JP6018057B2 - 映像表示装置および映像表示方法 - Google Patents

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Description

本発明は、特殊なメガネを用いることなしに立体映像を観察することができる映像表示装置に関するものである。
従来から、特殊なメガネを使用しないで立体映像を表示する装置として、液晶パネルやＰＤＰ（Plasma Display Panel）等の表示装置の観察者側にパララックスバリアやレンチキュラーレンズ等（分光手段）を配置し、これにより表示パネルに表示された左眼用の画像と右眼用の画像とからの光を、それぞれ左眼用向けと右眼用向けとに分離して立体映像を表示するものが知られている。
図１６は、従来の裸眼式3D映像生成・表示装置の概要を示す。１００１のカメラ1（右）とカメラ2（左）で互いに異なる視点から被写体１００２を撮影し、左眼用映像と右眼用映像を取得する。ここでは右眼用画像に1、左眼用画像に2を付している。そして、フォーマット変換部１０００が2つの映像を合成し、映像表示手段１００４に左眼用映像と右眼用映像を一列毎に交互に表示する。図１６中の右眼用のサブピクセルには1、左眼用のサブピクセルには2と表記している。ここで、映像表示手段１００４は例えばプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）であり、その前面には映像分離手段１００５が配置される。映像分離手段１００５は、遮光部と開口部が交互に形成されたパララックスバリア（視差バリア）を示し、映像観察領域１００３における観察者が所定の位置から観察すると左眼からは左眼用映像のみが観察され、右眼からは右眼用映像のみが観察されるように、遮光部及び開口部が形成されている。前記左眼用画素で構成される左眼用映像と右眼用画素で構成される右眼用映像との間には、人間が立体映像を感じるだけの両眼視差がある。映像観察領域１００３における観察者は、頭部を所定の位置（正視位置）に位置させることにより、左眼に左眼用映像を入射させ、右眼に右眼用映像を入射させることにより、立体映像を認識することができる（非特許文献１参照）。
「イメージスプリッタ方式メガネなし3Dでディスプレイ」、映像情報メディア学会誌Vol.51、 No.7、 pp.1070-1078（1997）
ところで、映像表示装置においては、表示品質向上のために、干渉縞（モアレ）と呼ばれる濃淡の縞模様が観察されることを防止する必要がある。
そこで、本発明は、モアレを低減することができる映像表示装置を提供することを目的とする。
本発明に係る映像表示装置は、複数の視差画像を合成して表示する映像表示手段と、光を透過する領域、光を通さない領域および両領域の間に介在する領域を含み、表示された各視差画像を光学的に分離する映像分離手段と、前記介在する領域における光の透過率を制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。
本発明に係る映像表示装置によれば、介在する領域における光の透過率を制御することにより、モアレを低減することができる。
第１〜第４実施形態に係る映像表示装置の構成を示す図。 第１実施形態に係る映像表示装置の分離部情報決定手段の構成を示す図。 第１実施形態に係る映像表示装置のバリア調整を模式的に示す図。 第１実施形態に係る映像表示装置のバリア調整を実現する電極構造例を示す図。 第１実施形態に係る映像表示装置でななめ（スラント）の視差バリアを用いた場合の調整を示す図。 第２〜第４実施形態に係る映像表示装置の分離部調整決定手段の構成を示す図。 第２実施形態に係る映像表示装置の分離手段調整を模式的に示す図。 第３実施形態に係る映像表示装置の分離手段調整を模式的に示す図。 第４実施形態に係る映像表示装置の分離手段調整を模式的に示す図。 第４実施形態に係る映像表示装置の分離手段調整を実現する電極構造例を示す図。 第４実施形態に係る映像表示装置の分離手段調整におけるバリア発生位置を模式的に示す図。 第１実施形態に係る映像表示装置の領域２のバリア構造を細分された矩形で実現した場合を示す図。 第２実施形態に係る映像表示装置の領域２のバリア構造を細分された矩形で実現した場合を示す図 第３実施形態に係る映像表示装置の領域２のバリア構造を細分された矩形で実現した場合を示す図 第４実施形態に係る映像表示装置の領域３と領域４のバリア構造を細分された矩形で実現した場合を示す図 従来技術における映像表示装置の構成を示す図。 バリア開口部の大きさとモアレの関係を模式的に示す図。 第４実施形態に係る映像表示装置の開口部の中心位置を模式的に示す図。 第１実施形態の変形例に係る映像表示装置のバリア調整を模式的に示す図。
＜本発明に係る一形態を得るに至った経緯＞
従来の立体映像表示装置では、パララックスバリアのパターンとプラズマディスプレイの画素パターンとの間に干渉縞（モアレ）が生じ、モアレの状態はパララックスバリアの開口部の幅や形状によって異なることがある。
通常、各RGBサブピクセルの間に色の混色を解消させるためにブラックマトリックスと呼ばれる領域が液晶テレビやＰＤＰ等には存在している。また、サブピクセル間に存在するブラックマトリックスの他に、各サブピクセル上に補助電極等が配置されている場合もある。そのため、このブラックマトリックスと補助電極が視差バリアのスリットを通して観察され、視聴位置によってブラックマトリックスと補助電極が見える割合が多い開口部と少ない開口部で明暗の差が発生する。その結果、画面上に輝度ムラ（モアレ）が発生し、画質を大きく低下させる問題となっている。
モアレの状態は、パララックスバリア開口部形状や画素構造（ブラックマトリックスの大きさ等）、視聴距離、バリア開口部の幅等に依存して発生する。
図１７は、縦ストライプバリアの場合の開口幅に対するモアレパターン変化を模式的に示す。図１７の左側はパララックスバリアの開口部を模式的に示し、右側は対応するモアレパターンの様子を表している。また、３００は透過率１００％である領域０（透過領域）を示し、３０１は透過率０％である領域１（遮蔽領域）を示す。
例えば、サブピクセルサイズと同じバリア開口幅をもつ（ａ）の場合、図のように濃いモアレパターンが視認される。
バリア開口幅を（ｂ）のように大きくすると、モアレパターンが薄くなり見えにくくなる現象が発生する。
さらにバリア開口幅を（ｂ）より大きくすると、（ｃ）のように再びモアレパターンが濃くなる現象が生じるが、（ｃ）のように、モアレパターンの明部と暗部が（ａ）とは反対になる。
このように、バリア開口部の幅の変化に応じてモアレパターンの変化（強度の変化）が発生するため、モアレ低減を実現するためにはバリア開口部の幅の最適化が重要になる。
しかしながら、モアレを完全に除去する開口部の幅を正確に導出することは画素構造やバリア開口部形状の複雑さにも依存しており、通常は困難である。
また、開口部の幅が正確に導出されたとしても、製造において設計した幅が正しく再現されないために、モアレを除去することは困難である。例えば製造のための原版は、設計値に対して±1μm程度の誤差が生じることがある。さらにこの原版を元にパララックスバリアを製造する場合、例えば印刷だと、マスクの開口幅に対して±数μmの誤差が生じることが指摘されている。
そこで、以下に説明する各実施形態の映像表示装置では、パララックスバリアは光を透過する領域、光を通さない領域および両領域の間に介在する領域を含み、係る介在する領域への印加電圧の制御を行って光の透過率を制御することでモアレの低減を図る。
以下、第１〜第４実施形態について説明する。
第１実施形態では、パララックスバリアを作製した後に、印加電圧を制御することでモアレを除去もしくは大幅に低減する映像表示装置について説明する。
第２実施形態では、光透過率が可変な領域の状態を透過率０％の状態（遮蔽状態）と透過率１００％の状態（透過状態）の間で、観察者が視認できない程度の速い速度で繰り返す映像表示装置について説明する。
第３実施形態では、光透過率が可変領域において印加する電圧によって遮蔽率（T2％）を変えることができると共に、複数の透過率の状態を高速に切換える映像表示装置について説明する。
第４実施形態では、光透過率が可変な領域への印加電圧を変えることで、開口部の中心位置を変化させた2つの状態を高速に切換える２つの状態の印加電圧を変える映像表示装置について説明する。

［第１実施形態］
図1、2、3、4に第１実施形態を示す。図１は、第１実施形態の映像表示装置の構成を示す。なお、後述の第２〜第４実施形態においても映像表示装置の全体的な構成は図１と同様である。
また、図２は、分離部制御手段１０３の構成を示す。図３は、分離手段として縦ストライプ形状バリアを用いた場合でのバリア調整を模式的に示し、図４は図３のバリア調整を実現する電極構造例を示す。これらの図に従い、第１実施形態である映像表示装置について説明する。
図１に示されるように、本第１実施形態の映像表示装置は、映像表示手段１００、映像分離手段１０１、分離部制御手段１０３、表示回路１０７、複数視差画像１０８を備える。
表示回路１０７は、複数視差画像１０８を映像表示手段１００に表示させる。
映像分離手段１０１は、映像表示手段１００からの画像の光を開口や遮蔽をして所定の位置に視差画像を提示するためのパララックスバリア（視差バリアまたは、単にバリア）から例えば構成される。
分離部制御手段１０３は、視聴情報（適視距離、視差数、サブ画素ピッチ、バリアとパネル間距離、眼間距離など）１０２に基づいて領域ごとの開口幅やバリアピッチを含む分離部情報を決定する分離部情報決定手段１０５と、分離部情報決定手段１０５で決定されたバリア情報をもとにバリアと映像表示手段１００間の距離や位置等を調整する分離部調整回路１０６とを有する。
さらに、分離部制御手段１０３は、視聴情報１０２より、領域ごとの開口幅やバリアピッチを決定する分離部情報決定手段１０５、分離部情報決定手段１０５で決定されたバリア情報をもとにバリアと映像表示手段間の距離や位置等を調整する分離部調整回路１０６より構成される。
また、図２に示すように、分離部情報決定手段１０５は、バリアピッチや図３における開口部１および開口部２の幅を決定する開口幅・ピッチ決定手段２００、水平方向の位置を初期化する対象位置初期化手段２０１、現対象の水平位置が図３における領域０、領域１、領域２のどれに属するかを判断する領域確認手段２０２、各領域に応じて透過率ｘ％を決定する対象位置透過率決定手段２０３、水平方向で全位置での透過率が判断されていない場合に水平方向の対象位置を更新する対象位置更新手段２０４より構成される。なお、開口幅・ピッチ決定手段２００では、開口部１や２の幅は、デフォルト値（ただし、開口部２の幅＞開口部１の幅）を設定してもよいし、予め視聴環境の条件で選択された値をそれぞれ設定しても良い。
本実施形態では映像分離手段１０１であるパララックスバリアは、遮蔽状態（光の透過率0％である状態）の領域１と透過状態（光の透過率100％である状態）の領域０と、領域０、１間に介在し光の透過率を可変に制御できる領域２を備えている。領域０、1及び領域2は共に印加電圧により遮蔽率と開口率（光の透過率）を変化することができるようなデバイス（例えばＴＦＴ液晶等）でできている。
領域０は透過状態（透過率100％）の領域になるように印加電圧が調整されており、領域1は遮蔽状態（透過率０％）の領域になるように印加電圧が調整されているものとする。それに対して、領域２は、印加する電圧によって遮蔽率（T％）を変えることができる領域に相当する。
図３において、領域2の透過率T=0％（遮蔽状態）の時、開口部1の状態となり、図17（a）のようにモアレが生じる状態である。さらに、領域2の透過率Tが100％（透過状態）の時、開口部2の状態となり、図17（c）のようにモアレが生じる状態である。そして、領域2に印加する電圧を変化させることで透過率が変化し、図17（a）のモアレの状態と図17（c）のモアレの状態の間を遷移させることができる。図17（a）の状態と図17（c）の状態との間にはモアレが除去できる状態があるので、領域2に印加する電圧を変化させてTを適切な値とすると、モアレが除去できる状態、もしくは大幅に低減した状態を実現することが可能となる。
例えば、開口部１の幅がサブ画素ピッチに等しく（サブ画素ピッチ×1）、開口部2の幅がサブ画素ピッチ×2であった場合、領域２の透過率TをT=50%とすると、実質的な平均開口幅はサブ画素ピッチ×1.5の大きさになる。
このように、領域２の透過率T%を制御することで、モアレを除去する開口部の幅を正確に導出することができなくても、パララックスバリアを作製した後に、印加電圧を制御することでモアレを除去もしくは大幅に低減することができる。また、最適な開口部の幅が正確に導出されても製造において設計した幅が正しく再現されない場合であっても、製造精度を考慮して図17（a）の状態になる開口幅1と図17（c）の状態になる開口幅2となるようパララックスバリアを作製し、印加電圧を制御することでモアレを除去もしくは大幅に低減することができる。
図4に図3の調整を実現するパララックスバリアの電極構造例を示す。2枚の基板に形成された電極間に印加する電圧で電極間に存在する液晶の配列を制御する。一方の基板には、図４（a）のように領域1用電極４００と領域2用電極４０１が形成されている。他方の基板には図４（b）のように全面に対向電極４０２が形成されている。そして、領域1用電極４００と対向電極４０２との間に電圧を印加することで、遮蔽状態と透過状態を切換える。また、領域2用電極４０１と対抗電極４０２との間に電圧を印加すると共に、電圧を可変とすることで透過率を制御する。このような電極構造を用いることで、図３のようなバリア調整を実現することができる。
なお、図４では、領域１、２の透過率制御ために必要な構造例を示したが、図４（ａ）において領域０の透過率を制御するために領域０用の電極をさらに加えるとしても構わない。
なお、バリア構造として縦ストライプ形状をもとに説明したが、図５のような斜め（スラント）バリア形状であってもよい。
図５では、領域０を両側から挟むようにして２つの領域２が位置しており、領域０および領域２は同じ方向に向かって斜めに延びる形状（斜めストライプ形状）である。
また、図３において、領域０、1及び領域2は共に印加電圧により遮蔽率と開口率（光の透過率）を変化することができるような液晶等のデバイスでできているとしたが、領域０は常時透過状態（透過率100％）の領域になるように常時開口されていたりほぼ透過するガラス等が配置されていてもよく、この場合は領域１と領域２が共に印加電圧により遮蔽率と開口率（光の透過率）を変化することができるようなデバイスでできていることとなる。
また、本実施形態では映像表示手段としてプラズマディスプレイを例にして説明したが、液晶ディスプレイやELディスプレイ等を用いてもよい。
さらに、本実施形態では映像分離手段を映像表示手段の前面に配置する方式を例に説明したが、液晶ディスプレイの液晶パネルとバックライトの間に映像分離手段であるパララックスバリアを配置する方式を用いてもよい。また、T%の部分を実現する領域2のみが液晶のように電圧をかけることで変化できるデバイスで構成されていてもよく、この場合、領域０は常時透過状態になるように開口しており、領域１は常時遮蔽状態になるように固定デバイス（マスキングされたガラスやフィルム等）が配置されることとなる。領域０、１をこのように構成することは、製造コスト削減や消費電力の面で有利である。

［第２実施形態］
図１、６、７に第２実施形態を示す。図６は、第２実施形態における映像表示装置の分離部調整決定手段の構成を示す。図７は、第２実施形態における映像分離手段として縦ストライプ形状バリアを用いた場合でのバリア調整を模式的に示しており、第１実施形態と同様に領域０、1及び領域2は共に印加電圧により遮蔽率と開口率（光の透過率）を変化することができるようなデバイス（例えばＴＦＴ液晶等）でできている。
本実施形態では、図７で示されるように２つの状態（状態１と状態2）を持っており、状態１では領域２が遮蔽状態（光の透過率が0％）となり、状態２では領域２が透過状態（光の透過率が100％）となる。そして、この２つの状態を高速に切換えができるようになっている。
そのため、図６に示されるように、例えばＴＬＫ信号のような内部タイミング信号の入力と同調して状態判定手段５０１が切り替えるべき状態を判定する。
切り替えることとなる。また、処理カウンタをもとに状態１と状態2のどちらに属するかを判断してもよい。
第２対象位置透過率決定手段５０２では、水平方向での対象位置と上記ＴＬＫ信号に同調して状態判定手段５０１にて判定された状態に基づいて、対象位置での透過率を決定する。なお、このＴＬＫ信号に同調して制御されるのは、図７で示されるように領域２の透過率のみであり、領域１や領域０での透過率は本実施形態１の場合と同様にＴＬＫ信号に依存せず、領域０は透過状態（透過率100％）の領域になるように印加電圧が調整されており、領域1は遮蔽状態（透過率０％）の領域になるように印加電圧が調整されているものとする。
電極構造例としては、第１実施形態で用いた図５を用いることが可能となる。
ＴＬＫ信号や処理カウンタを用いた領域２での２つの状態の切換えは観察者が視認できないことが望ましく、例えば120Hz〜240Hzの範囲の周波数で領域２の遮蔽状態（状態１）と透過状態（状態２）とを繰り返すことが好ましい。
ここで、周期的に遮蔽状態と透過状態を繰り返す際の１サイクル内の遮蔽状態の時間の割合と透過状態の時間の割合の比（遮蔽状態と透過状態のデューティー比）によって、平均透過率が決まる。例えば、遮蔽状態：透過状態＝1：1のデューティー比であれば、１サイクル内での領域２の平均透過率は50％となり、これが領域２の1サイクル内での透過率T2（％）と見なすことができる。遮蔽状態：透過状態＝M：Nのデューティー比の場合は、1サイクル内での平均透過率T2（％）は（式１）のようになる。
Figure 0006018057
 このように、１サイクル内での平均透過率は、遮蔽状態：透過状態＝M：Nのデューティー比であれば領域2の１サイクル内での透過率T2（％）と見なすことができるので、M、Nを調整してT2（％）を適切な値とすることで、モアレが除去できる状態、もしくは大幅に低減した状態を実現することが可能となる。つまり、定性的には、モアレの明暗パターンが互いに逆になるような開口パターンを時間方向に混在させることでモアレを低減させることとなる。
なお、バリア構造として縦ストライプ形状をもとに説明したが、第１実施形態で説明したように斜め（スラント）バリア形状であってもよい。
また、図７において、領域０、1及び領域2は共に印加電圧により遮蔽率と開口率（光の透過率）を変化することができるような液晶等のデバイスでできているとしたが、領域０は常時透過状態（透過率100％）の領域になるように常時開口されている場合やほぼ透過するガラス等が配置されている場合でもよく、この場合は領域１と領域２が共に印加電圧により遮蔽率と開口率（光の透過率）を変化することができるようなデバイスでできていることとなる。
また、本実施形態では映像表示手段としてプラズマディスプレイを例にして説明したが、液晶ディスプレイやELディスプレイ等を用いてもよい。
さらに、本実施形態では映像分離手段を映像表示手段の前面に配置する方式を例に説明したが、液晶ディスプレイの液晶パネルとバックライトの間に映像分離手段であるパララックスバリアを配置する方式を用いてもよい。また、１サイクル内の平均透過率がT2%となる部分を実現する領域2のみが液晶のように電圧をかけることで変化できるデバイスで構成されていてもよく、この場合、領域０は常時透過状態になるように開口しており、領域１は常時遮蔽状態になるように固定デバイス（マスキングされたガラスやフィルム等）が配置されることとなる。

［第３実施形態］
図１、６、８に第３実施形態を示す。図８は、第３実施形態における分離手段として縦ストライプ形状バリアを用いた場合でのバリア調整を模式的に示しており、第１実施形態と同様に領域０、1及び領域2は共に印加電圧により遮蔽率と開口率（光の透過率）を変化することができるようなデバイス（例えばＴＦＴ液晶等）でできている。ここで、図８のバリア調整を実現する電極構造例は本実施形態１における図５と同じであるが、領域２の制御の仕方が第１および第２実施形態と異なる。本実施形態において領域２は、印加する電圧によって透過率を複数に変えることができると共に、複数の透過率の状態を高速に切換え可能となっている。図８では、３つの状態（状態３、状態４、状態５）を持っており、その状態を切り替える例を示す。図８では、状態３では領域２の透過率がA%となり、状態４では領域２の透過率がB％、そして状態５では領域２の透過率がC％のように、領域２は印加する電圧によって複数の透過率の状態をもつ。そして、この３つの状態を高速に切換えができるようになっている。
そのため、図６に示されるように、例えばＴＬＫ信号のような内部タイミング信号と同調して切り替えることとなる。第２対象位置透過率決定手段５０２では、水平方向での対象位置とこのＴＬＫ信号に同調して対象位置での透過率を決定する。なお、このＴＬＫ信号に同調して制御されるのは、図８で示されるように領域２の透過率のみであり、領域１や領域０での透過率は本実施形態１や２の場合と同様にＴＬＫ信号に依存せず、領域０は透過状態（透過率100％）の領域になるように印加電圧が調整されており、領域1は遮蔽状態（透過率０％）の領域になるように印加電圧が調整されているものとする。
３つの状態の切換えは観察者が視認できないことが望ましく、例えば120Hz〜240Hzの範囲の周波数で状態間を切り替えて、3つの状態を繰り返すものとする。第２実施形態と同様に、周期的に３つの状態を繰り返す際の１サイクル内の状態３の時間の割合、状態４の時間の割合、そして状態５の時間の割合の比（状態３、状態４、そして状態５のデューティー比）と、各状態での領域２の透過率によって、１サイクル内での平均透過率が決まり、この値が領域２の1サイクル内での透過率T3と見なすことができる。
例えば、状態３の透過率A％、状態４の透過率がB％、状態５の透過率がC％、デューティー比が、状態３：状態４：状態５＝L：N：Mであれば、平均透過率は、（式２）のようになる。

Figure 0006018057
 ここで、L=0、A=0、B=0、C=100が第２実施形態の場合の平均透過率T2と等価になる。（式２）で得られた平均透過率は領域２の透過率T3と見なすことができるので、A、B、C、L、M、Nを調整してT３を適切な値とすることで、モアレが除去できる状態、もしくは大幅に低減した状態を実現することが可能となる。
なお、バリア構造として縦ストライプ形状をもとに説明したが、第１実施形態で説明したように斜め（スラント）バリア形状であってもよい。
また、図８において、領域０、1及び領域2は共に印加電圧により遮蔽率と開口率（光の透過率）を変化することができるような液晶等のデバイスでできているとしたが、領域０は常時透過状態（透過率100％）の領域になるように常時開口されている場合やほぼ透過するガラス等が配置されている場合でもよく、この場合は領域１と領域２が共に印加電圧により遮蔽率と開口率（光の透過率）を変化することができるようなデバイスでできていることとなる。
また、本実施形態では映像表示手段としてプラズマディスプレイを例にして説明したが、液晶ディスプレイやELディスプレイ等を用いてもよい。
さらに、本実施形態では映像分離手段を映像表示手段の前面に配置する方式を例に説明したが、液晶ディスプレイの液晶パネルとバックライトの間に映像分離手段であるパララックスバリアを配置する方式を用いてもよい。また、１サイクル内の平均透過率がT3%となる部分を実現する領域2のみが液晶のように電圧をかけることで変化できるデバイスで構成されていてもよく、この場合、領域０は常時透過状態になるように開口しており、領域１は常時遮蔽状態になるように固定デバイス（マスキングされたガラスやフィルム等）が配置されることとなる。

［第４実施形態］
図１、6、9、10に第４実施形態を示す。図９は、第４実施形態における分離手段として縦ストライプ形状バリアを用いた場合でのバリア調整を模式的に示しており、第１実施形態と同様に領域1及び領域３、４は共に印加電圧により遮蔽率と開口率（光の透過率）を変化することができるようなデバイス（例えばＴＦＴ液晶等）でできている。
本実施形態のパララックスバリアは、領域1、3、4から構成され、2つの状態（状態６と７）の間で、開口部の中心位置が変化する。さらに本パララックスバリアは、2つの状態を高速に切換えることができる。これによりモアレの発生位置が高速に切換ることになり、モアレが除去できる状態、もしくは大幅に低減した状態を実現することが可能となる。２つの状態の切換えは観察者が視認できないことが望ましく、例えば120Hz〜240Hzの周波数で２つの状態を繰り返し切り替えるものとする。周期的に2つの状態を繰り返す際の１サイクル内の状態6の時間の割合、状態7の時間の割合の比（状態6、状態7のデューティー比）と、各状態での領域3,4の透過率によって、１サイクル内での領域３と４の平均透過率T33,T34が決まる。例えば、状態６の領域３の透過率Ｒ％で領域４の透過率１００％、状態７の領域３の透過率が１００％で領域４の透過率がＳ％、デューティー比が、状態６：状態７＝Ｕ：Ｖであれば、平均透過率は、（式３）のようになる。
Figure 0006018057
 このように状態６と状態７との切り替えにより平均透過率を調整できることに加えて、本実施形態では、開口部の中心位置を異ならせることができるという特徴がある。
すなわち、図１８に示すように、状態６において、領域３の中心位置の座標をＸ3、領域４の中心位置の座標をＸ4とした場合、開口部の中心位置ＸOは、
ＸO＝（Ｘ3×Ｒ＋Ｘ4×１００）／（Ｒ＋１００） ・・・（４）
となる。
ここで、中心位置ＸOは等価的な開口部の中心位置である。例えば、透過率Ｒ％を５０％とすると、領域３内では図中左側の５０％は遮蔽し右側の５０％は開口したとして変換したときの等価な開口部の中心位置となっている。
同様に、状態７においては、
ＸO＝（Ｘ3×１００＋Ｘ4×Ｓ）／（１００＋Ｓ） ・・・（５）
となる。
このように、第４実施形態では、開口部の中心位置をずらすことができ、これによりヘッドトラッキングなどの多彩な立体表示への対応が可能となる。
そして、図９のバリア調整を実現する電極構造例は図１０に示され、片側の基板には、領域1、3用電極と領域4用電極が形成される。他方の基板には、領域2、4用電極と領域3用電極が形成される。この電極構造に対して、図１１に2つの状態の印加電圧と発生する遮光部を示す。状態６では、領域1、4用電極、領域4用電極、領域3用電極には同じ電圧V1を印加し、領域1、3用電極にはV1とは異なる電圧V2を印加する。これにより、対面する基板間で異なる電圧が印加されている部分、即ち領域1と3に遮光部が発生する。状態７では、領域4用電極、領域1、3用電極、領域3用電極には同じ電圧V1を印加し、領域1、4用電極にはV1とは異なる電圧V2を印加する。これにより、対面する基板間で異なる電圧が印加されている部分、即ち領域1と4に遮光部が発生する。
なお、領域3用電極、領域4用電極に印加する電圧をV1、V2と異なるV3として、透過率が0％と100％との間になるよう制御してもよい。
また、状態６における領域４の透過率を１００％、状態７における領域３の透過率を１００％としたが、状態６における領域４の透過率Ｘ％（Ｘ＞Ｒ、５０＜Ｘ＜１００）、状態７における領域３の透過率Ｙ％（Ｙ＞Ｓ、５０＜Ｙ＜100）のような値でもよい。
さらに、バリア構造として縦ストライプ形状をもとに説明したが、第１実施形態で説明したように斜め（スラント）バリア形状であってもよい。
また、図９において、領域1及び領域３、４は共に印加電圧により遮蔽率と開口率（光の透過率）を変化することができるような液晶等のデバイスでできているとしたが、領域１は常時遮蔽状態（透過率0％）の領域になるように固定デバイス（マスキングされたガラスやフィルム等）が配置されている場合でもよく、この場合は領域３と領域４が共に印加電圧により遮蔽率と開口率（光の透過率）を変化することができるようなデバイスでできていることとなる。
また、本実施形態では映像表示手段としてプラズマディスプレイを例にして説明したが、液晶ディスプレイやELディスプレイ等を用いてもよい。
さらに、本実施形態では映像分離手段を映像表示手段の前面に配置する方式を例に説明したが、液晶ディスプレイの液晶パネルとバックライトの間に映像分離手段であるパララックスバリアを配置する方式を用いてもよい。

[その他]
（１）上記実施形態において説明した第１実施形態の映像表示装置で、印加電圧により透過率を可変にすることのできる領域２の形状は、図１２で示されるような細分矩形群を特徴とする櫛型形状を取ることも可能である。この場合、画素構造やサイズ、ブラックマトリックス等に応じて適正な櫛型形状を用いることで、第１実施形態における平均開口率を変えないでモアレをより低減することが可能である。同様に、第２、第３の実施形態でも、印加電圧により透過率を可変にすることのできる領域２の形状は、図１３、図１４のような細分矩形群を特徴とする櫛型形状を取ることも可能である。
図１３では、ストライプ形状をした開口部（領域０）の両側には、矩形状をした切片が互いに一定の間隔を空けて配列されてなる細分矩形群により領域２が構成されている。
また、同様に、第４の実施形態でも、印加電圧により透過率を可変にすることのできる領域３と４の形状は、図１５のような細分矩形群を特徴とする櫛型形状を取ることも可能である。
なお、図１２、１３、１４，１５における細分矩形群の代わりに、印加電圧により透過率を可変できる液晶デバイス等で表現できる複数の細分三角形や細分台形のような複雑な細分形状より構成される櫛形形状を用いることも可能である。
（２）さらに、上記実施形態において説明した映像表示装置では、視差画像を表示する映像表示手段１００は、バックライト光源を用いる液晶パネルでも自発光するＰＤＰや有機ＥＬパネルでもよく、視差画像の画素列を表示できる表示手段であれば適用可能である。
（３）また、カメラ画像１枚や２つ以上の複数カメラ画像を用いて頭部位置検出した結果と組合せることも可能である。これらのヘッドトラッキングやアイトラッキングと組合せることで、バリア間ピッチやパネルとバリア間距離等の調整をダイナミックに行うことが可能となる。また、画像を用いる以外に、ＬＥＤ光源のような照明光を対象物体に照射して戻ってくるまでの時間TOF（Time Of Flight）を計測することで距離を測定するTOF法や、電磁力等を用いて３次元位置測定を行う有線接続された手法を用いたトラッキングをすることも可能である。
（４）また、所定のテストパターンを常に、視聴者撮影内に含めて表示してそのテストパターン部分の大きさや画素値のモアレ変化等をもとに幾何学測量をしてトラッキングする手法を用いることも可能である。
（５）また、位置検出する際に、（３）では人物頭部の検出を前提としたが、人物全体像であっても、瞳孔や眼領域抽出を行い、その結果を用いることでもよい。
頭部位置に応じて複数視差画像の画素列配置を制御する際に、ＣＰＵやＧＰＵ等を用いてリアルタイム算出制御することも可能であるし、また予め用意されたＬＵＴテーブルより選択して制御することも可能である。
（６）第２〜第４実施形態などの、状態を高速に切り替える実施形態においては、切り替えの周波数は120Hz〜240Hzの範囲であるとして説明したが、これに限られない。
切り替えの周波数の下限値は、観察者が視認できない程度のものであればよく、例えば、50Hzとしても構わない。
（７）第１実施形態の図３、図５では、透過率Ｔ％と可変な領域２が領域１と領域０との間にあるとしているが、図１９のように、領域２を領域２ａ（透過率はＴ１％）と領域２ｂ（透過率はＴ２％）とに分けて構成しても構わない。
特に、Ｔ１＜Ｔ２とすることにより、０％＜Ｔ１％＜Ｔ２％＜１００％と領域１から領域２ａ、領域２ｂを経て領域０に行くに連れて透過率を段階的にすることができ、観察者により違和感のない形でモアレを低減することに寄与できる。
（８）また、本実施例では映像分離手段を映像表示手段の前面に配置する方式を例に説明したが、液晶ディスプレイの液晶パネルとバックライトの間に映像分離手段であるパララックスバリアを配置する方式を用いて、その開口幅を制御してもよい。また、液晶ディスプレイの液晶パネルとバックライトの間に映像分離手段であるパララックスバリアを配置するのに替えて、ストライプ形状の発光部を備える光源を用いることで、同様の効果を得ることができる。その場合、光源の発光部の形状を、液晶ディスプレイの液晶パネルとバックライトの間に入れる本発明の映像分離手段であるパララックスバリアの開口部と同じ形状を用いることでもよいし、光源からの光量が一定となる領域と、光源からの光量が可変となる領域とを組み合わせることでも同様の効果を得ることができる。
[補足]
本実施形態は、以下の態様を含むものである。
（A）実施形態に係る映像表示装置は、複数の視差画像を合成して表示する映像表示手段と、光を透過する領域、光を通さない領域および両領域の間に介在する領域を含み、表示された各視差画像を光学的に分離する映像分離手段と、前記介在する領域における光の透過率を制御する制御手段と、を備える。
（B）（A）において、前記制御手段は、前記介在する領域において、第１の透過率で光を透過させる第１状態と、前記第１の透過率とは異なる第２の透過率で光を透過させる第２状態とを高速に切り換えることにより光の透過率を制御するとしても構わない。
この構成によれば、例えば、上記切り換えをを観察者が視認できない程度の速度で繰り返すことで、モアレを除去もしくは大幅に低減することができる。
（C）（B）において、前記第１の透過率は０％、前記第２の透過率は１００％であって、前記制御手段の切り換えは、第１状態と第２状態とを交互に繰り返し切り換えることにより行われるとしても構わない。
（D）（A）において、前記介在する領域は、前記光を透過する領域の一方側に存する第１領域と、前記光を透過する領域の他方側に存する第２領域とを含み、前記制御手段は、前記第１領域の透過率をＲ％（０≦Ｒ＜１００）とし前記第２領域の透過率を１００％とする第１状態と、前記第１領域の透過率を１００％とし前記第２領域の透過率をＳ％（０≦Ｓ＜１００）とする第２状態との両状態を高速に切り換えることにより光の透過率を制御するとしても構わない。
この構成によれば、第１状態と第２状態とでは、光を透過する領域としての開口部の中心位置を等価的に変化させることができ、これによりモアレを除去もしくは大幅に低減することができる。
（E）（D）において、前記映像分離手段の開口部は、ストライプ形状であって、前記第１領域は、前記開口部の幅方向における一方側の端部に位置する切片群により構成され、当該切片群は前記幅方向とは直交する方向に向かって互いに間隔を空けて配列されてなる複数の切片により構成され、前記第２領域は、前記開口部の幅方向における一方側の端部に位置する切片群により構成され、当該切片群は前記幅方向とは直交する方向に向かって互いに間隔を空けて配列されてなる複数の切片により構成されるとしても構わない。
（F）（A）において、前記映像分離手段の開口部は、ストライプ形状であって、前記介在する領域は、前記開口部の幅方向における一方側の端部に位置する切片群と他方側の端部に位置する切片群とにより構成され、両切片群は、前記幅方向とは直交する方向に向かって互いに間隔を空けて配列されてなる複数の切片によりそれぞれ構成されるとしても構わない。
（G）（A）において、前記映像分離手段の開口部は、斜めストライプ形状であって、前記介在する領域は、前記開口部の幅方向における両端部に隣接する各位置に、斜めストライプ状に構成されてなるとしても構わない。
（H）実施形態に係る映像表示方法は、複数の視差画像を合成して映像表示手段に表示させる表示ステップと、光を透過する領域、光を通さない領域および両領域の間に介在する領域を含む映像分離手段に、表示された各視差画像を光学的に分離させる映像分離ステップと、前記介在する領域における光の透過率を制御する制御ステップと、を含む。
本発明によれば、光の遮蔽状態（光の透過率が０％）と透過状態（光の透過率が１００％）を切換えることができる領域と、光の透過率を可変制御できる領域を備えており、透過率を可変できる領域への印加電圧を制御することで、バリア製作後でもモアレを大幅に低減することができる。
さらに、ある実施形態では、透過率の可変領域への印加電圧を制御して複数の透過率の状態を高速に切り換え開口部中心位置を変化させることでモアレ発生位置を高速に切り換えることも可能となりモアレを除去できるという利点も合わせ持つ。
１００ 映像表示手段
１０１ 映像分離手段
１０２ 視聴情報
１０３ 分離部制御手段
１０５ 分離部情報決定手段
１０６ 分離部調整回路
１０７ 表示回路
１０８ 複数視差画像
２００ 開口幅・ピッチ決定手段
２０１ 対象位置初期化手段
２０２ 領域確認手段
２０３ 対象位置透過率決定手段
２０４ 対象位置更新手段
３００ 透過率１００％の領域０
３０１ 透過率０％の領域１
３０２ 透過率Ｔ％の領域２
３０２ａ 透過率Ｔ１％の領域２
３０２ｂ 透過率Ｔ２％の領域２
４００ 第１実施形態における領域１用電極
４０１ 第１実施形態における領域２用電極
４０２ 対向電極
５００ ＴＬＫ信号
５０１ 状態判定手段
５０２ 第２対象位置透過率決定手段
６００ 第２実施形態におけるバリアの状態１
６０１ 第２実施形態におけるバリアの状態２
７００ 第３実施形態におけるバリアの状態３
７０１ 第３実施形態におけるバリアの状態４
７０２ 第３実施形態におけるバリアの状態５
８００ 透過率Ｒ％の領域３
８０１ 透過率Ｓ％の領域４
８０２ 第４実施形態におけるバリアの状態６
８０３ 第４実施形態におけるバリアの状態７
９００ 第４実施形態における領域１、４用電極
９０１ 第４実施形態における領域３用電極
９０２ 第４実施形態における領域１、３用電極
９０３ 第４実施形態における領域４用電極
９０４ 第４実施形態におけるバリア状態６の場合のバリア発生位置
９０５ 第４実施形態におけるバリア状態７の場合のバリア発生位置
１０００ フォーマット変換部
１００１ カメラ
１００２ 被写体
１００３ 映像観察領域
１００４ 映像表示手段
１００５ 映像分離手段
１１００ 暗部領域
１１０１ 明部領域

Claims (10)

  1. 複数の視差画像を合成して表示する映像表示手段と、
    光を透過する領域、光を通さない領域および両領域の間に介在する領域を含み、表示された各視差画像を光学的に分離する映像分離手段と、
    前記介在する領域における光の透過率を制御する制御手段と、
    を備え、
    前記介在する領域の光の透過率が第１の透過率の場合に発生する干渉縞の濃部の位置及び淡部の位置と、前記介在する領域の光の透過率が第２の透過率の場合に発生する干渉縞の濃部の位置及び淡部の位置とが反転するように、前記光を透過する領域の幅、前記光を通さない領域の幅、及び前記介在する領域の幅が設定され、
    前記介在する領域の透過率は第１の透過率と前記第２の透過率との間で制御される
    ことを特徴とする映像表示装置。
  2. 前記制御手段は、前記介在する領域において、前記第１の透過率で光を透過させる第１状態と、前記第１の透過率とは異なる前記第２の透過率で光を透過させる第２状態とを高速に切り換えることにより光の透過率を制御する
    ことを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
  3. 前記第１の透過率は０％、前記第２の透過率は１００％であって、
    前記制御手段の切り換えは、第１状態と第２状態とを交互に繰り返し切り換えることにより行われる
    ことを特徴とする請求項２に記載の映像表示装置。
  4. 前記介在する領域は、
    前記光を透過する領域の一方側に存する第１領域と、
    前記光を透過する領域の他方側に存する第２領域とを含み、
    前記制御手段は、
    前記第１領域の透過率をＲ％（０≦Ｒ＜１００）とし前記第２領域の透過率を１００％とする第１状態と、
    前記第１領域の透過率を１００％とし前記第２領域の透過率をＳ％（０≦Ｓ＜１００）とする第２状態との両状態を高速に切り換えることにより光の透過率を制御する
    ことを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
  5. 前記映像分離手段の開口部は、ストライプ形状であって、
    前記第１領域は、前記開口部の幅方向における一方側の端部に位置する切片群により構成され、当該切片群は前記幅方向とは直交する方向に向かって互いに間隔を空けて配列されてなる複数の切片により構成され、
    前記第２領域は、前記開口部の幅方向における一方側の端部に位置する切片群により構成され、当該切片群は前記幅方向とは直交する方向に向かって互いに間隔を空けて配列されてなる複数の切片により構成される
    ことを特徴とする請求項４に記載の映像表示装置。
  6. 前記映像分離手段の開口部は、ストライプ形状であって、
    前記介在する領域は、前記開口部の幅方向における一方側の端部に位置する切片群と他方側の端部に位置する切片群とにより構成され、
    両切片群は、前記幅方向とは直交する方向に向かって互いに間隔を空けて配列されてなる複数の切片によりそれぞれ構成される
    ことを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
  7. 前記映像分離手段の開口部は、斜めストライプ形状であって、
    前記介在する領域は、前記開口部の幅方向における両端部に隣接する各位置に、斜めストライプ状に構成されてなる
    ことを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
  8. 複数の視差画像を合成して映像表示手段に表示させる表示ステップと、
    光を透過する領域、光を通さない領域および両領域の間に介在する領域を含む映像分離手段に、表示された各視差画像を光学的に分離させる映像分離ステップと、
    前記介在する領域における光の透過率を制御する制御ステップと、
    を含み、
    前記介在する領域の光の透過率が第１の透過率の場合に発生する干渉縞の濃部の位置及び淡部の位置と、前記介在する領域の光の透過率が第２の透過率の場合に発生する干渉縞の濃部の位置及び淡部の位置とが反転するように、前記光を透過する領域の幅、前記光を通さない領域の幅、及び前記介在する領域の幅が設定され、
    前記介在する領域の透過率は第１の透過率と前記第２の透過率との間で制御される
    ことを特徴とする映像表示方法。
  9. 複数の視差画像を合成して表示する映像表示手段と、
    光を透過する領域、光を通さない領域および両領域の間に介在する領域を含み、表示された各視差画像を光学的に分離する映像分離手段と、
    前記介在する領域における光の透過率を制御する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、前記介在する領域において、第１の透過率で光を透過させる第１状態と、前記第１の透過率とは異なる第２の透過率で光を透過させる第２状態とを高速に切り換えることにより光の透過率を制御する
    ことを特徴とする映像表示装置。
  10. 複数の視差画像を合成して表示する映像表示手段と、
    光を透過する領域、光を通さない領域および両領域の間に介在する領域を含み、表示された各視差画像を光学的に分離する映像分離手段と、
    前記介在する領域における光の透過率を制御する制御手段と、
    を備え、
    前記介在する領域は、
    前記光を透過する領域の一方側に存する第１領域と、
    前記光を透過する領域の他方側に存する第２領域とを含み、
    前記制御手段は、
    前記第１領域の透過率をＲ％（０≦Ｒ＜１００）とし前記第２領域の透過率を１００％とする第１状態と、
    前記第１領域の透過率を１００％とし前記第２領域の透過率をＳ％（０≦Ｓ＜１００）とする第２状態との両状態を高速に切り換えることにより光の透過率を制御する
    ことを特徴とする映像表示装置。
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