JP5182505B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、２次元表示と３次元表示とを切り替えることができる画像表示装置に関する。

従来より、観察者の両眼に視差のある視差画像を見せることで立体視を実現する２眼式または多眼式の立体表示装置が知られている。また、より自然な立体視を実現する方法として、空間像方式の立体表示装置がある。空間像方式では、放射方向の異なる複数の光線を空間中に放射することで、複数の視野角に対応した空間像を形成する。

これらの立体表示装置を実現する方法としては、例えば、液晶ディスプレイなどの２次元表示装置と、２次元表示装置からの表示画像光を複数の視野角方向に偏向させる３次元表示用の光学デバイスとを組み合わせたものが知られている。３次元表示用の光学デバイスとしては、例えば、複数のシリンドリカルレンズ（円筒レンズ）を並列配置したレンチキュラーレンズが用いられる。また、マイクロレンズを複眼状に配置したマイクロレンズアレイを用いるものも知られている（特許文献１参照）。レンチキュラーレンズを用いた方式では、一般的には左右方向の視差にしか対応できないが、マイクロレンズアレイを用いた方式では、他の方向の視差にも対応できるので、例えば斜め方向や奥行き方向の運動視差を実現しやすい。

ところで、非特許文献１には、３次元表示用の光学デバイスとして、２つのモードを有する切り替え式のレンチキュラーレンズを用いることで、２次元表示モードと３次元表示モードとの２つの表示モードを実現した表示装置が開示されている。この表示装置では、２次元表示モードでは切り替え式のレンチキュラーレンズが屈折力のない状態とされ、２次元表示装置からの表示画像光をそのままの状態で通過させる。３次元表示モードでは、切り替え式のレンチキュラーレンズが正の屈折力を有する状態とされ、２次元表示装置からの表示画像光を複数の視野角方向に偏向させることで立体視を実現する。

特許第３７８８３９４号公報 Dick K.G. de Boer, Martin G.H. Hiddink, Maarten Sluijter, Oscar H. Willemsen and Siebe T. de Zwart, "Switchable lenticular based 2D/3D displays",SPIE Vol. 6490, 64900R(2007)

しかしながら、非特許文献１に記載の表示装置では、画面全体を２次元表示モードと３次元表示モードとに切り替える方式であるため、構造的に、部分的な３次元表示を行うことができないものとなっている。このため、例えば図８に示したように、１つの画面６０内で、あるエリアを部分的に３次元表示エリア６１とし、他のエリアは２次元表示エリア６２とするような表示方法は実現できない。このような部分的な３次元表示を行うためには、３次元表示用の光学デバイス自体を構造的に、部分的に２次元表示モードと３次元表示モードとに切り替え可能な構成にしなければならない。

また、２次元表示装置側での映像表示を２次元表示モードと３次元表示モードとで、部分的に適切に切り替える必要がある。３次元表示を行う場合には、２次元表示装置における複数の画素を３次元表示としての１画素に含めるため、２次元表示モードに比べて表示解像度が低下する。３次元表示モードでの表示解像度は、レンチキュラーレンズなどの３次元表示用の光学デバイスの構造に依存する。このため、図８に示した部分的な３次元表示を行う場合に、２次元表示装置の画面全体を３次元表示モードでの表示解像度に合わせてしまうと、２次元表示エリア６２での映像表示の画質が本来の２次元表示モードでの映像表示に比べて低下してしまう。また、３次元表示エリア６１のエリア設定は、２次元表示装置の画素位置だけでなく、３次元表示用の光学デバイスの構造に応じた位置、サイズにする必要がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、２次元表示と３次元表示との部分的な切り替えを容易に行うことができるようにした画像表示装置を提供することにある。

本発明の画像表示装置は、複数の画素を有し、２次元画像データまたは３次元画像データに基づく映像表示を行う２次元表示部と、２次元表示部に対向配置され、２次元表示を行うか３次元表示を行うかに応じて、２次元表示部の各画素からの光線の通過状態を所定サイズの分割エリア単位で部分的、かつ選択的に変化させる３次元表示用光学デバイスとを備えたものである。そして、３次元表示用光学デバイスが、２次元表示を行うエリアでは２次元表示部の各画素からの光線を偏向させずに通過させ、３次元表示を行うエリアでは２次元表示部の各画素からの光線を３次元表示に必要とされる複数の視野角方向に偏向させるよう通過状態を変化させるようになされ、２次元表示部が、２次元表示を行うエリアでは２次元画像データに基づく映像表示を行い、３次元表示を行うエリアでは３次元画像データに基づく映像表示を行うようになされているものである。

本発明の画像表示装置では、２次元表示部において２次元画像データまたは３次元画像データに基づく映像表示が行われる。３次元表示用光学デバイスでは、２次元表示を行うか３次元表示を行うかに応じて、２次元表示部の各画素からの光線の通過状態を所定サイズの分割エリア単位で部分的、かつ選択的に変化させる。
より具体的には、３次元表示用光学デバイスでは、２次元表示を行うエリアでは２次元表示部の各画素からの光線を偏向させずに通過させ、３次元表示を行うエリアでは２次元表示部の各画素からの光線を３次元表示に必要とされる複数の視野角方向に偏向させるよう通過状態を変化させる。また、２次元表示部では、２次元表示を行うエリアでは２次元画像データに基づく映像表示を行い、３次元表示を行うエリアでは３次元画像データに基づく映像表示を行う。

ここで、本発明の画像表示装置は、２次元表示部の画面上において３次元表示を行うエリアを画素単位で指定する指定手段と、指定手段により指定されたエリアの位置およびサイズを、３次元表示用光学デバイスにおける分割エリアを単位とした位置およびサイズに補正する補正手段とをさらに備えていても良い。そして、２次元表示部が、補正手段によって補正されたエリアに３次元画像データに基づく映像表示を行うと共に、その他のエリアでは２次元画像データに基づく映像表示を行うようになされていても良い。また、３次元表示用光学デバイスが、補正手段によって補正されたエリアに対応するエリアを３次元表示を行うエリアとして設定すると共に、その他のエリアは２次元表示を行うエリアとして設定するようになされていても良い。

このような構成にした場合、指定手段により指定されたエリアの位置およびサイズが、補正手段によって、３次元表示用光学デバイスにおける分割エリアを単位とした位置およびサイズに補正される。２次元表示部では、補正手段によって補正されたエリアに応じて、２次元画像データまたは３次元画像データに基づく映像表示が行われる。３次元表示用光学デバイスでは、補正手段によって補正されたエリアに対応するエリアを３次元表示を行うエリアとして設定し、そのエリアでは２次元表示部の各画素からの光線を、３次元表示に必要とされる複数の視野角方向に偏向させる。
これにより、３次元表示を行うエリアの設定が、２次元表示部側の画素位置だけでなく、３次元表示用光学デバイスの構造に応じた位置、サイズに適切に設定される。また、２次元表示を行うエリアでは２次元表示に適した表示がなされると共に、３次元表示を行うエリアでは３次元表示に適した表示がなされ、２次元表示と３次元表示とのそれぞれに適した表示状態が実現される。

本発明の画像表示装置によれば、３次元表示用光学デバイスにおいて、２次元表示を行うか３次元表示を行うかに応じて、２次元表示部の各画素からの光線の通過状態を所定サイズの分割エリア単位で部分的、かつ選択的に変化させるようにしたので、２次元表示と３次元表示との部分的な切り替えを容易に行うことができる。

また、本発明の画像表示装置によれば、２次元表示部の画面上において指定された３次元表示を行うエリアの設定を、３次元表示用光学デバイスにおける分割エリアを単位とした位置およびサイズに補正するようにした。これにより、３次元表示を行うエリアの設定を容易かつ適切に行うことができる。また、この場合において、補正手段によって補正されたエリアに応じて、２次元表示部において２次元画像データまたは３次元画像データに基づく映像表示を行い、３次元表示用光学デバイスでは、補正手段によって補正されたエリアに対応するエリアを３次元表示を行うエリアとして設定するようにした。これにより、２次元表示と３次元表示とのそれぞれに適した表示状態を容易に実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

［画像表示装置の全体構成］
図１および図２は、本発明の一実施の形態に係る画像表示装置の全体構成の一例を示している。この画像表示装置は、２次元画像データまたは３次元画像データに基づく映像表示を行う２次元表示デバイス１０と、この２次元表示デバイス１０に対向配置された３次元表示用光学デバイス２０とを備えている。この画像表示装置は、例えば図８に示したように、１つの画面６０内で、あるエリアを部分的に３次元表示エリア６１とし、他のエリアは２次元表示エリア６２とするような表示を行うことが可能とされている。図１は、画面全体を２次元表示エリア６２とした状態での構成を模式的に示し、図２は、部分的に３次元表示エリア６１として部分的に３次元表示にした状態での構成を模式的に示している。

２次元表示デバイス１０は、例えば液晶表示ディスプレイで構成され、赤色用画素１１Ｒ、緑色用画素１１Ｇ、および青色用画素１１Ｂからなる画素１１を複数有し、それら複数の画素１１がマトリクス状に配置されている。２次元表示デバイス１０は、２次元表示を行うエリアでは２次元画像データに基づく映像表示を行い、３次元表示を行うエリアでは３次元画像データに基づく映像表示を行うようになっている。なお、３次元画像データとは、例えば、３次元表示における複数の視野角方向に対応した複数の視差画像を含むデータである。
本実施の形態において、２次元表示デバイス１０が、本発明における「２次元表示部」の一具体例に対応する。

３次元表示用光学デバイス２０は、２次元表示デバイス１０に対向する面内で所定サイズの分割エリアがマトリクス状に複数設けられている。それら複数の分割エリアが、例えばアクティブマトリクス方式で駆動されることで、２次元表示を行うか３次元表示を行うかに応じて、２次元表示デバイス１０の各画素１１からの光線の通過状態を分割エリア単位で部分的、かつ選択的に変化させることが可能に構成されている。より具体的には、複数の分割エリアにはそれぞれ、例えば電圧の印加に応じてレンズ作用が切り替わる切り替え式のマイクロレンズ３０が形成されている。すなわち、３次元表示用光学デバイス２０には、切り替え式のマイクロレンズ３０が２次元表示デバイス１０に対向する面内でマトリクス状に複数形成されている。それら複数の切り替え式のマイクロレンズ３０が、例えばアクティブマトリクス方式で電圧駆動されることで、２次元表示デバイス１０の各画素１１からの光線の通過状態を、切り替え式のマイクロレンズ３０単位で部分的、かつ選択的に変化させるようになされている。

これにより、３次元表示用光学デバイス２０は、２次元表示を行うエリアでは、例えば図１に示したようにマイクロレンズ３０による凸レンズの屈折作用がない状態として、２次元表示デバイス１０の各画素１１からの光線Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２を偏向させずにそのままの状態で通過させるようになっている。また、３次元表示を行うエリアでは、例えば図２に示したようにマイクロレンズ３０による凸レンズの屈折作用を生じさせることにより、２次元表示デバイス１０の各画素１１からの光線Ｌ１，Ｌ２を３次元表示に必要とされる複数の視野角方向に偏向させるようになっている。なお、図２では、１つのマイクロレンズ３０に２次元表示デバイス１０の画素１１が３画素×３画素分割り当てられている例を示している。また、図１および図２では、３次元表示用光学デバイス２０の光学作用を分かりやすく説明するため、３次元表示を行うか否かに応じて、３次元表示用光学デバイス２０の表面に構造的にマイクロレンズ３０が形成されるかのような状態で示している。実際には、後述する図３および図４に示すように、３次元表示用光学デバイス２０の内部において、内部的に屈折率が部分的に変化することでマイクロレンズ３０によるレンズ作用が生じるような構成とされている。

［３次元表示用光学デバイスの具体的な構成例］
図３は、３次元表示用光学デバイス２０の具体的な構成例を示している。図４は、図３に示した３次元表示用光学デバイス２０を部分的に３次元表示にした状態を示している。この３次元表示用光学デバイス２０は、例えばガラス材料よりなる透明基板２１および透明基板２２と、それら２つの透明基板２１，２２の間に挟まれた液晶層２３とを備えている。

一方の透明基板２１における液晶層２３側の表面には、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などの透明な導電膜からなる個別電極２４がマトリクス状に複数形成されている。他方の透明基板２２における液晶層２３側の表面には、例えばＩＴＯ膜などの透明な導電膜からなる共通電極２５がほぼ全面に形成されている。

液晶層２３は、例えばレプリカ法（Photoreplication Process）と呼ばれる製造方法で、凹レンズ形状に成型された型に液晶分子３１が充填された構成となっている。液晶層２３における一方の透明基板２１側の面には、配向膜３２が平面的に設けられている。液晶層２３における他方の透明基板２２側には、レプリカ３４の型によって凸形状とされた配向膜３３が設けられている。すなわち、液晶層２３において、下層の平面的な配向膜３２と上層の凸形状の配向膜３３との間には液晶分子３１が充填され、上層のその他の領域はレプリカ３４とされている。これにより、液晶層２３では液晶分子３１が充填された部分が凸形状とされいる。この凸形状とされている部分が、マイクロレンズ３０となる部分である。この凸形状の部分は、個別電極２４に対応してマトリクス状に複数形成されている。すなわち、マイクロレンズ３０となる部分が、個別電極２４に対応してマトリクス状に複数形成されている。これにより、以下で説明するように電圧の印加に応じてマイクロレンズ３０に凸レンズとしての屈折力が選択的に与えられるようになっている。

ここで、上層の共通電極２５に印加される共通電圧をＶＡ、下層の複数の個別電極２４に印加される所定の駆動電圧をＶＢ１，ＶＢ２，ＶＢ３，…とする。液晶層２３において、形状的にマイクロレンズ３０となる部分には、共通電圧と駆動電圧との差の差電圧（ＶＡ−ＶＢ１），（ＶＡ−ＶＢ２），（ＶＡ−ＶＢ３），…が与えられる。液晶分子３１は、例えば長手方向と短手方向とで通過光線に対して屈折率の異なる屈折率楕円体の構造を有している。また、液晶分子３１は、電圧の印加に応じて分子配列が変わるようになっている。ここで、液晶分子３１に差電圧として所定の電圧が与えられた状態での分子配列で与えられる、通過光線に対する屈折率をｎ０とする。また、差電圧がゼロの状態、すなわち、（ＶＡ−ＶＢ１）＝０，（ＶＡ−ＶＢ２）＝０，（ＶＡ−ＶＢ３）＝０，…での分子配列で与えられる、通過光線に対する屈折率をｎｅとする。また、屈折率の大きさはｎｅ＞ｎ０の関係とする。レプリカ３４の屈折率は、液晶分子３１に差電圧として所定の電圧が与えられた状態での低い方の屈折率ｎ０と同じとなるようにする。

これにより、差電圧がゼロの状態では、通過光線に対する液晶分子３１の屈折率ｎｅとレプリカ３４の屈折率とに屈折率差が生じて、マイクロレンズ３０が凸レンズとして作用する。これにより、図４に示したように、凸レンズとして作用しているマイクロレンズ３０を通過する光線Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２が複数の視野角方向に偏向する。一方、差電圧が所定の電圧の状態では、通過光線に対する液晶分子３１の屈折率ｎ０とレプリカ３４の屈折率とが同じとなり、マイクロレンズ３０に相当する部分は凸レンズとして作用しなくなる。これにより、図３に示したように、液晶層２３を通過する光線Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２は偏向することなく、そのまま透過する。このように、３次元表示用光学デバイス２０は、電圧の印加に応じて部分的にレンズ作用を切り替えることができる、切り替え式のマイクロレンズアレイの構成とされている。

ところで、この３次元表示用光学デバイス２０の駆動電圧の制御は、マイクロレンズ３０となる部分が多数存在する場合においては、個々のレンズ部分ごとに配線を与えると高コストになるので、アクティブマトリクス方式で制御することが望ましい。

図５は、そのアクティブマトリクス方式での駆動回路の配線例を示している。上述したように、マイクロレンズ３０となる部分と個別電極２４は、互いに対応してマトリクス状に、縦方向（Ｙｉ方向）と横方向（Ｘｉ方向）に複数形成されている。そのマトリクスの交点部分の個別電極２４に、図５に示したようにトランジスタＴ１を接続する。そして、図５のｏｕｔｐｕｔ（Ｘｉ，Ｙｉ）の電圧を、図３および図４に示した駆動電圧をＶＢ１，ＶＢ２，ＶＢ３，…として、個別電極２４に与える。このようにすることで、例えば図９に示したように３次元表示エリア６１が、横方向は座標Ｘｓから座標Ｘｅまで、縦方向は座標Ｙｓから座標Ｙｅまでと定義されたとすると、その座標の領域に所定の駆動電圧を与えることで、容易に３次元表示エリア６１にのみレンズ作用を生じさせて３次元表示を行うことができる。

［画像表示装置の制御回路を含めた構成］
図７は、制御回路を含めた本実施の形態に係る画像表示装置の構成例を示している。この画像表示装置は、表示装置１と、コントローラ２と、接続ケーブル３と、操作部４とを備えている。表示装置１は、上述の図１〜図４に示した２次元表示デバイス１０と３次元表示用光学デバイス２０とで構成されている。
本実施の形態において、操作部４が、本発明における「指定手段」の一具体例に対応する。また、コントローラ２が、本発明における「補正手段」の一具体例に対応する。

接続ケーブル３は、表示装置１とコントローラ２とを相互接続するインタフェースであり、例えばＨＤＭＩ（High Definition Multimedia Interface）規格のケーブルである。接続ケーブル３は、データライン５５と、コントロールライン５６とを有している。データライン５５は、主に表示装置１における２次元表示デバイス１０に２次元画像データまたは３次元画像データを伝送するためのものである。データライン５５はまた、クロックラインを含んでいる。コントロールライン５６は、主にコントローラ２と３次元表示用光学デバイス２０との間の制御信号を伝送するためのものである。コントロールライン５６は、例えばＨＤＭＩ規格におけるＤＤＣ（Display Data Control Line）に相当する。

コントローラ２は、例えばＰＣ（Personal Computer）本体で構成され、２次元画像データ供給部５１と、３次元画像データ供給部５２と、と、３Ｄアプリケーション５３と、アプリケーションマネージャ５４とを備えている。２次元画像データ供給部５１は、データライン５５を介して２次元表示デバイス１０に２次元画像データを供給するものである。３次元画像データ供給部５２は、データライン５５を介して２次元表示デバイス１０に３次元画像データを供給するものである。２次元画像データ供給部５１と３次元画像データ供給部５２は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記録媒体を有し、画像データを格納している。なお、コントローラ２の外部から画像データを供給するようにしても良い。

操作部４は、例えばマウスなどのポインティングデバイスで構成され。ユーザによって操作されるようになっている。ユーザは、操作部４を介して、２次元表示デバイス１０の画面上において３次元表示を行うエリアを画素単位で指定することができるようになっている。

３Ｄアプリケーション５３およびアプリケーションマネージャ５４は、３次元表示に関する表示制御を行うものである。３Ｄアプリケーション５３およびアプリケーションマネージャ５４は、例えば、操作部４からの指示に応じて、表示装置１におけるどのエリアを３次元表示を行うエリアに設定するかの制御を行うようになっている。３Ｄアプリケーション５３およびアプリケーションマネージャ５４は、後述するように例えば、操作部４を介して指定された３次元表示のエリアの位置およびサイズを、３次元表示用光学デバイス２０における分割エリア（マイクロレンズ３０）を単位とした位置およびサイズに補正する制御を行うようになっている。

［画像表示装置の動作］
次に、本実施の形態に係る画像表示装置の動作を説明する。

この画像表示装置では、２次元表示デバイス１０において２次元画像データまたは３次元画像データに基づく映像表示が行われる。３次元表示用光学デバイス２０では、２次元表示を行うか３次元表示を行うかに応じて、２次元表示デバイス１０の各画素１１からの光線の通過状態を所定サイズの分割エリア単位で部分的、かつ選択的に変化させる。より具体的には、３次元表示用光学デバイス２０では、２次元表示を行うエリアでは２次元表示デバイス１０の各画素１１からの光線を偏向させずに通過させる。また、３次元表示を行うエリアでは２次元表示デバイス１０の各画素１１からの光線を、図２および図４に示したように、３次元表示に必要とされる複数の視野角方向に偏向させるよう通過状態を変化させる。また、２次元表示デバイス１０では、２次元表示を行うエリアでは２次元画像データに基づく映像表示を行い、３次元表示を行うエリアでは３次元画像データに基づく映像表示を行う。

ところで、現在のコンピュータ用ディスプレイデバイスは、最高解像度がディスプレイの画素数により決まっている。一方で、コンピュータの設定として、最高解像度よりも少ない設定の解像度でデータをディスプレイデバイスに送信しても、２次元画像の表示を行う場合には、ディスプレイデバイス側でデータの調整を行うことができている。また通常、２次元表示のアプリケーションウィンドウをディスプレイに表示する場合には、その表示エリアをアナログ的にほぼ自由に設定することが可能である。さらに２次元の動画を表示する場合などデータエリア数が決まっている場合においても、データ開始点の位置はアナログ的に任意の位置を選択することができる。

しかしながら、一般に３次元表示デバイスは、２次元の複数の画素を光学デバイス（光学レンズや遮蔽パターン）の構造に依存する３次元表示としての１画素に含めるため、アナログ的に表示エリアを拡大・縮小することが極めて困難である。つまり、本実施の形態のように部分的に３次元表示が可能である場合においては、３次元表示用光学デバイス２０の画素数（マイクロレンズ３０の数）に応じた表示エリアサイズになり、２次元表示デバイス１０の画素数を基準としたアナログ的な拡大縮小は困難である。さらに、３次元表示のアプリケーションウィンドウを２次元表示デバイス１０に表示する場合には、図９に示したようなＸｓ，Ｘｅ，Ｙｓ，Ｙｅなどの座標を自由に設定することはできない。そして、３次元のデータを表示する場合においてはデータ開始点であるＸｓおよびＹｓの位置も任意に設定することはできない。これらの設定は、３次元表示用光学デバイス２０の構造に応じた位置、サイズにする必要がある。

本実施の形態の画像表示装置では、図７に示した操作部４を介して、ユーザが２次元表示デバイス１０の画面上において３次元表示を行うエリアを画素単位で指定する。この指定は、２次元表示デバイス１０の画面上において２次元画像データに基づく映像表示が行われている状態であっても行うことが可能である。コントローラ２では、その指定されたエリアの位置およびサイズを、３次元表示用光学デバイス２０における分割エリア（マイクロレンズ３０）を単位とした位置およびサイズに補正する。２次元表示デバイス１０では、補正されたエリアに応じて、２次元画像データまたは３次元画像データに基づく映像表示を行う。３次元表示用光学デバイス２０では、補正されたエリアに対応するエリアを３次元表示を行うエリアとして設定し、そのエリアでは２次元表示デバイス１０の各画素１１からの光線を、３次元表示に必要とされる複数の視野角方向に偏向させる。また、その他のエリアは２次元表示を行うエリアとして設定する。これにより、３次元表示を行うエリアの設定が、２次元表示デバイス１０側の画素位置だけでなく、３次元表示用光学デバイス２０の構造に応じた位置、サイズに適切に設定される。また、２次元表示を行うエリアでは２次元表示に適した表示がなされると共に、３次元表示を行うエリアでは３次元表示に適した表示がなされ、２次元表示と３次元表示とのそれぞれに適した表示状態が実現される。

この３次元表示エリアの補正の動作を、図６を参照してより具体的に説明する。図６は、２次元表示デバイス１０における画素１１と３次元表示用光学デバイス２０における分割エリア（マイクロレンズ３０）との対応関係を示している。

まず、操作部４を介して、ユーザが図９に示したようなＸｓ，Ｘｅ，Ｙｓ，Ｙｅの座標を３次元表示エリア６１として指定してきたとする。この場合、コントローラ２では、指定された座標位置とエリアサイズが、３次元表示用光学デバイス２０における分割エリア（マイクロレンズ３０）を単位とした位置であるかを照会して確認する必要がある。例えば、データ開始点が、図６に示した選択位置４２のように、マイクロレンズ３０内に入ってしまっている状態にある場合、マイクロレンズ３０を単位とした適切な位置に補正する必要がある。ここで、図６において、小さい丸印で示した部分は、２次元表示デバイス１０における画素１１の境界点の座標を示している。特に、黒く小さい丸印で示した部分はマイクロレンズ３０の形成エリアを単位とした３次元表示用グリッド４１である。図９に示したような３次元表示エリア６１のＸｓ，Ｘｅ，Ｙｓ，Ｙｅの座標が、この３次元表示用グリッド４１の座標となっている必要がある。そこで、図６に示したような選択位置４２が指定された場合、その位置を、例えば最も近い位置の３次元表示用グリッド４１の座標となるように補正する。

コントローラ２のアプリケーションマネージャ５４は、接続ケーブル３のコントロールライン５６を介して、３次元表示用光学デバイス２０の構造に関する情報を３次元表示用光学デバイス２０から取得すると共に、その取得した情報に基づいて、上記のような位置の補正を行う。コントローラ２のアプリケーションマネージャ５４は、３次元表示用光学デバイス２０に対して、その補正された位置に基づくエリアを３次元表示を行うエリアとして設定させる。３次元表示用光学デバイス２０では、その設定されたエリアにおいて図２および図４に示したようにマイクロレンズ３０の屈折作用を生じさせる。アプリケーションマネージャ５４はまた、２次元表示デバイス１０において、その補正された位置に基づくエリアに３次元画像データに基づく映像表示が行われるような制御を行う。これは、アプリケーションマネージャ５４が、３Ｄアプリケーション５３に対して２次元画像データ供給部５１からの２次元画像データと、３次元画像データ供給部５２からの３次元画像データとを適切に画像処理させることで行われる。この画像処理されて２次元画像データと３次元画像データとが適切に混在した画像データを、データライン５５を介して２次元表示デバイス１０に供給する。これにより、２次元表示デバイス１０では、補正された３次元表示エリア６１内に３次元画像データに基づく映像表示がなされ、その他のエリアでは２次元画像データに基づく映像表示がなされる。

このように、本実施の形態では、コントローラ２と３次元表示用光学デバイス２０との間での制御データの伝送と、コントローラ２と２次元表示デバイス１０との間での画像データの伝送とを接続ケーブル３の別々のラインで行っている。これにより、例えば、コントローラ２と２次元表示デバイス１０との間で２次元画像データを送信している状態（２次元表示デバイス１０で２次元映像を表示している状態）であっても、３次元表示エリアの設定制御を容易に行うことができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る画像表示装置によれば、３次元表示用光学デバイス２０において、２次元表示を行うか３次元表示を行うかに応じて、２次元表示デバイス１０の各画素１１からの光線の通過状態を所定サイズの分割エリア単位で部分的、かつ選択的に変化させるようにしたので、２次元表示と３次元表示との部分的な切り替えを容易に行うことができる。

また、２次元表示デバイス１０の画面上において指定された３次元表示を行うエリアの設定を、３次元表示用光学デバイス２０における分割エリア（マイクロレンズ３０）を単位とした位置およびサイズに補正するようにした。これにより、３次元表示を行うエリアの設定を容易かつ適切に行うことができる。また、この場合において、補正されたエリアに応じて、２次元表示デバイス１０において２次元画像データまたは３次元画像データに基づく映像表示を行い、３次元表示用光学デバイス２０では、補正されたエリアに対応するエリアを３次元表示を行うエリアとして設定するようにした。これにより、２次元表示と３次元表示とのそれぞれに適した表示状態を容易に実現することができる。
＜その他の実施の形態＞

本発明は、上記実施の形態に限定されず、その他の変形実施が可能である。
例えば、本発明に適用される３次元表示用光学デバイスは、上記実施の形態で例に挙げたマイクロレンズ３０を用いた方式に限らない。例えば、複数のシリンドリカルレンズ（円筒レンズ）を並列配置したレンチキュラーレンズ方式のものであっても構わない。すなわち、図３および図４に示した構造では、切り替え式のマイクロレンズ３０がマトリクス状に配置されていたが、これに代えて、切り替え式のシリンドリカルレンズをマトリクス状に配置するようにすれば良い。

また、上記実施の形態では説明を簡単にするため、３次元表示エリア６１が１つのみの場合を例に説明したが、３次元表示エリア６１を１つの画面内で２つ以上設けることも可能である。その場合も、３次元表示エリア６１に対応するエリアを３次元表示用光学デバイス２０によって選択的にレンズ状にすると共に、２次元表示デバイス１０の３次元表示エリア６１に３次元画像データに基づく映像表示を行えば良い。また、部分的に３次元表示エリア６１とする場合に限らず、画面全体を１つの３次元表示エリア６１とすることももちろん可能である。

本発明の一実施の形態に係る画像表示装置の全体構成の一例を示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る画像表示装置を部分的に３次元表示状態にした状態を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る画像表示装置における３次元表示用光学デバイスの一構成例を示す断面図である。 図３に示した３次元表示用光学デバイスを部分的に３次元表示状態にした状態を模式的に示す断面図である。 図３に示した３次元表示用光学デバイスの駆動回路の一例を示す回路図である。 本発明の一実施の形態に係る画像表示装置における２次元表示デバイスの画素位置と３次元表示用光学デバイスの単位エリアとの位置関係を示す平面図である。 本発明の一実施の形態に係る画像表示装置の制御回路を含めた全体構成の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る画像表示装置における画面構成の一例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態に係る画像表示装置における３次元表示エリアの座標の一例を示す説明図である。

符号の説明

Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２…光線、Ｔ１…トランジスタ、１…表示装置、２…コントローラ、３…接続ケーブル、４…操作部、１０…２次元表示デバイス、１１（１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ）…画素、２０…３次元表示用光学デバイス、２１，２２…透明基板、２３…液晶層、２４…個別電極、２５…共通電極、３０…マイクロレンズ、３１…液晶分子、３２，３３…配向膜、３４…レプリカ、４１…３次元表示用グリッド、４２…選択位置、４３…補正位置、５１…２次元画像データ供給部、５２…３次元画像データ供給部、５３…３Ｄアプリケーション、５４…アプリケーションマネージャ、５５…データライン、５６…コントロールライン、６０…表示画面、６１…３次元表示エリア、６２…２次元表示エリア。

Claims (4)

1. 複数の画素を有し、２次元画像データまたは３次元画像データに基づく映像表示を行う２次元表示部と、
   前記２次元表示部の画面上において３次元表示を行うエリアを画素単位で指定する指定手段と、
   前記２次元表示部に対向配置され、２次元表示を行うか３次元表示を行うかに応じて、前記２次元表示部の各画素からの光線の通過状態を所定サイズの分割エリア単位で部分的、かつ選択的に変化させる３次元表示用光学デバイスと、
   前記指定手段により指定されたエリアの位置およびサイズを、前記３次元表示用光学デバイスにおける前記分割エリアを単位とした位置およびサイズに補正する補正手段と
   を備え、
   前記２次元表示部は、前記補正手段によって補正されたエリアに前記３次元画像データに基づく映像表示を行うと共に、その他のエリアでは前記２次元画像データに基づく映像表示を行い、
   前記３次元表示用光学デバイスは、前記補正手段によって補正されたエリアに対応するエリアを３次元表示を行うエリアとして設定すると共に、その他のエリアは２次元表示を行うエリアとして設定し、２次元表示を行うエリアでは前記２次元表示部の各画素からの光線を偏向させずに通過させ、３次元表示を行うエリアでは前記２次元表示部の各画素からの光線を３次元表示に必要とされる複数の視野角方向に偏向させるよう通過状態を変化させる
   画像表示装置。
2. 前記３次元表示用光学デバイスにおいて、前記分割エリアは前記２次元表示部に対向する面内でマトリクス状に複数設けられており、前記複数の分割エリアが、アクティブマトリクス方式で駆動されることで、前記２次元表示部の各画素からの光線の通過状態を前記分割エリア単位で部分的、かつ選択的に変化させる
   請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記３次元表示用光学デバイスにおいて、前記分割エリアには電圧の印加に応じてレンズ作用が切り替わる切り替え式のマイクロレンズが形成され、前記切り替え式のマイクロレンズが前記２次元表示部に対向する面内でマトリクス状に複数形成されており、
   前記複数の切り替え式のマイクロレンズが、アクティブマトリクス方式で電圧駆動されることで、前記２次元表示部の各画素からの光線の通過状態を前記切り替え式のマイクロレンズ単位で部分的、かつ選択的に変化させる
   請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記指定手段は、前記２次元表示部の画面上において前記２次元画像データに基づく映像表示が行われている状態で前記３次元表示を行うエリアを前記２次元表示部の画素単位で指定する
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像表示装置。

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