表示装置
【課題】視認範囲が狭い画像を表示する場合であっても表示画像の輝度が低くならず、かつ視認範囲の広い画像を表示する際に表示が行われない領域（暗部）が生じることがない表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置は、複数の画素群Ａ，Ｂを有する表示パネル１と、各画素群Ａ，Ｂが表示する各々の画像の視認範囲５，６を互いに一部が交叉するように制限する多視点化部材８とを備えている。表示装置は、複数の視認範囲５，６の交叉部９で画素群Ａ，Ｂの画像を同時に観察すると有意な画像を認識できるが、交叉部９以外の単一の視認範囲５，６で各画素群Ａ，Ｂの画像を観察すると有意な画像を認識することができない第１の表示モードと、交叉部９で画素群Ａ，Ｂの画像を同時に観察した場合と、交叉部９以外の単一の視認範囲５，６で各画素群Ａ，Ｂの画像を観察した場合とのいずれにおいても有意な画像を認識することができる第２の表示モードとを切替可能である。
【解決手段】表示装置は、複数の画素群Ａ，Ｂを有する表示パネル１と、各画素群Ａ，Ｂが表示する各々の画像の視認範囲５，６を互いに一部が交叉するように制限する多視点化部材８とを備えている。表示装置は、複数の視認範囲５，６の交叉部９で画素群Ａ，Ｂの画像を同時に観察すると有意な画像を認識できるが、交叉部９以外の単一の視認範囲５，６で各画素群Ａ，Ｂの画像を観察すると有意な画像を認識することができない第１の表示モードと、交叉部９で画素群Ａ，Ｂの画像を同時に観察した場合と、交叉部９以外の単一の視認範囲５，６で各画素群Ａ，Ｂの画像を観察した場合とのいずれにおいても有意な画像を認識することができる第２の表示モードとを切替可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、特に視認角度範囲を変化させることができる表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の技術の発展に伴い、広い角度範囲で視認可能な表示装置が実用化されている。一方で、液晶表示装置（ＬＣＤ）等の表示装置を搭載した携帯情報端末の普及も進んでいる。このような携帯情報端末においては、画面に表示された情報を他人と共有して見る場合には広い角度で視認可能なことが望まれる。一方で、他人から画面を覗かれることを望まない場合も考えられる。従って、使用状況に応じて、画面に表示された情報の視認角度範囲が広い場合と狭い場合とを切り替えることが可能な表示装置が求められている。
【０００３】
上記の要求を満たす表示装置の一例が、特許文献１に開示されている。ここで、図１９を参照して、特許文献１に開示された表示装置の構造を説明する。図１９は特許文献１に開示された従来の表示装置を示す図である。
【０００４】
特許文献１の表示装置では、液晶ディスプレイ１０１上にレンチキュラーレンズ板１０２が設けられている。特許文献１の構成では、レンチキュラーレンズ板１０２の１つのレンズに対して、平均して２つの画素が配置されている。特に、各レンズの中央部には画素１０３が配置され、端部には画素１０４が配置されている。
【０００５】
このような構成を備えた特許文献１の表示装置では、視認範囲が狭い画像を表示する場合には、画素１０３のみに表示信号を供給する。この場合、表示された画像は視認範囲１０５のみで視認することができる。これに対し、視認範囲が広い画像を表示する場合には、画素１０３および画素１０４に同時に表示信号を供給する。この場合には、視認範囲１０５のみならず視認範囲１０６，１０７でも画像を視認することができる。
【０００６】
以上のように、特許文献１の表示装置は、画素１０３および１０４への信号供給を制御することにより、視認範囲を選択することが可能である。
【特許文献１】特開平６−１０５３０５号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１に開示された表示装置には、以下の課題が存在する。
【０００８】
第１に、視認範囲１０５の大きさが画素１０３の大きさで決まることである。このために、視認範囲を狭く設定しようとすると、画素１０３の大きさを小さくしなければならず、輝度が低い（暗い）表示画像しか得られない。
【０００９】
第２に、視認範囲１０５と視認範囲１０６あるいは１０７との間に、表示が行われない領域が生じることである。これは、画素１０３と画素１０４との間の隙間領域がレンズで拡大されるために生じる。このため、観察者は暗線を見ることとなり、違和感を生じる。これは、視認角度の広い画像を表示するために画素１０３および１０４の両方を表示させたときに生じる。このため、観察者はこの暗線領域を避けて画像を見なければならず、表示装置が実用上広い視野角特性を有しているとは感じられない。
【００１０】
そこで本発明は、視認範囲が狭い画像を表示する場合であっても表示画像の輝度が低くならず、かつ視認範囲の広い画像を表示する際に表示が行われない領域（暗部）が生じることがない表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の表示装置は、各々が独立して画像を表示する複数の画素群を有する表示パネルと、前記各画素群が表示する各々の画像の視認範囲を互いに一部が交叉するように制限することが可能な多視点化手段と、を備え、前記複数の視認範囲が交叉する交叉部において前記複数の画素群がそれぞれ表示する画像を同時に観察した場合には有意な画像を認識可能とし、前記交叉部以外の単一の視認範囲において前記各画素群が表示する画像を観察した場合には有意な画像を認識不能とする第１の表示モードと、交叉部において前記複数の画素群がそれぞれ表示する画像を同時に観察した場合と、前記交叉部以外の単一の視認範囲において前記各画素群が表示する画像を観察した場合とのいずれにおいても有意な画像を認識可能とする第２の表示モードと、を切り替え可能に構成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明による表示装置では、第１の表示モードにおける複数の視認範囲が交叉する交叉部の大きさは画素の大きさに依存しないので、視認範囲が比較的狭い第１の表示モードでの表示画像の輝度を維持することができる。さらに、本発明の表示装置は複数の視認範囲が交叉する交叉部を有するので、視認範囲が比較的広い第２の表示モードにおいて表示が行われない領域（暗部）が生じることなく、広い視認範囲にわたって良好な画像を観察することができる。
【発明の効果】
【００１３】
上記本発明によれば、視認角度が狭い画像を表示する場合であっても表示画像の輝度が低くならず、かつ視認角度の広い画像を表示する際に表示が行われない領域（暗部）が生じることがない表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態に係る表示装置の概略構成を示す図である。
【００１６】
本実施形態の表示装置は、表示パネル１と多視点化部材８とを有している。表示パネル１には複数の画素群が配置されている。図１では、例として画素群Ａと画素群Ｂの２つの画素群が交互に配置された場合を示している。一方、多視点化部材８には、複数の画素群に対応する繰り返し単位Ｃからなる繰り返し構造が設けられている。画素群Ａは、多視点化部材８を介することにより視認範囲５で視認することができる。一方、画素群Ｂは、多視点化部材８を介することにより視認範囲６で視認することができる。本実施形態においては、これらの視認範囲５，６が空間上に交叉部９を有している。
【００１７】
図２および図３を用いて、本実施形態の表示装置の表示動作を説明する。
【００１８】
本実施形態の表示装置は２つの表示モードを有する。図２は、第１の表示モードでの表示動作を示す図である。画素群Ａに対応する視認範囲５では、例えば視認内容１０に示すような表示を視認することができる。一方、画素群Ｂに対応した視認範囲６では、視認内容１１に示すような表示を視認することができる。これら２つの視認内容は有意なものではなく、観察者はその内容を理解することができない。他方、両視認範囲５，６の交叉部９では視認内容１２に示すような表示を視認することができる。これにより、観察者は初めて視認内容を理解することができる。以上のように本実施形態の表示装置は、視認範囲５，６の交叉部９において複数の画素群Ａ，Ｂが表示する画像を同時に観察することにより、初めて有意な画像が認識することが可能になっている。
【００１９】
図３は、第２の表示モードでの表示動作を示す図である。この第２の表示モードでは、各視認範囲５，６において各画素Ａ，Ｂ群の表示画像を観察した場合でも有意な画像を認識できる。
【００２０】
上記の表示モードの切り替えは、各画素群Ａ，Ｂに表示させる表示信号を切替えることによって容易に行うことができる。第１の表示モードでは、画素群Ａに図２の視認内容１０の画像をさせ、画素群Ｂに図２の視認内容１１の画像を表示させることにより、図２の表示状態を作りだしている。すなわち、画素群Ａでは本来表示すべき有意な画像の一部である図２の視認内容１０を表示し、画素群Ｂではその残りの部分である図２の視認内容１１を表示し、それらの交叉部９では本来の有意な画像が表示されるようになっている。
【００２１】
これに対して第２の表示モードでは、画素群Ａに本来表示すべき有意な画像である図３の視認内容１０の画像を表示させ、画素群Ｂにも本来表示すべき有意な画像である図３の視認内容１１の画像を表示させることにより、図３の状態を作りだしている。図３の交叉部９に表示される画像も、本来表示すべき有意な画像となる。
【００２２】
また、多視点化部材８がアクティブ状態と非アクティブ状態とを切り替えることができる構成である場合には、これと上記の表示モード切替動作とを連動させることも可能である。この場合、第１の表示モードであって多視点化部材８がアクティブ状態の場合には図２と同等の状態になる。一方、表示モードを第２の表示モードに切替えて多視点化部材８を非アクティブ状態にすると、図３の状態に替わって図４の状態になる。多視点化部材８が非アクティブ状態になるために、単一の大きな視認範囲１４が生じる。このため、多視点化部材８の存在を意識することなく、表示画像を認識することが可能となる。
【００２３】
多視点化部材８として、視差バリアやレンズアレイを用いることができる。これらが単一方向に繰り返し周期を持つ場合には、繰り返し方向が配置された表示画面方向に複数の視認範囲を得ることができる。例えば、多視点化部材８の繰り返し方向が画面左右方向に配置されている場合には、画面左右方向に複数の視認範囲を得ることができる。また、画面の上下左右方向等の互いに交差する二方向に繰り返し周期を有する視差バリアあるいはレンズアレイを用いる場合には、これら２つの繰り返し方向に複数の視認範囲を得ることができる。
【００２４】
上記のような多視点化部材８の例として、電圧によって可変なレンズアレイを挙げることができる。例えば、液晶を用いた液晶レンズを挙げることができる。これは、液晶を電圧を印加して駆動させてレンズ機能を果たすものである。また、液体を用いた可変レンズを挙げることができる。これは、電極を用意したセルに二層の液体を封入したものである。電極を用いることにより、電界を発生させて液体の界面を変形させることができる。この界面変形は、電圧印加時のみ生じる。以上のようにして、電界により界面変形をオン・オフさせることにより、レンズ機能のオン・オフを行うことができる。
【００２５】
多視点化部材８を単一方向あるいは二方向に繰り返し周期を有する視差バリアとして構成する場合には、多視点化部材８を液晶層と繰り返し構造を有する電圧供給部とで構成することができる。例えば、多視点化部材８を、一対の直交した偏光板の間に周期的な電圧供給部を備えたツイステッドネマチック液晶層を挿入して構成することができる。このツイステッドネマチック液晶層は、ノーマリホワイトモードとして動作する。この場合、周期的に電圧印加されたツイステッドネマチック液晶層は、視差バリアとして機能する。また、ツイステッドネマチック層への電圧供給を止めることにより、視差バリアを非アクティブ状態にすることができる。
【００２６】
また、多視点化部材８としてレンズアレイを用いる場合には、画素群のレイアウトを変更することで視認範囲の交叉部を形成することができる。これを図５を参照して説明する。
【００２７】
図５ではレンチキュラーレンズアレイと２つの画素群とからなる構成の平面透視図を例示している。レンチキュラーレンズアレイ１５は、画面横方向に繰り返し構造を有している。図５には、表示パネルの２つの画素群Ａ，Ｂの形状の４つの例も示されている。
【００２８】
図５中の画素レイアウト１９は、各レンチキュラーレンズの中心線１６を境に画素群Ａの画素と画素群Ｂの画素とに振り分けたものである。この場合には、各画素群Ａ，Ｂの視認範囲の交叉部は得られない。
【００２９】
一方、図５中の画素レイアウト１７や画素レイアウト１８は、画素群Ａの画素と画素群Ｂの画素とが各レンチキュラーレンズの中心線１６を越えて互いに入り込んだ部分を有している。このため、レンチキュラーレンズの左半分が作り出す視認範囲では、主に画素群Ａの画像が表示されるが、画素群Ｂの情報も混在することとなる。また、レンチキュラーレンズの右半分が作り出す視認範囲では、主に画素群Ｂが作りだす画像が表示されるが、画素群Ａの情報も混在することとなる。以上のようにして、画素群Ａの表示画像と画素群Ｂの表示画像とが混在する視認領域を作り出すことができる。
【００３０】
また、画素レイアウト２０では、レンチキュラーレンズの左半分が作り出す視認範囲に、画素群Ａの表示画像と画素群Ｂの表示画像との２つの画像が混在した領域を作り出すことができる。
【００３１】
以上のように画素レイアウトを変更することにより、各画素群の視認範囲の形を変更して、互いに入り組んだ視認範囲を作り出すことができる。この入り組んだ視認範囲は両視認範囲が空間上複雑な形をしているために、実質的に視認範囲が交叉した部分とみなすことができる。以上のように、多視点化部材８としてレンズアレイを用いた場合でも、交叉した視認範囲を作成することができる。
【００３２】
本実施形態の表示装置は、電子機器に搭載することが可能である。図６は、本実施形態の表示装置２２を携帯電話２１に組み込んだ例を示している。図６では、２つの視認範囲５，６が表示装置２１と多視点化部材（不図示）とによって作り出される。第１の表示モード時には、視認範囲５，６の交叉部９でのみ有意な画像を認識することができる。この携帯電話２１に備えられた制御部（不図示）は、所定のキー操作によって第１の表示モードと第２の表示モードとを切り替えるように構成されている。第２の表示モードに切り替えられると、両視認範囲５，６において同一の表示画像を観察することができる。一方、他人から画面を覗かれることを望まない場合には、第１の表示モードで画像を表示して交叉部９でのみ有意な画像を認識することを可能とすることで、画面に表示される情報の秘匿性を高めることができる。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明の表示装置の実施例について説明する。
【００３４】
（第１の実施例）
図７等を参照して、本発明の第１の実施例を説明する。
【００３５】
図７に示すように、本実施例の表示装置は、表示パネル２４と、その上に配置された多視点化手段としての視差バリア２３とを有している。表示パネル２４には、液晶表示装置や発光表示装置などを用いることができる。視差バリア２３には、遮光ストリップと透光ストリップとが交互に並んだものが用いられている。遮光ストリップと透光ストリップは、各々のストリップの方向が表示パネル２４の上下方向と一致するように配置されている。
【００３６】
表示パネル２４内には２種類の画素群Ａ，Ｂが配置されている。画素群Ａおよび画素群Ｂは、表示パネル２４の左右方向に交互に配置されている。図７はこの両者の配置を示している。図７からわかるように、視点２５では、視差バリア２３を介して画素群Ｂの表示画像のみを観察することができる。一方、視点２６では、視差バリアを介して画素群Ａの表示画像のみを観察することができる。以上のように、本実施例の表示装置によれば、視差バリア２３を多視点化手段として、複数の視認範囲を得ることができる。
【００３７】
これに対し、図８に示すように、視点２５と視点２６との中間の視点２７では、画素群Ａの表示画像と画素群Ｂの表示画像を同時に観察することができる。従って、この場合には、複数の視認範囲が交叉部を有することがわかる。その場合の交叉部の中心は視点２７である。
【００３８】
以上のような構成の表示装置において、第１の表示モードでは表示パネル２４上に図９のような画像を表示させる。図９の画面左半分には、画素群Ｂで文字“Ａ”の左半分の画像が表示されている。一方、図９の画面右半分には、画素群Ａで文字“Ａ”の右半分の画像が表示されている。従って、図７の視点２５および視点２６においては、文字“Ａ”の左半分あるいは右半分の画像がそれぞれ認識されることとなる。一方、図８の視点２７では、画素群Ａの表示画像と画素群Ｂの表示画像との両者が同時に観察できるため、文字“Ａ”の全体画像を認識できる。観察者は、図８の視点２７から観察したときにのみ、有意な画像として認識することができる。
【００３９】
画素群Ａおよび画素群Ｂに供給する画像情報を変更して、表示モードを第２の表示モードに切り替えると、図１０に示す表示画像が表示パネル２４に表示される。この第２の表示モードでは、画面の全面において、画素群Ａと画素群Ｂは共に、文字“Ａ”の全部の画像を表示している。この場合には、図７の視点２５および視点２６のいずれもおいても表示装置に文字“Ａ”が表示されていることを認識でき、また、図８の視点２７においても表示装置に文字“Ａ”が表示されていることを認識できる。
【００４０】
（第２の実施例）
図１１及び図１２を参照して、本発明の第２の実施例を説明する。
【００４１】
本実施例の表示装置は多視点化手段が液晶素子３２で構成されている。図１１に示すように、本実施例の表示装置は、表示パネル２４と、その前面に配置された液晶素子３２からなる視差バリアとを有している。
【００４２】
本実施例における液晶素子３２からなる視差バリアは、表示パネル２４に対向する位置に配置された第１の基板３１ａと、さらにこれに対向配置された第２の基板３１ｂとを有している。これらの基板３１ａ，３１ｂはガラスやプラスチックからなる。第１の基板３１ａの表示パネル２４に対向する面に偏光板２８が設けられている。また、第２の基板３１ｂの第１の基板３１ａに対向する面とは反対側の面に偏光板２８が設けられている。さらに、第１の基板３１ａの第２の基板３１ｂに対向する面には第１の透明電極２９ａが設けられており、第２の基板３１ｂの第１の基板３１ａに対向する面には第２の透明電極２９ｂが設けられている。第１の透明電極２９ａはストリップ形状に形成されており、表示パネル２４の各画素群Ａ，Ｂと対応するように配置されている。第２の透明電極２９ｂは第２の基板３１ｂのほぼ全面にわたって形成されている。さらに、第１の基板３１ａと第２の基板３１ｂとの間には液晶層３０が設けられている。液晶層３０としては、ノーマリホワイト液晶モードを選択することができる。
【００４３】
このストリップ形状の透明電極２９ａに電圧を印加することにより（アクティブ状態）、遮光ストリップと透光ストリップとを生成することができる。この場合、図９に示した画像を表示するための信号が各画素群Ａ，Ｂに供給され、表示装置は上述した第１の表示モードとして動作する。
【００４４】
一方、透明電極２９ａに電圧が供給されない場合（非アクティブ状態）には、液晶素子３２は透明状態となるため、視差バリアの機能がなくなる。この場合には、図１０に示した画像を表示するための信号が各画素群Ａ，Ｂに供給され、表示装置は上述した第２の表示モードとして動作する。この場合、遮光ストリップが生成されないため、液晶素子の透過率が向上し、表示画像の輝度が上昇する。
【００４５】
このように、本実施例の表示装置では、表示パネル２４に入力する表示信号の切り替えと液晶素子３２の切り替えとを連動させることが望ましい。この切り替えを行うための構成と動作について、図１２を参照して説明する。
【００４６】
図１２に示すように、表示装置は表示パネル２４と多視点化手段である液晶素子３２とが積層されて構成されている。キーパッド３３の操作で表示モードの切替操作が指示されると、この切替要求信号は装置制御部３４に送出される。装置制御部３４は、液晶素子制御部３５と表示信号処理部３６とへ切替信号を送信する。液晶素子制御部３５は、液晶層への電圧印加状態を変更する。同時に、表示信号処理部３６は画素群Ａおよび画素群Ｂへ送出する表示信号を切り替える。以上のようにして、表示パネル２４に入力する表示信号の切り替えと液晶素子３２の切り替えとを連動させることができる。
【００４７】
図１２では表示パネル２４の前面に液晶素子３２を配置したが、この配置順を変更して、液晶素子３２の前面に表示パネル２４を配置することもできる。この場合には、表示パネル２４が観察者に直接相対することとなる。このため、余分な散乱によるコントラスト低下や、いわゆる奥行き感を感じることがない。
【００４８】
（第３の実施例）
図１３〜１５を参照して、本発明の第３の実施例を説明する。
【００４９】
本実施例の表示装置では、多視点化手段が電圧制御可能なレンズアレイ素子で構成されている。図１３に示すように、本実施例におけるレンズアレイ素子は、第１の基板３１ａと、これに対向配置された第２の基板３１ｂとを有している。第１の基板３１ａの第２の基板３１ｂに対向する面には第１の透明電極２９ａが設けられており、第２の基板３１ｂの第１の基板３１ａに対向する面には第２の透明電極２９ｂが設けられている。第１の透明電極２９ａは第１の基板３１ａのほぼ全面にわたって形成されている。第２の透明電極２９ｂはストリップ形状に形成されている。さらに、第１の基板３１ａと第２の基板３１ｂとの間には、第１の液体３７と第２の液体３８との二層の液体が封止されている。これらの液体３７および３８は、相溶性の無い液体同士の組み合わせであり、比重、誘電率および屈折率が互いに異なる。このため、レンズアレイ素子内では、第１の液体３７と第２の液体３８とは二層に分離している。
【００５０】
このレンズアレイ素子の透明電極２９ａ，２９ｂ間に電圧を印加することにより、図１４に示すように二層液体界面を変調することができる。これは、２種類の液体３７，３８の誘電率が異なるために生じる。このとき、変調された液体界面がレンズとして機能する。電圧印加を停止すれば、図１３の状態へ戻すことができる。以上のようにして、本実施例におけるレンズアレイ素子は電圧制御が可能になっている。
【００５１】
続いて、図１５を参照して、上述したレンズアレイ素子を備えた本実施例の表示装置を説明する。本実施例の表示装置は、表示パネルと、多視点化手段としての電圧制御可能なレンズアレイ素子とが積層されて構成されている。図１５は、それらを積層した状態の平面透視図を示している。図１５の表示パネルでは、画素群Ａの画素と画素群Ｂの画素とが各レンズの中心線を越えて互いに入り込んだ部分を有しており、視認範囲の交叉部が形成できるようになっている。また、図１３の第２の透明電極２９ｂは、各画素列に整合するように配置されている。レンズアレイ素子に電圧を印加してレンズ機能が生じると、Ａ画素群３９およびＢ画素群４０に対応した視認範囲が形成される。
【００５２】
第１の表示モードでは、透明電極２９ａ，２９ｂへ電圧を供給してレンズアレイ素子をアクティブ状態とし、表示パネルには図９に示すような画像を形成する。したがって、画素群Ａのみの視認範囲あるいはあるいは画素群Ｂのみの視認範囲からそれぞれの画素群の表示画像を見た場合には有意な画像を観察できず、両者の視認範囲の交叉部で観察した場合にのみ有意な画像を観察することができる。
【００５３】
第２の表示モードでは、透明電極２９ａ，２９ｂへの電圧供給を停止してレンズアレイ素子を非アクティブ状態とし、表示パネルには図１０に示すような画像を形成する。これにより、画素群Ａの視認範囲あるいは画素群Ｂの視認範囲、および両者の視認範囲の交叉部で、有意な画像を観察することができる。
【００５４】
以上のような切り替え操作は、図１２に示した装置と同様の装置で行うことができる。
図１２に示した装置の液晶素子制御部３５をレンズアレイ制御部として機能させることで、本実施例の表示装置の切り替え操作を行うことが可能である。
【００５５】
（第４の実施例）
図１６を参照して、本発明の第４の実施例を説明する。
【００５６】
本実施例の表示装置とその制御装置は、図１２に示したものと同じ構成である。図１６は、図１２中の表示制御部３６の詳細な構成と表示パネル２４のみを図示している。また、図１６では表示装置がテキストデータを表示する場合を示している。
【００５７】
まず、第１の表示モードにおける表示制御部３６の動作を説明する。図１６に示すように、テキスト信号４１が表示制御部３６に入力する。表示制御部３６内には、Ａ画素群用変換機４２とＢ画素群用変換機４３とが備えられている。両者は、各テキストをどのように変換するかのテーブルを有している。この変換テーブルに従って、入力された各テキストキャラクタが変換され、各画素群Ａ，Ｂへ送られる。図１６に示すように、各テキストキャラクタは、両テーブルのものを組み合わせることによってはじめて通常のテキストキャラクタとして認識することができる。一方のテーブルに係る内容のみでは、有意な文字として認識することができない。第１の表示モードでは、視差バリアとしての液晶素子３２をオンにし、視差バリアを機能させる。したがって、第１の表示モードでは、画素群Ａのみの視認範囲あるいはあるいは画素群Ｂのみの視認範囲から表示文字を見た場合には有意な文字を認識できず、両者の視認範囲の交叉部で観察した場合にのみ有意な文字を認識することができる。
【００５８】
これに対し、第２の表示モードに設定された場合には、Ａ画素群用変換機４２およびＢ画素群用変換機４３の動作が停止される。この結果、テキストキャラクタの変換が停止し、画素群Ａおよび画素群Ｂとも単独で有意なテキストデータを表示することが可能となる。第２の表示モードでは、視差バリアとしての液晶素子３２をオフにし、視差バリアとしての機能を停止させる。これにより、画素群Ａの視認範囲あるいは画素群Ｂの視認範囲、および両者の視認範囲の交叉部で、有意な文字を認識することができる。
【００５９】
（第５の実施例）
図１７を参照して、本発明の第５の実施例を説明する。
【００６０】
本実施例の表示装置とその制御装置は、図１２に示したものと同じ構成である。図１７は、図１２中の表示制御部３６の詳細な構成と表示パネル２４のみを図示している。また、図１７では表示装置が画像を表示する場合を示している。
【００６１】
図１７は、第１の表示モード時の表示制御部３６の動作を示している。本実施例においては、表示パネル２４で表示する画像の画像信号４４が表示制御部３６に送信される。送信された画像信号４４は、以下のように加工される。はじめに、同一画素数を有する二値画像がランダムマスク発生器４５で形成される。図１７では、透明部に複数の黒ボックスが存在するマスク画像が生成されている。この複数の黒ボックスのサイズ、数、大きさは、任意の確率分布で発生させることができる。このサイズ、数、大きさは、画像サイズや使用する画像信号に応じて、調節することが可能である。さらに、画像反転器４６においてネガ・ポジを反転した反転マスク画像が生成される。透明部に複数の黒ボックス（ポジ）のマスク画像は画像信号４４に乗算されて表示パネル２４の画素群Ａへ送られ、黒地に複数の透明ボックス（ネガ）の反転マスク画像は画像信号４４に乗算されて表示パネル２４の画素群Ｂへ送られる。
【００６２】
以上のようにして、画素群Ａではマスク画像が乗算された画像が表示され、画素群Ｂでは反転マスク画像が乗算された画像が表示される。したがって、個別の画素群の画像のみでは有意な画像を認識することはできず、画素群Ａの視認領域と画素群Ｂの視認領域との交叉部においてのみ有意な画像を認識することができる。ランダムマスク発生器４５は、数秒毎にそのマスク画像を変更することもできる。この結果、覗き防止として、画素群Ａおよび画素群Ｂの画像を数秒ごとに変化させて、個別の画素群の画像内容が認識されることを妨げることができる。
【００６３】
第２の表示モードに設定された場合には、ランダムマスク発生器４５および画像反転器４６の動作が停止する。このため、マスク画像が乗算されない画像が、画素群Ａおよび画素群Ｂに表示される。そのため、画素群Ａ，Ｂのそれぞれの単独の視認領域でも有意な画像を観察することができる。
【００６４】
（第６の実施例）
図１８を参照して、本発明の第６の実施例を説明する。
【００６５】
本実施例の表示装置とその制御装置は、図１２に示したものと同じ構成である。図１８は、図１２中の表示制御部３６の詳細な構成と表示パネル２４のみを図示している。また、図１８では表示装置が画像を表示する場合を示している。
【００６６】
図１８では、第１の表示モードの表示制御部の動作を示している。本実施例において、画素群Ａに送られる画像信号４４に透明部に複数の黒ボックスのマスク画像を乗算し、画素群Ｂに送られる画像信号４４に黒地に複数の透明ボックスの反転マスク画像を乗算する点は、第５の実施例と同じである。
【００６７】
本実施例では、マスク画像及び反転マスク画像の生成を以下のように行う。画像信号４４の画像の特徴点が、特徴点抽出器４９で抽出される。これは公知の手法を用いて行うことが可能である。例えば、画像信号４４の画像を二値化処理した後にその連結点を抽出し、各特徴点群を求めることが可能である。これらの特徴点群から、画像の代表的大きさとその位置を知ることができる。図１８では、抽出された特徴点の内で、最大のものを抽出した例を示している。このように特徴点が抽出された画像信号は、マスク発生器４８へ送られる。マスク発生器４８では、最大特徴点の画像を４分割し、その半数をマスク画像として使用する。このマスク画像は画像信号４４に乗算されて表示パネル２４の画素群Ａへ送られる。一方、このマスク画像は画像反転器４６に送られてその反転画像である反転マスクが生成され、反転マスク画像が画像信号４４に乗算されて表示パネル２４の画素群Ｂへ送られる。したがって、画素群Ａではマスク画像が乗算された画像が表示され、画素群Ｂでは反転マスク画像が乗算された画像が表示される。したがって、個別の画素群の画像のみでは有意な画像を認識することはできず、画素群Ａの視認領域と画素群Ｂの視認領域との交叉部においてのみ有意な画像を認識することができる。
【００６８】
以上のようにして、画像信号の内容に応じたマスク画像及び反転マスク画像を生成することが可能である。第５の実施例と同様に、マスク画像を数秒毎に変更することも可能である。この場合には、特徴点抽出器４９やマスク発生器４８のパラメータを一定時間毎に変更する。
【００６９】
第２の表示モードに設定された場合には、第６の実施例と同様にマスク発生器４８および画像反転器４６の動作を停止し、画像信号４４のみが画素群Ａおよび画素群Ｂに送られる。そのため、画素群Ａ，Ｂのそれぞれの単独の視認領域でも有意な画像を観察することができる。
【００７０】
以上のような処理は、表示制御部３６に専用のハードウエアを設けて行うこともできる。また、専用のハードウエアを設けることなく、表示制御部３６の処理部に適当なソフトウエアを組み込むことによって行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１の表示モードでの表示動作を示す図である。
【図３】第２の表示モードでの表示動作を示す図である。
【図４】表示モードを第２の表示モードに切替えて多視点化部材を非アクティブ状態にしたときの視認範囲を示す図である。
【図５】レンチキュラーレンズアレイと２つの画素群とからなる構成の平面透視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る表示装置を携帯電話に組み込んだ例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図８】本発明の第１の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図９】本発明の第１の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図１０】本発明の第１の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図１１】本発明の第２の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図１２】本発明の第２の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図１３】本発明の第３の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図１４】本発明の第３の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図１５】本発明の第３の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図１６】本発明の第４の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図１７】本発明の第５の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図１８】本発明の第６の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図１９】従来の表示装置を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 表示パネル
５，６ 視認範囲
８ 多視点化部材
９ 交叉部
Ａ，Ｂ 画素群
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、特に視認角度範囲を変化させることができる表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の技術の発展に伴い、広い角度範囲で視認可能な表示装置が実用化されている。一方で、液晶表示装置（ＬＣＤ）等の表示装置を搭載した携帯情報端末の普及も進んでいる。このような携帯情報端末においては、画面に表示された情報を他人と共有して見る場合には広い角度で視認可能なことが望まれる。一方で、他人から画面を覗かれることを望まない場合も考えられる。従って、使用状況に応じて、画面に表示された情報の視認角度範囲が広い場合と狭い場合とを切り替えることが可能な表示装置が求められている。
【０００３】
上記の要求を満たす表示装置の一例が、特許文献１に開示されている。ここで、図１９を参照して、特許文献１に開示された表示装置の構造を説明する。図１９は特許文献１に開示された従来の表示装置を示す図である。
【０００４】
特許文献１の表示装置では、液晶ディスプレイ１０１上にレンチキュラーレンズ板１０２が設けられている。特許文献１の構成では、レンチキュラーレンズ板１０２の１つのレンズに対して、平均して２つの画素が配置されている。特に、各レンズの中央部には画素１０３が配置され、端部には画素１０４が配置されている。
【０００５】
このような構成を備えた特許文献１の表示装置では、視認範囲が狭い画像を表示する場合には、画素１０３のみに表示信号を供給する。この場合、表示された画像は視認範囲１０５のみで視認することができる。これに対し、視認範囲が広い画像を表示する場合には、画素１０３および画素１０４に同時に表示信号を供給する。この場合には、視認範囲１０５のみならず視認範囲１０６，１０７でも画像を視認することができる。
【０００６】
以上のように、特許文献１の表示装置は、画素１０３および１０４への信号供給を制御することにより、視認範囲を選択することが可能である。
【特許文献１】特開平６−１０５３０５号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１に開示された表示装置には、以下の課題が存在する。
【０００８】
第１に、視認範囲１０５の大きさが画素１０３の大きさで決まることである。このために、視認範囲を狭く設定しようとすると、画素１０３の大きさを小さくしなければならず、輝度が低い（暗い）表示画像しか得られない。
【０００９】
第２に、視認範囲１０５と視認範囲１０６あるいは１０７との間に、表示が行われない領域が生じることである。これは、画素１０３と画素１０４との間の隙間領域がレンズで拡大されるために生じる。このため、観察者は暗線を見ることとなり、違和感を生じる。これは、視認角度の広い画像を表示するために画素１０３および１０４の両方を表示させたときに生じる。このため、観察者はこの暗線領域を避けて画像を見なければならず、表示装置が実用上広い視野角特性を有しているとは感じられない。
【００１０】
そこで本発明は、視認範囲が狭い画像を表示する場合であっても表示画像の輝度が低くならず、かつ視認範囲の広い画像を表示する際に表示が行われない領域（暗部）が生じることがない表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の表示装置は、各々が独立して画像を表示する複数の画素群を有する表示パネルと、前記各画素群が表示する各々の画像の視認範囲を互いに一部が交叉するように制限することが可能な多視点化手段と、を備え、前記複数の視認範囲が交叉する交叉部において前記複数の画素群がそれぞれ表示する画像を同時に観察した場合には有意な画像を認識可能とし、前記交叉部以外の単一の視認範囲において前記各画素群が表示する画像を観察した場合には有意な画像を認識不能とする第１の表示モードと、交叉部において前記複数の画素群がそれぞれ表示する画像を同時に観察した場合と、前記交叉部以外の単一の視認範囲において前記各画素群が表示する画像を観察した場合とのいずれにおいても有意な画像を認識可能とする第２の表示モードと、を切り替え可能に構成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明による表示装置では、第１の表示モードにおける複数の視認範囲が交叉する交叉部の大きさは画素の大きさに依存しないので、視認範囲が比較的狭い第１の表示モードでの表示画像の輝度を維持することができる。さらに、本発明の表示装置は複数の視認範囲が交叉する交叉部を有するので、視認範囲が比較的広い第２の表示モードにおいて表示が行われない領域（暗部）が生じることなく、広い視認範囲にわたって良好な画像を観察することができる。
【発明の効果】
【００１３】
上記本発明によれば、視認角度が狭い画像を表示する場合であっても表示画像の輝度が低くならず、かつ視認角度の広い画像を表示する際に表示が行われない領域（暗部）が生じることがない表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態に係る表示装置の概略構成を示す図である。
【００１６】
本実施形態の表示装置は、表示パネル１と多視点化部材８とを有している。表示パネル１には複数の画素群が配置されている。図１では、例として画素群Ａと画素群Ｂの２つの画素群が交互に配置された場合を示している。一方、多視点化部材８には、複数の画素群に対応する繰り返し単位Ｃからなる繰り返し構造が設けられている。画素群Ａは、多視点化部材８を介することにより視認範囲５で視認することができる。一方、画素群Ｂは、多視点化部材８を介することにより視認範囲６で視認することができる。本実施形態においては、これらの視認範囲５，６が空間上に交叉部９を有している。
【００１７】
図２および図３を用いて、本実施形態の表示装置の表示動作を説明する。
【００１８】
本実施形態の表示装置は２つの表示モードを有する。図２は、第１の表示モードでの表示動作を示す図である。画素群Ａに対応する視認範囲５では、例えば視認内容１０に示すような表示を視認することができる。一方、画素群Ｂに対応した視認範囲６では、視認内容１１に示すような表示を視認することができる。これら２つの視認内容は有意なものではなく、観察者はその内容を理解することができない。他方、両視認範囲５，６の交叉部９では視認内容１２に示すような表示を視認することができる。これにより、観察者は初めて視認内容を理解することができる。以上のように本実施形態の表示装置は、視認範囲５，６の交叉部９において複数の画素群Ａ，Ｂが表示する画像を同時に観察することにより、初めて有意な画像が認識することが可能になっている。
【００１９】
図３は、第２の表示モードでの表示動作を示す図である。この第２の表示モードでは、各視認範囲５，６において各画素Ａ，Ｂ群の表示画像を観察した場合でも有意な画像を認識できる。
【００２０】
上記の表示モードの切り替えは、各画素群Ａ，Ｂに表示させる表示信号を切替えることによって容易に行うことができる。第１の表示モードでは、画素群Ａに図２の視認内容１０の画像をさせ、画素群Ｂに図２の視認内容１１の画像を表示させることにより、図２の表示状態を作りだしている。すなわち、画素群Ａでは本来表示すべき有意な画像の一部である図２の視認内容１０を表示し、画素群Ｂではその残りの部分である図２の視認内容１１を表示し、それらの交叉部９では本来の有意な画像が表示されるようになっている。
【００２１】
これに対して第２の表示モードでは、画素群Ａに本来表示すべき有意な画像である図３の視認内容１０の画像を表示させ、画素群Ｂにも本来表示すべき有意な画像である図３の視認内容１１の画像を表示させることにより、図３の状態を作りだしている。図３の交叉部９に表示される画像も、本来表示すべき有意な画像となる。
【００２２】
また、多視点化部材８がアクティブ状態と非アクティブ状態とを切り替えることができる構成である場合には、これと上記の表示モード切替動作とを連動させることも可能である。この場合、第１の表示モードであって多視点化部材８がアクティブ状態の場合には図２と同等の状態になる。一方、表示モードを第２の表示モードに切替えて多視点化部材８を非アクティブ状態にすると、図３の状態に替わって図４の状態になる。多視点化部材８が非アクティブ状態になるために、単一の大きな視認範囲１４が生じる。このため、多視点化部材８の存在を意識することなく、表示画像を認識することが可能となる。
【００２３】
多視点化部材８として、視差バリアやレンズアレイを用いることができる。これらが単一方向に繰り返し周期を持つ場合には、繰り返し方向が配置された表示画面方向に複数の視認範囲を得ることができる。例えば、多視点化部材８の繰り返し方向が画面左右方向に配置されている場合には、画面左右方向に複数の視認範囲を得ることができる。また、画面の上下左右方向等の互いに交差する二方向に繰り返し周期を有する視差バリアあるいはレンズアレイを用いる場合には、これら２つの繰り返し方向に複数の視認範囲を得ることができる。
【００２４】
上記のような多視点化部材８の例として、電圧によって可変なレンズアレイを挙げることができる。例えば、液晶を用いた液晶レンズを挙げることができる。これは、液晶を電圧を印加して駆動させてレンズ機能を果たすものである。また、液体を用いた可変レンズを挙げることができる。これは、電極を用意したセルに二層の液体を封入したものである。電極を用いることにより、電界を発生させて液体の界面を変形させることができる。この界面変形は、電圧印加時のみ生じる。以上のようにして、電界により界面変形をオン・オフさせることにより、レンズ機能のオン・オフを行うことができる。
【００２５】
多視点化部材８を単一方向あるいは二方向に繰り返し周期を有する視差バリアとして構成する場合には、多視点化部材８を液晶層と繰り返し構造を有する電圧供給部とで構成することができる。例えば、多視点化部材８を、一対の直交した偏光板の間に周期的な電圧供給部を備えたツイステッドネマチック液晶層を挿入して構成することができる。このツイステッドネマチック液晶層は、ノーマリホワイトモードとして動作する。この場合、周期的に電圧印加されたツイステッドネマチック液晶層は、視差バリアとして機能する。また、ツイステッドネマチック層への電圧供給を止めることにより、視差バリアを非アクティブ状態にすることができる。
【００２６】
また、多視点化部材８としてレンズアレイを用いる場合には、画素群のレイアウトを変更することで視認範囲の交叉部を形成することができる。これを図５を参照して説明する。
【００２７】
図５ではレンチキュラーレンズアレイと２つの画素群とからなる構成の平面透視図を例示している。レンチキュラーレンズアレイ１５は、画面横方向に繰り返し構造を有している。図５には、表示パネルの２つの画素群Ａ，Ｂの形状の４つの例も示されている。
【００２８】
図５中の画素レイアウト１９は、各レンチキュラーレンズの中心線１６を境に画素群Ａの画素と画素群Ｂの画素とに振り分けたものである。この場合には、各画素群Ａ，Ｂの視認範囲の交叉部は得られない。
【００２９】
一方、図５中の画素レイアウト１７や画素レイアウト１８は、画素群Ａの画素と画素群Ｂの画素とが各レンチキュラーレンズの中心線１６を越えて互いに入り込んだ部分を有している。このため、レンチキュラーレンズの左半分が作り出す視認範囲では、主に画素群Ａの画像が表示されるが、画素群Ｂの情報も混在することとなる。また、レンチキュラーレンズの右半分が作り出す視認範囲では、主に画素群Ｂが作りだす画像が表示されるが、画素群Ａの情報も混在することとなる。以上のようにして、画素群Ａの表示画像と画素群Ｂの表示画像とが混在する視認領域を作り出すことができる。
【００３０】
また、画素レイアウト２０では、レンチキュラーレンズの左半分が作り出す視認範囲に、画素群Ａの表示画像と画素群Ｂの表示画像との２つの画像が混在した領域を作り出すことができる。
【００３１】
以上のように画素レイアウトを変更することにより、各画素群の視認範囲の形を変更して、互いに入り組んだ視認範囲を作り出すことができる。この入り組んだ視認範囲は両視認範囲が空間上複雑な形をしているために、実質的に視認範囲が交叉した部分とみなすことができる。以上のように、多視点化部材８としてレンズアレイを用いた場合でも、交叉した視認範囲を作成することができる。
【００３２】
本実施形態の表示装置は、電子機器に搭載することが可能である。図６は、本実施形態の表示装置２２を携帯電話２１に組み込んだ例を示している。図６では、２つの視認範囲５，６が表示装置２１と多視点化部材（不図示）とによって作り出される。第１の表示モード時には、視認範囲５，６の交叉部９でのみ有意な画像を認識することができる。この携帯電話２１に備えられた制御部（不図示）は、所定のキー操作によって第１の表示モードと第２の表示モードとを切り替えるように構成されている。第２の表示モードに切り替えられると、両視認範囲５，６において同一の表示画像を観察することができる。一方、他人から画面を覗かれることを望まない場合には、第１の表示モードで画像を表示して交叉部９でのみ有意な画像を認識することを可能とすることで、画面に表示される情報の秘匿性を高めることができる。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明の表示装置の実施例について説明する。
【００３４】
（第１の実施例）
図７等を参照して、本発明の第１の実施例を説明する。
【００３５】
図７に示すように、本実施例の表示装置は、表示パネル２４と、その上に配置された多視点化手段としての視差バリア２３とを有している。表示パネル２４には、液晶表示装置や発光表示装置などを用いることができる。視差バリア２３には、遮光ストリップと透光ストリップとが交互に並んだものが用いられている。遮光ストリップと透光ストリップは、各々のストリップの方向が表示パネル２４の上下方向と一致するように配置されている。
【００３６】
表示パネル２４内には２種類の画素群Ａ，Ｂが配置されている。画素群Ａおよび画素群Ｂは、表示パネル２４の左右方向に交互に配置されている。図７はこの両者の配置を示している。図７からわかるように、視点２５では、視差バリア２３を介して画素群Ｂの表示画像のみを観察することができる。一方、視点２６では、視差バリアを介して画素群Ａの表示画像のみを観察することができる。以上のように、本実施例の表示装置によれば、視差バリア２３を多視点化手段として、複数の視認範囲を得ることができる。
【００３７】
これに対し、図８に示すように、視点２５と視点２６との中間の視点２７では、画素群Ａの表示画像と画素群Ｂの表示画像を同時に観察することができる。従って、この場合には、複数の視認範囲が交叉部を有することがわかる。その場合の交叉部の中心は視点２７である。
【００３８】
以上のような構成の表示装置において、第１の表示モードでは表示パネル２４上に図９のような画像を表示させる。図９の画面左半分には、画素群Ｂで文字“Ａ”の左半分の画像が表示されている。一方、図９の画面右半分には、画素群Ａで文字“Ａ”の右半分の画像が表示されている。従って、図７の視点２５および視点２６においては、文字“Ａ”の左半分あるいは右半分の画像がそれぞれ認識されることとなる。一方、図８の視点２７では、画素群Ａの表示画像と画素群Ｂの表示画像との両者が同時に観察できるため、文字“Ａ”の全体画像を認識できる。観察者は、図８の視点２７から観察したときにのみ、有意な画像として認識することができる。
【００３９】
画素群Ａおよび画素群Ｂに供給する画像情報を変更して、表示モードを第２の表示モードに切り替えると、図１０に示す表示画像が表示パネル２４に表示される。この第２の表示モードでは、画面の全面において、画素群Ａと画素群Ｂは共に、文字“Ａ”の全部の画像を表示している。この場合には、図７の視点２５および視点２６のいずれもおいても表示装置に文字“Ａ”が表示されていることを認識でき、また、図８の視点２７においても表示装置に文字“Ａ”が表示されていることを認識できる。
【００４０】
（第２の実施例）
図１１及び図１２を参照して、本発明の第２の実施例を説明する。
【００４１】
本実施例の表示装置は多視点化手段が液晶素子３２で構成されている。図１１に示すように、本実施例の表示装置は、表示パネル２４と、その前面に配置された液晶素子３２からなる視差バリアとを有している。
【００４２】
本実施例における液晶素子３２からなる視差バリアは、表示パネル２４に対向する位置に配置された第１の基板３１ａと、さらにこれに対向配置された第２の基板３１ｂとを有している。これらの基板３１ａ，３１ｂはガラスやプラスチックからなる。第１の基板３１ａの表示パネル２４に対向する面に偏光板２８が設けられている。また、第２の基板３１ｂの第１の基板３１ａに対向する面とは反対側の面に偏光板２８が設けられている。さらに、第１の基板３１ａの第２の基板３１ｂに対向する面には第１の透明電極２９ａが設けられており、第２の基板３１ｂの第１の基板３１ａに対向する面には第２の透明電極２９ｂが設けられている。第１の透明電極２９ａはストリップ形状に形成されており、表示パネル２４の各画素群Ａ，Ｂと対応するように配置されている。第２の透明電極２９ｂは第２の基板３１ｂのほぼ全面にわたって形成されている。さらに、第１の基板３１ａと第２の基板３１ｂとの間には液晶層３０が設けられている。液晶層３０としては、ノーマリホワイト液晶モードを選択することができる。
【００４３】
このストリップ形状の透明電極２９ａに電圧を印加することにより（アクティブ状態）、遮光ストリップと透光ストリップとを生成することができる。この場合、図９に示した画像を表示するための信号が各画素群Ａ，Ｂに供給され、表示装置は上述した第１の表示モードとして動作する。
【００４４】
一方、透明電極２９ａに電圧が供給されない場合（非アクティブ状態）には、液晶素子３２は透明状態となるため、視差バリアの機能がなくなる。この場合には、図１０に示した画像を表示するための信号が各画素群Ａ，Ｂに供給され、表示装置は上述した第２の表示モードとして動作する。この場合、遮光ストリップが生成されないため、液晶素子の透過率が向上し、表示画像の輝度が上昇する。
【００４５】
このように、本実施例の表示装置では、表示パネル２４に入力する表示信号の切り替えと液晶素子３２の切り替えとを連動させることが望ましい。この切り替えを行うための構成と動作について、図１２を参照して説明する。
【００４６】
図１２に示すように、表示装置は表示パネル２４と多視点化手段である液晶素子３２とが積層されて構成されている。キーパッド３３の操作で表示モードの切替操作が指示されると、この切替要求信号は装置制御部３４に送出される。装置制御部３４は、液晶素子制御部３５と表示信号処理部３６とへ切替信号を送信する。液晶素子制御部３５は、液晶層への電圧印加状態を変更する。同時に、表示信号処理部３６は画素群Ａおよび画素群Ｂへ送出する表示信号を切り替える。以上のようにして、表示パネル２４に入力する表示信号の切り替えと液晶素子３２の切り替えとを連動させることができる。
【００４７】
図１２では表示パネル２４の前面に液晶素子３２を配置したが、この配置順を変更して、液晶素子３２の前面に表示パネル２４を配置することもできる。この場合には、表示パネル２４が観察者に直接相対することとなる。このため、余分な散乱によるコントラスト低下や、いわゆる奥行き感を感じることがない。
【００４８】
（第３の実施例）
図１３〜１５を参照して、本発明の第３の実施例を説明する。
【００４９】
本実施例の表示装置では、多視点化手段が電圧制御可能なレンズアレイ素子で構成されている。図１３に示すように、本実施例におけるレンズアレイ素子は、第１の基板３１ａと、これに対向配置された第２の基板３１ｂとを有している。第１の基板３１ａの第２の基板３１ｂに対向する面には第１の透明電極２９ａが設けられており、第２の基板３１ｂの第１の基板３１ａに対向する面には第２の透明電極２９ｂが設けられている。第１の透明電極２９ａは第１の基板３１ａのほぼ全面にわたって形成されている。第２の透明電極２９ｂはストリップ形状に形成されている。さらに、第１の基板３１ａと第２の基板３１ｂとの間には、第１の液体３７と第２の液体３８との二層の液体が封止されている。これらの液体３７および３８は、相溶性の無い液体同士の組み合わせであり、比重、誘電率および屈折率が互いに異なる。このため、レンズアレイ素子内では、第１の液体３７と第２の液体３８とは二層に分離している。
【００５０】
このレンズアレイ素子の透明電極２９ａ，２９ｂ間に電圧を印加することにより、図１４に示すように二層液体界面を変調することができる。これは、２種類の液体３７，３８の誘電率が異なるために生じる。このとき、変調された液体界面がレンズとして機能する。電圧印加を停止すれば、図１３の状態へ戻すことができる。以上のようにして、本実施例におけるレンズアレイ素子は電圧制御が可能になっている。
【００５１】
続いて、図１５を参照して、上述したレンズアレイ素子を備えた本実施例の表示装置を説明する。本実施例の表示装置は、表示パネルと、多視点化手段としての電圧制御可能なレンズアレイ素子とが積層されて構成されている。図１５は、それらを積層した状態の平面透視図を示している。図１５の表示パネルでは、画素群Ａの画素と画素群Ｂの画素とが各レンズの中心線を越えて互いに入り込んだ部分を有しており、視認範囲の交叉部が形成できるようになっている。また、図１３の第２の透明電極２９ｂは、各画素列に整合するように配置されている。レンズアレイ素子に電圧を印加してレンズ機能が生じると、Ａ画素群３９およびＢ画素群４０に対応した視認範囲が形成される。
【００５２】
第１の表示モードでは、透明電極２９ａ，２９ｂへ電圧を供給してレンズアレイ素子をアクティブ状態とし、表示パネルには図９に示すような画像を形成する。したがって、画素群Ａのみの視認範囲あるいはあるいは画素群Ｂのみの視認範囲からそれぞれの画素群の表示画像を見た場合には有意な画像を観察できず、両者の視認範囲の交叉部で観察した場合にのみ有意な画像を観察することができる。
【００５３】
第２の表示モードでは、透明電極２９ａ，２９ｂへの電圧供給を停止してレンズアレイ素子を非アクティブ状態とし、表示パネルには図１０に示すような画像を形成する。これにより、画素群Ａの視認範囲あるいは画素群Ｂの視認範囲、および両者の視認範囲の交叉部で、有意な画像を観察することができる。
【００５４】
以上のような切り替え操作は、図１２に示した装置と同様の装置で行うことができる。
図１２に示した装置の液晶素子制御部３５をレンズアレイ制御部として機能させることで、本実施例の表示装置の切り替え操作を行うことが可能である。
【００５５】
（第４の実施例）
図１６を参照して、本発明の第４の実施例を説明する。
【００５６】
本実施例の表示装置とその制御装置は、図１２に示したものと同じ構成である。図１６は、図１２中の表示制御部３６の詳細な構成と表示パネル２４のみを図示している。また、図１６では表示装置がテキストデータを表示する場合を示している。
【００５７】
まず、第１の表示モードにおける表示制御部３６の動作を説明する。図１６に示すように、テキスト信号４１が表示制御部３６に入力する。表示制御部３６内には、Ａ画素群用変換機４２とＢ画素群用変換機４３とが備えられている。両者は、各テキストをどのように変換するかのテーブルを有している。この変換テーブルに従って、入力された各テキストキャラクタが変換され、各画素群Ａ，Ｂへ送られる。図１６に示すように、各テキストキャラクタは、両テーブルのものを組み合わせることによってはじめて通常のテキストキャラクタとして認識することができる。一方のテーブルに係る内容のみでは、有意な文字として認識することができない。第１の表示モードでは、視差バリアとしての液晶素子３２をオンにし、視差バリアを機能させる。したがって、第１の表示モードでは、画素群Ａのみの視認範囲あるいはあるいは画素群Ｂのみの視認範囲から表示文字を見た場合には有意な文字を認識できず、両者の視認範囲の交叉部で観察した場合にのみ有意な文字を認識することができる。
【００５８】
これに対し、第２の表示モードに設定された場合には、Ａ画素群用変換機４２およびＢ画素群用変換機４３の動作が停止される。この結果、テキストキャラクタの変換が停止し、画素群Ａおよび画素群Ｂとも単独で有意なテキストデータを表示することが可能となる。第２の表示モードでは、視差バリアとしての液晶素子３２をオフにし、視差バリアとしての機能を停止させる。これにより、画素群Ａの視認範囲あるいは画素群Ｂの視認範囲、および両者の視認範囲の交叉部で、有意な文字を認識することができる。
【００５９】
（第５の実施例）
図１７を参照して、本発明の第５の実施例を説明する。
【００６０】
本実施例の表示装置とその制御装置は、図１２に示したものと同じ構成である。図１７は、図１２中の表示制御部３６の詳細な構成と表示パネル２４のみを図示している。また、図１７では表示装置が画像を表示する場合を示している。
【００６１】
図１７は、第１の表示モード時の表示制御部３６の動作を示している。本実施例においては、表示パネル２４で表示する画像の画像信号４４が表示制御部３６に送信される。送信された画像信号４４は、以下のように加工される。はじめに、同一画素数を有する二値画像がランダムマスク発生器４５で形成される。図１７では、透明部に複数の黒ボックスが存在するマスク画像が生成されている。この複数の黒ボックスのサイズ、数、大きさは、任意の確率分布で発生させることができる。このサイズ、数、大きさは、画像サイズや使用する画像信号に応じて、調節することが可能である。さらに、画像反転器４６においてネガ・ポジを反転した反転マスク画像が生成される。透明部に複数の黒ボックス（ポジ）のマスク画像は画像信号４４に乗算されて表示パネル２４の画素群Ａへ送られ、黒地に複数の透明ボックス（ネガ）の反転マスク画像は画像信号４４に乗算されて表示パネル２４の画素群Ｂへ送られる。
【００６２】
以上のようにして、画素群Ａではマスク画像が乗算された画像が表示され、画素群Ｂでは反転マスク画像が乗算された画像が表示される。したがって、個別の画素群の画像のみでは有意な画像を認識することはできず、画素群Ａの視認領域と画素群Ｂの視認領域との交叉部においてのみ有意な画像を認識することができる。ランダムマスク発生器４５は、数秒毎にそのマスク画像を変更することもできる。この結果、覗き防止として、画素群Ａおよび画素群Ｂの画像を数秒ごとに変化させて、個別の画素群の画像内容が認識されることを妨げることができる。
【００６３】
第２の表示モードに設定された場合には、ランダムマスク発生器４５および画像反転器４６の動作が停止する。このため、マスク画像が乗算されない画像が、画素群Ａおよび画素群Ｂに表示される。そのため、画素群Ａ，Ｂのそれぞれの単独の視認領域でも有意な画像を観察することができる。
【００６４】
（第６の実施例）
図１８を参照して、本発明の第６の実施例を説明する。
【００６５】
本実施例の表示装置とその制御装置は、図１２に示したものと同じ構成である。図１８は、図１２中の表示制御部３６の詳細な構成と表示パネル２４のみを図示している。また、図１８では表示装置が画像を表示する場合を示している。
【００６６】
図１８では、第１の表示モードの表示制御部の動作を示している。本実施例において、画素群Ａに送られる画像信号４４に透明部に複数の黒ボックスのマスク画像を乗算し、画素群Ｂに送られる画像信号４４に黒地に複数の透明ボックスの反転マスク画像を乗算する点は、第５の実施例と同じである。
【００６７】
本実施例では、マスク画像及び反転マスク画像の生成を以下のように行う。画像信号４４の画像の特徴点が、特徴点抽出器４９で抽出される。これは公知の手法を用いて行うことが可能である。例えば、画像信号４４の画像を二値化処理した後にその連結点を抽出し、各特徴点群を求めることが可能である。これらの特徴点群から、画像の代表的大きさとその位置を知ることができる。図１８では、抽出された特徴点の内で、最大のものを抽出した例を示している。このように特徴点が抽出された画像信号は、マスク発生器４８へ送られる。マスク発生器４８では、最大特徴点の画像を４分割し、その半数をマスク画像として使用する。このマスク画像は画像信号４４に乗算されて表示パネル２４の画素群Ａへ送られる。一方、このマスク画像は画像反転器４６に送られてその反転画像である反転マスクが生成され、反転マスク画像が画像信号４４に乗算されて表示パネル２４の画素群Ｂへ送られる。したがって、画素群Ａではマスク画像が乗算された画像が表示され、画素群Ｂでは反転マスク画像が乗算された画像が表示される。したがって、個別の画素群の画像のみでは有意な画像を認識することはできず、画素群Ａの視認領域と画素群Ｂの視認領域との交叉部においてのみ有意な画像を認識することができる。
【００６８】
以上のようにして、画像信号の内容に応じたマスク画像及び反転マスク画像を生成することが可能である。第５の実施例と同様に、マスク画像を数秒毎に変更することも可能である。この場合には、特徴点抽出器４９やマスク発生器４８のパラメータを一定時間毎に変更する。
【００６９】
第２の表示モードに設定された場合には、第６の実施例と同様にマスク発生器４８および画像反転器４６の動作を停止し、画像信号４４のみが画素群Ａおよび画素群Ｂに送られる。そのため、画素群Ａ，Ｂのそれぞれの単独の視認領域でも有意な画像を観察することができる。
【００７０】
以上のような処理は、表示制御部３６に専用のハードウエアを設けて行うこともできる。また、専用のハードウエアを設けることなく、表示制御部３６の処理部に適当なソフトウエアを組み込むことによって行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１の表示モードでの表示動作を示す図である。
【図３】第２の表示モードでの表示動作を示す図である。
【図４】表示モードを第２の表示モードに切替えて多視点化部材を非アクティブ状態にしたときの視認範囲を示す図である。
【図５】レンチキュラーレンズアレイと２つの画素群とからなる構成の平面透視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る表示装置を携帯電話に組み込んだ例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図８】本発明の第１の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図９】本発明の第１の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図１０】本発明の第１の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図１１】本発明の第２の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図１２】本発明の第２の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図１３】本発明の第３の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図１４】本発明の第３の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図１５】本発明の第３の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図１６】本発明の第４の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図１７】本発明の第５の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図１８】本発明の第６の実施例に係る表示装置を説明する図である。
【図１９】従来の表示装置を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 表示パネル
５，６ 視認範囲
８ 多視点化部材
９ 交叉部
Ａ，Ｂ 画素群
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が独立して画像を表示する複数の画素群を有する表示パネルと、
前記各画素群が表示する各々の画像の視認範囲を互いに一部が交叉するように制限することが可能な多視点化手段と、
を備え、
前記複数の視認範囲が交叉する交叉部において前記複数の画素群がそれぞれ表示する画像を同時に観察した場合には有意な画像を認識可能とし、前記交叉部以外の単一の視認範囲において前記各画素群が表示する画像を観察した場合には有意な画像を認識不能とする第１の表示モードと、
交叉部において前記複数の画素群がそれぞれ表示する画像を同時に観察した場合と、前記交叉部以外の単一の視認範囲において前記各画素群が表示する画像を観察した場合とのいずれにおいても有意な画像を認識可能とする第２の表示モードと、
を切り替え可能に構成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記両表示モードの切り替えは前記各画素群が表示する画像を切替えることによって行われる、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１の表示モードでは、前記表示パネルの各画素群は、前記表示パネルに表示する画像を前記複数の画素群の数で分割したうちの１つの部分の画像をそれぞれ表示し、
前記第２の表示モードでは、前記表示パネルの各画素群は、前記表示パネルに表示させる画像の全部をそれぞれ表示する、請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示パネルは第１の画素群と第２の画素群との２つの画素群を有しており、
前記第１の表示モードでは、前記表示パネルの第１の画素群が、前記表示パネルに表示する画像に、透明部に複数の黒ボックス部が配されたマスク画像を重畳させた画像を表示するとともに、前記表示パネルの第２の画素群が、前記表示パネルに表示する画像に、前記マスク画像の透明部と黒ボックス部とを反転させた反転マスク画像を重畳させた画像を表示し、
前記第２の表示モードでは、前記表示パネルの各画素群は、前記表示パネルに表示させる画像のみをそれぞれ表示する、請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記多視点化手段は、前記各画素群が表示する各々の画像の視認範囲を互いに一部が交叉するように制限するアクティブ状態と、前記各画素群が表示する各々の画像の視認範囲を規制しない非アクティブ状態とを切り替え可能であり、
前記多視点化手段は、前記第１の表示モード時にはアクティブ状態とされ、前記第２の表示モード時には非アクティブ状態とされるように切り替えられる、請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記多視点化手段は、一方向あるいは互いに交差する二方向に繰り返し周期を有する透光部と遮光部とが交互に配置された視差バリアからなる、請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記視差バリアは、前記遮光部の表示と非表示とを切り替え可能な液晶素子からなる、請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記多視点化手段は、一方向あるいは互いに交差する二方向に繰り返し配置された複数のレンズ素子を有するレンズアレイからなる、請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記表示パネルは交互に配置された第１の画素群と第２の画素群との２つの画素群を有し、
前記レンズ素子の各々は、前記第１の画素群の１つの画素と該画素に隣接する前記第２の画素群の１つの画素との２つの画素にそれぞれ対応して配置されており、
前記第１の画素群の１つの画素及び該画素に隣接する前記第２の画素群の１つの画素はそれぞれ、前記レンズ素子の中心線を越えて互いに入り込んだ形状を有している、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載された表示装置を備えた電子機器。
【請求項１】
各々が独立して画像を表示する複数の画素群を有する表示パネルと、
前記各画素群が表示する各々の画像の視認範囲を互いに一部が交叉するように制限することが可能な多視点化手段と、
を備え、
前記複数の視認範囲が交叉する交叉部において前記複数の画素群がそれぞれ表示する画像を同時に観察した場合には有意な画像を認識可能とし、前記交叉部以外の単一の視認範囲において前記各画素群が表示する画像を観察した場合には有意な画像を認識不能とする第１の表示モードと、
交叉部において前記複数の画素群がそれぞれ表示する画像を同時に観察した場合と、前記交叉部以外の単一の視認範囲において前記各画素群が表示する画像を観察した場合とのいずれにおいても有意な画像を認識可能とする第２の表示モードと、
を切り替え可能に構成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記両表示モードの切り替えは前記各画素群が表示する画像を切替えることによって行われる、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１の表示モードでは、前記表示パネルの各画素群は、前記表示パネルに表示する画像を前記複数の画素群の数で分割したうちの１つの部分の画像をそれぞれ表示し、
前記第２の表示モードでは、前記表示パネルの各画素群は、前記表示パネルに表示させる画像の全部をそれぞれ表示する、請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示パネルは第１の画素群と第２の画素群との２つの画素群を有しており、
前記第１の表示モードでは、前記表示パネルの第１の画素群が、前記表示パネルに表示する画像に、透明部に複数の黒ボックス部が配されたマスク画像を重畳させた画像を表示するとともに、前記表示パネルの第２の画素群が、前記表示パネルに表示する画像に、前記マスク画像の透明部と黒ボックス部とを反転させた反転マスク画像を重畳させた画像を表示し、
前記第２の表示モードでは、前記表示パネルの各画素群は、前記表示パネルに表示させる画像のみをそれぞれ表示する、請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記多視点化手段は、前記各画素群が表示する各々の画像の視認範囲を互いに一部が交叉するように制限するアクティブ状態と、前記各画素群が表示する各々の画像の視認範囲を規制しない非アクティブ状態とを切り替え可能であり、
前記多視点化手段は、前記第１の表示モード時にはアクティブ状態とされ、前記第２の表示モード時には非アクティブ状態とされるように切り替えられる、請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記多視点化手段は、一方向あるいは互いに交差する二方向に繰り返し周期を有する透光部と遮光部とが交互に配置された視差バリアからなる、請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記視差バリアは、前記遮光部の表示と非表示とを切り替え可能な液晶素子からなる、請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記多視点化手段は、一方向あるいは互いに交差する二方向に繰り返し配置された複数のレンズ素子を有するレンズアレイからなる、請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記表示パネルは交互に配置された第１の画素群と第２の画素群との２つの画素群を有し、
前記レンズ素子の各々は、前記第１の画素群の１つの画素と該画素に隣接する前記第２の画素群の１つの画素との２つの画素にそれぞれ対応して配置されており、
前記第１の画素群の１つの画素及び該画素に隣接する前記第２の画素群の１つの画素はそれぞれ、前記レンズ素子の中心線を越えて互いに入り込んだ形状を有している、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載された表示装置を備えた電子機器。
【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】
【公開番号】特開２００８−８３１５３（Ｐ２００８−８３１５３Ａ）
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６０３３７（Ｐ２００６−２６０３３７）
【出願日】平成１８年９月２６日（２００６．９．２６）
【出願人】（３０３０１８８２７）ＮＥＣ液晶テクノロジー株式会社 (547)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２６日（２００６．９．２６）
【出願人】（３０３０１８８２７）ＮＥＣ液晶テクノロジー株式会社 (547)
【Ｆターム（参考）】
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