズに対して、前記電圧印加手段が前記電圧を印加するか否かの選択による前記極性液体と前記無極性液体との界面の形状の制御により、視差の発生の有無を制御し、さらに、前記電圧印加手段が前記電圧を印加する第１の電極の選択による前記無極性液体の位置の制御により、視差の方向を制御する表示装置である。

前記視差画像表示手段の各発光画素は、前記視差画像の表示面において、それぞれの出射光が互いに所定の間隔を空けて分離されるように、互いに所定の間隔を空けて２次元状に配置されるようにすることができる。

前記視差画像表示手段の各発光画素間に、前記視差画像の表示面におけるそれぞれの出射光を仕切る仕切り手段をさらに設けることができる。

前記視差画像表示手段は、前記視差画像の表示面において、各発光画素の出射光が互いに所定の間隔を空けて分離されるように、各出射光の一部を遮る遮光手段をさらに備えることができる。

前記遮光手段は、各発光画素の配線部分やトランジスタ部分を遮光する、網目状の黒色部材により形成されるブラックマトリクスであるようにすることができる。

前記遮光手段は、それぞれ互いに異なる発光画素の出射光の中央付近のみを通過させる複数のピンホールを有する遮光部材であるようにすることができる。

前記遮光手段は、各発光画素の出射光の光量を制御する絞り機構であるようにすることができる。

前記視差画像表示手段は、前記視差画像の表示面の、１つの前記液体レンズに対応する部分全体の面積に対する、前記出射光が出射される部分の面積の比率である開口率を、１つの前記液体レンズに対応する前記発光画素の数Ｎの逆数とすることができる。

前記視差発生手段は、前記液体レンズが、前記視差画像表示手段の前記視差画像の表示面より、前記液体レンズの焦点距離だけ離れた位置に設けられ、前記制御手段が、前記無極性液体の位置を制御し、前記無極性液体の位置を、各液体レンズの前記出射光が出射される部分の長さだけ変動させることができる。

本発明の一側面は、また、表示装置の表示制御方法であって、２次元状に配置された複数の発光画素を発光させることにより、見る位置により見える画像が異なる視差の情報を含む画像である視差画像を、各発光画素の出射光が互いに所定の間隔を空けて分離されるようにしながら２次元状に表示し、極性を有する極性液体、前記極性液体と屈折率が異なる極性を有していない無極性液体、前記出射光の通過方向に対して垂直な平面上に配置された複数の第１の電極、前記極性液体および前記無極性液体の２層を挟んで前記第１の電極と対向するように配置される第２の電極、並びに、複数の前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加する電圧印加部を有し、前記極性液体と前記無極性液体との界面の形状によって、自身が対向する複数の前記発光画素の出射光の光路を制御する液体レンズが２次元状に配置された複数の液体レンズの各液体レンズに対して、前記電圧印加部が前記電圧を印加するか否かの選択による前記極性液体と前記無極性液体との界面の形状の制御により、前記視差画像の視差の発生の有無を制御し、さらに、前記電圧印加部が前記電圧を印加する第１の電極の選択による前記無極性液体の位置の制御により、前記視差画像の視差の方向を制御するステップを含む表示制御方法である。

本発明の一側面は、さらに、コンピュータに実行させるプログラムであって、２次元状に配置された複数の発光画素を発光させることにより、見る位置により見える画像が異なる視差の情報を含む画像である視差画像を、各発光画素の出射光が互いに所定の間隔を空けて分離されるようにしながら２次元状に表示し、極性を有する極性液体、前記極性液体と屈折率が異なる極性を有していない無極性液体、前記出射光の通過方向に対して垂直な平面上に配置された複数の第１の電極、前記極性液体および前記無極性液体の２層を挟んで前記第１の電極と対向するように配置される第２の電極、並びに、複数の前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加する電圧印加部を有し、前記極性液体と前記無極性液体との界面の形状によって、自身が対向する複数の前記発光画素の出射光の光路を制御する液体レンズが２次元状に配置された複数の液体レンズの各液体レンズに対して、前記電圧印加部が前記電圧を印加するか否かの選択による前記極性液体と前記無極性液体との界面の形状の制御により、前記視差画像の視差の発生の有無を制御し、さらに、前記電圧印加部が前記電圧を印加する第１の電極の選択による前記無極性液体の位置の制御により、前記視差画像の視差の方向を制御するステップを含む。

本発明の一側面においては、２次元状に配置された複数の発光画素が発光させられることにより、見る位置により見える画像が異なる視差の情報を含む画像である視差画像が、各発光画素の出射光が互いに所定の間隔を空けて分離されるようにしながら２次元状に表示され、極性を有する極性液体、前記極性液体と屈折率が異なる極性を有していない無極性液体、前記出射光の通過方向に対して垂直な平面上に配置された複数の第１の電極、前記極性液体および前記無極性液体の２層を挟んで前記第１の電極と対向するように配置される第２の電極、並びに、複数の前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加する電圧印加部を有し、前記極性液体と前記無極性液体との界面の形状によって、自身が対向する複数の前記発光画素の出射光の光路を制御する液体レンズが２次元状に配置された複数の液体レンズの各液体レンズに対して、前記電圧印加部が前記電圧を印加するか否かの選択による前記極性液体と前記無極性液体との界面の形状の制御により、前記視差画像の視差の発生の有無が制御され、さらに、前記電圧印加部が前記電圧を印加する第１の電極の選択による前記無極性液体の位置の制御により、前記視差画像の視差の方向が制御される。

本発明の側面によれば、画像を表示することができる。特に、解像度や画質を低下させずに、各レンズにより発生する視差数を増加させることができるようにするものである。

図１は、本発明を適用した視差画像表示装置の実施形態の構成を表している。視差画像表示装置１は、視差画像表示部１１および示唆発生部１２を有している。

視差画像表示部１１は、外部より供給される、視差の情報を含む画像である視差画像のデータに基づいて、後述するように発光画素を発光させることにより、視差画像を平面画像として表示（２次元表示）する。

視差画像は、視差の情報を含む画像である。視差とは、１つのものを見ても、見る位置により互いに異なる画像に見えることであり、例えば、立体表示方法の１つであるIP法では、立体物を見る角度によって見え方（視覚画像）が異なることを再現するために利用される。つまり、視差が発生するように表示された１枚の視差画像を見るユーザには、その位置（例えば左右方向）によって画像（視差画像の内容）が異なって見える。

視差画像は、互いに異なる複数の画像を、例えば、２枚の画像のそれぞれを横に１画素ずつ分割し、その分割された画像を交互に組み合わせる等、所定の方法で組み合わせられて作成される。この場合、視差画像は、横方向に１列（１画素）おきに一方の画像により構成され、残りの列（すなわち１列おき）の画像が他方の画像により構成される。従って、視差画像表示部１１において２次元表示された視差画像を直接ユーザが見ても、その視差画像には複数の画像が含まれており、ユーザは正しくそれらの画像を理解することができない。

しかしながら、後述するように、視差を発生させるように動作させた視差発生部１２を介して、その視差画像表示部１１において２次元表示された視差画像を見ると、ユーザはその見る位置に応じた画像を見ることができる。

なお、視差画像の生成方法の一例を上述したが、画像の合成方法は、視差発生部１２の視差発生方法と対応するものであれば、上述した方法以外の方法であってももちろんよい。

視差画像表示部１１の、視差画像が表示される面には、視差発生部１２が重畳されている。視差発生部１２は、後述するように、液体の界面を利用してレンズ効果を得る液体レンズ群を有している。視差発生部１２は、この液体レンズのレンズ効果を利用して、外部より供給される制御情報に基づいて、視差画像表示部１１に表示される視差画像の視差を発生させる。

つまり、図１の視差画像表示装置１は、視差画像表示部１１において視差画像を表示し、その視差画像表示部１１の各画素に液体レンズを対応させるように設置された視差発生部１２において、表示された視差画像の視差を発生させることにより、視差を含む画像を表示する。つまり、視差画像表示装置１により表示された画像は、その画像を見る位置により異なる画像に見える（視差が生じている）。

このとき、図１の視差画像表示装置１は、後述するように、表示画面からの出射光の出射方向を的確に制御しながら、視差数を増加させるので、解像度や画質を低下させずに、視差画像の視差数を増加させることができる。

図２Ａは、図１の視差画像表示部１１の詳細な構成例を示す図である。図２Ａに示されるように、示唆画像表示部１１は、表示制御部２１および表示部２２を有している。表示制御部２１は、外部より供給される視差画像のデータに基づいて表示部２２を制御する処理を行うことにより、表示部２２にその視差画像を２次元表示（平面状に表示）させる。

表示部２２は、平面状に展開する（アレイ状（行列状）に配置された）複数の発光画素２３を有しており、表示制御部２１の制御に基づいて各発光画素が発行することにより、視差画像を表示する。表示部２２は、発光画素２３として、例えば半導体発光素子を用いたディスプレイであっても良く、その他のディスプレイ、例えば、液晶表示装置（LCD（Liquid Crystal Display））、有機エレクトロルミネセント表示装置（有機ELディスプレイ（Organic ElectroLuminescence Display））、電界発光表示装置（FED（Field Emission Display））、プラズマディスプレイパネル（PDP（Plasma Display Panel））、エレクトロクロミック表示装置（Electro Chromic Display）、蛍光表示管を用いた表示装置、陰極線管を用いた表示装置、プロジェクタ等、後述する視差発生部１２において視差が発生される視差画像を表示可能なデバイスであればどのようなものであってもよい。

発光画素２３は、表示部２２にアレイ状に配置された素子であり、単色またはフルカラーで発光することができる発光素子を有している。表示部２２の視差画像表示面において、このような発光画素の発光部分（光が出射される部分）が、隣り合う発光画素の発光部分と、両矢印で示されるように互いに所定の距離だけ離れるようになされている。

このように、表示部２２が各画素の出射光を分離し、所定の間隔を保つようにすることにより、視差発生部１２が、後述するように、出射光のムラ（例えば出射光が重なったり、光が届かなかったりする位置の発生）を抑制するように、光の出射方向を正しく制御することができる。つまり、視差画像表示装置１は、後述するように、解像度や画質を低下させずにより多くの視差を発生させることができる。

なお、視差画像の表示面において、各発光画素からの出射光が互いに離れていれば良い。すなわち、表示部２２により表示された視差画像において、各発光画素に対応する部分画像が互いに離れているようになされていればよい。従って、表示部２２は、図２Ｂに示されるように、両矢印で示されるように、発光画素２５の発光素子２６が互いに離れていれば、配線やトランジスタ部分を含む発光画素２５全体が実際に互いに離れていてもよいし、離れていなくてもよい。

さらに、各発光素子２６（各発光画素）間に、各画素の出射光を仕切るとともに、各画素の出射光を表示面前方に偏向させる、格子状のセパレータ２８を設けるようにしてもよい。セパレータ２８は、表示部２２の表示面において各画素を仕切る壁となる凸部として設けられる。従って、各発光素子２６は、互いに異なる凹部に設けられることになる。

このようなセパレータ２８を設けることにより、視差画像表示部１１は、各発光画素からの出射光をより正確に互いに分離することができる。つまり、視差発生部１２は、より正確に光の出射方向を正しく制御することができ、視差画像表示装置１は、解像度や画質をより低下させずにより多くの視差を発生させることができる。

また、図３に示されるように、表示部２２の前に各種の遮光物を設けるようにしてもよい。例えば、図３Ａに示されるように、発光画素の配線やトランジスタ部分を遮光するためのブラックマトリクス３１を表示部２２に設け、このブラックマトリクス３１により他の画素の出射光と分離する（所定の間隔を保つ）ようにしてもよい。このブラックマトリクス３１を設けることにより、視差画像表示部１１は、各発光画素からの出射光をより正確に互いに分離することができる。例えば、図３Ａに示されるように、各発光画素の発光部分に対応するように設けられた、ブラックマトリクス３１の開口部３２の大きさを調整することにより、各発光素子２６の間隔、すなわち、光がブラックマトリクス３１の前面に通過する部分の間隔（両矢印）を、所定の間隔にすることができる。

また、図３Ｂに示されるように、発光素子２６からの出射光の一部を前方に出射させないように遮光するとともに、残りの遮光しない出射光の出射方向を制限するピンホールを設けたフィルタであるピンホールフィルタ３５を設けるようにしてもよい。つまり、ピンホールフィルタ３５は遮光部材により構成され、各発光素子２６の部分には、所定の大きさのピンホール３６が設けられている。つまり、各発光素子２６からの出射光は、ピンホール３６を通過してピンホールフィルタ３５の前方に、ピンホールフィルタ３５の前面に対して垂直に出力される。従って、各ピンホールより出力される光は、両矢印に示されるように、所定の間隔で互いに距離を保って出射される。

さらに、図３Ｃに示されるように、各発光素子からの出射光の光量を調整する絞り４１を設けるようにしてもよい。図３Ｃにおいて、絞り４１は、各発光素子２６に対応するようにアレイ状に設けられており、それぞれ、開口部４２の大きさを調整することができるようになされている。すなわち、絞り４１は、開口部４２の大きさを調整することにより、発光素子２６の出射光のうち、前方に通過させる光量を調節する。つまり、絞り４１がこの開口部４２の大きさを調整することにより、各発光素子からの出射光を、互いに所定の間隔を保つように分離することができる。

以上のように、表示部２２において、前面（視差画像の表示面）の前方にブラックマトリクス３１、ピンホールフィルタ３２、または絞り４１等の各種の遮光物を設けることにより、視差画像表示部１１は、各発光画素からの出射光をより正確に互いに分離することができる。つまり、視差発生部１２は、より正確に光の出射方向を正しく制御することができ、視差画像表示装置１は、解像度や画質をより低下させずにより多くの視差を発生させることができる。

なお、図２および図３において（図２Ａ乃至図２Ｃ、並びに図３Ａおよび図３Ｂにおいて）、表示部２２には、縦３個×横４個＝１２個の発光画素（または発光素子）が設けられているが、実際にはいくつであってもよい。

図４は、図１の視差発生部１２の詳細な構成例を示す図である。

視差発生部１２は、制御部５１および光路制御部５２を有している。制御部５１は、外部より供給される制御情報に基づいて、光路制御部５２を制御し、視差画像表示部１１において表示される視差画像の視差の発生に関する制御処理を行う処理部であり、判定部５３、形状制御部５４、および位置制御部５５を有している。判定部５３は、各種の判定を行う。形状制御部５４は、後述するように液体レンズの無極性液体の形状に関する制御処理を行い、位置制御部５５は、その無極性液体の位置（変動）に関する制御処理を行う。

なお、判定部５３、形状制御部５４、および位置制御部５５は、制御部５１の有する機能を示すものであり、実際には、互いに、または外部と情報を授受しあうことができるようになされている。

光路制御部５２は、視差画像表示部１１からの出射光の光路を制御する。すなわち、光路制御部５２は、視差画像表示部１１に表示される視差画像の視差を発生させる。光路制御部５２は、視差画像表示部１１における視差画像の表示面に対向する平面上に、アレイ状に（平面状に）配置された複数の液体レンズ部５６を有している。液体レンズ部５６のそれぞれは、液体の界面を利用して通過光の光路を制御する液体レンズ等よりなり、視差画像表示部１１の互いに異なる複数の画素に対応するように配置されている。つまり、各液体レンズ部５６は、視差画像表示部１１の複数の発光画素（液体レンズ部５６毎に互いに異なる発光画素群）に対向して設けられており、それらの発光画素からの出射光がその液体レンズ部５６を通過するようになされている。

図５は、図４の液体レンズ部５６の詳細な構成例を示す図であり、液体レンズ部５６を光の通過方向に切断したときの断面の構成例を示す模式図である。図５において、液体レンズ部５６は、透明板６０−１と透明板６０−２で挟むように、下部電極６１−１乃至下部電極６１−４、絶縁体６２、無極性液体６３、極性液体６４、上部電極６５、並びに、リブ６６−１およびリブ６６−２を有している。

図５において、視差画像表示部１１は、液体レンズ部５６の下側に配置され、視差画像表示部１１からの出射光は、図５の下側から上側に向かって上下方向に液体レンズ部５６を通過する。

液体レンズ部５６の最上層は透明板６０−１となり、最下層は透明板６０−２となる。これらの透明板６０−１および透明板６０−２は、例えばガラスやプラスチック等の透明な素材により構成され、液体レンズ部５６の各層を挟み込む筐体として構成されている。つまり、透明板６０−１および透明板６０−２は、液体レンズ部５６を通過する出射光をできるだけ妨げないように構成される。なお、以下において、透明板６０−１および透明板６０−２を互いに区別して説明する必要の無い場合、単に透明板６０と称する。

最下層の透明板６０−２のの上側には、下部電極６１−１乃至６１−４の４つの電極が光の通過方向に対して垂直な平面上に設けられる。下部電極６１−１乃至下部電極６１−４は、それぞれ、短冊状（ライン状）の電極（ライン電極）であり、酸化インジウム（ITO）や酸化亜鉛（ZnO）等の素材を用いた透明電極である。下部電極６１−１乃至６１−４は、例えば、透明板６０−２の表面に、所定の方法により、酸化インジウム（ITO）や酸化亜鉛（ZnO）の薄膜を形成させることにより生成される。

下部電極６１−１乃至下部電極６１−４は、このように透明電極を用いるなどして、液体レンズ部５６を通過する出射光を妨げないように構成されるのが望ましい。後述するように、下部電極６１−１乃至下部電極６１−４は、いずれも、上部電極６５と対になる電極であり、必要に応じて、上部電極６５との間に所定の電圧が印加される。なお、以下において、下部電極６１−１乃至下部電極６１−４を互いに区別して説明する必要の無い場合、単に下部電極６１と称する。

この下部電極６１−１乃至下部電極６１−４と上部電極６５との間には、下から絶縁体６２、無極性液体６３、および極性液体６４の各層が形成される。

絶縁体６２は、例えば、フッ素系のポリマーである、PVdF、PTFE等が使用されるが、疎水性、かつ誘電率が大きい物質が望ましい。その際、誘電率を大きくするためには膜厚はより薄い方が望ましいが、絶縁強度の面から考えると厚い方が望ましく、最適な値は両者の兼ね合いで決定される。例えば、テフロン（登録商標）(デュポン社) 0.5um膜厚とすると、下部電極６１がITO電極、絶縁体６２がテフロン（登録商標）0.5（um）、無極性液体６３がドデカン25um、極性液体６４が水100um、上部電極６５がITO電極とした場合、実験では40Vまでは絶縁破壊を示さなかった。なお、この絶縁体６２も透明な素材を用いるなどして、液体レンズ部５６を通過する出射光をできるだけ妨げないように構成されるのが望ましい。

無極性液体６４には、デカン、ドデカン、ヘキサデカン、若しくはウンデカン等の炭化水素系の材料、屈折率の高いシリコンオイル、または、1,1-ジフェニルエチレンが使用される。下部電極６１と上部電極６５との間の電圧印加により絶縁体６２および極性液体６４との濡れ性が変化することにより、結果として液体の形状が変わるものであれば特に限定されるものではない。

極性液体６４には、例えば、水、塩化カリウム、若しくは塩化ナトリウム等の電解質を溶かした水溶液、分子量の小さなメチルアルコール、または、エチルアルコール等のアルコールが使用される。ただし、極性液体６４は、下部電極６１と上部電極６５との間の電圧印加により無極性液体６３との濡れ性が変化し、液体の形状が変わるものであれば特に限定されるものではない。ただし、極性液体６４と無極性液体６３は、互いに混在せず、屈折率が互いに大きく異なり、かつ、（形状変化速度の視点に基づき、）共に低粘度のものであることが好ましい。

上部電極６５は、下部電極６１に対応する電極であり、下部電極６１と同様の素材を用いて同様の方法で透明板６０−１の下面に形成される。つまり、上部電極６５も酸化インジウム（ITO）や酸化亜鉛（ZnO）の薄膜からなる透明電極であり、理想的には、液体レンズ部５６を通過する出射光を妨げないように構成される。ただし、上部電極６５は、複数の電極よりなる下部電極６１と異なり、液体レンズ部５６全体に形成される１つの電極（ベタ電極）である。すなわち、上部電極６５は、下部電極６１−１乃至下部電極６１−４のいずれとも、光の通過方向に対向している。

液体レンズ部５６を通過する光は、透明板６０−２、（下部電極６１、）絶縁体６２、（無極性液体６３、）極性液体６４、上部電極６５、および透明板６０−１の各層を通過する。なお、下部電極６１の層は、光の通過面全体に対して形成されておらず、図５に示されるように隙間が生じている。従って、通過位置によっては、光がこの層を通過しないこともある。また、無極性液体６３の層は、電極間の電圧の印加により変形するため、通過位置等により光がこの層を通過しないこともある。

リブ６６−１およびリブ６６−２は、アレイ状に配置される液体レンズ部５６同士を区切る仕切りである。より具体的には、リブ６６−１およびリブ６６−２は、液体レンズ部５６の無極性液体６３の層を区切っている。実際には、リブ６６−１およびリブ６６−２は、網目状（格子状）の１つの仕切り部材である。換言すると、リブ６６−１およびリブ６６−２により仕切られたそれぞれが１つの液体レンズ部５６として構成される。以下においてリブ６６−１およびリブ６６−２を互いに区別して説明する必要の無い場合、リブ６６と称する。

リブ６６は、例えばエポキシ系やアクリル系の樹脂等のように、極性液体６４および無極性液体６３に溶解せず、かつ、反応もしない事が望ましく、典型的には高分子の樹脂が用いられ、例えばエポキシ系やアクリル系の樹脂が用いられる。なお、リブ６６は、光を通過させない不透明な部材により構成されるのが望ましい。

なお、液体レンズ部５６は、後述するように、下部電極６１と上部電極６５の間に電圧を適宜印加することにより、極性液体６４の形状や位置を制御し、それにより、無極性液体６３の形状や位置を制御し、その無極性液体６３と極性液体６４の界面により、通過光の光路を制御する。つまり、リブ６６は、無極性液体６３を区切ることにより、各液体レンズ部５６の構成を区切ることができる。従って、液体レンズ部５６は、アレイ状に配置され（リブ６６により区切られ）ているが、実際には、図６に示されるように、共有可能な部材は他の液体レンズ部５６と共有している。例えば、図６の例の場合、透明板６０−１、透明板６０−２、絶縁層６２、極性液体６４、および上部電極６５は、全ての液体レンズ部５６において共有されており、リブ６６（例えば、リブ６６−２やリブ６６−３）は、それぞれ、隣り合う液体レンズ部５６同士で共有されている。

つまり、図６に示される例の場合、光路を制御する無極性液体６３と、各無極性液体６３の位置を制御する下部電極６１（下部電極６１−１−１乃至下部電極６１−１−４、下部電極６１−２−１乃至下部電極６１−２−４、並びに、下部電極６１−３−１乃至下部電極６１−３−４）とだけは、液体レンズ部５６（或いはさらに細かい単位）毎に設けられており、それ以外は共有されている。

図５に戻り、このような構成の液体レンズ部５６において、下部電極６１と上部電極６５との間には制御部５１に制御されて電圧が印加される。図５に示されるように、制御部５１は、電源７１および接続選択部７２を有している。電源７１は、上部電極６５と接続選択部７２との間に接続されており、上部電極６５と下部電極６１（接続選択部７２により選択された下部電極）との間に印加する電圧を供給する。接続選択部７２は、下部電極６１−１乃至下部電極６１−４の中から、電源７１（を介して上部電極６５）に接続させる電極を選択するスイッチング処理部である。換言すると、接続選択部７２は、下部電極６１−１乃至下部電極６１−４のそれぞれの電圧の印加の状態を制御する。なお、図５において、制御部５１は、上部電極６５および下部電極６１の電気的接続に関する部分についてのみが示されている。実際には、制御部５１は、図５に示される以外の構成、例えば、図４に示される判定部５３、形状制御部５４、および位置制御部５５等の構成も有している。つまり、図５の選択制御部７２は、例えば、図４に示される判定部５３、形状制御部５４、および位置制御部５５等の制御に基づいて、電源７１に接続する下部電極６１を選択する。

このように、液体レンズ部５６は、上部電極６５と下部電極６１との間への所定の電圧（電源７１の電圧）の印加により、無極性液体６３の形状を変化させ、電圧を印加する下部電極６１の選択により、その無極性液体６３の位置を変動させ、通過光の出射方向を制御する。

なお、図５は、下部電極６１−１乃至下部電極６１−４のいずれにも電圧は印加されていない状態（OFF）を示している。すなわち、この場合、接続選択部７２は、下部電極６１−１乃至下部電極６１−４のいずれも電源７１と接続させておらず、開放（接続を切断）している。

このように、電極間に電圧が印加されていない状態において、無極性液体５４と極性液体５３による２つの層の界面が、視差画像表示部１１からの出射光の光路に影響を及ぼさないように、図５中において水平にさせることが重要であり、例えば、絶縁体６２およびリブ６６の形状や、極性液体６４および無極性液体６３に対する濡れ性の大きさ等に起因する。従って、液体レンズ部５６を構成する各部（特に、絶縁体６２、極性液体６４、無極性液体６３、およびリブ６６）の材質、大きさ、形状等は、電極間に電圧が印加されていない状態において、無極性液体６３と極性液体６４による２つの層の界面が水平になるようにすることも考慮して決定される。

ただし、必ずしも、無極性液体６３と極性液体６４による２つの層の界面の全体が水平になっている必要はなく、場合によっては部分的に水平になっていればよいこともある。例えば、視差画像表示部１１からの出射光が主に通過する部分が界面の一部に集中しているような場合、その部分のみが水平になっていればよい。さらに付言すると、実質的に無極性液体６３と極性液体６４による２つの層の界面の全体が水平になっている場合と同等と考えられる（界面が光路に影響を及ぼさない）のであれば、界面はどのような状態（形状）であってもよい。

次に、図７乃至図１０を参照してレンズ移動制御の例について説明する。

図７は、無極性液体６３を、液体レンズ部５６の図中右側に移動させた場合の例を示している。図７において、接続選択部７２は、下部電極６１−１、下部電極６１−２、および下部電極６１−４を電源７１に接続しており、これらの電極は「ON」状態となっている。つまり、下部電極６１−１、下部電極６１−２、および下部電極６１−４と上部電極６５との間には、電源７１の電圧が印加されている。これに対して、接続選択部７２は、下部電極６１−３を電源７１に接続させておらず開放している。つまり、下部電極６１−３は、「OFF」状態であり、下部電極６１−３と上部電極６５との間には電源７１の電圧は印加されていない。

このように下部電極６１−１、下部電極６１−２、および下部電極６１−４と、上部電極６５との間に電源７１の電圧が印加されると、下部電極６１−１、下部電極６１−２、および下部電極６１−４近傍の絶縁体６２において電界方向へ分極電荷が発生し、近傍の絶縁体６２の表面に電荷が蓄積される(電荷二重層状態)。極性液体６４は極性を持っているために、クーロン力により下部電極６１−１、下部電極６１−２、および下部電極６１−４近傍の絶縁体６２へ寄ろうとする。つまり、下部電極６１−１、下部電極６１−２、および下部電極６１−４近傍の絶縁体近傍には極性液体６４が近づいてくる。これに対して無極性液体６３は無極性であるがゆえに、そのような力は発生しない。そのため、下部電極６１−１、下部電極６１−２、および下部電極６１−４近傍の絶縁体近傍の無極性液体６３は、極性液体６４により押しのけられ、上部電極６５との間に電圧が印加されていない下部電極６１−３近傍の絶縁体近傍６２に集まり、液滴状となり、極性液体６４との界面がレンズ状となる。

このとき、無極性液体６３と極性液体６４との界面は、２液体の屈折率の違いと、界面の形状により、視差画像表示部１１からの出射光（液体レンズ部５６の通過光）の光路を屈折させる。これにより液体レンズ部５６は、後述するように視差画像の視差を実際に発生させる。

なお、この界面の湾曲率は、無極性液体６３と極性液体６４の屈折率に基づいて、通過光の屈折率が最適となるように予め調整されている。つまり、液体レンズ部５６を構成する各部の材質、大きさ、形状等だけでなく、電極間に印加される電圧も、通過光の屈折率が最適になるように、予めまたは適宜、決定される。

図８は、図７の状態における光路の例を示している。図８において、液体レンズ部５６は、視差画像表示部１１の発光画素８１および発光画素８２からの出射光(視覚情報)が入射されるように配置されている。この時、視差画像表示部１１の発光画素８１および発光画素８２の出射光(視覚情報)は立体表示用の光線（視差画像を含む画像）である。また、発光画素８１および発光画素８２は、無極性液体６３のレンズ特性を考慮し、その焦点距離（両矢印９１で示される距離）だけ、液体レンズ部５６と離されて設けられる。

発光画素８１および発光画素８２からの出射光（つまり、液体レンズ部５６の通過光）は、無極性液体６３と極性液体６４との界面の形状により屈折されて液体レンズ部５６より出射される。例えば、図８の場合、発光画素８１からの出射光である光１０１Ａおよび光１０２Ａは、それぞれ、無極性液体６３と極性液体６４との界面において屈折され、光１０１Ｂおよび光１０２Ｂとして液体レンズ部５６より出射される。同様に、例えば、発光画素８２からの出射光である光１０３Ａおよび光１０４Ａは、それぞれ、無極性液体６３と極性液体６４との界面において屈折され、光１０３Ｂおよび光１０４Ｂとして液体レンズ部５６より出射される。従って、このように配置することにより、液体レンズ部５６は、理想的には、通過光を平行光もしくは平行光に近い光として出射させることができる。

図９は、図７に示される場合と反対に、無極性液体６３を、液体レンズ部５６の図中左側に移動させた場合の例を示している。図９において、接続選択部７２は、下部電極６１−１、下部電極６１−３、および下部電極６１−４を電源７１に接続しており、これらの電極は「ON」状態となっている。これに対して、接続選択部７２は、下部電極６１−２を電源７１に接続させておらず開放している（「OFF」状態）。

図７の場合と同様に、電圧の印加により、極性液体６４に対してクーロン力が発生する。そのため、下部電極６１−１、下部電極６１−３、および下部電極６１−４近傍の絶縁体近傍の無極性液体６３は、極性液体６４により押しのけられ、上部電極６５との間に電圧が印加されていない下部電極６１−２近傍の絶縁体近傍６２に集まり、液滴状となり、極性液体６４との界面がレンズ状となる。

従って、図１０に示されるように、発光画素８１および発光画素８２からの出射光（つまり、液体レンズ部５６の通過光）は、図８の場合と同様に、無極性液体６３と極性液体６４との界面の形状により屈折されて液体レンズ部５６より出射される。例えば、図１０の場合、発光画素８１からの出射光である光１１１Ａおよび光１１２Ａは、それぞれ、無極性液体６３と極性液体６４との界面において屈折され、光１１１Ｂおよび光１１２Ｂとして液体レンズ部５６より出射される。同様に、例えば、発光画素８２からの出射光である光１１３Ａおよび光１１４Ａは、それぞれ、無極性液体６３と極性液体６４との界面において屈折され、光１１３Ｂおよび光１１４Ｂとして液体レンズ部５６より出射される。

図１０の場合と図８の場合においては、無極性液体６３の位置が互いに異なる。従って、液体レンズ部５６を通過する光の出射方向（図８の光１０１Ｂ乃至光１０４Ｂの各進行方向と、図１０の光１１１Ｂ乃至光１１４Ｂの各進行方向）は、互いに異なる。つまり、制御部５１の位置制御部５５は、接続選択部７２を制御し、図７（図８）と図９（図１０）に示されるように、上部電極６５との間に電圧を印加する下部電極６１を選択することにより、無極性液体６３の位置を制御することができる。すなわち、位置制御部５５は、上部電極６５との間に電圧を印加する下部電極６１を、例えば、表示された視差画像の同期信号の整数倍に同期して切り替えることにより、無極性液体６３の位置を変動させることができる。このようにすることにより、液体レンズ部５６の出射光の出射方向が変動する。つまり、液体レンズ部５６は、１つの発光画素より出射された光を複数の方向に出射させることができる。換言すると、視差発生部１２は、各液体レンズ部５６が発生させる視差数を増加させ、視差画像表示部１１において表示された視差画像の視差数を増加させることができる。

なお、図７や図９において、接続選択部７２は、「ON」状態にする下部電極６１を選択するが、この選択は、制御部５１の形状制御部５４および位置制御部５５の両方の制御結果によるものである。

例えば、形状制御部５４が、無極性液体５３の形状をレンズ状（視差が発生するような状態）にするように接続選択部７２を制御すると、接続選択部７２は、初期状態として図７に示されるように、下部電極６１に電圧を印加し、さらに、位置制御部５５が、無極性液体５３の位置を変動させるように接続選択部７２を制御すると、接続選択部７２は、「ON」状態にする下部電極６１を切り替え、図９に示される状態にする。以降、接続選択部７２は、位置制御部５５の制御に基づいて、下部電極６１の接続を繰り返し切り替えて、図７に示される状態と図９に示される状態を繰り返すようにし、無極性液体５３の位置を変動させる。そして、位置変動を終了する場合は、位置制御部５５が接続の切り替えを終了するように接続選択部７２を制御し、視差発生を終了させる場合は、形状制御部５４が接続選択部７２を制御し、全ての下部電極６１を「OFF」状態にさせる。

このようにすることにより、視差発生部１２は、無極性液体６３の位置制御だけでなく形状制御も行うことができる。つまり、この場合、視差発生部１２は、視差数の増減だけでなく、視差発生の有無も制御可能になる。

なお、上述した下部電極６１に対する電圧印加のパターンの初期状態は、図７のパターンだけでなく、それ以外であってもよく、例えば、図９に示されるパターンであってもよい。

以上のように無極性液体６３の位置を切り替えることにより、視差発生部１２は、視差画像表示部１１に表示される視差画像の視差を発生させることができるが、単に無極性液体６３の位置を変動させても、実際には、図１１に示されるように、その出射方向が重なってしまう恐れがある。

図１１は、出射方向が制御されていない場合の視差発生の様子の例を示す模式図である。

図１１において、発光画素１２１乃至発光画素１２３は、視差画像表示部１１の発光画素の例を示しており、液体レンズ１２４−１および液体レンズ１２４−２は、視差発生部１２の液体レンズ部５６の無極性液体６３の位置変動の様子の例を示しており、光線１３１乃至光線１３６は、液体レンズ１２４−１および液体レンズ１２４−２より出射される、発光画素１２１乃至発光画素１２３の出射光の例を示している。

つまり、光線１３１は、発光画素１２１より出射し、液体レンズ１２４−１（液体レンズ１２４−１で表される位置に移動するように制御された無極性液体６３）を通過した光を示している。同様に、光線１３２は、発光画素１２２より出射し、液体レンズ１２４−１を通過した光を示しており、光線１３３は、発光画素１２３より出射し、液体レンズ１２４−１を通過した光を示している。これに対して、光線１３４は、発光画素１２１より出射し、液体レンズ１２４−２（液体レンズ１２４−２で表される位置に移動するように制御された無極性液体６３）を通過した光を示している。同様に、光線１３５は、発光画素１２２より出射し、液体レンズ１２４−２を通過した光を示しており、光線１３６は、発光画素１２３より出射し、液体レンズ１２４−２を通過した光を示している。

液体レンズ１２４−１および液体レンズ１２４−２のように、液体レンズ部５６の無極性液体６３の位置を変動させても、図１１に示されるように、出射光の光線方向が位置変動前と重なってしまう場合がある。つまり、各出射光の中心軸を切り替えることはできるが、出射光全体としては、変動前の光と重なってしまう。このように複数の出射光が重なる方向からユーザが視差画像を見ると、複数の画像が重なったように見え、静止画であるはずの画像が動画像に見えたり、画像がちらついて見えたり、色や形が変わって見えたりする恐れがある。つまり、このような場合、視差画像を見るユーザの位置によって、本来の意図した画像を正しく見せることができない恐れがある。

そこで、図１２および図１３に示されるように、レンズを移動させて光線方向をシフトさせる予定の方向には、初期状態（光線方向をシフトさせる前の状態）において光線が存在しないようにする。以下に、出射方向制御の様子の例を、図１２乃至図１４を参照して説明する。

図１２は、液体レンズ部５６の無極性液体６３の位置が一方（液体レンズ１２４−１で表すことができる位置）にある場合の光線の出射方向の例を示す模式図である。図１２の場合、視差画像表示部１１の表示部２２は、図２および図３の各図に示されるような構成となされており、その出射光が発光画素毎に所定の間隔で分離されて出射されている。光源１４０は、そのような状態を示すものであり、３つの発光画素（発光画素１４１乃至発光画素１４３）は、所定の大きさのスペーサ１４４乃至スペーサ１４７により分離されている。例えば、視差画像表示部１１の表示部２２が、図３Ｂに示されるようなピンホールフィルタ３５を有する場合、発光画素１４１乃至発光画素１４３は、このピンホールフィルタ３５の各ピンホール（開口部）より出射される光を表している。

図１２において、液体レンズ部５６の無極性液体６３は、液体レンズ１２４−１で表すことができる位置に制御されている。光１５１は、発光画素１４１より出射され、液体レンズ１２４−１を通過した光の進路方向を示している。同様に、光１５２は、発光画素１４２より出射され、液体レンズ１２４−１を通過した光の進路方向を示しており、光１５３は、発光画素１４３より出射され、液体レンズ１２４−１を通過した光の進路方向を示している。

図１２に示されるように、発光画素１４１乃至発光画素１４３がスペーサ１４４乃至スペーサ１４７により分離されているため、光１５１乃至光１５３は、互いに分離され、隙間（光１５１乃至光１５３が届かない方向）が生じる。

図１３は、液体レンズ部５６の無極性液体６３の位置が他方（液体レンズ１２４−２で表すことができる位置）にある場合の光線の出射方向の例を示す模式図である。光１５４は、発光画素１４１より出射され、液体レンズ１２４−２を通過した光の進路方向を示している。同様に、光１５５は、発光画素１４２より出射され、液体レンズ１２４−２を通過した光の進路方向を示しており、光１５６は、発光画素１４３より出射され、液体レンズ１２４−２を通過した光の進路方向を示している。

図１３の場合も図１２の場合と同様に、光１５４乃至光１５６は、互いに分離され、隙間（光１５４乃至光１５６が届かない方向）が生じる。

このような場合において、スペーサの大きさを発光画素と同じ大きさにする。つまり、光源１４０の光の出射面における発光画素の割合を１／２にする。例えば、表示部２２が図３Ｂに示されるようなピンホールフィルタ３５を有する場合、ピンホール３６の開口率（視差画像表示面全体に対する、光が出射される部分の割合）を１／２とする。つまり、例えば、表示部２２の各発光画素の発光素子部分が隙間なくアレイ状に並べられている場合、各発光画素に対応するピンホール３６の面積を、発光素子部分の半分にする。

このようにすることにより、光源１４０の、液体レンズ１２４−１からみた発光部分の面積の割合が半分になる。つまり、光源１４０全体に対する液体レンズ１２４−１（液体レンズ１２４−２）の光の出射方向の範囲全体に対する光１５１乃至光１５３（光１５４乃至光１５６）の占める割合が半分になる。換言すると、光１５１乃至光１５３の各範囲とその隙間の範囲の大きさが等しくなる。同時に、光１５４乃至光１５６の各範囲とその隙間の範囲の大きさも等しくなる。

図１２および図１３に示されるような２つの状態を最適に組み合わせることにより、すなわち、液体レンズ１２４−１と液体レンズ１２４−２の位置の差（つまり、無極性液体６３の位置変動量）を調整して最適にすることにより、図１４に示されるように、レンズ移動後の光が初期状態の光線の間に隙間無く収まるようにすることができる。つまり、この図１４の場合、各光１５１乃至光１５６は、いずれも他の光と重なっておらず、また、他の光との間に隙間も生じていない。

このようにすると、視差画像を見るユーザは、どの位置からでも、ちらつきや重なり等の違和感を覚えずに、その位置に応じた画像を正しく見ることができる。

つまり、視差画像表示装置１は、レンズ位置を変動させることにより、画像の解像度を低下させずにレンズ当たりの視差数を増加させることができ、さらに、光源の開口率と、レンズ位置の変動量とを調整することにより、画質の低下を抑制することができる。

なお、以上においては、表示部２２がピンホールフィルタ３５を備える場合について説明したが、表示部２２が、図２および図３を参照して上述したような他の構成であってももちろんよい。

また、以上においては、無極性液体６３を２つの位置の間で変動させるように説明したが、この無極性液体６３の位置の数（位置制御部５５が制御する位置の数）は、後述するように３箇所以上であってもよい。ただし、図１４に示されるように液体レンズ部５６より出射される各光の進行方向が互いに重ならず、かつ、隙間が生じないようにするためには、その位置制御部５５が制御する位置の数をＮ（Ｎは整数、かつ、Ｎ≧２）とすると、図１２乃至図１４において示される光源１４０の開口率を１／Ｎにする必要がある。

次に、図１４に示されるような光の方向制御を行うための無極性液体６３の移動量について説明する。

レンズを光源から、レンズの焦点距離だけ離れた場所に置いているため、それぞれのレンズから出た光線は平行光であると仮定してやると（厳密には違うが）、レンズより出射された、各画素に対応する光の束の端の傾きは、各画素の両端からレンズの中心を通る直線の傾きと略同一である。

以下に、図１４に示される光１５１乃至光１５６の両端の、それぞれの直線の傾きを示す。ただし、各光線の上側の端をＨとし、下側の端をＬとする。また、各発光画素のサイズ（図１４において発光画素１４１乃至発光画素１４３のそれぞれの、図中縦方向の長さ）をＡとし、液体レンズ１２４−１および液体レンズ１２４−２（無極性液体６３）と光源のギャップをＸとし、液体レンズ１２４−１および液体レンズ１２４−２（無極性液体６３）の移動量（液体レンズ１２４−１と液体レンズ１２４−２の位置の差）をＹとおく。

１５３Ｈ：｛（７／２）Ａ＋（１／２）Ｙ｝／Ｘ
１５３Ｌ：｛（５／２）Ａ＋（１／２）Ｙ｝／Ｘ
１５６Ｈ：｛（７／２）Ａ−（１／２）Ｙ｝／Ｘ
１５６Ｌ：｛（５／２）Ａ−（１／２）Ｙ｝／Ｘ
１５２Ｈ：｛（１／２）Ａ＋（１／２）Ｙ｝／Ｘ
１５２Ｌ：｛−（１／２）Ａ＋（１／２）Ｙ｝／Ｘ
１５５Ｈ：｛（１／２）Ａ−（１／２）Ｙ｝／Ｘ
１５５Ｌ：｛−（１／２）Ａ−（１／２）Ｙ｝／Ｘ
１５１Ｈ：｛−（５／２）Ａ＋（１／２）Ｙ｝／Ｘ
１５１Ｌ：｛−（７／２）Ａ＋（１／２）Ｙ｝／Ｘ
１５４Ｈ：｛−（５／２）Ａ−（１／２）Ｙ｝／Ｘ
１５４Ｌ：｛−（７／２）Ａ−（１／２）Ｙ｝／Ｘ

ここで、例えば、光１５６と光１５２との位置関係について注目する。図１５は、この光１５６と光１５２との位置関係を示したものである。図１５において、点線１５６Ｈおよび点線１５６Ｌは、それぞれ、光１５６の上端と下端を示しており、実線１５２Ｈおよび実線１５２Ｌは、それぞれ、光１５２の上端と下端を示している。

図１５に示されるように、光１５６と光１５２の２つの領域の重なり合いは点線１５６Ｌと実線１５２Ｈとの関係により決まる。つまり、点線１５６Ｌと実線１５２Ｈは、それぞれ、光１５６と光１５２とが重なる部分の下端と上端を示していることにもなる。従って、なるべく、光１５６と光１５２が重ならないようにするためには、点線１５６Ｌと実線１５２Ｈとを極力互いに平行になるようにする（近づけるようにする）ことが求められる。

発光画素サイズＡは定数であり、レンズと発光画素との距離Ｘも定数であるため、点線１５６Ｌと実線１５２Ｈの傾きを決めているのはレンズ移動量ｙである。すなわち、重なり合いの度合いはレンズ移動量Ｙにより決まることになる。

レンズ移動量Ｙと光１５６および光１５２の進行方向との関係を図１６に示す。図１６Ａは、レンズ移動量Ｙの値が発光画素サイズＡより大きい（Ｙ＞Ａ）場合の、光１５６および光１５２の様子を示している。この場合、光１５６の領域と光１５２の領域とが互いに離れてしまい、光が届かない部分が発生している。従って、この場合、視差画像を見る位置によっては、ユーザの見る画像において、各画素位置が不均一になっており、不要な暗い部分が生じる等のムラが生じる恐れがある。つまり、この場合、ユーザの見る画像の画質が低下してしまう。

図１６Ｂは、図１６Ａの場合とは反対に、レンズ移動量Ｙの値が発光画素サイズＡより小さい（Ｙ＜Ａ）場合の、光１５６および光１５２の様子を示している。この場合、光１５６の領域と光１５２の領域とが互いに大きく重なり合っている。また、上述した点線１５６Ｌと実線１５２Ｈが互いに平行でないため、視差発生部１２より離れれば離れるほど、重なり合っている領域の面積は大きくなる。つまり、この場合も、視差画像を見る位置によっては、ユーザが見る画像にムラが生じ、ちらつき、変形、変色等の不要な現象が発生する恐れがある。つまり、この場合もユーザの見る画像の画質が低下してしまう。

図１６Ｃは、レンズ移動量Ｙの値が発光画素サイズＡと等しい（Ｙ＝Ａ）場合の、光１５６および光１５２の様子を示している。この場合、点線１５６Ｌと実線１５２Ｈとを極力互いに平行になり、光１５６と光１５２とが重なり合う領域の大きさが最小となる。つまり、レンズ移動量Ｙを発光画素サイズＡとすることにより、光の重なり等による画質の低下を最小限に抑制することができる。この場合の重なり部分の大きさは、レンズ径から移動量ｙを引いた量であり、通常の場合、約300μm以下程度であるため、ユーザは、画像を見てもその重なりを確認することは略不可能である。

つまり、本発明を適用した図１の視差画像表示装置１は、解像度や画質を低下させずにより多くの視差を発生させることができる。

なお、このような液体レンズ部５６は例えば以下のようにして作製する事ができる。下部電極６１は、例えば、ガラス製の基板上にITO膜を所定の方法により製膜して電極を形成する。上部電極６５も同様にして形成する。下部電極６１を作製した基板上に絶縁体６２をスピンコート法やディップコート法等により製膜する。例えば、テフロン（登録商標）(デュポン社)1601sの３％溶液におけるスピンコート法による製膜では、1500rpm、60secの条件において、膜厚が0.5um程度になる。溶液濃度を１％乃至６％、スピンコート回転速度1500rpm乃至5000rpmでサブミクロンから数ミクロンの制御が可能である。

更にこの上に網目状のリブ６６を形成する。この際のリブピクセルサイズはディスプレイ画素とのマッチングで決定される。例えば、エポキシ樹脂のレジストと用い、所定のフォトリソグラフィー技術等により作製することができる。絶縁体６２としてフッ化化合物系を用いた場合、レジストは濡れ性の関係からはじかれてしまうが、作製工程を工夫する事でこの問題を回避できる。例えば、テフロン（登録商標）上に火薬マイクロケムSU-8 3050レジストを、ブレードを用い塗布する場合、塗布後の通常の工程を施すとレジストがはじかれてしまうが、ソフトベーク工程を低温(50℃)長時間にしたり、もしくは室温自然乾燥させたりする事でテフロン（登録商標）上にレジストを塗る事ができる。ブレードの高さ設定でリブ６６の高さを数um乃至数百umまで制御できるが、２液滴の動作速度の視点からはより低いものが望まれる。

その後、下部電極６１と上部電極６５との電極間距離が所定の値になるように間隙形成材を下部電極周辺部に散布する。例えば、接着剤にシリカ球を混ぜたものやシール接着剤タイプ等が上げられる。

その後、リブピクセル内に無極性液体６３、極性液体６４の順に注入する。この時、濡れ性の関係から極性液体６４、無極性液体６３の比重に関わらず、無極性液体６３は下側に、極性液体６４は上側に存在する形状が安定となる。またこの時、紫外線照射によるリブ６６の親水性の変化で定常状態での２液体の形状を変える事ができる。例えば、火薬マイクロケムSU-8を使用したリブサイズ0.6mm×0.6mm、高さ50umにおいて、液体１を水、液体２をドデカンに用いた際に、ドデカンをリブ内一面に注入後、上から大量の水を流し込んだ後にエポキシ接着剤で封しする方法において、紫外照射時間10分のものではドデカンの径が400umになるのに対し、30分のものでは250umになった。これは照射時間の違いによるリブ６６の親水性強度の違いによるものと考えられる。

その後、上部基板と、間隙形成材が散布された下部基板とを貼り合わせ、貼り合わされたパネル周縁を封止樹脂で封止する。封止樹脂は、例えば、アイオノマー、接着性ポリエチレンなどを用いることができる。以上のような工程で、液体レンズ構造が２次元状に展開された光線方向制御素子を作製することができる。

なお、以上においては、無極性液体６３の制御位置（無極性液体６３を移動させる場所）を２箇所として説明したが、無極性液体６３の制御位置は３箇所以上であってももちろんよい。

図１７乃至図２１を参照して、無極性液体６３の制御位置が３箇所の場合について説明する。

図１７は、この場合の、液体レンズ部５６の構成例を示す模式図であり、制御位置が２箇所の場合の図５に対応する図である。図１７の場合も、液体レンズ部５６の構成は基本的に図５の場合と同様であるが、下部電極６１の数が異なる。図１７の場合、平面上に配置された６つの下部電極６１（下部電極６１−１乃至下部電極６１−６）を有している。これらの下部電極６１−１乃至下部電極６１−６は、いずれも接続選択部７２に接続されており、接続選択部７２により電源７１との接続が切り替えられる。つまり、下部電極６１−１乃至下部電極６１−６のうち、接続選択部７２に選択された下部電極６１が、上部電極６５との間に電圧を印加される。なお、図１７において、下部電極６１−１乃至下部電極６１−６は、いずれも電源７１に接続されておらず、全て「OFF」状態である。このとき無極性液体６３は、例えば、極性液体６４との界面が水平（図中左右方向）になされるなど、通過光の光路に影響を与えないようになされている。

図１８は、図１７の例の液体レンズ部５６において、無極性液体を図中右側に位置させる場合の例を示す図である。図１８において、接続選択部７２は、下部電極６１−１乃至下部電極６１−３、並びに、下部電極６１−６を選択して電源７１に接続し、「ON」状態にしている。従って、極性液体６４が下部電極６１−１乃至下部電極６１−３、並びに、下部電極６１−６近傍に集まるので、無極性液体６３は、結果的に、「OFF」状態の下部電極６１−４および下部電極６１−５近傍（液体レンズ部６５の図中右側）に位置する。

図１９は、図１７の例の液体レンズ部５６において、無極性液体を図中中央に位置させる場合の例を示す図である。図１９において、接続選択部７２は、下部電極６１−１および下部電極６１−２、並びに、下部電極６１−５および下部電極６１−６を選択して電源７１に接続し、「ON」状態にしている。従って、極性液体６４が下部電極６１−１および下部電極６１−２、並びに、下部電極６１−５および下部電極６１−６近傍に集まるので、無極性液体６３は、結果的に、「OFF」状態の下部電極６１−３および下部電極６１−４近傍（液体レンズ部６５の図中中央）に位置する。

図２０は、図１７の例の液体レンズ部５６において、無極性液体を図中左側に位置させる場合の例を示す図である。図２０において、接続選択部７２は、下部電極６１−１、並びに、下部電極６１−４乃至下部電極６１−６を選択して電源７１に接続し、「ON」状態にしている。従って、極性液体６４が下部電極６１−１、並びに、下部電極６１−４乃至下部電極６１−６近傍に集まるので、無極性液体６３は、結果的に、「OFF」状態の下部電極６１−２および下部電極６１−３近傍（液体レンズ部６５の図中左側）に位置する。

このように、レンズ位置が３箇所に制御されることにより、図２１に示されるように、表示部２２の各発光画素からの出射光が、それぞれ、互いに異なる３方向に進むように制御される。

図２１は、この場合の出射方向制御の様子の例を示す図である。

図２１において、液体レンズ１８１−１乃至液体レンズ１８１−３で示されるように、液体レンズ部５６の無極性液体６３の位置が３箇所に制御されるため、光源１４０の発光画素１４１乃至発光画素１４３のそれぞれより出射された３つの光は、液体レンズ１８１−１乃至液体レンズ１８１−３により、光１９１乃至光１９９で示されるように、互いに異なる９方向に出射される。

図２１において、光１９１は、発光画素１４３より出射され、液体レンズ１８１−１を通過した光を示し、光１９２は、発光画素１４３より出射され、液体レンズ１８１−２を通過した光を示し、光１９３は、発光画素１４３より出射され、液体レンズ１８１−３を通過した光を示し、光１９４は、発光画素１４２より出射され、液体レンズ１８１−１を通過した光を示し、光１９５は、発光画素１４２より出射され、液体レンズ１８１−２を通過した光を示し、光１９６は、発光画素１４２より出射され、液体レンズ１８１−３を通過した光を示し、光１９７は、発光画素１４１より出射され、液体レンズ１８１−１を通過した光を示し、光１９８は、発光画素１４１より出射され、液体レンズ１８１−２を通過した光を示し、光１９９は、発光画素１４１より出射され、液体レンズ１８１−３を通過した光を示している。

このとき、無極性液体６３の制御位置が３箇所であるので光源１４０の開口率は１／３に設定されており、液体レンズ１８１−１乃至液体レンズ１８１−３の各ポジション間の距離（液体レンズの移動量）は、各発光画素の大きさに等しくなるように設定されている。また、光源１４０と液体レンズ１８１−１乃至液体レンズ１８１−３との距離は、液体レンズ１８１−１乃至液体レンズ１８１−３の焦点距離に設定されている。

以下に、図２１に示される光１９１乃至光１９９の両端の、それぞれの直線の傾きを示す。ただし、各光線の上側の端をＨとし、下側の端をＬとする。また、各発光画素のサイズをＡとし、液体レンズ１８１−１乃至液体レンズ１８１−３（無極性液体６３）と光源のギャップをＸとし、液体レンズ１８１−１乃至液体レンズ１８１−３（無極性液体６３）の移動量（液体レンズ１８１−１乃至液体レンズ１８１−３の各位置の差）をＹとおく。

１９１Ｈ：｛（７／２）Ａ＋Ｙ｝／Ｘ
１９１Ｌ：｛（５／２）Ａ＋Ｙ｝／Ｘ
１９２Ｈ：｛（７／２）Ａ｝／Ｘ
１９２Ｌ：｛（５／２）Ａ｝／Ｘ
１９３Ｈ：｛（７／２）Ａ−Ｙ｝／Ｘ
１９３Ｌ：｛（５／２）Ａ−Ｙ｝／Ｘ
１９４Ｈ：｛（１／２）Ａ＋Ｙ｝／Ｘ
１９４Ｌ：｛−（１／２）Ａ＋Ｙ｝／Ｘ
１９５Ｈ：｛（１／２）Ａ｝／Ｘ
１９５Ｌ：｛−（１／２）Ａ｝／Ｘ
１９６Ｈ：｛（１／２）Ａ−Ｙ｝／Ｘ
１９６Ｌ：｛−（１／２）Ａ−Ｙ｝／Ｘ
１９７Ｈ：｛−（５／２）Ａ＋Ｙ｝／Ｘ
１９７Ｌ：｛−（７／２）Ａ＋Ｙ｝／Ｘ
１９８Ｈ：｛−（５／２）Ａ｝／Ｘ
１９８Ｌ：｛−（７／２）Ａ｝／Ｘ
１９９Ｈ：｛−（５／２）Ａ−Ｙ｝／Ｘ
１９９Ｌ：｛−（７／２）Ａ−Ｙ｝／Ｘ

従って、制御位置が２箇所の場合と同様に、重なり合いの度合いはレンズ移動量Ｙに依存しており、光源の開口率を１／３とし、レンズ移動量Ｙ＝Ａとすることにより、視差発生部１２は、この場合も、光の重なり合いによる画質の劣化を最小限に抑制することができる。

このように、各液体レンズ部５６における無極性液体６３の制御位置の数Ｎを多くすることにより、視差画像表示装置１は、さらに視差数を増加させることができる。この場合であっても、各部の配置関係、レンズ移動量、光源の開口率等が適切に設定されているため、視差画像表示装置１は、解像度や画質を低下させずに、視差数を増加させることができる。

なお、下部電極６１の数は、各液体レンズ部５６における無極性液体６３を所定の制御位置に移動させることができるのであれば、いくつであってもよいし、互いに異なっていてもよい。例えば、図１７の例（制御位置が３箇所の場合）において、下部電極６１の数を７個以上にしてもよい。また、予め十分に多くの下部電極６１を配置しておき、状況に応じて制御位置の数を変更可能とするようにしてもよい。また、各下部電極６１の大きさは互いに異なっていてもよいし、制御部５１が、下部電極毎に互いに異なる電圧値の電圧を同時に印加することができるようにしてもよいし、１つの下部電極６１に印加する電圧の電圧値を、時間軸に沿って、連続的または不連続に変動させることができるようにしてもよい。

さらに、液体レンズ部５６に対応する発光画素数、つまり、各液体レンズ部５６を通過する光を出射させた発光画素数は、視差画像の視差を発生可能な数であれば、いくつであってもよいし、各液体レンズ部５６同士で互いに異なっていてもよい。

次に、図２２のフローチャートを参照して、視差画像表示部１１の表示制御部２１による画像表示処理の流れの例を説明する。

例えば、図１の視差画像表示装置１が起動されるなどして、画像表示処理が開始されると、視差画像表示部１１の表示制御部２１は、ステップＳ１において、外部より視差画像の画像信号が供給されたか否かを判定する。供給されたと判定した場合、処理をステップＳ２に進め、その画像信号に基づいて表示部２２の各発光画素を制御し、必要に応じて発光させることにより、供給された画像信号に対応する視差画像を表示部２２に表示させる。

視差画像を表示させると表示制御部２１は、処理をステップＳ３に進める。また、ステップＳ１において、外部より視差画像の画像信号が供給されていないと判定した場合、ステップＳ２の処理を省略し、処理をステップＳ３に進める。

ステップＳ３において、表示制御部２２は、画像表示処理を終了するか否かを判定する。終了しないと判定した場合、表示制御部２２は、処理をステップＳ１に戻し、それ以降の処理を繰り返す。また、ステップＳ３において、画像信号の供給が暫くの間停止する等して画像表示処理を終了すると判定した場合、表示制御部２２は、画像表示処理を終了する。

以上のように制御することにより、表示制御部２１は、表示部２２に視差画像を表示させることができる。

なお、ステップＳ１において、表示制御部２１は、供給された画像信号が「視差画像の画像信号」が供給されたか否かを判定し、通常の２次元画像の画像信号も含む、視差画像以外の画像信号が供給された場合、ステップＳ２の処理を省略するようにしてもよいし、単に、画像信号が供給されたか否かを判定し、供給した画像信号がどのような画像の信号であっても、ステップＳ２に処理を進めるようにしてもよい。つまり、視差画像表示部１１が、視差画像のみを表示することができるようにしてもよいし、視差画像以外の通常の平面画像も表示することができるようにしてもよい。

次に、図２３のフローチャートを参照して、視差発生部１２の制御部５１による視差発生制御処理の流れの例を説明する。

例えば、図１の視差画像表示装置１が起動されるなどして、視差発生制御処理が開始されると、視差発生部１２の制御部５１の判定部５３は、ステップＳ２１において、外部より制御情報を取得したか否かを判定する。制御情報が供給されたと判定した場合、判定部５３は、処理をステップＳ２２に進め、その制御情報に基づいてさらに、視差を発生させるか否かを判定する。

視差画像表示部１１に表示される視差画像の視差を発生させると判定した場合、判定部５３は、処理をステップＳ２３に進める。ステップＳ２３において、形状制御部５４は、接続選択部７２を制御し、無極性液体６３の極性液体６４との界面を凸状（レンズ状）にするように、電圧を印加する下部電極６１を選択させ、その選択した下部電極６１と上部電極６５との間に電圧を印加させる。電圧を印加させると形状制御部５４は、処理をステップＳ２４に進める。

ステップＳ２４において、位置制御部５５は、接続選択部７２を制御し、所定の周期で無極性液体６３の位置が開口部の長さ分変動するように、上部電極６５との間に電圧を印加する下部電極６１を切り替えさせる。ステップＳ２４の処理を終了すると位置制御部５５は、処理をステップＳ２５に進める。

また、ステップＳ２１において、外部より制御情報を取得していないと判定した場合、判定部５３は、処理をステップＳ２５に進める。さらに、ステップＳ２２において、視差を発生させないと判定した場合、判定部５３は、処理をステップＳ２５に進める。

ステップＳ２５において、判定部５３は、視差発生制御処理を終了するか否かを判定し、終了しないと判定した場合、処理をステップＳ２１に戻し、それ以降の処理を繰り返させる。また、ステップＳ２５において、視差発生制御処理を終了すると判定した場合、判定部５３は、処理をステップＳ２６に進める。ステップＳ２６において、形状制御部５４および位置制御部５５は、接続選択部７２を制御し、全ての下部電極６１の接続を開放させ、下部電極６１と上部電極６５との間への電圧の印加を終了する。電圧の印加を終了させると、形状制御部５４および位置制御部５５は、視差発生制御処理を終了する。

以上のように視差の発生を制御することにより、視差発生部１２の制御部５１は、制御情報に基づいて、視差画像表示部１１の表示部２２に表示された視差画像の視差を発生させることができる。このとき、上述したように、光の出射方向を適切に制御しながら無極性液体６３の位置を切り替えるので、制御部５１は、解像度や画質を低下させずにより多くの視差を発生させることができるように、光路制御部５２の各液体レンズ部５６を制御することができる。

以上のように、視差画像表示装置１は、視差を発生させながら視差画像を表示することができる。これにより、視差画像表示装置１は、例えば、視差画像表示面の右前方に位置するユーザにＡ商品の広告を表示し、左前方に位置するユーザにＢ商品の広告を表示する等、互いに異なる場所に位置する各ユーザに、互いに異なる画像を表示することができる。

なお、以上においては、視差画像表示部１１と視差発生部１２を視差画像表示装置１の構成の一部として説明したが、これに限らず、視差画像表示部１１と視差発生部１２とがそれぞれ独立した装置（例えば、視差画像表示装置と視差発生装置）として構成されるようにしてもよい。この場合、例えば、視差画像表示装置と視差発生装置とが連携して動作し、全体として図１の視差画像表示装置１と同様の動作を行う。

また、以上においては、視差画像表示装置１が視差を横方向に発生させるように説明したが、視差の発生方向は、どのような方向であってもよく、例えば、縦方向でも斜め方向でもよい。

また、この視差を利用し、IP法によって画像を立体表示することも可能である。図２４は、本発明を適用した波面制御型表示装置の構成例を示す図である。

図２４において、波面制御型表示装置２００は、視差情報を含む視差画像を２次元表示するとともに、その視差画像の視差を発生させることにより、２次元画像を立体に見えるように表示する立体表示（３次元表示）を実現する装置である。波面制御型表示装置２００は、信号分離部２１１を有している。信号分離部２１１は、外部より供給される、視差情報と画像情報の両方を含む視差画像の信号を取得すると、その信号を、画像情報を含む信号（画像信号）と視差情報を含む信号（視差情報信号）とに分離する。波面制御型表示装置２００は、２次元画像表示部駆動回路２１２および２次元画像表示部２１３をさらに有している。信号分離部２１１は、その分離した画像信号を２次元画像表示部駆動回路２１２に供給する。

２次元画像表示部駆動回路２１２は、２次元画像表示部２１３を駆動するための回路構成であり、クロック信号や必要な場合には同期信号を輝度信号、式差信号等に基づいて、画像信号を２次元画像表示部２１３に供給し、２次元画像表示部２１３を駆動させる。２次元画像表示部２１３は、面状に展開する複数の発光画素２１４を有している。発光画素２１４は、例えば、半導体発光素子からなる構造を有している。なお、２次元画像表示部２１３は、発光画素２１４群だけでなく、その他のディスプレイ、例えば、液晶表示装置、有機エレクトロルミネセント表示装置、電界発光表示装置、プラズマディスプレイパネル、エレクトロクロミック表示装置、蛍光表示管を用いた表示装置、陰極線管を用いた表示装置、または、プロジェクタ等であってもよい。後述する波面制御部２１６によって波面が制御可能な表示装置であれば特に限定されるものではない。

発光画素２１４は、その個々の単色の発光素子またはフルカラーを発光できる素子の組み合わせにより構成される。

また、波面制御型表示装置２００は、波面制御部駆動回路２１５および波面制御部２１６をさらに有している。信号分離部２１１は、分離した視差情報信号を波面制御部駆動回路２１５に供給する。

波面制御部駆動回路２１５は、波面制御部２１６を駆動するための回路構成である。波面制御部２１６は、２次元画像表示部２１３の画像表示面に対向するようにマトリクス状に配列された複数個の液体レンズ部２１７を有している。液体レンズ部２１７の構成の詳細は、図５を参照して説明した液体レンズ部５６の構成と同様であるのでその説明を省略する。また、図２４に示されるように、１つの液体レンズ部２１７は、複数個の発光画素２１４（図２４の場合、９個）に対応し、それらの出射光が通過するように配置される。波面制御部２１６は、波面制御部駆動回路２１５に制御されて、各液体レンズ部２１７を駆動させ、２次元画像表示部２１３に２次元表示される視差画像の表示波面を波面制御し、視差を発生させる。

このようにすることにより、波面制御型表示装置２００は、２次元画像表示部２１３からの表示波面を波面制御して視差を発生させることにより、画像を立体表示させることができる。このとき、波面制御部２１６の液体レンズ部２１７が図５の場合と同様の構成を有するので、波面制御型表示装置２００は、解像度や画質を低下させずにより多くの視差を発生させ、位置による画像の変化がより滑らかで自然な（より立体度の高い）立体表示を行うことができる。

上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。

図２５は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するパーソナルコンピュータの構成の例を示すブロック図である。図２５において、パーソナルコンピュータ３００のCPU（Central Processing Unit）３０１は、ROM（Read Only Memory）３０２、または記憶部３１３に記憶されているプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM（Random Access Memory）３０３には、CPU３０１が実行するプログラムやデータなどが適宜記憶される。これらのCPU３０１、ROM３０２、およびRAM３０３は、バス３０４により相互に接続されている。

CPU３０１にはまた、バス３０４を介して入出力インタフェース３１０が接続されている。入出力インタフェース３１０には、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる入力部３１１、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部３１２が接続されている。CPU３０１は、入力部３１１から入力される指令に対応して各種の処理を実行する。そして、CPU３０１は、処理の結果を出力部３１２に出力する。

入出力インタフェース３１０に接続されている記憶部３１３は、例えばハードディスクからなり、CPU３０１が実行するプログラムや各種のデータを記憶する。通信部３１４は、インターネットやローカルエリアネットワークなどのネットワークを介して外部の装置と通信する。

また、通信部３１４を介してプログラムを取得し、記憶部３１３に記憶してもよい。

入出力インタフェース３１０に接続されているドライブ３１５は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア３２１が装着されたとき、それらを駆動し、そこに記録されているプログラムやデータなどを取得する。取得されたプログラムやデータは、必要に応じて記憶部３１３に転送され、記憶される。

コンピュータにインストールされ、コンピュータによって実行可能な状態とされるプログラムを格納するプログラム記録媒体は、図２５に示すように、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア３２１、または、プログラムが一時的もしくは永続的に格納されるROM３０２や、記憶部３１３を構成するハードディスクなどにより構成される。プログラム記録媒体へのプログラムの格納は、必要に応じてルータ、モデムなどのインタフェースである通信部３１４を介して、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の通信媒体を利用して行われる。

なお、本明細書において、プログラム記録媒体に格納されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。

なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

本発明を適用した視差画像表示装置の実施形態の構成を表している。 図１の視差画像表示部の詳細な構成例を示す図である。 図１の視差画像表示部の詳細な構成例を示す図である。 図１の視差発生部の詳細な構成例を示す図である。 図４の液体レンズ部の詳細な構成例を示す図である。 図５に示される液体レンズの配置例を示す図である。 無極性液体の移動の例を示している。 図７の状態における光路の例を示している。 無極性液体の移動の、他の例を示している。 図９の状態における光路の例を示している。 出射方向が制御されていない場合の視差発生の様子の例を示す模式図である。 液体レンズ部の光線の出射方向の例を示す模式図である。 液体レンズ部の光線の出射方向の例を示す模式図である。 液体レンズ部の光線の出射方向の例を示す模式図である。 図１４の２つの光の位置関係を示したものである。 レンズ移動量Ｙと光の進行方向との関係を示す図である。 液体レンズ部の他の構成例を示す模式図である。 図１７の例において、無極性液体の移動の例を示す図である。 図１７の例において、無極性液体の移動の、他の例を示す図である。 図１７の例において、無極性液体の移動の、さらに他の例を示す図である。 この場合の出射方向制御の様子の例を示す図である。 画像表示処理の流れの例を説明するフローチャートである。 視差発生制御処理の流れの例を説明するフローチャートである。 本発明を適用した波面制御型表示装置の構成例を示す図である。 本発明を適用したパーソナルコンピュータの構成例を示す図である。

符号の説明

１ 視差画像表示装置， １１ 視差画像表示部， １２ 視差発生部， ２１ 表示制御部， ２８ セパレータ， ３１ ブラックマトリクス， ３５ ピンホールフィルタ， ４１ 絞り， ５１ 制御部， ５２ 光路制御部， ５３ 判定部， ５４ 形状制御部， ５５ 位置制御部， ５６ 液体レンズ部， ６０ 透明板， ６１ 下部電極， ６２ 絶縁体， ６３ 無極性液体， ６４ 極性液体， ６５ 上部電極， ６６ リブ， ７２ 接続選択部， ２００ 波面制御型表示装置， ２１１ 信号分離部， ２１２ ２次元画像表示部駆動回路， ２１３ ２次元画像表示部， ２１４ 発光画素， ２１５ 波面制御部駆動回路， ２１６ 波面制御部， ２１７ 液体レンズ部

Claims (11)

1. ２次元状に配置された複数の発光画素を有し、複数の前記発光画素を発光させることにより、見る位置により見える画像が異なる視差の情報を含む画像である視差画像を２次元状に表示する視差画像表示手段と、
   前記視差画像表示手段により表示される、前記視差画像の視差を発生させる視差発生手段と
   を備え、
   前記視差画像表示手段は、前記視差画像の表示面において、各発光画素の出射光が互いに所定の間隔を空けて分離されるようになされ、
   前記視差発生手段は、
   ２次元状に配置された複数の液体レンズと、
   各液体レンズに対する電圧印加を制御する制御手段と
   を備え、
   各液体レンズは、極性を有する極性液体、前記極性液体と屈折率が異なる極性を有していない無極性液体、前記出射光の通過方向に対して垂直な平面上に配置された複数の第１の電極、前記極性液体および前記無極性液体の２層を挟んで前記第１の電極と対向するように配置される第２の電極、並びに、複数の前記第１の電極と前記第２の電極との間に所定の電圧を印加する電圧印加手段を有し、複数の前記発光画素に対向して設けられ、前記極性液体と前記無極性液体との界面の形状によって、自身が対向する複数の前記発光画素の出射光の光路を制御し、
   前記制御手段は、各液体レンズに対して、前記電圧印加手段が前記電圧を印加するか否かの選択による前記極性液体と前記無極性液体との界面の形状の制御により、視差の発生の有無を制御し、さらに、前記電圧印加手段が前記電圧を印加する第１の電極の選択による前記無極性液体の位置の制御により、視差の方向を制御する
   表示装置。
2. 前記視差画像表示手段の各発光画素は、前記視差画像の表示面において、それぞれの出射光が互いに所定の間隔を空けて分離されるように、互いに所定の間隔を空けて２次元状に配置される
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記視差画像表示手段の各発光画素間に、前記視差画像の表示面におけるそれぞれの出射光を仕切る仕切り手段をさらに設ける
   請求項２に記載の表示装置。
4. 前記視差画像表示手段は、前記視差画像の表示面において、各発光画素の出射光が互いに所定の間隔を空けて分離されるように、各出射光の一部を遮る遮光手段をさらに備える
   請求項１に記載の表示装置。
5. 前記遮光手段は、各発光画素の配線部分やトランジスタ部分を遮光する、網目状の黒色部材により形成されるブラックマトリクスである
   請求項４に記載の表示装置
6. 前記遮光手段は、それぞれ互いに異なる発光画素の出射光の中央付近のみを通過させる複数のピンホールを有する遮光部材である
   請求項４に記載の表示装置
7. 前記遮光手段は、各発光画素の出射光の光量を制御する絞り機構である
   請求項４に記載の表示装置
8. 前記視差画像表示手段は、前記視差画像の表示面の、１つの前記液体レンズに対応する部分全体の面積に対する、前記出射光が出射される部分の面積の比率である開口率を、１つの前記液体レンズに対応する前記発光画素の数Ｎの逆数とする
   請求項１に記載の表示装置
9. 前記視差発生手段は、
   前記液体レンズが、前記視差画像表示手段の前記視差画像の表示面より、前記液体レンズの焦点距離だけ離れた位置に設けられ、
   前記制御手段が、前記無極性液体の位置を制御し、前記無極性液体の位置を、各液体レンズの前記出射光が出射される部分の長さだけ変動させる
   請求項８に記載の表示装置。
10. ２次元状に配置された複数の発光画素を発光させることにより、見る位置により見える画像が異なる視差の情報を含む画像である視差画像を、各発光画素の出射光が互いに所定の間隔を空けて分離されるようにしながら２次元状に表示し、
    極性を有する極性液体、前記極性液体と屈折率が異なる極性を有していない無極性液体、前記出射光の通過方向に対して垂直な平面上に配置された複数の第１の電極、前記極性液体および前記無極性液体の２層を挟んで前記第１の電極と対向するように配置される第２の電極、並びに、複数の前記第１の電極と前記第２の電極との間に所定の電圧を印加する電圧印加部を有し、複数の前記発光画素に対向して設けられ、前記極性液体と前記無極性液体との界面の形状によって、自身が対向する複数の前記発光画素の出射光の光路を制御する液体レンズが２次元状に配置された複数の液体レンズの各液体レンズに対して、前記電圧印加部が前記電圧を印加するか否かの選択による前記極性液体と前記無極性液体との界面の形状の制御により、前記視差画像の視差の発生の有無を制御し、さらに、前記電圧印加部が前記電圧を印加する第１の電極の選択による前記無極性液体の位置の制御により、前記視差画像の視差の方向を制御する
    ステップを含む表示制御方法。
11. ２次元状に配置された複数の発光画素を発光させることにより、見る位置により見える画像が異なる視差の情報を含む画像である視差画像を、各発光画素の出射光が互いに所定の間隔を空けて分離されるようにしながら２次元状に表示し、
    極性を有する極性液体、前記極性液体と屈折率が異なる極性を有していない無極性液体、前記出射光の通過方向に対して垂直な平面上に配置された複数の第１の電極、前記極性液体および前記無極性液体の２層を挟んで前記第１の電極と対向するように配置される第２の電極、並びに、複数の前記第１の電極と前記第２の電極との間に所定の電圧を印加する電圧印加部を有し、複数の前記発光画素に対向して設けられ、前記極性液体と前記無極性液体との界面の形状によって、自身が対向する複数の前記発光画素の出射光の光路を制御する液体レンズが２次元状に配置された複数の液体レンズの各液体レンズに対して、前記電圧印加部が前記電圧を印加するか否かの選択による前記極性液体と前記無極性液体との界面の形状の制御により、前記視差画像の視差の発生の有無を制御し、さらに、前記電圧印加部が前記電圧を印加する第１の電極の選択による前記無極性液体の位置の制御により、前記視差画像の視差の方向を制御する
    ステップを含む処理をコンピュータに実行させるプログラム。

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