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▶ エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023094080
(43)【公開日】2023-07-05
(54)【発明の名称】立体映像表示装置
(51)【国際特許分類】
G02B 30/54 20200101AFI20230628BHJP
H04N 13/322 20180101ALI20230628BHJP
H04N 13/398 20180101ALI20230628BHJP
G03B 35/18 20210101ALI20230628BHJP
G02B 7/04 20210101ALI20230628BHJP
G02B 26/08 20060101ALN20230628BHJP
【ＦＩ】
G02B30/54
H04N13/322
H04N13/398
G03B35/18
G02B7/04 Z
G02B26/08 H
【審査請求】有
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021209320
(22)【出願日】2021-12-23
(71)【出願人】
【識別番号】501426046
【氏名又は名称】エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】渡部 一貴
【テーマコード（参考）】
2H044
2H059
2H141
2H199
5C061
【Ｆターム（参考）】
2H044BF00
2H059AA33
2H059AB12
2H141MA12
2H141MB37
2H141MB43
2H141MC10
2H141MG04
2H199BA24
2H199BA28
2H199BA69
2H199BB06
2H199BB22
2H199BB45
2H199BB52
2H199BB53
2H199BB62
2H199BB65
5C061AA06
5C061AB12
5C061AB16
(57)【要約】
【課題】表示画像の２次元解像度への影響を低減しつつ、輻輳調節矛盾を解消又は低減した多視点の裸眼両眼視が可能な立体映像表示装置を実現すること。
【解決手段】複数の画素がマトリクス状に配置された１つの空間光変調器（２）と、焦点距離が変化する１つのレンズ部（３）と、前記レンズ部の焦点距離の変化と同期するようにマトリクス状に配置された複数の領域の点灯又は非点灯の切り替えを行うことで、前記複数の領域の各々を順に点灯させて機能する１つのブロック光源部（４）と、を備え、１フレーム内で、互いに焦点距離の異なる複数の立体表示用画像が連続して表示されることで立体視を実現する、立体映像表示装置（１）とする。
【選択図】図１
【解決手段】複数の画素がマトリクス状に配置された１つの空間光変調器（２）と、焦点距離が変化する１つのレンズ部（３）と、前記レンズ部の焦点距離の変化と同期するようにマトリクス状に配置された複数の領域の点灯又は非点灯の切り替えを行うことで、前記複数の領域の各々を順に点灯させて機能する１つのブロック光源部（４）と、を備え、１フレーム内で、互いに焦点距離の異なる複数の立体表示用画像が連続して表示されることで立体視を実現する、立体映像表示装置（１）とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の画素がマトリクス状に配置された１つの空間光変調器と、
焦点距離が変化する１つのレンズ部と、
前記レンズ部の焦点距離の変化と同期するようにマトリクス状に配置された複数の領域の点灯又は非点灯の切り替えを行うことで、前記複数の領域の各々を順に点灯させて機能する１つのブロック光源部と、を備え、
１フレーム内で、互いに焦点距離の異なる複数の立体表示用画像が連続して表示されることで立体視を実現する、立体映像表示装置。
焦点距離が変化する１つのレンズ部と、
前記レンズ部の焦点距離の変化と同期するようにマトリクス状に配置された複数の領域の点灯又は非点灯の切り替えを行うことで、前記複数の領域の各々を順に点灯させて機能する１つのブロック光源部と、を備え、
１フレーム内で、互いに焦点距離の異なる複数の立体表示用画像が連続して表示されることで立体視を実現する、立体映像表示装置。
【請求項2】
前記レンズ部は、
互いに対向する一対の透光性カバー部と、
一対の透光性カバー部により挟まれた空間を囲う側壁部と、
前記一対の透光性カバー部と前記側壁部とにより形成された前記空間内の浸液と、
前記側壁部を振動させるアクチュエータ部と、を備える、請求項１に記載の立体映像表示装置。
互いに対向する一対の透光性カバー部と、
一対の透光性カバー部により挟まれた空間を囲う側壁部と、
前記一対の透光性カバー部と前記側壁部とにより形成された前記空間内の浸液と、
前記側壁部を振動させるアクチュエータ部と、を備える、請求項１に記載の立体映像表示装置。
【請求項3】
前記浸液が、水、シリコーン流体又はフッ素化有機物流体である、請求項２に記載の立体映像表示装置。
【請求項4】
前記アクチュエータ部は、複数のアクチュエータが変位方向に積層された積層アクチュエータを含む、請求項２又は請求項３に記載の立体映像表示装置。
【請求項5】
前記アクチュエータ部は、所定の間隔で前記側壁部に接続された複数のアクチュエータを備える、請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の立体映像表示装置。
【請求項6】
前記レンズ部がフレネルレンズ又は回折レンズである、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の立体映像表示装置。
【請求項7】
可変焦点音響光学レンズと、
複数のＬＥＤを含むバックライトと、
前記可変焦点音響光学レンズと前記バックライトとの間に配置され、マトリクス状に配置された複数の画素を含むディスプレイパネルと、を備える立体映像表示装置。
複数のＬＥＤを含むバックライトと、
前記可変焦点音響光学レンズと前記バックライトとの間に配置され、マトリクス状に配置された複数の画素を含むディスプレイパネルと、を備える立体映像表示装置。
【請求項8】
前記可変焦点音響光学レンズは、浸液を備え、
複数のアクチュエータが浸液を囲んでいる、請求項７に記載の立体映像表示装置。
複数のアクチュエータが浸液を囲んでいる、請求項７に記載の立体映像表示装置。
【請求項9】
タイミングコントローラを更に備え、
前記バックライト、前記ディスプレイパネル及び前記可変焦点音響光学レンズは、前記タイミングコントローラを介して互いに同期されている、請求項７又は請求項８に記載の立体映像表示装置。
前記バックライト、前記ディスプレイパネル及び前記可変焦点音響光学レンズは、前記タイミングコントローラを介して互いに同期されている、請求項７又は請求項８に記載の立体映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、立体映像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、自然な立体動画を実現する立体映像表示装置の開発が進められている。
立体映像表示装置において自然な立体視を実現するためには、観察者の左右の眼球の視線の交差である輻輳と該眼球の焦点調節との間に生じる矛盾（輻輳調節矛盾）の低減が必要である。
この輻輳調節矛盾の低減を目的とした技術として、ライトフィールドディスプレイ（Light Field Display）技術及びホログラフィー（Holography）技術を例示することができる。
しかしながら、ライトフィールドディスプレイ技術では、表現できる光線点数はパネルにおける画素の微細化技術に依存し、ホログラフィー技術では、空間光変調器の画素ピッチの微細化が必要であり、ホログラフィー技術は実用可能な水準に達していない。
立体映像表示装置において自然な立体視を実現するためには、観察者の左右の眼球の視線の交差である輻輳と該眼球の焦点調節との間に生じる矛盾（輻輳調節矛盾）の低減が必要である。
この輻輳調節矛盾の低減を目的とした技術として、ライトフィールドディスプレイ（Light Field Display）技術及びホログラフィー（Holography）技術を例示することができる。
しかしながら、ライトフィールドディスプレイ技術では、表現できる光線点数はパネルにおける画素の微細化技術に依存し、ホログラフィー技術では、空間光変調器の画素ピッチの微細化が必要であり、ホログラフィー技術は実用可能な水準に達していない。
【0003】
従来技術の一例である特許文献１には、ライトフィールドディスプレイ技術及びホログラフィー技術の課題を解決可能な、ＴＡＧ（Tunable Acoustic Gradient index）Ｌｅｎｓ（登録商標）と呼ばれる共振型液体レンズを用いた表示装置が提案されている。
この共振型液体レンズによれば、焦点距離を連続的に繰り返し変調することが可能である。
この共振型液体レンズによれば、焦点距離を連続的に繰り返し変調することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－４３２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記の従来技術では、非常に高速なＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を要する。
また、多視点の裸眼両眼視が可能な大型の立体表示装置は実現されていない。
また、多視点の裸眼両眼視が可能な大型の立体表示装置は実現されていない。
【0006】
本発明は、上記に鑑み、表示画像の２次元解像度への影響を低減しつつ、輻輳調節矛盾を解消又は低減した多視点の裸眼両眼視が可能な立体映像表示装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述の課題を解決して目的を達成する本発明の一態様は、複数の画素がマトリクス状に配置された１つの空間光変調器と、焦点距離が変化する１つのレンズ部と、前記レンズ部の焦点距離の変化と同期するようにマトリクス状に配置された複数の領域の点灯又は非点灯の切り替えを行うことで、前記複数の領域の各々を順に点灯させて機能する１つのブロック光源部と、を備え、１フレーム内で、互いに焦点距離の異なる複数の立体表示用画像が連続して表示されることで立体視を実現する、立体映像表示装置である。
【0008】
本発明の一態様では、上記構成において、前記レンズ部は、互いに対向する一対の透光性カバー部と、一対の透光性カバー部により挟まれた空間を囲う側壁部と、前記一対の透光性カバー部と前記側壁部とにより形成された前記空間内の浸液と、前記側壁部を振動させるアクチュエータ部と、を備える構成とする。
【0009】
本発明の一態様では、上記構成において、前記浸液が、水、シリコーン流体又はフッ素化有機物流体である構成とする。
【0010】
本発明の一態様では、上記構成において、前記アクチュエータ部は、複数のアクチュエータが変位方向に積層された積層アクチュエータを含む構成とする。
【0011】
本発明の一態様では、上記構成において、前記アクチュエータ部は、所定の間隔で前記側壁部に接続された複数のアクチュエータを備える構成とする。
【0012】
本発明の一態様では、上記構成において、前記レンズ部がフレネルレンズ又は回折レンズである構成とする。
【0013】
又は、本発明の一態様は、可変焦点音響光学レンズと、複数のＬＥＤを含むバックライトと、前記ＴＡＧＬｅｎｓと前記バックライトとの間に配置され、マトリクス状に配置された複数の画素を含むディスプレイパネルと、を備える立体映像表示装置である。
【0014】
本発明の一態様では、上記構成において、前記可変焦点音響光学レンズは、浸液を備え、複数のアクチュエータが浸液を囲んでいる構成とする。
【0015】
本発明の一態様では、上記構成において、タイミングコントローラを更に備え、前記バックライトユニット、前記ディスプレイパネル及び前記可変焦点音響光学レンズは、前記タイミングコントローラを介して互いに同期されている構成とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、表示画像の２次元解像度への影響を低減しつつ、輻輳調節矛盾を解消又は低減した多視点の裸眼両眼視が可能な立体映像表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図2】図２（Ａ）は、レンズ部における位置（横軸）とレンズ部の密度（縦軸）との関係を示す図であり、図２（Ｂ）は、レンズ部の構成を示す上面図であり、図２（Ｃ）は、レンズ部の構成を示す断面図であり、図２（Ｄ）は、レンズ部の焦点距離が時間的な変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。
ただし、本発明は、以下の実施形態の記載によって限定解釈されるものではない。
ただし、本発明は、以下の実施形態の記載によって限定解釈されるものではない。
【0019】
＜実施形態＞
図１は、本実施形態に係る立体映像表示装置１の構成を示す概念図である。
図１に示す立体映像表示装置１は、１つの空間光変調器２と、１つのレンズ部３と、１つのブロック光源部４と、を備え、１フレーム内で、互いに焦点距離の異なる複数の立体表示用画像が連続して表示されることで多視点における立体視を実現する。
観察者側にはレンズ部３が配置され、ブロック光源部４は観察者から最も遠い位置に配置され、空間光変調器２は、レンズ部３とブロック光源部４との間に配置される。
また、実現される立体視は多視点における立体視であり、すなわち、第１の観察位置からも第２の観察位置からも立体視可能である。
図１は、本実施形態に係る立体映像表示装置１の構成を示す概念図である。
図１に示す立体映像表示装置１は、１つの空間光変調器２と、１つのレンズ部３と、１つのブロック光源部４と、を備え、１フレーム内で、互いに焦点距離の異なる複数の立体表示用画像が連続して表示されることで多視点における立体視を実現する。
観察者側にはレンズ部３が配置され、ブロック光源部４は観察者から最も遠い位置に配置され、空間光変調器２は、レンズ部３とブロック光源部４との間に配置される。
また、実現される立体視は多視点における立体視であり、すなわち、第１の観察位置からも第２の観察位置からも立体視可能である。
【0020】
ここで、１フレーム周期は、空間光変調器２の書き換え周期に対応する。
１フレーム周期内においては複数の平面フィールドが表示される。
ある瞬間における体積画素は、１つの平面フィールドを構成する。
１フレームは、体積画素の集団による体積表示の１周期分によって構成される。
１つの立体表示用画像は、１つの平面フィールドに対応し、１枚の平面画像により構成される。
互いに焦点距離の異なる複数の立体表示用画像が連続して表示されることで、立体表示（立体像又は立体表示画像）が実現される。
そのため、高速なＤＭＤを用いることなく、多視点の裸眼両眼視が可能な立体映像を表示することが可能になる。
１フレーム周期内においては複数の平面フィールドが表示される。
ある瞬間における体積画素は、１つの平面フィールドを構成する。
１フレームは、体積画素の集団による体積表示の１周期分によって構成される。
１つの立体表示用画像は、１つの平面フィールドに対応し、１枚の平面画像により構成される。
互いに焦点距離の異なる複数の立体表示用画像が連続して表示されることで、立体表示（立体像又は立体表示画像）が実現される。
そのため、高速なＤＭＤを用いることなく、多視点の裸眼両眼視が可能な立体映像を表示することが可能になる。
【0021】
空間光変調器２は、複数の画素がマトリクス状に配置された構成である。
レンズ部３は、焦点距離が変化することで、第１の焦点面から第ｎの焦点面までの複数の焦点面を作り出す。
ブロック光源部４は、レンズ部３の焦点距離の変化と同期するようにマトリクス状に配置された複数の領域の点灯又は非点灯の切り替えを行うことで、複数の領域の各々を順に点灯させる。
レンズ部３は、焦点距離が変化することで、第１の焦点面から第ｎの焦点面までの複数の焦点面を作り出す。
ブロック光源部４は、レンズ部３の焦点距離の変化と同期するようにマトリクス状に配置された複数の領域の点灯又は非点灯の切り替えを行うことで、複数の領域の各々を順に点灯させる。
【0022】
空間光変調器２は、複数の画素がマトリクス状に配置された構成であり、ブロック光源部４からの光の透過又は非透過を切り替える。
空間光変調器２には、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）及びＤＭＤを含む。
空間光変調器２には、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）及びＤＭＤを含む。
【0023】
図２（Ａ）は、レンズ部３における位置（横軸Distance）とレンズ部３の密度（縦軸Density）との関係を示す図である。
なお、レンズ部３の屈折率（Refractive index）は、レンズ部３の密度の増加に伴って増加する。
なお、レンズ部３の屈折率（Refractive index）は、レンズ部３の密度の増加に伴って増加する。
【0024】
図２（Ｂ）は、レンズ部３の構成を示す上面図であり、図２（Ｃ）は、レンズ部３の構成を示す断面図である。
レンズ部３は、一対の透光性カバー部３１，３２と、側壁部３３と、浸液３４と、アクチュエータ部３５と、を備える。
透光性カバー部３１と透光性カバー部３２とは、互いに対向している。
側壁部３３は、透光性カバー部３１と透光性カバー部３２とにより挟まれた空間を囲っている。
浸液３４は、透光性カバー部３１、透光性カバー部３２及び側壁部３３により形成された空間内に充填されている。
アクチュエータ部３５は、側壁部３３を振動させる。
アクチュエータ部３５の振動によって側壁部３３が振動し、この振動が浸液３４に伝達されることで、レンズ部３の焦点距離が時間的に変化する。
図２（Ｄ）は、横軸を時間（Time）とし、縦軸をレンズ部３の焦点距離（Focal length）として、レンズ部３の焦点距離の時間的な変化を示す図である。
レンズ部３は、一対の透光性カバー部３１，３２と、側壁部３３と、浸液３４と、アクチュエータ部３５と、を備える。
透光性カバー部３１と透光性カバー部３２とは、互いに対向している。
側壁部３３は、透光性カバー部３１と透光性カバー部３２とにより挟まれた空間を囲っている。
浸液３４は、透光性カバー部３１、透光性カバー部３２及び側壁部３３により形成された空間内に充填されている。
アクチュエータ部３５は、側壁部３３を振動させる。
アクチュエータ部３５の振動によって側壁部３３が振動し、この振動が浸液３４に伝達されることで、レンズ部３の焦点距離が時間的に変化する。
図２（Ｄ）は、横軸を時間（Time）とし、縦軸をレンズ部３の焦点距離（Focal length）として、レンズ部３の焦点距離の時間的な変化を示す図である。
【0025】
なお、浸液３４としては、シリコーン流体を例示することができ、シリコーン流体としてはシリコーンオイルを例示することができる。
浸液３４は、可視光を透過することが可能であれば特定の液体に限定されるものではないが、絶縁性を有することが好ましい。
浸液３４としては、水、オルガノポリシロキサン等のシリコーン流体、フッ素化エーテル等のフッ素化有機物流体を例示することができるが、このうち、光線透過率、蒸気圧及び難燃性等の観点から、シリコーン流体であるシリコーンオイルが特に好ましい。
浸液３４は、可視光を透過することが可能であれば特定の液体に限定されるものではないが、絶縁性を有することが好ましい。
浸液３４としては、水、オルガノポリシロキサン等のシリコーン流体、フッ素化エーテル等のフッ素化有機物流体を例示することができるが、このうち、光線透過率、蒸気圧及び難燃性等の観点から、シリコーン流体であるシリコーンオイルが特に好ましい。
【0026】
アクチュエータ部３５は、複数のアクチュエータが変位方向に積層された積層アクチュエータを含むことが好ましい。
アクチュエータ部３５に、複数のアクチュエータが変位方向に積層された積層アクチュエータを用いることで、アクチュエータ部３５の変位量を大きくすることができるため、レンズ部３の焦点距離変調量を長くすることができる。
そのため、各アクチュエータの変位量が小さくても必要な焦点距離を確保することができる。
アクチュエータ部３５に、複数のアクチュエータが変位方向に積層された積層アクチュエータを用いることで、アクチュエータ部３５の変位量を大きくすることができるため、レンズ部３の焦点距離変調量を長くすることができる。
そのため、各アクチュエータの変位量が小さくても必要な焦点距離を確保することができる。
【0027】
また、アクチュエータ部３５は、図２（Ｂ），（Ｃ）に示すように、所定の間隔で側壁部３３に接続された複数のアクチュエータを備えることが好ましい。
複数のアクチュエータが側壁部３３に所定の間隔で間欠的に配置されることで、アクチュエータ部３５の変位量を大きくすることができるため、レンズ部３の焦点距離変調量を長くすることができる。
そのため、各アクチュエータの変位量が小さくても必要な焦点距離変調量を確保することができる。
ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、アクチュエータ部３５は、側壁部３３の外周を覆うように連続的に形成されていてもよい。
複数のアクチュエータが側壁部３３に所定の間隔で間欠的に配置されることで、アクチュエータ部３５の変位量を大きくすることができるため、レンズ部３の焦点距離変調量を長くすることができる。
そのため、各アクチュエータの変位量が小さくても必要な焦点距離変調量を確保することができる。
ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、アクチュエータ部３５は、側壁部３３の外周を覆うように連続的に形成されていてもよい。
【0028】
又は、レンズ部３がフレネルレンズであってもよいし、又はレンズ部３がバイナリーレンズ等の回折レンズであってもよい。
レンズ部３がフレネルレンズ又はバイナリーレンズ等の回折レンズである場合には、アクチュエータ部３５の変位量が小さくても必要な焦点距離変調量を確保することができる。
レンズ部３がフレネルレンズ又はバイナリーレンズ等の回折レンズである場合には、アクチュエータ部３５の変位量が小さくても必要な焦点距離変調量を確保することができる。
【0029】
ブロック光源部４は、レンズ部３の焦点距離の変化と同期するようにマトリクス状に配置された複数の領域の点灯又は非点灯の切り替えを行うことで、複数の領域の各々を順に点灯させる。
ブロック光源部４には、ＬＤ（Laser Diode）又はＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）を含む。
ブロック光源部４には、ＬＤ（Laser Diode）又はＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）を含む。
【0030】
図３は、本実施形態に係る立体映像表示装置１の光学系を示す図である。
ブロック光源部４は、固定されたパネル位置に配置されている。
ブロック光源部４には、光源として第１のＬＥＤ４１及び第２のＬＥＤ４２が示されている。
ブロック光源部４では、第２のＬＥＤ４２及び第１のＬＥＤ４１が、この順に点灯する。
第２のＬＥＤ４２からの光は、レンズ部３で屈折されて第２の実像位置（第２の焦点面）に実像を形成し、第２の実像位置に形成された実像は、瞳孔から観察者の目に入り、網膜に結像される。
その後、第１のＬＥＤ４１からの光は、レンズ部３で屈折されて第１の実像位置（第１の焦点面）に実像を形成し、第１の実像位置に形成された実像は、瞳孔から観察者の目に入り、網膜に結像される。
ここで、レンズ部３の焦点距離は連続的に変調するため、第１の焦点面と第２の焦点面とは異なる面であり、第１の実像位置と第２の実像位置とは異なる。
なお、ブロック光源部４に代えて、レーザ光源を用いたディスプレイが用いられてもよい。
レーザ光源を用いたディスプレイとしては、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラープロジェクターを例示することができる。
ブロック光源部４は、固定されたパネル位置に配置されている。
ブロック光源部４には、光源として第１のＬＥＤ４１及び第２のＬＥＤ４２が示されている。
ブロック光源部４では、第２のＬＥＤ４２及び第１のＬＥＤ４１が、この順に点灯する。
第２のＬＥＤ４２からの光は、レンズ部３で屈折されて第２の実像位置（第２の焦点面）に実像を形成し、第２の実像位置に形成された実像は、瞳孔から観察者の目に入り、網膜に結像される。
その後、第１のＬＥＤ４１からの光は、レンズ部３で屈折されて第１の実像位置（第１の焦点面）に実像を形成し、第１の実像位置に形成された実像は、瞳孔から観察者の目に入り、網膜に結像される。
ここで、レンズ部３の焦点距離は連続的に変調するため、第１の焦点面と第２の焦点面とは異なる面であり、第１の実像位置と第２の実像位置とは異なる。
なお、ブロック光源部４に代えて、レーザ光源を用いたディスプレイが用いられてもよい。
レーザ光源を用いたディスプレイとしては、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラープロジェクターを例示することができる。
【0031】
図４は、本実施形態に係る立体映像表示装置１の制御部１０と、各構成と、を示す図である。
図４に示す制御部１０は、Ｔ－ＣＯＮ１１と、アクチュエータ駆動部１２と、ＬＣＤ駆動部１３と、ＬＥＤ制御部１４と、ＬＥＤ駆動部１５と、を備える。
Ｔ－ＣＯＮ１１は、タイミングコントローラであり、空間光変調器２、レンズ部３及びブロック光源部４は、Ｔ－ＣＯＮ１１を介して互いに同期される。
アクチュエータ駆動部１２、ＬＣＤ駆動部１３、ＬＥＤ制御部１４及びＬＥＤ駆動部１５は、Ｔ－ＣＯＮ１１からの指令に従って動作する。
アクチュエータ駆動部１２は、Actuator端子[0]～[p]を介してアクチュエータ部３５に信号を出力する。
ＬＣＤ駆動部１３のゲート駆動部１３０は、Gate端子[0]～[m]を介して空間光変調器２にゲート信号を出力する。
ＬＣＤ駆動部１３のソース駆動部１３１は、Source端子[0]～[n]を介して空間光変調器２にソース信号を出力する。
ＬＥＤ制御部１４は、Row端子[0]～[j]を介してブロック光源部４に列方向の信号を出力する。
ＬＥＤ駆動部１５は、Column端子[0]～[i]を介してブロック光源部４に行方向の信号を出力する。
図４に示す制御部１０は、Ｔ－ＣＯＮ１１と、アクチュエータ駆動部１２と、ＬＣＤ駆動部１３と、ＬＥＤ制御部１４と、ＬＥＤ駆動部１５と、を備える。
Ｔ－ＣＯＮ１１は、タイミングコントローラであり、空間光変調器２、レンズ部３及びブロック光源部４は、Ｔ－ＣＯＮ１１を介して互いに同期される。
アクチュエータ駆動部１２、ＬＣＤ駆動部１３、ＬＥＤ制御部１４及びＬＥＤ駆動部１５は、Ｔ－ＣＯＮ１１からの指令に従って動作する。
アクチュエータ駆動部１２は、Actuator端子[0]～[p]を介してアクチュエータ部３５に信号を出力する。
ＬＣＤ駆動部１３のゲート駆動部１３０は、Gate端子[0]～[m]を介して空間光変調器２にゲート信号を出力する。
ＬＣＤ駆動部１３のソース駆動部１３１は、Source端子[0]～[n]を介して空間光変調器２にソース信号を出力する。
ＬＥＤ制御部１４は、Row端子[0]～[j]を介してブロック光源部４に列方向の信号を出力する。
ＬＥＤ駆動部１５は、Column端子[0]～[i]を介してブロック光源部４に行方向の信号を出力する。
【0032】
図５は、図４に示すＴ－ＣＯＮ１１を示す機能ブロック図である。
図５に示すＴ－ＣＯＮ１１は、ブロック深さ計算部１１１と、タイミング計算部１１２と、を備える。
ブロック深さ計算部１１１は、３次元イメージデータ（x,y,z）に基づいて立体表示用画像のブロック深さを計算し、２次元イメージデータ（n,m）及び深さマップ（i,j,z）を出力する。
２次元イメージデータ（n,m）は、ＬＣＤ駆動部１３に入力される。
タイミング計算部１１２は、深さマップ（i,j,z）に基づいてタイミングを計算し、ＬＣＤの駆動タイミングと、ＬＥＤタイミングマップ（i,j,t）と、振動タイミング（l,t）と、を出力する。
ＬＣＤの駆動タイミングは、ＬＣＤ駆動部１３に入力され、ＬＣＤ駆動部１３は、２次元イメージデータ（n,m）及びＬＣＤの駆動タイミングに従って動作する。
ＬＥＤタイミングマップ（i,j,t）は、ＬＥＤ駆動部１５に入力され、ＬＥＤ駆動部１５は、ＬＥＤタイミングマップ（i,j,t）に従って動作する。
振動タイミング（l,t）は、アクチュエータ駆動部１２に入力され、アクチュエータ駆動部１２は、振動タイミング（l,t）に従って動作する。
図５に示すＴ－ＣＯＮ１１は、ブロック深さ計算部１１１と、タイミング計算部１１２と、を備える。
ブロック深さ計算部１１１は、３次元イメージデータ（x,y,z）に基づいて立体表示用画像のブロック深さを計算し、２次元イメージデータ（n,m）及び深さマップ（i,j,z）を出力する。
２次元イメージデータ（n,m）は、ＬＣＤ駆動部１３に入力される。
タイミング計算部１１２は、深さマップ（i,j,z）に基づいてタイミングを計算し、ＬＣＤの駆動タイミングと、ＬＥＤタイミングマップ（i,j,t）と、振動タイミング（l,t）と、を出力する。
ＬＣＤの駆動タイミングは、ＬＣＤ駆動部１３に入力され、ＬＣＤ駆動部１３は、２次元イメージデータ（n,m）及びＬＣＤの駆動タイミングに従って動作する。
ＬＥＤタイミングマップ（i,j,t）は、ＬＥＤ駆動部１５に入力され、ＬＥＤ駆動部１５は、ＬＥＤタイミングマップ（i,j,t）に従って動作する。
振動タイミング（l,t）は、アクチュエータ駆動部１２に入力され、アクチュエータ駆動部１２は、振動タイミング（l,t）に従って動作する。
【0033】
図６（Ａ）は、本実施形態に係る立体映像表示装置１の展開図であり、図６（Ｂ）は、レンズ部３を示す斜視図であり、図６（Ｃ）は、レンズ部３の中心部であるレンズ中心部３０についての展開図である。
また、図７（Ａ）は、レンズ部３を示す上面図であり、図７（Ｂ）は、レンズ部３を示す側面図であり、図７（Ｃ）は、レンズ部３の断面を示すための斜視図であり、図７（Ｄ）は、図７（Ｃ）のＡ－Ａ’における断面図である。
また、図７（Ａ）は、レンズ部３を示す上面図であり、図７（Ｂ）は、レンズ部３を示す側面図であり、図７（Ｃ）は、レンズ部３の断面を示すための斜視図であり、図７（Ｄ）は、図７（Ｃ）のＡ－Ａ’における断面図である。
【0034】
空間光変調器２は、ＬＣＤ２０と、拡散板２１と、を備える。
レンズ部３は、透光性カバー部３１，３２と、レンズ中心部３０と、透光性カバー部３１とレンズ中心部３０との間に配置されるシール部３１０と、透光性カバー部３２とレンズ中心部３０との間に配置されるシール部３２０と、を備える。
レンズ中心部３０は、側壁部３３により囲まれた空間に配置される浸液３４と、所定の間隔で側壁部３３に接続されて変位させる複数のアクチュエータ３５０と、複数のアクチュエータ３５０を外側から支持する外側壁部３６と、を備える。
なお、浸液３４が配置される空間は、互いに対向する透光性カバー部３１と透光性カバー部３２とによって挟まれている。
ブロック光源部４は、ＬＥＤ４０と、反射板４３と、を備える。
レンズ部３は、透光性カバー部３１，３２と、レンズ中心部３０と、透光性カバー部３１とレンズ中心部３０との間に配置されるシール部３１０と、透光性カバー部３２とレンズ中心部３０との間に配置されるシール部３２０と、を備える。
レンズ中心部３０は、側壁部３３により囲まれた空間に配置される浸液３４と、所定の間隔で側壁部３３に接続されて変位させる複数のアクチュエータ３５０と、複数のアクチュエータ３５０を外側から支持する外側壁部３６と、を備える。
なお、浸液３４が配置される空間は、互いに対向する透光性カバー部３１と透光性カバー部３２とによって挟まれている。
ブロック光源部４は、ＬＥＤ４０と、反射板４３と、を備える。
【0035】
図８は、本実施形態に係る立体映像表示装置１の機能ブロック図である。
アクチュエータ駆動部１２は、Ｔ－ＣＯＮ１１からの指令に従って、レンズ部３の複数のアクチュエータ３５０の各々に駆動信号を出力する。
アクチュエータ駆動部１２は、Ｔ－ＣＯＮ１１からの指令に従って、レンズ部３の複数のアクチュエータ３５０の各々に駆動信号を出力する。
【0036】
ＬＣＤ駆動部１３は、ゲート駆動部１３０と、ソース駆動部１３１と、を備える。
ゲート駆動部１３０は、Ｔ－ＣＯＮ１１からの指令に従って、空間光変調器２のＬＣＤ２０の複数のゲート（Gate）線の各々にゲート信号を出力する。
ソース駆動部１３１は、Ｔ－ＣＯＮ１１からの指令に従って、空間光変調器２のＬＣＤ２０の複数のソース（Source）線の各々にソース信号を出力する。
空間光変調器２のＬＣＤ２０は、ゲート信号及びソース信号によって制御されて、ブロック光源部４からの光の透過又は非透過を切り替える。
ゲート駆動部１３０は、Ｔ－ＣＯＮ１１からの指令に従って、空間光変調器２のＬＣＤ２０の複数のゲート（Gate）線の各々にゲート信号を出力する。
ソース駆動部１３１は、Ｔ－ＣＯＮ１１からの指令に従って、空間光変調器２のＬＣＤ２０の複数のソース（Source）線の各々にソース信号を出力する。
空間光変調器２のＬＣＤ２０は、ゲート信号及びソース信号によって制御されて、ブロック光源部４からの光の透過又は非透過を切り替える。
【0037】
ＬＥＤ制御部１４は、Ｔ－ＣＯＮ１１からの指令に従って、ブロック光源部４の複数の列（row）方向の配線の各々に信号を出力する。
ＬＥＤ駆動部１５は、Ｔ－ＣＯＮ１１からの指令に従って、ブロック光源部４の複数の行（Column）方向の配線の各々に信号を出力する。
ブロック光源部４のＬＥＤ４０は、列方向の配線及び行方向の配線の信号によって制御されて、白色光の点灯又は非点灯を切り替える。
ＬＥＤ駆動部１５は、Ｔ－ＣＯＮ１１からの指令に従って、ブロック光源部４の複数の行（Column）方向の配線の各々に信号を出力する。
ブロック光源部４のＬＥＤ４０は、列方向の配線及び行方向の配線の信号によって制御されて、白色光の点灯又は非点灯を切り替える。
【0038】
図９は、本実施形態に係る立体映像表示装置１の空間光変調器２とブロック光源部４との平面構成を示す図である。
空間光変調器２とブロック光源部４とは重畳して配置されている。
ブロック光源部４の１ブロック光源に対応して、空間光変調器２の画素が３行×３列でマトリクス状に設けられている。
空間光変調器２の各画素は、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の副画素を含む。
空間光変調器２の画素は、（ｎ＋１）行×（ｍ＋１）列でマトリクス状に設けられている。
ブロック光源部４のブロック光源は、白色光を発し、（ｉ＋１）行×（ｊ＋１）列でマトリクス状に設けられている。
空間光変調器２とブロック光源部４とは重畳して配置されている。
ブロック光源部４の１ブロック光源に対応して、空間光変調器２の画素が３行×３列でマトリクス状に設けられている。
空間光変調器２の各画素は、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の副画素を含む。
空間光変調器２の画素は、（ｎ＋１）行×（ｍ＋１）列でマトリクス状に設けられている。
ブロック光源部４のブロック光源は、白色光を発し、（ｉ＋１）行×（ｊ＋１）列でマトリクス状に設けられている。
【0039】
図１０は、図９に示す空間光変調器２及びブロック光源部４を備える立体映像表示装置１の第１のタイミングチャートである。
水平同期信号（HSYNC）の１パルス期間には、１水平サイクル期間（H_Cycle）に水平方向画素データ（H_DISP）が書き込まれる。
水平方向画素データ（H_DISP）には、画素データ（pixel data）Ｄ１～Ｄｎが含まれる。
なお、水平方向画素データ（H_DISP）の各々の間には、ダミー（Dummy）の画素データが配されている。
垂直同期信号（VSYNC）の１パルス期間には、１垂直サイクル期間（V_Cycle）に垂直方向画素データ（V_DISP）が書き込まれる。
垂直方向画素データ（V_DISP）には、線データ（Line data）のパルスＬ０～Ｌｍが供給される。
水平同期信号（HSYNC）の１パルス期間には、１水平サイクル期間（H_Cycle）に水平方向画素データ（H_DISP）が書き込まれる。
水平方向画素データ（H_DISP）には、画素データ（pixel data）Ｄ１～Ｄｎが含まれる。
なお、水平方向画素データ（H_DISP）の各々の間には、ダミー（Dummy）の画素データが配されている。
垂直同期信号（VSYNC）の１パルス期間には、１垂直サイクル期間（V_Cycle）に垂直方向画素データ（V_DISP）が書き込まれる。
垂直方向画素データ（V_DISP）には、線データ（Line data）のパルスＬ０～Ｌｍが供給される。
【0040】
図１１は、図９に示す空間光変調器２及びブロック光源部４を備える立体映像表示装置１の第２のタイミングチャートである。
図１１には、レンズ部３の焦点距離（Focal length）の変化も示されている。
レンズ部３の焦点距離は、レンズ部３の１サイクル期間τにおいて、レンズ部３に近い（near）側からレンズ部３に遠い（far）側まで変化する。
空間光変調器２の１フレーム期間Ｔと、レンズ部３の１サイクル期間τとの間には、Ｔ＝２τの関係がある。
各ブロック光源であるＬＥＤは、第０列のＬＥＤ（０，０）～ＬＥＤ（ｉ，０）から第ｊ列のＬＥＤ（０，ｊ）～ＬＥＤ（ｉ，ｊ）まで、空間光変調器２において書き込み（writing）期間の列を避けてブロック光源部４からの光が照射されるように発光可能期間（usable period）が設定されることで、列毎に発光が制御される。
各ＬＥＤはＶ＿ＤＩＳＰの期間に１つのパルスを受信し、そのパルスは画像の深さに対応する。
図１１には、レンズ部３の焦点距離（Focal length）の変化も示されている。
レンズ部３の焦点距離は、レンズ部３の１サイクル期間τにおいて、レンズ部３に近い（near）側からレンズ部３に遠い（far）側まで変化する。
空間光変調器２の１フレーム期間Ｔと、レンズ部３の１サイクル期間τとの間には、Ｔ＝２τの関係がある。
各ブロック光源であるＬＥＤは、第０列のＬＥＤ（０，０）～ＬＥＤ（ｉ，０）から第ｊ列のＬＥＤ（０，ｊ）～ＬＥＤ（ｉ，ｊ）まで、空間光変調器２において書き込み（writing）期間の列を避けてブロック光源部４からの光が照射されるように発光可能期間（usable period）が設定されることで、列毎に発光が制御される。
各ＬＥＤはＶ＿ＤＩＳＰの期間に１つのパルスを受信し、そのパルスは画像の深さに対応する。
【0041】
図１０，１１に示すように、レンズ部３の焦点距離の変調サイクルを空間光変調器２の書き換えサイクルよりも早くすることで、空間光変調器２の書き換え中のラインを避けてブロック光源部４を点灯させることができる。
【0042】
また、図９～１１に示すように、ブロック光源部４の各ＬＥＤを高速に制御することで、空間光変調器２のフレームレートを維持しつつ多視点の裸眼両眼視が可能な立体映像を表示することができる。
そのため、空間光変調器２として高速なＤＭＤを用いることなく、ＬＣＤを用いても多視点の裸眼両眼視が可能な立体映像を表示することが可能になる。
そのため、空間光変調器２として高速なＤＭＤを用いることなく、ＬＣＤを用いても多視点の裸眼両眼視が可能な立体映像を表示することが可能になる。
【0043】
以上説明したように、本実施形態によれば、表示画像の２次元解像度への影響を低減しつつ、輻輳調節矛盾を解消又は低減した多視点の裸眼両眼視が可能な立体映像表示装置を実現することができる。
【0044】
なお、本実施形態においては、一対の透光性カバー部３１，３２を円形としたが、本発明はこれに限定されるものではない。
一対の透光性カバー部３１，３２を方形としてもよい。
一対の透光性カバー部３１，３２を方形としてもよい。
【0045】
なお、本実施形態におけるレンズ部３は、可変焦点音響光学レンズとも呼ぶことができる。
可変焦点音響光学レンズとは、音波による屈折率変調で焦点が可変とされるレンズをいう。
また、空間光変調器２は、ディスプレイパネルと呼ぶことができ、ブロック光源部４はバックライトと呼ぶことができる。
すなわち、本発明の一態様は、可変焦点音響光学レンズと、複数のＬＥＤを含むバックライトと、可変焦点音響光学レンズとバックライトとの間に配置され、マトリクス状に配置された複数の画素を含むディスプレイパネルと、を備える立体映像表示装置である。
また、可変焦点音響光学レンズは、浸液を備え、複数のアクチュエータが浸液を囲んでいる構成とすることができる。
可変焦点音響光学レンズとは、音波による屈折率変調で焦点が可変とされるレンズをいう。
また、空間光変調器２は、ディスプレイパネルと呼ぶことができ、ブロック光源部４はバックライトと呼ぶことができる。
すなわち、本発明の一態様は、可変焦点音響光学レンズと、複数のＬＥＤを含むバックライトと、可変焦点音響光学レンズとバックライトとの間に配置され、マトリクス状に配置された複数の画素を含むディスプレイパネルと、を備える立体映像表示装置である。
また、可変焦点音響光学レンズは、浸液を備え、複数のアクチュエータが浸液を囲んでいる構成とすることができる。
【0046】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、上述の構成に対して、構成要素の付加、削除又は転換を行った様々な変形例も含むものとする。
【符号の説明】
【0047】
１ 立体映像表示装置
１０ 制御部
１１ Ｔ－ＣＯＮ
１１１ ブロック深さ計算部
１１２ タイミング計算部
１２ アクチュエータ駆動部
１３ ＬＣＤ駆動部
１３０ ゲート駆動部
１３１ ソース駆動部
１４ ＬＥＤ制御部
１５ ＬＥＤ駆動部
２ 空間光変調器
２０ ＬＣＤ
２１ 拡散板
３ レンズ部
３０ レンズ中心部
３１，３２ 透光性カバー部
３１０，３２０ シール部
３３ 側壁部
３４ 浸液
３５ アクチュエータ部
３５０ アクチュエータ
３６ 外側壁部
４ ブロック光源部
４０ ＬＥＤ
４１ 第１のＬＥＤ
４２ 第２のＬＥＤ
４３ 反射板
１０ 制御部
１１ Ｔ－ＣＯＮ
１１１ ブロック深さ計算部
１１２ タイミング計算部
１２ アクチュエータ駆動部
１３ ＬＣＤ駆動部
１３０ ゲート駆動部
１３１ ソース駆動部
１４ ＬＥＤ制御部
１５ ＬＥＤ駆動部
２ 空間光変調器
２０ ＬＣＤ
２１ 拡散板
３ レンズ部
３０ レンズ中心部
３１，３２ 透光性カバー部
３１０，３２０ シール部
３３ 側壁部
３４ 浸液
３５ アクチュエータ部
３５０ アクチュエータ
３６ 外側壁部
４ ブロック光源部
４０ ＬＥＤ
４１ 第１のＬＥＤ
４２ 第２のＬＥＤ
４３ 反射板
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】