JP5332978B2 - 立体表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、パララックスバリア方式による立体表示装置に関する。

従来より、特殊な眼鏡を装着する必要がなく、裸眼で立体視が可能な立体表示方式の一つとして、パララックスバリア方式（特許文献１参照）やレンチキュラ方式（特許文献２参照）の立体表示装置が知られている。図２２はパララックスバリア方式による立体表示装置の一般的な構成例を示している。この立体表示装置は、２次元表示パネル１０２の前面に、パララックスバリア１０１を対向配置したものである。パララックスバリア１０１の一般的な構造は、２次元表示パネル１０２からの表示画像光を遮蔽する遮蔽部１１１と、表示画像光を透過するストライプ状のスリット部１１２とを水平方向に交互に設けたものである。２次元表示パネル１０２としては、複数色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のサブピクセルからなる画素が２次元的に複数配列された画素構造を有するものが用いられる。例えば水平方向の同一列上には各色のサブピクセルが周期的に現れるような画素配列とされ、かつ、垂直方向の同一列には同一色のサブピクセルが配列されるような画素配列とされたものが用いられる。

パララックスバリア方式やレンチキュラ方式の立体表示装置では、互いに視差情報が異なる複数の視差画像を用意し、各視差画像から、例えば垂直方向に延在する複数のストライプ状の分割画像を切り出す。そして、その分割画像を、各視差画像ごとに水平方向に交互に配列することにより１画面内にストライプ状の複数の視差画像が含まれる合成画像を生成し、その合成画像を２次元表示パネル１０２に表示する。パララックスバリア方式の場合、２次元表示パネル１０２に表示された合成画像がパララックスバリア１０１を介して観察される。表示する分割画像の幅やパララックスバリア１０１におけるスリット幅などを適切に設定することで、所定の位置、方向から観察者が立体表示装置を見た場合に、スリット部１１２を介して観察者の左右の眼１０Ｌ，１０Ｒに異なる視差画像の光を別々に入射させることができる。このようにして、所定の位置および方向から観察者が立体表示装置を見た場合に、立体像が知覚される。立体視を実現するためには、左眼１０Ｌと右眼１０Ｒとに異なる視差画像を見せる必要があるため、少なくとも右眼用画像と左眼用画像との２つの視差画像が必要となる。３つ以上の視差画像を用いた場合には、多眼視を実現できる。視差画像の数が多いほど、観察者の視点位置の変化に応じた立体視を実現することができる。すなわち、運動視差が得られる。

特許第３０９６６１３号公報 米国特許６，０６４，４２４号明細書

ところで、通常、据え置き型の表示装置の場合には、画面の縦横方向の表示状態（配置状態）は常に固定されている。例えば画面が横に長い据え置き型の表示装置の場合には、常に横長の表示状態で固定されている。しかしながら、例えば最近の携帯電話機等のモバイル機器では、ディスプレイ部の画面の表示状態を、縦長の状態と横長の状態とに切り替え可能なものが開発されている。このような縦横の表示状態の切り替えは、例えば機器全体、またはディスプレイ部分を表示面に平行な面内で独立して９０°回転させると共に、表示画像も９０°回転させることで実現できる。

ここで、このような縦横切り替え可能な機器において、立体表示を行うことを考える。パララックスバリア方式やレンチキュラ方式の場合、いずれにおいても、２次元表示パネルに表示された右眼用画像と左眼用画像とを、視差分離手段（パララックスバリアやレンチキュラレンズ）によって水平方向に視差分離することで立体視が行われる。また、通常、２次元表示パネルの表示面に対して視差分離手段であるパララックスバリアやレンチキュラレンズは固定されている。このため、縦横のいずれか一方の表示状態でしか正常に立体表示を行うことができない。例えばレンチキュラ方式において、横長の表示状態で正常に立体表示を行えるようにレンチキュラレンズを配置した場合、縦長の表示状態では、上下方向に屈折力を持つが左右方向には屈折力を持たない状態になるので、正常に立体視を行うことができない。パララックスバリア方式でも同様に、例えば図２２に示したように縦長のスリット部１１２を有するパララックスバリア１０１を用いた場合には、装置全体を回転させて縦長の配置状態にすると、左右方向には光線分離ができない状態になり、立体視を行えない。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、パララックスバリア方式によって、異なる２つの配置状態の双方で立体視を行うことができるようにした立体表示装置を提供することにある。

本発明による立体表示装置は、複数色のサブピクセルが所定の配列パターンで２次元的に配列された表示面を有し、立体視の視点数に応じた複数の視差画像を空間的に分割して１画面内に合成して表示する表示パネルと、表示面に対して対向配置され、表示パネルからの表示画像光を透過するスリット部と表示画像光を遮蔽する遮蔽部とからなるバリアパターンを有し、表示パネルに表示された各視差画像を、立体視が可能となるようにバリアパターンによって光学的に分離するパララックスバリアとを備えたものである。表示パネルの表示面は、縦方向の長さと横方向の長さとが互いに異なるものである。そして、表示パネルとパララックスバリアとが、第１の配置状態にあるときと、第１の配置状態に対して縦方向と横方向との位置関係が逆となるような第２の配置状態にあるときとの２つの配置状態の双方で立体視が可能となるように、表示パネルにおけるサブピクセルの所定の配列パターンとパララックスバリアにおけるバリアパターンとが設定されているものである。
ここで、第１の配置状態は、表示面の横方向の長さおよびピクセル数が縦方向に比べて大きくなるような状態であると共に、第２の配置状態は、表示面の縦方向の長さおよびピクセル数が横方向に比べて大きくなるような状態である。
第１の配置状態のときには、すべてのサブピクセルを有効に用いて立体視の視点数をＮ＝３以上とする表示を行い、第２の配置状態のときには一部のサブピクセルのみを有効に用いて立体視の視点数を２つとする表示を行う。

本発明による立体表示装置では、表示パネルからの表示画像光が、第１の配置状態と第２の配置状態との双方において違和感なく立体視が可能となるように、パララックスバリアによって光学的に分離される。

本発明の立体表示装置によれば、第１の配置状態と第２の配置状態との双方において立体視が可能となるように、表示パネルにおけるサブピクセルの所定の配列パターンとパララックスバリアにおけるバリアパターンとを最適化するようにしたので、パララックスバリア方式によって、異なる２つの配置状態の双方で立体視を行うことができる。

本発明の第１の実施の形態に係る立体表示装置の構成および立体視の状態を視点数が３視点である場合を例にして示す構成図である。 （Ａ）は第１の実施の形態に係る立体表示装置における第１の配置状態での表示例、（Ｂ）は第２の配置状態での表示例を示す説明図である。 表示パネルの表示面における基本的な画素配列を示す平面図である。 第１の実施の形態に係る立体表示装置における第１の配置状態での３視点用の画素配列を示す平面図である。 第１の実施の形態に係る立体表示装置における第１の配置状態での３視点用のバリアパターンを示す平面図である。 第１の実施の形態に係る立体表示装置における第２の配置状態での３視点用の画素配列を示す平面図である。 第１の実施の形態に係る立体表示装置における第２の配置状態での３視点用のバリアパターンを示す平面図である。 第１の実施の形態に係る立体表示装置における第１の配置状態での２視点用の画素配列を示す平面図である。 第１の実施の形態に係る立体表示装置における第１の配置状態での２視点用のバリアパターンを示す平面図である。 第１の実施の形態に係る立体表示装置における第１の配置状態での４視点用の画素配列を示す平面図である。 第１の実施の形態に係る立体表示装置における第１の配置状態での４視点用のバリアパターンを示す平面図である。 第１の実施の形態に係る立体表示装置における第２の配置状態での４視点用の画素配列を示す平面図である。 第１の実施の形態に係る立体表示装置における第２の配置状態での４視点用のバリアパターンを示す平面図である。 第１の実施の形態に係る立体表示装置における第１の配置状態での５視点用の画素配列を示す平面図である。 第１の実施の形態に係る立体表示装置における第１の配置状態での５視点用のバリアパターンを示す平面図である。 第１の実施の形態に係る立体表示装置における第２の配置状態での５視点用の画素配列を示す平面図である。 第１の実施の形態に係る立体表示装置における第２の配置状態での５視点用のバリアパターンを示す平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る立体表示装置における第１の配置状態での画素配列を示す平面図である。 第２の実施の形態に係る立体表示装置における第１の配置状態でのバリアパターンを示す平面図である。 第２の実施の形態に係る立体表示装置における第２の配置状態での画素配列を示す平面図である。 第２の実施の形態に係る立体表示装置における第２の配置状態でのバリアパターンを示す平面図である。 パララックスバリア方式の立体表示装置の一般的な構成例を示す構成図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

＜第１の実施の形態＞
［立体表示装置の基本構成］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る立体表示装置の構成および立体視の状態を視点数が３視点である場合を例にして模式的に示したものである。この立体表示装置は、図１に示したように、表示パネル２と、表示パネル２の表示面側に対向するように配置されたパララックスバリア１とを備えている。表示パネル２は、立体視の視点数に応じた複数の視差画像を空間的に分割して１画面内に合成して表示するものである。図１では、第１の視点用の画素４−１、第２の視点用の画素４−２、および第３の視点用の画素４−３を用いて多眼（３視点）で立体視している状態を示している。パララックスバリア１は、表示パネル２からの表示画像光を透過するスリット部１２と表示画像光を遮蔽する遮蔽部１１とからなるバリアパターンを有している。パララックスバリア１は、表示パネル２に表示された各視差画像を、立体視が可能となるようにバリアパターンによって光学的に分離するものである。

この立体表示装置は、表示パネル２とパララックスバリア１とが、第１の配置状態にあるときと、第１の配置状態に対して表示面に平行な面内で９０°回転させた第２の配置状態にあるときとの２つの配置状態の双方で違和感なく立体視が可能となるように構成されている。第１の配置状態と第２の配置状態は、縦方向と横方向との位置関係が互いに逆となるようなものである。「第１の配置状態」とは、例えば図２（Ａ）に示したように、表示面の横方向の長さが縦方向に比べて長くなる（横方向のピクセル数が多くなる）ような状態である。「第２の配置状態」とは、例えば図２（Ｂ）に示したように、表示面の縦方向の長さが横方向に比べて長くなる（縦方向のピクセル数が多くなる）ような状態である。

表示パネル２は、複数色のサブピクセルが所定の配列パターンで２次元的に配列された表示面を有している。表示パネル２としては、例えば液晶表示ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ、またはプラズマディスプレイパネルなどを用いることができる。

図３は、表示パネル２の表示面における基本的な画素配列を示している。表示パネル２の表示面は、カラー表示に必要とされるＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）の３色のサブピクセル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂが２次元的に複数配列された画素構造を有している。表示パネル２において各サブピクセル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは、第１の配置状態において、縦方向（垂直方向）の同一列上には同一色のサブピクセルが配列され、横方向（水平方向）の同一列上には各色のサブピクセルが周期的に交互に配列されるような画素配列とされている。このような画素構造において、各サブピクセル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂが、立体視の視点数に応じた複数の視差画像を表示するための各視点用の画素として、所定の配列パターンで割り当てられる。

この立体表示装置は、第１の配置状態と第２の配置状態との双方で立体視が可能となるように、表示パネル２におけるサブピクセルの配列パターンとパララックスバリア１におけるバリアパターンとが最適化されている。以下、サブピクセルの配列パターンとバリアパターンとの具体例を説明する。

［３視点用の構成］
図４は、表示パネル２を第１の配置状態としたときの３視点用の画素配列のパターンを示している。Ｎ個（ここでは３つ）の視点に対応する立体表示を行う場合、表示パネル２において、Ｎ個の視差画像を１画面内にＮ個に空間分割して表示する。図４において、（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）のピクセル群が第１の視点用の画素４−１（第１の視差画像を表示する画素）である。また、（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）のピクセル群が第２の視点用の画素４−２（第２の視差画像を表示する画素）、（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３）のピクセル群が第３の視点用の画素４−３（第３の視差画像を表示する画素）である。

図４に示したように、第１の配置状態において、縦方向の同一列上にはＮ個（ここでは３つ）の各視点ごとの同一色のサブピクセルが周期的に交互に配列されている。横方向の同一列上には３つの各視点ごとの各色のサブピクセルが周期的に交互に配列されている。また、横方向の第１の列とそれに隣接する横方向の第２の列とで上下には異なる視点用のサブピクセルが配列されることとなるような配列パターンとされている。例えば最も上側の行の画素列を横方向の第１の列とし、２行目の画素列を横方向の第２の列とすると、第１の列では（Ｒ１，Ｇ２，Ｂ３，Ｒ１，Ｇ２，…）のように異なる視点用のサブピクセルが周期的に配列されている。第２の列では（Ｒ３，Ｇ１，Ｂ２，Ｒ３，Ｇ１，…）のように異なる視点用のサブピクセルが周期的に配列されている。この場合、例えば第１の列の最も左側の画素はＲ１、第２の列の最も左側の画素はＲ３となっており、隣接する横方向の２つの列間で上下には異なる視点用のサブピクセルが配列されている。このような画素配列において、図４に示したように、斜め方向に隣接する（斜め方向に連続配置された）３色のサブピクセルを組み合わせてカラー表示のための単位画素（１画素）として用いて各視点用の視差画像を表示する。すなわち、例えば、斜め方向に隣接する３色のピクセル（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）の組み合わせを第１の視点用の画素４−１とする。

図５は、パララックスバリア１を第１の配置状態としたときの（図４の画素配列パターンに対応した）３視点用のバリアパターンを示している。なお、図５では、一例として第１の視点用の（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）のピクセル群のみがスリット部１２を介して見えている状態を示している。別の方向から見た場合には、第２の視点用の（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）のピクセル群のみがスリット部１２を介して見える状態となる。さらに別の方向から見た場合には、第３の視点用の（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３）のピクセル群のみがスリット部１２を介して見える状態となる。このように見る方向によって特定の視点用のピクセル群のみが見えることとなるように、バリアパターンが形成されている。具体的には、スリット部１２が、第１の配置状態において、横方向にはＮ個（ここでは３つ）のサブピクセルにつき１つの割合で設けられている。かつ、横方向の第１の列と第２の列とで横方向に１サブピクセル分、ずれた配置となるようにして設けられている。例えば最も上側の行の画素列に対応するスリット部１２の列を横方向の第１の列とし、２行目の画素列に対応するスリット部１２の列を横方向の第２の列とすると、第２の列では第１の列に対して右方向に１サブピクセル分、ずれた配置でスリット部１２が設けられている。なお、右方向ではなく、左方向に１サブピクセル分、ずれた配置となるようにしても良い。

図６は、表示パネル２を第２の配置状態としたときの３視点用の画素配列のパターンを示している。これは、図４に示した表示パネル２の配置を表示面に平行な面内で９０°右方向に回転させたものである。また、図７は、パララックスバリア１を第２の配置状態としたときの（図６の画素配列パターンに対応した）３視点用のバリアパターンを示している。これは、図５に示したパララックスバリア１の配置を表示面に平行な面内で９０°右方向に回転させたものである。なお、図７では、図５の場合と同様、一例として第１の視点用の（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）のピクセル群のみがスリット部１２を介して見えている状態を示している。

図６に示したように、第２の配置状態にした場合にも、斜め方向に隣接する３色のサブピクセルを１画素として用いてＮ個（ここでは３つ）の各視点用の視差画像を表示するようになっている。図４および図６から分かるように、表示パネル２において、第１の配置状態と第２の配置状態とで、水平方向における各視差画像間の相対的な位置関係は同じである。例えば、第１の視点用の画素４−１（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）に対して、右側には第２の視点用の画素４−２（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）が位置し、左側には第３の視点用の画素４−３（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３）が位置している。この相対的な位置関係は、第１の配置状態と第２の配置状態とで変わらない。これにより、第１の配置状態と第２の配置状態との双方において、水平方向に各視点用の視差画像を交互に表示させることが可能となっている。また、パララックスバリア１のバリアパターンは、第１の配置状態と第２の配置状態との双方において、水平方向に各視点用の視差画像を個々に分離することが可能となるようなパターンとされている。これにより、第１の配置状態と第２の配置状態との双方において、３視点での立体視が実現できるようになっている。

［２視点用の構成］
図８は、表示パネル２を第１の配置状態としたときの２視点用の画素配列のパターンを示している。この構成例は、表示パネル２において第１の視差画像（例えば左眼用の視差画像）と第２の視差画像（例えば右眼用の視差画像）とを１画面内に２つに空間分割して表示するものである。図８において、（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）のピクセル群が第１の視点用の画素４−１（第１の視差画像を表示する画素）である。また、（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）のピクセル群が第２の視点用の画素４−２（第２の視差画像を表示する画素）である。

図８に示したように、第１の配置状態のときに、縦方向の同一列上には第１および第２の視点ごとの同一色のサブピクセルが周期的に交互に配列されている。横方向の同一列上には第１および第２の視点ごとの各色のサブピクセルが周期的に交互に配列されている。また、図４に示した３視点の場合と同様に、横方向の第１の列とそれに隣接する横方向の第２の列とで上下には異なる視点用のサブピクセルが配列されることとなるような配列パターンとされている。この構成例では、１画素として用いるサブピクセルの位置関係が、図４に示した３視点の場合とは異なっている。この構成例では、図８に示したように、三角形状に位置する３色のサブピクセルを組み合わせて、カラー表示のための単位画素（１画素）として用いて各視点用の視差画像を表示する。すなわち、例えば最も上側の行の画素列を横方向の第１の列とし、２行目の画素列を横方向の第２の列とすると、第１の列上の２つのサブピクセルと第２の列上の１つのサブピクセルとを組み合わせて１画素とする。例えば図８の左上隅では、第１の列上の２つのサブピクセル（Ｒ１，Ｂ１）と第２の列上の１つのサブピクセル（Ｇ１）とを組み合わせて第１の視点用の１つの画素４−１が形成されている。

図９は、第１の配置状態としたときの（図８の画素配列パターンに対応した）２視点用のバリアパターンを有するパララックスバリア１Ａの構成を示している。なお、図９では、図５の場合と同様、一例として第１の視点用の（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）のピクセル群のみがスリット部１２を介して見えている状態を示している。別の方向から見た場合には、第２の視点用の（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）のピクセル群のみがスリット部１２を介して見える状態となる。このように、図５の場合と同様、見る方向によって特定の視点用のピクセル群のみが見えることとなるように、バリアパターンが形成されている。

なお、図示は省略するが、この構成例の場合にも３視点の構成例と同様に、表示パネル２において、第１の配置状態と第２の配置状態とで、水平方向における各視差画像間の相対的な位置関係は同じとなる。これにより、第１の配置状態と第２の配置状態との双方において、水平方向に各視点用の視差画像を交互に表示させることが可能となっている。また、パララックスバリア１Ａのバリアパターンについても同様に、第１の配置状態と第２の配置状態との双方において、水平方向に各視点用の視差画像を個々に分離することが可能となるようなパターンとされている。これにより、第１の配置状態と第２の配置状態との双方において、２視点での立体視が実現できるようになっている。

［４視点用の構成］
図１０は、表示パネル２を第１の配置状態としたときの４視点用の画素配列のパターンを示している。この構成例は、表示パネル２において４つの視差画像を１画面内に４つに空間分割して表示するものである。この構成例では、図４の３視点の構成例に対して、（Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４）のピクセル群が第４の視点用の画素４−４（第４の視差画像を表示する画素）として追加されている。第４の視点用の画素４−４が追加されていることを除いて、基本的な構成は図４の３視点の構成例と同様である。

図１１は、第１の配置状態としたときの（図１０の画素配列パターンに対応した）４視点用のバリアパターンを有するパララックスバリア１Ｂの構成を示している。なお、図１１では、図５の場合と同様、一例として第１の視点用の（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）のピクセル群のみがスリット部１２を介して見えている状態を示している。別の方向から見た場合には、その方向に応じた他の視点用のピクセル群のみがスリット部１２を介して見える状態となる。このように、図５の場合と同様、見る方向によって特定の視点用のピクセル群のみが見えることとなるように、バリアパターンが形成されている。

図１２は、表示パネル２を第２の配置状態としたときの４視点用の画素配列のパターンを示している。これは、図１０に示した表示パネル２の配置を表示面に平行な面内で９０°右方向に回転させたものである。また、図１３は、パララックスバリア１Ｂを第２の配置状態としたときの（図１２の画素配列パターンに対応した）４視点用のバリアパターンを示している。これは、図１１に示したパララックスバリア１Ｂの配置を表示面に平行な面内で９０°右方向に回転させたものである。なお、図１３では、図５の場合と同様、一例として第１の視点用の（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）のピクセル群のみがスリット部１２を介して見えている状態を示している。

この構成例の場合にも３視点の構成例と同様に、表示パネル２において、第１の配置状態と第２の配置状態とで、水平方向における各視差画像間の相対的な位置関係は同じとなる。これにより、第１の配置状態と第２の配置状態との双方において、水平方向に各視点用の視差画像を交互に表示させることが可能となっている。また、パララックスバリア１Ｂのバリアパターンについても同様に、第１の配置状態と第２の配置状態との双方において、水平方向に各視点用の視差画像を個々に分離することが可能となるようなパターンとされている。これにより、第１の配置状態と第２の配置状態との双方において、４視点での立体視が実現できるようになっている。

［５視点用の構成］
図１４は、表示パネル２を第１の配置状態としたときの５視点用の画素配列のパターンを示している。この構成例は、表示パネル２において、５つの視差画像を１画面内に５つに空間分割して表示するものである。この構成例では、図４の３視点の構成例に対して、（Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４）のピクセル群が第４の視点用の画素４−４（第４の視差画像を表示する画素）として追加され、さらに（Ｒ５，Ｇ５，Ｂ５）のピクセル群が第５の視点用の画素４−５（第５の視差画像を表示する画素）として追加されている。第４の視点用の画素４−４と第５の視点用の画素４−５とが追加されていることを除いて、基本的な構成は図４の３視点の構成例と同様である。

図１５は、第１の配置状態としたときの（図１４の画素配列パターンに対応した）５視点用のバリアパターンを有するパララックスバリア１Ｃの構成を示している。なお、図１５では、図５の場合と同様、一例として第１の視点用の（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）のピクセル群のみがスリット部１２を介して見えている状態を示している。別の方向から見た場合には、その方向に応じた他の視点用のピクセル群のみがスリット部１２を介して見える状態となる。このように、図５の場合と同様、見る方向によって特定の視点用のピクセル群のみが見えることとなるように、バリアパターンが形成されている。

図１６は、表示パネル２を第２の配置状態としたときの５視点用の画素配列のパターンを示している。これは、図１４に示した表示パネル２の配置を表示面に平行な面内で９０°右方向に回転させたものである。また、図１７は、パララックスバリア１Ｃを第２の配置状態としたときの（図１６の画素配列パターンに対応した）５視点用のバリアパターンを示している。これは、図１５に示したパララックスバリア１Ｃの配置を表示面に平行な面内で９０°右方向に回転させたものである。なお、図１７では、図５の場合と同様、一例として第１の視点用の（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）のピクセル群のみがスリット部１２を介して見えている状態を示している。

この構成例の場合にも３視点の構成例と同様に、表示パネル２において、第１の配置状態と第２の配置状態とで、水平方向における各視差画像間の相対的な位置関係は同じとなる。これにより、第１の配置状態と第２の配置状態との双方において、水平方向に各視点用の視差画像を交互に表示させることが可能となっている。また、パララックスバリア１Ｃのバリアパターンについても同様に、第１の配置状態と第２の配置状態との双方において、水平方向に各視点用の視差画像を個々に分離することが可能となるようなパターンとされている。これにより、第１の配置状態と第２の配置状態との双方において、５視点での立体視が実現できるようになっている。

［立体表示装置の動作および効果］
この立体表示装置では、表示パネル２において、Ｎ個の視点に対応するＮ個の視差画像が、１画面内にＮ個に空間分割して表示される。表示パネル２からの表示画像光は、立体視が可能となるように、パララックスバリア１（または１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）によって光学的に分離される。この立体表示装置では、第１の配置状態（図２（Ａ）参照）と第２の配置状態（図２（Ｂ）参照）との双方においてＮ視点での立体視が可能となるように、表示パネル２におけるサブピクセルの配列パターンとパララックスバリア１（または１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）におけるバリアパターンとが最適化されている。これにより、異なる２つの配置状態の双方でＮ視点での立体視を行うことができる。

ここで、図１を参照して３視点での立体視について説明する。この立体表示装置では、表示パネル２に表示された多視点合成画像を、パララックスバリア１を介して観察することで、ある特定の観察位置から見たときに、左眼１０Ｌと右眼１０Ｒとにある特定の視差画像のみが見える状況となることで立体像が知覚される。例えば第１の観察位置Ｐ１から見たときには、左眼１０Ｌには例えば第２の視点用の画素４−２に表示された第２の視差画像による光Ｌ２のみが認識される。右眼１０Ｒには例えば第１の視点用の画素４−１に表示された第１の視差画像による光Ｌ１のみが認識される。これにより、第１の観察位置Ｐ１では、第２の視差画像と第１の視差画像とに基づく立体像が知覚される。視点が移動して別の第２の観察位置Ｐ２から見たときには、左眼１０Ｌには例えば第１の視点用の画素４−１に表示された第１の視差画像による光Ｌ１のみが認識される。右眼１０Ｒには例えば第３の視点用の画素４−３に表示された第３の視差画像による光Ｌ３のみが認識される。これにより、第２の観察位置Ｐ１では、第１の視差画像と第３の視差画像とに基づく立体像が知覚される。このように異なる観察位置から見たときに異なる視差画像が見えることによって運動視差が得られる。一方で、ある特定の観察位置から見たときに、立体視に寄与していない視差画像による光はパララックスバリア１の遮蔽部１１によって遮蔽される。例えば第１の観察位置Ｐ１から見たときには、第３の視点用の画素４−３からの光Ｌ３はパララックスバリア１の遮蔽部１１によって遮蔽され、観察者には認識されない。

本実施の形態によれば、このような立体視を第１の配置状態（図２（Ａ）参照）と第２の配置状態（図２（Ｂ）参照）との双方において行うことができる。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る立体表示装置について説明する。なお、上記第１の実施の形態に係る立体表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

上記第１の実施の形態では、第１の配置状態（図２（Ａ）参照）と第２の配置状態（図２（Ｂ）参照）との双方においてＮ視点での立体視を行うことができるようにする構成例について説明した。この場合、第１の配置状態と第２の配置状態との双方において、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色のサブピクセルを１画素として用いているので、水平解像度は３／Ｎに低下し、垂直解像度は１／３に低下する。それぞれを乗算すると１／Ｎ、すなわち、当然であるが、１視点あたりの画素数は表示パネル２における全体の画素数の１／Ｎになる。

本実施の形態では、第１の配置状態のときには立体視の視点数をＮ＝３以上とする表示を行い、第２の配置状態のときには立体視の視点数を２つとする表示を行うようにしたものである。このようにする目的は、第２の配置状態（縦長表示）のときには水平方向の画素数が少ないので、第１の配置状態（横長表示）のときよりも、視点分割数を少なくして水平方向の解像度の低下を抑えようとするものである。人間の視覚は、垂直方向の解像度よりも、水平方向の解像度の低下に敏感であるとされており、縦長表示時の解像度の低下を、より少なくしたい場合に効果的である。以下、第１の配置状態のときには立体視の視点数をＮ＝４とし、第２の配置状態のときには立体視の視点数を２つとする場合を例に説明する。

図１８は、本実施の形態において、表示パネル２を第１の配置状態としたときの画素配列のパターンを示している。この構成例では、表示パネル２において４つの視差画像を１画面内に４つに空間分割して表示する。図１８において、（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）のピクセル群が第１の視点用の画素４−１（第１の視差画像を表示する画素）である。また、（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）のピクセル群が第２の視点用の画素４−２（第２の視差画像を表示する画素）、（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３）のピクセル群が第３の視点用の画素４−３（第３の視差画像を表示する画素）、（Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４）のピクセル群が第４の視点用の画素４−４（第４の視差画像を表示する画素）である。

図１８に示したように、第１の配置状態において、縦方向の同一列上にはＮ＝４つの視点ごとではなく、２つの視点ごとの同一色のサブピクセルが周期的に交互に配列されている。横方向の同一列上にはＮ＝４つの各視点ごとの各色のサブピクセルが周期的に交互に配列されている。また、横方向の第１の列とそれに隣接する横方向の第２の列とで上下には異なる視点用のサブピクセルが配列されることとなるような配列パターンとされている。例えば最も上側の行の画素列を横方向の第１の列とし、２行目の画素列を横方向の第２の列とすると、第１の列では（Ｒ１，Ｇ２，Ｂ３，Ｒ４，Ｇ１，…）のように異なる視点用のサブピクセルが周期的に配列されている。第２の列では（Ｒ３，Ｇ４，Ｂ１，Ｒ２，Ｇ３，…）のように異なる視点用のサブピクセルが周期的に配列されている。この場合、例えば第１の列の最も左側の画素はＲ１、第２の列の最も左側の画素はＲ３となっており、隣接する横方向の２つの列間で上下には異なる視点用のサブピクセルが配列されている。

このような画素配列において、図１８に示したように、三角形状に位置する３色のサブピクセルを組み合わせて、カラー表示のための単位画素（１画素）として用いて各視点用の視差画像を表示する。すなわち、例えば最も上側の行の画素列を横方向の第１の列とし、２行目の画素列を横方向の第２の列とすると、第１の列上の２つのサブピクセルと第２の列上の１つのサブピクセルとを組み合わせて１画素とする。例えば図１８の左上側では、第１の列上の２つのサブピクセル（Ｒ１，Ｇ１）と第２の列上の１つのサブピクセル（Ｂ１）とを組み合わせて第１の視点用の１つの画素４−１が形成されている。

図１９は、本実施の形態において、第１の配置状態としたときの（図１８の画素配列パターンに対応した）パララックスバリア１Ｄのバリアパターンの構成を示している。なお、図１９では、図５の場合と同様、一例として第１の視点用の（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）のピクセル群のみがスリット部１２を介して見えている状態を示している。別の方向から見た場合には、その方向に応じた他の視点用のピクセル群のみがスリット部１２を介して見える状態となる。このように、図５の場合と同様、見る方向によって特定の視点用のピクセル群のみが見えることとなるように、バリアパターンが形成されている。具体的には、スリット部１２が、第１の配置状態において、横方向にはＮ個（ここでは４つ）のサブピクセルにつき１つの割合で設けられている。かつ、横方向の第１の列と第２の列とで横方向に２サブピクセル分、ずれた配置となるようにして設けられている。例えば最も上側の行の画素列に対応するスリット部１２の列を横方向の第１の列とし、２行目の画素列に対応するスリット部１２の列を横方向の第２の列とすると、第２の列では第１の列に対して右方向に２サブピクセル分、ずれた配置でスリット部１２が設けられている。また、縦方向には２つのサブピクセルにつき１つの割合でスリット部１２が設けられている。

図２０は、本実施の形態において、表示パネル２を第２の配置状態としたときの画素配列のパターンを示している。これは、図１８に示した表示パネル２の配置を表示面に平行な面内で９０°右方向に回転させたものである。また、図２１は、パララックスバリア１Ｄを第２の配置状態としたときの（図２０の画素配列パターンに対応した）バリアパターンを示している。これは、図１９に示したパララックスバリア１Ｄの配置を表示面に平行な面内で９０°右方向に回転させたものである。なお、図２１では、図５の場合と同様、一例として第１の視点用の（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）のピクセル群のみがスリット部１２を介して見えている状態を示している。

第２の配置状態にした場合には、図２０に示したように、第１の視点用の（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）のピクセル群と、第３の視点用の（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３）のピクセル群とにより、２視点での立体表示を行う。第２の視点用の（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）のピクセル群と、第４の視点用の（Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４）のピクセル群とには、視差画像を表示しても良いし、表示しなくても良い（それらの視差画像は、パララックスバリア１Ｄの遮蔽部１１によって遮蔽される）。すなわち、この第２の配置状態では、水平方向には各サブピクセルを有効に用いて立体表示を行っているが、垂直方向には１行おきにサブピクセルを有効に用いている。例えば図２０の例では、最も上側の第１行目のピクセル群は立体表示に寄与しているが、次の第２行目のピクセル群は立体表示に寄与せず、さらに次の第３行目のピクセル群が立体表示に寄与している。

このように、本実施の形態によれば、縦長表示の第２の配置状態のときには第１の配置状態に対して立体視の視点数を少なくするようにしたので、第２の配置状態での立体表示時の水平方向の解像度の低下を抑えることができる。

＜その他の実施の形態＞
本発明は、上記各実施の形態に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば上記各実施の形態で、Ｎ＝３以上の多数視点での表示を行う場合、Ｎ個の視差画像のすべてを用意できない場合が考えられる。例えば、立体表示装置としての構成は４視点用のものであるのに対し、表示用の画像データが、左眼用の視差画像Ｌと右眼用の視差画像Ｒとの２つの視差画像のみで構成されている場合が考えられる。そのような場合、４つの視点用の画素のそれぞれに、例えばＬ／Ｌ／Ｒ／Ｒあるいは、Ｌ／Ｌ／Ｌ／Ｒと２つの視差画像Ｌ，Ｒを適宜割り当てて表示しても良い。このように表示した場合、立体視ができるのは左右の眼にＬ／Ｒの画像がそれぞれ入射するときだけであるが、左右の眼に例えばＬ／Ｌと入射するときには、空間分割された左眼用の視差画像Ｌが両眼に入ることで、解像度の高い２次元画像を見ることになる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…パララックスバリア、２…表示パネル、４Ｒ…赤色用サブピクセル、４Ｇ…緑色用サブピクセル、４Ｂ…青色用サブピクセル、４−１（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）…第１の視点用の１画素、４−２（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）…第２の視点用の１画素、４−３（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３）…第３の視点用の１画素、４−４（Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４）…第４の視点用の１画素、４−５（Ｒ５，Ｇ５，Ｂ５）…第５の視点用の１画素、１０Ｌ…左眼、１０Ｒ…右眼、１１…遮蔽部、１２…スリット部。

Claims (6)

1. 複数色のサブピクセルが所定の配列パターンで２次元的に配列された表示面を有し、立体視の視点数に応じた複数の視差画像を空間的に分割して１画面内に合成して表示する表示パネルと、
   前記表示面に対して対向配置され、前記表示パネルからの表示画像光を透過するスリット部と前記表示画像光を遮蔽する遮蔽部とからなるバリアパターンを有し、前記表示パネルに表示された各視差画像を、立体視が可能となるように前記バリアパターンによって光学的に分離するパララックスバリアと
   を備え、
   前記表示パネルの表示面は、縦方向の長さと横方向の長さとが互いに異なるものであり、
   前記表示パネルと前記パララックスバリアとが、第１の配置状態にあるときと、前記第１の配置状態に対して縦方向と横方向との位置関係が逆となるような第２の配置状態にあるときとの２つの配置状態の双方で立体視が可能となるように、前記表示パネルにおける前記サブピクセルの所定の配列パターンと前記パララックスバリアにおける前記バリアパターンとが設定され、
   前記第１の配置状態は、前記表示面の横方向の長さおよびピクセル数が縦方向に比べて大きくなるような状態であると共に、前記第２の配置状態は、前記表示面の縦方向の長さおよびピクセル数が横方向に比べて大きくなるような状態であり、
   前記第１の配置状態のときには、すべての前記サブピクセルを有効に用いて立体視の視点数をＮ＝３以上とする表示を行い、前記第２の配置状態のときには一部の前記サブピクセルのみを有効に用いて立体視の視点数を２つとする表示を行う
   立体表示装置。
2. 前記表示パネルにおいて前記サブピクセルは、前記第１の配置状態のときに、縦方向の同一列上には同一色のサブピクセルが配列されると共に、横方向の同一列上には各色のサブピクセルが周期的に交互に配列され、かつ、横方向の同一列上には立体視の各視点ごとのサブピクセルが周期的に交互に配列されると共に、横方向の第１の列とそれに隣接する横方向の第２の列とで上下には異なる視点用のサブピクセルが配列されることとなるような配列パターンで配列されている
   請求項１に記載の立体表示装置。
3. 前記パララックスバリアの前記スリット部が、前記第１の配置状態において、横方向にはＮ個のサブピクセルにつき１つの割合で設けられ、かつ、横方向の前記第１の列と前記第２の列とで横方向に所定数のサブピクセル分、ずれた配置となるようにして設けられている
   請求項２に記載の立体表示装置。
4. 前記第２の配置状態では、縦方向において１行おきに前記サブピクセルを有効に用いて立体視の視点数を２つとする表示を行う
   請求項１ないし３のいずれか１つに記載の立体表示装置。
5. 前記表示パネルにおいて前記サブピクセルは、前記第１の配置状態のときに、縦方向の同一列上には２つの視点ごとの同一色のサブピクセルが周期的に交互に配列されると共に、横方向の同一列上にはＮ＝３以上の各視点ごとの複数色のサブピクセルが周期的に交互に配列され、
   前記表示パネルは、前記第１の配置状態と前記第２の配置状態とのそれぞれにおいて、三角形状に位置する複数色のサブピクセルを１画素として用いて、前記第１の配置状態ではＮ＝３以上の各視点用の視差画像を表示し、前記第２の配置状態では２つの各視点用の視差画像を表示するようになされている
   請求項１ないし４のいずれか１つに記載の立体表示装置。
6. 前記パララックスバリアの前記スリット部が、前記第１の配置状態において、横方向にはＮ＝３以上のサブピクセルにつき１つの割合で設けられ、かつ、縦方向には２つのサブピクセルにつき１つの割合で設けられている
   請求項５に記載の立体表示装置。

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