WO2020170528A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2020170528A1
WO2020170528A1 PCT/JP2019/045328 JP2019045328W WO2020170528A1 WO 2020170528 A1 WO2020170528 A1 WO 2020170528A1 JP 2019045328 W JP2019045328 W JP 2019045328W WO 2020170528 A1 WO2020170528 A1 WO 2020170528A1
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image
display
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display device
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PCT/JP2019/045328
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Inventor
健夫 小糸
Original Assignee
株式会社ジャパンディスプレイ
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Publication date
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Definitions

  • the embodiment of the present invention relates to a display device.
  • the display device described above realizes stereoscopic viewing in the left-right direction (horizontal direction).
  • the display quality is significantly deteriorated.
  • the purpose of the present embodiment is to provide a display device capable of improving the display quality of a stereoscopic image in two directions, that is, a horizontal direction and a vertical direction.
  • a display unit having a plurality of sub-pixels arranged in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction, and a display unit that overlaps the display unit,
  • a light control unit that controls the emitted light beam, wherein each of the sub-pixels has a first width along the first direction and a second width along the second direction;
  • the width is n times the first width (n is a natural number of 2 or more), and the light control unit extends in an oblique direction different from both the first direction and the second direction, and extends in the first direction.
  • a display device having a tilt of approximately 45° is provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first configuration example of the display device 1 according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing a configuration example of the display panel 10 shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of the light control element 20 shown in FIG.
  • FIG. 4 is a plan view showing a configuration example of the light control element 20 shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second configuration example of the display device 1 in this embodiment.
  • FIG. 6 is a sectional view showing a third configuration example of the display device 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration example of the light control element 60.
  • FIG. 8 is a plan view showing a configuration example of the light control element 60.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the layout of the sub-pixels SP in a state in which the display unit DA is oriented horizontally.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the viewpoint on the virtual viewing plane VP and the observed sub-pixel SP.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of the layout of the sub-pixel SP in a state where the display unit DA is oriented vertically.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the movement of the line of sight of the observer.
  • FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the first display mode and the line of sight of the observer.
  • FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the second display mode and the line of sight of the observer.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining the tilt angle ⁇ 3 of the light control unit 100 with respect to the display unit DA.
  • FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the tilt angle ⁇ 3 of the light control unit 100 and moire.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining lateral observation.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining the vertical observation.
  • FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of the display system.
  • FIG. 20 is a flow chart for explaining the operation of the display device 1 according to the mode switching method 1.
  • FIG. 21 is a flow chart for explaining the operation of the display device 1 according to the mode switching method 2.
  • FIG. 22 is a flowchart for explaining the operation of the display device 1 according to the mode switching method 3.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first configuration example of the display device 1 according to this embodiment.
  • the first direction X and the second direction Y are orthogonal to each other, and the third direction Z is orthogonal to the first direction X and the second direction Y.
  • the first direction X and the second direction Y correspond to the directions parallel to the main surface of the substrate forming the display device 1, and the third direction Z corresponds to the thickness direction of the display device 1.
  • the direction from the first substrate 11 to the second substrate 12 is referred to as “upper side” (or simply upper side), and the direction from the second substrate 12 to the first substrate 11 is “lower side” (or Simply below).
  • the second member above the first member” and the “second member below the first member” are used, the second member may be in contact with the first member or may be separated from the first member. May be.
  • the display device 1 includes a display panel 10, a light control element 20, and a lighting device 30.
  • the display panel 10 is, for example, a liquid crystal panel.
  • the display panel 10 includes a first substrate 11 and a second substrate 12.
  • the second substrate 12 is located on the first substrate 11.
  • the light control element 20 is located on the display panel 10.
  • the light control element 20 includes a plurality of light control units, which will be described in detail later.
  • the light control element 20 is fixed to the display panel 10 with a transparent resin 40.
  • the lighting device 30 is located below the display panel 10.
  • the first polarizing plate 51 is adhered to the lower surface 11B of the first substrate 11.
  • the second polarizing plate 52 is adhered to the upper surface 20A of the light control element 20.
  • the second polarizing plate 52 may be adhered to the upper surface 12A of the second substrate 12 or the lower surface 20B of the light control element 20.
  • the light control element 20 may be located between the first polarizing plate 51 and the first substrate 11 or between the lighting device 30 and the first polarizing plate 51. Further, the light control element 20 may be built in the display panel 10.
  • the display panel 10 is not limited to a liquid crystal panel, and may be a self-luminous display panel having an organic electroluminescence display element, ⁇ LED, or the like, or an electronic paper type display panel having an electrophoretic element or the like.
  • the display panel 10 is, for example, a transmissive display panel that displays an image by selectively transmitting light from the back surface side of the first substrate 11.
  • the display panel 10 may be a reflective display panel that displays an image by selectively reflecting light from the front surface side of the second substrate 12, or has a transmissive display function and a reflective display function. It may be a display panel.
  • the lighting device 30 may be omitted, or the lighting device 30 may be located on the display panel 10.
  • the display panel 10 includes a display unit DA in a portion where the first substrate 11 and the second substrate 12 overlap each other in plan view.
  • the display unit DA includes a plurality of sub-pixels SP arranged in the first direction X and the second direction Y.
  • the display unit DA includes, as the sub-pixels SP, a red sub-pixel SPR that displays red, a green sub-pixel SPG that displays green, and a blue sub-pixel SPB that displays blue.
  • the red sub-pixel SPR is shown by a vertical line pattern parallel to the second direction Y
  • the green sub-pixel SPG is shown by a horizontal line pattern parallel to the first direction X
  • the blue sub-pixel SPB is shown by a lattice pattern. It shows with.
  • the color of the sub-pixel when not mentioned, it may be simply referred to as the sub-pixel SP.
  • the lateral direction is the first direction X and the longitudinal direction is the second direction Y. That is, when the short side direction of the display unit DA is horizontal and the long side direction of the display unit DA is vertical, the first direction X may be referred to as the horizontal direction, and the second direction Y is vertical. Sometimes called direction.
  • the plurality of sub-pixels SP arranged in the first direction X form a “row”, and the plurality of sub-pixels SP arranged in the second direction Y form a “column”.
  • the two sub-pixels SP adjacent to each other in the first direction X correspond to sub-pixels that display different colors.
  • the two sub-pixels SP that are adjacent to each other in the second direction Y correspond to sub-pixels that display the same color.
  • the red sub-pixel SPR, the green sub-pixel SPG, and the blue sub-pixel SPB are arranged in this order in the first direction X, and the sub-pixels SP of the same color are arranged in the second direction Y. I'm out.
  • the red sub-pixel SPR, the green sub-pixel SPG, and the blue sub-pixel SPB are each formed in a parallelogram, and are inclined at an angle ⁇ 1 of 4° or more and 16° or less with respect to the second direction Y. Further, the red sub-pixel SPR, the green sub-pixel SPG, and the blue sub-pixel SPB have the same dimensions, and have a first width WX along the first direction X and a first width WX along the second direction Y. And two widths WY. The second width WY is larger than the first width WX.
  • the first width WX corresponds to the pitch of the sub-pixels SP along the first direction X, and also corresponds to the pitch of the adjacent signal lines SL along the first direction X.
  • the second width WY corresponds to the pitch of the sub-pixels SP along the second direction Y, and also corresponds to the pitch of the adjacent scanning lines GL along the second direction Y.
  • the second width WY is n times the first width WX. is there.
  • n is a natural number of 2 or more. In the example shown in FIG. 2, n is 3. Therefore, the second width WY is about three times the first width WX.
  • the sub-pixels SP located in the odd-numbered rows LA are inclined in a different direction from the sub-pixels SP located in the even-numbered rows LB.
  • the angle formed by the sub-pixel SP located in the odd-numbered row LA and the second direction Y is the same as the angle formed by the sub-pixel SP located in the even-numbered row LB and the second direction Y.
  • the sub-pixels SP located in the odd-numbered rows LA are all tilted clockwise with respect to the second direction Y at an angle ⁇ 1.
  • each of the sub-pixels SP located in the even-numbered row LB is tilted counterclockwise at the angle ⁇ 1 with respect to the second direction Y.
  • the sub-pixels SP located in the odd-numbered row LA are tilted counterclockwise with respect to the second direction Y at an angle ⁇ 1
  • the sub-pixels SP located in the even-numbered row LB are clockwise in the second direction Y. It may be inclined at an angle ⁇ 1.
  • FIG. 3 is a sectional view showing a configuration example of the light control element 20 shown in FIG.
  • the light control element 20 includes a base material 21 and a plurality of light regulating bodies 22.
  • the base material 21 is a transparent substrate such as glass or resin.
  • the light regulator 22 limits the light rays that pass through itself, and functions as a light controller.
  • the light restrictor 22 includes, for example, a light shield 23 that overlaps a plurality of sub-pixels SP arranged in the first direction X, and an opening 24 that overlaps at least one sub-pixel SP.
  • the plurality of light shields 23 are arranged in the first direction X at intervals corresponding to the width of the opening 24.
  • the light shield 23 preferably has an optical density (OD value) of 3 or more.
  • the light shield 23 may be a light absorber or a light reflector.
  • the light shield 23 may be formed of a metal material such as a compound containing chromium, molybdenum, or silver, or may be formed of a black resin material.
  • an emulsion mask is used as the light regulator 22.
  • the light shield 23 has a width W23, and the opening 24 has a width W24. It should be noted that the width W23 and the width W24 are both lengths along the first direction X.
  • the width W22 of one light regulating body 22 or the pitch of the light regulating bodies 22 arranged in the first direction X corresponds to the sum of the width W23 and the width W24.
  • Width W23 is greater than width W24.
  • the two light restrictors 22 arranged in the first direction X are superimposed on the 23 sub-pixels SP.
  • the openings 24 adjacent to each other in the first direction X overlap the sub-pixels SP of different colors. For example, the opening 24 located on the left side of FIG. 3 overlaps the red sub-pixel SPR, and the opening 24 located on the right side of FIG. 3 overlaps the blue sub-pixel SPB.
  • the width W24 is larger than the first width WX of the sub-pixel SP, but it is not limited to this example.
  • the width W24 may be equal to the first width WX, or the width W24 may be smaller than the first width WX.
  • the width W24 is smaller than the first width WX, the number of light rays that pass through the opening 24 can be reduced, and the resolution of a visually recognized image can be improved.
  • the width W24 is substantially equal to the first width WX for at least one sub-pixel.
  • one opening 24 may be overlapped with a plurality of sub-pixels SP.
  • FIG. 4 is a plan view showing a configuration example of the light control element 20 shown in FIG.
  • the plurality of light restrictors 22 are arranged in the first direction X.
  • the light shield 23 and the opening 24 that form the light restrictor 22 extend in an oblique direction different from the first direction X and the second direction Y.
  • Each of the light shields 23 has a pair of edges E23 arranged in the first direction X.
  • the pair of edges E23 are parallel to each other.
  • the openings 24 are located between the edges E23 of the light shields 23 that are adjacent to each other in the first direction X and that face each other.
  • the light restricting body 22 is superposed on the display unit DA shown in FIG. 2 and linearly extends over the sub-pixels SP located in the odd-numbered rows LA and the sub-pixels SP located in the even-numbered rows LB. There is.
  • Each of the light restricting body 22, the light blocking body 23, and the opening 24 is inclined at an angle ⁇ 2 with respect to the second direction Y.
  • the angle ⁇ 2 is smaller than the angle ⁇ 1.
  • the extending direction of each of the light restricting body 22, the light shielding body 23, and the opening 24 can be defined as the extending direction of the edge E23.
  • the edge E23 is inclined at an angle ⁇ 2 with respect to the second direction Y.
  • the edge E23 is inclined with respect to the first direction X at an angle ⁇ 3.
  • This angle ⁇ 3 is set to an angle at which the image displayed on the display unit DA can be stereoscopically viewed in two directions orthogonal to each other, that is, the first direction X and the second direction Y, and is approximately 45°.
  • the angle ⁇ 3 may be a clockwise angle with respect to the first direction X, or may be a counterclockwise angle with respect to the first direction X.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second configuration example of the display device 1 in this embodiment.
  • the display device 1 shown in FIG. 5 includes a light control element 60 different from the display device 1 shown in FIG.
  • the light control element 60 includes a plurality of lenses 61.
  • the light control element 60 has a lens surface 60A and a flat surface 60B.
  • the light control element 60 is arranged so that its plane 60B faces the display panel 10.
  • the light control element 60 is fixed by the transparent resin 40 between the flat surface 60B and the second polarizing plate 52.
  • the second polarizing plate 52 is adhered to the upper surface 12A of the second substrate 12. Details of the light control element 60 will be described later.
  • FIG. 6 is a sectional view showing a third configuration example of the display device 1 according to the present embodiment.
  • the display device 1 shown in FIG. 6 is different from the display device 1 shown in FIG. 5 in the position of the light control element 60. That is, the lens surface 60A of the light control element 60 is in contact with the second substrate 12.
  • the light control element 60 is preferably fixed to the outer periphery of the display panel 10.
  • the second polarizing plate 52 is adhered to the flat surface 60B of the light control element 60. Details of the light control element 60 will be described later.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration example of the light control element 60.
  • the light control element 60 including the plurality of lenses 61 is formed of transparent glass or resin.
  • the lens 61 functions as a light control unit.
  • the lens 61 is superimposed on the plurality of sub-pixels SP arranged in the first direction X.
  • the illustrated sub-pixel SP is included in the display panel 10 illustrated in FIG.
  • the lens 61 has a width W61 along the first direction X. In one example, the two lenses 61 arranged in the first direction X are superimposed on the 23 sub-pixels SP.
  • the plane 60B of the light control element 60 faces the sub-pixel SP, but as in the third configuration example shown in FIG. It may be opposed to the pixel SP.
  • FIG. 8 is a plan view showing a configuration example of the light control element 60.
  • the light control element 60 shown here is applicable to both the second configuration example shown in FIG. 5 and the third configuration example shown in FIG.
  • the plurality of lenses 61 are arranged in the first direction X.
  • the lens 61 extends in a direction different from the first direction X and the second direction Y.
  • Each of the lenses 61 has a pair of edges E61 arranged in the first direction X. The pair of edges E61 are parallel to each other.
  • the lens 61 is superposed on the display unit DA shown in FIG. 2 and linearly extends over the sub-pixel SP located in the odd-numbered row LA and the sub-pixel SP located in the even-numbered row LB.
  • the lens 61 is inclined at an angle ⁇ 2 with respect to the second direction Y, as in the first configuration example.
  • the extending direction of the lens 61 can be defined as the extending direction of the edge E61.
  • the edge E61 is inclined at an angle ⁇ 3 with respect to the first direction X.
  • the light control unit 100 controls light rays emitted from each of the sub-pixels SP.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the layout of the sub-pixel SP in a state in which the display unit DA is in the horizontal direction.
  • “Lateral” means a state in which the first direction X of the display unit DA is vertical and the second direction Y is horizontal, and is a state of being rotated 90 degrees from the state of FIG.
  • the display unit DA includes a pixel group G surrounded by a thick line in the figure.
  • the pixel group G includes a plurality of subpixels SP for displaying an L viewpoint image.
  • L is a natural number of 2 or more.
  • the sub-pixel SP is formed in a rectangular shape having a long side along the second direction Y.
  • the sub-pixel SP may be formed in another shape.
  • the viewpoint described here which will be described later with reference to FIG. 11, indicates the observation positions arranged in order in the counterclockwise direction on the observation plane VP.
  • the number written in each sub-pixel SP indicates the viewpoint number.
  • the plurality of sub-pixels SP are arranged in a matrix in the first direction X and the second direction Y.
  • two, five, seven, ten, twelve, or thirteen subpixels SP are arranged along the first direction X, and five subpixels are arranged along the second direction Y. SPs are lined up.
  • one light control unit 100 arranged in the second direction Y is superposed on one pixel group G.
  • the light control unit 100 is inclined at an angle ⁇ 3 with respect to the first direction X.
  • the angle ⁇ 3 will be described later in detail with reference to FIGS. 15 and 16.
  • the pitch P of the adjacent light control units 100 is substantially the same as the width 100W of the light control units 100 along the second direction Y.
  • the red sub-pixel SPR, the green sub-pixel SPG, and the blue sub-pixel SPB have substantially the same second width WY.
  • the red sub-pixel SPR, the green sub-pixel SPG, and the blue sub-pixel SPB may not all have the same width along the second direction Y.
  • the second width WY is the average value of the widths of the red sub-pixel SPR, the green sub-pixel SPG, and the blue sub-pixel SPB along the second direction Y (or in the display unit DA. It is defined as an average value of widths of all the sub-pixels SP arranged in the second direction Y along the second direction Y).
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the viewpoint on the virtual observation plane VP and the observed sub-pixel SP.
  • FIG. 10 corresponds to a diagram showing the relationship between the light control unit 100 and each sub-pixel SP of the pixel group G.
  • L is 25 as described above, and there are 25 viewpoints “1” to “25” on the observation plane VP, and the sight lines V1 to V251 respectively corresponding to these viewpoints “1” to “25”. Exists.
  • FIG. 10 representative viewpoints “1”, “6”,... “21” are shown, and the line of sight V1, respectively corresponding to these viewpoints “1”, “6”,. V6,... V21 are shown.
  • the sight lines V1, V6,... V21 can be regarded as light rays regulated by the light control unit 100.
  • the lines of sight V1, V6,... V21 are respectively the viewpoints "1", “6",... “21” and the first line when the eyes of the observer are positioned at the respective viewpoints of the observation plane VP. It is a line segment connecting each of the sub-pixels SP of a1.
  • viewpoints “2” to “5” exist between the viewpoints “1” and “6” on the observation plane VP.
  • lines of sight V2 to V5 exist between the lines of sight V1 and V6.
  • the line of sight V2 is a line segment that connects the viewpoint “2” and the sub-pixel SP marked “2” in the fourth row a4.
  • the line of sight V3 is a line segment that connects the viewpoint "3" and the sub-pixel SP marked "3” in the second row a2.
  • the line of sight V4 is a line segment that connects the viewpoint "4" and the sub-pixel SP marked "4" in the fifth row a5.
  • the line of sight V5 is a line segment that connects the viewpoint "5" and the sub-pixel SP marked "5" in the third row a3.
  • the sub-pixel SP observed from the viewpoint represented by (5c-4) is arranged in the first row a1.
  • c is an integer of 1 or more.
  • the sub-pixel SP observed from the viewpoint represented by (5c-2) is arranged in the second row a2.
  • the sub-pixel SP observed from the viewpoint represented by (5c-2) is arranged in the third row a3.
  • sub-pixels SP with the same numbers are corresponding to sub-pixels observed from the same viewpoint.
  • the pixel group G includes a total of 25 sub-pixels SP in 5 rows that are continuously arranged in the first direction X. These 25 sub-pixels SP are observed from 25 different viewpoints.
  • the first row a1, the sixth row a6, and the eleventh row a11 include subpixels SP that are similarly arranged.
  • Each of the sub-pixels SP in the first row a1, the sixth row a6, and the eleventh row a11 displays an image corresponding to the viewpoint represented by (5c-4) in the pixel group G.
  • the second row a2, the seventh row a7, and the twelfth row a12 include subpixels SP that are similarly arranged.
  • Each of the sub-pixels SP in the second row a2, the seventh row a7, and the twelfth row a12 displays an image corresponding to the viewpoint represented by (5c-2) in the pixel group G.
  • the third row a3, the eighth row a8, and the thirteenth row a13 include subpixels SP that are similarly arranged.
  • Each of the sub-pixels SP in the third row a3, the eighth row a8, and the thirteenth row a13 displays an image corresponding to the viewpoint represented by 5c in the pixel group G.
  • the subpixels SP for three consecutive rows include any one of the red subpixel SPR, the green subpixel SPG, and the blue subpixel SPB observed at the same viewpoint. Further, in order to realize color display from the same viewpoint, the continuous 9 rows of subpixels SP include all of the red subpixel SPR, the green subpixel SPG, and the blue subpixel SPB.
  • the first color sub-pixels observed from the same viewpoint are included in the first row a1 to the fifth row a5, and the second color sub-pixels different from the first color are the sixth row a6.
  • sub-pixels of the third color different from the first color and the second color are included in the eleventh row a11 to the fifteenth row a15.
  • the red subpixel SPR is included in the first row a1
  • the blue subpixel SPB is included in the sixth row a6
  • the green subpixel SPG is included in the eleventh row a11. Is included.
  • the red sub-pixel SPR, the green sub-pixel SPG, and the blue sub-pixel SPB that display images of the same viewpoint are arranged in a direction in which the edge 100E of the light control unit 100 extends.
  • the plurality of sub-pixels SP arranged in the second direction Y display an image when observed from the corresponding viewpoint.
  • An observer located on the observation surface VP can visually recognize the sub-pixel SP through any of the lines of sight V1 to V25 when observing the display unit DA via the light control unit 100.
  • the right eye and the left eye of the observer have different viewpoints on the observation plane VP. Therefore, the observer can recognize the parallax by observing different images from a plurality of viewpoints, and obtain a stereoscopic effect of the image. Further, when the observer changes the viewpoint along the observation plane VP, it is possible to observe images corresponding to each of the 25 viewpoints, and a more natural stereoscopic effect can be obtained.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of the layout of the sub-pixel SP in a state where the display unit DA is oriented vertically.
  • the “vertical direction” is a state in which the first direction X of the display unit DA is horizontal and the second direction Y is vertical as in the example of FIG.
  • the light control unit 100 is inclined at an angle ⁇ 3 with respect to the first direction X.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the movement of the line of sight of the observer.
  • FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the first display mode and the line of sight of the observer.
  • FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the second display mode and the line of sight of the observer.
  • the display device 1 has a first display mode and a second display mode as modes for displaying a stereoscopic image as shown in FIG.
  • first display mode as shown in FIG. 13
  • second display mode a stereoscopic image having a vertical motion parallax can be observed regardless of whether the face of the observer's face with respect to the display unit DA is front or side.
  • This second display mode is also referred to as "vertical mode”.
  • the first image is an image for horizontal observation that matches the movement of the line of sight of the observer in the left-right direction (XX′ direction), and the information of each pixel corresponding to the left side and the right side of the image is detailed.
  • the second image is an image for vertical observation in accordance with the movement of the observer's vertical line of sight (the YY' direction), and the information of each pixel corresponding to the upper side and the right side of the image is detailed. There is.
  • the first image and the second image have different information on each pixel corresponding to the upper, lower, left, and right sides of the image that are greatly affected by the line of sight.
  • the information of each pixel corresponding to the central portion of the image that is not so much affected by the line of sight is substantially the same.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining the tilt angle ⁇ 3 of the light control unit 100 with respect to the display unit DA.
  • FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the tilt angle ⁇ 3 of the light control unit 100 and moire.
  • sub-pixels SP of different colors are arranged in the first direction X of the display unit DA, and sub-pixels SP of the same color are arranged in the second direction Y of the display unit DA.
  • the tilt angle ⁇ 3 of the light control unit 100 is set to an angle at which the image displayed on the display unit DA can be stereoscopically viewed in two directions orthogonal to each other, that is, the first direction X and the second direction Y, and is approximately 45°. .. Note that, in the example of FIG. 15, the inclination of the light control unit 100 is leftwardly downward, but it may be rightwardly downward.
  • the sub-pixels SP are arranged in a matrix in the first direction X and the second direction Y, and moire may occur in the image depending on the inclination angle ⁇ 3 of the light control unit 100.
  • the example of FIG. 16 shows the result of measuring the state of moire by changing the angle ⁇ 3 at the ratio of the number of “horizontal” pixels and the number of “vertical” sub-pixels.
  • the notation "x” indicates that the moire is clearly visible and that it is NG.
  • the notation " ⁇ -” indicates that the moire looks light, but it is OK.
  • the notation “ ⁇ ” indicates that the moire is hard to see and that it is OK.
  • the following formula (1) can be obtained from the ratio of the number of "horizontal” pixels to the number of "vertical” sub-pixels when the moire looks thin or is difficult to see.
  • ⁇ 3 arctan (nm/k) (1)
  • n is the number of sub-pixels forming one pixel
  • m is a natural number of 1 or more.
  • k is a prime number, and 13 or less is desirable. That is, k corresponds to the number of "vertical" sub-pixels when the moire looks thin in the example of FIG. 16 or the moire is hard to see, and is 5, 7, 11, and 13.
  • the light control unit 100 if the light control unit 100 is tilted at the angle ⁇ 3 that satisfies the above expression (1), the occurrence of moire can be suppressed. Therefore, it is preferable that the angle satisfy the above expression (1) before and after the angle of 45° at which the image can be viewed stereoscopically in two directions orthogonal to each other.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining lateral observation.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining the vertical observation.
  • horizontal observation a case where an image is observed with respect to both eyes of an observer at an angle in which the long side direction of the sub-pixel SP is close to the horizontal direction.
  • vertical observation refers to a case where an image is observed with respect to both eyes of an observer at an angle in which the long side direction of the sub-pixel SP is close to the vertical direction.
  • FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of the display system.
  • the display system 200 includes the display device 1, a control device 201, and a storage device 202.
  • the display device 1 has a display unit DA having a plurality of sub-pixels SP arranged in the first direction and the second direction, and the display unit DA is superposed on the display unit DA and emitted from each sub-pixel SP.
  • a light control unit 100 for controlling the light rays.
  • the light control unit 100 extends in an oblique direction different from both the first direction X and the second direction Y and has an inclination of approximately 45° with respect to the first direction X.
  • the control device 201 is composed of, for example, a CPU, and reads the program stored in the storage device 202 to control the display operation of the display device 1 according to the procedure described in the program.
  • the control device 201 has a mode switching unit 204, an image generation unit 205, and a display processing unit 206 as functional units related to the display of stereoscopic images.
  • the mode switching unit 204 switches between the first display mode (horizontal mode) and the second display mode (vertical mode) described above. More specifically, the mode switching unit 204 uses at least one of the physical button 301, the tracking system 302, and the tilt detection unit 303 to perform the first display mode (horizontal mode) and the second display mode (vertical mode). Switch to and.
  • the physical button 301 is an operation button for switching between the first display mode and the second display mode according to an explicit instruction of the observer, and is provided, for example, at an arbitrary position of the display device 1.
  • the mode switching unit 204 switches to the first display mode or the second display mode according to the operation of the physical button 301.
  • one physical button 301 is operated to switch between the first display mode and the second display mode, but the configuration is not limited to this.
  • two physical buttons may be used to switch between the first display mode and the second display mode.
  • the button structure may be of a push type, a slide type, or a rotary type.
  • the tracking system 302 includes, for example, at least one of eye tracking and head tracking.
  • Eye tracking is for detecting the movement of the line of sight of an observer using, for example, an infrared sensor.
  • Head tracking is for detecting the movement of the observer's head as the movement of the line of sight using, for example, a VR (virtual reality) headset.
  • the mode switching unit 204 switches to the first display mode or the second display mode according to the movement of the line of sight or the movement of the head of the observer detected by the tracking system 302.
  • the tilt detection unit 303 detects the tilt of the display unit DA of the display device 1 using, for example, a gyro sensor.
  • the gyro sensor is built in the display device 1 and outputs an electric signal according to the inclination of the display unit DA of the display device 1.
  • the mode switching unit 204 performs the first display when the tilt detection unit 303 detects that the first direction X of the display unit DA is tilted in the vertical state and the second direction Y is tilted in a state close to the horizontal direction. Switch to mode.
  • the mode switching unit 204 detects that the tilt detection unit 303 detects that the first direction X of the display unit DA is in the horizontal state and the second direction Y of the display unit DA is in the state close to the vertical direction. Switch to display mode.
  • the image generation unit 205 generates the first image or the second image according to the display mode switched by the mode switching unit 204.
  • the first image is an image for lateral observation that is used in the first display mode and matches the movement of the line of sight of the observer in the left-right direction.
  • the second image is used for the second display mode and is an image for vertical observation that matches the movement of the vertical line of sight of the observer.
  • the display processing unit 206 performs a process for displaying the first image or the second image generated by the image generation unit 205 on the display unit DA of the display device 1.
  • the storage device 202 includes a program executed by the control device (CPU) 201, and stores various kinds of information necessary for the processing operation of the control device 201.
  • the programs include a program (hereinafter, referred to as a display control program) for executing processing operations shown in each flowchart described later, and the like.
  • a part or all of the mode switching unit 204, the image generation unit 205, and the display processing unit 206 are realized by causing the control device 201 to execute a display control program.
  • This display control program may be stored in a computer-readable recording medium and distributed, or may be downloaded to the control device 1 through a network.
  • part or all of the mode switching unit 204, the image generation unit 205, and the display processing unit 206 may be realized by hardware such as an IC (Integrated Circuit), or realized as a combination configuration of the software and hardware. May be done.
  • control device 201 and the storage device 202 are provided independently of the display device 1, but the display device 1 may include the control device 201 and the storage device 202.
  • the control device 201 side generates an image according to the display mode, and the display device 1 acquires this image from the control device 201 and displays the image on the display unit. Display on DA.
  • the control device 201 and the storage device 202 are provided in the display device 1, an image according to the display mode is generated in the display device 1 and the image is displayed on the display unit DA.
  • the operation of the display device 1 will be described separately for three mode switching methods 1 to 3.
  • the processing shown by the following flowcharts is executed by the control device 201, which is a computer, reading a program.
  • the control device 201 may be provided independently of the display device 1 or may be incorporated in the display device 1.
  • Mode switching method 1 is a method using the physical button 301.
  • the orientation of the display unit DA of the display device 1 may be horizontal or vertical. If the display unit DA is in the horizontal state, the usage is as described with reference to FIGS. 13 and 14.
  • FIG. 20 is a flowchart for explaining the operation of the display device 1 according to the mode switching method 1.
  • the control device 201 detects the signal a or the signal b generated when the physical button 301 is operated (step S11).
  • the signal a is a signal for setting the first display mode.
  • the signal b is a signal for setting the second display mode.
  • the signal a and the signal b are selectively input to the control device 201 according to the operation of the physical button 301.
  • the control device 201 switches the current display mode to the first display mode (step S13).
  • the control device 201 generates a first image for lateral observation that matches the movement of the line of sight of the observer in the left-right direction (step S14).
  • the control device 201 displays this first image on the display unit DA of the display device 1 (step S15).
  • the control device 201 switches the current display mode to the second display mode (step S16).
  • the control device 201 generates a second image for vertical observation that matches the movement of the vertical line of sight of the observer (step S17).
  • the control device 201 displays this second image on the display unit DA of the display device 1 (step S18).
  • the first display mode the first image for horizontal observation is displayed on the display unit DA. Accordingly, by moving the line of sight of the observer in the left-right direction, a high-quality stereoscopic image can be observed.
  • the second display mode the second image for vertical observation is displayed on the display unit DA. Thus, by moving the line of sight of the observer in the vertical direction, a high-quality stereoscopic image can be observed.
  • Mode switching method 2 is a method using the tracking system 302. Similar to the mode switching method 1, the display unit DA of the display device 1 may be oriented horizontally or vertically. If the display unit DA is in the horizontal state, the usage is as described with reference to FIGS. 13 and 14.
  • FIG. 21 is a flowchart for explaining the operation of the display device 1 according to the mode switching method 2.
  • the control device 201 detects the line of sight or the movement of the face of the observer through the tracking system 302 (step S21). It should be noted that methods of detecting the line of sight of the observer (eye tracking) and detecting the movement of the face of the observer (head tracking) are known, and therefore detailed description thereof will be omitted here.
  • the control device 201 sets the current display mode to the first display mode.
  • the display mode is switched to 1 (step S23).
  • the detection time is allowed to have a certain time width, and the mode is switched to the first display mode when it is detected that the line of sight or face of the observer has moved in the left-right direction with respect to the display unit DA for a predetermined time or more. It is preferable.
  • the control device 201 In the first display mode, the control device 201 generates a first image for lateral observation that matches the movement of the line of sight of the observer in the horizontal direction (step S24).
  • the control device 201 displays the first image on the display unit DA of the display device 1 (step S25).
  • the control device 201 determines that the current display mode Is switched to the second display mode (step S26).
  • the detection time is allowed to have a certain time width so that the line of sight or face of the observer moves vertically with respect to the display unit DA for a certain time or more. It is preferable to switch to the second display mode when a moving state is detected.
  • the control device 201 In the second display mode, the control device 201 generates a second image for vertical observation that matches the movement of the vertical line of sight of the observer (step S27).
  • the control device 201 displays the second image on the display unit DA of the display device 1 (step S28).
  • the first display mode or the second display mode can be switched according to the line of sight or the movement of the face of the observer. Therefore, even if the observer is not particularly aware, a high-quality stereoscopic image can be observed by moving the line of sight or the face in the horizontal direction or the vertical direction.
  • Mode switching method 3 is a method using the tilt detection unit 303. Unlike the mode switching method 1 and the mode switching method 2, the display mode is switched depending on the inclination of the display unit DA of the display device 1.
  • FIG. 22 is a flowchart for explaining the operation of the display device 1 according to the mode switching method 3.
  • the control device 201 detects the tilt of the display unit DA of the display device 1 through the tilt detection unit 303 (step S31).
  • the tilt detection unit 303 uses, for example, a gyro sensor, but a method of tilt detection using the gyro sensor is known, and therefore a detailed description thereof will be omitted here.
  • the control device 201 switches the current display mode to the first display mode (step S33).
  • the state in which the display unit DA is in the horizontal direction means that the first direction X of the display unit DA is close to the vertical direction and the second direction Y is close to the horizontal direction as in the example of FIG. 9.
  • the control device 201 In the first display mode, the control device 201 generates a first image for lateral observation that matches the movement of the line of sight of the observer in the horizontal direction (step S34). The control device 201 displays the first image on the display unit DA of the display device 1 (step S35).
  • the control device 201 switches the current display mode to the first display mode (step S36).
  • the vertical state of the display unit DA means that the first direction X of the display unit DA is close to the horizontal direction and the second direction Y is close to the vertical direction as in the example of FIG. 11. ..
  • the detection time is allowed to have a certain time width, and the second display mode is performed when it is detected that the display unit DA is in the vertical state for a certain time or more. It is preferable to switch to.
  • the control device 201 In the second display mode, the control device 201 generates a second image for vertical observation that matches the movement of the vertical line of sight of the observer (step S37). The control device 201 displays this second image on the display unit DA of the display device 1 (step S38).
  • the first display mode can be switched when the display unit DA is tilted horizontally
  • the second display mode can be switched when the display unit DA is tilted vertically. Since the first image for horizontal observation is displayed in the first display mode, a high-quality stereoscopic image can be observed by moving the line of sight in the horizontal direction (horizontal direction) of the horizontally oriented display unit DA. Since the second image for vertical observation is displayed in the second display mode, a high-quality stereoscopic image can be observed by moving the line of sight in the vertical direction (vertical direction) of the display unit DA in the vertically oriented state. ..
  • the above-mentioned mode switching methods 1 to 3 can be arbitrarily selected, for example, by a selection operation on a menu screen or a button operation.
  • the mode switching method 1 When observing a stereoscopic image in two directions by button operation, the mode switching method 1 may be selected.
  • the mode switching method 2 When the two-dimensional stereoscopic image is observed by the line of sight or the movement of the head, the mode switching method 2 may be selected.
  • the mode switching method 3 may be selected.
  • the display device capable of improving the display quality of the stereoscopic image in the two directions of the horizontal direction and the vertical direction.
  • L is not limited to 25, n is not limited to 3, and m is not limited to 2.
  • L may be greater than 25 or less than 25.
  • m may be greater than 2.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments themselves, and constituent elements can be modified and embodied at the stage of carrying out the invention without departing from the spirit thereof. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in each embodiment. For example, some constituent elements may be deleted from all the constituent elements shown in each embodiment. Furthermore, the constituent elements of different embodiments may be combined appropriately.

Abstract

本実施形態の目的は、左右方向と上下方向の２方向に対する立体画像の表示品位を改善する。　本実施形態の表示装置は、第１方向、及び、前記第１方向に対して直交する第２方向に並んだ複数の副画素を有する表示部と、前記表示部に重畳し、前記各副画素から出射される光線を制御する光制御部とを備え、前記各副画素は、前記第１方向に沿った第１幅と、前記第２方向に沿った第２幅とを有し、前記第２幅は前記第１幅のｎ倍（ｎは２以上の自然数）であり、前記光制御部は、前記第１方向及び前記第２方向のいずれとも異なる斜め方向に延出し、前記第１方向に対して概略４５°の傾きを有する。

Description

表示装置
　本発明の実施形態は、表示装置に関する。
　近年、裸眼で立体視を可能とする多眼方式の表示装置が種々提案されている。このような表示装置においては、より自然な立体視を可能とすることが求められている。一例では、サブピクセル群を含む表示装置に重なった光線制御素子が第１方向とａｒｃｔａｎ（１／３）をなす方向に沿って所定の周期で光学特性が変化している技術が知られている。その他、レンズ素子がａｒｃｔａｎ（１／１２）、ａｒｃｔａｎ（１／１５）、ａｒｃｔａｎ（１／１６）にそれぞれ傾斜している技術も開示されている。
特開２０１３－２３１７４５号公報 特開２０１４－１６７４９３号公報
　上述した表示装置では、左右方向（水平方向）に対する立体視を実現するものである。上下方向（垂直方向）から画像を観察した場合に、著しく表示品位が低下してしまう。
　本実施形態の目的は、左右方向と上下方向の２方向に対する立体画像の表示品位を改善することが可能な表示装置を提供することにある。
　本実施形態によれば、第１方向、及び、前記第１方向に対して直交する第２方向に並んだ複数の副画素を有する表示部と、前記表示部に重畳し、前記各副画素から出射される光線を制御する光制御部とを備え、前記各副画素は、前記第１方向に沿った第１幅と、前記第２方向に沿った第２幅とを有し、前記第２幅は前記第１幅のｎ倍（ｎは２以上の自然数）であり、前記光制御部は、前記第１方向及び前記第２方向のいずれとも異なる斜め方向に延出し、前記第１方向に対して概略４５°の傾きを有する、表示装置が提供される。
　本実施形態によれば、左右方向と上下方向の２方向に対する立体画像の表示品位を改善することができる。
図１は、本実施形態における表示装置１の第１構成例を示す断面図である。 図２は、図１に示した表示パネル１０の一構成例を示す平面図である。 図３は、図１に示した光制御素子２０の一構成例を示す断面図である。 図４は、図３に示した光制御素子２０の一構成例を示す平面図である。 図５は、本実施形態における表示装置１の第２構成例を示す断面図である。 図６は、本実施形態における表示装置１の第３構成例を示す断面図である。 図７は、光制御素子６０の一構成例を示す断面図である。 図８は、光制御素子６０の一構成例を示す平面図である。 図９は、表示部ＤＡを横向きにした状態における副画素ＳＰのレイアウトの一例を示す図である。 図１０は、仮想の観察面ＶＰにおける視点と、観察される副画素ＳＰとの関係を示す図である。 図１１は、表示部ＤＡを縦向きにした状態における副画素ＳＰのレイアウトの一例を示す図である。 図１２は、観察者の視線の動きを説明するための図である。 図１３は、第１の表示モードと観察者の視線との関係を示す図である。 図１４は、第２の表示モードと観察者の視線との関係を示す図である。 図１５は、表示部ＤＡに対する光制御部１００の傾き角度θ３を説明するための図である。 図１６は、光制御部１００の傾き角度θ３とモアレとの関係を示す図である。 図１７は、横観察を説明するための図である。 図１８は、縦観察を説明するための図である。 図１９は、表示システムの構成を示すブロック図である。 図２０は、モード切替え方法１による表示装置１の動作を説明するためのフローチャートである。 図２１は、モード切替え方法２による表示装置１の動作を説明するためのフローチャートである。 図２２は、モード切替え方法３による表示装置１の動作を説明するためのフローチャートである。
　以下、いくつかの実施形態について、図面を参照しながら説明する。
　なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
　　≪第１構成例≫　
　図１は、本実施形態における表示装置１の第１構成例を示す断面図である。図中において、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは互いに直交し、第３方向Ｚは第１方向Ｘ及び第２方向Ｙと直交している。第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは、表示装置１を構成する基板の主面と平行な方向に相当し、第３方向Ｚは、表示装置１の厚さ方向に相当する。
　本明細書において、第１基板１１から第２基板１２に向かう方向を「上側」（あるいは、単に上）と称し、第２基板１２から第１基板１１に向かう方向を「下側」（あるいは、単に下）と称する。「第１部材の上の第２部材」及び「第１部材の下の第２部材」とした場合、第２部材は、第１部材に接していてもよいし、第１部材から離間していてもよい。また、第３方向Ｚを示す矢印の先端側に表示装置１を観察する観察位置があるものとし、この観察位置から、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙによって規定されるＸ－Ｙ平面に向かって観察することを平面視という。
　表示装置１は、表示パネル１０と、光制御素子２０と、照明装置３０と、を備えている。表示パネル１０は、例えば液晶パネルである。表示パネル１０は、第１基板１１及び第２基板１２を備えている。第２基板１２は、第１基板１１の上に位置している。光制御素子２０は、表示パネル１０の上に位置している。光制御素子２０は、後に詳述するが、複数の光制御部を備えている。光制御素子２０は、透明樹脂４０により表示パネル１０に固定されている。照明装置３０は、表示パネル１０の下に位置している。第１偏光板５１は、第１基板１１の下面１１Ｂに接着されている。第２偏光板５２は、光制御素子２０の上面２０Ａに接着されている。
　第２偏光板５２は、第２基板１２の上面１２Ａに接着されてもよいし、光制御素子２０の下面２０Ｂに接着されてもよい。また、光制御素子２０は、第１偏光板５１と第１基板１１との間、または、照明装置３０と第１偏光板５１との間に位置していてもよい。また、光制御素子２０は、表示パネル１０に内蔵されていてもよい。
　なお、表示パネル１０は、液晶パネルに限らず、有機エレクトロルミネッセンス表示素子やμＬＥＤ等を有する自発光型の表示パネル、電気泳動素子等を有する電子ペーパ型の表示パネルであってもよい。
　表示パネル１０は、例えば、第１基板１１の背面側からの光を選択的に透過させることで画像を表示する透過型の表示パネルである。なお、表示パネル１０は、第２基板１２の前面側からの光を選択的に反射させることで画像を表示する反射型の表示パネルであってもよいし、透過表示機能及び反射表示機能を備える表示パネルであってもよい。表示パネル１０が反射型の表示パネルである場合、照明装置３０が省略されてもよいし、照明装置３０が表示パネル１０の上に位置していてもよい。
　図２は、図１に示した表示パネル１０の一構成例を示す平面図である。表示パネル１０は、平面視で第１基板１１及び第２基板１２が重畳する部分に表示部ＤＡを備えている。表示部ＤＡは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに並んだ複数の副画素ＳＰを備えている。一例では、表示部ＤＡは、副画素ＳＰとして、赤色を表示する赤副画素ＳＰＲと、緑色を表示する緑副画素ＳＰＧと、青色を表示する青副画素ＳＰＢと、を備えている。
　図２においては、赤副画素ＳＰＲは第２方向Ｙに平行な縦線のパターンで示し、緑副画素ＳＰＧは第１方向Ｘに平行な横線のパターンで示し、青副画素ＳＰＢは格子のパターンで示している。なお、以下の説明において、副画素の色について言及しない場合には、単に副画素ＳＰと称して説明する場合がある。
　また、表示部ＤＡのＸ－Ｙ平面が長方形状としたとき、短手方向が第１方向Ｘ、長手方向が第２方向Ｙとなる。つまり、表示部ＤＡの短手方向を水平方向、表示部ＤＡの長手方向を垂直方向にした状態であれば、第１方向Ｘは水平方向と称される場合があり、第２方向Ｙは垂直方向と称される場合がある。第１方向Ｘに並んだ複数の副画素ＳＰは「行」を構成し、第２方向Ｙに並んだ複数の副画素ＳＰは「列」を構成する。
　第１方向Ｘに隣接する２つの副画素ＳＰは、互いに異なる色を表示する副画素に相当する。第２方向Ｙに隣接する２つの副画素ＳＰは、同一色を表示する副画素に相当する。図２に示した例では、赤副画素ＳＰＲ、緑副画素ＳＰＧ、及び、青副画素ＳＰＢは、この順に第１方向Ｘに並び、また、同一色の副画素ＳＰが第２方向Ｙに並んでいる。
　赤副画素ＳＰＲ、緑副画素ＳＰＧ、及び、青副画素ＳＰＢは、それぞれ平行四辺形に形成され、第２方向Ｙに対して４°以上１６°以下の角度θ１で傾いている。また、赤副画素ＳＰＲ、緑副画素ＳＰＧ、及び、青副画素ＳＰＢは、それぞれ同じ寸法を有しており、第１方向Ｘに沿った第１幅ＷＸと、第２方向Ｙに沿った第２幅ＷＹと、を有している。第２幅ＷＹは、第１幅ＷＸより大きい。第１幅ＷＸは、副画素ＳＰの第１方向Ｘに沿ったピッチに相当し、また、隣接する信号線ＳＬの第１方向Ｘに沿ったピッチに相当する。第２幅ＷＹは、副画素ＳＰの第２方向Ｙに沿ったピッチに相当し、また、隣接する走査線ＧＬの第２方向Ｙに沿ったピッチに相当する。
　例えば、ｎ色の副画素が第１方向Ｘに並び、これらｎ個の副画素のセットが第１方向Ｘに並んでいる場合には、第２幅ＷＹは、第１幅ＷＸのｎ倍である。ｎは、２以上の自然数である。図２に示した例では、ｎは３である。このため、第２幅ＷＹは、第１幅ＷＸの約３倍である。
　表示部ＤＡにおいて、奇数行目ＬＡに位置する副画素ＳＰは、偶数行目ＬＢに位置する副画素ＳＰとは異なる方向に傾いている。但し、奇数行目ＬＡに位置する副画素ＳＰと第２方向Ｙとのなす角度は、偶数行目ＬＢに位置する副画素ＳＰと第２方向Ｙとのなす角度と同一である。
　例えば、奇数行目ＬＡに位置する副画素ＳＰは、いずれも第２方向Ｙに対して時計回りに角度θ１で傾いている。一方、偶数行目ＬＢに位置する副画素ＳＰは、いずれも第２方向Ｙに対して反時計回りに角度θ１で傾いている。なお、奇数行目ＬＡに位置する副画素ＳＰが第２方向Ｙに対して反時計回りに角度θ１で傾き、偶数行目ＬＢに位置する副画素ＳＰが第２方向Ｙに対して時計回りに角度θ１で傾いていてもよい。
　図３は、図１に示した光制御素子２０の一構成例を示す断面図である。光制御素子２０は、基材２１と、複数の光規制体２２と、を備えている。基材２１は、ガラスや樹脂などの透明基板である。光規制体２２は、自身を透過する光線を制限するものであり、光制御部として機能する。光規制体２２は、一例として、第１方向Ｘに並んだ複数の副画素ＳＰに重畳する遮光体２３と、少なくとも１個の副画素ＳＰに重畳する開口２４と、を備えている。換言すると、複数の遮光体２３は、開口２４の幅に相当する間隔をおいて第１方向Ｘに並んでいる。遮光体２３は、その光学濃度（ＯＤ値）が３以上であることが望ましい。遮光体２３は、光吸収体であってもよいし、光反射体であってもよい。遮光体２３は、クロム、モリブデン、あるいは銀を含む化合物などの金属材料によって形成されてもよいし、黒色の樹脂材料によって形成されてもよい。本実施の形態では、例えば光規制体２２として、エマルジョンマスクを用いる。
　遮光体２３は幅Ｗ２３を有し、開口２４は幅Ｗ２４を有している。なお、ここでの幅Ｗ２３及び幅Ｗ２４は、いずれも第１方向Ｘに沿った長さである。１個の光規制体２２の幅Ｗ２２、あるいは、第１方向Ｘに並んだ光規制体２２のピッチは、幅Ｗ２３と幅Ｗ２４との和に相当する。
　幅Ｗ２３は、幅Ｗ２４より大きい。一例では、第１方向Ｘに並んだ２個の光規制体２２は、２３個の副画素ＳＰに重畳している。第１方向Ｘに隣接する開口２４は、互いに異なる色の副画素ＳＰに重畳している。例えば、図３の左側に位置する開口２４は赤副画素ＳＰＲに重畳し、図３の右側に位置する開口２４は青副画素ＳＰＢに重畳している。
　図３に示した例では、幅Ｗ２４は、副画素ＳＰの第１幅ＷＸより大きいが、この例に限定されるものではない。幅Ｗ２４は第１幅ＷＸと同等であってもよいし、幅Ｗ２４は第１幅ＷＸより小さくてもよい。幅Ｗ２４が第１幅ＷＸより小さい場合、開口２４を透過する光線の数を低減することができ、視認される画像の解像度を向上することができる。一方で、視認される画像の輝度低下を抑制する観点では、幅Ｗ２４は、少なくとも１副画素分の第１幅ＷＸとほぼ等しいことが望ましい。また、１個の開口２４は、複数の副画素ＳＰに重畳してもよい。
　図４は、図３に示した光制御素子２０の一構成例を示す平面図である。光制御素子２０において、複数の光規制体２２は、第１方向Ｘに並んでいる。光規制体２２を構成する遮光体２３及び開口２４は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙとは異なる斜め方向に延出している。遮光体２３の各々は、第１方向Ｘに並んだ一対のエッジＥ２３を有している。一対のエッジＥ２３は、平行である。開口２４は、第１方向Ｘに隣接する遮光体２３の互いに向かい合うエッジＥ２３の間に位置する。
　光規制体２２は、図２に示した表示部ＤＡに重畳し、奇数行目ＬＡに位置する副画素ＳＰ、及び、偶数行目ＬＢに位置する副画素ＳＰに跨って直線的に延出している。光規制体２２、遮光体２３、及び、開口２４のそれぞれは、第２方向Ｙに対して角度θ２で傾いている。角度θ２は、角度θ１より小さい。本実施形態では、光規制体２２、遮光体２３、及び、開口２４のそれぞれの延出方向は、エッジＥ２３の延出方向として規定することができる。エッジＥ２３は、第２方向Ｙに対して角度θ２で傾いている。
　また、後述するように、第１方向Ｘを基準とした場合に、エッジＥ２３は、第１方向Ｘに対して角度θ３で傾いている。この角度θ３は、表示部ＤＡに表示される画像を直交する２方向つまり第１方向Ｘと第２方向Ｙで立体視可能な角度に設定されており、概略４５°である。なお、角度θ３は、第１方向Ｘに対して時計回りの角度であってもよいし、第１方向Ｘに対して反時計回りの角度であってもよい。
　　≪第２構成例≫　
　図５は、本実施形態における表示装置１の第２構成例を示す断面図である。図５に示した表示装置１は、図１に示した表示装置１とは異なる光制御素子６０を備えている。光制御素子６０は、複数のレンズ６１を備えている。光制御素子６０は、レンズ面６０Ａ及び平面６０Ｂを有している。光制御素子６０は、その平面６０Ｂが表示パネル１０を向くように配置されている。光制御素子６０は、平面６０Ｂと第２偏光板５２との間の透明樹脂４０により固定されている。第２偏光板５２は、第２基板１２の上面１２Ａに接着されている。光制御素子６０の詳細については後述する。
　　≪第３構成例≫　
　図６は、本実施形態における表示装置１の第３構成例を示す断面図である。図６に示した表示装置１は、図５に示した表示装置１と比較して、光制御素子６０の位置が相違している。すなわち、光制御素子６０は、そのレンズ面６０Ａが第２基板１２に接触している。光制御素子６０は、詳述しないが表示パネル１０の外周に固定されていることが望ましい。第２偏光板５２は、光制御素子６０の平面６０Ｂに接着されている。光制御素子６０の詳細については後述する。
　図７は、光制御素子６０の一構成例を示す断面図である。ここでは、図５に示した第２構成例の光制御素子６０を例に説明する。複数のレンズ６１を備えた光制御素子６０は、透明なガラスや樹脂などによって形成されている。レンズ６１は、光制御部として機能する。レンズ６１は、第１方向Ｘに並んだ複数の副画素ＳＰに重畳する。図示した副画素ＳＰは、図５に示した表示パネル１０に備えられている。レンズ６１は、第１方向Ｘに沿って幅Ｗ６１を有している。一例では、第１方向Ｘに並んだ２個のレンズ６１は、２３個の副画素ＳＰに重畳している。
　なお、図７に示した例では、光制御素子６０の平面６０Ｂが副画素ＳＰに対向しているが、図６に示した第３構成例の如く、光制御素子６０のレンズ面６０Ａが副画素ＳＰに対向していてもよい。
　図８は、光制御素子６０の一構成例を示す平面図である。ここに示した光制御素子６０は、図５に示した第２構成例、及び、図６に示した第３構成例のいずれにも適用可能である。光制御素子２０において、複数のレンズ６１は、第１方向Ｘに並んでいる。レンズ６１は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙとは異なる方向に延出している。レンズ６１の各々は、第１方向Ｘに並んだ一対のエッジＥ６１を有している。一対のエッジＥ６１は、平行である。
　レンズ６１は、図２に示した表示部ＤＡに重畳し、奇数行目ＬＡに位置する副画素ＳＰ、及び、偶数行目ＬＢに位置する副画素ＳＰに跨って直線的に延出している。レンズ６１は、第１構成例と同様に、第２方向Ｙに対して角度θ２で傾いている。本実施形態では、レンズ６１の延出方向は、エッジＥ６１の延出方向として規定することができる。エッジＥ６１は、第１方向Ｘに対して角度θ３で傾いている。
　　≪光制御の具体例≫　
　以下、上記の光規制体２２及びレンズ６１を光制御部１００として説明する。光制御部１００は、副画素ＳＰの各々から出射される光線を制御するものである。
　図９は、表示部ＤＡを横向きにした状態における副画素ＳＰのレイアウトの一例を示す図である。「横向き」とは、表示部ＤＡの第１方向Ｘを垂直方向、第２方向Ｙを水平方向にした状態であり、図２の状態から９０度回転させた状態である。
　表示部ＤＡは、図中の太線で囲んだ画素群Ｇを備えている。画素群Ｇは、Ｌ視点の画像を表示するための複数の副画素ＳＰを備えている。Ｌは、２以上の自然数である。図９に示した例では、副画素ＳＰは、第２方向Ｙに沿った長辺を有する長方形状に形成されている。なお、副画素ＳＰは、他の形状に形成されていてもよい。ここで述べる視点とは、図１１を参照して後述するが、観察面ＶＰにおいて反時計回りに順に並んだ観察位置を示している。図９において各副画素ＳＰに記した数字は、視点の番号を示している。
　画素群Ｇにおいて、複数の副画素ＳＰは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に並んでいる。一例では、Ｌは２５であり、１視点当たり、赤副画素ＳＰＲ、緑副画素ＳＰＧ、及び、青副画素ＳＰＢの３個の副画素ＳＰが存在する場合、画素群Ｇは、７５（＝２５＊３）個の副画素ＳＰを備えている。画素群Ｇにおいては、第１方向Ｘに沿って２個，５個，７個，１０個，１２個，または１３個の副画素ＳＰが並び、第２方向Ｙに沿って５個の副画素ＳＰが並んでいる。
　本実施形態では、１個の画素群Ｇには、第２方向Ｙに並んだ１個の光制御部１００が重畳する。光制御部１００は、第１方向Ｘに対して角度θ３で傾いている。図９の例では、θ３＝ａｒｃｔａｎ（６／５）＝約５０度である。なお、この角度θ３については、後に図１５及び図１６を参照して詳しく説明する。
　図９において、隣接する光制御部１００のピッチＰは、光制御部１００の第２方向Ｙに沿った幅１００Ｗと実質的に同一である。図９に示した例では、赤副画素ＳＰＲ、緑副画素ＳＰＧ、及び、青副画素ＳＰＢがほぼ同一の第２幅ＷＹを有している。しかしながら、赤副画素ＳＰＲ、緑副画素ＳＰＧ、及び、青副画素ＳＰＢのすべてが第２方向Ｙに沿って同一の幅を有していない場合もありうる。このような場合には、第２幅ＷＹは、赤副画素ＳＰＲ、緑副画素ＳＰＧ、及び、青副画素ＳＰＢのそれぞれの第２方向Ｙに沿った幅の平均値（あるいは、表示部ＤＡにおいて第２方向Ｙに並んだすべての副画素ＳＰの第２方向Ｙに沿った幅の平均値）として定義する。
　図１０は、仮想の観察面ＶＰにおける視点と、観察される副画素ＳＰとの関係を示す図である。図１０は、光制御部１００と画素群Ｇの各副画素ＳＰとの関係を示す図に相当する。一例では、上記の通りＬは２５であり、観察面ＶＰにおいて、２５個の視点「１」～「２５」が存在し、これらの視点「１」～「２５」にそれぞれ対応した視線Ｖ１～Ｖ２５１が存在する。
　図１０の例では、代表的な視点「１」，「６」，…「２１」を表記し、また、これらの視点「１」，「６」，…「２１」にそれぞれ対応した視線Ｖ１，Ｖ６，…Ｖ２１が図示されている。視線Ｖ１，Ｖ６，…Ｖ２１は、光制御部１００によって規制された光線とみなすことができる。視線Ｖ１，Ｖ６，…Ｖ２１は、観察面ＶＰの各視点に観察者の眼が位置するものとしたときに、視点「１」，「６」，…「２１」の各々と、第１行目ａ１の副画素ＳＰの各々とを結ぶ線分である。
　なお、観察面ＶＰにおける視点「１」及び「６」の間には、図示しない視点「２」～「５」が存在する。また、視線Ｖ１及びＶ６の間には、図示しない視線Ｖ２～Ｖ５が存在する。視線Ｖ２は、視点「２」と、第４行目ａ４に「２」と記した副画素ＳＰと、を結ぶ線分である。視線Ｖ３は、視点「３」と、第２行目ａ２に「３」と記した副画素ＳＰと、を結ぶ線分である。視線Ｖ４は、視点「４」と、第５行目ａ５に「４」と記した副画素ＳＰと、を結ぶ線分である。視線Ｖ５は、視点「５」と、第３行目ａ３に「５」と記した副画素ＳＰと、を結ぶ線分である。
　第１行目ａ１には、（５ｃ－４）で表される視点から観察される副画素ＳＰが配置されている。ｃは１以上の整数である。第２行目ａ２には、（５ｃ－２）で表される視点から観察される副画素ＳＰが配置されている。第３行目ａ３には、５ｃで表される視点から観察される副画素ＳＰが配置されている。
　上述したように、観察面ＶＰには２５個の視点「１」～「２５」が存在し、表示部ＤＡには「１」～「２５」と記した２５個の副画素ＳＰが存在し、観察面ＶＰと表示部ＤＡとの間には、対応する２５本の視線Ｖ１～Ｖ２５が存在する。
　再び、図９に戻って副画素ＳＰのレイアウトについて説明する。　
　図９において同一の数字が記された副画素ＳＰは、同一の視点で観察される副画素に相当する。画素群Ｇは、第１方向Ｘに連続して並んだ５行分において、全部で２５個の副画素ＳＰを備えている。これらの２５個の副画素ＳＰは、それぞれ異なる２５個の視点から観察される。
　第１行目ａ１、第６行目ａ６、及び、第１１行目ａ１１は、同様に配置された副画素ＳＰを備えている。第１行目ａ１、第６行目ａ６、及び、第１１行目ａ１１のそれぞれの副画素ＳＰは、画素群Ｇにおいて（５ｃ－４）で表される視点に対応した画像を表示する。
　第２行目ａ２、第７行目ａ７、及び、第１２行目ａ１２は、同様に配置された副画素ＳＰを備えている。第２行目ａ２、第７行目ａ７、及び、第１２行目ａ１２のそれぞれの副画素ＳＰは、画素群Ｇにおいて（５ｃ－２）で表される視点に対応した画像を表示する。
　第３行目ａ３、第８行目ａ８、及び、第１３行目ａ１３は、同様に配置された副画素ＳＰを備えている。第３行目ａ３、第８行目ａ８、及び、第１３行目ａ１３のそれぞれの副画素ＳＰは、画素群Ｇにおいて５ｃで表される視点に対応した画像を表示する。
　連続した３行分の副画素ＳＰには、同一の視点において観察される赤副画素ＳＰＲ、緑副画素ＳＰＧ、及び、青副画素ＳＰＢのいずれかが含まれる。また、同一の視点においてカラー表示を実現すべく、連続した９行分の副画素ＳＰには、赤副画素ＳＰＲ、緑副画素ＳＰＧ、及び、青副画素ＳＰＢのすべてが含まれる。
　すなわち、同一の視点から観察される第１色の副画素は第１行目ａ１から第５行目ａ５までに含まれ、第１色とは異なる第２色の副画素は第６行目ａ６から第１０行目ａ１０までに含まれ、第１色及び第２色とは異なる第３色の副画素は第１１行目ａ１１から第１５行目ａ１５までに含まれる。一例では、視点「１」から観察した場合、第１行目ａ１に赤副画素ＳＰＲが含まれ、第６行目ａ６に青副画素ＳＰＢが含まれ、第１１行目ａ１１に緑副画素ＳＰＧが含まれる。これら、同一視点の画像を表示する赤副画素ＳＰＲ、緑副画素ＳＰＧ、及び、青副画素ＳＰＢは、光制御部１００のエッジ１００Ｅが延出する方向に並んでいる。
　このように、第２方向Ｙに並んだ複数の副画素ＳＰは、対応する視点から観察した際の画像を表示する。観察面ＶＰに位置する観察者は、光制御部１００を介して表示部ＤＡを観察した際に、視線Ｖ１～Ｖ２５のいずれかを通して副画素ＳＰを視認することができる。観察者の右眼と左眼とでは、観察面ＶＰにおける視点が異なる。このため、観察者は、複数の視点で異なる画像を観察することによって視差を認識し、画像の立体感を得ることができる。また、観察者が観察面ＶＰに沿って視点を変化させた際には、２５個の各視点に応じた画像を観察することができ、より自然な立体感を得ることができる。
　　≪画像の補正≫　
　図９に示した表示部ＤＡの例で、左右方向（水平方向）の視域角Ｗを５０度とすると、左右方向の光線間角度は約２度、上下方向（垂直方向）の光線間角度は約１．４度である。つまり、左右方向と上下方向で光線のズレがあるため、画像をこのズレに合わせて補正しておくことが好ましい。これにより、表示部ＤＡの向きを変えずに、画像を入れ替えるだけで、表示部ＤＡに左右方向の運動視差を持った立体画像と、上下方向の運動視差を持った立体画像を観察できる。
　　≪表示部の縦向き≫　
　図１１は、表示部ＤＡを縦向きにした状態における副画素ＳＰのレイアウトの一例を示す図である。「縦向き」とは、図２の例のように表示部ＤＡの第１方向Ｘを水平方向、第２方向Ｙを垂直方向にした状態である。
　図１１に示すように、表示部ＤＡを「縦向き」にした状態でも、図中の太線で囲んだ画素群Ｇと光制御部１００との関係は「横向き」の場合と同じである。すなわち、画素群ＧはＬ視点（ここではＮ＝２５）の画像を表示するための複数の副画素ＳＰを含み、この画素群Ｇに対して光制御部１００が重畳する。光制御部１００は、第１方向Ｘに対して角度θ３で傾いている。これにより、画像を入れ替えるだけで、表示部ＤＡに左右方向の運動視差を持った立体画像と、上下方向の運動視差を持った立体画像を観察できる。
　　≪表示モード≫　
　図１２は、観察者の視線の動きを説明するための図である。図１３は、第１の表示モードと観察者の視線との関係を示す図である。図１４は、第２の表示モードと観察者の視線との関係を示す図である。
　本実施形態において、表示装置１は、図１２に示すような立体画像を表示するためのモードとして、第１の表示モード及び第２の表示モードを有する。第１の表示モードでは、図１３に示すように、表示部ＤＡに対する観察者の顔の向きが正面でも横でも、表示部ＤＡに左右方向の運動視差を持った立体画像を観察できる。この第１の表示モードのことを「横モード」とも呼ぶ。第２の表示モードでは、図１４に示すように、表示部ＤＡに対する観察者の顔の向きが正面でも横でも、上下方向の運動視差を持った立体画像を観察できる。この第２の表示モードのことを「縦モード」とも呼ぶ。
　ここで、第１の表示モードに対応した画像（第１の画像と称す）と、第２の表示モードに対応した画像（第２の画像と称す）とでは、同じ表示対象であっても、各画素の情報が異なる。第１の画像は、観察者の左右方向（Ｘ－Ｘ′方向）の視線の動きに合わせた横観察用の画像であり、画像の左側及び右側に相当する各画素の情報が詳細化されている。第２の画像は、観察者の上下方向（Ｙ－Ｙ′方向）の視線の動きに合わせた縦観察用の画像であり、画像の上側及び右側に相当する各画素の情報が詳細化されている。つまり、第１の画像と第２の画像とでは、視線の影響を大きく受ける画像の上下左右側に相当する各画素の情報が異なる。一方、視線の影響をあまり受けない画像の中心部分に相当する各画素の情報は略同じである。
　　≪光制御部の傾き角度≫　
　図１５は、表示部ＤＡに対する光制御部１００の傾き角度θ３を説明するための図である。図１６は、光制御部１００の傾き角度θ３とモアレとの関係を示す図である。
　いま、図１５に示すように、表示部ＤＡを横向きにした状態、つまり、表示部ＤＡの第１方向Ｘを垂直方向、第２方向Ｙを水平方向にした状態で説明する。図中の「横」とは、表示部ＤＡの第２方向Ｙに沿った方向を表し、「縦」とは、表示部ＤＡの第１方向Ｘに沿った方向を表す。表示部ＤＡには、複数の副画素ＳＰが第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に並んでいる。表示部ＤＡが横向きの状態にあるとき、各副画素ＳＰの長辺が第２方向Ｙに沿う。図９で説明したように、表示部ＤＡの第１方向Ｘに異なる色の副画素ＳＰが並び、表示部ＤＡの第２方向Ｙに同じ色の副画素ＳＰが並ぶ。副画素ＳＰの第２幅ＷＹは、第１幅ＷＸのｎ倍である。この例では、ｎ＝３であり、第２幅ＷＹは第１幅ＷＸの約３倍である。
　光制御部１００の傾き角度θ３は、表示部ＤＡに表示される画像を直交する２方向つまり第１方向Ｘと第２方向Ｙで立体視可能な角度に設定されており、概略４５°である。なお、図１５の例では、光制御部１００の傾きが左下がりであるが、右下がりであってもよい。
　ここで、各副画素ＳＰは第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に並んでおり、そこに光制御部１００の傾き角度θ３によっては、画像にモアレが発生する可能性がある。図１６の例は、「横」の画素数と「縦」の副画素数との比率で角度θ３を変えて、モアレの状態を測定した結果を表している。「×」の表記はモアレがはっきり見えて、ＮＧであることを示す。「○－」の表記はモアレが薄く見えるが、ＯＫであることを示す。「○」の表記はモアレが見えづらく、ＯＫであることを示す。
　モアレが薄く見える、あるいは、モアレが見えづらいときの「横」の画素数と「縦」の副画素数との比率から、下記の式（１）が得られる。
　　θ３＝ａｒｃｔａｎ（ｎｍ／ｋ）　　…（１）
　ただし、ｎは１画素を構成する副画素の数であり、ｍは１以上の自然数である。ｋは素数であり、１３以下が望ましい。つまり、ｋは図１６の例でモアレが薄く見える、あるいは、モアレが見えづらいときの「縦」の副画素数に相当し、５，７，１１，１３である。なお、図９に示した例では、θ３＝ａｒｃｔａｎ（６／５）＝約５０度であり、「横」の画素数２（副画素数６），「縦」の副画素数５のときの角度である。
　このように、上記（１）式を満足する角度θ３で光制御部１００を傾ければ、モアレの発生を抑えることができる。したがって、画像を直交する２方向で立体視可能な角度である４５°の前後で、上記（１）式を満足する角度がよい。具体的には、光制御部１００は第１方向Ｘに対して４５°±１０°の傾き、つまり、θ３＝±（４５°±１０°）が望ましい。
　　≪横観察と縦観察≫　
　図１７は、横観察を説明するための図である。図１８は、縦観察を説明するための図である。
　表示パネル１０の表示部ＤＡにおいて、図１７に示すように、観察者の両目に対して副画素ＳＰの長辺方向が水平方向に近い角度で画像を観察する場合を横観察とする。一方、図１８に示すように、観察者の両目に対して副画素ＳＰの長辺方向が垂直方向に近い角度で画像を観察する場合を縦観察とする。
　縦横切り替えで使う場合に、光制御部１００が角度θ３で傾いているとき、縦がａの角度ピッチで画像をセットするとき、縦観察ではｂの角度ピッチで画像をセットする必要がある。縦横切り替えを行う場合、光線角度が縦観察と横観察とで異なるので、光線ピッチが異なり過ぎると、一方の観察時に３Ｄに見えない可能性がある。そのため、θ３＝±（４５°±１０°）が望ましい。
　　≪表示システムの構成≫　
　図１９は、表示システムの構成を示すブロック図である。本実施形態における表示システム２００は、表示装置１と、制御装置２０１と、記憶装置２０２とを備える。表示装置１は、図９に示したように、第１方向及び第２方向に並んだ複数の副画素ＳＰを有する表示部ＤＡと、この表示部ＤＡに重畳し、各副画素ＳＰから出射される光線を制御する光制御部１００とを備える。光制御部１００は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙのいずれとも異なる斜め方向に延出し、第１方向Ｘに対して概略４５°の傾きを有する。
　制御装置２０１は、例えばＣＰＵからなり、記憶装置２０２に記憶されたプログラムを読み込むことにより、そのプログラムに記述された手順に従って表示装置１の表示動作を制御する。本実施形態において、この制御装置２０１は、立体画像の表示に関わる機能部として、モード切替え部２０４、画像生成部２０５、表示処理部２０６を有する。
　モード切替え部２０４は、上述した第１の表示モード（横モード）と第２の表示モード（縦モード）との切替えを行う。詳しくは、モード切替え部２０４は、物理ボタン３０１、トラッキングシステム３０２、傾き検知部３０３のいずれか少なくとも１つを用いて、第１の表示モード（横モード）と第２の表示モード（縦モード）との切替えを行う。
　物理ボタン３０１は、観察者の明示的な指示により、第１の表示モードと第２の表示モードを切り替えるための操作ボタンであり、例えば表示装置１の任意の箇所に設けられる。モード切替え部２０４は、物理ボタン３０１の操作に応じて第１の表示モードまたは第２の表示モードに切り替える。なお、図１９の例では、１つの物理ボタン３０１の操作によって第１の表示モードと第２の表示モードを切り替える構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、２つの物理ボタンを用いて第１の表示モードと第２の表示モードを切り替えてもよい。また、ボタン構成についても押下式でも、スライド式や回転式であってもよい。
　トラッキングシステム３０２は、例えばアイトラッキング、ヘッドトラッキングのいずれか少なくとも１つを含む。「アイトラッキング」は、例えば赤外線センサを用いて観察者の視線の動きを検知するものである。「ヘッドトラッキング」は、例えばＶＲ（virtual reality）用のヘッドセットを用いて観察者の頭の動きを視線の動きとして検知するものである。モード切替え部２０４は、トラッキングシステム３０２によって検知された観察者の視線の動きや頭の動きに合わせて第１の表示モードまたは第２の表示モードに切り替える。
　傾き検知部３０３は、例えばジャイロセンサを用いて表示装置１の表示部ＤＡの傾きを検出する。ジャイロセンサは、表示装置１に内蔵され、表示装置１の表示部ＤＡの傾きに応じた電気信号を出力する。ここでは、モード切替え部２０４は、傾き検知部３０３によって表示部ＤＡの第１方向Ｘが垂直状態、第２方向Ｙが水平方向に近い状態に傾いたことが検知された場合に第１の表示モードに切り替える。モード切替え部２０４は、傾き検知部３０３によって表示部ＤＡの第１方向Ｘが水平状態、表示部ＤＡの第２方向Ｙが垂直方向に近い状態に傾いたことが検知された場合に第２の表示モードに切り替える。
　画像生成部２０５は、モード切替え部２０４によって切り替えられた表示モードに応じて、第１の画像または第２の画像を生成する。第１の画像は、第１の表示モードで用いられ、観察者の左右方向の視線の動きに合わせた横観察用の画像である。第２の画像は、第２の表示モードで用いられ、観察者の上下方向の視線の動きに合わせた縦観察用の画像である。表示処理部２０６は、画像生成部２０５によって生成された第１の画像または第２の画像を表示装置１の表示部ＤＡに表示するための処理を行う。
　記憶装置２０２は、制御装置（ＣＰＵ）２０１によって実行されるプログラムを含み、制御装置２０１の処理動作に必要な各種情報を記憶している。前記プログラムには、オペレーティングシステム（ＯＳ）の他に、後述する各フローチャートに示す処理動作を実行するためのプログラム（以下、表示制御プログラムと称す）等が含まれる。
　モード切替え部２０４、画像生成部２０５、表示処理部２０６の一部または全ては、制御装置２０１に表示制御プログラムを実行させることで実現される。この表示制御プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納して頒布されてもよいし、またはネットワークを通じて制御装置１にダウンロードされてもよい。なお、モード切替え部２０４、画像生成部２０５、表示処理部２０６の一部または全ては、ＩＣ（Integrated Circuit）等のハードウェアによって実現されてもよいし、当該ソフトウェア及びハードウェアの組み合わせ構成として実現されてもよい。
　また、図１９の例では、表示装置１とは独立して制御装置２０１及び記憶装置２０２を設けたが、表示装置１の中に制御装置２０１及び記憶装置２０２を備えることでもよい。図１９のように、制御装置２０１及び記憶装置２０２が独立した構成では、制御装置２０１側で表示モードに応じた画像を生成し、表示装置１がこの画像を制御装置２０１から取得して表示部ＤＡに表示する。制御装置２０１及び記憶装置２０２が表示装置１に備えられた構成では、表示装置１の中で表示モードに応じた画像を生成し、その画像を表示部ＤＡに表示する。
　　≪表示動作≫　
　次に、表示装置１の動作について、３つのモード切替え方法１～３に分けて説明する。なお、以下の各フローチャートによって示される処理は、コンピュータである制御装置２０１がプログラムを読み込むことにより実行される。上述したように、制御装置２０１は、表示装置１と独立して設けられていてもよいし、表示装置１の中に組み込まれていてもよい。
　（１）モード切替え方法１　
　モード切替え方法１は、物理ボタン３０１を用いる方法である。表示装置１の表示部ＤＡの向きは、横向きであっても縦向きであってもよい。表示部ＤＡを横向きにした状態であれば、図１３及び図１４で説明したような使い方になる。
　図２０は、モード切替え方法１による表示装置１の動作を説明するためのフローチャートである。制御装置２０１は、物理ボタン３０１が操作されたときに発生される信号ａまたは信号ｂを検知する（ステップＳ１１）。信号ａは、第１の表示モードを設定するための信号である。信号ｂは、第２の表示モードを設定するための信号である。信号ａと信号ｂは、物理ボタン３０１の操作に応じて選択的に制御装置２０１に入力される。
　物理ボタン３０１の操作信号として信号ａが検知された場合には（ステップＳ１２のＹｅｓ）、制御装置２０１は、現在の表示モードを第１の表示モードに切り替える（ステップＳ１３）。第１の表示モードでは、制御装置２０１は、観察者の左右方向の視線の動きに合わせた横観察用の第１の画像を生成する（ステップＳ１４）。制御装置２０１は、この第１の画像を表示装置１の表示部ＤＡに表示する（ステップＳ１５）。
　一方、物理ボタン３０１の操作信号として信号ｂが検知された場合には（ステップＳ１２のＮｏ）、制御装置２０１は、現在の表示モードを第２の表示モードに切り替える（ステップＳ１６）。第２の表示モードでは、制御装置２０１は、観察者の上下方向の視線の動きに合わせた縦観察用の第２の画像を生成する（ステップＳ１７）。制御装置２０１は、この第２の画像を表示装置１の表示部ＤＡに表示する（ステップＳ１８）。
　このように、物理ボタン３０１を用いた明示的な操作により、第１の表示モードまたは第２の表示モードに切り替えられる。第１の表示モードでは、横観察用の第１の画像が表示部ＤＡに表示される。これにより、観察者の視線を左右方向に動かすことで、高品位な立体画像を観察できる。第２の表示モードでは、縦観察用の第２の画像が表示部ＤＡに表示される。これにより、観察者の視線を上下方向に動かすことで、高品位な立体画像を観察できる。
　（２）モード切替え方法２　
　モード切替え方法２は、トラッキングシステム３０２を用いる方法である。モード切替え方法１と同様に、表示装置１の表示部ＤＡの向きは、横向きであっても縦向きであってもよい。表示部ＤＡを横向きにした状態であれば、図１３及び図１４で説明したような使い方になる。
　図２１は、モード切替え方法２による表示装置１の動作を説明するためのフローチャートである。制御装置２０１は、トラッキングシステム３０２を通じて観察者の視線または顔の動きを検知する（ステップＳ２１）。なお、観察者の視線検知（アイトラッキング）や観察者の顔の動き検知（ヘッドトラッキング）の方法については公知であるため、ここでは詳しい説明を省略する。
　トラッキングシステム３０２によって観察者の視線または顔が表示部ＤＡに対して左右方向（水平方向）に動いた状態が検知されると（ステップＳ２２のＹｅｓ）、制御装置２０１は、現在の表示モードを第１の表示モードに切り替える（ステップＳ２３）。
　なお、観察者の視線または顔はいろいろな方向に動くことがある。したがって、検知時間にある程度の時間幅を持たせておき、観察者の視線または顔が表示部ＤＡに対して一定時間以上左右方向に動いた状態が検知された場合に第１の表示モードに切り替えることが好ましい。第１の表示モードでは、制御装置２０１は、観察者の左右方向の視線の動きに合わせた横観察用の第１の画像を生成する（ステップＳ２４）。制御装置２０１は、この第１の画像を表示装置１の表示部ＤＡに表示する（ステップＳ２５）。
　一方、トラッキングシステム３０２によって観察者の視線または顔が表示部ＤＡに対して上下方向（垂直方向）に動いた状態が検知されると（ステップＳ２２のＮｏ）、制御装置２０１は、現在の表示モードを第２の表示モードに切り替える（ステップＳ２６）。
　水平方向の動き検知と同様に、垂直方向の動きを検知する場合も検知時間にある程度の時間幅を持たせておき、観察者の視線または顔が表示部ＤＡに対して一定時間以上上下方向に動いた状態が検知された場合に第２の表示モードに切り替えることが好ましい。第２の表示モードでは、制御装置２０１は、観察者の上下方向の視線の動きに合わせた縦観察用の第２の画像を生成する（ステップＳ２７）。制御装置２０１は、この第２の画像を表示装置１の表示部ＤＡに表示する（ステップＳ２８）。
　このように、観察者の視線または顔の動きに合わせて、第１の表示モードまたは第２の表示モードに切り替えられる。したがって、観察者が特に意識しなくても、視線または顔を左右方向または上下方向に動かすことで、高品位な立体画像を観察できる。
　（３）モード切替え方法３　
　モード切替え方法３は、傾き検知部３０３を用いる方法である。モード切替え方法１，モード切替え方法２とは異なり、表示装置１の表示部ＤＡの傾きによって表示モードが切り替えられる。
　図２２は、モード切替え方法３による表示装置１の動作を説明するためのフローチャートである。制御装置２０１は、傾き検知部３０３を通じて表示装置１の表示部ＤＡの傾きを検知する（ステップＳ３１）。なお、傾き検知部３０３は、例えばジャイロセンサを用いるが、ジャイロセンサを用いた傾き検知の方法については公知であるため、ここでは詳しい説明を省略する。
　傾き検知部３０３によって表示部ＤＡが横向きの状態にあることが検知されると（ステップＳ３２のＹｅｓ）、制御装置２０１は、現在の表示モードを第１の表示モードに切り替える（ステップＳ３３）。表示部ＤＡが横向きの状態とは、図９の例のように表示部ＤＡの第１方向Ｘが垂直方向に近い状態、第２方向Ｙが水平方向に近い状態にあることを言う。
　なお、観察者が表示部ＤＡの向きを頻繁に変えることがある。したがって、検知時間にある程度の時間幅を持たせておき、表示部ＤＡが一定時間以上横向きの状態にあることが検知された場合に第１の表示モードに切り替えることが好ましい。第１の表示モードでは、制御装置２０１は、観察者の左右方向の視線の動きに合わせた横観察用の第１の画像を生成する（ステップＳ３４）。制御装置２０１は、この第１の画像を表示装置１の表示部ＤＡに表示する（ステップＳ３５）。
　一方、傾き検知部３０３によって表示部ＤＡが縦向きの状態にあることが検知されると（ステップＳ３２のＮｏ）、制御装置２０１は、現在の表示モードを第１の表示モードに切り替える（ステップＳ３６）。表示部ＤＡが縦向きの状態とは、図１１の例のように、表示部ＤＡの第１方向Ｘが水平方向に近い状態で、第２方向Ｙが垂直方向に近い状態にあることを言う。
　表示部ＤＡの横向き状態の検知と同様に、検知時間にある程度の時間幅を持たせておき、表示部ＤＡが一定時間以上縦向きの状態にあることが検知された場合に第２の表示モードに切り替えることが好ましい。第２の表示モードでは、制御装置２０１は、観察者の上下方向の視線の動きに合わせた縦観察用の第２の画像を生成する（ステップＳ３７）。制御装置２０１は、この第２の画像を表示装置１の表示部ＤＡに表示する（ステップＳ３８）。
　このように、表示部ＤＡを横向きに傾けたときに第１の表示モード、表示部ＤＡを縦向きに傾けたときに第２の表示モードに切り替えられる。第１の表示モードでは横観察用の第１の画像が表示されるので、横向き状態にある表示部ＤＡの左右方向（水平方向）に目線を動かすことで、高品位な立体画像を観察できる。第２の表示モードでは縦観察用の第２の画像が表示されるので、縦向き状態にある表示部ＤＡの上下方向（垂直方向）に目線を動かすことで、高品位な立体画像を観察できる。
　上述したモード切替え方法１～３は、例えばメニュー画面上での選択操作や、ボタン操作などにより任意に選択できる。ボタン操作で２方向の立体画像を観察した場合にはモード切替え方法１を選択すればよい。視線や頭の動きで２方向の立体画像を観察した場合にはモード切替え方法２を選択すればよい。表示部ＤＡを傾けることで２方向の立体画像を観察した場合にはモード切替え方法３を選択すればよい。
　以上説明したように、本実施形態によれば、左右方向と上下方向の２方向に対する立体画像の表示品位を改善することが可能な表示装置を提供することができる。
　なお、本実施形態では、Ｌは２５に限らないし、ｎは３に限らないし、ｍは２に限らない。例えば、Ｌは、２５より大きい場合もありうるし、２５より小さい場合もありうる。また、ｍは２より大きい場合もありうる。また、赤副画素ＳＰＲ、緑副画素ＳＰＧ、青副画素ＳＰＢ、及び、白副画素ＳＰＷが第１方向Ｘに並んだ場合に、ｎは４となる。但し、ｎが４の場合であっても、副画素の色の組合せは種々変更可能である。
　要するに、この発明は、上記各実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
　本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変形例に想到し得るものであり、それら変形例についても本発明の範囲に属するものと解される。例えば、上述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
　また、各実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について、本明細書の記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
　１…表示装置　１０…表示パネル　２０、６０…光制御素子
　ＤＡ…表示部　ＳＰ…副画素　Ｇ…画素群
　ＳＰＲ…赤副画素　ＳＰＧ…緑副画素　ＳＰＢ…青副画素
　２２…光規制体（光制御部）　２３…遮光体　２４…開口
　６１…レンズ（光制御部）
　１００…光制御部
　２００…表示システム　２０１…制御装置　２０２…記憶装置
　３０１…物理ボタン　３０２トラッキングシステム　３０３…傾き検知部

Claims (10)

  1. 　第１方向、及び、前記第１方向に対して直交する第２方向に並んだ複数の副画素を有する表示部と、
    　前記表示部に重畳し、前記各副画素から出射される光線を制御する光制御部とを備え、
    　前記各副画素は、
    　前記第１方向に沿った第１幅と、前記第２方向に沿った第２幅とを有し、前記第２幅は前記第１幅のｎ倍（ｎは２以上の自然数）であり、
    　前記光制御部は、
    　前記第１方向及び前記第２方向のいずれとも異なる斜め方向に延出し、前記第１方向に対して概略４５°の傾きを有する、表示装置。
  2. 　前記光制御部の前記第１方向に対する傾き角度は、
    　ａｒｃｔａｎ（ｎｍ／ｋ）の条件を満たし、ｎは１画素を構成する副画素の数、ｍは１以上の自然数、ｋは素数である、請求項１に記載の表示装置。
  3. 　前記表示部は、
    　観察者の左右方向の視線の動きに合わせた横観察用の第１の画像と、観察者の上下方向の視線の動きに合わせた縦観察用の第２の画像とを切り替えて表示する、請求項１に記載の表示装置。
  4. 　前記第１の画像と前記第２の画像とでは、視線の影響を受けない画像の中心部分に相当する各画素の情報は略同じである、請求項３に記載の表示装置。
  5. 　前記第１の画像と前記第２の画像とでは、画像の中心部分を除き、視線の影響を受ける画像の上下左右側に相当する各画素の情報が異なる、請求項３に記載の表示装置。
  6. 　前記表示部は、
    　物理ボタンの操作により前記第１の画像と前記第２の画像を切り替えて表示する、請求項３に記載の表示装置。
  7. 　前記表示部は、
    　観察者の視点または頭の動きに合わせて前記第１の画像と前記第２の画像を切り替えて表示する、請求項３に記載の表示装置。
  8. 　前記表示部は、
    　観察者の視点または頭が左右方向に動いた場合に前記第１の画像を表示し、観察者の視点または頭が上下方向に動いた場合に前記第２の画像が表示される、請求項７に記載の表示装置。
  9. 　前記表示部は、
    　前記表示部の傾きに応じて前記第１の画像と前記第２の画像を切り替えて表示する、請求項３に記載の表示装置。
  10. 　前記表示部は、
    　前記表示部の前記第１方向を垂直方向、前記第２方向を水平方向に近い状態に傾けた場合に前記第１の画像を表示し、前記表示部の前記第１方向を水平方向、前記第２方向を垂直方向に近い状態に傾けた場合に前記第２の画像を表示する、請求項９に記載の表示装置。
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