JP2008170841A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】観察者に対して逆視領域が発生するのを防止することが可能な電気光学装置を提供する。
【解決手段】電気光学装置は、立体画像表示を行うことのできる画像表示装置であり、表示パネルと、センサと、制御部と、を備える。表示パネルは、例えば、液晶表示パネルであり、右目用の単位画像と左目用の単位画像とを所定方向に交互となる表示位置に表示することにより、観察者に対し立体画像を表示する。センサは、観察者の視点位置の表示パネルの所定の軸に対する回転角を検知する。制御部は、回転角に基づいて、表示パネルにおける、右目用の単位画像の表示位置と左目用の単位画像の表示位置とを入れ替えることを可能とする。このようにすることで、電気光学装置は、観察者に対して逆視領域が発生するのを防止することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、各種情報の表示に用いて好適な電気光学装置及び電子機器に関する。

電気光学装置の例として、観察者に対し、３次元の立体画像を表示する画像表示装置が知られている。このような表示装置の１つの方式として、視差バリア（パララックスバリア）方式の画像表示装置がある。この画像表示装置は、例えば液晶表示パネルと、当該液晶表示パネルの表示面の観察者側に備えられた視差バリアを備える。視差バリアの所定の位置には、互いに隣接する画素電極に対応してスリットが配置されている。観察者に３次元の立体画像を提供する場合には、観察者の左目に左目用の画像が入射するとともに、観察者の右目に右目用の画像が入射するように、視差バリアの開口部が形成されている。観察者は、右目用の画像と左目用の画像を脳内で合成することにより、立体的な画像であると認識する。

このような画像表示装置では、観察者に対する表示画面の角度を変えていくと、正しく立体画像に見える領域（正視領域）と正しく立体画像に見えない領域（逆視領域）とが、観察者に対して交互に発生することが分かる。正視領域とは、右目用の画像が観察者の右目に、左目用の画像が観察者の左目に入射する領域のことをいう。逆視領域とは、右目用の画像が観察者の左目に、左目用の画像が観察者の右目に入射する領域のことをいう。そのため、観察者は、逆視領域では、表示画面上の画像を見ると、飛び出して見えるべきものが、逆に引っ込んで見えてしまう。

逆視領域の発生領域を減らすために、最近では、視点数を増加させた画像表示装置が提案されている。また、下記の特許文献１には、観察者の頭部に位置センサを取り付けることで、観察者の視点位置を求め、当該視点位置に対応した立体画像を表示する画像表示装置が記載されている。

特開平８−３２８１７０号公報

しかしながら、視点数を増加させた画像表示装置では、逆視領域の発生領域を減らすことはできるものの、画像の解像度は低下してしまう。また、視点数を増加させた画像表示装置であっても、逆視領域の発生を完全に防ぐことはできない。また、上記の特許文献１に記載の画像表示装置では、観察者に対して逆視領域の発生を防止することができるものの、画像表示装置本体の他に、観察者に位置センサを取り付ける必要があるため、観察者からすると非常に煩わしいものとなる。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、立体画像を表示することのできる電気光学装置において、観察者に位置センサを取り付けることなく、観察者に対して逆視領域が発生するのを防止することが可能な電気光学装置を提供することを課題とする。

本発明の１つの観点では、電気光学装置は、右目用の画像のサブ画素単位の画像である右目用の単位画像と、左目用の画像のサブ画素単位の画像である左目用の単位画像とを所定方向に交互となる表示位置に表示することにより、観察者に対し立体画像を表示する表示パネルと、前記観察者の視点位置の前記表示パネルの所定の軸に対する回転角を検知するセンサと、前記回転角に基づいて、前記表示パネルにおける、前記右目用の単位画像の表示位置と前記左目用の単位画像の表示位置とを入れ替えることを可能とする制御部と、を備える。

上記の電気光学装置は、立体画像表示を行うことのできる画像表示装置であり、表示パネルと、センサと、制御部と、を備える。前記表示パネルは、例えば、液晶表示パネルであり、右目用の単位画像と左目用の単位画像とを所定方向に交互となる表示位置に表示することにより、観察者に対し立体画像を表示する。ここで、単位画像とは、サブ画素単位で表示される画像のことを示す。前記センサは、前記観察者の視点位置の前記表示パネルの所定の軸に対する回転角を検知する。前記制御部は、前記回転角に基づいて、前記表示パネルにおける、前記右目用の単位画像の表示位置と前記左目用の単位画像の表示位置とを入れ替えることを可能とする。このようにすることで、電気光学装置は、観察者に対して逆視領域が発生するのを防止することができる。また、この電気光学装置では、観察者に位置センサを取り付ける必要もない。

上記の電気光学装置の他の一態様は、前記表示パネルは、１番目からＮ番目（Ｎは３以上の自然数）まで順番に並んだ各視点から見た画像のサブ画素単位の画像である単位画像を、１番目からＮ番目まで順番に並べて表示することにより、前記観察者に対し前記立体画像を表示し、前記制御部は、前記センサによって検知された前記回転角に基づいて、前記表示パネルにおける、１番目の視点から見た画像の単位画像の表示位置とＮ番目の視点から見た画像の単位画像の表示位置とを入れ替える。このようにすることで、３つ以上の複数の視点の表示画像から構成される電気光学装置においても、観察者に対して逆視領域が発生するのを防止することができる。

上記の電気光学装置の好適な実施例は、前記制御部によって、前記表示パネルにおける、前記単位画像の表示位置の入れ替えをおこなう前記回転角は、前記観察者の視点位置が前記立体画像を正しく認識できない逆視領域に位置していると前記制御部が判定した回転角である。

上記の電気光学装置の他の一態様は、前記制御部は、前記回転角の大きさに応じて、前記観察者に対し表示する立体画像を異ならせる。このようにすることで、回転角に応じて表示画像を異ならせる電気光学装置において、逆視領域が発生することによる観察者が感じる違和感を抑えることができる。

本発明の他の観点では、上記の電気光学装置を表示部に備えることを特徴とする電子機器を構成することができる。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

[画像表示装置]
図１は、各実施形態に係る画像表示装置１００の断面図である。各実施形態に係る画像表示装置１００は、視差バリア方式の画像表示装置であり、観察者１１に立体画像を表示する立体画像表示を行うことができる。

図１に示すように、各実施形態に係る画像表示装置１００は、主に、視差バリア９と、液晶表示パネル２０と、照明装置１０より構成される。

液晶表示パネル２０は、基板１、２がシール材３を介して貼り合わされてなる構造を有し、基板１、２の間には、液晶４が封入されてなる。基板１の内面上には、１ドットのサブ画素ＳＧａ、ＳＧｂ毎に画素電極５が形成されており、基板２の内面上には、カラーフィルタたるＲＧＢの各色の着色層６及び対向電極７が形成されている。ＲＧＢの各色の着色層６は、画素電極５に対応する位置に形成され、対向電極７は、基板２の全面に形成されている。

液晶表示パネル２０の背面側には、照明装置１０が設置される。照明装置１０は、液晶表示パネル２０に光を透過することにより照明する。なお、液晶表示パネル２０と照明装置１０の間には、下偏光板１２ｂが配置される。

液晶表示パネル２０の光の出射面側には、視差バリア９が配置される。視差バリア９は、所定の間隔でスリット９Ｓが設けられているパネルである。視差バリア９は、スリット９Ｓの設けられている部分のみが光を透過する透過領域として機能し、それ以外の部分は光を透過しない遮光領域として機能する。視差バリア９は、例えば、２枚の基板の間に液晶を挟持してなる構成を有し、当該液晶の配向を制御することで、スリット９Ｓとして機能する透過領域と、光を透過しない遮光領域とを形成する。スリット９Ｓは、液晶表示パネル２０における互いに隣接する着色層６又は画素電極５の間に対応して位置している。なお、視差バリア９の光の出射面側には、上偏光板１２ａが配置される。

照明装置１０より出射した光は、液晶表示パネル２０に入射し、着色層６を透過した後、液晶表示パネル２０より出射する。液晶表示パネル２０より出射した光は、スリット９Ｓを通して、観察者１１の左目１１ａ、観察者１１の右目１１ｂに夫々入射する。

図１に示す画像表示装置１００において、観察者１１の左目１１ａに入射する光が透過するＲＧＢの着色層６を着色層Ｒｃａ、Ｇｃａ、Ｂｃａとして示し、観察者１１の右目１１ｂに入射する光が透過するＲＧＢの着色層６を着色層Ｒｃｂ、Ｇｃｂ、Ｂｃｂとして示す。従って、各色の着色層Ｒｃａ、Ｇｃａ、Ｂｃａを有するサブ画素ＳＧａは夫々、観察者１１の左目１１ａに入射する光が透過するＲＧＢの各色のサブ画素を示し、各色の着色層Ｒｃｂ、Ｇｃｂ、Ｂｃｂを有するサブ画素ＳＧｂは夫々、観察者１１の右目１１ｂに入射する光が透過するＲＧＢの各色のサブ画素を示す。

例えば、破線で示すように、着色層Ｇｃａを透過した光は、着色層Ｇｃａ、Ｂｃｂの間に対応して位置しているスリット９Ｓを通過することにより、観察者１１の左目１１ａに入射する。一方、着色層Ｂｃｂを透過した光は、当該スリット９Ｓを通過した後、観察者１１の右目１１ｂに入射する。

次に液晶表示パネル２０の駆動回路の構成について述べる。図２は、各実施形態に係る画像表示装置１００における液晶表示パネル２０の平面図である。図１に示した画像表示装置１００における液晶表示パネル２０は、図２に示す液晶表示パネル２０の平面図の切断線Ａ−Ａ´に沿った断面図であり、駆動回路の図示を省略した図である。なお、図２では、紙面縦方向（列方向）をＹ方向と、また、紙面横方向（行方向）をＸ方向と規定する。

基板１の内面上には、複数の走査線２４、複数のデータ線２５がマトリクス状に配置されており、各走査線２４と各データ線２５の交点にはＴＦＴ素子（Ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）などのスイッチング素子２６が設けられている。画素電極５は、スイッチング素子２６と電気的に接続されている。

正確には、基板１は、Ｘ方向及びＹ方向に対し、基板２よりも外側に張り出してなる領域を有している。基板１のＸ方向に張り出してなる領域の内面上には、走査線駆動回路２１が配置され、基板１のＹ方向に張り出してなる領域の内面上には、データ線駆動回路２２が配置されている。

Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・、Ｓｎ（ｎ：自然数）で示す各データ線２５は、Ｙ方向に対し延在すると共に、Ｘ方向に対し一定の間隔で配置されている。各データ線２５の一端は、データ線駆動回路２２と電気的に接続されている。また、データ線駆動回路２２は、ＦＰＣ２３と配線３２を介して電気的に接続されている。ＦＰＣ２３は、制御部４０と電気的に接続されており、データ線駆動回路２２は、ＦＰＣ２３を介して、当該制御部４０からの制御信号を受信する。データ線駆動回路２２は、当該制御信号を基に、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・、Ｓｎで示す各データ線２５に対し、データ信号を供給する。

Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・・、Ｇｍ（ｍ：自然数）で示す各走査線２４は、Ｘ方向に対し延在すると共に、Ｙ方向に対し一定の間隔で配置されている。各走査線２４の一端は、走査線駆動回路２１と電気的に接続されている。また、走査線駆動回路２１は、配線３３と電気的に接続され、配線３３は、制御部４０と電気的に接続されている。走査線駆動回路２１は、配線３３を介して、当該制御部４０からの制御信号を受信する。走査線駆動回路２１は、当該制御信号を基に、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・・、Ｇｍで示す各走査線２４に対し、走査信号を順次供給する。

対向電極７は、ＣＯＭで示す配線３４を介して、データ線駆動回路２２と電気的に接続されている。データ線駆動回路２２は、外部の制御部４０からの制御信号を基に、配線３４を介して駆動信号を供給することにより、対向電極７を駆動する。

走査線駆動回路２１は、制御部４０からの制御信号を基に、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・・、Ｇｍの順に走査線２４を順次排他的に選択すると共に、選択した走査線２４には、走査信号を供給する。そして、データ線駆動回路２２は、制御部４０からの制御信号を基に、選択された走査線２４に対応する位置に存在する画素電極５に対し、表示内容に応じたデータ信号を、各データ線２５を介して供給する。これにより、当該画素電極５に電位が印加され、当該画素電極５と対向電極７の間の液晶４の液晶分子の配向状態が、非表示状態または中間表示状態に切り替えられ、液晶表示パネル２０に所望の画像を表示することができる。即ち、制御部４０は、制御信号を走査線駆動回路２１、データ線駆動回路２２に供給することで、複数の走査線２４及び複数のデータ線２５に供給する走査信号及びデータ信号を制御することができ、所望の画像を液晶表示パネル２０に表示することができる。

サブ画素ＳＧａとサブ画素ＳＧｂは、Ｘ方向及びＹ方向について交互に設定される。従って、観察者１１の左目１１ａに表示するための画像は、サブ画素ＳＧａにおける画素電極５と対向電極７の間の液晶４の液晶分子の配向状態が切り替えられることにより表示され、観察者１１の右目１１ｂに表示するための画像は、サブ画素ＳＧｂにおける画素電極５と対向電極７の間の液晶４の液晶分子の配向状態が切り替えられることにより表示される。

図３は、画像表示装置１００の駆動回路の制御手段を示す模式図である。画像表示装置１００は、制御手段として、制御部４０の他に、センサ４１と、記憶部４２と、表示情報出力源４３と、を更に備える。

表示情報出力源４３は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、図示しないタイミングジェネレータによって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号を、制御部４０に供給するように構成されている。

センサ４１は、観察者１１の視点位置の液晶表示パネル２０の所定の軸に対する回転角を検知するためのものである。具体的には、センサ４１は、加速度センサやジャイロセンサなどから構成される。液晶表示パネル２０が回転する場合において、加速度センサは、回転軸の方向を検知し、ジャイロセンサは、当該回転軸に対する回転角を検知する。センサ４１は、制御部４０に対し、これらの検知信号を供給する。

制御部４０は、表示画像出力源４３からの画像信号を基にして、制御信号を生成した後、液晶表示パネル２０に対し、即ち、液晶表示パネル２０における走査線駆動回路２１とデータ線駆動回路２２とに対し、生成した当該制御信号を供給する。また、制御部４０は、センサ４１からの検知信号を基に、液晶表示パネル２０の所定の軸に対する回転角を算出する。記憶部４２は、例えば、メモリであり、制御部４０と接続されている。

（合成画像の構成）
次に、各実施形態に係る画像表示装置１００によって表示される合成画像について説明する。図４は、左目用の画像Ａと右目用の画像Ｂを合成した合成画像Ｃを作成するときの模式図である。ここで、左目用の画像Ａは、観察者１１の左目１１ａに対し表示する画像を示し、右目用の画像Ｂは、観察者１１の右目１１ｂに対し表示する画像を示す。合成画像Ｃは、画像Ａと画像Ｂを合成した画像であり、各実施形態に係る画像表示装置１００における液晶表示パネル２０の表示画面に表示される画像である。観察者１１は、左目用の画像Ａと右目用の画像Ｂを脳内で合成することにより、立体画像を認識することができる。

画像Ａは、単位画像Ｒａ１１〜Ｂａ２６が組み合わさった画像である。ここで、単位画像とは、サブ画素単位で表示される画像のことを示す。単位画像における英字部Ｒａ、Ｇａ、Ｂａは、ＲＧＢの夫々のサブ画素ＳＧａに表示される画像であることを示す。即ち、英字部がＲａで示される単位画像は、Ｒの１つのサブ画素ＳＧａに表示される画像を示し、英字部がＧａで示される単位画像は、Ｇの１つのサブ画素ＳＧａに表示される画像を示し、英字部がＢａで示される単位画像は、Ｂの１つのサブ画素ＳＧａに表示される画像を示す。以下では、このような左目用の画像の単位画像のことを単に「左目用の単位画像」と称することもある。

画像Ｂは、単位画像Ｒｂ１１〜Ｂｂ２６が組み合わさった画像である。単位画像における英字部Ｒｂ、Ｇｂ、Ｂｂは、ＲＧＢの夫々のサブ画素ＳＧｂに表示される画像であることを示す。即ち、英字部がＲｂで示される単位画像は、Ｒの１つのサブ画素ＳＧｂに表示される画像を示し、英字部がＧｂで示される単位画像は、Ｇの１つのサブ画素ＳＧｂに表示される画像を示し、英字部がＢｂで示される単位画像は、Ｂの１つのサブ画素ＳＧｂに表示される画像を示す。以下では、このような右目用の画像の単位画像のことを単に「右目用の単位画像」と称することもある。

制御部４０は、画像Ａと画像Ｂより合成画像Ｃを作成する際、画像Ａの単位画像と画像Ｂの単位画像を、サブ画素ＳＧａとサブ画素ＳＧｂの夫々に対応するように合成する。即ち、先に述べたように、サブ画素ＳＧａとサブ画素ＳＧｂは、液晶表示パネル２０上でＸ方向及びＹ方向について交互に設定されるので、制御部４０は、図４に示すように、画像Ａの単位画像と画像Ｂの単位画像をサブ画素ＳＧａとサブ画素ＳＧｂに対応して交互に合成する。

具体的には、制御部４０は、画像Ａと画像Ｂより合成画像Ｃを作成する際、画像Ａ、Ｂの夫々の複数の所定の行の単位画像を、合成画像Ｃを構成する単位画像として用いる。図４に示す例では、画像Ａの単位画像Ｒａ１１〜Ｂａ１６、画像Ｂの単位画像Ｒｂ１１〜Ｂｂ１６が、合成画像Ｃを構成する単位画像として用いられるとする。画像Ａ、Ｂの当該複数の所定の行以外の行にある単位画像は、合成画像Ｃを構成する単位画像としては用いられない。従って、画像Ａの単位画像Ｒａ２１〜Ｂａ２６、画像Ｂの単位画像Ｒｂ２１〜Ｂｂ２６は、合成画像Ｃを構成する単位画像としては用いられない。

制御部４０は、図４に示す合成画像Ｃより分かるように、画像Ａの単位画像Ｒａ１１〜Ｂａ１６、画像Ｂの単位画像Ｒｂ１１〜Ｂｂ１６をサブ画素ＳＧａとサブ画素ＳＧｂに対応して交互に配置することにより、合成画像Ｃを合成する。

制御部４０は、このようにして合成された合成画像Ｃにおける各単位画像の階調値を基に各サブ画素ＳＧａ、ＳＧｂの画素電極５に印加する電位を決定し、制御信号として走査線駆動回路２１及びデータ線駆動回路２２に供給する。

このようにして、図４に示す合成画像Ｃが画像表示装置１００の液晶表示パネル２０に表示される。図４に示す合成画像Ｃ上には、視差バリア９のスリット９Ｓの位置も破線で示す。観察者１１の左目１１ａは、合成画像Ｃを、スリット９Ｓを通して見た場合には、単位画像Ｒａ１１、Ｇａ１２、Ｂａ１３、Ｒａ１４、Ｇａ１５、Ｂａ１６のみを見ることができる。一方、観察者１１の右目１１ｂは、合成画像Ｃを、スリット９Ｓを通して見た場合には、スリット９Ｓを通して、単位画像Ｒｂ１１、Ｇｂ１２、Ｂｂ１３、Ｒｂ１４、Ｇｂ１５、Ｂｂ１６のみを見ることができる。

観察者１１は、左目で見た単位画像Ｒａ１１、Ｇａ１２、Ｂａ１３、Ｒａ１４、Ｇａ１５、Ｂａ１６と、右目で見た単位画像Ｒｂ１１、Ｇｂ１２、Ｂｂ１３、Ｒｂ１４、Ｇｂ１５、Ｂｂ１６とを脳内で合成することにより、立体画像を認識することができる。

以上に述べた画像表示装置１００の構成を基に、以下では、本発明の各実施形態について、具体的に説明する。

［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態について説明する。図５は、第１実施形態に係る画像表示装置１００の模式図である。

図５では、液晶表示パネル２０は、簡略化して図示されている。以下の説明では、液晶表示パネル２０を、このように簡略化して示すこととする。図５に図示した液晶表示パネル２０では、「ａ」は、左目用の単位画像が表示画面に表示されることを示し、「ｂ」は、右目用の単位画像が表示画面に表示されることを示す。「ａ」、「ｂ」が記載されている１つのマス目は夫々、サブ画素ＳＧａ、サブ画素ＳＧｂを示している。

図５に示すように、サブ画素ＳＧａ、ＳＧｂを出射した光は、視差バリア９のスリット９Ｓを透過して、観察者１１に向けて出射する。ここで、観察者１１は、視差バリア９より距離Ｌｅｎだけ離れた位置にいるとする。図５において、「領域ａ」とは、視差バリア９より法線方向に距離Ｌｅｎだけ離れた位置において、左目用の単位画像が映し出される範囲を示し、「領域ｂ」とは、視差バリア９より法線方向に距離Ｌｅｎだけ離れた位置において、右目用の単位画像が映し出される範囲を示している。

図５の実線で示すように、観察者１１の左目１１ａが「領域ａ」にあり、観察者１１の右目１１ｂが「領域ｂ」にあるとすると、観察者１１の左目１１ａには、左目用の単位画像が入射し、観察者１１の右目１１ｂには、右目用の単位画像が入射することとなる。従って、観察者１１は、液晶表示パネル２０に表示された表示画像を、立体画像として正しく認識することができる。この場合、観察者１１は、いわゆる正視領域にいるという。

一方、図５の波線で示すように、観察者１１の左目１１ａｘが「領域ｂ」にあり、観察者１１の右目１１ｂｘが「領域ａ」にあるとすると、観察者１１の左目１１ａｘには、右目用の単位画像が入射することとなり、観察者１１の右目１１ｂｘには、左目用の単位画像が入射することとなる。このとき、観察者１１は、液晶表示パネル２０に表示された表示画像を見ると、飛び出して見えるべきものが、逆に引っ込んで見えてしまうこととなり、当該表示画像を、立体画像として正しく認識することができない。この場合、観察者１１は、いわゆる逆視領域にいるという。

図５に示すように、左目用の単位画像と右目用の単位画像とが、液晶表示パネル２０に交互に表示される場合には、正視領域と逆視領域は交互に発生する。

図５の実線で示すように、観察者１１は、視差バリア９の中央の点Ｃｐから法線方向に距離Ｌｅｎだけ離れた位置にいる場合には、観察者１１は、正視領域にいることとなる。ここで、観察者１１の位置を固定して、画像表示装置１００を、点Ｃｐを中心として回転させる場合を考える。

図６は、画像表示装置１００を、点Ｃｐを中心として所定の回転角αだけ回転させたときの模式図である。そのため、視差バリア９の中央の点Ｃｐから法線方向に伸びた軸Ｐｏｌが、点Ｃｐを中心として回転角αで回転して位置Ｐ０から位置Ｐ１へと移動している。図６では、観察者１１の左目１１ａは「領域ｂ」にあり、観察者１１の右目１１ｂは「領域ａ」にある。つまり、観察者１１の左目１１ａには、右目用の単位画像が入射することとなり、観察者１１の右目１１ｂには、左目用の単位画像が入射することとなる。従って、このとき、観察者１１は、逆視領域にいることとなり、表示画像を、立体画像として正しく認識することができない。

このように、観察者１１の位置を固定して、画像表示装置１００を、点Ｃｐを中心として回転させた場合には、正視領域と逆視領域とが、観察者１１に対して交互に発生することとなる。具体的には、例えば２.２インチのＱＶＧＡ（Ｑｕａｒｔｅｒ Ｖｉｄｅｏ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ａｒｒａｙ）の液晶表示パネルの場合には、回転角αが８〜９[°]変化する毎に、正視領域と逆視領域とが、観察者１１に対して交互に発生する。また、正視領域と逆視領域とが交互に発生する回転角αは、液晶表示パネルの画素数や画面サイズが変わった際に変化する可能性がある。

そこで、第１実施形態に係る画像表示装置１００では、制御部４０は、液晶表示パネル２０の回転角αに基づいて、液晶表示パネル２０における、右目用の単位画像の表示位置と左目の単位画像の表示位置とを入れ替えることを可能とされている。

図７は、図６と同様、画像表示装置１００を、点Ｃｐを中心として回転角αだけ回転させたときの模式図である。図６と異なる点は、液晶表示パネル２０における、左目用の単位画像の表示位置と右目用の単位画像の表示位置とが、制御部４０によって、入れ替えられていることである。このとき、観察者１１の左目１１ａは「領域ａ」にあり、観察者１１の右目１１ｂは「領域ｂ」にある。つまり、観察者１１の左目１１ａには、左目用の単位画像が入射し、観察者１１の右目１１ｂには、右目用の単位画像が入射することとなる。従って、この場合には、図６の場合と異なり、観察者１１は、正視領域にいることとなり、表示画像を、立体画像として正しく認識することができる。

次に、第１実施形態に係る画像表示装置１００の制御方法について、図８に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、制御部４０は、液晶表示パネル２０の回転角を、センサ４１からの検知信号を基に算出する（ステップＳ１１）。次に、制御部４０は、観察者１１が逆視領域にいるか否かについて、算出した回転角を基に判定する（ステップＳ１２）。具体的には、観察者１１に対して逆視領域が発生する回転角の範囲が、予め実験などで求められ、記憶部４２にマップとして記録されている。制御部４０は、算出した回転角を基に、記憶部４２に記録されているマップを用いて、観察者１１が逆視領域にいるか否かについて判定する。

制御部４０は、ステップ１２において、観察者１１が逆視領域にいないと判定した場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、ステップＳ１４に進む。制御部４０は、ステップ１２において、観察者１１が逆視領域にいると判定した場合には（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、表示画像出力源４３からの画像信号を基に、液晶表示パネル２０における、左目用の単位画像の位置と右目用の単位画像の位置を入れ替えた制御信号を生成する（ステップ１３）。ステップ１４において、制御部４０が、制御信号を液晶表示パネル２０へ供給することで、画像が液晶表示パネル２０に表示され、処理は終了する。

以上に述べたようにすることで、第１実施形態に係る画像表示装置１００は、当該画像表示装置１００を回転させた場合においても、観察者１１は常に正視領域にいることとなる。つまり、第１実施形態に係る画像表示装置１００は、観察者１１に対する逆視領域の発生を防止することができる。また、第１実施形態に係る画像表示装置１００では、観察者１１に位置センサを取り付ける必要もない。

[第２実施形態]
次に、第１実施形態では、２つの視点から構成される表示画像を用いて観察者に立体画像を認識させる画像表示装置に対し、本発明を適用する例について述べたが、第２実施形態では、３つ以上の複数の視点から構成される表示画像を用いて観察者に立体画像を認識させる画像表示装置に対し、本発明を適用する場合について述べる。

図９は、４つの複数の視点から構成される表示画像を作成する例を示す模式図である。具体的には、４つのカメラＣａ１〜Ｃａ４を用いて、対象物Ｏｂｊを撮影し、撮影された対象物Ｏｂｊの画像を立体画像として表示する例を示している。

図１０は、第２実施形態に係る画像表示装置１００の模式図である。図１０の液晶表示パネル２０において、「１」、「２」、「３」、「４」は夫々、図９に示した例で言うと、カメラＣａ１で撮影された画像の単位画像、カメラＣａ２で撮影された画像の単位画像、カメラＣａ３で撮影された画像の単位画像、カメラＣａ４で撮影された画像の単位画像を示している。また、図１０では、「１」、「２」、「３」、「４」で示す単位画像が表示されるサブ画素を夫々、サブ画素ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３、ＳＧ４とする。

図１０に示すように、サブ画素ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３、ＳＧ４を出射した光は、視差バリア９のスリット９Ｓを透過して、観察者１１に向けて出射する。図１０において、「領域１」は、視差バリア９より法線方向に距離Ｌｅｎだけ離れた位置において、「１」で示す単位画像が映し出される範囲を示している。「領域２」は、視差バリア９より法線方向に距離Ｌｅｎだけ離れた位置において、「２」で示す単位画像が映し出される範囲を示している。「領域３」は、視差バリア９より法線方向に距離Ｌｅｎだけ離れた位置において、「３」で示す単位画像が映し出される範囲を示している。「領域４」は、視差バリア９より法線方向に距離Ｌｅｎだけ離れた位置において、「４」で示す単位画像が映し出される範囲を示している。

図１０の実線で示すように、観察者１１の左目１１ａが「領域３」にあり、観察者１１の右目１１ｂが「領域２」にある場合、観察者１１は、図９に示す例でいうと、カメラＣａ３の位置に左目１１ａが位置しているとし、カメラＣａ２の位置に右目１１ｂが位置しているとして、対象物Ｏｂｊを見たときの画像を見ることとなる。従って、このとき、観察者１１は、液晶表示パネル２０に表示された表示画像を、立体画像として正しく認識することができる。即ち、観察者１１は、正視領域にいることとなる。

観察者１１の左目１１ａが「領域２」にあり、観察者１１の右目１１ｂが「領域１」にある場合や、観察者１１の左目１１ａが「領域４」にあり、観察者１１の右目１１ｂが「領域３」にある場合にも、同様にして、観察者１１は、液晶表示パネル２０に表示された表示画像を、立体画像として正しく認識することができる。即ち、観察者１１は、正視領域にいることとなる。

正確には、「１」で示す単位画像が右目用の単位画像として機能する場合には、「２」〜「４」で示す単位画像が左目用の単位画像として機能する。「２」で示す単位画像が右目用の単位画像として機能する場合には、「３」及び「４」で示す単位画像が左目用の単位画像として機能する。「３」で示す単位画像が右目用の単位画像として機能する場合には、「４」で示す単位画像が左目用の単位画像として機能する。つまり、図９で示す例でいうと、カメラＣａ１〜Ｃａ４の並び順と、観察者１１の右目１１ａと観察者１１の左目１１ｂの並び順とが対応する場合には、観察者１１は、液晶表示パネル２０に表示された表示画像を、立体画像として正しく認識することができる。

このような３つ以上の複数の視点の表示画像から構成される画像表示装置では、先に述べた第１実施形態に係る画像表示装置１００（図５）と比較して、図１０に示すように、正視領域の範囲を拡げることができる。

一方、図１０の破線で示すように、観察者１１の左目１１ａｘが「領域１」にあり、観察者１１の右目１１ｂｘが「領域４」にある場合、カメラＣａ１とカメラＣａ４の並び順に対し、観察者１１の右目１１ａｘと観察者１１の左目１１ｂｘの並び順が対応してない。このとき、観察者１１の左目１１ａｘは、右目用の単位画像である「１」を見ることとなり、観察者１１の右目１１ｂｘは、左目用の単位画像である「４」で示す画像を見ることとなる。そのため、観察者１１は、液晶表示パネル２０に表示された表示画像を、立体画像として正しく認識することができない。即ち、観察者１１は、逆視領域にいることとなる。

このように、３つ以上の複数の視点の表示画像から構成される画像表示装置では、正視領域の範囲を拡げることができるものの、逆視領域を完全になくすことはできない。

図１０において、観察者１１は、視差バリア９の中央の点Ｃｐから法線方向に距離Ｌｅｎだけ離れた位置にいる場合には、観察者１１は、先に述べたように正視領域にいることとなる。ここで、観察者１１の位置を固定して、画像表示装置１００を、点Ｃｐを中心として回転させる場合を考える。

図１１は、画像表示装置１００を、点Ｃｐを中心として所定の回転角βだけ回転させたときの模式図である。そのため、視差バリア９の中央の点Ｃｐから法線方向に伸びた軸Ｐｏｌが、点Ｃｐを中心として回転角βで回転して位置Ｐ０から位置Ｐ２へと移動している。このとき、観察者１１の左目１１ａは「領域１」にあり、観察者１１の右目１１ｂは「領域４」にある。従って、このとき、観察者１１は、逆視領域にいることとなる。

そこで、第２実施形態に係る画像表示装置１００においても、制御部４０は、液晶表示パネル２０の回転角βに基づいて、液晶表示パネル２０における、右目用の単位画像の表示位置と左目用の単位画像の表示位置とを入れ替えることを可能とされている。以下に具体的に述べる。

図１２は、図１１と同様、画像表示装置１００を、点Ｃｐを中心として回転角βだけ回転させたときの模式図である。図１１と異なる点は、液晶表示パネル２０に表示される、「４」で示す単位画像の表示位置と「１」で示す単位画像の表示位置とが入れ替わっていることである。このとき、観察者１１の左目１１ａは「領域４」にあり、観察者１１の右目１１ｂは「領域１」にある。従って、観察者１１は、正視領域にいることとなり、表示画像を、立体画像として正しく認識することができる。

次に、第２実施形態に係る画像表示装置１００の制御方法について、図１３に示すフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ２１からステップＳ２２までの処理は、第１実施形態において説明した図８に示すフローチャートにおけるステップＳ１１からステップＳ１２までの処理と同様の処理である。

ステップＳ２３において、制御部４０は、表示画像出力源４３からの画像信号を基にして、液晶表示パネル２０における、「１」で示す単位画像の表示位置と「４」で示す単位画像の表示位置を入れ替えた制御信号を生成する（ステップＳ２３）。ステップＳ２４において、制御部４０が、制御信号を液晶表示パネル２０へ供給することで、画像が液晶表示パネル２０に表示され、処理は終了する。このようにすることで、画像表示装置１００を回転させた場合において、観察者１１は常に正視領域にいることとなる。従って、第２実施形態に係る画像表示装置１００においても、観察者１１に対する逆視領域の発生を防止することができる。

なお、第２実施形態では、画像表示装置１００は、４つの視点の表示画像から構成され、「１」〜「４」まで順番に並んだ４個の視点からみた単位画像を並べて表示することにより観察者に対し立体画像を表示するとしているが、これに限られないのは言うまでもない。画像表示装置１００が、Ｎ個（Ｎ：３以上の自然数）の視点の表示画像から構成される場合、即ち、液晶表示パネル２０は、１番目からＮ番目（Ｎは３以上の自然数）まで順番に並んだ各視点からみた画像の単位画像（これらの単位画像を夫々、「１」〜「Ｎ」で示す単位画像とする。）を、１番目からＮ番目まで順番に並べて表示することにより、観察者に対し立体画像を表示するとしてもよい。この場合、制御部４０は、観察者１１が逆視領域（観察者１１の左目１１ａに「１」で示す単位画像が入射し、観察者１１の右目１１ｂに「Ｎ」で示す単位画像が入射する場合）にいると判定した場合には、「１」で示す単位画像と「Ｎ」で示す単位画像を入れ替えることにより、当該観察者１１に対する逆視領域の発生を防止することができる。

以上に述べたようにすることで、３つ以上の複数の視点の表示画像から構成される第２実施形態に係る画像表示装置１００においても、当該画像表示装置１００を回転させた場合において、当該観察者１１に対する逆視領域の発生を防止することができる。

[応用例]
次に、本発明の応用例について説明する。図１４は、応用例に係る画像表示装置の表示例を示す模式図である。応用例に係る画像表示装置では、当該画像表示装置の回転角に応じて、観察者に対し表示する立体画像を異ならせる。

図１４では、画像表示装置１００の回転角に応じて表示画像が変化する一例を示している。観察者１１が、画像表示装置１００の表示画面を正面から見た場合には、画像５０が示される。画像５０は、一例として人間の顔を正面から見たときの画像を示している。

観察者１１の位置を固定して、画像表示装置１００をＲａ方向に回転させると、画像表示装置１００に表示される画像は、画像５０から画像５０ｄへ、画像５０ｄから画像５０ｅへ、画像５０ｅから画像５０ｆへ、と段階的に変化する。画像５０ｆは、人間の顔を右側面から見たときの画像である。

一方、観察者１１の位置を固定して、画像表示装置１００をＬａ方向に回転させると、画像表示装置１００に表示される画像は、画像５０から画像５０ｇへ、画像５０ｇから画像５０ｈへ、画像５０ｈから画像５０ｉへと段階的に変化する。画像５０ｉは、人間の顔を左側面から見たときの画像である。応用例に係る画像表示装置１００は、以上に述べたような表示の仕方をすることによって、表示画像が変化し、立体表示を行うことによる臨場感を増すことができる。

このような画像表示装置においても、逆視領域が発生すると、回転角の変化に応じて、周期的に立体画像として認識できない部分が発生する。そのため、観察者は、回転角の変化に応じて表示画像が変化しても、周期的に立体画像として正しく認識できない部分が発生するために、違和感を覚えることとなる。

そこで、応用例に係る画像表示装置１００の制御方法について、図１５に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、制御部４０は、液晶表示パネル２０の回転角を、センサ４１からの検知信号を基に算出する（ステップＳ３１）。そして、制御部４０は、算出した回転角に対応する画像を取得する（ステップＳ３２）。具体的には、回転角と当該回転角に対応する画像の識別情報が記憶部４２にマップとして記録されており、制御部４０は、算出した回転角に対応する画像の識別情報を得る。制御部４０は、当該識別情報を基に、表示画像出力源４３より、算出した回転角に対応する画像（左目用の画像、右目用の画像）の画像信号を受信する。

ステップＳ３３からステップＳ３５までの処理は、第１実施形態において説明した図８に示すフローチャートにおけるステップＳ１２からステップＳ１４までの処理と同様の処理である。

以上に述べたようにすることで、応用例に係る画像表示装置１００においても、当該画像表示装置１００を回転させた場合において、当該観察者１１に対する逆視領域の発生を防止することができる。即ち、回転角に応じて表示画像を異ならせる画像表示装置１００において、逆視領域が発生することにより観察者が感じる違和感を抑えることができる。

［変形例］
上述した各実施形態では、画像表示装置１００は、視差バリア９の中央の点Ｃｐを中心として回転するとしているが、これに限られるものではなく、代わりに、他の任意の軸を中心として回転するとしてもよいのは言うまでもない。

上述した各実施形態に係る画像表示装置１００としては、視差バリア方式の画像表示装置が用いられるとしているがこれに限られるものではなく、他の種類の立体画像を表示することのできる画像表示装置、例えば、レンチキュラレンズを用いた画像表示装置が用いられるとしてもよい。

[電子機器]
次に、上述した各実施形態に係る画像表示装置１００を適用可能な電子機器の具体例について図１６を参照して説明する。

まず、各実施形態に係る画像表示装置１００を、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）の表示部に適用した例について説明する。図１６（ａ）は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ７１０は、キーボード７１１を備えた本体部７１２と、本発明に係る画像表示装置１００を適用した表示部７１３とを備えている。

続いて、各実施形態に係る画像表示装置１００を、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図１６（ｂ）は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機７２０は、複数の操作ボタン７２１のほか、受話口７２２、送話口７２３とともに、本発明に係る画像表示装置１００を適用した表示部７２４を備える。

なお、各実施形態に係る画像表示装置１００を適用可能な電子機器としては、図１６（ａ）に示したパーソナルコンピュータや図１６（ｂ）に示した携帯電話機の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。

各実施形態に係る画像表示装置の断面図である。 各実施形態に係る画像表示装置における液晶表示パネルの平面図である。 画像表示装置の駆動回路の制御手段を示す模式図 ２つの画像から合成画像を作成するときの模式図である。 第１実施形態に係る画像表示装置の模式図である。 第１実施形態に係る画像表示装置の模式図である。 第１実施形態に係る画像表示装置の模式図である。 第１実施形態に係る画像表示装置の制御方法を示すフローチャート。 複数の視点から構成される表示画像を作成する例を示す模式図である。 第２実施形態に係る画像表示装置の模式図である。 第２実施形態に係る画像表示装置の模式図である。 第２実施形態に係る画像表示装置の模式図である。 第２実施形態に係る画像表示装置の制御方法を示すフローチャート。 応用例に係る画像表示装置の表示例を示す模式図である。 応用例に係る画像表示装置の制御方法を示すフローチャート。 本発明の画像表示装置を適用した電子機器の例である。

符号の説明

９ 視差バリア、 １０ 照明装置、 １１ 観察者、 ２０ 液晶表示パネル、 ４０ 制御部、 １００ 画像表示装置

Claims (5)

1. 右目用の画像のサブ画素単位の画像である右目用の単位画像と、左目用の画像のサブ画素単位の画像である左目用の単位画像とを所定方向に交互となる表示位置に表示することにより、観察者に対し立体画像を表示する表示パネルと、
   前記観察者の視点位置の前記表示パネルの所定の軸に対する回転角を検知するセンサと、
   前記回転角に基づいて、前記表示パネルにおける、前記右目用の単位画像の表示位置と前記左目用の単位画像の表示位置とを入れ替えることを可能とする制御部と、を備えることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記表示パネルは、１番目からＮ番目（Ｎは３以上の自然数）まで順番に並んだ各視点から見た画像のサブ画素単位の画像である単位画像を、１番目からＮ番目まで順番に並べて表示することにより、前記観察者に対し前記立体画像を表示し、
   前記制御部は、前記センサによって検知された前記回転角に基づいて、前記表示パネルにおける、１番目の視点から見た画像の単位画像の表示位置とＮ番目の視点から見た画像の単位画像の表示位置とを入れ替え可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記制御部によって、前記表示パネルにおける、前記単位画像の表示位置の入れ替えをおこなう前記回転角は、前記観察者の視点位置が前記立体画像を正しく認識できない逆視領域に位置していると前記制御部が判定した回転角であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
4. 前記制御部は、前記観察者に対し表示する立体画像を、前記回転角の大きさに応じて、異ならせることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気光学装置を表示部に備えることを特徴とする電子機器。

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