表示装置
【課題】視野角を広げた立体像表示装置を提供する。
【解決手段】複数の観視位置に向けて画像を表示する表示装置であって、画像を表示する表示パネルと、表示パネルの裏面に平行光を照射するバックライト部と、バックライト部および表示パネルの間の光路上において、複数の観視位置のそれぞれに対応して設けられ、それぞれが対応する観視位置の方向へ平行光を屈折させる複数のフレネルプリズムと、バックライト部および表示パネルの間の光路上において、複数のフレネルプリズムのそれぞれに対応して設けられた複数のシャッター部と、複数のフレネルプリズムのそれぞれを通過した光を、それぞれのフレネルプリズムに対応する観視位置へと集光する光学部と、を備えるように構成した。
【解決手段】複数の観視位置に向けて画像を表示する表示装置であって、画像を表示する表示パネルと、表示パネルの裏面に平行光を照射するバックライト部と、バックライト部および表示パネルの間の光路上において、複数の観視位置のそれぞれに対応して設けられ、それぞれが対応する観視位置の方向へ平行光を屈折させる複数のフレネルプリズムと、バックライト部および表示パネルの間の光路上において、複数のフレネルプリズムのそれぞれに対応して設けられた複数のシャッター部と、複数のフレネルプリズムのそれぞれを通過した光を、それぞれのフレネルプリズムに対応する観視位置へと集光する光学部と、を備えるように構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の視点の方向に対して異なる画像を表示する多視点表示装置が知られている。多視点表示装置は、一例として、透過型表示モニタと、透過型表示モニタの裏面側から光を照射する光源と、透過型表示モニタと光源との間に設けられたレンチキュラレンズとを備える。レンチキュラレンズは、光源から射出した光を複数の視点位置のそれぞれの方向へと屈折させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このような多視点表示装置は、レンチキュラレンズにより光を屈折させているので、左右の視野角を広げることが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、複数の観視位置に向けて画像を表示する表示装置であって、画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルの裏面に平行光を照射するバックライト部と、前記バックライト部および前記表示パネルの間の光路上において、複数の観視位置のそれぞれに対応して設けられ、それぞれが対応する観視位置の方向へ前記平行光を屈折させる複数のフレネルプリズムと、前記バックライト部および前記表示パネルの間の光路上において、前記複数のフレネルプリズムのそれぞれに対応して設けられた複数のシャッター部と、前記複数のシャッター部のそれぞれおよび前記複数のフレネルプリズムのそれぞれを通過した光を、それぞれのフレネルプリズムに対応する観視位置へと集光する光学部と、を備え、前記複数のシャッター部のそれぞれは、前記表示パネルの水平方向の各位置において光を通過または遮断する複数のシャッターを有する表示装置を提供する。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本実施形態に係る表示装置１０の構成を示す。
【図２】本実施形態に係る表示装置１０に備えられる、表示パネル２０、バックライト部２２、シャッターパネル２４、プリズムパネル２６、垂直方向拡散板２８および光学部３０のそれぞれの構成を示す。
【図３】本実施形態に係る表示装置１０の構成および表示装置１０から第１観視者に与えられる光の一例を示す。
【図４】本実施形態に係る表示装置１０の構成および表示装置１０から第２観視者に与えられる光の一例を示す。
【図５】本実施形態に係るシャッターパネル２４の構成の一例を示す。
【図６】複数人の観視者に対して同一の立体像を提供する場合の制御タイミングを示す。
【図７】複数人の観視者のそれぞれに対して異なる立体像を提供する場合の制御タイミングを示す。
【図８】本実施形態に係るバックライト部２２の構成の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、本実施形態に係る表示装置１０の構成を示す。表示装置１０は、複数の観視位置に向けて画像を表示する。
【０００９】
より詳しくは、表示装置１０は、右眼用画像を表示して複数の観視者のそれぞれの右眼に与え、左眼用画像を表示して複数の観視者のそれぞれの左眼に与えることができる。このような表示装置１０は、画像分離用の専用メガネを装着しない複数の観視者、即ち、裸眼の複数の観視者に対して立体像を提供することができる。
【００１０】
表示装置１０は、表示パネル２０と、バックライト部２２と、シャッターパネル２４と、プリズムパネル２６と、垂直方向拡散板２８と、光学部３０と、シャッター制御部３２と、表示制御部３４とを備える。表示パネル２０は、右眼用画像および左眼用画像を表示する。表示パネル２０は、裏面側から照射された光を透過することにより、表示した画像を観視者に与える透過型パネルである。
【００１１】
バックライト部２２は、表示パネル２０の裏面側に設けられる。バックライト部２２は、表示パネル２０の裏面に光を照射する。本実施形態においては、バックライト部２２は、平行光を、表示パネル２０の裏面に照射する。表示パネル２０の裏面に照射された光は、表示パネル２０を透過して複数の観視者のそれぞれに与えられる。これにより、複数の観視者のそれぞれは、表示パネル２０に表示された画像を見ることができる。
【００１２】
シャッターパネル２４は、バックライト部２２および表示パネル２０の間の光路上に設けられる。シャッターパネル２４は、表示パネル２０の領域毎にバックライト部２２から出力された光を透過または遮断する。
【００１３】
プリズムパネル２６は、バックライト部２２および表示パネル２０の間の光路上に設けられる。プリズムパネル２６は、バックライト部２２から出力された光を表示パネル２０の領域毎に異なる方向に屈折させる。
【００１４】
垂直方向拡散板２８は、プリズムパネル２６と表示パネル２０との間の光路上に設けられる。垂直方向拡散板２８は、シャッターパネル２４から出射する光を表示パネル２０の垂直方向に拡散する。
【００１５】
光学部３０は、シャッターパネル２４およびプリズムパネル２６を通過した光を、複数の観視位置のそれぞれの方向へと集光する。例えば、第１の観視者および第２の観視者のそれぞれに立体像を提供する場合には、光学部３０は、第１の観視者の右眼に対応する観視位置、第１の観視者の左眼に対応する観視位置、第２の観視者の右眼に対応する観視位置、および、第２の観視者の左眼に対応する観視位置のそれぞれに、それぞれの観視位置に対応する光を集光する。
【００１６】
シャッター制御部３２は、シャッターパネル２４における光を透過および遮断する位置およびタイミングを制御する。表示制御部３４は、右眼用画像および左眼用画像の表示タイミングを制御する。
【００１７】
図２は、本実施形態に係る表示装置１０に備えられる、表示パネル２０、バックライト部２２、シャッターパネル２４、プリズムパネル２６、垂直方向拡散板２８および光学部３０のそれぞれの構成を示す。
【００１８】
バックライト部２２は、バックライトパネル３６と、コリメータレンズパネル３８とを有する。バックライトパネル３６は、表示パネル２０の裏面の全面に対して光を照射する。バックライトパネル３６は、一例として、予め定められたピッチで表示パネル２０の水平方向および垂直方向に配列された複数の光源５０を有する。
【００１９】
コリメータレンズパネル３８は、バックライトパネル３６の複数の光源５０から出力されたそれぞれの光を平行光に変換する。コリメータレンズパネル３８は、一例として、水平方向に並んだ、垂直方向に延伸した細長い複数のコリメータレンズ５２を含む。複数のコリメータレンズ５２のそれぞれは、表示パネル２０の水平方向に配列された複数の光源５０のそれぞれに、対応して設けられる。複数のコリメータレンズ５２のそれぞれは、対応する光源５０からの光における水平方向の成分を平行光とする。
【００２０】
プリズムパネル２６は、バックライト部２２および表示パネル２０の間の光路上に設けられる。プリズムパネル２６は、一例として、シャッターパネル２４と表示パネル２０との間に配置される。また、プリズムパネル２６は、一例として、バックライト部２２とシャッターパネル２４との間に配置されてもよい。
【００２１】
プリズムパネル２６は、バックライト部２２および表示パネル２０の間の光路上において、複数の観視位置のそれぞれに対応して設けられる複数のフレネルプリズム４４を有する。複数のフレネルプリズム４４は、それぞれが対応する観視位置の方向へ、バックライト部２２から出力された平行光を屈折させる。
【００２２】
複数のフレネルプリズム４４のそれぞれは、表示パネル２０の水平方向に延伸した帯状である。複数のフレネルプリズム４４は、垂直方向に並べて配置される。
【００２３】
複数のフレネルプリズム４４のそれぞれは、予め定められたピッチで表示パネル２０の水平方向に配列された複数のプリズム５４を含む。複数のプリズム５４のそれぞれは、対応する観察位置（観視者）に応じた角度の傾斜面を有し、裏面側から入射された平行光を対応する観察位置の方向に屈折させる。
【００２４】
本例において、プリズムパネル２６は、第１の観視者に対応する複数のフレネルプリズム４４−１と、第２の観視者に対応する複数のフレネルプリズム４４−２とを有する。本例において、プリズムパネル２６は、第１の観視者に対応するフレネルプリズム４４−１と第２の観視者に対応するフレネルプリズム４４−２とが垂直方向に交互に配置される。このような、複数のフレネルプリズム４４のそれぞれは、他の観察位置の方向へ平行光を屈折させる他のフレネルプリズム４４が垂直方向に隣接して設けられる。
【００２５】
また、本例においては、第１の観視者に対応するフレネルプリズム４４−１が有する複数のプリズム５４のそれぞれは、裏面から入射された平行光を表示パネル２０の左側へと屈折させる。また、第２の観視者に対応するフレネルプリズム４４−２が有する複数のプリズム５４のそれぞれは、裏面から入射された平行光を表示パネル２０の右側へと屈折させる。
【００２６】
シャッターパネル２４は、バックライト部２２および表示パネル２０の間の光路上において、複数のフレネルプリズム４４のそれぞれに対応して設けられた複数のシャッター部４２を有する。即ち、シャッターパネル２４は、複数の観察位置のそれぞれに対応して、対応する複数のシャッター部４２を有する。複数のシャッター部４２のそれぞれは、一例として、対応するフレネルプリズム４４と同様の形状であり、対応するフレネルプリズム４４から出射された光または対応するフレネルプリズム４４へと入射される光を、透過および遮断可能な位置に配置される。
【００２７】
本例において、シャッターパネル２４は、第１の観視者に対応する複数のフレネルプリズム４４−１のそれぞれに対応した複数のシャッター部４２−１と、第２の観視者に対応する複数のフレネルプリズム４４−２のそれぞれに対応した複数のシャッター部４２−２とを有する。即ち、複数のシャッター部４２−１は、第１の観視者に対応する。また、複数のシャッター部４２−２は、第２の観視者に対応する。
【００２８】
垂直方向拡散板２８は、複数のシャッター部４２から出射される光を表示パネル２０の垂直方向に拡散する。これにより、垂直方向拡散板２８は、水平方向に伸びた帯状のシャッター部４２のそれぞれから出力された光を、表示パネル２０に対して垂直方向に均一に照射することができる。
【００２９】
光学部３０は、表示パネル２０およびシャッターパネル２４との間に設けられる。光学部３０は、複数のシャッター部４２のそれぞれおよび複数のフレネルプリズム４４のそれぞれを通過した光を、それぞれのフレネルプリズム４４に対応する観視位置へと集光する。
【００３０】
本例においては、光学部３０は、第１の観視者に対応する複数のシャッター部４２−１のそれぞれおよび複数のフレネルプリズム４４−１のそれぞれを通過した光を、第１の観視者に対応する観視位置へと集光する。また、光学部３０は、本例においては、光学部３０は、第２の観視者に対応する複数のシャッター部４２−２のそれぞれおよび複数のフレネルプリズム４４−２のそれぞれを通過した光を、第２の観視者に対応する観視位置へと集光する。
【００３１】
光学部３０は、一例として、レンチキュラレンズ４６と、レンズ４８とを有する。レンチキュラレンズ４６は、複数のシャッター部４２のそれぞれおよび複数のフレネルプリズム４４のそれぞれを通過した光を、それぞれのフレネルプリズム４４に対応する観視位置の方向へと屈折させる。レンチキュラレンズ４６は、一例として、水平方向に並んだ、垂直方向に延伸した細長い複数のレンズを含む。レンチキュラレンズ４６は、レンズ間のピッチが、複数のフレネルプリズム４４のそれぞれにおけるプリズム５４間のピッチと同一である。これにより、レンチキュラレンズ４６は、対応する観察位置の方向に精度良く光を屈折させることができる。
【００３２】
本例においては、レンチキュラレンズ４６は、第１の観視者に対応する複数のシャッター部４２−１のそれぞれおよび複数のフレネルプリズム４４−１のそれぞれを通過した光を、第１の観視者に対応する観視位置の方向へと屈折させる。また、本例においては、レンチキュラレンズ４６は、第２の観視者に対応する複数のシャッター部４２−２のそれぞれおよび複数のフレネルプリズム４４−２のそれぞれを通過した光を、第２の観視者に対応する観視位置の方向へと屈折させる。
【００３３】
レンズ４８は、レンチキュラレンズ４６を通過した光を、対応する観視位置へと集光する。本例においては、レンズ４８は、第１の観視者に対応する複数のシャッター部４２−１のそれぞれおよび複数のフレネルプリズム４４−１のそれぞれを通過した光を、第１の観視者に対応する観視位置上に集光する。また、本例においては、レンズ４８は、第２の観視者に対応する複数のシャッター部４２−２のそれぞれおよび複数のフレネルプリズム４４−２のそれぞれを通過した光を、第２の観視者に対応する観視位置上に集光する。
【００３４】
なお、レンチキュラレンズ４６は、レンズ４８の機能も更に備えてもよい。この場合、レンチキュラレンズ４６は、垂直方向に延伸した細長い複数のレンズの水平方向のピッチを、複数の光源５０のピッチよりも短くすることが好ましい。
【００３５】
図３は、本実施形態に係る表示装置１０の構成および表示装置１０から第１観視者に与えられる光の一例を示す。図４は、本実施形態に係る表示装置１０の構成および表示装置１０から第２観視者に与えられる光の一例を示す。
【００３６】
図３に示されるように、バックライト部２２から出射された平行光は、第１の観視者に対応して設けられた複数のシャッター部４２−１、第１の観視者に対応して設けられた複数のフレネルプリズム４４−１、垂直方向拡散板２８、光学部３０および表示パネル２０を順次に通過して、第１の観視者の観視位置に集光される。また、図４に示されるように、バックライト部２２から出射された平行光は、第２の観視者に対応して設けられたシャッター部４２−２、第１の観視者に対応して設けられたフレネルプリズム４４−２、垂直方向拡散板２８、光学部３０および表示パネル２０を順次に通過して、第２の観視者の観視位置に集光される。
【００３７】
ここで、表示パネル２０は、右眼用画像と左眼用画像とを時分割で表示する。右眼用画像および左眼用画像の表示タイミングは、表示制御部３４により制御される。
【００３８】
そして、図３に示されるように、第１の観視者に対応するシャッター部４２−１は、右眼用画像が表示されている期間において、複数の右眼用の開口７０−１−Ｒを形成する。複数の右眼用の開口７０−１−Ｒのそれぞれは、バックライト部２２から出力された光のうち、第１の観視者の右眼の観視位置へと与えられる方向の光のみを透過する。そして、第１の観視者に対応するフレネルプリズム４４−１は、対応するシャッター部４２−１から出射された光または対応するシャッター部４２−１へ入射される光を、第１の観視者の右眼に向かう方向に屈折させる。
【００３９】
これにより、第１の観視者に対応するシャッター部４２−１は、右眼用画像が表示されている期間において、第１の観視者の右眼へと向かう光を透過させ、他の光を遮断することができる。そして、第１の観視者に対応するフレネルプリズム４４−１は、右眼用画像が表示されている期間において、対応するシャッター部４２−１が透過する光を、第１の観視者の右眼へと屈折させることができる。従って、表示装置１０は、右眼用画像を第１の観視者の右眼のみに与えることができる。
【００４０】
また、図３に示されるように、第１の観視者に対応するシャッター部４２−１は、左眼用画像が表示されている期間において、複数の左眼用の開口７０−１−Ｌを形成する。複数の左眼用の開口７０−１−Ｌのそれぞれは、バックライト部２２から出力された光のうち、第１の観視者の左眼の観視位置へと与えられる方向の光のみを透過する。そして、第１の観視者に対応するフレネルプリズム４４−１は、対応するシャッター部４２−１から出射された光または対応するシャッター部４２−１へ入射される光を、第１の観視者の左眼に向かう方向に屈折させる。
【００４１】
これにより、第１の観視者に対応するシャッター部４２−１は、左眼用画像が表示されている期間において、第１の観視者の左眼へと向かう光を透過させ、他の光を遮断することができる。そして、第１の観視者に対応するフレネルプリズム４４−１は、左眼用画像が表示されている期間において、対応するシャッター部４２−１が透過する光を、第１の観視者の左眼へと屈折させることができる。従って、表示装置１０は、左眼用画像を第１の観視者の左眼のみに与えることができる。
【００４２】
同様に、図４に示されるように、第２の観視者に対応するシャッター部４２−２は、右眼用画像が表示されている期間において、複数の右眼用の開口７０−２−Ｒを形成する。複数の右眼用の開口７０−２−Ｒのそれぞれは、バックライト部２２から出力された光のうち、第２の観視者の右眼の観視位置へと与えられる方向の光のみを透過する。そして、第２の観視者に対応するフレネルプリズム４４−２は、対応するシャッター部４２−２から出射された光または対応するシャッター部４２−２へ入射される光を、第２の観視者の左眼に向かう方向に屈折させる。
【００４３】
これにより、第２の観視者に対応するシャッター部４２−２は、右眼用画像が表示されている期間において、第２の観視者の右眼へと向かう光を透過させ、他の光を遮断することができる。そして、第２の観視者に対応するフレネルプリズム４４−２は、右眼用画像が表示されている期間において、対応するシャッター部４２−２が透過する光を、第２の観視者の右眼へと屈折させることができる。従って、表示装置１０は、右眼用画像を第２の観視者の右眼のみに与えることができる。
【００４４】
また、図４に示されるように、第２の観視者に対応するシャッター部４２−２は、左眼用画像が表示されている期間において、複数の左眼用の開口７０−２−Ｌを形成する。複数の左眼用の開口７０−２−Ｌのそれぞれは、バックライト部２２から出力された光のうち、第２の観視者の左眼の観視位置へと与えられる方向の光のみを透過する。そして、第２の観視者に対応するフレネルプリズム４４−２は、対応するシャッター部４２−２から出射された光または対応するシャッター部４２−２へ入射される光を、第２の観視者の左眼に向かう方向に屈折させる。
【００４５】
これにより、第２の観視者に対応するシャッター部４２−２は、左眼用画像が表示されている期間において、第２の観視者の左眼へと向かう光を透過させ、他の光を遮断することができる。そして、第２の観視者に対応するフレネルプリズム４４−２は、左眼用画像が表示されている期間において、対応するシャッター部４２−２が透過する光を、第２の観視者の左眼へと屈折させることができる。従って、表示装置１０は、左眼用画像を第２の観視者の左眼のみに与えることができる。
【００４６】
以上のように、本実施形態に係る表示装置１０によれば、複数の観視位置のそれぞれに向けて、個別の画像を表示することができる。従って、表示装置１０によれば、画像分離用の専用メガネを装着しない複数の観視者、即ち、裸眼の複数の観視者に対して立体像を提供することができる。
【００４７】
さらに、本実施形態に係る表示装置１０は、バックライト部２２から出力された平行光を、複数の観視位置のそれぞれに対応した複数のフレネルプリズム４４により屈折されている。従って、表示装置１０によれば、左右の視野角を広くすることができる。
【００４８】
図５は、本実施形態に係るシャッターパネル２４の構成の一例を示す。シャッターパネル２４が有する複数のシャッター部４２のそれぞれは、表示パネル２０の水平方向の各位置において光を通過または遮断する複数のシャッター６０を有する。複数のシャッター６０は、一例として、水平方向に配列された液晶シャッター群である。
【００４９】
また、複数のシャッター６０のそれぞれは、１つの光源５０の発光面の大きさよりも十分に小さい。これにより、複数のシャッター６０のそれぞれは、１つの光源５０から出力された光のうちの一部を透過して、他を遮断することができる。
【００５０】
このような複数のシャッター６０は、複数の光源５０のそれぞれに対応して水平方向に並んだ複数の開口７０を形成する。複数の開口７０は、遮断状態とされた複数のシャッター６０の一部分に、透過状態とされた少なくとも１つの隣接するシャッター６０のグループが設けられることにより、形成される。
【００５１】
また、複数の開口７０のそれぞれは、対応する光源５０に対する水平方向の位置が、対応する観視位置によって異なる。例えば、右眼に照射する光を透過する右眼用の開口７０−Ｒ、および、左眼に照射する光を透過する左眼用の開口７０−Ｌは、水平方向の位置がそれぞれ異なる。
【００５２】
また、このような複数の開口７０のそれぞれの水平方向の位置は、シャッター制御部３２により制御される。そして、シャッター制御部３２は、複数の観視者のそれぞれの位置に応じて、それぞれの観視者の右眼および左眼へと照射する光を透過する複数の開口７０を適切な位置に形成する。シャッター制御部３２は、一例として、予め登録された情報および観視位置に基づいて、複数の開口７０の位置を変更する。
【００５３】
このように複数の開口７０が形成されることにより、表示装置１０は、複数の観察位置のそれぞれに、対応する光のみを照射し、他の光を照射させないことができる。これにより、本実施形態に係る表示装置１０は、複数の観視位置のそれぞれに光を正確に集光して、他の観視位置への漏れを無くすことができる。
【００５４】
図６は、複数の観視者に対して同一の立体像を提供する場合の制御タイミングを示す。表示装置１０は、図６に示されるように、シャッター部４２の開閉タイミングおよび表示パネル２０の表示タイミングを制御する。
【００５５】
まず、表示パネル２０は、当該表示パネル２０を観視位置から観視する複数の観視者の、右眼に対応するべき右眼位置に向けて表示する右眼用画像と、左眼に対応するべき左眼位置に向けて表示する左眼用画像とを、時分割で表示する。より具体的には、表示パネル２０は、右眼用画像と左眼用画像とを交互に表示する。
【００５６】
そして、複数のシャッター部４２のそれぞれは、表示パネル２０が右眼用画像を表示するタイミングにおいて、それぞれのシャッター部４２に対応する複数の観視者のそれぞれの右眼位置に向かう光が入射するシャッター６０を開き、左眼位置に向かう光が入射するシャッター６０を閉じる。これにより、複数のシャッター部４２のそれぞれは、右眼用画像を複数の観視者のそれぞれの右眼のみに与え、左眼には与えないことができる。
【００５７】
また、複数のシャッター部４２のそれぞれは、表示パネル２０が左眼用画像を表示するタイミングにおいて、それぞれのシャッター部４２に対応する複数の観視者のそれぞれの右眼位置に向かう光が入射するシャッター６０を閉じ、左眼位置に向かう光が入射するシャッター６０を開く。これにより、複数のシャッター部４２のそれぞれは、左眼用画像を複数の観視者のそれぞれの左眼のみに与え、右眼には与えないことができる。
【００５８】
以上のようなタイミングによりシャッター６０の開閉および表示を制御することにより、表示装置１０は、専用のメガネを装着していない複数の観視者に対して同一の立体像を提供することができる。
【００５９】
図７は、複数の観視者に対してそれぞれ異なる立体像を提供する場合の制御タイミングを示す。それぞれ異なる立体像を提供する場合、表示装置１０は、図７に示されるように、シャッター部４２の開閉タイミングおよび表示パネル２０の表示タイミングを制御する。
【００６０】
まず、表示パネル２０は、当該表示パネル２０を観視位置から観視する観視者毎の、右眼に対応するべき右眼位置に向けて表示する複数の右眼用画像と、左眼に対応するべき左眼位置に向けて表示する複数の左眼用画像とを、時分割で表示する。
【００６１】
例えば、表示パネル２０は、第１から第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の観視者に対して異なる立体像を表示する場合、一例として、まず、第１観視者の右眼用画像を表示し、続いて、第１観視者の左眼用画像を表示し、続いて、第２観視者の右眼用画像を表示し、続いて、第２観視者の左眼用画像を表示する。以後、表示パネル２０は、同様に、それぞれの観視者の右眼用画像および左眼用画像を表示する。そして、表示パネル２０は、第Ｎ観視者の右眼用画像および左眼用画像まで表示した後に、第１観視者の右眼用画像および左眼用画像の表示に戻す。
【００６２】
そして、複数のシャッター部４２のそれぞれは、表示パネル２０がそれぞれのシャッター部４２に対応する観視位置に向けた右眼用画像を表示するタイミングにおいて、それぞれのシャッター部４２に対応する観視者の右眼位置に向かう光が入射するシャッター６０を開き、左眼位置に向かう光が入射するシャッター６０を閉じる。これにより、複数のシャッター部４２のそれぞれは、対応する観視位置の観視者に対して表示するべき右眼用画像を、その観視者の右眼のみに与え、その観視者の左眼には与えないことができる。
【００６３】
また、複数のシャッター部４２のそれぞれは、表示パネル２０がそれぞれのシャッター部４２に対応する観視位置に向けた左眼用画像を表示するタイミングにおいて、それぞれのシャッター部４２に対応する観視者の右眼位置に向かう光が入射するシャッター６０を閉じ、左眼位置に向かう光が入射するシャッター６０を開く。これにより、複数のシャッター部４２のそれぞれは、対応する観視位置の観視者に対して表示するべき左眼用画像を、その観視者の左眼のみに与え、その観視者の右眼には与えないことができる。
【００６４】
さらに、複数のシャッター部４２のそれぞれは、表示パネル２０が他のシャッター部４２に対応する観視位置に向けた右眼用画像および左眼用画像を表示するタイミングにおいて、それぞれのシャッター部４２に対応する観視者の右眼位置および左眼位置に向かう光が入射するシャッター６０を閉じる。これにより、複数のシャッター部４２のそれぞれは、対応する観視位置の観視者以外に表示するべき右眼用画像および左眼用画像を、その観視者の右眼および左眼には与えないことができる。
【００６５】
以上のようなタイミングによりシャッター６０の開閉および表示を制御することにより、表示装置１０は、専用のメガネを装着していない複数の観視者のそれぞれに対して、互いに異なる立体像を提供することができる。
【００６６】
図８は、本実施形態に係るバックライト部２２の構成の一例を示す。バックライト部２２は、一例として、下記の文献１に記載された光源を適用した構成であってもよい。
【００６７】
文献１ Adrian Travis, Tim Large, Neil Emerton, and Steven Bathiche、"Collimated light from a waveguide for a display backlight"、OPTICS EXPRESS 19719、Vol. 17,No.22、２００９年
【００６８】
文献１に記載された光源が適用されたバックライト部２２は、一例として、薄板状の照射導光部８２と、少なくとも１つの光源５０とを有する。少なくとも１つの光源５０は、照射導光部８２の１つの側部から、照射導光部８２の内部へと光を入射する。
【００６９】
照射導光部８２は、光源５０から内部へ入射された光を一方の主面から当該主面に対して垂直に光を射出する。このようなバックライト部２２は、表示パネル２０の裏面に対して均一な平行光を射出することができる。
【００７０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００７１】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００７２】
１０ 表示装置、２０ 表示パネル、２２ バックライト部、２４ シャッターパネル、２６ プリズムパネル、２８ 垂直方向拡散板、３０ 光学部、３２ シャッター制御部、３４ 表示制御部、３６ バックライトパネル、３８ コリメータレンズパネル、４２ シャッター部、４４ フレネルプリズム、４６ レンチキュラレンズ、４８ レンズ、５０ 光源、５２ コリメータレンズ、５４ プリズム、６０ シャッター、７０ 開口、８２ 照射導光部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の視点の方向に対して異なる画像を表示する多視点表示装置が知られている。多視点表示装置は、一例として、透過型表示モニタと、透過型表示モニタの裏面側から光を照射する光源と、透過型表示モニタと光源との間に設けられたレンチキュラレンズとを備える。レンチキュラレンズは、光源から射出した光を複数の視点位置のそれぞれの方向へと屈折させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このような多視点表示装置は、レンチキュラレンズにより光を屈折させているので、左右の視野角を広げることが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、複数の観視位置に向けて画像を表示する表示装置であって、画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルの裏面に平行光を照射するバックライト部と、前記バックライト部および前記表示パネルの間の光路上において、複数の観視位置のそれぞれに対応して設けられ、それぞれが対応する観視位置の方向へ前記平行光を屈折させる複数のフレネルプリズムと、前記バックライト部および前記表示パネルの間の光路上において、前記複数のフレネルプリズムのそれぞれに対応して設けられた複数のシャッター部と、前記複数のシャッター部のそれぞれおよび前記複数のフレネルプリズムのそれぞれを通過した光を、それぞれのフレネルプリズムに対応する観視位置へと集光する光学部と、を備え、前記複数のシャッター部のそれぞれは、前記表示パネルの水平方向の各位置において光を通過または遮断する複数のシャッターを有する表示装置を提供する。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本実施形態に係る表示装置１０の構成を示す。
【図２】本実施形態に係る表示装置１０に備えられる、表示パネル２０、バックライト部２２、シャッターパネル２４、プリズムパネル２６、垂直方向拡散板２８および光学部３０のそれぞれの構成を示す。
【図３】本実施形態に係る表示装置１０の構成および表示装置１０から第１観視者に与えられる光の一例を示す。
【図４】本実施形態に係る表示装置１０の構成および表示装置１０から第２観視者に与えられる光の一例を示す。
【図５】本実施形態に係るシャッターパネル２４の構成の一例を示す。
【図６】複数人の観視者に対して同一の立体像を提供する場合の制御タイミングを示す。
【図７】複数人の観視者のそれぞれに対して異なる立体像を提供する場合の制御タイミングを示す。
【図８】本実施形態に係るバックライト部２２の構成の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、本実施形態に係る表示装置１０の構成を示す。表示装置１０は、複数の観視位置に向けて画像を表示する。
【０００９】
より詳しくは、表示装置１０は、右眼用画像を表示して複数の観視者のそれぞれの右眼に与え、左眼用画像を表示して複数の観視者のそれぞれの左眼に与えることができる。このような表示装置１０は、画像分離用の専用メガネを装着しない複数の観視者、即ち、裸眼の複数の観視者に対して立体像を提供することができる。
【００１０】
表示装置１０は、表示パネル２０と、バックライト部２２と、シャッターパネル２４と、プリズムパネル２６と、垂直方向拡散板２８と、光学部３０と、シャッター制御部３２と、表示制御部３４とを備える。表示パネル２０は、右眼用画像および左眼用画像を表示する。表示パネル２０は、裏面側から照射された光を透過することにより、表示した画像を観視者に与える透過型パネルである。
【００１１】
バックライト部２２は、表示パネル２０の裏面側に設けられる。バックライト部２２は、表示パネル２０の裏面に光を照射する。本実施形態においては、バックライト部２２は、平行光を、表示パネル２０の裏面に照射する。表示パネル２０の裏面に照射された光は、表示パネル２０を透過して複数の観視者のそれぞれに与えられる。これにより、複数の観視者のそれぞれは、表示パネル２０に表示された画像を見ることができる。
【００１２】
シャッターパネル２４は、バックライト部２２および表示パネル２０の間の光路上に設けられる。シャッターパネル２４は、表示パネル２０の領域毎にバックライト部２２から出力された光を透過または遮断する。
【００１３】
プリズムパネル２６は、バックライト部２２および表示パネル２０の間の光路上に設けられる。プリズムパネル２６は、バックライト部２２から出力された光を表示パネル２０の領域毎に異なる方向に屈折させる。
【００１４】
垂直方向拡散板２８は、プリズムパネル２６と表示パネル２０との間の光路上に設けられる。垂直方向拡散板２８は、シャッターパネル２４から出射する光を表示パネル２０の垂直方向に拡散する。
【００１５】
光学部３０は、シャッターパネル２４およびプリズムパネル２６を通過した光を、複数の観視位置のそれぞれの方向へと集光する。例えば、第１の観視者および第２の観視者のそれぞれに立体像を提供する場合には、光学部３０は、第１の観視者の右眼に対応する観視位置、第１の観視者の左眼に対応する観視位置、第２の観視者の右眼に対応する観視位置、および、第２の観視者の左眼に対応する観視位置のそれぞれに、それぞれの観視位置に対応する光を集光する。
【００１６】
シャッター制御部３２は、シャッターパネル２４における光を透過および遮断する位置およびタイミングを制御する。表示制御部３４は、右眼用画像および左眼用画像の表示タイミングを制御する。
【００１７】
図２は、本実施形態に係る表示装置１０に備えられる、表示パネル２０、バックライト部２２、シャッターパネル２４、プリズムパネル２６、垂直方向拡散板２８および光学部３０のそれぞれの構成を示す。
【００１８】
バックライト部２２は、バックライトパネル３６と、コリメータレンズパネル３８とを有する。バックライトパネル３６は、表示パネル２０の裏面の全面に対して光を照射する。バックライトパネル３６は、一例として、予め定められたピッチで表示パネル２０の水平方向および垂直方向に配列された複数の光源５０を有する。
【００１９】
コリメータレンズパネル３８は、バックライトパネル３６の複数の光源５０から出力されたそれぞれの光を平行光に変換する。コリメータレンズパネル３８は、一例として、水平方向に並んだ、垂直方向に延伸した細長い複数のコリメータレンズ５２を含む。複数のコリメータレンズ５２のそれぞれは、表示パネル２０の水平方向に配列された複数の光源５０のそれぞれに、対応して設けられる。複数のコリメータレンズ５２のそれぞれは、対応する光源５０からの光における水平方向の成分を平行光とする。
【００２０】
プリズムパネル２６は、バックライト部２２および表示パネル２０の間の光路上に設けられる。プリズムパネル２６は、一例として、シャッターパネル２４と表示パネル２０との間に配置される。また、プリズムパネル２６は、一例として、バックライト部２２とシャッターパネル２４との間に配置されてもよい。
【００２１】
プリズムパネル２６は、バックライト部２２および表示パネル２０の間の光路上において、複数の観視位置のそれぞれに対応して設けられる複数のフレネルプリズム４４を有する。複数のフレネルプリズム４４は、それぞれが対応する観視位置の方向へ、バックライト部２２から出力された平行光を屈折させる。
【００２２】
複数のフレネルプリズム４４のそれぞれは、表示パネル２０の水平方向に延伸した帯状である。複数のフレネルプリズム４４は、垂直方向に並べて配置される。
【００２３】
複数のフレネルプリズム４４のそれぞれは、予め定められたピッチで表示パネル２０の水平方向に配列された複数のプリズム５４を含む。複数のプリズム５４のそれぞれは、対応する観察位置（観視者）に応じた角度の傾斜面を有し、裏面側から入射された平行光を対応する観察位置の方向に屈折させる。
【００２４】
本例において、プリズムパネル２６は、第１の観視者に対応する複数のフレネルプリズム４４−１と、第２の観視者に対応する複数のフレネルプリズム４４−２とを有する。本例において、プリズムパネル２６は、第１の観視者に対応するフレネルプリズム４４−１と第２の観視者に対応するフレネルプリズム４４−２とが垂直方向に交互に配置される。このような、複数のフレネルプリズム４４のそれぞれは、他の観察位置の方向へ平行光を屈折させる他のフレネルプリズム４４が垂直方向に隣接して設けられる。
【００２５】
また、本例においては、第１の観視者に対応するフレネルプリズム４４−１が有する複数のプリズム５４のそれぞれは、裏面から入射された平行光を表示パネル２０の左側へと屈折させる。また、第２の観視者に対応するフレネルプリズム４４−２が有する複数のプリズム５４のそれぞれは、裏面から入射された平行光を表示パネル２０の右側へと屈折させる。
【００２６】
シャッターパネル２４は、バックライト部２２および表示パネル２０の間の光路上において、複数のフレネルプリズム４４のそれぞれに対応して設けられた複数のシャッター部４２を有する。即ち、シャッターパネル２４は、複数の観察位置のそれぞれに対応して、対応する複数のシャッター部４２を有する。複数のシャッター部４２のそれぞれは、一例として、対応するフレネルプリズム４４と同様の形状であり、対応するフレネルプリズム４４から出射された光または対応するフレネルプリズム４４へと入射される光を、透過および遮断可能な位置に配置される。
【００２７】
本例において、シャッターパネル２４は、第１の観視者に対応する複数のフレネルプリズム４４−１のそれぞれに対応した複数のシャッター部４２−１と、第２の観視者に対応する複数のフレネルプリズム４４−２のそれぞれに対応した複数のシャッター部４２−２とを有する。即ち、複数のシャッター部４２−１は、第１の観視者に対応する。また、複数のシャッター部４２−２は、第２の観視者に対応する。
【００２８】
垂直方向拡散板２８は、複数のシャッター部４２から出射される光を表示パネル２０の垂直方向に拡散する。これにより、垂直方向拡散板２８は、水平方向に伸びた帯状のシャッター部４２のそれぞれから出力された光を、表示パネル２０に対して垂直方向に均一に照射することができる。
【００２９】
光学部３０は、表示パネル２０およびシャッターパネル２４との間に設けられる。光学部３０は、複数のシャッター部４２のそれぞれおよび複数のフレネルプリズム４４のそれぞれを通過した光を、それぞれのフレネルプリズム４４に対応する観視位置へと集光する。
【００３０】
本例においては、光学部３０は、第１の観視者に対応する複数のシャッター部４２−１のそれぞれおよび複数のフレネルプリズム４４−１のそれぞれを通過した光を、第１の観視者に対応する観視位置へと集光する。また、光学部３０は、本例においては、光学部３０は、第２の観視者に対応する複数のシャッター部４２−２のそれぞれおよび複数のフレネルプリズム４４−２のそれぞれを通過した光を、第２の観視者に対応する観視位置へと集光する。
【００３１】
光学部３０は、一例として、レンチキュラレンズ４６と、レンズ４８とを有する。レンチキュラレンズ４６は、複数のシャッター部４２のそれぞれおよび複数のフレネルプリズム４４のそれぞれを通過した光を、それぞれのフレネルプリズム４４に対応する観視位置の方向へと屈折させる。レンチキュラレンズ４６は、一例として、水平方向に並んだ、垂直方向に延伸した細長い複数のレンズを含む。レンチキュラレンズ４６は、レンズ間のピッチが、複数のフレネルプリズム４４のそれぞれにおけるプリズム５４間のピッチと同一である。これにより、レンチキュラレンズ４６は、対応する観察位置の方向に精度良く光を屈折させることができる。
【００３２】
本例においては、レンチキュラレンズ４６は、第１の観視者に対応する複数のシャッター部４２−１のそれぞれおよび複数のフレネルプリズム４４−１のそれぞれを通過した光を、第１の観視者に対応する観視位置の方向へと屈折させる。また、本例においては、レンチキュラレンズ４６は、第２の観視者に対応する複数のシャッター部４２−２のそれぞれおよび複数のフレネルプリズム４４−２のそれぞれを通過した光を、第２の観視者に対応する観視位置の方向へと屈折させる。
【００３３】
レンズ４８は、レンチキュラレンズ４６を通過した光を、対応する観視位置へと集光する。本例においては、レンズ４８は、第１の観視者に対応する複数のシャッター部４２−１のそれぞれおよび複数のフレネルプリズム４４−１のそれぞれを通過した光を、第１の観視者に対応する観視位置上に集光する。また、本例においては、レンズ４８は、第２の観視者に対応する複数のシャッター部４２−２のそれぞれおよび複数のフレネルプリズム４４−２のそれぞれを通過した光を、第２の観視者に対応する観視位置上に集光する。
【００３４】
なお、レンチキュラレンズ４６は、レンズ４８の機能も更に備えてもよい。この場合、レンチキュラレンズ４６は、垂直方向に延伸した細長い複数のレンズの水平方向のピッチを、複数の光源５０のピッチよりも短くすることが好ましい。
【００３５】
図３は、本実施形態に係る表示装置１０の構成および表示装置１０から第１観視者に与えられる光の一例を示す。図４は、本実施形態に係る表示装置１０の構成および表示装置１０から第２観視者に与えられる光の一例を示す。
【００３６】
図３に示されるように、バックライト部２２から出射された平行光は、第１の観視者に対応して設けられた複数のシャッター部４２−１、第１の観視者に対応して設けられた複数のフレネルプリズム４４−１、垂直方向拡散板２８、光学部３０および表示パネル２０を順次に通過して、第１の観視者の観視位置に集光される。また、図４に示されるように、バックライト部２２から出射された平行光は、第２の観視者に対応して設けられたシャッター部４２−２、第１の観視者に対応して設けられたフレネルプリズム４４−２、垂直方向拡散板２８、光学部３０および表示パネル２０を順次に通過して、第２の観視者の観視位置に集光される。
【００３７】
ここで、表示パネル２０は、右眼用画像と左眼用画像とを時分割で表示する。右眼用画像および左眼用画像の表示タイミングは、表示制御部３４により制御される。
【００３８】
そして、図３に示されるように、第１の観視者に対応するシャッター部４２−１は、右眼用画像が表示されている期間において、複数の右眼用の開口７０−１−Ｒを形成する。複数の右眼用の開口７０−１−Ｒのそれぞれは、バックライト部２２から出力された光のうち、第１の観視者の右眼の観視位置へと与えられる方向の光のみを透過する。そして、第１の観視者に対応するフレネルプリズム４４−１は、対応するシャッター部４２−１から出射された光または対応するシャッター部４２−１へ入射される光を、第１の観視者の右眼に向かう方向に屈折させる。
【００３９】
これにより、第１の観視者に対応するシャッター部４２−１は、右眼用画像が表示されている期間において、第１の観視者の右眼へと向かう光を透過させ、他の光を遮断することができる。そして、第１の観視者に対応するフレネルプリズム４４−１は、右眼用画像が表示されている期間において、対応するシャッター部４２−１が透過する光を、第１の観視者の右眼へと屈折させることができる。従って、表示装置１０は、右眼用画像を第１の観視者の右眼のみに与えることができる。
【００４０】
また、図３に示されるように、第１の観視者に対応するシャッター部４２−１は、左眼用画像が表示されている期間において、複数の左眼用の開口７０−１−Ｌを形成する。複数の左眼用の開口７０−１−Ｌのそれぞれは、バックライト部２２から出力された光のうち、第１の観視者の左眼の観視位置へと与えられる方向の光のみを透過する。そして、第１の観視者に対応するフレネルプリズム４４−１は、対応するシャッター部４２−１から出射された光または対応するシャッター部４２−１へ入射される光を、第１の観視者の左眼に向かう方向に屈折させる。
【００４１】
これにより、第１の観視者に対応するシャッター部４２−１は、左眼用画像が表示されている期間において、第１の観視者の左眼へと向かう光を透過させ、他の光を遮断することができる。そして、第１の観視者に対応するフレネルプリズム４４−１は、左眼用画像が表示されている期間において、対応するシャッター部４２−１が透過する光を、第１の観視者の左眼へと屈折させることができる。従って、表示装置１０は、左眼用画像を第１の観視者の左眼のみに与えることができる。
【００４２】
同様に、図４に示されるように、第２の観視者に対応するシャッター部４２−２は、右眼用画像が表示されている期間において、複数の右眼用の開口７０−２−Ｒを形成する。複数の右眼用の開口７０−２−Ｒのそれぞれは、バックライト部２２から出力された光のうち、第２の観視者の右眼の観視位置へと与えられる方向の光のみを透過する。そして、第２の観視者に対応するフレネルプリズム４４−２は、対応するシャッター部４２−２から出射された光または対応するシャッター部４２−２へ入射される光を、第２の観視者の左眼に向かう方向に屈折させる。
【００４３】
これにより、第２の観視者に対応するシャッター部４２−２は、右眼用画像が表示されている期間において、第２の観視者の右眼へと向かう光を透過させ、他の光を遮断することができる。そして、第２の観視者に対応するフレネルプリズム４４−２は、右眼用画像が表示されている期間において、対応するシャッター部４２−２が透過する光を、第２の観視者の右眼へと屈折させることができる。従って、表示装置１０は、右眼用画像を第２の観視者の右眼のみに与えることができる。
【００４４】
また、図４に示されるように、第２の観視者に対応するシャッター部４２−２は、左眼用画像が表示されている期間において、複数の左眼用の開口７０−２−Ｌを形成する。複数の左眼用の開口７０−２−Ｌのそれぞれは、バックライト部２２から出力された光のうち、第２の観視者の左眼の観視位置へと与えられる方向の光のみを透過する。そして、第２の観視者に対応するフレネルプリズム４４−２は、対応するシャッター部４２−２から出射された光または対応するシャッター部４２−２へ入射される光を、第２の観視者の左眼に向かう方向に屈折させる。
【００４５】
これにより、第２の観視者に対応するシャッター部４２−２は、左眼用画像が表示されている期間において、第２の観視者の左眼へと向かう光を透過させ、他の光を遮断することができる。そして、第２の観視者に対応するフレネルプリズム４４−２は、左眼用画像が表示されている期間において、対応するシャッター部４２−２が透過する光を、第２の観視者の左眼へと屈折させることができる。従って、表示装置１０は、左眼用画像を第２の観視者の左眼のみに与えることができる。
【００４６】
以上のように、本実施形態に係る表示装置１０によれば、複数の観視位置のそれぞれに向けて、個別の画像を表示することができる。従って、表示装置１０によれば、画像分離用の専用メガネを装着しない複数の観視者、即ち、裸眼の複数の観視者に対して立体像を提供することができる。
【００４７】
さらに、本実施形態に係る表示装置１０は、バックライト部２２から出力された平行光を、複数の観視位置のそれぞれに対応した複数のフレネルプリズム４４により屈折されている。従って、表示装置１０によれば、左右の視野角を広くすることができる。
【００４８】
図５は、本実施形態に係るシャッターパネル２４の構成の一例を示す。シャッターパネル２４が有する複数のシャッター部４２のそれぞれは、表示パネル２０の水平方向の各位置において光を通過または遮断する複数のシャッター６０を有する。複数のシャッター６０は、一例として、水平方向に配列された液晶シャッター群である。
【００４９】
また、複数のシャッター６０のそれぞれは、１つの光源５０の発光面の大きさよりも十分に小さい。これにより、複数のシャッター６０のそれぞれは、１つの光源５０から出力された光のうちの一部を透過して、他を遮断することができる。
【００５０】
このような複数のシャッター６０は、複数の光源５０のそれぞれに対応して水平方向に並んだ複数の開口７０を形成する。複数の開口７０は、遮断状態とされた複数のシャッター６０の一部分に、透過状態とされた少なくとも１つの隣接するシャッター６０のグループが設けられることにより、形成される。
【００５１】
また、複数の開口７０のそれぞれは、対応する光源５０に対する水平方向の位置が、対応する観視位置によって異なる。例えば、右眼に照射する光を透過する右眼用の開口７０−Ｒ、および、左眼に照射する光を透過する左眼用の開口７０−Ｌは、水平方向の位置がそれぞれ異なる。
【００５２】
また、このような複数の開口７０のそれぞれの水平方向の位置は、シャッター制御部３２により制御される。そして、シャッター制御部３２は、複数の観視者のそれぞれの位置に応じて、それぞれの観視者の右眼および左眼へと照射する光を透過する複数の開口７０を適切な位置に形成する。シャッター制御部３２は、一例として、予め登録された情報および観視位置に基づいて、複数の開口７０の位置を変更する。
【００５３】
このように複数の開口７０が形成されることにより、表示装置１０は、複数の観察位置のそれぞれに、対応する光のみを照射し、他の光を照射させないことができる。これにより、本実施形態に係る表示装置１０は、複数の観視位置のそれぞれに光を正確に集光して、他の観視位置への漏れを無くすことができる。
【００５４】
図６は、複数の観視者に対して同一の立体像を提供する場合の制御タイミングを示す。表示装置１０は、図６に示されるように、シャッター部４２の開閉タイミングおよび表示パネル２０の表示タイミングを制御する。
【００５５】
まず、表示パネル２０は、当該表示パネル２０を観視位置から観視する複数の観視者の、右眼に対応するべき右眼位置に向けて表示する右眼用画像と、左眼に対応するべき左眼位置に向けて表示する左眼用画像とを、時分割で表示する。より具体的には、表示パネル２０は、右眼用画像と左眼用画像とを交互に表示する。
【００５６】
そして、複数のシャッター部４２のそれぞれは、表示パネル２０が右眼用画像を表示するタイミングにおいて、それぞれのシャッター部４２に対応する複数の観視者のそれぞれの右眼位置に向かう光が入射するシャッター６０を開き、左眼位置に向かう光が入射するシャッター６０を閉じる。これにより、複数のシャッター部４２のそれぞれは、右眼用画像を複数の観視者のそれぞれの右眼のみに与え、左眼には与えないことができる。
【００５７】
また、複数のシャッター部４２のそれぞれは、表示パネル２０が左眼用画像を表示するタイミングにおいて、それぞれのシャッター部４２に対応する複数の観視者のそれぞれの右眼位置に向かう光が入射するシャッター６０を閉じ、左眼位置に向かう光が入射するシャッター６０を開く。これにより、複数のシャッター部４２のそれぞれは、左眼用画像を複数の観視者のそれぞれの左眼のみに与え、右眼には与えないことができる。
【００５８】
以上のようなタイミングによりシャッター６０の開閉および表示を制御することにより、表示装置１０は、専用のメガネを装着していない複数の観視者に対して同一の立体像を提供することができる。
【００５９】
図７は、複数の観視者に対してそれぞれ異なる立体像を提供する場合の制御タイミングを示す。それぞれ異なる立体像を提供する場合、表示装置１０は、図７に示されるように、シャッター部４２の開閉タイミングおよび表示パネル２０の表示タイミングを制御する。
【００６０】
まず、表示パネル２０は、当該表示パネル２０を観視位置から観視する観視者毎の、右眼に対応するべき右眼位置に向けて表示する複数の右眼用画像と、左眼に対応するべき左眼位置に向けて表示する複数の左眼用画像とを、時分割で表示する。
【００６１】
例えば、表示パネル２０は、第１から第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の観視者に対して異なる立体像を表示する場合、一例として、まず、第１観視者の右眼用画像を表示し、続いて、第１観視者の左眼用画像を表示し、続いて、第２観視者の右眼用画像を表示し、続いて、第２観視者の左眼用画像を表示する。以後、表示パネル２０は、同様に、それぞれの観視者の右眼用画像および左眼用画像を表示する。そして、表示パネル２０は、第Ｎ観視者の右眼用画像および左眼用画像まで表示した後に、第１観視者の右眼用画像および左眼用画像の表示に戻す。
【００６２】
そして、複数のシャッター部４２のそれぞれは、表示パネル２０がそれぞれのシャッター部４２に対応する観視位置に向けた右眼用画像を表示するタイミングにおいて、それぞれのシャッター部４２に対応する観視者の右眼位置に向かう光が入射するシャッター６０を開き、左眼位置に向かう光が入射するシャッター６０を閉じる。これにより、複数のシャッター部４２のそれぞれは、対応する観視位置の観視者に対して表示するべき右眼用画像を、その観視者の右眼のみに与え、その観視者の左眼には与えないことができる。
【００６３】
また、複数のシャッター部４２のそれぞれは、表示パネル２０がそれぞれのシャッター部４２に対応する観視位置に向けた左眼用画像を表示するタイミングにおいて、それぞれのシャッター部４２に対応する観視者の右眼位置に向かう光が入射するシャッター６０を閉じ、左眼位置に向かう光が入射するシャッター６０を開く。これにより、複数のシャッター部４２のそれぞれは、対応する観視位置の観視者に対して表示するべき左眼用画像を、その観視者の左眼のみに与え、その観視者の右眼には与えないことができる。
【００６４】
さらに、複数のシャッター部４２のそれぞれは、表示パネル２０が他のシャッター部４２に対応する観視位置に向けた右眼用画像および左眼用画像を表示するタイミングにおいて、それぞれのシャッター部４２に対応する観視者の右眼位置および左眼位置に向かう光が入射するシャッター６０を閉じる。これにより、複数のシャッター部４２のそれぞれは、対応する観視位置の観視者以外に表示するべき右眼用画像および左眼用画像を、その観視者の右眼および左眼には与えないことができる。
【００６５】
以上のようなタイミングによりシャッター６０の開閉および表示を制御することにより、表示装置１０は、専用のメガネを装着していない複数の観視者のそれぞれに対して、互いに異なる立体像を提供することができる。
【００６６】
図８は、本実施形態に係るバックライト部２２の構成の一例を示す。バックライト部２２は、一例として、下記の文献１に記載された光源を適用した構成であってもよい。
【００６７】
文献１ Adrian Travis, Tim Large, Neil Emerton, and Steven Bathiche、"Collimated light from a waveguide for a display backlight"、OPTICS EXPRESS 19719、Vol. 17,No.22、２００９年
【００６８】
文献１に記載された光源が適用されたバックライト部２２は、一例として、薄板状の照射導光部８２と、少なくとも１つの光源５０とを有する。少なくとも１つの光源５０は、照射導光部８２の１つの側部から、照射導光部８２の内部へと光を入射する。
【００６９】
照射導光部８２は、光源５０から内部へ入射された光を一方の主面から当該主面に対して垂直に光を射出する。このようなバックライト部２２は、表示パネル２０の裏面に対して均一な平行光を射出することができる。
【００７０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００７１】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００７２】
１０ 表示装置、２０ 表示パネル、２２ バックライト部、２４ シャッターパネル、２６ プリズムパネル、２８ 垂直方向拡散板、３０ 光学部、３２ シャッター制御部、３４ 表示制御部、３６ バックライトパネル、３８ コリメータレンズパネル、４２ シャッター部、４４ フレネルプリズム、４６ レンチキュラレンズ、４８ レンズ、５０ 光源、５２ コリメータレンズ、５４ プリズム、６０ シャッター、７０ 開口、８２ 照射導光部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の観視位置に向けて画像を表示する表示装置であって、
画像を表示する表示パネルと、
前記表示パネルの裏面に平行光を照射するバックライト部と、
前記バックライト部および前記表示パネルの間の光路上において、複数の観視位置のそれぞれに対応して設けられ、それぞれが対応する観視位置の方向へ前記平行光を屈折させる複数のフレネルプリズムと、
前記バックライト部および前記表示パネルの間の光路上において、前記複数のフレネルプリズムのそれぞれに対応して設けられた複数のシャッター部と、
前記複数のシャッター部のそれぞれおよび前記複数のフレネルプリズムのそれぞれを通過した光を、それぞれのフレネルプリズムに対応する観視位置へと集光する光学部と、
を備え、
前記複数のシャッター部のそれぞれは、前記表示パネルの水平方向の各位置において光を通過または遮断する複数のシャッターを有する
表示装置。
【請求項２】
前記複数のフレネルプリズムのそれぞれは、前記表示パネルの水平方向に延伸した帯状であって、他の観察位置の方向へ前記平行光を屈折させる他のフレネルプリズムが垂直方向に隣接して設けられる
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記光学部は、レンチキュラレンズである
請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記レンチキュラレンズは、レンズ間のピッチが、前記複数のフレネルプリズムのそれぞれにおけるプリズム間のピッチと同一である
請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記複数のフレネルプリズムは、前記バックライト部および前記複数のシャッター部の間に配置される請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記複数のフレネルプリズムは、前記複数のシャッター部および前記表示パネルの間に配置される請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記バックライト部は、
前記表示パネルの水平方向に配列された複数の光源と、
前記複数の光源のそれぞれに対応して設けられ、それぞれが対応する光源からの光を平行光とする複数のコリメータレンズと、
を有する
請求項１から６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記バックライト部は、
薄板状の照射導光部と、
前記照射導光部の１つの側部から、前記照射導光部の内部へと光を入射する光源と、
を有し、
前記照射導光部は、前記光源から内部へ入射された光を一方の主面から当該主面に対して垂直に光を射出する
請求項１から６の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記複数のシャッター部から出射する光を前記表示パネルの垂直方向に拡散する垂直方向拡散板を更に備える請求項１から８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記表示パネルは、当該表示パネルを観視位置から観視する観視者の、右眼に対応するべき右眼位置に向けて表示する右眼用画像と、左眼に対応するべき左眼位置に向けて表示する左眼用画像とを、時分割で表示し、
前記複数のシャッター部のそれぞれは、
前記表示パネルが右眼用画像を表示するタイミングにおいて、それぞれのシャッター部に対応する観視者の右眼位置に向かう光が入射するシャッターを開き、左眼位置に向かう光が入射するシャッターを閉じ、
前記表示パネルが左眼用画像を表示するタイミングにおいて、それぞれのシャッター部に対応する観視者の右眼位置に向かう光が入射するシャッターを閉じ、左眼位置に向かう光が入射するシャッターを開く、
請求項１から９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記表示パネルは、当該表示パネルを観視位置から観視する観視者毎の、右眼に対応するべき右眼位置に向けて表示する複数の右眼用画像と、左眼に対応するべき左眼位置に向けて表示する複数の左眼用画像とを、時分割で表示し、
前記複数のシャッター部のそれぞれは、
前記表示パネルがそれぞれのシャッター部に対応する観視位置に向けた右眼用画像を表示するタイミングにおいて、それぞれのシャッター部に対応する観視者の右眼位置に向かう光が入射するシャッターを開き、左眼位置に向かう光が入射するシャッターを閉じ、
前記表示パネルがそれぞれのシャッター部に対応する観視位置に向けた左眼用画像を表示するタイミングにおいて、それぞれのシャッター部に対応する観視者の右眼位置に向かう光が入射するシャッターを閉じ、左眼位置に向かう光が入射するシャッターを開き、
前記表示パネルが他のシャッター部に対応する観視位置に向けた右眼用画像および左眼用画像を表示するタイミングにおいて、それぞれのシャッター部に対応する観視者の右眼位置および左眼位置に向かう光が入射するシャッターを閉じる、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１】
複数の観視位置に向けて画像を表示する表示装置であって、
画像を表示する表示パネルと、
前記表示パネルの裏面に平行光を照射するバックライト部と、
前記バックライト部および前記表示パネルの間の光路上において、複数の観視位置のそれぞれに対応して設けられ、それぞれが対応する観視位置の方向へ前記平行光を屈折させる複数のフレネルプリズムと、
前記バックライト部および前記表示パネルの間の光路上において、前記複数のフレネルプリズムのそれぞれに対応して設けられた複数のシャッター部と、
前記複数のシャッター部のそれぞれおよび前記複数のフレネルプリズムのそれぞれを通過した光を、それぞれのフレネルプリズムに対応する観視位置へと集光する光学部と、
を備え、
前記複数のシャッター部のそれぞれは、前記表示パネルの水平方向の各位置において光を通過または遮断する複数のシャッターを有する
表示装置。
【請求項２】
前記複数のフレネルプリズムのそれぞれは、前記表示パネルの水平方向に延伸した帯状であって、他の観察位置の方向へ前記平行光を屈折させる他のフレネルプリズムが垂直方向に隣接して設けられる
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記光学部は、レンチキュラレンズである
請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記レンチキュラレンズは、レンズ間のピッチが、前記複数のフレネルプリズムのそれぞれにおけるプリズム間のピッチと同一である
請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記複数のフレネルプリズムは、前記バックライト部および前記複数のシャッター部の間に配置される請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記複数のフレネルプリズムは、前記複数のシャッター部および前記表示パネルの間に配置される請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記バックライト部は、
前記表示パネルの水平方向に配列された複数の光源と、
前記複数の光源のそれぞれに対応して設けられ、それぞれが対応する光源からの光を平行光とする複数のコリメータレンズと、
を有する
請求項１から６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記バックライト部は、
薄板状の照射導光部と、
前記照射導光部の１つの側部から、前記照射導光部の内部へと光を入射する光源と、
を有し、
前記照射導光部は、前記光源から内部へ入射された光を一方の主面から当該主面に対して垂直に光を射出する
請求項１から６の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記複数のシャッター部から出射する光を前記表示パネルの垂直方向に拡散する垂直方向拡散板を更に備える請求項１から８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記表示パネルは、当該表示パネルを観視位置から観視する観視者の、右眼に対応するべき右眼位置に向けて表示する右眼用画像と、左眼に対応するべき左眼位置に向けて表示する左眼用画像とを、時分割で表示し、
前記複数のシャッター部のそれぞれは、
前記表示パネルが右眼用画像を表示するタイミングにおいて、それぞれのシャッター部に対応する観視者の右眼位置に向かう光が入射するシャッターを開き、左眼位置に向かう光が入射するシャッターを閉じ、
前記表示パネルが左眼用画像を表示するタイミングにおいて、それぞれのシャッター部に対応する観視者の右眼位置に向かう光が入射するシャッターを閉じ、左眼位置に向かう光が入射するシャッターを開く、
請求項１から９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記表示パネルは、当該表示パネルを観視位置から観視する観視者毎の、右眼に対応するべき右眼位置に向けて表示する複数の右眼用画像と、左眼に対応するべき左眼位置に向けて表示する複数の左眼用画像とを、時分割で表示し、
前記複数のシャッター部のそれぞれは、
前記表示パネルがそれぞれのシャッター部に対応する観視位置に向けた右眼用画像を表示するタイミングにおいて、それぞれのシャッター部に対応する観視者の右眼位置に向かう光が入射するシャッターを開き、左眼位置に向かう光が入射するシャッターを閉じ、
前記表示パネルがそれぞれのシャッター部に対応する観視位置に向けた左眼用画像を表示するタイミングにおいて、それぞれのシャッター部に対応する観視者の右眼位置に向かう光が入射するシャッターを閉じ、左眼位置に向かう光が入射するシャッターを開き、
前記表示パネルが他のシャッター部に対応する観視位置に向けた右眼用画像および左眼用画像を表示するタイミングにおいて、それぞれのシャッター部に対応する観視者の右眼位置および左眼位置に向かう光が入射するシャッターを閉じる、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１３３０２４（Ｐ２０１２−１３３０２４Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８３５８９（Ｐ２０１０−２８３５８９）
【出願日】平成２２年１２月２０日（２０１０．１２．２０）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２０日（２０１０．１２．２０）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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