表示装置および電子機器
【課題】モアレの少ない高画質な映像表示を実現できる表示装置および電子機器を提供する。
【解決手段】 複数の画素を有し、複数の視点映像を前記各画素に割り当てて表示する表示部と、前記各画素からの前記各視点映像の出射角度を選択する複数の選択部とを備える。前記各選択部の光透過率が時間的または空間的に不均一となるようにする。例えば、前記複数の選択部がそれぞれ複数の分割領域を有し、前記各選択部において、前記各分割領域ごとに光透過率を時間的に変化させる。
【解決手段】 複数の画素を有し、複数の視点映像を前記各画素に割り当てて表示する表示部と、前記各画素からの前記各視点映像の出射角度を選択する複数の選択部とを備える。前記各選択部の光透過率が時間的または空間的に不均一となるようにする。例えば、前記複数の選択部がそれぞれ複数の分割領域を有し、前記各選択部において、前記各分割領域ごとに光透過率を時間的に変化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、立体映像表示を行う表示装置、およびそのような表示装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
パララックスバリアを用いて裸眼立体表示を行う映像装置が広く知られている。パララックスバリアとは、ある周期を有する開口部を有するものである。これを介して、映像表示部を観察することによって、左右の目に異なる映像信号が入射する。異なる映像を左右の目で観察することで、裸眼による立体表示を実現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１８１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パララックスバリア方式は、簡便な方式により、裸眼立体表示を実現することができるが、以下のような課題を有する。映像表示部が、液晶表示パネルやプラズマ表示装置などのように、２次元に配置された複数の画素を有し、映像を表示するものである場合、パララックスバリア方式では、モアレ（モワレ）現象が生じることがある。これは、映像表示部の画素の周期と、パララックスバリアの開口部の周期との違いにより、ビートを起こし、モアレが発生するものである。モアレは、周期的に輝度の変化が生じ、表示する映像に縞模様が見えることから、非常に不快感の強い画質劣化として知られている。特許文献１には、このモアレを解消するための技術が提案されている。
【０００５】
特許文献１では、バリア間隔（ｓ１もしくはｓ２）と画素ピッチ（ｐ）とに関して、
ｓ１＝（ｎ＋０．５）ｐ、ｎは整数
ｓ２＝（ｎ＋ｋ／３）ｐ、ｋ＝１ｏｒ２
である場合に色モアレが減少することが報告されている。このとき、サブピクセルはＲＧＢの３つよりなるため、サブピクセルピッチ（ｐｐ）としたとき、ｐ＝３ｐｐとなる。
【０００６】
特許文献１の段落［００４９］には、以下のように記載されている。
「ここで、マーク４１Ｇに注目すると、縦方向に形成されている同色のマーク４１Ｇの列は一定の間隔２ｓ１で水平方向に繰り返し形成されていることがわかる。すなわち、（１）式を満たすことで、発生する色モアレの周期は取り得る値として最小の、パターン間隔ｓ１の２倍となる。これはモアレ縞の間隔として充分狭いものであり、これにより色モアレは認識しにくいものとなり高画質の立体映像が表示されることとなる。」
【０００７】
特許文献１の段落［００４９］に記載されているように、特許文献１に記載の発明では色モアレの間隔を２ｓ１とすることで、色モアレの問題を解決している。しかしながら、モアレの間隔は小さくなるものの、モアレの発生が根本的に解消しているわけではない。また、特許文献１では、色モアレの解消を目的としているため、輝度の明暗であるモアレは解消されない。
【０００８】
本開示の目的は、モアレの少ない高画質な映像表示を実現できる表示装置および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示による表示装置は、複数の画素を有し、複数の視点映像を各画素に割り当てて表示する表示部と、各画素からの各視点映像の出射角度を選択する複数の選択部とを備え、各選択部の光透過率が時間的または空間的に不均一となるようにしたものである。
【００１０】
本開示による電子機器は、上記本開示による表示装置を備えたものである。
【００１１】
本開示による表示装置または電子機器では、各選択部の光透過率を時間的または空間的に不均一とし、各画素からの各視点映像の出射角度を選択する。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の表示装置または電子機器によれば、各選択部の光透過率を時間的または空間的に不均一となるようにしたので、モアレの少ない高画質な映像表示を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の第１の実施の形態に係る表示装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２】映像表示部と視差発生部との一構成例を示す外観斜視図である。
【図３】映像表示部と視差発生部との一構成例を示す側面図である。
【図４】映像表示部の一構成例を示す平面図である。
【図５】視差発生部（液晶バリア）の一構成例を示す平面図である。
【図６】視差発生部（液晶バリア）の一構成例を示す側面図である。
【図７】立体表示の原理を示す説明図である。
【図８】開口部の間隔と画素の間隔との関係を示す説明図である。
【図９】液晶バリアの開口部のグループ分けの一例を示す断面図である。
【図１０】液晶バリアの開口部のグループ分けの一例を示す平面図である。
【図１１】開口部の第１の状態を示す断面図である。
【図１２】開口部の第２の状態を示す断面図である。
【図１３】開口部Ａ１，Ａ２が透過状態の場合の光線の集光状態と開口部Ａ２，Ａ３が透過状態の場合の光線の集光状態とを示す説明図である。
【図１４】モアレの発生についての説明図である。
【図１５】最適視距離よりも遠い観察位置Ｐ２において観察される視点映像の状態を示す説明図である。
【図１６】開口部Ａ１，Ａ２のみを透過状態にした場合の集光状態を示す説明図である。
【図１７】開口部Ａ１，Ａ２のみを透過状態にした場合に、最適視距離よりも遠い観察位置Ｐ２において観察される視点映像の状態を示す説明図である。
【図１８】開口部Ａ２，Ａ３のみを透過状態にした場合の集光状態を示す説明図である。
【図１９】開口部Ａ２，Ａ３のみを透過状態にした場合に、最適視距離よりも遠い観察位置Ｐ２において観察される視点映像の状態を示す説明図である。
【図２０】開口部の光透過率の時間的な変化の一例を示す説明図である。
【図２１】（Ａ）は開口部Ａ１，Ａ２のみを透過状態にした場合に、最適視距離よりも遠い観察位置Ｐ２において観察される視点映像の状態を示す説明図である。（Ｂ）は開口部Ａ２，Ａ３のみを透過状態にした場合に、観察位置Ｐ２において観察される視点映像の状態を示す説明図である。（Ｃ）は（Ａ）の視点映像の状態と（Ｂ）の視点映像の状態とを重ね合わせた状態を示す説明図である。
【図２２】（Ａ）は開口部Ａ１，Ａ２のみを透過状態にした場合に、最適視距離よりも遠い観察位置Ｐ２において観察される輝度分布を示す説明図である。（Ｂ）は開口部Ａ２，Ａ３のみを透過状態にした場合に、観察位置Ｐ２において観察される輝度分布を示す説明図である。（Ｃ）は（Ａ）の輝度分布と（Ｂ）の輝度分布とを重ね合わせた状態を示す説明図である。
【図２３】開口部の光透過率を空間的に変化させた場合の第１の例を示す断面図である。
【図２４】開口部の光透過率を空間的に変化させた場合の第２の例を示す断面図である。
【図２５】バックライトと映像表示部との間に視差発生部（液晶バリア）を配置した実施の形態を示す説明図である。
【図２６】インテグラルイメージング方式に適用した実施の形態を示す説明図である。
【図２７】（Ａ）は視差発生部をレンチキュラレンズにした場合における第１の状態を示し、（Ｂ）は視差発生部をレンチキュラレンズにした場合における第２の状態を示す説明図である。
【図２８】電子機器の一例を示す外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
［表示装置の全体構成］
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る表示装置の一構成例を示している。この表示装置は、映像表示部１と、視差発生部２と、映像表示部駆動回路３と、視差発生部駆動回路４とを備えている。
【００１６】
映像表示部駆動回路３には視差映像信号Ｓ１が装置の外部より入力されるようになっている。視差映像信号Ｓ１は、再生しようとする立体映像において、立体情報の奥行に従って視差を変えた映像信号である。後述する視点数と同等の視差映像信号Ｓ１が入力される。映像表示部駆動回路３は、視差映像信号Ｓ１の配列を並び替え、映像信号Ｓ２を作成するようになっている。この映像信号Ｓ２を映像表示部１に入力する。また映像表示部駆動回路３は、出力した映像信号Ｓ２に対応する同期信号Ｓ３を視差発生部駆動回路４に送る。視差発生部駆動回路４は、この同期信号Ｓ３に従って、映像表示部１が表示する映像信号Ｓ２に対応した、視差発生部２の駆動を行うべく視差発生信号Ｓ４を視差発生部２に送る。この視差発生信号Ｓ４に従い、視差発生部２は動作を行うようになっている。
【００１７】
［映像表示部１および視差発生部２の構成例］
図２、図３は映像表示部１および視差発生部２の構成例を示している。映像表示部１は、２次元平面上に映像を表示するものである。図２、図３の構成例では、映像表示部１を液晶パネル１１とバックライト１２との組み合わせで構成した例を示しているが、この他にもエレクトロルミネッセンスパネルなどで構成しても良い。視差発生部２は、映像表示部１と観察者との間に配置され、映像表示部１から出射された光が入射するようになっている。視差発生部２１は、液晶材料によって光の透過率を制御可能な視差バリア（液晶バリア２０）で構成されている。
【００１８】
映像表示部１は、図４に示したように２次元平面上に配列された複数の画素１０を有している。各画素１０はそれぞれ独立に輝度を変えることができ、任意に映像を表示することができるようになっている。各画素１０には、映像表示部駆動回路３（図１）からの映像信号Ｓ２に従って映像が表示される。水平方向の画素の間隔（画素水平間隔）をｐｐとする。
【００１９】
図５、図６に視差発生部２としての液晶バリア２０の具体的な構成例を示す。液晶バリア２０は、図５に示したように、垂直方向に延在する複数のスリット状の開口部２１を有している。複数の開口部２１の間は光を透過しない遮蔽部２２となっている。開口部２１は、映像表示部１の各画素１０からの各視点映像の光を選択して出射する出射角度選択部としての機能を有している。開口部２１は、画素１０と開口部２１との位置関係に従い、観察者に向かう各視点映像の出射角度を選択する。詳細は後述する。
【００２０】
液晶バリア２０は、図６に示したように、液晶材料２３と、第１の透明電極２４と、第１の透明平行板２５と、第１の偏光板２６と、第２の透明電極２７と、第２の透明平行板２８と、第２の偏光板２９とを有している。
【００２１】
液晶材料２３は、第１の透明平行板２５と第２の透明平行板２８との間に封入されている。第１の透明平行板２５の液晶材料２３側の表面には、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)などで構成される第１の透明電極２４が設置されている。同様に、第２の透明平行板２８の液晶材料２３側の表面には、第２の透明電極２７が設置されている。液晶バリア２０では、第１の透明電極２４と第２の透明電極２７とに印加される電圧に応じて、液晶材料２３の配向が変化する。映像表示部１からの光が第１の偏光板２６を通過することで、直線偏光となる。液晶材料２３を透過する際に液晶材料２３の配向により、偏光の向きを制御できる。そして、第２の偏光板２９を通ることで、強度変調ができる。例えば、電圧を印加する場合に光透過となり、電圧を印加しない場合に光遮断となる、いわゆるノーマリーブラックで動作する。また、電圧を印加する場合に光遮断となり、電圧を印加しない場合に光透過となる、いわゆるノーマリーホワイトにすることも可能である。なお、第２の偏光板２９が吸収型偏光板の場合は、遮断光は第２の偏光板２９で吸収される。第２の偏光板２９が反射型偏光板の場合は、映像表示部１に戻る。
【００２２】
［表示装置の動作］
この表示装置では、映像表示部１において、ｎ個（ｎは整数）の視点映像を各画素１０に割り当てて表示する。複数の出射角度選択部（開口部２１）では、各画素１０からの各視点映像の出射角度を選択する。視差発生部駆動回路４は、映像表示部駆動回路３に同期して、例えば所定の周期で複数の出射角度選択部の状態を時間的にｍ個の状態に変化させる。
【００２３】
視差発生部駆動回路４は、同一視点の視点映像の出射角度が、ｍ個の状態のそれぞれにおいて異なる角度となるように複数の開口部２１の状態を時間的に変化させる。
【００２４】
液晶バリア２０の複数の開口部２１の状態を変化させる動作例について具体的に説明する。図５に示したように、各開口部２１は全体としてスリット状であり、全体の間隔はｂｐとする。また、各開口部２１は複数の分割領域を有し、視差発生部駆動回路４は、各分割領域ごとに光透過率を時間的に変化させる。ここでは、図９および図１０に示したように、各開口部２１が、水平方向に第１ないし第３の分割領域（開口部Ａ１，Ａ２，Ａ３）を有しているものとする。液晶バリア２０では、開口部Ａ１のグループ（開口部グループＡ１）と、開口部Ａ２のグループ（開口部グループＡ２）と、開口部Ａ３のグループ（開口部グループＡ３）とのそれぞれのグループ単位で光透過率を変化させることが可能となっている。
【００２５】
次に、図７を参照して立体表示を実現する原理を説明する。図７は図２の一断面に相当する。ここでは例えば各開口部２１の中央の開口部グループＡ２のみが透過状態であり他の開口部グループＡ１，Ａ３は光遮断状態となっているものとする。映像表示部１の各画素１０から出射された光は液晶バリア２０の開口部グループＡ２により、出射角度が選択される。図７では、７個の画素おきに対応して、開口部グループＡ２が配置されている。各画素１０に振られた１ないし７の番号は、立体視における視点番号を示している。同一の視点番号の画素１０に、対応する視点映像を表示する。液晶バリア２０における透過状態の開口部２１により視点映像の出射角度が選択され、観察者の左右の目に異なる視点映像が入射する。これにより立体表示が可能となる。
【００２６】
図８では、開口部グループ同士の間隔ｂｐと、視点数ｎ、映像表示部１の画素１０の間隔ｐｐとの関係を示している。液晶バリア２０よりＬ２の距離（最適視距離）では、映像表示部１の全面より同一の視点映像が集光位置Ｐ１に集まる。図８の例では、視点番号４の視点映像の集光状態を示している。観察者が液晶バリア２０よりＬ２の距離にいる場合、観察者の各々の目には、全面に亘って１つの視点映像が観察できる。両目には異なる視点映像が入射するようになっているので立体表示が可能である。
【００２７】
同一の開口部グループでは同一の視点映像が、最適視距離Ｌ２において１点に集まるようにする。このため、視点数ｎに映像表示部１の画素間隔ｐｐを乗じたｎ・ｐｐの値は、同一の開口部グループの間隔ｂｐとは異なり、ｎ・ｐｐがｂｐよりも大きい値となる。最適視距離Ｌ２に液晶バリア２０と映像表示部１の距離を足したものをＬ１とすると、
Ｌ２／Ｌ１＝（ｂｐ）／（ｎ・ｐｐ）となる。
【００２８】
この表示装置では、開口部２１の状態を時間的にｍ個の状態に変化させる。例えば図１１に示した第１の状態と、図１２に示した第２の状態との２つの状態に変化させる。この場合、図１１では、開口部グループＡ１，Ａ２を透過状態にすると共に、開口部グループＡ３を非透過状態（遮断状態）にしている場合の各開口部と視点映像との関係を示している。図１２では、開口部グループＡ２，Ａ３を透過状態にすると共に、開口部グループＡ１を非透過状態（遮断状態）にしている場合の各開口部と視点映像との関係を示している。図１１の第１の状態と、図１２の第２の状態とで、画素１０と透過状態の開口部２１との位置関係がずれることになる。図１１の第１の状態では、透過状態である開口部グループＡ１，Ａ２は、視点番号４の画素の左上側に位置している。しかし、図１２の第２の状態では、透過状態である開口部グループＡ２，Ａ３は、視点番号４の画素の右上側に位置している。このため、図１１の第１の状態と図１２の第２の状態とで、同一視点の視点映像は出射角度がずれることになる。
【００２９】
図１３は、図１１の第１の状態と図１２の第２の状態とのそれぞれについて、視点番号４の視点映像の光線が最適視距離Ｌ２の位置に集光される状態を示している。液晶バリア２０から距離Ｌ２の位置において、同一視点の映像の光線が集光する位置が、第１の状態と第２の状態とでずれる。第１の状態（開口部グループＡ１，Ａ２のみが透過状態）である場合には位置Ｐａに集光し、第２の状態（開口部グループＡ２，Ａ３のみが透過状態）である場合には位置Ｐｂに集光する。なお、最適視距離Ｌ２において、位置Ｐａ，Ｐｂのずれ量は立体表示の観察には問題がない程度のずれ量となっている。
【００３０】
［モアレが解消される原理］
図１１〜図１３に示したような表示動作を行うことで、モアレを解消することができる。以下、この原理を説明する。従来では、最適視距離Ｌ２以外の距離で観察した場合に、モアレは観察されやすい。例えば図１４に示したように観察位置Ｐ２が最適視距離Ｌ２よりも遠い位置にある場合、観察者の片目には、例えば図１５に示したように複数の視点映像が部分的に観察されることになる。視点映像の境目では、複数の視点映像が混ざることになる。例えば視点映像２と３の境目付近では視点映像２も視点映像３の重なった映像となり、輝度が一定とならない。このため、従来技術ではモアレが発生し、輝度むらのために、画質低下を招いている。
【００３１】
本実施の形態では、複数の開口部２１の状態を時間的に高速で切り替えることでこのモアレを解消する。図１６は開口部グループＡ１，Ａ２のみを透過状態にした場合の集光状態を示し、図１７は開口部グループＡ１，Ａ２のみを透過状態にした場合に、最適視距離Ｌ２よりも遠い観察位置Ｐ２において観察される視点映像の状態を示している。図１８は開口部グループＡ２，Ａ３のみを透過状態にした場合の集光状態を示し、図１９は開口部グループＡ２，Ａ３のみを透過状態にした場合に、最適視距離Ｌ２よりも遠い観察位置Ｐ２において観察される視点映像の状態を示している。
【００３２】
上述の図１１〜図１３にも示したように透過状態となる開口部グループによって、同じ視点映像の光線の出射角度がずれる。このために、観察者の片目が観察する画面の映像は、時間的に、視点映像の位置が変化することになる。開口部グループＡ１，Ａ２のみが透過状態となる場合は、図１７に示すように右から視点映像６，７，１，２，・・・と並ぶが、開口部グループＡ２，Ａ３のみが透過状態となる場合は、図１９に示すように視点映像７，１，２，３，・・・と並ぶ。この２つの状態を例えば１／１２０秒間隔で高速に切り替えることにより、観察者は積分した映像を観察することになる。図２０に各開口部グループの光透過率の変化の一例を示す。図２０に示したように、各開口部２１において、例えば中央の開口部グループＡ２を常時透過状態、左右の開口部グループＡ１，Ａ３を１フレーム期間内で交互に透過状態にすることで、開口部２１の状態を上記２つの状態に切り替える。
【００３３】
図２１（Ｃ）に、観察者の片目が観察する積分された映像を示す。なお、図２１（Ａ）は図１７と同様、開口部グループＡ１，Ａ２のみを透過状態にした場合に、最適視距離Ｌ２よりも遠い観察位置Ｐ２において観察される視点映像の状態を示す。図２１（Ｂ）は開口部グループＡ２，Ａ３のみを透過状態にした場合に、観察位置Ｐ２において観察される視点映像の状態を示す。図２１（Ｃ）は図２１（Ａ）の視点映像の状態と図２１（Ｂ）の視点映像の状態とを重ね合わせた状態を示す。
【００３４】
図２１（Ｃ）に示したように映像を積分して観察することにより、開口部Ａ１，Ａ２のみを透過状態にした場合の輝度むらと、開口部Ａ２，Ａ３のみを透過状態にした場合の輝度むらとについても積分されることになる。この輝度むらが積分される様子を図２２（Ａ）〜（Ｃ）に示す。なお、図２２（Ａ）は開口部グループＡ１，Ａ２のみを透過状態にした場合に、最適視距離Ｌ２よりも遠い観察位置Ｐ２において観察される輝度分布を示す。図２２（Ｂ）は開口部グループＡ２，Ａ３のみを透過状態にした場合に観察位置Ｐ２において観察される輝度分布を示す。図２２（Ｃ）は図２２（Ａ）の輝度分布と図２２（Ｂ）の輝度分布とを重ね合わせた状態を示す。透過状態となる開口部２１の位置が変化することで、視点映像の境目がずれることにより、輝度むらの位置が変わるが、この２つが高速に積分されることで、輝度のむらが低減される。
【００３５】
以上のようにして、輝度むらであるモアレを改善し、画質改善を行うことができる。上記説明では透過状態となる開口部グループを高速に切り替えるものとしていたが、この速度は、人間が感じる目の応答速度よりも速く、例えば１／２５秒以上の速さで切り替えれば、フリッカとして感じることは少ない。
【００３６】
［効果］
以上説明したように、本実施の形態に係る表示装置によれば、各出射角度選択部（開口部２１）の光透過率を時間的に不均一となるように、具体的には、各出射角度選択部が複数の分割領域（開口部グループ）を有し、各出射角度選択部において、各分割領域ごとに光透過率を時間的に変化させるようにしたので、モアレの少ない高画質な映像表示を実現できる。特に、色モアレだけでなく、輝度の明暗であるモアレも解消することができる。
【００３７】
［第１の実施の形態の変形例］
上記実施の形態では、視点数をｎ＝７とし、開口部２１の状態をｍ＝２の状態に変化させる場合を例に説明したが、これらのパラメータは、他の値であっても良い。例えば各開口部２１が３つ以上の分割領域（開口部グループ）を有し、開口部２１の状態を３つ以上の状態に変化させるものであっても良い。開口部２１の変化の状態を増やすことで、輝度のむらをより細かくずらして足し合わせることができるため、輝度むらをさらに改善できる。また、各開口部グループ間で観察される映像のずれ量も少ないので画面のフリッカ感も抑えられる。
【００３８】
＜第２の実施の形態＞
次に、本開示の第２の実施の形態に係る表示装置について説明する。なお、上記第１の実施の形態に係る表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００３９】
上記第１の実施の形態では、各出射角度選択部（開口部２１）が複数の分割領域（開口部グループ）を有し、各開口部２１において、各開口部グループごとに光透過率を時間的に変化させるようにしたが、時間的に変化させることとなく、各開口部２１の光透過率を空間的に不均一にするようにしても良い。
【００４０】
図２３は、各開口部２１の光透過率を空間的に変化させた場合の第１の例を示している。図２３に示したように、各開口部２１において、例えば中央の開口部グループＡ２を常時１００％の光透過率、左右の開口部グループＡ１，Ａ３を常時５０％の光透過率とする。これにより、各開口部２１において、隣接する開口部グループの光透過率が空間的に互いに異なっている。各開口部２１を図２３のような光透過率分布ととすることで、上記第１の実施の形態における図１１の第１の状態と図１２の第２の状態との２つの状態を足し合わせたものと同等の観察状態を得ることができる。
【００４１】
図２４は、各開口部２１の光透過率を空間的に変化させた場合の第２の例を示している。図２３の第１の例では、各開口部２１を３つの分割領域（開口部グループ）に分けて各開口部２１内での光透過率分布を段階的に不均一となるようにした。これに対して、図２４の第２の例では、分割領域を設けることなく、各開口部２１内での光透過率分布を所定の方向（水平方向に）に無段階（連続的）に変化させている。これによっても、上記第１の実施の形態における図１１の第１の状態と図１２の第２の状態との２つの状態を足し合わせたものと近似した観察状態を得ることができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施の形態に係る表示装置によれば、各出射角度選択部（開口部２１）の光透過率を空間的に不均一となるようにしたので、モアレの少ない高画質な映像表示を実現できる。特に、色モアレだけでなく、輝度の明暗であるモアレも解消することができる。また、上記第１の実施の形態のように光透過率を時間的に不均一にする場合に比べて、映像表示を明るくすることができる。
【００４３】
＜第３の実施の形態＞
次に、本開示の第３の実施の形態に係る表示装置について説明する。なお、上記第１または第２の実施の形態に係る表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４４】
上記第１の実施の形態では、視差発生部２（液晶バリア２０）を、映像表示部１（液晶パネル１１）と観察者との間に配置するようにしたが、図２５に示したように、液晶パネル１１を、液晶バリア２０と観察者との間に配置するようにしても良い。この場合、液晶バリア２０は、液晶パネル１１とバックライト１２との間に配置する。
【００４５】
この場合は、Ｌ２／Ｌ１＝（ｎ・ｐｐ）／（ｂｐ）の関係となる。この場合でもｎはｍの非整数倍となる。ｎ・ｐｐはｂｐよりも小さい値となる。
【００４６】
＜第４の実施の形態＞
次に、本開示の第４の実施の形態に係る表示装置について説明する。なお、上記第１ないし第３の実施の形態に係る表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４７】
本開示による技術は、図２６に示したように、インテグラルイメージング方式にも適用することが可能である。この場合は、
（ｂｐ）＝（ｎ・ｐｐ）
となる。
【００４８】
＜第５の実施の形態＞
次に、本開示の第５の実施の形態に係る表示装置について説明する。なお、上記第１ないし第４の実施の形態に係る表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４９】
上記第１の実施の形態では、視差発生部２として視差バリア（液晶バリア２０）を用いた例を示したが、図２７（Ａ），（Ｂ）に示したように、視差発生部２としてレンチキュラレンズ３０を用いるようにしても良い。レンチキュラレンズ３０は、円筒状の複数の分割レンズ３１を有する。分割レンズ３１が、映像表示部１の各画素１０からの各視点映像の光を選択して出射する出射角度選択部としての機能を有している。
【００５０】
図２７（Ａ），（Ｂ）では、視点数をｎ＝７とし、分割レンズ３１の状態をｍ＝２の状態に変化させる場合を例にしている。この場合、分割レンズ３１の位置は、図２７（Ａ），（Ｂ）に示したように時間的に２つの位置を持つ。分割レンズ３１の位置は、例えばピエゾ素子などで物理的に高速に動かすことができる。また、液晶材料を用いて液晶の屈折率異方性を利用してレンズを形成する液晶レンズであれば、透明電極の配置と印加電界との関係によって、時間的に分割レンズ３１の位置を変化することもできる。また、液体レンズを用いても良い。
【００５１】
図２７（Ａ），（Ｂ）の例では、図８に対応するＬ１，Ｌ２を用いると、
Ｌ２／Ｌ１＝（ｂｐ）／（ｎ・ｐｐ）となる。ｂｐは、図２７（Ａ），（Ｂ）のそれぞれの状態における分割レンズ３１の間隔に相当する。
【００５２】
本実施の形態によれば、視差発生部２としてレンチキュラレンズ３０を用いるようにしたので、視差バリアを用いた場合よりも映像表示を明るくすることができる利点がある。
【００５３】
＜その他の実施の形態＞
本開示による技術は、上記各実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、上記第１、第２の実施の形態等において、液晶バリア２０の開口部２１を、垂直方向でなく斜め方向に並べた、いわゆる斜めバリア方式で構成しても良い。また、液晶バリア２０の開口部２１を、ステップバリア方式で構成しても良い。また、上記第５の実施の形態において、レンチキュラレンズ３０の各分割レンズ３１を斜め方向に傾斜配置した斜めレンチキュラ方式で構成しても良い。
【００５４】
また、図１の回路において、視差映像信号Ｓ１として左右（ＬＲ）の映像信号を映像表示部駆動回路３に入力し、その視差情報から映像表示部駆動回路３においてｎ個の多視点映像を生成するようにしても良い。
【００５５】
また、上記各実施の形態に係る表示装置はいずれも、表示機能を有する種々の電子機器に適用可能である。図２８は、そのような電子機器の一例としてテレビジョン装置の外観構成を表している。このテレビジョン装置は、フロントパネル２１０およびフィルターガラス２２０を含む映像表示画面部２００を備えている。テレビジョン装置の他にも、種々のデジタルカメラ、カムコーダ、携帯電話、またはノート型パーソナルコンピュータ等に適用可能である。
【００５６】
また例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
（１）
複数の画素を有し、複数の視点映像を前記各画素に割り当てて表示する表示部と、
前記各画素からの前記各視点映像の出射角度を選択する複数の選択部と
を備え、
前記各選択部の光透過率が時間的または空間的に不均一となっている
表示装置。
（２）
前記複数の選択部がそれぞれ複数の分割領域を有し、
前記各選択部において、前記各分割領域ごとに光透過率が時間的に変化するようになっている
上記（１）に記載の表示装置。
（３）
前記複数の選択部がそれぞれ第１ないし第３の分割領域を有し、
前記各選択部を、
前記第１および第２の分割領域を透過状態にすると共に前記第３の分割領域を非透過状態にする第１の状態と、前記第２および第３の分割領域を透過状態にすると共に前記第１の分割領域を非透過状態にする第２の状態との２つの状態に交互に変化させる
上記（１）または（２）に記載の表示装置。
（４）
前記各選択部において、同一視点の前記視点映像の出射角度が時間的に変化するように、前記各選択部の光透過率が時間的に変化する
上記（１）ないし（３）のいずれか１つに記載の表示装置。
（５）
前記複数の選択部がそれぞれ複数の分割領域を有し、
前記各選択部において、隣接する前記分割領域の光透過率が空間的に互いに異なっている
上記（１）のいずれか１つに記載の表示装置。
（６）
前記各選択部において、光透過率が所定の方向に空間的に連続的に変化している
上記（１）のいずれか１つに記載の表示装置。
（７）
複数の開口部を有する視差バリアをさらに備え、
前記複数の選択部は、前記複数の開口部である
上記（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の表示装置。
（８）
複数の分割レンズを有するレンチキュラレンズをさらに備え、
前記複数の選択部は、前記複数の分割レンズである
上記（１）のいずれか１つに記載の表示装置。
（９）
前記複数の選択部は、前記表示部と観察者との間に配置される
上記（１）ないし（８）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１０）
前記表示部は、前記複数の選択部と観察者との間に配置される
上記（１）ないし（８）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１１）
表示装置を備え、
前記表示装置は、
複数の画素を有し、複数の視点映像を前記各画素に割り当てて表示する表示部と、
前記各画素からの前記各視点映像の出射角度を選択する複数の選択部と
を含み、
前記各選択部の光透過率が時間的または空間的に不均一となっている
電子機器。
【符号の説明】
【００５７】
１…映像表示部、２…視差発生部、３…映像表示部駆動回路、４…視差発生部駆動回路、１０…画素、１１…液晶パネル、１２…バックライト、２０…液晶バリア、２１…開口部（出射角度選択部）、２２…遮蔽部、２３…液晶材料、２４…第１の透明電極、２５…第１の透明平行板、２６…第１の偏光板、２７…第２の透明電極、２８…第２の透明平行板、２９…第２の偏光板、３０…レンチキュラレンズ、３１…分割レンズ、２００…映像表示画面部、２１０…フロントパネル、２２０…フィルターガラス、Ｐ１…集光位置、Ｐａ…集光位置、Ｐｂ…集光位置、Ｐ２…観察位置、Ｓ１…視差映像信号、Ｓ２…映像信号、Ｓ３…同期信号、Ｓ４…視差発生信号。
【技術分野】
【０００１】
本開示は、立体映像表示を行う表示装置、およびそのような表示装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
パララックスバリアを用いて裸眼立体表示を行う映像装置が広く知られている。パララックスバリアとは、ある周期を有する開口部を有するものである。これを介して、映像表示部を観察することによって、左右の目に異なる映像信号が入射する。異なる映像を左右の目で観察することで、裸眼による立体表示を実現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１８１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パララックスバリア方式は、簡便な方式により、裸眼立体表示を実現することができるが、以下のような課題を有する。映像表示部が、液晶表示パネルやプラズマ表示装置などのように、２次元に配置された複数の画素を有し、映像を表示するものである場合、パララックスバリア方式では、モアレ（モワレ）現象が生じることがある。これは、映像表示部の画素の周期と、パララックスバリアの開口部の周期との違いにより、ビートを起こし、モアレが発生するものである。モアレは、周期的に輝度の変化が生じ、表示する映像に縞模様が見えることから、非常に不快感の強い画質劣化として知られている。特許文献１には、このモアレを解消するための技術が提案されている。
【０００５】
特許文献１では、バリア間隔（ｓ１もしくはｓ２）と画素ピッチ（ｐ）とに関して、
ｓ１＝（ｎ＋０．５）ｐ、ｎは整数
ｓ２＝（ｎ＋ｋ／３）ｐ、ｋ＝１ｏｒ２
である場合に色モアレが減少することが報告されている。このとき、サブピクセルはＲＧＢの３つよりなるため、サブピクセルピッチ（ｐｐ）としたとき、ｐ＝３ｐｐとなる。
【０００６】
特許文献１の段落［００４９］には、以下のように記載されている。
「ここで、マーク４１Ｇに注目すると、縦方向に形成されている同色のマーク４１Ｇの列は一定の間隔２ｓ１で水平方向に繰り返し形成されていることがわかる。すなわち、（１）式を満たすことで、発生する色モアレの周期は取り得る値として最小の、パターン間隔ｓ１の２倍となる。これはモアレ縞の間隔として充分狭いものであり、これにより色モアレは認識しにくいものとなり高画質の立体映像が表示されることとなる。」
【０００７】
特許文献１の段落［００４９］に記載されているように、特許文献１に記載の発明では色モアレの間隔を２ｓ１とすることで、色モアレの問題を解決している。しかしながら、モアレの間隔は小さくなるものの、モアレの発生が根本的に解消しているわけではない。また、特許文献１では、色モアレの解消を目的としているため、輝度の明暗であるモアレは解消されない。
【０００８】
本開示の目的は、モアレの少ない高画質な映像表示を実現できる表示装置および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示による表示装置は、複数の画素を有し、複数の視点映像を各画素に割り当てて表示する表示部と、各画素からの各視点映像の出射角度を選択する複数の選択部とを備え、各選択部の光透過率が時間的または空間的に不均一となるようにしたものである。
【００１０】
本開示による電子機器は、上記本開示による表示装置を備えたものである。
【００１１】
本開示による表示装置または電子機器では、各選択部の光透過率を時間的または空間的に不均一とし、各画素からの各視点映像の出射角度を選択する。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の表示装置または電子機器によれば、各選択部の光透過率を時間的または空間的に不均一となるようにしたので、モアレの少ない高画質な映像表示を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の第１の実施の形態に係る表示装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２】映像表示部と視差発生部との一構成例を示す外観斜視図である。
【図３】映像表示部と視差発生部との一構成例を示す側面図である。
【図４】映像表示部の一構成例を示す平面図である。
【図５】視差発生部（液晶バリア）の一構成例を示す平面図である。
【図６】視差発生部（液晶バリア）の一構成例を示す側面図である。
【図７】立体表示の原理を示す説明図である。
【図８】開口部の間隔と画素の間隔との関係を示す説明図である。
【図９】液晶バリアの開口部のグループ分けの一例を示す断面図である。
【図１０】液晶バリアの開口部のグループ分けの一例を示す平面図である。
【図１１】開口部の第１の状態を示す断面図である。
【図１２】開口部の第２の状態を示す断面図である。
【図１３】開口部Ａ１，Ａ２が透過状態の場合の光線の集光状態と開口部Ａ２，Ａ３が透過状態の場合の光線の集光状態とを示す説明図である。
【図１４】モアレの発生についての説明図である。
【図１５】最適視距離よりも遠い観察位置Ｐ２において観察される視点映像の状態を示す説明図である。
【図１６】開口部Ａ１，Ａ２のみを透過状態にした場合の集光状態を示す説明図である。
【図１７】開口部Ａ１，Ａ２のみを透過状態にした場合に、最適視距離よりも遠い観察位置Ｐ２において観察される視点映像の状態を示す説明図である。
【図１８】開口部Ａ２，Ａ３のみを透過状態にした場合の集光状態を示す説明図である。
【図１９】開口部Ａ２，Ａ３のみを透過状態にした場合に、最適視距離よりも遠い観察位置Ｐ２において観察される視点映像の状態を示す説明図である。
【図２０】開口部の光透過率の時間的な変化の一例を示す説明図である。
【図２１】（Ａ）は開口部Ａ１，Ａ２のみを透過状態にした場合に、最適視距離よりも遠い観察位置Ｐ２において観察される視点映像の状態を示す説明図である。（Ｂ）は開口部Ａ２，Ａ３のみを透過状態にした場合に、観察位置Ｐ２において観察される視点映像の状態を示す説明図である。（Ｃ）は（Ａ）の視点映像の状態と（Ｂ）の視点映像の状態とを重ね合わせた状態を示す説明図である。
【図２２】（Ａ）は開口部Ａ１，Ａ２のみを透過状態にした場合に、最適視距離よりも遠い観察位置Ｐ２において観察される輝度分布を示す説明図である。（Ｂ）は開口部Ａ２，Ａ３のみを透過状態にした場合に、観察位置Ｐ２において観察される輝度分布を示す説明図である。（Ｃ）は（Ａ）の輝度分布と（Ｂ）の輝度分布とを重ね合わせた状態を示す説明図である。
【図２３】開口部の光透過率を空間的に変化させた場合の第１の例を示す断面図である。
【図２４】開口部の光透過率を空間的に変化させた場合の第２の例を示す断面図である。
【図２５】バックライトと映像表示部との間に視差発生部（液晶バリア）を配置した実施の形態を示す説明図である。
【図２６】インテグラルイメージング方式に適用した実施の形態を示す説明図である。
【図２７】（Ａ）は視差発生部をレンチキュラレンズにした場合における第１の状態を示し、（Ｂ）は視差発生部をレンチキュラレンズにした場合における第２の状態を示す説明図である。
【図２８】電子機器の一例を示す外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
［表示装置の全体構成］
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る表示装置の一構成例を示している。この表示装置は、映像表示部１と、視差発生部２と、映像表示部駆動回路３と、視差発生部駆動回路４とを備えている。
【００１６】
映像表示部駆動回路３には視差映像信号Ｓ１が装置の外部より入力されるようになっている。視差映像信号Ｓ１は、再生しようとする立体映像において、立体情報の奥行に従って視差を変えた映像信号である。後述する視点数と同等の視差映像信号Ｓ１が入力される。映像表示部駆動回路３は、視差映像信号Ｓ１の配列を並び替え、映像信号Ｓ２を作成するようになっている。この映像信号Ｓ２を映像表示部１に入力する。また映像表示部駆動回路３は、出力した映像信号Ｓ２に対応する同期信号Ｓ３を視差発生部駆動回路４に送る。視差発生部駆動回路４は、この同期信号Ｓ３に従って、映像表示部１が表示する映像信号Ｓ２に対応した、視差発生部２の駆動を行うべく視差発生信号Ｓ４を視差発生部２に送る。この視差発生信号Ｓ４に従い、視差発生部２は動作を行うようになっている。
【００１７】
［映像表示部１および視差発生部２の構成例］
図２、図３は映像表示部１および視差発生部２の構成例を示している。映像表示部１は、２次元平面上に映像を表示するものである。図２、図３の構成例では、映像表示部１を液晶パネル１１とバックライト１２との組み合わせで構成した例を示しているが、この他にもエレクトロルミネッセンスパネルなどで構成しても良い。視差発生部２は、映像表示部１と観察者との間に配置され、映像表示部１から出射された光が入射するようになっている。視差発生部２１は、液晶材料によって光の透過率を制御可能な視差バリア（液晶バリア２０）で構成されている。
【００１８】
映像表示部１は、図４に示したように２次元平面上に配列された複数の画素１０を有している。各画素１０はそれぞれ独立に輝度を変えることができ、任意に映像を表示することができるようになっている。各画素１０には、映像表示部駆動回路３（図１）からの映像信号Ｓ２に従って映像が表示される。水平方向の画素の間隔（画素水平間隔）をｐｐとする。
【００１９】
図５、図６に視差発生部２としての液晶バリア２０の具体的な構成例を示す。液晶バリア２０は、図５に示したように、垂直方向に延在する複数のスリット状の開口部２１を有している。複数の開口部２１の間は光を透過しない遮蔽部２２となっている。開口部２１は、映像表示部１の各画素１０からの各視点映像の光を選択して出射する出射角度選択部としての機能を有している。開口部２１は、画素１０と開口部２１との位置関係に従い、観察者に向かう各視点映像の出射角度を選択する。詳細は後述する。
【００２０】
液晶バリア２０は、図６に示したように、液晶材料２３と、第１の透明電極２４と、第１の透明平行板２５と、第１の偏光板２６と、第２の透明電極２７と、第２の透明平行板２８と、第２の偏光板２９とを有している。
【００２１】
液晶材料２３は、第１の透明平行板２５と第２の透明平行板２８との間に封入されている。第１の透明平行板２５の液晶材料２３側の表面には、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)などで構成される第１の透明電極２４が設置されている。同様に、第２の透明平行板２８の液晶材料２３側の表面には、第２の透明電極２７が設置されている。液晶バリア２０では、第１の透明電極２４と第２の透明電極２７とに印加される電圧に応じて、液晶材料２３の配向が変化する。映像表示部１からの光が第１の偏光板２６を通過することで、直線偏光となる。液晶材料２３を透過する際に液晶材料２３の配向により、偏光の向きを制御できる。そして、第２の偏光板２９を通ることで、強度変調ができる。例えば、電圧を印加する場合に光透過となり、電圧を印加しない場合に光遮断となる、いわゆるノーマリーブラックで動作する。また、電圧を印加する場合に光遮断となり、電圧を印加しない場合に光透過となる、いわゆるノーマリーホワイトにすることも可能である。なお、第２の偏光板２９が吸収型偏光板の場合は、遮断光は第２の偏光板２９で吸収される。第２の偏光板２９が反射型偏光板の場合は、映像表示部１に戻る。
【００２２】
［表示装置の動作］
この表示装置では、映像表示部１において、ｎ個（ｎは整数）の視点映像を各画素１０に割り当てて表示する。複数の出射角度選択部（開口部２１）では、各画素１０からの各視点映像の出射角度を選択する。視差発生部駆動回路４は、映像表示部駆動回路３に同期して、例えば所定の周期で複数の出射角度選択部の状態を時間的にｍ個の状態に変化させる。
【００２３】
視差発生部駆動回路４は、同一視点の視点映像の出射角度が、ｍ個の状態のそれぞれにおいて異なる角度となるように複数の開口部２１の状態を時間的に変化させる。
【００２４】
液晶バリア２０の複数の開口部２１の状態を変化させる動作例について具体的に説明する。図５に示したように、各開口部２１は全体としてスリット状であり、全体の間隔はｂｐとする。また、各開口部２１は複数の分割領域を有し、視差発生部駆動回路４は、各分割領域ごとに光透過率を時間的に変化させる。ここでは、図９および図１０に示したように、各開口部２１が、水平方向に第１ないし第３の分割領域（開口部Ａ１，Ａ２，Ａ３）を有しているものとする。液晶バリア２０では、開口部Ａ１のグループ（開口部グループＡ１）と、開口部Ａ２のグループ（開口部グループＡ２）と、開口部Ａ３のグループ（開口部グループＡ３）とのそれぞれのグループ単位で光透過率を変化させることが可能となっている。
【００２５】
次に、図７を参照して立体表示を実現する原理を説明する。図７は図２の一断面に相当する。ここでは例えば各開口部２１の中央の開口部グループＡ２のみが透過状態であり他の開口部グループＡ１，Ａ３は光遮断状態となっているものとする。映像表示部１の各画素１０から出射された光は液晶バリア２０の開口部グループＡ２により、出射角度が選択される。図７では、７個の画素おきに対応して、開口部グループＡ２が配置されている。各画素１０に振られた１ないし７の番号は、立体視における視点番号を示している。同一の視点番号の画素１０に、対応する視点映像を表示する。液晶バリア２０における透過状態の開口部２１により視点映像の出射角度が選択され、観察者の左右の目に異なる視点映像が入射する。これにより立体表示が可能となる。
【００２６】
図８では、開口部グループ同士の間隔ｂｐと、視点数ｎ、映像表示部１の画素１０の間隔ｐｐとの関係を示している。液晶バリア２０よりＬ２の距離（最適視距離）では、映像表示部１の全面より同一の視点映像が集光位置Ｐ１に集まる。図８の例では、視点番号４の視点映像の集光状態を示している。観察者が液晶バリア２０よりＬ２の距離にいる場合、観察者の各々の目には、全面に亘って１つの視点映像が観察できる。両目には異なる視点映像が入射するようになっているので立体表示が可能である。
【００２７】
同一の開口部グループでは同一の視点映像が、最適視距離Ｌ２において１点に集まるようにする。このため、視点数ｎに映像表示部１の画素間隔ｐｐを乗じたｎ・ｐｐの値は、同一の開口部グループの間隔ｂｐとは異なり、ｎ・ｐｐがｂｐよりも大きい値となる。最適視距離Ｌ２に液晶バリア２０と映像表示部１の距離を足したものをＬ１とすると、
Ｌ２／Ｌ１＝（ｂｐ）／（ｎ・ｐｐ）となる。
【００２８】
この表示装置では、開口部２１の状態を時間的にｍ個の状態に変化させる。例えば図１１に示した第１の状態と、図１２に示した第２の状態との２つの状態に変化させる。この場合、図１１では、開口部グループＡ１，Ａ２を透過状態にすると共に、開口部グループＡ３を非透過状態（遮断状態）にしている場合の各開口部と視点映像との関係を示している。図１２では、開口部グループＡ２，Ａ３を透過状態にすると共に、開口部グループＡ１を非透過状態（遮断状態）にしている場合の各開口部と視点映像との関係を示している。図１１の第１の状態と、図１２の第２の状態とで、画素１０と透過状態の開口部２１との位置関係がずれることになる。図１１の第１の状態では、透過状態である開口部グループＡ１，Ａ２は、視点番号４の画素の左上側に位置している。しかし、図１２の第２の状態では、透過状態である開口部グループＡ２，Ａ３は、視点番号４の画素の右上側に位置している。このため、図１１の第１の状態と図１２の第２の状態とで、同一視点の視点映像は出射角度がずれることになる。
【００２９】
図１３は、図１１の第１の状態と図１２の第２の状態とのそれぞれについて、視点番号４の視点映像の光線が最適視距離Ｌ２の位置に集光される状態を示している。液晶バリア２０から距離Ｌ２の位置において、同一視点の映像の光線が集光する位置が、第１の状態と第２の状態とでずれる。第１の状態（開口部グループＡ１，Ａ２のみが透過状態）である場合には位置Ｐａに集光し、第２の状態（開口部グループＡ２，Ａ３のみが透過状態）である場合には位置Ｐｂに集光する。なお、最適視距離Ｌ２において、位置Ｐａ，Ｐｂのずれ量は立体表示の観察には問題がない程度のずれ量となっている。
【００３０】
［モアレが解消される原理］
図１１〜図１３に示したような表示動作を行うことで、モアレを解消することができる。以下、この原理を説明する。従来では、最適視距離Ｌ２以外の距離で観察した場合に、モアレは観察されやすい。例えば図１４に示したように観察位置Ｐ２が最適視距離Ｌ２よりも遠い位置にある場合、観察者の片目には、例えば図１５に示したように複数の視点映像が部分的に観察されることになる。視点映像の境目では、複数の視点映像が混ざることになる。例えば視点映像２と３の境目付近では視点映像２も視点映像３の重なった映像となり、輝度が一定とならない。このため、従来技術ではモアレが発生し、輝度むらのために、画質低下を招いている。
【００３１】
本実施の形態では、複数の開口部２１の状態を時間的に高速で切り替えることでこのモアレを解消する。図１６は開口部グループＡ１，Ａ２のみを透過状態にした場合の集光状態を示し、図１７は開口部グループＡ１，Ａ２のみを透過状態にした場合に、最適視距離Ｌ２よりも遠い観察位置Ｐ２において観察される視点映像の状態を示している。図１８は開口部グループＡ２，Ａ３のみを透過状態にした場合の集光状態を示し、図１９は開口部グループＡ２，Ａ３のみを透過状態にした場合に、最適視距離Ｌ２よりも遠い観察位置Ｐ２において観察される視点映像の状態を示している。
【００３２】
上述の図１１〜図１３にも示したように透過状態となる開口部グループによって、同じ視点映像の光線の出射角度がずれる。このために、観察者の片目が観察する画面の映像は、時間的に、視点映像の位置が変化することになる。開口部グループＡ１，Ａ２のみが透過状態となる場合は、図１７に示すように右から視点映像６，７，１，２，・・・と並ぶが、開口部グループＡ２，Ａ３のみが透過状態となる場合は、図１９に示すように視点映像７，１，２，３，・・・と並ぶ。この２つの状態を例えば１／１２０秒間隔で高速に切り替えることにより、観察者は積分した映像を観察することになる。図２０に各開口部グループの光透過率の変化の一例を示す。図２０に示したように、各開口部２１において、例えば中央の開口部グループＡ２を常時透過状態、左右の開口部グループＡ１，Ａ３を１フレーム期間内で交互に透過状態にすることで、開口部２１の状態を上記２つの状態に切り替える。
【００３３】
図２１（Ｃ）に、観察者の片目が観察する積分された映像を示す。なお、図２１（Ａ）は図１７と同様、開口部グループＡ１，Ａ２のみを透過状態にした場合に、最適視距離Ｌ２よりも遠い観察位置Ｐ２において観察される視点映像の状態を示す。図２１（Ｂ）は開口部グループＡ２，Ａ３のみを透過状態にした場合に、観察位置Ｐ２において観察される視点映像の状態を示す。図２１（Ｃ）は図２１（Ａ）の視点映像の状態と図２１（Ｂ）の視点映像の状態とを重ね合わせた状態を示す。
【００３４】
図２１（Ｃ）に示したように映像を積分して観察することにより、開口部Ａ１，Ａ２のみを透過状態にした場合の輝度むらと、開口部Ａ２，Ａ３のみを透過状態にした場合の輝度むらとについても積分されることになる。この輝度むらが積分される様子を図２２（Ａ）〜（Ｃ）に示す。なお、図２２（Ａ）は開口部グループＡ１，Ａ２のみを透過状態にした場合に、最適視距離Ｌ２よりも遠い観察位置Ｐ２において観察される輝度分布を示す。図２２（Ｂ）は開口部グループＡ２，Ａ３のみを透過状態にした場合に観察位置Ｐ２において観察される輝度分布を示す。図２２（Ｃ）は図２２（Ａ）の輝度分布と図２２（Ｂ）の輝度分布とを重ね合わせた状態を示す。透過状態となる開口部２１の位置が変化することで、視点映像の境目がずれることにより、輝度むらの位置が変わるが、この２つが高速に積分されることで、輝度のむらが低減される。
【００３５】
以上のようにして、輝度むらであるモアレを改善し、画質改善を行うことができる。上記説明では透過状態となる開口部グループを高速に切り替えるものとしていたが、この速度は、人間が感じる目の応答速度よりも速く、例えば１／２５秒以上の速さで切り替えれば、フリッカとして感じることは少ない。
【００３６】
［効果］
以上説明したように、本実施の形態に係る表示装置によれば、各出射角度選択部（開口部２１）の光透過率を時間的に不均一となるように、具体的には、各出射角度選択部が複数の分割領域（開口部グループ）を有し、各出射角度選択部において、各分割領域ごとに光透過率を時間的に変化させるようにしたので、モアレの少ない高画質な映像表示を実現できる。特に、色モアレだけでなく、輝度の明暗であるモアレも解消することができる。
【００３７】
［第１の実施の形態の変形例］
上記実施の形態では、視点数をｎ＝７とし、開口部２１の状態をｍ＝２の状態に変化させる場合を例に説明したが、これらのパラメータは、他の値であっても良い。例えば各開口部２１が３つ以上の分割領域（開口部グループ）を有し、開口部２１の状態を３つ以上の状態に変化させるものであっても良い。開口部２１の変化の状態を増やすことで、輝度のむらをより細かくずらして足し合わせることができるため、輝度むらをさらに改善できる。また、各開口部グループ間で観察される映像のずれ量も少ないので画面のフリッカ感も抑えられる。
【００３８】
＜第２の実施の形態＞
次に、本開示の第２の実施の形態に係る表示装置について説明する。なお、上記第１の実施の形態に係る表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００３９】
上記第１の実施の形態では、各出射角度選択部（開口部２１）が複数の分割領域（開口部グループ）を有し、各開口部２１において、各開口部グループごとに光透過率を時間的に変化させるようにしたが、時間的に変化させることとなく、各開口部２１の光透過率を空間的に不均一にするようにしても良い。
【００４０】
図２３は、各開口部２１の光透過率を空間的に変化させた場合の第１の例を示している。図２３に示したように、各開口部２１において、例えば中央の開口部グループＡ２を常時１００％の光透過率、左右の開口部グループＡ１，Ａ３を常時５０％の光透過率とする。これにより、各開口部２１において、隣接する開口部グループの光透過率が空間的に互いに異なっている。各開口部２１を図２３のような光透過率分布ととすることで、上記第１の実施の形態における図１１の第１の状態と図１２の第２の状態との２つの状態を足し合わせたものと同等の観察状態を得ることができる。
【００４１】
図２４は、各開口部２１の光透過率を空間的に変化させた場合の第２の例を示している。図２３の第１の例では、各開口部２１を３つの分割領域（開口部グループ）に分けて各開口部２１内での光透過率分布を段階的に不均一となるようにした。これに対して、図２４の第２の例では、分割領域を設けることなく、各開口部２１内での光透過率分布を所定の方向（水平方向に）に無段階（連続的）に変化させている。これによっても、上記第１の実施の形態における図１１の第１の状態と図１２の第２の状態との２つの状態を足し合わせたものと近似した観察状態を得ることができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施の形態に係る表示装置によれば、各出射角度選択部（開口部２１）の光透過率を空間的に不均一となるようにしたので、モアレの少ない高画質な映像表示を実現できる。特に、色モアレだけでなく、輝度の明暗であるモアレも解消することができる。また、上記第１の実施の形態のように光透過率を時間的に不均一にする場合に比べて、映像表示を明るくすることができる。
【００４３】
＜第３の実施の形態＞
次に、本開示の第３の実施の形態に係る表示装置について説明する。なお、上記第１または第２の実施の形態に係る表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４４】
上記第１の実施の形態では、視差発生部２（液晶バリア２０）を、映像表示部１（液晶パネル１１）と観察者との間に配置するようにしたが、図２５に示したように、液晶パネル１１を、液晶バリア２０と観察者との間に配置するようにしても良い。この場合、液晶バリア２０は、液晶パネル１１とバックライト１２との間に配置する。
【００４５】
この場合は、Ｌ２／Ｌ１＝（ｎ・ｐｐ）／（ｂｐ）の関係となる。この場合でもｎはｍの非整数倍となる。ｎ・ｐｐはｂｐよりも小さい値となる。
【００４６】
＜第４の実施の形態＞
次に、本開示の第４の実施の形態に係る表示装置について説明する。なお、上記第１ないし第３の実施の形態に係る表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４７】
本開示による技術は、図２６に示したように、インテグラルイメージング方式にも適用することが可能である。この場合は、
（ｂｐ）＝（ｎ・ｐｐ）
となる。
【００４８】
＜第５の実施の形態＞
次に、本開示の第５の実施の形態に係る表示装置について説明する。なお、上記第１ないし第４の実施の形態に係る表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４９】
上記第１の実施の形態では、視差発生部２として視差バリア（液晶バリア２０）を用いた例を示したが、図２７（Ａ），（Ｂ）に示したように、視差発生部２としてレンチキュラレンズ３０を用いるようにしても良い。レンチキュラレンズ３０は、円筒状の複数の分割レンズ３１を有する。分割レンズ３１が、映像表示部１の各画素１０からの各視点映像の光を選択して出射する出射角度選択部としての機能を有している。
【００５０】
図２７（Ａ），（Ｂ）では、視点数をｎ＝７とし、分割レンズ３１の状態をｍ＝２の状態に変化させる場合を例にしている。この場合、分割レンズ３１の位置は、図２７（Ａ），（Ｂ）に示したように時間的に２つの位置を持つ。分割レンズ３１の位置は、例えばピエゾ素子などで物理的に高速に動かすことができる。また、液晶材料を用いて液晶の屈折率異方性を利用してレンズを形成する液晶レンズであれば、透明電極の配置と印加電界との関係によって、時間的に分割レンズ３１の位置を変化することもできる。また、液体レンズを用いても良い。
【００５１】
図２７（Ａ），（Ｂ）の例では、図８に対応するＬ１，Ｌ２を用いると、
Ｌ２／Ｌ１＝（ｂｐ）／（ｎ・ｐｐ）となる。ｂｐは、図２７（Ａ），（Ｂ）のそれぞれの状態における分割レンズ３１の間隔に相当する。
【００５２】
本実施の形態によれば、視差発生部２としてレンチキュラレンズ３０を用いるようにしたので、視差バリアを用いた場合よりも映像表示を明るくすることができる利点がある。
【００５３】
＜その他の実施の形態＞
本開示による技術は、上記各実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、上記第１、第２の実施の形態等において、液晶バリア２０の開口部２１を、垂直方向でなく斜め方向に並べた、いわゆる斜めバリア方式で構成しても良い。また、液晶バリア２０の開口部２１を、ステップバリア方式で構成しても良い。また、上記第５の実施の形態において、レンチキュラレンズ３０の各分割レンズ３１を斜め方向に傾斜配置した斜めレンチキュラ方式で構成しても良い。
【００５４】
また、図１の回路において、視差映像信号Ｓ１として左右（ＬＲ）の映像信号を映像表示部駆動回路３に入力し、その視差情報から映像表示部駆動回路３においてｎ個の多視点映像を生成するようにしても良い。
【００５５】
また、上記各実施の形態に係る表示装置はいずれも、表示機能を有する種々の電子機器に適用可能である。図２８は、そのような電子機器の一例としてテレビジョン装置の外観構成を表している。このテレビジョン装置は、フロントパネル２１０およびフィルターガラス２２０を含む映像表示画面部２００を備えている。テレビジョン装置の他にも、種々のデジタルカメラ、カムコーダ、携帯電話、またはノート型パーソナルコンピュータ等に適用可能である。
【００５６】
また例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
（１）
複数の画素を有し、複数の視点映像を前記各画素に割り当てて表示する表示部と、
前記各画素からの前記各視点映像の出射角度を選択する複数の選択部と
を備え、
前記各選択部の光透過率が時間的または空間的に不均一となっている
表示装置。
（２）
前記複数の選択部がそれぞれ複数の分割領域を有し、
前記各選択部において、前記各分割領域ごとに光透過率が時間的に変化するようになっている
上記（１）に記載の表示装置。
（３）
前記複数の選択部がそれぞれ第１ないし第３の分割領域を有し、
前記各選択部を、
前記第１および第２の分割領域を透過状態にすると共に前記第３の分割領域を非透過状態にする第１の状態と、前記第２および第３の分割領域を透過状態にすると共に前記第１の分割領域を非透過状態にする第２の状態との２つの状態に交互に変化させる
上記（１）または（２）に記載の表示装置。
（４）
前記各選択部において、同一視点の前記視点映像の出射角度が時間的に変化するように、前記各選択部の光透過率が時間的に変化する
上記（１）ないし（３）のいずれか１つに記載の表示装置。
（５）
前記複数の選択部がそれぞれ複数の分割領域を有し、
前記各選択部において、隣接する前記分割領域の光透過率が空間的に互いに異なっている
上記（１）のいずれか１つに記載の表示装置。
（６）
前記各選択部において、光透過率が所定の方向に空間的に連続的に変化している
上記（１）のいずれか１つに記載の表示装置。
（７）
複数の開口部を有する視差バリアをさらに備え、
前記複数の選択部は、前記複数の開口部である
上記（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の表示装置。
（８）
複数の分割レンズを有するレンチキュラレンズをさらに備え、
前記複数の選択部は、前記複数の分割レンズである
上記（１）のいずれか１つに記載の表示装置。
（９）
前記複数の選択部は、前記表示部と観察者との間に配置される
上記（１）ないし（８）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１０）
前記表示部は、前記複数の選択部と観察者との間に配置される
上記（１）ないし（８）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１１）
表示装置を備え、
前記表示装置は、
複数の画素を有し、複数の視点映像を前記各画素に割り当てて表示する表示部と、
前記各画素からの前記各視点映像の出射角度を選択する複数の選択部と
を含み、
前記各選択部の光透過率が時間的または空間的に不均一となっている
電子機器。
【符号の説明】
【００５７】
１…映像表示部、２…視差発生部、３…映像表示部駆動回路、４…視差発生部駆動回路、１０…画素、１１…液晶パネル、１２…バックライト、２０…液晶バリア、２１…開口部（出射角度選択部）、２２…遮蔽部、２３…液晶材料、２４…第１の透明電極、２５…第１の透明平行板、２６…第１の偏光板、２７…第２の透明電極、２８…第２の透明平行板、２９…第２の偏光板、３０…レンチキュラレンズ、３１…分割レンズ、２００…映像表示画面部、２１０…フロントパネル、２２０…フィルターガラス、Ｐ１…集光位置、Ｐａ…集光位置、Ｐｂ…集光位置、Ｐ２…観察位置、Ｓ１…視差映像信号、Ｓ２…映像信号、Ｓ３…同期信号、Ｓ４…視差発生信号。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有し、複数の視点映像を前記各画素に割り当てて表示する表示部と、
前記各画素からの前記各視点映像の出射角度を選択する複数の選択部と
を備え、
前記各選択部の光透過率が時間的または空間的に不均一となっている
表示装置。
【請求項２】
前記複数の選択部がそれぞれ複数の分割領域を有し、
前記各選択部において、前記各分割領域ごとに光透過率が時間的に変化するようになっている
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記複数の選択部がそれぞれ第１ないし第３の分割領域を有し、
前記各選択部を、
前記第１および第２の分割領域を透過状態にすると共に前記第３の分割領域を非透過状態にする第１の状態と、前記第２および第３の分割領域を透過状態にすると共に前記第１の分割領域を非透過状態にする第２の状態との２つの状態に交互に変化させる
請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記各選択部において、同一視点の前記視点映像の出射角度が時間的に変化するように、前記各選択部の光透過率が時間的に変化する
請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記複数の選択部がそれぞれ複数の分割領域を有し、
前記各選択部において、隣接する前記分割領域の光透過率が空間的に互いに異なっている
請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記各選択部において、光透過率が所定の方向に空間的に連続的に変化している
請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
複数の開口部を有する視差バリアをさらに備え、
前記複数の選択部は、前記複数の開口部である
請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
複数の分割レンズを有するレンチキュラレンズをさらに備え、
前記複数の選択部は、前記複数の分割レンズである
請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記複数の選択部は、前記表示部と観察者との間に配置される
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記表示部は、前記複数の選択部と観察者との間に配置される
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１１】
表示装置を備え、
前記表示装置は、
複数の画素を有し、複数の視点映像を前記各画素に割り当てて表示する表示部と、
前記各画素からの前記各視点映像の出射角度を選択する複数の選択部と
を含み、
前記各選択部の光透過率が時間的または空間的に不均一となっている
電子機器。
【請求項１】
複数の画素を有し、複数の視点映像を前記各画素に割り当てて表示する表示部と、
前記各画素からの前記各視点映像の出射角度を選択する複数の選択部と
を備え、
前記各選択部の光透過率が時間的または空間的に不均一となっている
表示装置。
【請求項２】
前記複数の選択部がそれぞれ複数の分割領域を有し、
前記各選択部において、前記各分割領域ごとに光透過率が時間的に変化するようになっている
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記複数の選択部がそれぞれ第１ないし第３の分割領域を有し、
前記各選択部を、
前記第１および第２の分割領域を透過状態にすると共に前記第３の分割領域を非透過状態にする第１の状態と、前記第２および第３の分割領域を透過状態にすると共に前記第１の分割領域を非透過状態にする第２の状態との２つの状態に交互に変化させる
請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記各選択部において、同一視点の前記視点映像の出射角度が時間的に変化するように、前記各選択部の光透過率が時間的に変化する
請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記複数の選択部がそれぞれ複数の分割領域を有し、
前記各選択部において、隣接する前記分割領域の光透過率が空間的に互いに異なっている
請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記各選択部において、光透過率が所定の方向に空間的に連続的に変化している
請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
複数の開口部を有する視差バリアをさらに備え、
前記複数の選択部は、前記複数の開口部である
請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
複数の分割レンズを有するレンチキュラレンズをさらに備え、
前記複数の選択部は、前記複数の分割レンズである
請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記複数の選択部は、前記表示部と観察者との間に配置される
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記表示部は、前記複数の選択部と観察者との間に配置される
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１１】
表示装置を備え、
前記表示装置は、
複数の画素を有し、複数の視点映像を前記各画素に割り当てて表示する表示部と、
前記各画素からの前記各視点映像の出射角度を選択する複数の選択部と
を含み、
前記各選択部の光透過率が時間的または空間的に不均一となっている
電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２０１３−５０５３７（Ｐ２０１３−５０５３７Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８７４５６（Ｐ２０１１−１８７４５６）
【出願日】平成２３年８月３０日（２０１１．８．３０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３０日（２０１１．８．３０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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