JP5942129B2

JP5942129B2 - 表示装置

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Description

本発明は、表示装置に関する。

近年、立体的な画像表示を実現する表示装置、言い換えれば、視聴者である利用者が三次元的に視認できる画像（三次元画像）を表示することができる三次元画像表示装置の開発が進められている。三次元画像表示装置は、例えば、両眼視差を利用することにより、三次元画像の表示を実現する。三次元画像表示装置は、例えば、右眼用画像および左眼用画像をそれぞれ生成する。そして、三次元画像は、画像を表示する表示部の表示面側に配置されている、いわゆるバリア部を制御することにより、表示部に表示する右眼用画像を利用者の右眼に入射させ、表示部に表示する左眼用画像を利用者の左眼に入射させるように調整する。このようにして、三次元画像表示装置は、三次元画像の表示を実現する。

三次元画像表示装置は、右眼用画像を利用者の右眼に入射させ、左眼用画像を利用者の左眼に入射させるように調整することにより、三次元画像の表示を実現する。このため、画像を視聴する利用者の右眼及び左眼の位置がずれると、たとえば、右眼用の画像が左眼に混入し、利用者が違和感を覚えたり、不自然に感じてしまったりといった不都合が生じうる。このため、利用者の右眼及び左眼の位置のずれを考慮して、三次元画像の画質を維持するための試みがなされている。例えば、特許文献１では、画像表示装置に対する利用者の相対的な右眼及び左眼の位置を算出し、この相対的な右眼及び左眼の位置に応じた画像を生成する画像表示システムが開示されている。また、特許文献２では、ウィンドウ内に表示される立体画像のストライプ状の視差画像の配置が表示装置に適した配置であるように制御する技術が開示されている。

特開２００８−１４６２２１号公報特許第３４４１９１１号公報

ところで、利用者の右眼及び左眼の位置が前後方向に移動した場合、言い換えれば、三次元画像表示と利用者とが接近したり、遠ざかったりする方向へ右眼及び左眼の位置が移動した場合には、三次元画像の表示を実現するための制御が難しいという問題がある。

本技術は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、利用者の右眼及び左眼の位置の前後方向への移動に応じた三次元画像の表示を簡易に実現できる表示装置を提供することにある。

本開示の表示装置は、表示部の画像が表示される面側、若しくはその裏面側に配置され、第１の方向に延在する複数の単位領域が第２の方向に列状に配置される視差調整部と、利用者の画像に基づいて前記利用者の右眼及び左眼の位置を検出し、検出された前記右眼及び左眼の位置に応じて、前記表示部に表示される右眼用画像の画素及び左眼用画像の画素の画素表示を決定するとともに、前記右眼及び左眼の位置及び前記画素表示に応じて前記視差調整部に含まれる複数の前記単位領域の中から光を透過させる領域を決定する制御部とを有する。
前記制御部は、前記右眼及び左眼の位置と前記表示部との間の距離を算出し、算出した距離が、予め設定される基準距離よりも短い場合には、前記右眼用画像及び前記左眼用画像のそれぞれを第２の方向に第一の所定数隣接させるように前記画素表示を変更し、変更した前記画素表示と前記右眼及び左眼の位置とに応じて前記視差調整部に含まれる複数の前記単位領域の中から光を透過させる領域を変更する。前記制御部は、算出した距離が、前記基準距離よりも長い場合には、前記右眼用画像及び前記左眼用画像を第２の方向に交互に表示させるか、または、前記右眼用画像及び前記左眼用画像のそれぞれを第２の方向に前記第一の所定数よりも少ない第二の所定数隣接させるように前記画素表示を変更し、変更した前記画素表示と前記右眼及び左眼の位置とに応じて前記視差調整部に含まれる複数の前記単位領域の中から光を透過させる領域を変更する。

本開示の表示装置は、利用者の右眼及び左眼の位置に応じて、右眼用画像の画素及び左眼用画像の画素の画素表示を変更するとともに、単位領域の透過及び遮断を調整するので、クロストークの発生を抑制できる。このため、本開示の表示装置は、利用者の右眼及び左眼の位置の前後方向への移動に応じた三次元画像の表示を簡易に実現できる。

本開示の表示装置は、利用者の右眼及び左眼の位置の前後方向への移動に応じた三次元画像の表示を簡易に実現することができる。

図１は、本実施形態に係る表示装置の機能構成の一例を示すブロック図である。図２は、図１に示す表示装置のバックライトと表示部とバリア部の構成の一例を示す斜視図である。図３は、表示部の画素とバリア部の単位領域との関係を示す斜視図である。図４は、表示部及びバリア部を実装したモジュールの概略断面構造を表す断面図である。図５は、表示部の画素表示を表す回路図である。図６は、カラー表示における画素の模式図である。図７は、モノクロ表示における画素の模式図である。図８は、本実施形態に係る制御部による制御方法の概念を示す図である。図９は、表示部に表示される右眼用画像の画素および左眼用画像の画素の画素表示の一例を示す図である。図１０は、利用者の左眼により視認される視認範囲の一部を示す図である。図１１は、利用者の右眼により視認される視認範囲の一部を示す図である。図１２は、制御部による右眼用画像の画素および左眼用画像の画素の画素表示の変更例を示す図である。図１３は、図１２による画素表示変更後に利用者の左眼により視認される視認範囲の一部を示す図である。図１４は、図１２による画素表示変更後に利用者の右眼により視認される視認範囲の一部を示す図である。図１５は、本実施形態に係る制御部による制御の流れを示すフローチャートである。図１６は、画素表示の微調整の例を示す図である。図１７は、利用者の左眼により視認される範囲の一例を示す図である。図１８は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。図１９は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。図２０は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。図２１は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。図２２は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。図２３は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。図２４は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。図２５は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。図２６は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。図２７は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。図２８は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。図２９は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。図３０は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。

本開示の表示装置を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施形態（表示装置）
２．適用例（電子機器）
上記実施形態に係る表示装置が電子機器に適用されている例
３．本開示の構成

［１．実施形態］
本実施形態に係る表示装置は、例えば、表示部に積層されるバリア部を制御することにより、三次元画像を表示させる表示装置に適用することができる。表示装置の表示部としては、例えば、液晶表示（ＬＣＤ）パネル、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）などがある。

本実施形態に係る表示装置は、モノクロ表示対応の表示装置、カラー表示対応の表示装置のいずれにも適用できる。ここで、カラー表示対応の表示装置とした場合、カラー画像を形成する単位となる１つの画素（単位画素）が、複数の副画素（サブピクセル）から構成されることになる。より具体的には、カラー表示対応の表示装置では、１つの画素は、例えば、赤色（Ｒｅｄ；Ｒ）を表示する副画素、緑色（Ｇｒｅｅｎ；Ｇ）を表示する副画素、青色（Ｂｌｕｅ；Ｂ）を表示する副画素の３つの副画素から構成される。

１つの画素は、ＲＧＢの３原色の副画素の組み合わせに限定されず、ＲＧＢの３原色の副画素に更に１色あるいは複数色の副画素を加えて１つの画素を構成することも可能である。より具体的には、例えば、輝度向上のために白色（Ｗｈｉｔｅ；Ｗ）を表示する副画素を加えて１つの画素を構成したり、色再現範囲を拡大するために補色を表示する少なくとも１つの副画素を加えて１つの画素を構成したりすることも可能である。

（構成）
図１は、本実施形態に係る表示装置の機能構成の一例を示すブロック図である。図２は、図１に示す表示装置のバックライトと表示部とバリア部の構成の一例を示す斜視図である。図３は、表示部の画素とバリア部の単位領域との関係を示す斜視図である。図２及び図３は模式的に表したものであり、実際の寸法、形状と同一とは限らない。図１に示す表示装置１は、例えば、本開示の表示装置の一例である。図１に示すバリア部６が、本開示の視差調整部の一例である。

表示装置１は、例えば、所定位置から画面を見ている利用者が裸眼で三次元画像を認識できる画像を表示させる。表示装置１は、図１に示すように、バックライト２と、表示部４と、バリア部６と、撮像部８と、制御部９とを有する。表示装置１は、バックライト２、表示部４、及びバリア部６が、例えば、この順で積層されている。

バックライト２は、表示部４に向けて面状の光を出射する面状照明装置である。バックライト２は、例えば、光源と導光板とを有し、光源から出射された光を導光板で散乱させつつ、表示部４と対面する出射面から出力する。

表示部４は、画像を表示する表示装置である。表示部４は、図３に示すように多数の画素が二次元配列で配置された液晶パネルである。表示部４は、バックライト２から出射された光が入射する。表示部４は、各画素に入射される光を透過させるか、遮断させるかを切り換えることで、表示面（例えば、図２の４Ｓ）に画像を表示させる。

バリア部６は、表示部４の画像が表示される表示面（例えば、図２の４Ｓ）、つまり、バックライト２と対面している面とは反対側の面に配置されている。バリア部６は、図３に示すように、第２の方向に伸びた単位領域１５０が、第２の方向に直交する第１方向に列状に複数配置されている。バリア部６は、液晶パネルであり、目的とする透過領域あるいは遮光領域に部分的に電圧を印加して液晶を配向させることにより、各単位領域１５０に入射される光を、光を射出する側の面（例えば、図２の６Ｓ）から透過させるか、遮断させるかを切り換える。これにより、バリア部６は、第２の方向において、表示部４に表示される画像を透過させる領域と遮断させる領域とを調整する。本実施形態におけるバリア部６は、視差調整部の一例である。

撮像部８は、カメラ等の画像を撮影する機器である。例えば、バリア部６を制御して、三次元画像を表示する表示装置では、いわゆるヘッドトラッキング技術やアイトラッキング技術などが利用される。ヘッドトラッキング技術やアイトラッキング技術では、ともに撮影部８により撮影される利用者の画像を撮影し、画像内の利用者の眼球の位置を検出または計測する技術を利用する。

制御部９は、表示装置１の各部の動作を制御する。具体的には、制御部９は、バックライト２の点灯及び消灯や、点灯時の光量及び光の強度を制御し、表示部４に表示させる画像を制御し、バリア部６の各単位領域１５０の動作（透過・遮断）を制御し、撮像部８の撮像動作を制御する。制御部９は、表示部４に表示させる画像及びバリア部６の各単位領域１５０の動作（透過・遮断）を制御することにより、三次元画像の表示を実現する。本実施形態における制御部９は、制御部の一例である。

制御部９は、例えば、演算装置であるＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）と、記憶装置であるメモリとを備え、これらのハードウェア資源を用いてプログラムを実行することによって各種の機能を実現することもできる。具体的には、制御部９は、所定の記憶部（図示せず）に記憶されているプログラムを読み出してメモリに展開し、メモリに展開されたプログラムに含まれる命令をＣＰＵに実行させる。そして、制御部９は、ＣＰＵによる命令の実行結果に応じて、バックライト２の点灯及び消灯や、点灯時の光量及び光の強度を制御し、表示部４に表示させる画像を制御し、バリア部６の各単位領域１５０の動作（透過・遮断）を制御したりする。

本実施形態における制御部９による三次元画像の表示について説明する。制御部９は、撮像部８により取得した画像に基づいて、利用者の右眼及び左眼の位置を検出する。制御部９は、利用者の右眼及び左眼の位置（表示装置１と右眼及び左眼の位置との距離）に応じて、表示部４に表示させる右眼用画像の画素及び左眼用画像の画素の画素表示を決定する。続いて、制御部９は、利用者の右眼及び左眼の位置及び画素表示に応じて、バリア部６の各単位領域１５０の中から、光を透過させる単位領域１５０と光を遮断させる単位領域１５０とを決定する。すなわち、制御部９は、バリア部６の単位領域１５０を介して、右眼用画像が利用者の右眼により視認され、左眼用画像が利用者の左眼により視認されるように、バリア部６の光の透過を制御する。このようにして、表示装置１は、利用者が三次元で視認する画像を表示させる。

（表示部４及びバリア部６）
次に、表示部４及びバリア部６の構成例を説明する。図４は、表示部及びバリア部を実装したモジュールの概略断面構造を表す断面図である。図５は、表示部の画素表示を表す回路図である。図６は、カラー表示における画素の模式図である。図７は、モノクロ表示における画素の模式図である。

図４に示すように、表示装置１は、表示部４にバリア部６を積層して構成される。表示部４は、画素基板２０と、この画素基板２０の表面に垂直な方向に対向して配置された対向基板３０と、画素基板２０と対向基板３０との間に挿設された液晶層６０とを備えている。

画素基板２０は、回路基板としてのＴＦＴ基板２１と、このＴＦＴ基板２１上にマトリックス状に配設された複数の画素電極２２とを有する。ＴＦＴ基板２１には、図５に示す各画素５０の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｔｏｒ）素子Ｔｒ、各画素電極２２に画素信号を供給する画素信号線ＳＧＬ、各ＴＦＴ素子Ｔｒを駆動する走査信号線ＧＣＬ等の配線が形成されている。このように、画素信号線ＳＧＬは、ＴＦＴ基板２１の表面と平行な平面に延在し、画素に画像を表示するための画素信号を供給する。図５に示す画素基板２０は、マトリックス状に配列した複数の画素５０を有している。画素５０は、ＴＦＴ素子Ｔｒ及び液晶素子ＬＣを備えている。ＴＦＴ素子Ｔｒは、図５に示す例では、ｎチャネルのＭＯＳ（ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型のＴＦＴで構成されている。ＴＦＴ素子Ｔｒのソースは画素信号線ＳＧＬに接続され、ゲートは走査信号線ＧＣＬに接続され、ドレインは液晶素子ＬＣの一端に接続されている。液晶素子ＬＣは、一端がＴＦＴ素子Ｔｒのドレインに接続され、他端が駆動電極３３に接続されている。

画素５０は、走査信号線ＧＣＬにより、画素基板２０の同じ行に属する他の画素と互いに接続されている。走査信号線ＧＣＬは、ゲートドライバと接続され、ゲートドライバより走査信号（Ｖｓｃａｎ）が供給される。また、画素５０は、画素信号線ＳＧＬにより、画素基板２０の同じ列に属する他の画素と互いに接続されている。画素信号線ＳＧＬは、ソースドライバと接続され、ソースドライバより画素信号（Ｖｐｉｘ）が供給される。さらに、画素５０は、駆動電極３３により、画素基板２０の同じ列に属する他の画素と互いに接続されている。駆動電極３３は、駆動電極ドライバと接続され、駆動電極ドライバより駆動信号（Ｖｃｏｍ）が供給される。つまり、図５に示す例では、同じ一行に属する複数の画素５０が一本の駆動電極３３を共有するようになっている。

表示部４は、ゲートドライバにより走査信号（Ｖｓｃａｎ）を、図５に示す走査信号線ＧＣＬを介して、画素５０のＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに印加することにより、画素基板２０にマトリックス状に形成されている画素５０のうちの１行（１水平ライン）を表示駆動の対象として順次選択する。表示部４は、ソースドライバにより画素信号（Ｖｐｉｘ）を、図５に示す画素信号線ＳＧＬを介して、順次選択される１水平ラインを構成する各画素５０にそれぞれ供給する。そして、これらの画素５０では、供給される画素信号（Ｖｐｉｘ）に応じて、１水平ラインの表示が行われるようになっている。表示部４は、駆動信号（Ｖｃｏｍ）を印加し、駆動電極３３を駆動する。

上述したように、表示部４は、走査信号線ＧＣＬを時分割的に線順次走査するように駆動することにより、１水平ラインが順次選択される。また、表示部４は、１水平ラインに属する画素５０に対して、画素信号（Ｖｐｉｘ）を供給することにより、１水平ラインずつ表示が行われる。この表示動作を行う際、表示部４は、その１水平ラインに対応する駆動電極３３を含むブロックに対して駆動信号（Ｖｃｏｍ）を印加するようになっている。

対向基板３０は、ガラス基板３１と、このガラス基板３１の一方の面に形成されたカラーフィルタ３２と、ガラス基板３１とは反対側にあるカラーフィルタ３２の表面上に形成された複数の駆動電極３３とを含む。ガラス基板３１の他方の面には、偏光板３５が配設されている。また、偏光板３５のガラス基板３１側とは反対側の面には、バリア部６が積層されている。

カラーフィルタ３２は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色されたカラーフィルタを周期的に配列して、上述した図５に示す各画素５０にＲ、Ｇ、Ｂの３色が１組として対応付けられている。具体的には、図６に示すように、カラー画像を形成する単位となる１個の画素、すなわち単位画素５は、例えば、複数の副画素（サブピクセル）を含む。この例では、単位画素５は、Ｒを表示する副画素５０Ｒと、Ｂを表示する副画素５０Ｂと、Ｇを表示する副画素５０Ｇとを含む。単位画素５が有する副画素５０Ｒ、５０Ｂ、５０Ｇは、Ｘ方向、すなわち表示装置１の行方向に向かって配列される。カラーフィルタ３２は、ＴＦＴ基板２１の表面に対して垂直な方向において、液晶層６０と対向する。なお、カラーフィルタ３２は、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。

単位画素５は、さらに１色又は複数色の副画素を有していてもよい。液晶表示装置がモノクロ表示のみに対応する場合、図７に示すように、モノクロ画像を形成する単位となる１個の画素、すなわち単位画素５Ｍは、画素５０（カラー画像における副画素）に相当する。単位画素５はカラー画像を表示するための基本単位であり、単位画素５Ｍは、モノクロ画像を表示するための基本単位である。

本実施形態に係る駆動電極３３は、表示部４の共通駆動電極（対向電極）として機能する。本実施形態では、１つの駆動電極３３が１つの画素電極２２（１行を構成する画素電極２２）に対応するように配置されている。なお、駆動電極３３は、複数の画素電極２２に共通の板状の電極としてもよい。実施形態に係る駆動電極３３は、ＴＦＴ基板２１の表面に対して垂直な方向において、画素電極２２に対向し、上述した画素信号線ＳＧＬが延在する方向と平行な方向に延在している。駆動電極３３は、図示しない導電性を有するコンタクト導電柱を介して、駆動電極ドライバから駆動電極３３に交流矩形波形の駆動信号が印加されるようになっている。

液晶層６０は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、ＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ：ツイステッドネマティック）、ＶＡ（ＶｉｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ：垂直配向）、ＥＣＢ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＢｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ：電界制御複屈折）等の各種モードの液晶が用いられる。

なお、液晶層６０と画素基板２０との間、及び液晶層６０と対向基板３０との間には、それぞれ配向膜が配設され、また、画素基板２０の下面側には入射側偏光板が配置されてもよい。

バリア部６は、回路基板としてのＴＦＴ基板１２１と、このＴＦＴ基板１２１上に列状に配設された複数の単位領域電極１２２と、ガラス基板１３１と、このガラス基板１３１の単位領域電極１２２側に配置された複数の駆動電極１３３と、ガラス基板１３１の他方の面に配置された偏光板１３５が配設されている。また、ガラス基板１３１の駆動電極１３３側の面と、ＴＦＴ基板１２１の単位領域電極１２２側の面とで挟まれた領域には、液晶層１６０が充填されている。バリア部６は、表示部４の画素電極２２が単位領域電極１２２となり、カラーフィルタ３２が配置されていない点を除いて、基本的に表示部４と同様の構成である。なお、液晶層１６０とＴＦＴ基板１２１との間、及び液晶層１６０とガラス基板１３１との間には、それぞれ配向膜が配設され、また、ＴＦＴ基板１２１の下面側、つまり表示部４側には入射側偏光板が配置されてもよい。

単位領域電極１２２は、図３に示す単位領域１５０と同様の形状であり、第１方向に沿って延在する細長い板形状である。単位領域電極１２２は、第２方向に複数列状に配置されている。

表示部４及びバリア部６は、以上のような構成であり、制御部９からの信号に基づいて、画素電極２２、単位領域電極１２２に印加する電圧を切り換えることで、利用者が三次元で視認する画像を表示させる。

（制御部による制御方法）
図８〜図１４を用いて、制御部９による制御方法について具体的に説明する。図８は、本実施形態に係る制御部による制御方法の概念を示す図である。図９は、表示部に表示される右眼用画像の画素および左眼用画像の画素の画素表示の一例を示す図である。図１０は、利用者の左眼により視認される視認範囲の一部を示す図である。図１１は、利用者の右眼により視認される視認範囲の一部を示す図である。図１２は、制御部による右眼用画像の画素および左眼用画像の画素の画素表示の変更例を示す図である。図１３は、図１２による画素表示変更後に利用者の左眼により視認される視認範囲の一部を示す図である。図１４は、図１２による画素表示変更後に利用者の右眼により視認される視認範囲の一部を示す図である。

制御部９は、撮像部８により撮影される利用者の画像に基づいて、利用者Ｕ１の右眼及び左眼の位置を検出する。続いて、制御部９は、利用者Ｕ１の右眼及び左眼の位置と表示装置１との距離を算出する。利用者Ｕ１の右眼及び左眼の位置と表示装置１（バリア部６）との距離は、利用者Ｕ１の右眼及び左眼の位置とバリア部６までの最短距離であってもよいし、利用者Ｕ１の視線方向とバリア部６との接点距離であってもよい。制御部９は、例えば、表示装置１の起動時に、利用者Ｕ１の右眼及び左眼の位置と表示装置１との距離を、表示部４及びバリア部６の制御を実行するための基準距離として予め算出するものとする。基準距離は、例えば、表示部４に表示される画像を視聴する際に、利用者Ｕ１自身の右眼及び左眼の位置と表示装置１（バリア部６）との距離に相当する。続いて、制御部９は、利用者Ｕ１の右眼及び左眼の位置と表示装置１（バリア部６）との距離に応じて、表示部４に表示させる右眼用画像の画素及び左眼用画像の画素の画素表示を決定するとともに、利用者Ｕ１の右眼及び左眼の位置及び上記画素表示に応じて、バリア部６の各単位領域１５０の中から光を透過させる領域（光を透過させる領域及び光を遮断する領域）を決定する。

例えば、図８のステップＳ１に示すように、制御部９は、利用者Ｕ１の右眼及び左眼の位置と表示装置１との距離（基準距離）“Ｄ＝ｄ１”を算出する。続いて、制御部９は、算出した距離に応じて、例えば、図８のステップＳ１に示すように、例えば、左眼用画像の画素Ｐ１と右眼用画像の画素Ｐ２とが表示部４に交互に表示されるように、画素の表示を決定する。なお、図８のステップＳ１では、左眼用画像の画素Ｐ１及び右眼用画像の画素Ｐ２を交互に表示する例を示すが、利用者が左眼及び右眼の視差を確保できるのであれば、交互に表示する例には限定されず、どのような表示であってもよい。そして、制御部９は、例えば、図８のステップＳ１に示すように、表示部４に交互に表示された左眼用の画素Ｐ１及び右眼用の画素Ｐ２のうち、左眼用の画素Ｐ１がバリア部６を介して利用者Ｕ１の左眼により視認され、右眼用の画素Ｐ２がバリア部６を介して利用者Ｕ１の右眼により視認されるように、バリア部６の各単位領域１５０の中から、光を透過させる領域を決定する。

図８に示すステップＳ１では、制御部９による制御によって、図９に示すように、表示部４の表示面４Ｓに、Ｙ軸方向に左眼用画像の画素Ｐ１が複数表示されて構成される左眼用画像の画素Ｐ１の画素列、及びＹ軸方向に右眼用画像の画素Ｐ２が複数表示されて構成される右眼用画像の画素Ｐ２の画素列が、Ｘ軸方向に交互に列状に配置される。また、図８に示すステップＳ１では、制御部９による制御によって、図１０に示すように、表示部４に表示される左眼用の画素Ｐ１がバリア部６を介して利用者Ｕ１の左眼により視認されるように、バリア部６（の各単位領域１５０）の中から光を透過させる領域が決定される。同様に、制御部９による制御によって、図１１に示すように、表示部４に表示される右眼用の画素Ｐ２がバリア部６を介して利用者Ｕ１の右眼により視認されるように、バリア部６（の各単位領域１５０）の中から光を透過させる領域が決定される。

続いて、制御部９は、利用者Ｕ１の右眼及び左眼の位置と表示装置１との距離を算出した結果、ステップＳ１で算出した距離（基準距離）と異なる場合には、表示部４における画素表示、及びバリア部６の単位領域１５０の透過及び遮断を更新する。すなわち、制御部９は、利用者Ｕ１の右眼及び左眼の位置と表示装置１との距離に応じて、表示部４に表示させる左眼用画像の画素及び右眼用画像の画素の画素表示を変更するとともに、バリア部６の各単位領域１５０の中から光を透過させる単位領域１５０を変更する。

例えば、図８のステップＳ２に示すように、制御部９は、利用者Ｕ１の右眼及び左眼の位置と表示装置１との距離“Ｄ＝０．５×ｄ１”を算出する。続いて、制御部９は、算出した距離に応じて、例えば、図８のステップＳ２に示すように、左眼用画像の画素Ｐ１及び右眼用画像の画素Ｐ２のそれぞれを、Ｘ軸方向に所定数隣接させるように画素表示を変更する。例えば、利用者Ｕ１の右眼及び左眼の位置と表示装置１との距離が、基準距離の５０％である場合、制御部９は、左眼用画像の画素Ｐ１及び右眼用画像の画素Ｐ２のそれぞれが、２列ずつＸ軸方向に隣接するように、画素表示を変更する。続いて、制御部９は、変更された画素表示、及び利用者Ｕ１の右眼及び左眼の位置に応じて、右眼用の画素Ｐ１がバリア部６を介して利用者Ｕ１の右眼により視認され、左眼用の画素Ｐ２がバリア部６を介して利用者Ｕ１の左眼により視認されるように、バリア部６の各単位領域１５０の中から光を透過させる領域を決定する。

図８に示すステップＳ２では、制御部９による制御によって、図１２に示すように、表示部４の表示面４Ｓに、Ｙ軸方向に左眼用画像の画素Ｐ１が複数表示されて構成される左眼用画像の画素Ｐ１の画素列、及びＹ軸方向に右眼用画像の画素Ｐ２が複数表示されて構成される右眼用画像の画素Ｐ２の画素列のそれぞれが２列ずつＸ軸方向に隣接され、さらに、２列ずつＸ軸方向に隣接される左眼用画像の画素Ｐ１の画素列及び右眼用画像の画素Ｐ２の画素列がＸ軸方向に交互に列状に配置されるように画素表示が変更される。また、図８に示すステップＳ２では、制御部９による制御によって、図１３に示すように、表示部４に表示される左眼用の画素Ｐ１がバリア部６を介して利用者Ｕ１の左眼により視認されるように、バリア部６（の各単位領域１５０）の中から光を透過させる領域が変更される。同様に、制御部９による制御によって、図１４に示すように、表示部４に表示される右眼用の画素Ｐ２がバリア部６を介して利用者Ｕ１の右眼により視認されるように、バリア部６（の各単位領域１５０）の中から光を透過させる領域が変更される。

図８のステップＳ２において、制御部９は、利用者Ｕ１の右眼及び左眼の位置と表示装置１（バリア部６）との距離が、図８のステップＳ１に示す基準距離の５０％に短縮された場合に、左眼用画像の画素及び右眼用画像の画素のそれぞれを、Ｘ軸方向に２つずつ隣接させるように画素表示を変更した。このように、制御部９は、利用者Ｕ１の右眼及び左眼の位置と表示装置１（バリア部６）との距離に応じて、左眼用画像の画素及び右眼用画像の画素の画素表示を変更する。なお、制御部９が、利用者Ｕ１の右眼及び左眼の位置と表示装置１（バリア部６）との距離に応じて実行する画素表示の変更方法は、右眼及び左眼の位置と表示装置１の位置関係などに基づいて設計段階でキャリブレーションにより予め設定しておいてもよいし、表示装置１の使用段階でリアルタイム処理により算出するようにしてもよい。

図８のステップＳ２において、制御部９は、左眼用画像の画素及び右眼用画像の画素のそれぞれを、Ｘ軸方向に２つずつ隣接させるように画素表示を変更した後、バリア部６（の各単位領域１５０）の光を透過させる領域を画素表示に応じて変更した。すなわち、制御部９は、利用者Ｕ１が表示装置１に対する接近した場合に、利用者Ｕ１の右眼及び左眼による視認範囲を考慮したバリア部６における光の透過・遮断の制御を実行する。なお、制御部９が、利用者Ｕ１の右眼及び左眼の位置及び画素表示の変更に応じて実行するバリア部６における光の透過・遮断の制御方法は、右眼及び左眼の位置と表示装置１の位置関係及び画素表示などに基づいて設計段階でキャリブレーションにより予め設定しておいてもよいし、表示装置１の使用段階でリアルタイム処理により算出するようにしてもよい。

上述してきたように、制御部９は、利用者の右眼及び左眼の位置に応じて、表示部４に表示させる右眼用画像の画素及び左眼用画像の画素の表示を決定する。例えば、制御部９は、表示装置１に対して利用者の右眼及び左眼の位置が接近した場合には、右眼用画像の画素及び左眼用画像の画素のそれぞれを、所定数隣接させるように画素表示を変更する。続いて、制御部９は、利用者の右眼及び左眼の位置に応じて、バリア部６の単位領域を介して、右眼用画像が利用者の右眼により視認され、左眼用画像が利用者の左眼により視認されるように、バリア部６の各単位領域の中から光を透過させる単位領域を決定する。例えば、制御部９は、画素表示を変更した後、変更した画素表示に応じてバリア部６の各単位領域の中から光を透過させる単位領域を変更する。このため、表示装置１は、利用者の右眼及び左眼の位置の前後方向（例えば、図８に示すＺ軸方向）の移動に伴うクロストークの発生を抑制でき、利用者の右眼及び左眼の位置の前後方向への移動に応じた三次元画像の表示を簡易に実現できる。

（制御部９による制御の流れ）
図１５を用いて、本実施形態に係る制御部９による制御の流れを説明する。図１５は、本実施形態に係る制御部による制御の流れを示すフローチャートである。図１５に示す制御は、例えば、三次元画像の表示開始とともに実行される。

図１５に示すように、制御部９は、撮像部８により取得した画像に基づいて、利用者の右眼及び左眼の位置（右眼と左眼の位置）を検出する（ステップＳ１０１）。続いて、制御部９は、表示装置１と、利用者の右眼及び左眼の位置との距離を算出する（ステップＳ１０２）。なお、表示装置１と右眼及び左眼の位置との距離は、利用者Ｕ１の右眼及び左眼の位置とバリア部６までの最短距離であってもよいし、利用者Ｕ１の視線方向とバリア部６との接点距離であってもよい。

続いて、制御部９は、表示装置１と右眼及び左眼の位置との距離に基づいて、表示部４に表示する右眼用画像の画素及び左眼用画像の画素の画素表示を決定する（ステップＳ１０３）。続いて、制御部９は、表示装置１と右眼及び左眼の位置と画素表示に基づいて、バリア部６の光の透過及び遮断を制御する（ステップＳＳ１０４）。すなわち、制御部９は、バリア部６の各単位領域１５０の中から、光を透過させる領域と光を遮断させる領域とを決定する。

そして、制御部９は、画像を表示中であるかを判定する（ステップＳ１０５）。制御部９は、判定の結果、画像を表示中である場合には（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、上記ステップＳ１０１に戻り、図１５に示す制御を継続する。一方、制御部９は、判定の結果、画像を表示中ではない場合には（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、図１５に示す制御を終了する。

上記の実施形態では、制御部９は、利用者の右眼及び左眼の位置（表示装置１と右眼及び左眼の位置との距離）に応じて、表示部４に表示させる右眼用画像の画素及び左眼用画像の画素の表示を決定するとともに、利用者の右眼及び左眼の位置及び画素表示に応じてバリア部６における光の透過及び遮断を制御する例を説明した。しかしながら、上記の実施形態で説明した制御では、利用者の右眼及び左眼の位置の前後方向（例えば、図８に示すＺ軸方向）の移動に伴って変更される右眼及び左眼の視認範囲に合わせた調整に狂いが生じる場合がある。図１６は、画素表示の微調整の例を示す図である。図１７は、利用者の左眼により視認される範囲の一例を示す図である。図１６のステップＳ１１〜ステップＳ１２に示すように、例えば、利用者の右眼及び左眼の位置（例えば、左眼ＥＬ１）がＺ軸方向に移動して表示装置１に接近した場合に、上記の実施形態の制御を実行しても、図１７に示すように、左眼の視認範囲に合わせた調整に狂いが生じる場合がある。そこで、図１６のステップＳ１３に示すように、上記の実施形態の制御を実行した後、隣接する異なる眼に対応する画素を互いに入れ換えるようにしてもよい。こうすることで、クロストークを軽減できる。

［２．適用例］
本開示の適用例として、上述した表示装置１を電子機器に適用した例を説明する。

図１８乃至図３０は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。本実施形態に係る表示装置１は、携帯電話、スマートフォン等の携帯端末装置、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、或いは、車両に設けられるメータ類などのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、本実施形態に係る表示装置１は、外部から入力された映像信号或いは内部で生成した映像信号を、画像或いは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。電子機器は、表示装置に映像信号を供給し、表示装置の動作を制御する制御装置を備える。

（適用例１）
図１８に示す電子機器は、本実施形態に係る表示装置１が適用されるテレビジョン装置である。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１及びフィルターガラス５１２を含む映像表示画面部５１０を有しており、この映像表示画面部５１０は、本実施形態に係る表示装置である。

（適用例２）
図１９及び図２０に示す電子機器は、本実施形態に係る表示装置１が適用されるデジタルカメラである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部５２１、表示部５２２、メニュースイッチ５２３及びシャッターボタン５２４を有しており、その表示部５２２は、本実施形態に係る表示装置である。図１９に示すように、このデジタルカメラは、レンズカバー５２５を有しており、レンズカバー５２５をスライドさせることで撮影レンズが現れる。デジタルカメラは、その撮影レンズから入射する光を撮像することで、デジタル写真を撮影することができる。

（適用例３）
図２１に示す電子機器は、本実施形態に係る表示装置１が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部５３１、この本体部５３１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５３３及び表示部５３４を有している。そして、表示部５３４は、本実施形態に係る表示装置である。

（適用例４）
図２２に示す電子機器は、本実施形態に係る表示装置１が適用されるノート型パーソナルコンピュータである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５４１、文字等の入力操作のためのキーボード５４２及び画像を表示する表示部５４３を有しており、表示部５４３は、本実施形態に係る表示装置により構成されている。

（適用例５）
図２３〜図２９に示す電子機器は、本実施形態に係る表示装置１が適用される携帯電話機である。この携帯電話機は、例えば、上側筐体５５１と下側筐体５５２とを連結部（ヒンジ部）５５３で連結したものであり、ディスプレイ５５４、サブディスプレイ５５５、ピクチャーライト５５６及びカメラ５５７を有している。そのディスプレイ５５４又はサブディスプレイ５５５は、本実施形態に係る表示装置により構成されている。

（適用例６）
図３０に示す電子機器は、携帯型コンピュータ、多機能な携帯電話、音声通話可能な携帯コンピュータ又は通信可能な携帯コンピュータとして動作し、いわゆるスマートフォン、タブレット端末と呼ばれることもある、情報携帯端末である。この情報携帯端末は、例えば筐体５６１の表面に表示部５６２を有している。この表示部５６２は、本実施形態に係る表示装置である。

［３．本開示の構成］
また、本開示は、以下の構成をとることもできる。

（１）表示部の画像が表示される面側、若しくはその裏面側に配置され、第１の方向に延在する複数の単位領域が第２の方向に列状に配置される視差調整部と、利用者の画像に基づいて前記利用者の右眼及び左眼の位置を検出し、検出された前記右眼及び左眼の位置に応じて、前記表示部に表示される右眼用画像の画素及び左眼用画像の画素の画素表示を決定するとともに、前記右眼及び左眼の位置及び前記画素表示に応じて前記視差調整部に含まれる複数の前記単位領域の中から光を透過させる領域を決定する制御部とを有する表示装置。

（２）前記制御部は、前記右眼及び左眼の位置と前記表示装置との間の距離を算出し、算出した距離が、予め設定される基準距離よりも短い場合には、前記右眼用画像及び前記左眼用画像のそれぞれを第２の方向に所定数隣接させるように前記画素表示を変更し、変更した画素表示に応じて前記視差調整部に含まれる複数の前記単位領域の中から光を透過させる領域を変更する（１）に記載の表示装置。

１表示装置
２バックライト
４表示部
６バリア部
８撮像部
９制御部

Claims

表示部の画像が表示される面側、若しくはその裏面側に配置され、第１の方向に延在する複数の単位領域が第２の方向に列状に配置される視差調整部と、
利用者の画像に基づいて前記利用者の右眼及び左眼の位置を検出し、検出された前記右眼及び左眼の位置に応じて、前記表示部に表示される右眼用画像の画素及び左眼用画像の画素の画素表示を決定するとともに、前記右眼及び左眼の位置及び前記画素表示に応じて前記視差調整部に含まれる複数の前記単位領域の中から光を透過させる領域を決定する制御部と
を有し、
前記制御部は、前記右眼及び左眼の位置と前記表示部との間の距離を算出し、算出した距離が、予め設定される基準距離よりも短い場合には、前記右眼用画像及び前記左眼用画像のそれぞれを第２の方向に第一の所定数隣接させるように前記画素表示を変更し、変更した前記画素表示と前記右眼及び左眼の位置とに応じて前記視差調整部に含まれる複数の前記単位領域の中から光を透過させる領域を変更するとともに、
前記制御部は、算出した距離が、前記基準距離よりも長い場合には、前記右眼用画像及び前記左眼用画像を第２の方向に交互に表示させるか、または、前記右眼用画像及び前記左眼用画像のそれぞれを第２の方向に前記第一の所定数よりも少ない第二の所定数隣接させるように前記画素表示を変更し、変更した前記画素表示と前記右眼及び左眼の位置とに応じて前記視差調整部に含まれる複数の前記単位領域の中から光を透過させる領域を変更する
表示装置。