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1. WO2013125466 - 表示装置

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明 細 書

発明の名称 表示装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

発明の開示

0004   0005   0006   0007   0008   0009  

図面の簡単な説明

0010  

発明を実施するための形態

0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096  

産業上の利用可能性

0097  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

明 細 書

発明の名称 : 表示装置

技術分野

[0001]
 本発明は、3次元表示用の画像を表示する表示パネルと、遮光部を有するスリット画像を表示するスリット表示用液晶パネルとを備え、前記表示パネルに表示される画像を3次元画像として視認可能な表示装置に関する。

背景技術

[0002]
 3次元表示用の画像を表示する表示パネルと遮光部を有するスリット画像を表示するスリット表示用液晶パネルとを備え、前記表示パネルに表示される画像を3次元画像として視認可能な表示装置が知られている。このような表示装置では、例えば特開2011-18049号公報に開示されるように、イメージ表示パネル(表示パネル)に表示されるイメージ(3次元表示用の画像)と、分割バリア(スリット画像)とを組み合わせることにより、イメージ表示パネルに表示されたイメージを左眼用画像と右眼用画像とに光学的に分離することができる。これにより、イメージ表示パネルに表示されたイメージは、視認者に3次元画像として視認される。
[0003]
 また、前記特開2011-18049号公報に開示されている構成では、視認者の目の位置及び座標を抽出し、該視認者の視野角の変更に応じて、分割バリアの遮光部の表示位置を移動させる。このような遮光部の表示位置の移動は、分割バリアを表示させる分割バリア電極に対して、電圧印加のオン及びオフを制御することにより実現可能である。

発明の開示

[0004]
 前記特開2011-18049号公報に開示されている構成のように、視認者の視認位置に応じてスリット画像の遮光部を移動させる構成の場合、該スリット画像を表示する液晶に対する電圧の印加時と非印加時とで液晶の応答特性が異なる場合がある。そうすると、スリット画像の遮光部の表示位置を変更するように前記液晶に対して電圧の印加と非印加とを切り替える際に、表示装置の表示画面の輝度が低下する輝度フリッカーが生じやすい。
[0005]
 これに対し、前記特開2011-18049号公報に開示されている構成では、スリット画像を表示する液晶に対して印加する電圧を調整することにより、上述のような輝度フリッカーが生じないようにしている。
[0006]
 しかしながら、このような構成では、スリット画像の遮光部の表示位置を移動させる際に液晶に電圧が印加される部分と液晶に電圧が印加されていない部分とで透過率特性が同等になるように、液晶に印加する電圧を調整する必要がある。そうすると、電極毎に印加する電圧を制御する必要があり、複雑な制御回路が必要になる。
[0007]
 そのため、本発明の目的は、視認者の視認位置に応じてスリット画像の遮光部の表示位置を変更可能な表示装置において、スリット画像の遮光部の表示位置を変更した際に表示画面の輝度変化が抑制される構成を、簡単な構成によって実現することにある。
[0008]
 本発明の一実施形態に係る表示装置は、3次元表示用の画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルに表示された画像が視認者に3次元画像として視認されるように、前記表示パネルの視認側または背面側で、遮光部を有するスリット画像を表示するスリット表示用液晶パネルと、前記表示パネルの背面側に配置される光源部と、前記表示パネルの視認側における前記視認者の視認位置の変化を検出する視認位置検出部と、前記スリット表示用液晶パネルにおける前記スリット画像の表示を制御するスリット表示制御部と、前記光源部の駆動を制御する光源制御部とを備え、前記スリット表示制御部は、前記視認位置検出部によって前記視認者の視認位置の変化が検出された際に、該視認位置の変化に応じて、前記スリット表示用液晶パネルで表示する前記遮光部の表示位置を変更するように構成され、前記光源制御部は、前記視認位置検出部によって前記視認者の視認位置の変化が検出された際に、視認者が視認する画像の輝度変化が抑制されるように、前記光源部の輝度を変化させる。
[0009]
 本発明の一実施形態に係る表示装置によって、スリット画像の遮光部の表示位置を変更した際に表示画面の輝度変化が抑制される構成を、簡単な構成によって実現することができる。

図面の簡単な説明

[0010]
[図1] 図1は、実施形態に係る表示装置の全体構成を模式的に示す図である。
[図2] 図2は、メインパネル、スイッチパネル及びバックライトの積層構造を簡略化して示す断面図である。
[図3] 図3は、スイッチパネルの概略構成を示す図である。
[図4] 図4は、スイッチパネルの一方の基板に設けられた電極の構成を簡略化して示す平面図である。
[図5] 図5は、スイッチパネルの他方の基板に設けられた電極の構成を簡略化して示す平面図である。
[図6] 図6は、メインパネル、スイッチパネル及びバックライトの積層構造において、スイッチパネルに視差バリアを形成したときの一例を示す断面図である。
[図7] 図7は、メインパネル、スイッチパネル及びバックライトの積層構造において、スイッチパネルに視差バリアを形成したときの一例を示す断面図である。
[図8] 図8は、メインパネル、スイッチパネル及びバックライトの積層構造において、スイッチパネルに視差バリアを形成したときの一例を示す断面図である。
[図9] 図9は、メインパネル、スイッチパネル及びバックライトの積層構造において、スイッチパネルに視差バリアを形成したときの一例を示す断面図である。
[図10] 図10は、図6に示す状態から図7に示す状態に変化する際に、各電極に印加する電圧及びバックライトの輝度のパターンをそれぞれ示すタイムチャートである。
[図11] 図11は、図6に示す状態から図8に示す状態に変化する際に、各電極に印加する電圧及びバックライトの輝度のパターンをそれぞれ示すタイムチャートである。
[図12] 図12は、実施形態2に係る表示装置の図1相当図である。

発明を実施するための形態

[0011]
 本発明の一実施形態に係る表示装置は、3次元表示用の画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルに表示された画像が視認者に3次元画像として視認されるように、前記表示パネルの視認側または背面側で、遮光部を有するスリット画像を表示するスリット表示用液晶パネルと、前記表示パネルの背面側に配置される光源部と、前記表示パネルの視認側における前記視認者の視認位置の変化を検出する視認位置検出部と、前記スリット表示用液晶パネルにおける前記スリット画像の表示を制御するスリット表示制御部と、前記光源部の駆動を制御する光源制御部とを備え、前記スリット表示制御部は、前記視認位置検出部によって前記視認者の視認位置の変化が検出された際に、該視認位置の変化に応じて、前記スリット表示用液晶パネルで表示する前記遮光部の表示位置を変更するように構成され、前記光源制御部は、前記視認位置検出部によって前記視認者の視認位置の変化が検出された際に、視認者が視認する画像の輝度変化が抑制されるように、前記光源部の輝度を変化させる(第1の構成)。
[0012]
 上記の構成では、視認位置検出部で検出される視認者の視認位置の変化に応じて、スリット表示用液晶パネルで表示される遮光部の表示位置を変更することができる。これにより、視認者の視認位置が変化した場合でも、視認者は表示パネルに表示された画像を3次元画像として視認することが可能になる。そして、視認者の視認位置が変化した際に、光源制御部が、視認者が視認する画像の輝度変化が抑制されるように、光源部の輝度を変化させることで、スリット画像の遮光部の表示位置変更の際に表示画面に生じる輝度フリッカーを低減することが可能になる。
[0013]
 前記第1の構成において、前記光源制御部は、前記視認位置検出部によって前記視認者の視認位置の変化が検出された際に、視認者が視認する画像の輝度が一定になるように、前記光源部の輝度を変化させる(第2の構成)。
[0014]
 これにより、視認者の視認位置の変化に伴ってスリット表示用液晶パネルに表示する遮光部の表示位置を変更する場合に、表示画面で輝度フリッカーが発生するのをより確実に低減することができる。
[0015]
 前記第1または第2の構成において、前記スリット表示用液晶パネルは、液晶に所定の電圧を印加した部分に、前記遮光部が表示されるように構成されていて、前記光源制御部は、前記視認位置検出部によって前記視認者の視認位置の変化が検出された際に、前記光源部の輝度を増大させるように構成される(第3の構成)。
[0016]
 液晶に所定の電圧が印加されていない状態で透過率が最大になる液晶パネルの場合には、視認者の視認位置が変化してスリット表示用液晶パネルで表示される遮光部の表示位置が変更される際に、該スリット表示用液晶パネルの表示画面の輝度が低下する。この場合、上述の構成のように、光源部の輝度を増大させることにより、視認者が視認する画像の輝度の低下を防止できる。
[0017]
 前記第1または第2の構成において、前記スリット表示用液晶パネルは、液晶に所定の電圧を印加した部分以外に、前記遮光部が表示されるように構成されていて、前記光源制御部は、前記視認位置検出部によって前記視認者の視認位置の変化が検出された際に、前記光源部の輝度を減少させるように構成される(第4の構成)。
[0018]
 液晶に所定の電圧が印加されていない状態で透過率が最小になる液晶パネルの場合には、視認者の視認位置が変化してスリット表示用液晶パネルで表示される遮光部の表示位置が変更される際に、該スリット表示用液晶パネルの表示画面の輝度が増大する。この場合、上述の構成のように、光源部の輝度を減少させることにより、視認者が視認する画像の輝度の増大を防止できる。
[0019]
 前記第1から第4の構成のうちいずれか一つの構成において、前記スリット表示制御部は、前記視認位置検出部によって検出される前記視認者の視認位置の変化量に応じて、前記スリット表示用液晶パネルで表示する前記遮光部の表示位置の変化量を変えるように構成され、前記光源制御部は、前記視認位置検出部によって検出される前記視認者の視認位置の変化量に応じて、前記光源部の輝度の変化量を変えるように構成される(第5の構成)。
[0020]
 こうすることで、視認者の視認位置の変化量に応じて、スリット表示用液晶パネルに表示される遮光部の表示位置の変化量が変わるため、視認位置がどのように変化しても視認者は3次元画像をより確実に視認することができる。しかも、光源部の輝度の変化量も、視認者の視認位置の変化量に応じて変わるため、輝度フリッカーの発生をより確実に防止することができる。
[0021]
 前記第1から第5の構成のうちいずれか一つの構成において、前記スリット表示用液晶パネルの周囲の温度を測定する温度センサをさらに備え、前記光源制御部は、前記温度センサの測定結果に応じて、前記光源部の輝度を変化させる時間を変えるように構成される(第6の構成)。
[0022]
 これにより、スリット表示用液晶パネルの周囲の温度が変化して、該スリット表示用液晶パネルの液晶の応答特性が変化した場合でも、その応答特性に合わせて、光源部の輝度を増大させる時間を変更することができる。よって、スリット表示用液晶パネルの周囲の温度が変化した場合でも、視認者の視認位置が変化した際に表示画面で輝度フリッカーが発生するのをより確実に防止できる。
[0023]
 前記第1から第6の構成のうちいずれか一つの構成において、前記スリット表示用液晶パネルは、対向して配置される一対の基板と、前記一対の基板の間に配置される液晶層とを備え、前記一対の基板の対向する面上には、それぞれ、複数の電極群が設けられ、前記複数の電極群は、前記各基板上に交互に並ぶように設けられるとともに、前記一対の基板を重ね合わせた状態で、該基板の厚み方向から見て、該一対の基板にそれぞれ設けられた電極群同士の一部が重なるように設けられる(第7の構成)。
[0024]
 これにより、一対の基板の対向する面上にそれぞれ形成された複数の電極群に対し、スリット画像を表示するための電圧を印加する電極群を変化させることにより、スリット表示用液晶パネルに表示される遮光部の表示位置を変更することができる。すなわち、上述の構成により、遮光部の表示位置を変更可能な液晶表示パネルが得られる。
[0025]
 前記第1から第7の構成のうちいずれか一つの構成において、前記スリット表示用液晶パネルは、TN液晶パネルである(第8の構成)。TN液晶の場合、液晶に所定の電圧が印加された状態(以下、ON状態という)と、液晶に該所定の電圧が印加されていない場合(以下、OFF状態という)とで液晶の応答特性が大きく異なる。具体的には、TN液晶をOFF状態にする方が、TN液晶をON状態にする場合よりも応答速度が遅い。そのため、ON状態で光散乱状態になるTN液晶の場合、該TN液晶のON状態またはOFF状態を部分的に切り替えて遮光部の表示位置を変更する際に、一瞬、画面全体が暗くなってしまう。すなわち、TN液晶の場合には、遮光部の表示位置を変更する際に輝度フリッカーが生じやすい。このようなTN液晶をスリット表示用のパネルとして用いた場合でも、上述の第1から第4の構成を適用することにより、効果的に輝度フリッカーを低減することができる。
[0026]
 以下、表示装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
[0027]
 [実施形態1]
 (全体構成)
 図1に、本発明の実施形態1に係る表示装置1の概略構成を示す。この図1に示すように、表示装置1は、メインパネル2と、スイッチパネル3と、バックライト4と、メインパネル駆動制御部5と、スイッチパネル駆動制御部6と、バックライト制御部7と、視認位置検出部8とを備える。表示装置1は、例えば、PDA(Personal Digital Assistant)等の携帯情報端末、ゲーム機、デスクトップ型パソコン、ラップトップ型パソコン、家庭用テレビ、車載用テレビ等に用いられる。
[0028]
 メインパネル2(表示パネル)は、カラー画像を表示可能な液晶パネルである。メインパネル2は、図2に示すように、対向基板11と、アクティブマトリクス基板12と、該対向基板11とアクティブマトリクス基板12との間に形成される液晶層13とを備える。なお、特に図示しないが、対向基板11及びアクティブマトリクス基板12の外側の面上には、それぞれ、偏光板が設けられている。
[0029]
 アクティブマトリクス基板12は、ガラス基板等の透明基板上に、複数のTFT(Thin Film Transistor;薄膜トランジスタ、図示省略)、画素電極及び複数の配線(ソース配線、ゲート配線等)などが設けられたものである。なお、TFTの構成は、従来と同じであるため、詳しい説明を省略する。
[0030]
 図示しない画素電極は、透明電極であり、例えばITO(インジウム錫酸化物)等の透光性を有する導電性材料によって形成されている。この画素電極によって、画像表示の一単位となる画素21(図6から図9参照)が規定される。各画素21は、図6から図9に示すように、RGBの3色のサブ画素(赤色画素(R画素)22R、緑色画素(G画素)22G及び青色画素(B画素)22B)を備える。
[0031]
 アクティブマトリクス基板12において、上述の画素21が形成されている領域が、メインパネル2の表示領域2a(図1参照)である。
[0032]
 特に図示しないが、TFTのソース電極、ゲート電極及びドレイン電極は、ソース配線、ゲート配線、画素電極にそれぞれ接続されている。ゲート配線及びソース配線を介してTFTに信号を入力し、該TFTを駆動する点は、従来の液晶表示装置と同じであるため、詳しい説明を省略する。
[0033]
 対向基板11は、ガラス基板等の透明基板上に、ITO等の透明導電膜からなる対向電極などが設けられたものである。また、対向基板11には、RGBのカラーフィルタが設けられている。この対向基板11に設けられたRGBのカラーフィルタに対応して、図6から図9に示すように、各画素21のRGBのサブ画素22R,22G,22Bが形成される。本実施形態では、図6から図9に示すように、RGBのサブ画素22R,22G,22Bは、メインパネル2の表示領域2aの一方向(図1の横方向)に並んでいる。
[0034]
 また、メインパネル2には、表示領域2aにおいて、視認者の右眼に映る画像(以下、右眼用画像という)を表示するサブ画素22aと、視認者の左眼に映る画像(以下、左眼用画像という)を表示するサブ画素22bとが前記一方向に交互に並んでいる。サブ画素22a,22bは、それぞれ、メインパネル2の表示領域2aに列状に形成されている。これにより、メインパネル2の表示領域2aには、右眼用画像を表示するサブ画素22aの列と、左眼用画像を表示するサブ画素22bの列とが、前記一方向に交互に並んでいる。すなわち、サブ画素22a,22bの各列は、メインパネル2の表示領域2aに、ストライプ状に並んで設けられている。
[0035]
 以上の構成により、図6から図9に示すように、サブ画素は、メインパネルの表示領域2aに、横方向にRGBの順で並ぶとともに、右眼用画像を表示するサブ画素22aと左眼用画像を表示するサブ画素22bとが交互に並んでいる。
[0036]
 メインパネル駆動制御部5は、メインパネル2を駆動制御するように構成されている。具体的には、図1に示すように、メインパネル駆動制御部5は、ゲートドライバ31と、ソースドライバ32と、表示制御部33とを備える。
[0037]
 ゲートドライバ31には、複数のゲート線34が接続されている。各ゲート線34は、他端側がアクティブマトリクス基板12のTFTのゲート電極に接続されている。各ゲート線34は、ゲートドライバ32から出力される走査信号を、アクティブマトリクス基板12のTFTに伝送する。よって、ゲートドライバ32から出力される走査信号によって、TFTが駆動制御される。
[0038]
 ソースドライバ32には、複数のソース線35が接続されている。各ソース線35は、他端側がアクティブマトリクス基板12のTFTのソース電極に接続されている。各ソース線35は、ソースドライバ32から出力される表示信号を、アクティブマトリクス基板12に伝送する。アクティブマトリクス基板12のTFTが駆動状態で該TFTに表示信号が入力されると、該表示信号に応じた電荷が、TFTに電気的に接続された電荷蓄積容量(図示省略)に蓄積される。この電荷蓄積容量は、アクティブマトリクス基板12に形成された前記画素電極と、対向基板11に形成された前記対向電極と、該画素電極と対向電極との間に位置する液晶層13とによって形成される。上述のように、表示信号に応じた電荷を電荷蓄積容量に蓄積することにより、各サブ画素で表示される色の階調を制御することができる。これにより、メインパネル2に画像を表示することができる。
[0039]
 表示制御部33は、表示データ信号及びタイミング制御信号に基づいて、画像を表示する際に必要な各種信号を生成して、ゲートドライバ31及びソースドライバ32に出力する。すなわち、表示制御部33は、メインパネル2に画像を表示する際に必要な各種信号を生成して出力する。
[0040]
 スイッチパネル3(スリット表示用液晶パネル)は、メインパネル2と同様、液晶パネルである。本実施形態のスイッチパネル3は、液晶に特定電圧(後述)が印加されていない状態で透過率が最大になる、いわゆるノーマリーホワイトの液晶パネルである。スイッチパネル3は、図2に示すように、一対の基板41,42と、これらの一対の基板間に配置される液晶層43とを備える。基板41,42は、例えばガラス基板等である。なお、特に図示しないが、スイッチパネル3の基板41,42の外側の面上には、それぞれ、偏光板が設けられている。
[0041]
 図3に示すように、一対の基板41,42には、それぞれ、互いに対向する面上に電極44,47が設けられている。電極44,47は、例えばインジウム酸化錫膜(ITO膜)等の透明な導電膜によって形成される。電極44,47は、それぞれ、スイッチパネル駆動制御部6に電気的に接続されている。なお、図3~図5に示す図は、説明簡略化のために、基板41,42及び電極44,47を簡略化して示したものであり、基板41,42及び電極44,47の構成は図3~図5に示す構成に限定されない。
[0042]
 電極44は、図4に示すように、櫛歯状の第1電極群45(電極群)と、同様に櫛歯状の第2電極群46(電極群)とを備える。第1電極群45は、複数の電極本体部45aと、電極本体部45a,45a同士を連結する連結電極45bとを備える。第2電極群46は、複数の電極本体部46aと、電極本体部46a,46a同士を連結する連結電極46bとを備える。なお、図4は、基板41を図3の上方から見た図である。そのため、図4では、基板41の裏側表面上に形成される電極44を破線で示す。
[0043]
 複数の電極本体部45a,46aは、それぞれ、略長方形状に形成されていて、互いに平行になるように基板41の一方向に並んで設けられている。また、電極本体部45aと電極本体部46aとは、基板41の一方向に交互に並んでいる。
[0044]
 第1電極群45における複数の電極本体部45aは、例えば図6に示すように、隣り合う2つの電極本体部45aにおいて、一方の電極本体部45aの中心と他方の電極本体部45aの中心との間隔がサブ画素2つ分の長さになるように、設けられている。同様に、第2電極群46における複数の電極本体部46aも、隣り合う2つの電極本体部46aにおいて、一方の電極本体部46aの中心と他方の電極本体部46aの中心との間隔がサブ画素2つ分の長さになるように、設けられている。また、電極本体部45a,46aは、隣り合う電極本体部45a,46aにおいて、電極本体部45aの中心と電極本体部46aの中心との間隔が、サブ画素1つ分の長さになるように、設けられている。
[0045]
 図4に示すように、連結電極45bは、複数の電極本体部45aを、基板41における一辺側で連結するように、基板41上に設けられている。これにより、第1電極群45は、櫛歯状に形成される。連結電極46bは、複数の電極本体部46aを、基板41における前記一辺とは対向する他辺側(連結電極45bとは反対側)の位置で連結するように、基板41上に設けられている。これにより、第2電極群46も櫛歯状に形成される。
[0046]
 以上の構成により、図4に示すように、基板41上に、第1電極群45及び第2電極群46は、第1電極群45の電極本体部45aと第2電極群46の電極本体部46aとが一方向に交互に並ぶように、位置付けられる。
[0047]
 第1電極群45及び第2電極群46には、それぞれ、端子部45c,46cが形成されている。これらの端子部45c,46cには、後述するスイッチパネル駆動制御部6が電気的に接続される。
[0048]
 図5に示すように、基板42上に設けられた電極47も、電極44と同様、櫛歯状の第1電極群48(電極群)と、同じく櫛歯状の第2電極群49(電極群)とを備える。第1電極群48及び第2電極群49も、上述の第1電極群45及び第2電極群46と同様、それぞれ、複数の電極本体部48a,49a(電極本体)と、電極本体部48a,49a同士を連結する連結電極48b,49bとを備える。
[0049]
 電極本体部48a,49aは、電極44の電極本体部45a,46aと同様、それぞれ、略長方形状に形成されていて、互いに平行になるように基板42の一方向に並んで設けられている。また、電極本体部48aと電極本体部49aとは、基板42の一方向に交互に並んでいる。
[0050]
 電極本体部48a,49aは、基板41,42を重ね合わせた状態で、該基板41,42の厚み方向から見て、基板41の電極44の電極本体部45a,46aと重なるように設けられている。詳しくは、図3に示すように、電極本体部48a,49aは、基板41,42を重ね合わせた場合に、基板41に設けられた電極本体部45a,46aに対して、電極本体部48a,49aの並び方向に重なるように設けられている。また、電極本体部48a,49aと電極本体部45a,46aとが重なる範囲は、電極本体部48a,49aの並び方向に該電極本体部48a,49aの略半分の範囲である。
[0051]
 これにより、図3に示すように、基板41に設けられた電極44は、該基板41の厚み方向から見て、電極本体部45a,46aが、複数の電極本体部48a,49aに重なるように設けられている。また、基板42に設けられた電極47は、該基板42の厚み方向から見て、電極本体部48a,49aが、複数の電極本体部45a,46aに重なるように設けられている。
[0052]
 第1電極群48における複数の電極本体部48aは、隣り合う2つの電極本体部48aにおいて、一方の電極本体部48aの中心と他方の電極本体部48aの中心との間隔がサブ画素2つ分の長さになるように、設けられている。同様に、第2電極群49における複数の電極本体部49aも、隣り合う2つの電極本体部49aにおいて、一方の電極本体部49aの中心と他方の電極本体部49aの中心との間隔がサブ画素2つ分の長さになるように、設けられている。また、電極本体部48a,49aは、隣り合う電極本体部48a,49aに対し、該電極本体部48a,49aの並び方向の中心同士の間隔が、サブ画素1つ分の長さになるように、設けられている。
[0053]
 電極本体部48a,49a及び連結電極48b,49bの上記以外の構成は、上述の電極44における電極本体部45a,46a及び連結電極45b,46bと同様である。よって、電極本体部48a,49a及び連結電極48b,49bに関する詳しい説明を省略する。
[0054]
 第1電極群48及び第2電極群49にも、それぞれ、端子部48c,49cが形成されている。これらの端子部48c,49cには、後述するスイッチパネル駆動制御部6が電気的に接続される。
[0055]
 図2に示す液晶層43の液晶には、例えばTN(Twisted Nematic)液晶を用いる。このように、液晶層43の液晶としてTN液晶を用いた場合、高いコントラストを有するスリット画像を形成することが可能になる。
[0056]
 図1に示すスイッチパネル駆動制御部6(スリット表示制御部)は、スイッチパネル3の一対の基板41,42上に形成された電極44,47に対して印加する電圧を制御する。スイッチパネル駆動制御部6は、スイッチパネル3の電極44,47に所定の電圧(例えば5V)を印加することにより、該スイッチパネル3に、メインパネル2に表示された画像が視認者からみて3次元画像として視認されるようなスリット画像を表示させる。詳しくは後述するように、スイッチパネル駆動制御部6は、基板41,42上の第1電極群45,第1電極群48、第2電極群46及び第2電極群49のいずれか一つに電圧を印加する。これにより、スイッチパネル3の液晶層43に対して後述する特定電圧(所定の電圧)が印加される部分と該特定電圧が印加されない部分とがストライプ状に存在する。本実施形態では、図6から図9に示すように、液晶層43に特定電圧が印加される部分が遮光部61になる一方、液晶層43に特定電圧が印加されない部分がスリット部62になる。また、後述するように、スイッチパネル駆動制御部6は、視認者の視認方向に応じて、スイッチパネル3に表示される遮光部61の位置を変更することができる。スイッチパネル駆動制御部6の詳しい動作については後述する。
[0057]
 上述のように、スイッチパネル3にスリット状の遮光部61を表示することで、該スイッチパネル3に、スリット部62と遮光部61とが交互にストライプ状に並ぶ視差バリア60が形成される。視認者が、メインパネル2に表示される右眼用画像及び左眼用画像の合成画像を、スイッチパネル3に表示された上述の視差バリア60を介して見ることにより、視認者の右眼には右眼用画像のみが映り、視認者の左眼には左眼用画像のみが映る。これにより、視認者は、メインパネル2に表示される画像を、3次元画像として視認することができる。
[0058]
 図1及び図2に示すように、メインパネル3の背面側には、バックライト4(光源部)が配置されている。バックライト4は、メインパネル3に対して背面側から光を照射することにより、表示装置1の視認側に位置する視認者がメインパネル3に表示される画像を視認することができる。なお、バックライト4の構成は、従来の構成と同様なので、詳しい構成については説明を省略する。バックライト4は、例えば、エッジライト型、直下型、平面光源型等のいずれのタイプであってもよい。また、バックライト4の光源としては、例えば冷却陰管または発光ダイオード(LED)等を用いてもよい。
[0059]
 バックライト制御部7(光源制御部)は、バックライト4に対して信号を出力することにより、該バックライト4の輝度を調整する。図1に示すように、バックライト制御部7は、視認者の視認方向が変化した際に、バックライト4の輝度を変更する輝度補正部7aと、輝度を補正するための補正値が記憶された記憶部7bとを備える。バックライト制御部7の詳しい動作については後述する。
[0060]
 視認位置検出部8は、視認者を撮影するカメラ51と、該カメラ51によって得られた画像に基づいて視認者の視認位置を求める視認位置認識部52とを備える。カメラ51は、メインパネル2の表示領域2aに3次元用の画像が表示されている状態で、視認者の顔を常時撮影する。カメラ51として、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)カメラまたはCCD(Charge-Coupled Device)カメラ等を用いることができる。カメラ51は、例えば、表示装置1の筐体等に設置される。
[0061]
 カメラ51は、視認位置認識部52に対して、信号線によって接続されている。これにより、カメラ51で撮影された画像は、画像データとして視認位置認識部52に伝送される。
[0062]
 視認位置認識部52は、カメラ51によって撮影された視認者の顔を認識して、当該顔の位置情報を得る。視認位置認識部52は、例えば、パターン認識を利用することによって、視認者の顔の位置情報を得る。具体的には、視認位置認識部52では、カメラ51によって撮影された視認者の顔の画像に基づいて、視認者の両眼の位置(例えば両眼の瞳孔の位置)を認識する。そして、各眼の中心点同士を結ぶ線分の中点を、視認者の顔の横方向の中心として認識する。視認位置認識部52では、このようにして認識した顔の横方向の中心の位置が、所定の基準位置に対し、該横方向のどの位置に存在するかを検出することにより、現在の視認者の顔の横方向位置を特定する。所定の基準位置とは、例えば、表示装置1をその左右方向中央位置で視認者が視認する場合に、カメラ51によって撮影された画像内での視認者の位置である。
[0063]
 視認位置認識部52によって検出された視認者の顔の横方向位置は、視認者の視認位置に関する信号として、スイッチパネル駆動制御部6に入力される。これにより、スイッチパネル駆動制御部6では、視認者の視認位置に応じて、スイッチパネル3に表示される遮光部61の位置を変更することが可能になる。
[0064]
 (視認位置に応じたスイッチパネルの表示制御)
 次に、上述のような構成を有する表示装置1において、視認者の視認位置が変化した場合のスイッチパネル駆動制御部6及びバックライト制御部7の動作について説明する。
[0065]
 例えば、図6に示す位置に遮光部61が形成される場合を考える。この図6では、スイッチパネル3において、一方の基板41に形成された第1電極群45に特定電圧が印加される一方、他の電極群には、基準電圧が印加される。これにより、液晶層43内で第1電極群45に対応する位置に、遮光部61が形成される。
[0066]
 ここで、特定電圧は、基準電圧に対して逆位相の電圧である。基準電圧及び特定電圧は、例えば、最大値が5Vの矩形波等の交流電圧である。なお、本実施形態において、基準電圧及び特定電圧の交流電圧の周期は、例えば90Hzである。
[0067]
 次に、視認者の顔がメインパネル2の表示領域2aの横方向(図6の左右方向)に移動した場合、カメラ51によって得られた視認者の顔の画像に基づいて、視認位置認識部52が、視認者の顔の移動方向及び移動距離を算出する。具体的には、視認位置認識部52は、カメラ51によって得られた視認者の顔の画像の横方向位置が変化すると、その変化に基づいて、該視認者の顔の位置が変化した方向及び変化量を算出する。視認位置認識部52によって算出された視認者の顔の移動方向及び移動距離は、スイッチパネル駆動制御部6に信号として入力される。スイッチパネル駆動制御部6は、視認者の顔の移動方向及び移動距離に応じて、特定電圧を印加する電極群を変更する。
[0068]
 例えば、視認者の顔が図6の右側へ移動した場合には、スイッチパネル駆動制御部6は、遮光部61の位置を右側へ移動させるように(図7から図9参照)、特定電圧を印加する電極群を変更する。逆に、視認者の顔が図6の左側へ移動した場合には、遮光部61の位置を、図7から図9とは逆方向に移動させるように、特定電圧を印加する電極群を変更する。なお、遮光部61の位置を移動させる距離は、視認位置認識部52によって求められた視認者の顔の移動距離に応じて決められる。すなわち、遮光部61は、視認者の顔の位置に応じて、視認者が視差バリア60を介して3次元画像を視認可能な位置に設けられる。
[0069]
 以下で、図6から図9を用いて、例えば図6に示す位置から、図7~図9の各図に示す位置に遮光部61の位置を変更する場合に、スイッチパネル駆動制御部6によって、特定電圧を印加する電極群を変更する様子について説明する。
[0070]
 遮光部61の位置を図6から図7に示す位置に変更する場合、スイッチパネル駆動制御部6は、特定電圧を印加する電極群を、一方の基板41に形成された第1電極群45から、他方の基板42に形成された第1電極群48に変更する。この第1電極群48以外の電極群には、基準電圧が印加される。これにより、図7に示すように、遮光部61が形成される位置は、図6に比べて右側に移動する。このときの遮光部61の移動量は、図7の例では、サブ画素の横方向(電極本体部45a,46a,48a,49aの並び方向)の寸法の略半分に相当する長さである。
[0071]
 遮光部61の位置を図6から図8に示す位置に変更する場合、スイッチパネル駆動制御部6は、特定電圧を印加する電極群を、一方の基板41に形成された第1電極群45から、該基板41に形成された第2電極群46に変更する。この第2電極群46以外の電極群には、基準電圧が印加される。これにより、図8に示すように、遮光部61が形成される位置は、図6に比べて右側に移動する。このときの遮光部61の移動量は、図8の例では、サブ画素の前記横方向の寸法に相当する長さである。
[0072]
 遮光部61の位置を図6から図9に示す位置に変更する場合、スイッチパネル駆動制御部6は、特定電圧を印加する電極群を、一方の基板41に形成された第1電極群45から、他方の基板42に形成された第2電極群49に変更する。この第2電極群49以外の電極群には、基準電圧が印加される。これにより、図9に示すように、遮光部61が形成される位置は、図6に比べて右側に移動する。このときの遮光部61の移動量は、図9の例では、サブ画素の前記横方向の寸法の略1.5倍に相当する長さである。
[0073]
 図9よりもさらに右側へ遮光部61を移動させる場合には、図6に示すように、一方の基板41に形成された第1電極群45に特定電圧を印加すればよい。また、図6に対して遮光部61を左側へ移動させる場合にも、図7から図9のいずれかの場合を組み合わせることにより実現できる。すなわち、上述の図6から図9を組み合わせることにより、遮光部61を左右に移動させることができる。
[0074]
 図10に、上述の図6に示す状態から図7に示す状態に遮光部61を形成する位置を変更する場合に、各電極群に印加する電圧の変化を示す。図10に示すように、視認位置検出部8が視認者の視認位置の変更を検出した際(図中の破線)に、スイッチパネル駆動制御部6は、特定電圧を印加する電極群を、一方の基板41に形成された第1電極群45から、他方の基板42に形成された第1電極群48に変更する。
[0075]
 本実施形態のように液晶層13の液晶としてTN液晶等の応答速度が遅い液晶を用いた構成では、電位差を与えて液晶の状態を変化させる場合(例えば光透過状態から光散乱状態に変化させる場合)よりも、電位差をなくすことにより液晶の状態を変化させる場合(例えば液晶が光散乱状態から光透過状態になる場合)の方が液晶の応答速度が遅い。そのため、上述のように特定電圧を印加する電極群を変更する場合、スイッチパネル3が瞬間的に暗くなり、視認者に違和感を与える。
[0076]
 本実施形態では、図10に示すように、バックライト制御部7の輝度補正部7aは、視認者の視認位置の変更を検出した際(図10中の破線)に、バックライト4の輝度を一時的に明るくする。すなわち、輝度補正部7aは、視認者が視認する表示装置1の表示画面の明るさが一定になるように、スイッチパネル3の輝度の低下に応じてバックライト4の輝度を増大させる。これにより、スイッチパネル3において特定電圧を印加する電極群を切り替えた際に、画面の明るさがほとんど変わらないため、視認者に違和感を与えるのを防止できる。
[0077]
 ここで、バックライト制御部7は、バックライト4に対してPWM信号を出力して、該PWM信号のデューティ比によって明るさを制御している。輝度補正部7aは、視認者の視認位置が変更された際に、PWM信号のデューティ比を増大させることにより、バックライト4の輝度を一時的に増大させる。なお、特に図示しないが、PWM信号は、バックライト4を制御するためのバックライト制御装置に入力される。バックライト制御装置にPWM信号が入力されると、該バックライト制御装置がバックライト4に流れる電流を制御することにより、該バックライト4の輝度を調整する。
[0078]
 なお、バックライト制御部7では、スイッチパネル3において特定電圧を印加する電極群を切り替えた際にバックライト4の輝度調整を行うための補正値が、記憶部7bに記憶されている。すなわち、バックライト制御部7には、スイッチパネル3の液晶層13の液晶の応答特性に応じたバックライト4の輝度の補正値が予め記憶されている。図10の例では、補正値は、バックライト4の輝度が、時間経過とともに、液晶の応答特性に応じて曲線状に変化するように設定される。輝度補正部7aは、この補正値を用いて、スイッチパネル3において特定電圧を印加する電極群を切り替えた際に、バックライト4の輝度調整を行う。すなわち、輝度補正部7aは、視認位置認識部52から出力された視認者の顔の移動方向及び移動距離に関する信号に応じて、記憶部7bから補正値を読み出して、該補正値に基づいてバックライト4のPWM信号のデューティ比を増大させる補正を行う。なお、前記記憶部に記憶されている補正値は、数値であってもよいし、数式等であってもよい。
[0079]
 (実施形態1の効果)
 この実施形態1では、視認者の視認位置の変化に応じてスイッチパネル3に表示される遮光部61の位置を変更する際に、表示装置1の表示画面の輝度が一定になるように、バックライト制御部7によって、バックライト4の輝度を調整する。これにより、視認者の視認位置が変化してスイッチパネル3に表示される遮光部61の表示位置が変わった場合でも、視認者に違和感を与えるのを防止できる。
[0080]
 (実施形態1の変形例)
 図11に、上述の実施形態に係る表示装置1のスイッチパネル3において、図6から図8の状態に遮光部61の位置を変更した場合に、各電極群に印加する電圧及びバックライト4の輝度の一例を示す。
[0081]
 図6から図8の状態に遮光部61の位置を変更する場合には、図6から図7の状態に遮光部61の位置を変更する場合に比べて、液晶が光散乱状態から光透過状態に変化する部分の面積が大きい。そのため、図6から図8の状態に遮光部61の位置を変更する場合には、図6から図7の状態に遮光部61を変更する場合に比べて、スイッチパネル3がより暗くなる。
[0082]
 この変形例では、図11に示すように、視認者の視認位置の変更を検出した際(図11中の破線)に、上述の実施形態の図10に示すバックライト4の輝度変化よりも輝度を大きく変化させる。具体的には、図11に示す例では、図10に示すバックライト4の輝度変化に対して2倍の輝度変化量である。図11に示す破線は、図10に示すバックライト4の輝度変化量である。
[0083]
 これにより、図6から図8の状態に遮光部61の位置を変更した場合に、スイッチパネル3を視認する視認者に違和感を与えるのを防止できる。
[0084]
 なお、図6から図9の状態に遮光部61を変更した場合には、図6から図7の状態に遮光部61を変更した場合と、液晶が光散乱状態から光透過状態に変化する部分の面積が同等であるため、図10に示すバックライト4の輝度変化によって、スイッチパネル3の視認者に違和感を与えるのを防止できる。
[0085]
 以上のように、視認者の視認位置の変化量に応じて、遮光部61の表示位置の変化量を変えるとともに、バックライト4の輝度変化量を変えることにより、視認者が視認位置を大きく変えた場合でも、視認者に違和感を与えるのを防止できる。なお、本変形例の場合、バックライト4の輝度変化量は、液晶の応答速度が遅い部分の面積(本実施形態では光散乱状態から光透過状態に変化する部分の面積)に応じて、変化させる。
[0086]
 [実施形態2]
 図12に、実施形態2に係る表示装置100の概略構成を示す。この実施形態では、スイッチパネル3の周囲温度に基づいてバックライト4の駆動を制御する点が実施形態1の構成とは異なる。以下の説明において、実施形態1の構成と同様の構成には、同一の符号を付して説明を省略し、実施形態1と異なる構成についてのみ説明する。
[0087]
 図12に示すように、表示装置100は、スイッチパネル3の周囲の温度を測定するための温度センサ101と、該温度センサ101の測定結果に基づいてバックライト4を制御するバックライト制御部102(光源制御部)とを備える。なお、本実施形態の表示装置100は、温度センサ101及びバックライト制御部102以外の構成は、実施形態1の表示装置1の構成と同様である。
[0088]
 温度センサ101は、スイッチパネル3の周囲の温度を測定する。温度センサ101としては、例えば、サーミスタ、熱電対等が用いられる。温度センサ101は、バックライト制御部102に信号線を介して接続されている。これにより、温度センサ101によって検出されたスイッチパネル3の周囲の温度データを、バックライト制御部102に伝送することができる。
[0089]
 バックライト制御部102は、輝度補正部102a及び記憶部102bを備える。輝度補正部102aは、視認位置認識部52から視認者の視認位置の変化を信号として受信した場合に、温度センサ101の測定結果に基づいて、バックライト4の輝度を増大させるとともに、バックライト4の輝度を増大させる時間を変更する。記憶部102bには、輝度補正部102aでバックライト4の輝度を補正する補正値、及び、輝度補正を行う時間が記憶されている。前記補正値及び前記時間は、温度に応じて決められている。
[0090]
 液晶は、温度が低いと液晶分子の応答速度が遅くなるため、その分、状態の切り替わりに時間がかかる。そのため、スイッチパネル3の周囲の温度が低い場合には、視認者の視認位置が変化する際に画面が暗くなる時間が長くなる。よって、バックライト制御部102の輝度補正部102aは、例えばスイッチパネル3の周囲の温度が低い場合には、視認者の視認位置が変化する際にバックライト4の輝度を増大させる時間を長くする。一方、スイッチパネル3の周囲の温度が高い場合には、視認者の視認位置が変化する際にバックライト4の輝度を増大させる時間を短くする。
[0091]
 (実施形態2の効果)
 この実施形態では、視認者の視認位置が変化した際にバックライト4の輝度を増大させる期間を、スイッチパネル3の周囲の温度に基づいて変更する。これにより、スイッチパネル3の周囲の温度が変化して該スイッチパネル3の液晶の応答特性が変化した場合でも、表示画面で輝度フリッカーが生じるのをより確実に防止できる。したがって、視認者が視認位置を変更した場合に、該視認者に違和感を与えるのをより確実に防止できる。
[0092]
 (その他の実施形態)
 以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
[0093]
 前記各実施形態では、スイッチパネル3をメインパネル2の視認側に配置している。しかしながら、スイッチパネル3をメインパネル2の背面側に配置してもよい。
[0094]
 前記各実施形態では、スイッチパネル3としてTN液晶パネルを用いているが、この限りではなく、他の構成の液晶パネルを用いてもよい。
[0095]
 前記各実施形態では、輝度補正部7aは、視認者の視認位置が変化した場合に表示画面の輝度が一定になるように、バックライト4の輝度を一時的に増大させている。しかしながら、輝度補正部7aは、輝度フリッカーを低減可能な範囲で、バックライト4の輝度を一時的に増大させてもよい。また、表示画面の輝度が明るくなった場合には、輝度変化を抑制するために、バックライト4の輝度を低下させてもよい。
[0096]
 前記各実施形態では、スイッチパネル3は、液晶に特定電圧が印加されていない状態で透過率が最大になる、いわゆるノーマリーホワイトの液晶パネルである。しかしながら、スイッチパネル3を、液晶に特定電圧が印加されていない状態で透過率が最小になる、いわゆるノーマリーブラックの液晶パネルとしてもよい。この場合には、前記各実施形態の場合とは逆に、視認者の視認位置が変化した場合に画面の輝度が一時的に増大するため、バックライト4の輝度を一時的に減少させる。

産業上の利用可能性

[0097]
 本発明による表示装置は、視認者の視認位置が変化しても3次元画像を視認可能な表示装置に利用可能である。

請求の範囲

[請求項1]
 3次元表示用の画像を表示する表示パネルと、
 前記表示パネルに表示された画像が視認者に3次元画像として視認されるように、前記表示パネルの視認側または背面側で、遮光部を有するスリット画像を表示するスリット表示用液晶パネルと、
 前記表示パネルの背面側に配置される光源部と、
 前記表示パネルの視認側における前記視認者の視認位置の変化を検出する視認位置検出部と、
 前記スリット表示用液晶パネルにおける前記スリット画像の表示を制御するスリット表示制御部と、
 前記光源部の駆動を制御する光源制御部とを備え、
 前記スリット表示制御部は、前記視認位置検出部によって前記視認者の視認位置の変化が検出された際に、該視認位置の変化に応じて、前記スリット表示用液晶パネルで表示する前記遮光部の表示位置を変更するように構成され、
 前記光源制御部は、前記視認位置検出部によって前記視認者の視認位置の変化が検出された際に、視認者が視認する画像の輝度変化が抑制されるように、前記光源部の輝度を変化させる、表示装置。
[請求項2]
 前記光源制御部は、前記視認位置検出部によって前記視認者の視認位置の変化が検出された際に、視認者が視認する画像の輝度が一定になるように、前記光源部の輝度を変化させる、請求項1に記載の表示装置。
[請求項3]
 前記スリット表示用液晶パネルは、液晶に所定の電圧を印加した部分に、前記遮光部が表示されるように構成されていて、
 前記光源制御部は、前記視認位置検出部によって前記視認者の視認位置の変化が検出された際に、前記光源部の輝度を増大させるように構成される、請求項1または2に記載の表示装置。
[請求項4]
 前記スリット表示用液晶パネルは、液晶に所定の電圧を印加した部分以外に、前記遮光部が表示されるように構成されていて、
 前記光源制御部は、前記視認位置検出部によって前記視認者の視認位置の変化が検出された際に、前記光源部の輝度を減少させるように構成される、請求項1または2に記載の表示装置。
[請求項5]
 前記スリット表示制御部は、前記視認位置検出部によって検出される前記視認者の視認位置の変化量に応じて、前記スリット表示用液晶パネルで表示する前記遮光部の表示位置の変化量を変えるように構成され、
 前記光源制御部は、前記視認位置検出部によって検出される前記視認者の視認位置の変化量に応じて、前記光源部の輝度の変化量を変えるように構成される、請求項1から4のいずれか一つに記載の表示装置。
[請求項6]
 前記スリット表示用液晶パネルの周囲の温度を測定する温度センサをさらに備え、
 前記光源制御部は、前記温度センサの測定結果に応じて、前記光源部の輝度を変化させる時間を変えるように構成される、請求項1から5のいずれか一つに記載の表示装置。
[請求項7]
 前記スリット表示用液晶パネルは、
 対向して配置される一対の基板と、
 前記一対の基板の間に配置される液晶層とを備え、
 前記一対の基板の対向する面上には、それぞれ、複数の電極群が設けられ、
 前記複数の電極群は、前記各基板上に交互に並ぶように設けられるとともに、前記一対の基板を重ね合わせた状態で、該基板の厚み方向から見て、該一対の基板にそれぞれ設けられた電極群同士の一部が重なるように設けられる、請求項1から6のいずれか一つに記載の表示装置。
[請求項8]
 前記スリット表示用液晶パネルは、TN液晶パネルである、請求項1から7のいずれか一つに記載の表示装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]