WO2007010782A1 - 表示装置、表示制御方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

本発明は、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表示装置、表示制御方法、並びにプログラムに関する。光源１４０の開口率を１／Ｎとし、液体レンズ１２４－１および液体レンズ１２４－２を、光源１４０から、液体レンズ１２４－１および液体レンズ１２４－２の焦点距離だけ離して配置する。位置制御部が、無極性液体の位置を、液体レンズ１２４－１および液体レンズ１２４－２で示されるように、各発光画素のサイズ分変動させることにより、発光画素１４１乃至発光画素１４３の出射光は、液体レンズ１２４－１または液体レンズ１２４－２を通過し、光１５１乃至光１５６に示されるように互いに異なる方向に出射される。本発明は、視差画像表示装置に適用することができる。 　

Description

明 細 書

表示装置、表示制御方法、並びにプログラム

技術分野

[0001] 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。

背景技術

[0002] 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。

[0003] 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。し力しながら、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

[0004] 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。し力しながら、電子ディスプレ ィとしては、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。

[0005] 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力もなる比較的簡易なシステムであり、観察者のメガネ の着用も必要なぐ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 である事力 次世代の立体表示方式として期待されて 、る。

[0006] 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力 S、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。

[0007] し力しながら、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。

[0008] 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）

[0009] 特許文献 1：特開 2000— 347005号公報

[0010] 特許文献 2 : US特許 5659330号公報

[0011] 特許文献 3：特開 2002— 357774号公報

[0012] 特許文献 4:特開 2002— 176660号公報

[0013] 特許文献 5 :特開 2003— 215478号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0014] し力しながら、例えば、特許文献 5の方法の場合、液滴の位置制御にっ 、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力 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。

[0015] 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。

課題を解決するための手段

[0016] 本発明の一側面の表示装置は、 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、屈折率が互いに異なる、極性を有する極性液体と極性を有していない無 極性液体の界面の形状によって、前記視差画像表示手段の互いに異なる複数の前 記発光画素の出射光の光路を制御する、 2次元状に配置された複数の液体レンズよ りなる光路制御手段と、前記間隔を利用して、前記光路制御手段の各液体レンズの 前記無極性液体の位置を制御することによって、各液体レンズ力 各液体レンズを通 過する複数の前記出射光を、互いに異なる複数の方向に出射し、前記視差を発生さ せるようにする位置制御手段とを備える。

[0017] 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!、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。

[0018] 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。

[0019] 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。

[0020] 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。 [0021] 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。

[0022] 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 ることがでさる。

[0023] 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。

[0024] 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、前記位置 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。

[0025] 前記光路制御手段の前記液体レンズは、前記極性液体および前記無極性液体に より、前記出射光の通過方向に 2層を形成する液体部と、前記出射光の通過方向に 垂直な平面上に配置された複数の第 1の電極と、複数の前記第 1の電極と、前記液 体部の 2層を挟んで対向するように配置される第 2の電極と、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手段とを備え、前記位置制御手 段は、前記光路制御手段の各液体レンズに対して、前記電圧印加手段が前記電圧 を印加する前記第 1の電極を選択することにより、前記無極性液体の前記平面上の 位置を制御することができる。

[0026] 前記視差発生手段は、前記光路制御手段の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前記第 1の電極を選択することにより、前記無極性液 体の前記極性液体との前記界面の形状を制御する形状制御手段をさらに備えること ができる。

[0027] 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が 2次元状に表示され、前記視差画像の視差が発 生される。 [0028] 本発明の他の側面の表示制御方法またはプログラムは、 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、屈折率が互いに異なる、極性を有す る極性液体と極性を有して 、な 、無極性液体の界面の形状によって、前記発光画素 の出射光の光路を制御する、 2次元状に配置された複数の液体レンズの前記無極性 液体の位置を前記間隔に応じて変動させ、各液体レンズが、複数の前記出射光を、 それぞれ互!、に異なる複数の方向に出射し、前記視差を発生させるステップを含む

[0029] 本発明の他の側面においては、 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 力 2次元状に表示され、屈折率が互いに異なる、極性を有する極性液体と極性を 有していない無極性液体の界面の形状によって、前記発光画素の出射光の光路を 制御する、 2次元状に配置された複数の液体レンズの前記無極性液体の位置が前 記間隔に応じて変動され、各液体レンズ通過する複数の前記出射光が、それぞれ互 いに異なる複数の方向に出射され、前記視差が発生される。

発明の効果

[0030] 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。

図面の簡単な説明

[0031] [図 1]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 2]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 3]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 4]図 1の視差発生部の詳細な構成例を示す図である。

[図 5]図 4の液体レンズ部の詳細な構成例を示す図である。

[図 6]図 5に示される液体レンズの配置例を示す図である。 [図 7]無極性液体の移動の例を示して 、る。

[図 8]図 7の状態における光路の例を示している。

[図 9]無極性液体の移動の、他の例を示している。

[図 10]図 9の状態における光路の例を示している。

[図 11]出射方向が制御されて 、な 、場合の視差発生の様子の例を示す模式図であ る。

[図 12]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 13]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]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 15]図 14の 2つの光の位置関係を示したものである。

[図 16]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。

[図 17]液体レンズ部の他の構成例を示す模式図である。

[図 18]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 19]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 20]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。

[図 21]この場合の出射方向制御の様子の例を示す図である。

[図 22]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。

[図 23]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。

[図 24]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 25]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， 6 3 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

発明を実施するための最良の形態

[0033] 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 、る。

[0034] 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。

[0035] 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。

[0036] 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ュ 一ザが見ても、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 、。

[0037] し力しながら、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。

[0038] 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。

[0039] 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。

[0040] 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)。

[0041] 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。

[0042] 図 2の A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 2の A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。

[0043] 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ぐ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 イスプレイ (Organic ElectroLuminescence Display) )、電界発光表 装像 (FED (Field Emission Display) ) ,プラズマディスプレイパネル（PDP (Plasma Display Panel) )、ェ レクト口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。

[0044] 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、単色またはフル力 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 、に所定の距離だけ離れるようになされて いる。

[0045] 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つ たり、光が届かな力つ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。

[0046] 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 2 2は、図 2の B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。

[0047] 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。

[0048] 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。

[0049] 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 3の A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 3の A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。

[0050] また、図 3の B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 、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!、。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。

[0051] さらに、図 3の C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 3の C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 力 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。

[0052] 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。

[0053] なお、図 2および図 3において（図 2の A乃至図 2の C、並びに図 3の Aおよび図 3の Bにおいて）、表示部 22には、縦 3個 X横 4個 = 12個の発光画素 (または発光素子） が設けられて 、るが、実際には 、くつであってもよ 、。

[0054] 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。

[0055] 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 1 1にお!、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。

[0056] 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。

[0057] 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。

[0058] 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、ジブ 66— 1およびジブ 66— 2を有して!/ヽる。

[0059] 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。

[0060] 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 、に区別して説明する必要の無 、場合、単に透明板 60と称する。

[0061] 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、酸化インジゥ 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 (I TO)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。

[0062] 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 、ように構成されるのが望ま 、。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。

[0063] 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。

[0064] 絶縁体 62は、例えば、フッ素系のポリマーである、 PVdF、 PTFE等が使用される力 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、絶縁強度の面力 考えると厚い方が望ましぐ最適 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） 0.5 醒膜厚とすると、下部電極 61が ITO電極、絶縁体 62がテフロン (登録商標） 0.⁵ (醒） 、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カゝつた。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 V、ように構成されるのが望ま 、。

[0065] 無極性液体 64には、デカン、ドデカン、へキサデカン、若しくはゥンデカン等の炭 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-ジフエ-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 、。

[0066] 極性液体 64には、例えば、水、塩ィ匕カリウム、若しくは塩ィ匕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 、。

[0067] 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)や酸ィ匕亜鉛 (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。

[0068] 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。 [0069] 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。

[0070] リブ 66は、例えばエポキシ系やアクリル系の榭脂等のように、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ぐ典型的には高分子の榭 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 、不透明な部材により構成されるのが望ま 、。

[0071] 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)ている力 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 6 0—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。

[0072] 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。

[0073] 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 6 5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。

[0074] 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。

[0075] 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。

[0076] 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 ヽな 、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。 [0077] 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 平になつている必要はなぐ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 、。

[0078] 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。

[0079] 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〖こ接続しており、これらの電極は「ON」状態となって!/、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。

[0080] 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 つているために、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 、な 、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。

[0081] 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。

[0082] 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、形状等だけでなぐ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。

[0083] 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 5 6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。

[0084] 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。

[0085] 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 、る ( rOFFj状態)。

[0086] 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！、な！/、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。

[0087] 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!ヽて屈折され、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 V、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。

[0088] 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。従つ 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〖こ 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〖こ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!ヽ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。 [0089] 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。

[0090] 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。

[0091] 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 けでなぐ視差発生の有無も制御可能になる。

[0092] 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 ターンだけでなぐそれ以外であってもよぐ例えば、図 9に示されるパターンであって ちょい。

[0093] 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。

[0094] 図 11は、出射方向が制御されて 、な 、場合の視差発生の様子の例を示す模式図 である。

[0095] 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 1 31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 、る。

[0096] 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 12 4 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。

[0097] 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 る力 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 重なる方向力 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。

[0098] 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。

[0099] 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 1 2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、所定の大きさのスぺーサ 144乃至スぺーサ 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 3の B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!/、る。

[0100] 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

[0101] 図 12に示されるように、発光画素 141乃至発光画素 143がスぺーサ 144乃至スぺ 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。

[0102] 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 1 54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!/、る。

[0103] 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。

[0104] このような場合において、スぺ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 1Z2にする。例えば、表示部 22 が図 3の B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 1Z2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。

[0105] 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。

[0106] 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 6 3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 、な 、。

[0107] このようにすると、視差画像を見るユーザは、どの位置力 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。

[0108] 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。

[0109] 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つ てももちろんよい。

[0110] 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 た力 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 1ZNにする必要があ る。 [0111] 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。

[0112] 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。

[0113] 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、下側の端をしとする。また、各発光画素のサ ィズ（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。

[0114] 153H: { (7/2) A+ (1/2) Y}/X

153L: { (5/2)Α+ (1/2)Υ}/Χ

156H: { (7/2) Α— (1/2)Y}/X

156L: { (5/2) Α— (1/2)Y}/X

152H: { (1/2)Α+ (1/2)Υ}/Χ

152L:{-(1/2)A+ (1/2)Υ}/Χ

155H: { (1/2)Α- (1/2)Υ}/Χ

155L:{-(1/2)A- (1/2)Υ}/Χ

151Η:{-(5/2)Α+ (1/2)Υ}/Χ

151L:{-(7/2)A+ (1/2)Υ}/Χ

154Η:{-(5/2)Α- (1/2)Υ}/Χ

154L:{-(7/2)A- (1/2)Υ}/Χ

[0115] 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 1

56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 15

2Lは、それぞれ、光 152の上端と下端を示している。 [0116] 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 1 56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。

[0117] 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 、の度合 、はレンズ移動量 Yにより決まることになる。

[0118] 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 16の A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、光が届力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。

[0119] 図 16の Bは、図 16の A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く 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つている。また、上述した点線 1 56Lと実線 152Hが互 ヽに平行でな 、ため、視差発生部 12より離れれば離れるほど 、重なり合つ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 まつ。

[0120] 図 16の C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 300 m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。

[0121] 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。

[0122] 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、 150 0rpm、 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。

[0123] 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 ィ画素とのマッチングで決定される。例えば、エポキシ榭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カゝ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 S U-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、ソフトベータ工程を低温 (50°C)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 、ものが望まれる。

[0124] 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ゃシー ル接着剤タイプ等が上げられる。

[0125] 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、 濡れ性の関係カゝら極性液体 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 X 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。

[0126] 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榭脂で封止する。封止榭脂は、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。

[0127] なお、以上にぉ ヽては、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。

[0128] 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。

[0129] 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力 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 、ようになされて!、る。 [0130] 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。

[0131] 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。

[0132] 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。

[0133] 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力 それぞれ、互いに異なる 3方向に進むように 制御される。

[0134] 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。

[0135] 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。

[0136] 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 19 7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 、る。

[0137] 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 1Z3 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。

[0138] 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、下側の端をしとする。また、各発光画素のサ ィズを 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。

[0139] 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

[0140] 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 1Z3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。

[0141] 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、さらに視差数を増カロ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 させることがでさる。

[0142] 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、互いに異なつ 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。

[0143] 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 、し、各液体レンズ部 56同士で互!、に異なって 、てもよ 、。

[0144] 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。

[0145] 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。

[0146] 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 S 1にお ヽて、外部より視差画像の画像信号が供給されて!ヽな ヽと判定した場合 、ステップ S2の処理を省略し、処理をステップ S3に進める。

[0147] 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力否かを判定 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。

[0148] 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。

[0149] 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」が供給されたカゝ否かを判定し、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ょ 、。

[0150] 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。

[0151] 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力否かを判定する。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 発生させる力否かを判定する。

[0152] 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。

[0153] 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 S 24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。

[0154] また、ステップ S21にお 、て、外部より制御情報を取得して 、な 、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。

[0155] 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。

[0156] 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 ヽて、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。

[0157] 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。

[0158] 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 1 2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。

[0159] 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ぐ例えば、縦方向でも斜 め方向でもよい。

[0160] 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。

[0161] 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。

[0162] 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、半導体発光素子力も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群だけでなぐ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、エレクト口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。

[0163] 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。

[0164] 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 2 16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。

[0165] 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 、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。

[0166] 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 、) 立体表示を行うことができる。

[0167] 上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェア により実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、 そのソフトウェアを構成するプログラム力 専用のハードウェ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。

[0168] 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!ヽ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、ノ ス 304により相互に接 続されている。

[0169] 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、 CPU30 1は、処理の結果を出力部 312に出力する。

[0170] 入出力インタフェース 310に接続されている記憶部 313は、例えばノヽードディスク 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。

[0171] 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。

[0172] 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、光デイス 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

[0173] 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),DV D(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、ィ 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。

[0174] なお、本明細書にぉ 、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。

[0175] 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。

[0176] 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ぐ本 発明の要旨を逸脱しな 、範囲にぉ 、て種々の変更が可能である。

Claims

請求の範囲

[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、

屈折率が互!、に異なる、極性を有する極性液体と極性を有して!/ヽな ヽ無極性液 体の界面の形状によって、前記視差画像表示手段の互いに異なる複数の前記発光 画素の出射光の光路を制御する、 2次元状に配置された複数の液体レンズよりなる 光路制御手段と、

前記間隔を利用して、前記光路制御手段の各液体レンズの前記無極性液体の 位置を制御することによって、各液体レンズ力 各液体レンズを通過する複数の前記 出射光を、互いに異なる複数の方向に出射し、前記視差を発生させるようにする位 置制御手段と

を備えることを特徴とする表示装置。

[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!、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、

前記位置制御手段が、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] 前記光路制御手段の前記液体レンズは、

前記極性液体および前記無極性液体により、前記出射光の通過方向に 2層を形 成する液体部と、

前記出射光の通過方向に垂直な平面上に配置された複数の第 1の電極と、 複数の前記第 1の電極と、前記液体部の 2層を挟んで対向するように配置される 第 2の電極と、

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手段 と

を備え、 前記位置制御手段は、前記光路制御手段の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前記第 1の電極を選択することにより、前記無極性液 体の前記平面上の位置を制御する

請求項 1に記載の表示装置。

[11] 前記視差発生手段は、前記光路制御手段の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前記第 1の電極を選択することにより、前記無極性液 体の前記極性液体との前記界面の形状を制御する形状制御手段をさらに備える 請求項 10に記載の表示装置。

[12] 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、

屈折率が互いに異なる、極性を有する極性液体と極性を有して!/ヽな ヽ無極性液体 の界面の形状によって、前記発光画素の出射光の光路を制御する、 2次元状に配置 された複数の液体レンズの前記無極性液体の位置を前記間隔に応じて変動させ、 各液体レンズが、複数の前記出射光を、それぞれ互いに異なる複数の方向に出射し 、前記視差を発生させる

ステップを含む表示制御方法。

[13] 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、

屈折率が互いに異なる、極性を有する極性液体と極性を有して!/ヽな ヽ無極性液体 の界面の形状によって、前記発光画素の出射光の光路を制御する、 2次元状に配置 された複数の液体レンズの前記無極性液体の位置を前記間隔に応じて変動させ、 各液体レンズが、複数の前記出射光を、それぞれ互いに異なる複数の方向に出射し 、前記視差を発生させる

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。