表示装置および電子機器

【課題】２Ｄ表示および３Ｄ表示の両方の画質を改善する。
【解決手段】複数の画素を有し、２次元映像信号または３次元映像信号に基づく映像表示を行う表示部と、前記３次元映像信号に基づく映像表示を行う場合に、前記３次元映像信号に基づく複数の視点映像を分離する分離部とを備える。前記各画素は複数の画素領域に分割されている。前記表示部は、前記２次元映像信号に基づく映像表示を行う場合には、前記各画素において前記複数の画素領域を階調に応じてそれぞれ別々に駆動する。前記３次元映像信号に基づく映像表示を行う場合には、前記各画素において前記複数の画素領域を、前記２次元映像信号に基づく映像表示を行う場合とは異なる駆動状態となるように駆動を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、２次元（２Ｄ）映像表示と３次元立体（３Ｄ）映像表示の切り替えが可能である表示装、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】
大画面の映像表示装置では広視野角を実現するために、単位画素を複数のサブ画素に分離すると共に、各々のサブ画素でのしきい値を変えるようにしたもの（マルチ画素構造）が提案されている。容量結合によるＨＴ（ハーフトーン・グレースケール）法と呼ばれており、２つのサブ画素間の電位差が容量の比率で定まるようになっている。
【０００３】
特許文献１には、マルチ画素構造によるハーフトーン技術を用いた液晶表示装置が提案されている。このハーフトーン技術では、低階調（黒表示状態）から高階調（白表示状態）まで階調が上がる（輝度が高くなる）過程において、まず、画素のうちの一部分（一方のサブ画素）の輝度を高くしていき、その後、画素のうちの他の部分（他方のサブ画素）の輝度を高くしていく。これにより、視野角の改善を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、裸眼方式の立体表示を実現する方法として、パララックスバリア方式が知られている。パララックスバリア方式では、複数のスリット状の開口部を有するパララックスバリア（視差バリア）を、液晶パネル等の表示パネルの前面側または背面側に設置する。視差バリアによって、表示パネルに表示された映像を分離し、観察者の左右の目に別々の映像を入射させることで立体表示を行う。
【０００６】
このような裸眼方式の立体表示装置において、表示パネルとしてハーフトーン技術によ表示駆動を行った場合、画質が低下するおそれがある。
【０００７】
本開示の目的は、２Ｄ表示および３Ｄ表示の両方の画質を改善することが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】
【０００８】
本開示による表示装置は、複数の画素を有し、２次元映像信号または３次元映像信号に基づく映像表示を行う表示部と、３次元映像信号に基づく映像表示を行う場合に、３次元映像信号に基づく複数の視点映像を分離する分離部とを備えたものである。そして各画素を複数の画素領域に分割されたものとし、表示部において、２次元映像信号に基づく映像表示を行う場合には、各画素において複数の画素領域を階調に応じてそれぞれ別々に駆動し、３次元映像信号に基づく映像表示を行う場合には、各画素において複数の画素領域を、２次元映像信号に基づく映像表示を行う場合とは異なる駆動状態となるように駆動を行うようにしたものである。
【０００９】
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。
【００１０】
本開示による表示装置または電子機器では、２次元映像信号に基づく映像表示を行う場合には、各画素において複数の画素領域を階調に応じてそれぞれ別々に駆動する。３次元映像信号に基づく映像表示を行う場合には、各画素において複数の画素領域を、２次元映像信号に基づく映像表示を行う場合とは異なる駆動状態となるように駆動を行う。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の表示装置または電子機器によれば、２Ｄ表示であるか３Ｄ表示であるかに応じて、複数の画素領域を異なる駆動状態で駆動するようにしたので、２Ｄ表示および３Ｄ表示の両方の画質を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の一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】２Ｄ表示を行う場合の動作を示すブロック図である。
【図３】３Ｄ表示を行う場合の動作を示すブロック図である。
【図４】表示部の画素構造の一例を示す平面図である。
【図５】表示部においてＡ領域の画素のみを白表示にした例を示す平面図である。
【図６】表示部においてＡ領域の画素とＢ領域の画素とを白表示にした例を示す平面図である。
【図７】（Ａ）は１００ＩＲＥ（輝度１００％）の映像を開口部を介して観察する第１の態様を示す平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図８】（Ａ）は１００ＩＲＥ（輝度１００％）の映像を開口部を介して観察する第２の態様を示す平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図９】（Ａ）は４０ＩＲＥ（輝度４０％）の映像を開口部を介して観察する第１の態様を示す平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図１０】（Ａ）は４０ＩＲＥ（輝度４０％）の映像を開口部を介して観察する第２の態様を示す平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図１１】モアレの発生についてのシミュレーション結果を示す説明図である。
【図１２】図１１のシミュレーションの観察条件を示す説明図である。
【図１３】２Ｄ表示を行う場合の画素の駆動状態の一例を示す説明図である。
【図１４】３Ｄ表示を行う場合の画素の駆動状態の一例を示す説明図である。
【図１５】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】
【００１３】
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。
【００１４】
［表示装置の全体構成］
図１は、本開示の一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、表示部１と、視差バリア２と、表示部駆動回路３と、バリア駆動回路４と、制御回路５とを備えている。
【００１５】
この表示装置は、全画面での２次元（２Ｄ）表示モードと、全画面での３次元（３Ｄ）表示モードとを任意に選択的に切り替えることが可能とされている。２次元表示モードと３次元表示モードとの切り替えは、表示部１に表示する映像の切り替え制御と、視差バリア２による視差分離機能（バリア機能）のオン・オフ制御とを行うことで可能となっている。２次元表示モードでの動作状態を図２に示し、３次元表示モードでの動作状態を図３に示す。
【００１６】
制御回路５には映像信号Ｓ１が装置の外部より入力されるようになっている。制御回路５は、映像信号Ｓ１が２次元映像信号Ｓ２（図２）であるか３次元映像信号Ｓ３（図３）であるかに応じて、表示部１の表示動作および視差バリア２の駆動動作を制御するようになっている。３次元映像信号Ｓ３は、視差情報を含む映像信号である。表示部駆動回路３は、制御回路５による制御に従って表示部１を駆動するようになっている。バリア駆動回路４は、制御回路５による制御に従って視差バリア２を駆動するようになっている。
【００１７】
表示部１は、２次元平面上に映像を表示するものであり、例えば液晶パネルとバックライトとの組み合わせで構成されている。視差バリア２は、表示部１と観察者との間に配置され、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。なお、視差バリア２を、液晶パネルとバックライトとの間に配置するようにしても良い。
【００１８】
表示部１は、２次元映像信号Ｓ２または３次元映像信号Ｓ３に基づく映像表示を行うようになっている。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。３次元映像信号Ｓ３に基づく映像表示を行う場合、３次元映像信号Ｓ３に基づく複数の視点映像が各画素１０に割り当てて表示される。
【００１９】
表示部１の１画素は、図４に示したように、２つの独立した画素領域（Ａ領域およびＢ領域）に分割されている。Ａ領域の画素１０ＡとＢ領域の画素１０Ｂは、それぞれ輝度を独立して制御でき、いわゆるハーフトーン制御を行うことで、２次元表示を行う場合に広い視野角表示を実現できるようになっている。例えば中間調表示を行う場合に、図５に示したように、Ａ領域の画素１０Ａのみを高輝度（白表示）とし、Ｂ領域の画素１０Ｂを低輝度（黒表示）にするような制御が可能である。また図６に示したように、Ａ領域の画素１０ＡとＢ領域の画素１０Ｂとを高輝度（白表示）にして、画素全体して白表示にすることも可能である。また、低階調から高階調に亘ってＡ領域の画素１０ＡとＢ領域の画素１０Ｂとを、それぞれ同一の階調にして表示するような、ハーフトーン制御を行わない表示も可能である。
【００２０】
視差バリア２は、例えば液晶材料によって光の透過率を制御可能な液晶バリアで構成されている。視差バリア２は、３次元映像信号Ｓ３に基づく映像表示を行う場合（３次元表示モード）に、３次元映像信号Ｓ３に基づく複数の視点映像を分離する分離部としての機能を有している。また、視差バリア２は、視点映像を分離する機能（バリア機能）をオン状態とオフ状態とに切り替えることが可能となっている。バリア駆動回路４は、制御回路５の制御に基づいて、バリア機能のオン・オフ状態を切り替えるようになっている。バリア機能をオフ状態にした場合、視差バリア２の全面が透過状態となる。
【００２１】
視差バリア２においてバリア機能をオン状態にした場合、例えば図７（Ａ），（Ｂ）に示したように、所定の方向に延在する複数のスリット状の開口部２１が形成されるようになっている。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、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規制する。
【００２２】
［モアレの発生の説明］
本実施の形態では、表示部１は、２次元表示モードでは、各画素１０においてＡ領域の画素１０ＡとＢ領域の画素１０Ｂとを階調に応じてそれぞれ別々に駆動する。すなわち、ハーフトーン制御をオンの状態で動作させる。３次元表示モードでは、各画素１０においてＡ領域の画素１０ＡとＢ領域の画素１０Ｂとを、２次元映像信号Ｓ２に基づく映像表示を行う場合とは異なる駆動状態となるように駆動を行う。具体的には、ハーフトーン制御をオフの状態にして、各画素１０においてＡ領域の画素１０ＡとＢ領域の画素１０Ｂとを、階調に関わらず同時に駆動を行う。
【００２３】
３次元表示モードで表示部１のハーフトーン制御をオフの状態で動作させるのは、以下で説明するように、３次元表示モードでハーフトーン制御をオン状態にした場合に発生するモアレを抑制するためである。
【００２４】
３次元表示モードでは、観察者は視差バリア２の開口部２１を通して、表示部１の画素１０を観察することになる。図７、図８は、１００ＩＲＥ（輝度１００％）の映像を表示部１が表示している場合に、開口部２１を通して映像を観察する様子を示している。図７（Ａ），（Ｂ）は、画面中央を正面から見た場合、図８（Ａ），（Ｂ）は、図７（Ａ），（Ｂ）に対して少し右の画面位置を、少し斜めから見た様子を示している。開口部２１の開口ピッチｔが，表示部１の１画素（１サブピクセル）のピッチよりも大きい場合を示している。１００ＩＲＥ（輝度１００％）の映像を表示している場合、図７（Ａ），（Ｂ）の画面中央を見た場合と、図８（Ａ），（Ｂ）の画面中央から少し右の画面位置を見た場合とで、開口部２１を抜ける光線の輝度は大きく変わらない。
【００２５】
図９、図１０は，４０ＩＲＥ（輝度４０％）の映像を表示部１が表示している場合に、開口部２１を通して映像を観察する様子を示している。図９、図１０では，ハーフトーン制御をオンの状態にしている。図９（Ａ），（Ｂ）は、図７（Ａ），（Ｂ）と同様、画面中央を正面から見た場合、図１０（Ａ），（Ｂ）は図８（Ａ），（Ｂ）と同様、少し右の画面位置を、少し斜めから見た様子を示している。図９（Ａ），（Ｂ）のように画面中央を見た場合と、図１０（Ａ），（Ｂ）のように少し右の画面位置を見た場合とで、開口部２１を抜ける光線の輝度の変化量は、１００ＩＲＥの場合と比べて大きくなる。これは、ハーフトーン制御をオンの状態にしたことより、発光エリアが小さくなってしまうことに原因がある。観察者と開口部２１の位置関係によって、画素１０から開口部２１を通る光量が定まる。画面の左右方向の位置で、光量の変化が大きくなり、モアレとして認識される。
【００２６】
図１１にシミュレーションによる、１００ＩＲＥと４０ＩＲＥでのモアレの様子を示す。図１１の結果はハーフトーン制御をオンの状態にし、図１２のように、観察位置を水平方向に移動した場合の輝度分布である。横軸が画面の水平位置、縦軸が光量である。明るい部位と暗い部位の比率（変調度）は、１００ＩＲＥで１．４３％、４０ＩＲＥで３．７１％となる。ハーフトーンによる中間調の再現によってモアレが悪化していることが分かる。
【００２７】
［表示装置の動作］
この表示装置では、制御回路５に、映像信号Ｓ１として２次元映像信号Ｓ２（図２）または３次元映像信号Ｓ３（図３）が入力される。制御回路５は、２次元映像信号Ｓ２の場合（図２）は、表示部駆動回路３に対して２次元映像信号Ｓ２を送る。加えて、表示部駆動回路３にハーフトーン制御を行うように信号を送る。また、制御回路５は、バリア駆動回路４に視差バリア２のバリア機能をオフにして、バリア全面を開口状態（透過状態）とし、表示部１に表示された２次元映像を観察者にそのまま提供する。
【００２８】
３次元映像信号Ｓ３が入力された場合は（図３）、制御回路５は、表示部駆動回路３に対して３次元映像信号Ｓ３を送る。加えて、表示部駆動回路３にハーフトーン制御を行わないように命令を行う。また、制御回路５は、バリア駆動回路４に視差バリア２のバリア機能をオンにして、視差バリア２の開口部２１と遮蔽部２２とを作り出す。観察者は視差バリア２の開口部２１を通した映像を見ることで立体的な映像を認識する。
【００２９】
［画素１０の駆動の具体例］
図１３、図１４を参照して画素１０の駆動の具体例を説明する。表示部駆動回路３は、制御回路５の制御により、ハーフトーン制御を行う場合と、ハーフトーン制御を行わない場合との２つの状態で映像表示することができる。ハーフトーン制御を行う場合（図１３）は、表示部１の１画素を２つの領域（Ａ領域、Ｂ領域）の画素１０Ａ，１０Ｂに分けて駆動を行う。０ＩＲＥ（輝度０％）から１００ＩＲＥ（輝度１００％）までの階調を変化させる場合において、まず、どちらか一方の領域（図１３ではＡ領域）の輝度を０から最大まであげる。そして次に，Ａ領域の画素１０Ａの階調はＭＡＸのまま、Ｂ領域の画素１０Ｂの輝度を０から最大まであげるように駆動する。このようなハーフトーン制御を行うことで、２次元表示モードでの左右の視野角を高くすることができる。
【００３０】
それに対し、ハーフトーン制御を行わない場合（図１４）では、０ＩＲＥから１００ＩＲＥまでの階調を変化させる場合において、Ａ領域の画素１０Ａの輝度とＢ領域の画素１０Ｂの輝度とを同じように上げる。これにより，低階調時においても画素１０の全面が光る。これによって３次元表示で観察されるモアレを小さくすることができる。なお、Ａ領域に対してＢ領域の面積が大きくなっているので、図１３、図１４では、Ａ領域全体の輝度はＢ領域全体の輝度よりも小さくなっている。
【００３１】
［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、２Ｄ表示であるか３Ｄ表示であるかに応じて、複数の画素領域を異なる駆動状態で駆動するようにしたので、２Ｄ表示および３Ｄ表示の両方の画質を改善することができる。具体的には、２次元表示モードではハーフトーン機能を使うことで、視野角を改善することができる。３次元表示モードでは、ハーフトーン機能をオフにすることで、モアレを改善することができる。
【００３２】
＜その他の実施の形態＞
本開示による技術は、上記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、２次元表示モードと３次元表示モードとの切り替えに用いる分離部として、視差バリア２ではなく、可変式のレンチキュラレンズを用いてもよい。可変式のレンチキュラレンズとしては、液晶レンズや液体レンズを用いることができる。
また、上記実施の形態では、画素１０を２つの画素領域に分割する例を示したが、画素の分割数は３つ以上であっても良い。
【００３３】
また、上記実施の形態に係る表示装置は、表示機能を有する種々の電子機器に適用可能である。図１５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。
【００３４】
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、２次元映像信号または３次元映像信号に基づく映像表示を行う表示部と、
前記３次元映像信号に基づく映像表示を行う場合に、前記３次元映像信号に基づく複数の視点映像を分離する分離部と
を備え、
前記各画素は複数の画素領域に分割されており、
前記表示部は、
前記２次元映像信号に基づく映像表示を行う場合には、前記各画素において前記複数の画素領域を階調に応じてそれぞれ別々に駆動し、
前記３次元映像信号に基づく映像表示を行う場合には、前記各画素において前記複数の画素領域を、前記２次元映像信号に基づく映像表示を行う場合とは異なる駆動状態となるように駆動を行う
表示装置。
（２）
前記表示部は、前記３次元映像信号に基づく映像表示を行う場合には、前記各画素において前記複数の画素領域を階調に関わらず同時に駆動を行う
上記（１）に記載の表示装置。
（３）
前記分離部は、視点映像を分離する機能をオン状態とオフ状態とに制御することが可能な視差バリアである
上記（１）または（２）に記載の表示装置。
（４）
表示装置を備え、
前記表示装置は、
複数の画素を有し、２次元映像信号または３次元映像信号に基づく映像表示を行う表示部と、
前記３次元映像信号に基づく映像表示を行う場合に、前記３次元映像信号に基づく複数の視点映像を分離する分離部と
を含み、
前記各画素は複数の画素領域に分割されており、
前記表示部は、
前記２次元映像信号に基づく映像表示を行う場合には、前記各画素において前記複数の画素領域を階調に応じてそれぞれ別々に駆動し、
前記３次元映像信号に基づく映像表示を行う場合には、前記各画素において前記複数の画素領域を、前記２次元映像信号に基づく映像表示を行う場合とは異なる駆動状態となるように駆動を行う
電子機器。
【符号の説明】
【００３５】
１…表示部、２…視差バリア、３…表示部駆動回路、４…バリア駆動回路、５…制御回路、１０…画素、１０Ａ…Ａ領域の画素、１０Ｂ…Ｂ領域の画素、２１…開口部、２２…遮蔽部、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。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有し、２次元映像信号または３次元映像信号に基づく映像表示を行う表示部と、
前記３次元映像信号に基づく映像表示を行う場合に、前記３次元映像信号に基づく複数の視点映像を分離する分離部と
を備え、
前記各画素は複数の画素領域に分割されており、
前記表示部は、
前記２次元映像信号に基づく映像表示を行う場合には、前記各画素において前記複数の画素領域を階調に応じてそれぞれ別々に駆動し、
前記３次元映像信号に基づく映像表示を行う場合には、前記各画素において前記複数の画素領域を、前記２次元映像信号に基づく映像表示を行う場合とは異なる駆動状態となるように駆動を行う
表示装置。
【請求項２】
前記表示部は、前記３次元映像信号に基づく映像表示を行う場合には、前記各画素において前記複数の画素領域を階調に関わらず同時に駆動を行う
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記分離部は、視点映像を分離する機能をオン状態とオフ状態とに制御することが可能な視差バリアである
請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
表示装置を備え、
前記表示装置は、
複数の画素を有し、２次元映像信号または３次元映像信号に基づく映像表示を行う表示部と、
前記３次元映像信号に基づく映像表示を行う場合に、前記３次元映像信号に基づく複数の視点映像を分離する分離部と
を含み、
前記各画素は複数の画素領域に分割されており、
前記表示部は、
前記２次元映像信号に基づく映像表示を行う場合には、前記各画素において前記複数の画素領域を階調に応じてそれぞれ別々に駆動し、
前記３次元映像信号に基づく映像表示を行う場合には、前記各画素において前記複数の画素領域を、前記２次元映像信号に基づく映像表示を行う場合とは異なる駆動状態となるように駆動を行う
電子機器。

【図１】