(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記表示部において、前記複数の画素は縦方向および横方向に配列され、かつ、縦方向の任意のサブピクセル列には同一色のサブピクセルが配列されると共に、横方向の任意のサブピクセル列には複数の色のサブピクセルが周期的に交互に配列されている
請求項2に記載の表示装置。
【発明を実施するための形態】
【0012】
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。なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態
立体表示を行う表示装置における色バランスの補正の例。
2.第2の実施の形態
液晶ディスプレイの特性による色バランスの補正の例。
3.その他の実施の形態
電子機器の構成例等
【0013】
<1.第1の実施の形態>
[表示装置の構成]
図1は、本開示の第1の実施の形態に係る表示装置の一構成例を示している。この表示装置は、表示部1と、パララックス素子2と、検出部3と、表示制御部4と、画像補正部5と、パララックス素子制御部6と、補正用データ記憶部7とを備えている。検出部3は、撮像部31と、視点位置判定部32とを有している。
【0014】
表示部1は、液晶表示パネル、エレクトリックルミナンス方式の表示パネル、またはプラズマディスプレイ等の2次元表示ディスプレイで構成されている。表示部1の表示画面には、後述の
図6に示すように、複数の画素11が2次元的に配列されている。1つの画素11は例えば、赤色サブピクセル11R、緑色サブピクセル11G、および青色サブピクセル11Bからなる。表示部1の表示画面には、この表示装置の立体表示方式に応じた画像表示がなされる。
【0015】
この表示装置は、裸眼方式による立体表示を行うものであり、その立体表示方式は、パララックスバリア方式やレンチキュラレンズ方式等のパララックス素子2を用いた方式となっている。表示部1には、複数の視点用の視差画像(視点画像)が1画面内に合成された視差合成画像が表示される。すなわち、複数の視点画像が空間分割されて表示される。なお、この表示装置は、後述するように、観察者の視点位置に応じて表示部1に表示する視点画像を補正するようになっている。
【0016】
レンチキュラ方式の場合、例えば
図2に示したように、パララックス素子2として、例えばシリンドリカル状の分割レンズ23を複数並列配置したレンチキュラレンズ2Bが用いられる。レンチキュラレンズ2Bは、表示部1に表示された複数の視点画像を空間的に分離して観察者側に出射するようになっている。これにより、表示部1に表示された複数の視点画像がそれぞれ異なる方向に分離され、左眼10Lと右眼10Rとにそれぞれ異なる視点画像が到達することで立体視が可能となる。なお、
図2では、観察者と表示部1との間にレンチキュラレンズ2Bを配置した例を示しているが、表示部1の背面側にレンチキュラレンズ2Bが配置されていても良い。レンチキュラレンズ2Bは、可変レンズであっても良い。例えば液晶レンズのように、電気的にレンズ効果のオン・オフ制御を行うことが可能なものであっても良い。この場合、パララックス素子制御部6が電気的にレンズ効果のオン・オフ制御を行う。この場合、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なる。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に表示する画像データの切り替え制御と、パララックス素子2によるレンズ効果のオン・オフの切り替え制御とを行うことで可能となる。この場合、表示部1には、3次元画像データに基づく複数の視点画像と2次元画像データに基づく画像とが任意に選択的に切り替え表示される。なお、3次元画像データとは、複数の視点画像を含むデータである。例えば2眼式の3次元表示を行う場合、右眼表示用と左眼表示用の視点画像のデータである。
【0017】
パララックスバリア方式の場合、例えば
図3に示したように、パララックス素子2としてパララックスバリア2Aが用いられる。パララックスバリア2Aは、光を透過する開口部21と、光を遮蔽する遮蔽部22とを備えている。パララックスバリア2Aは、表示部1に表示された複数の視点画像を空間的に分離して観察者側に出射するようになっている。これにより、表示部1に表示された複数の視点画像がそれぞれ異なる方向に分離され、左眼10Lと右眼10Rとにそれぞれ異なる視点画像が到達することで立体視が可能となる。パララックスバリア2Aは、固定式であっても良いし、可変式であっても良い。固定式の場合、例えば透明な平行平面板(基材)の表面に、薄膜状の金属などで開口部21および遮蔽部22となるパターンを形成したものを用いることができる。可変式の場合、例えばバックライト方式の液晶表示素子による表示機能(光変調機能)を用いて、開口部21および遮蔽部22のパターンを選択的に形成することができる。この場合、パララックス素子制御部6が電気的にパララックスバリア2Aのパターンの制御を行うことで、上述のレンチキュラレンズ2Bとして可変レンズを用いた場合と同様に、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なる。なお、
図3では、表示部1の表示面側にパララックスバリア2Aを配置した例を示しているが、表示部1の背面側にパララックスバリア2Aを配置する構成であっても良い。例えば表示部1としてバックライト方式の液晶表示パネルを用いる場合、液晶表示パネルの背面側で、バックライトと液晶表示パネルとの間にパララックスバリア2Aを配置すれば良い。
【0018】
撮像部31は、観察者を撮影するものである。視点位置判定部32は、撮像部31による撮影画像を解析することによって、観察者の視点位置(表示部1に対する観察者の距離(視距離)、表示面に平行な面内方向の観察者の位置、表示面に対する観察角度等)を判定するものである。検出部3による視点位置の検出には、例えばフェイストラッキング技術を用いることができる。なお、視距離は通常、表示部1の表示面から観察者の両眼の中心位置までの距離である。
【0019】
表示制御部4は、検出部3で検出された観察者の視点位置に応じて、表示部1に表示する画像の制御を行うようになっている。表示制御部4は、例えば逆視やクロストークなどが生じないように、表示部1に表示する複数の視点画像の表示状態を制御するようになっている(
図4参照)。表示制御部4はまた、
図5〜
図8を用いて後述するように、視点位置に応じて表示部1における色バランスを補正する制御を行うようになっている。この色バランスの補正は、観察者が逆視やクロストークが生じる視点位置に移動したか否かに関わらず行われる。
【0020】
図4は、視点位置による視点画像の観察状態の例を示している。
図4ではパララックス素子2としてパララックスバリア2Aを用いた例を示している。また、視点画像として、右眼用視点画像Rと左眼用視点画像Lとを用いる場合を例にしている。
図4に示したように、観察者の視点位置が中央部にある場合、右眼10Rには右眼用視点画像Rが、左眼10Lには左眼用視点画像Lが適切に到達する。観察者の視点位置が
図4のようにX1方向に移動した場合、左眼10Lには右眼用視点画像Rが、右眼10Rには左眼用視点画像Lが到達することとなり、いわゆる逆視が生じてしまう。この場合、表示部1に表示する右眼用視点画像Rと左眼用視点画像Lとの表示位置を逆にすることで、右眼10Rには右眼用視点画像Rを、左眼10Lには左眼用視点画像Lを適切に到達させることができる。
【0021】
画像補正部5は、表示制御部4の制御に従って、観察者の視点位置に応じた複数の視点画像を含む画像データを生成して表示部1に供給するようになっている。表示制御部4は、画像補正部5によって生成された画像データを表示部1に表示させる。
【0022】
画像補正部5は、後述する色バランスを補正する制御を行う場合には、補正用データ記憶部7に記憶された補正用データに基づいて複数の視点画像を補正する。補正用データ記憶部7は、観察者の視点位置に応じた色の変化を示すデータ等を、補正用データとして記憶している。
【0023】
[色バランスの補正処理]
次に、視点位置に応じた色バランスの補正処理について説明する。
【0024】
(視点位置による色バランスの変化の説明)
まず、
図5〜
図7を参照して、視点位置による色バランスの変化について説明する。ここでは、表示部1とパララックス素子2とが
図5に示したような構成である場合を例に説明する。
図5〜
図7では視点画像として、右眼用視点画像Rと左眼用視点画像Lとを用いる場合を例にしている。
図5に示した構成例では、第1の透明基板61と第2の透明基板62との間に、パララックス素子2としてのパララックスバリア2Aが形成されている。また、第2の透明基板62と第3の透明基板63との間に、液晶層71とR(赤色),G(緑色),B(青色)のカラーフィルタ72とを有する表示部1が形成されている。Rのカラーフィルタ72が赤色サブピクセル11Rに対応し、Gのカラーフィルタ72が緑色サブピクセル11Gに対応し、Bのカラーフィルタ72が青色サブピクセル11Bに対応するように形成されている。この構成例では、表示部1は、バックライト方式の液晶表示パネルとなっており、第1の透明基板61の背面側にはバックライト80が配置されている。この構成例では、パララックスバリア2Aは、例えば液晶素子を用いた透過型の可変式のパララックスバリア素子であり、開口部21および遮蔽部22を任意の位置に形成可能となっている。そのほか、図示を省略しているが、表示部1およびパララックスバリア2Aの両面または片面には偏光板や接着層等を有している。
【0025】
図6は、サブピクセルの配列とパララックスバリア2Aの配列との第1の例を示している。
図6の例では、表示部1において、複数の画素11が縦方向および横方向に配列されている。また、縦方向の任意のサブピクセル列には同一色のサブピクセルが配列されると共に、横方向の任意のサブピクセル列には赤色サブピクセル11R、緑色サブピクセル11G、および青色サブピクセル11Bが周期的に交互に配列されている。
図6の例では、横方向の任意のサブピクセル列における隣り合う赤色サブピクセル11R、緑色サブピクセル11G、および青色サブピクセル11Bの組み合わせを、1つの視点画像をカラー表示するための単位画素として用い、右眼用視点画像Rと左眼用視点画像Lとを交互に表示している。
図6では、パララックスバリア2Aの開口部21の位置を右眼10Rの視点位置を基準として図示している。開口部21は、縦方向に延在し、所定の開口幅W1を有するストライプ状のものとなっている。開口幅W1は、1つの画素11よりも小さくなっている。例えば1つの画素11の幅に対して開口幅W1は70%〜80%程度の大きさとなっている。
【0026】
図7は、サブピクセルの配列とパララックスバリア2Aの配列との第2の例を示している。
図7では、表示部1の画素構成は
図6の例と同様であるが、パララックスバリア2Aの開口部21が、いわゆるステップバリアの構成となっており、開口部21が段差状に位置している。1つの開口部21は、1つのサブピクセルの大きさと略同一となっている。右眼用視点画像Rと左眼用視点画像Lは、サブピクセル単位で割り当てられている。
図7の例では、斜め段差状に赤色サブピクセル11R、緑色サブピクセル11G、および青色サブピクセル11Bを組み合わせることで、1つの視点画像をカラー表示するための単位画素が形成される。
【0027】
図6の例において、逆視が生じない範囲内で例えば観察者の視点位置がX1方向(
図5)に移動すると、右眼10Rで観察される青色サブピクセル11Bの面積が増加し、赤色サブピクセル11Rの面積が減少する。このため、画像が青っぽく色変化して観察されてしまう。逆に視点位置がX2方向(
図5)に移動すると、右眼10Rで観察される青色サブピクセル11Bの面積が減少し、赤色サブピクセル11Rの面積が増加する。このため、画像が赤っぽく色変化して観察されてしまう。
【0028】
これに対して
図7の例では、逆視が生じない範囲内で例えば観察者の視点位置がX1方向またはX2方向に移動したとしても、色変化は生じない。例えば上側から第1行目の赤色サブピクセル11R、第2行目の緑色サブピクセル11G、および第3行目の青色サブピクセル11Bに着目して説明する。
図7の例において、観察者の視点位置がX1方向(
図5)に移動すると、第1行目では緑色サブピクセル11Gの面積が増加し、第2行目では青色サブピクセル11Bの面積が増加し、第3行目では赤色サブピクセル11Rの面積が増加する。各行で別々の色が変化するので単位画素全体としては色変化は生じない。逆に視点位置がX2方向(
図5)に移動した場合にも同様に、各行で別々の色が変化するので単位画素全体としては色変化は生じない。しかしながら、
図7の例では、縦方向の3つのサブピクセルを組み合わせて各視点画像の単位画素を構成しているため、縦方向の解像度が1/3に低下する。
【0029】
本実施の形態では、上述の
図6の例のような、視点位置による色バランスの変化を補正する。補正用データ記憶部7(
図1)にはあらかじめ、観察者の視点位置と色の変化との関係を、測定または計算により求めておき、そのデータを保存する。画像補正部5は、補正用データ記憶部7に記憶された補正用データに基づいて表示部1に表示する各視点画像を補正する。これにより、サブピクセル単位で色バランスを補正する。例えば
図6の例において、観察者の視点位置がX1方向(
図5)に移動し、右眼10Rで観察される青色サブピクセル11Bの面積が増加し、赤色サブピクセル11Rの面積が減少する場合には、それらの変化とは逆方向に各色の輝度を補正する。すなわち、青色の輝度を減少させ、赤色の輝度を増加させるように各視点画像を補正する。
【0030】
なお、レンチキュラ方式の場合(
図2)にはレンズの色収差、視点位置に応じてレンズの色収差が発生する。従って、レンチキュラ方式の場合には、補正用データ記憶部7に記憶する補正用データに、レンズの色収差に関するデータを含めておくことが好ましい。これにより、色収差による色変化を補正することができる。
【0031】
(色バランスの補正の流れ)
次に、
図8を参照して、色バランスを補正する処理の流れを説明する。検出部3において、視点位置判定部32は撮像部31が撮影した観察者の画像を取り込む(ステップS1)。視点位置判定部32は撮影画像を解析することによって、観察者の顔および眼の位置を検出し(ステップS2,S3)、表示部1に対する視点位置を計算する(ステップS4)。表示制御部4は、検出部3で検出された観察者の視点位置に応じて、画像補正部5に対して表示部1に表示する画像データの補正を行わせる。画像補正部5は、現在の画像データの輝度情報および色情報を参照すると共に、補正用データ記憶部7に記憶された補正用データを参照する(ステップS5,S6)。補正用データには観察者の視点位置による色の変化を示すデータ等が含まれている。これにより、画像補正部5は、色バランスを補正するようにサブピクセル単位で画像データを補正する(ステップS7)。
【0032】
[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、視点位置に応じて、複数のサブピクセルの色バランスを補正するようにしたので、視点位置によらず色バランスを適正な状態に保つことができる。本実施の形態では、観察者の視点位置に応じて、逆視やクロストークなどを防止するように視点画像の表示制御ができるだけでなく、逆視やクロストークが生じない、通常の観察範囲にある場合においても画像の補正が行われるため、より良好な画像表示を行うことができる。
【0033】
<第2の実施の形態>
次に、本開示の第2の実施の形態に係る表示装置について説明する。なお、上記第1の実施の形態に係る表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【0034】
本実施の形態は、表示部1が液晶表示素子を用いて構成されている場合に関する。例えば非特許文献1(”A wide-view Multi-domain Vertical-alignment Liquid Crystal with High Transmittance and High Contrast”Qi Hong etc. SID 06 P736)に記載されているように、液晶表示素子では、見る方向によって色の変化が生じてしまう特性がある。
図9は、MVA(Multi-domain Vertical Alignment)液晶における光透過率の一例を示している。
図9(A)は波長450nmの特性、
図9(B)は波長550nmの特性、
図9(C)は波長650nmの特性を示している。
【0035】
図9において、円周方向は方位角θ、放射方向は極角φとなっている。
図10に示したように、方位角θは表示部1の表示面(XY平面)に平行な面内での角度である。極角φは表示部1の表示面に垂直なZ線に対する角度である。
図9に示したように、MVA液晶では、波長によって視野角特性が異なっている。例えば極角0度の場合、光透過率は450nmでは34%、550nmでは33%、650nmでは29%となっている。極角40度の場合、光透過率は450nmでは20%、550nmでは28.5%、650nmでは27%となっている。従って、視野角度が変わった場合、青色光(450nm)の輝度変化が最も大きく、赤色光(650nm)の色変化が最も小さい。従って、表示部1が液晶表示素子を用いて構成されている場合、液晶表示素子の視野角特性によって色バランスが変化してしまう。
【0036】
上記第1の実地の形態において、色バランスの補正を行うときに、上記したような液晶表示素子の視野角特性を加味した補正を行うようにしても良い。この場合、補正用データ記憶部7に記憶する補正用データに、液晶表示素子の視野角特性を示すデータを含めておけば良い。なお、液晶表示素子の視野角特性は、立体表示とは関係なく、通常の2次元表示を行う場合においても同様に存在する。このため、通常の2次元表示を行う場合においても、色バランスの補正を行うようにしても良い。
【0037】
<3.その他の実施の形態>
本開示による技術は、上記各実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、上記各実施の形態では、表示部1の1つの画素11が、赤色サブピクセル11R、緑色サブピクセル11G、および青色サブピクセル11Bの3色で構成された場合を例にしたが、1つの画素11の構成はこれ以外であっても良い。
【0038】
また例えば、上記各実施の形態に係る表示装置はいずれも、表示機能を有する種々の電子機器に適用可能である。
図11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。
【0039】
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、1つの前記画素が色の異なる複数のサブピクセルを含む表示部と、
観察者の視点位置を検出する検出部と、
前記視点位置に応じて、前記複数のサブピクセルの色バランスを補正する補正部と
を備えた表示装置。
(2)
前記表示部は、複数の視点画像をサブピクセル単位で表示し、
前記表示部に表示された前記複数の視点画像をそれぞれ異なる方向に分離するパララックス素子をさらに備える
上記(1)に記載の表示装置。
(3)
前記補正部は、前記観察者が逆視が生じる視点位置に移動したか否かに関わらず前記色バランスを補正する
上記(2)に記載の表示装置。
(4)
前記表示部において、前記複数の画素は縦方向および横方向に配列され、かつ、縦方向の任意のサブピクセル列には同一色のサブピクセルが配列されると共に、横方向の任意のサブピクセル列には複数の色のサブピクセルが周期的に交互に配列されている
上記(2)または(3)に記載の表示装置。
(5)
前記表示部は、横方向の任意のサブピクセル列における隣り合う所定数のサブピクセルの組み合わせを、1つの前記視点画像をカラー表示するための単位画素として用いる
上記(4)に記載の表示装置。
(6)
前記パララックス素子は、所定の幅を有するストライプ状の開口部が横方向に複数配列された構成とされ、
前記各開口部の幅が、前記単位画素の横幅よりも小さい
上記(5)に記載の表示装置。
(7)
前記表示部は、液晶表示素子を用いて構成されている
上記(1)ないし(6)のいずれか1つに記載の表示装置。
(8)
表示装置を含み、
前記表示装置は、
複数の画素を有し、1つの前記画素が色の異なる複数のサブピクセルを含む表示部と、
観察者の視点位置を検出する検出部と、
前記視点位置に応じて、前記複数のサブピクセルの色バランスを補正する補正部と
を備えた電子機器。