JP5659589B2

JP5659589B2 - 表示装置および制御方法

Info

Publication number: JP5659589B2
Application number: JP2010158878A
Authority: JP
Inventors: 浜島　宗樹; 宗樹浜島; 清茂芝崎; 晋森
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2030-07-13
Also published as: JP2012022085A

Description

本発明は、表示装置および制御方法に関する。

パララックスバリアを用いた多視点画像の表示装置が知られている（例えば、特許文献１〜３）。このような表示装置は、異なる視点から観察する複数の観察者のそれぞれに対して異なる画像を与えたり、観察者が移動した場合において移動位置に応じた画像を与えたりすることができる。これにより、この表示装置は、被写体を多数の方向から同時に観察した像を再現したような画像を提供することができる。

特許文献１特表２０１０−５０５１４４号公報

ところで、背景および遠景等を多視点表示しても、立体感の向上効果が少ない場合がある。また、多視点表示をした場合、それぞれの視点に与える画像の解像度が低下してしまう。従って、多視点表示装置は、表示される画像の内容に適した視点数で表示ができることが望ましい。

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、表示部と、前記表示部の画面上のそれぞれの位置に対応し、対応する位置の画素群から出力された複数の光のそれぞれを通過させて対応する視点へと与える複数の開口部を有するバリア部と、前記表示部に表示される画像に応じて前記バリア部が有する前記複数の開口部の状態を制御する制御部と、を備える表示装置、および、制御方法を提供する。

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く、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。

本実施形態に係る表示装置１０の外観および観察者を示す。本実施形態に係る表示装置１０の構成を示す。本実施形態に係る表示部２２およびバリア部２４の構成の一例、および、複数の開口部３０および複数の画素群４０の配置関係の一例を示す。本実施形態に係る表示部２２に表示される画像の一例を示す。図４に示されるような画像が表示された場合における、バリア部２４が有する複数の開口部３０の状態の第１例を示す。図４に示されるような画像が表示された場合における、バリア部２４が有する複数の開口部３０の状態の第２例を示す。第１領域５１と第２領域５２との間の境界領域６１の一例を示す。被写体距離に応じて視点数を変えた多視点画像が表示された表示部２２の一例を示す。

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。

図１は、本実施形態に係る表示装置１０の外観および観察者を示す。本実施形態に係る表示装置１０は、複数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像を表示する。

表示装置１０は、複数の位置から被写体を撮像した複数の画像のそれぞれを、対応する方向の視点に対して表示する。これにより、表示装置１０は、異なる視点から観察する複数の観察者のそれぞれに、当該視点に対応する方向から被写体を撮像した画像を表示することができる。また、このような表示装置１０は、観察者が移動した場合において、当該移動位置に応じた方向から被写体を撮像した画像を表示することができる。

図２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、画像出力部２０と、表示部２２と、バリア部２４と、制御部２６とを備える。

画像出力部２０は、複数の視点のそれぞれへと個別の画像を与えるための多視点画像を出力する。ここで、画像出力部２０は、個別の画像を与える視点数が、画面内の領域毎に異なる多視点画像を出力する。画像出力部２０は、一例として、画面内の第１領域に第１視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像を出力し、第１領域とは異なる第２領域に第１視点数とは異なる第２視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像を出力する。また、画像出力部２０は、一例として、全ての視点に同一画像を与える２次元画像を、一部の領域に含む多視点画像を出力してもよい。

表示部２２は、画像出力部２０から出力された多視点画像を表示する。表示部２２は、一例として、液晶表示装置と、この液晶表示装置の裏面側から光を照射するバックライトとを有する表示パネルである。

バリア部２４は、表示部２２の前に配置される。バリア部２４は、表示部２２の画面全面のそれぞれの位置に対応した複数の開口部３０を有する。複数の開口部３０のそれぞれは、表示部２２の対応する画面位置から出力される光を透過して、対応する画面位置から出力された複数の視点のそれぞれの画像の光を対応する視点へと与える。

このようなバリア部２４は、表示部２２から出力された光の一部を複数の開口部３０を通過させることにより、表示部２２から出力された複数の視点のそれぞれに対応する画像の光を対応する視点へと与える。即ち、バリア部２４は、表示部２２から出力された光の一部を複数の開口部３０以外の部分で遮断することにより、表示部２２から出力された複数の視点のそれぞれに対応する画像の光を、対応する視点以外の視点へとは与えない。このようなバリア部２４は、一例として、液晶パネルにより実現され、複数の開口部３０の状態、即ち、位置、形状および大きさが制御部２６により制御される。

制御部２６は、表示部２２に表示される画像に応じてバリア部２４が有する複数の開口部３０の状態を制御する。具体的には、制御部２６は、個別の画像を与える視点の数が異なる領域毎に、当該領域におけるバリア部２４の対応する部分に形成される複数の開口部３０のピッチ（隣接する開口部３０の間の距離）を変えるように制御する。

図３は、表示部２２およびバリア部２４の構成の一例、および、複数の開口部３０および複数の画素群４０の配置関係の一例を示す。

表示部２２は、画面内の多視点画像を表示する領域において、複数の視点のそれぞれに対して与えるべき複数の画像を同時に表示する。ここで、複数の視点のそれぞれに対して与えるべき複数の画像のそれぞれの、画面内の同一位置のドットを表示する画素４２のグループを、画素群４０という。表示部２２には、画面内の多視点画像を表示する領域において、複数の画素群４０が形成される。

バリア部２４は、多視点画像を表示する領域に対応する部分において、複数の開口部３０を形成する。複数の開口部３０のそれぞれは、複数の画素群４０のそれぞれに対応する。複数の開口部３０のそれぞれは、対応する位置の画素群４０から出力された複数の光のそれぞれを通過させて対応する視点へと与える。

例えば、画面内の所定領域内に水平方向に並んだ第１視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像を表示する場合、複数の開口部３０のそれぞれは、この所定の領域に対応する部分において、それぞれが垂直方向に延伸して、水平方向に並べて配置される。即ち、複数の開口部３０のそれぞれは、この所定の領域内において、縦方向に長いスリット状に形成される。

このような複数の画素群４０のそれぞれおよび複数の開口部３０のそれぞれは、図３に示されるように配置される。即ち、複数の画素群４０のそれぞれおよび複数の開口部３０のそれぞれは、当該画素群４０に含まれる複数の画素４２のそれぞれと対応する視点とを直線で結んだ場合において、これらの直線が当該開口部３０内において交差するように配置される。さらに、複数の開口部３０のそれぞれは、対応する画素群４０に含まれる複数の画素４２のそれぞれと、対応する視点以外の視点とを直線で結んだ場合において、これらの直線を遮断する大きさに形成される。

このようなバリア部２４は、複数の画像の光のそれぞれを、対応する視点へと与えることができる。即ち、このようなバリア部２４は、複数の画像の光のそれぞれを、対応する視点以外へと与えないように遮断することができる。

図４は、本実施形態に係る表示部２２に表示される画像の一例を示す。表示部２２は、画面内の領域毎に、視点数の異なる多視点画像を表示する。

より具体的には、表示部２２は、画面内における第１領域５１に第１視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像を表示し、画面内における第２領域５２に第１視点数とは異なる第２視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像を表示する。この場合、表示部２２の第１領域５１には、それぞれが第１視点数の画素４２を含む複数の画素群４０が形成される。また、表示部２２の第２領域５２には、それぞれが第２視点数の画素４２を含む複数の画素群４０が形成される。

図４の例においては、表示部２２は、人物が表示された第１領域５１と、風景が表示された第２領域５２とを含む画面を表示する。この場合、例えば、表示部２２は、第２領域５２に表示される多視点画像の視点数（第２視点数）を、第１領域５１に表示される多視点画像の視点数（第１視点数）よりも少なくした多視点画像を表示する。

図５は、図４に示されるような画像が表示された場合における、バリア部２４が有する複数の開口部３０の状態の第１例を示す。制御部２６は、表示部２２の視点数を変えた領域に対応する部分毎に、バリア部２４に形成する複数の開口部３０のピッチを変える。

具体的には、制御部２６は、図４に示したように表示部２２の画面内に第１領域５１および第２領域５２が含まれる場合、バリア部２４における第１領域５１に対応する部分に形成される複数の開口部３０と、バリア部２４における第２領域５２に対応する部分に形成される複数の開口部３０とを異なるピッチで配置させる。例えば、図４の例においては、表示部２２は、人物が表示された第１領域５１の多視点画像の視点数（第１視点数）を、風景が表示された第２領域５２の多視点画像の視点数（第２視点数）よりも多くしていた。従って、この場合、図５に示されるように、制御部２６は、バリア部２４における第１領域５１に対応する部分に形成される複数の開口部３０のピッチを、バリア部２４における第２領域５２に対応する部分に形成される複数の開口部３０のピッチよりも、狭くする。

このような表示装置１０は、視点数は少ないが解像度の高い鮮明な多視点画像と、解像度は低いが視点数が多く立体感が強い多視点画像とを、１つの画面内に同時に表示することができる。これにより、表示装置１０は、画面内の領域毎に、画像の内容に応じた適切な視点数で多視点表示をすることができる。例えば、図４および図５に示した例の場合であれば、表示部２２は、人物を立体感を強く感じる画像で表示し、風景を解像度の高い鮮明な画像で表示することができる。

なお、制御部２６は、バリア部２４における複数の開口部３０のピッチに応じて、対応する開口部３０の大きさを変えてもよい。例えば、制御部２６は、複数の開口部３０のピッチが広い部分ほど、開口部３０の開口の大きさを広くする。また、制御部２６は、バリア部２４における複数の開口部３０のピッチに応じて、表示部２２における対応する領域の光量の大きさを変えてもよい。例えば、制御部２６は、バックライト等を制御することにより、複数の開口部３０のピッチが広い部分に対応する領域ほど、光量を大きくする。

表示装置１０は、このように複数の開口部３０のピッチに応じて、開口部３０の大きさおよび表示部２２の光量を制御することにより、画面内の領域毎に視点数が異なる場合であっても、画面内において均一の光量で多視点画像を表示することができる。

図６は、図４に示されるような画像が表示された場合における、バリア部２４が有する複数の開口部３０の状態の第２例を示す。表示部２２は、画面内の一部の領域に、全ての視点に同一の画像を与える２次元画像を表示してもよい。

具体的には、表示部２２は、図４に示したように画面内に第１領域５１および第２領域５２が含まれる場合、画面内における第１領域５１に複数の視点のそれぞれに個別の画像を与える画像を表示し、画面内における第２領域５２に２次元画像を表示する。

そして、この場合、制御部２６は、バリア部２４における第１領域５１に対応する部分に複数の開口部３０を形成し、バリア部２４における第２領域５２に対応する部分において表示部２２から出力された光を全て通過させる。制御部２６は、一例として、バリア部２４における第２領域５２に対応する部分の全面を開口することにより、表示部２２の第２領域５２から出力された光を全て通過させる。

このような表示装置１０は、画面内の一部の領域において多視点表示を行い、他の一部の領域において２次元画像表示を行うことができる。これにより、表示装置１０は、解像度の高い鮮明な２次元画像と、解像度は低いが視点数が多く立体感が強い多視点画像とを、１つの画面内に同時に表示することができる。

図７は、第１領域５１と第２領域５２との間の境界領域６１の一例を示す。表示部２２は、第１視点数の多視点画像を表示する第１領域５１と、第２視点数の多視点画像を表示する第２領域５２との間の境界領域６１に、第１視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像と第２視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像とを交互に表示してもよい。

この場合、制御部２６は、バリア部２４における境界領域６１に対応する部分に、第１視点数に対応するピッチの複数の開口部３０および第２視点数に対応するピッチの複数の開口部３０を、表示部２２における画像の切り替えに同期して交互に形成する。このような表示装置１０は、視点数が切り替わる境界における画像の不自然さを緩和して、自然な画像を提供することができる。

図８は、被写体距離に応じて視点数を変えた多視点画像が表示された表示部２２の一例を示す。表示部２２は、被写体距離に応じて画面内の領域毎に視点数を変えた多視点画像を表示してもよい。ここで、被写体距離とは、撮像時における、撮像位置から被写体までの距離をいう。

図８に示される例の場合、表示部２２は、画面内に、近景領域６５と、中景領域６６と、遠景領域６７とを含む多視点画像を表示する。表示部２２は、近景領域６５に、第１視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像を表示する。表示部２２は、中景領域６６に、第１視点数よりも少ない第２視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像を表示する。表示部２２は、遠景領域６７に、第２視点数よりも少ない第３視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像を表示する。

そして、制御部２６は、バリア部２４における被写体距離に応じた領域のそれぞれに対応する部分毎に、異なるピッチの複数の開口部３０を形成する。例えば、図８に示される例の場合、制御部２６は、バリア部２４における近景領域６５に対応する部分に、第１視点数に対応した第１ピッチ長で配置された複数の開口部３０を形成する。また、制御部２６は、バリア部２４における中景領域６６に対応する部分に、第１ピッチ長より長く第２視点数に対応した第２ピッチ長で配置された複数の開口部３０を形成する。また、制御部２６は、バリア部２４における遠景領域６７に対応する部分に、第２ピッチ長より長く第３視点数に対応した第３ピッチ長で配置された複数の開口部３０を形成する。これにより、表示装置１０によれば、被写体距離に応じて視点数が切り替わる自然な画像を表示することができる。

また、表示部２２は、被写体距離が予め定められた距離よりも短い領域に複数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像を表示し、被写体距離が予め定められた距離以上の領域に全ての視点に同一画像を与える２次元画像を表示してもよい。例えば図８に示される例の場合、表示部２２は、被写体距離が無限大よりも短い近景領域６５および中景領域６６に、複数の視点それぞれに個別の画像を与える多視点画像を表示し、被写体距離が無限大となる遠景領域６７に２次元画像を表する。

そして、この場合、制御部２６は、バリア部２４における被写体距離が予め定められた距離よりも短い領域に対応する部分に複数の開口部３０を形成する。そして、制御部２６は、バリア部２４における被写体距離が予め定められた距離以上の領域に対応する部分において表示部２２から出力された光を全て通過させる。例えば、図８に示される例の場合、制御部２６は、バリア部２４における遠景領域６７に対応する部分の全面を開口して、表示部２２の遠景領域６７から出力された光を全て通過させる。これにより、表示装置１０によれば、被写体距離に応じて、被写体距離が無限大となる遠景領域６７に解像度の高い鮮明な２次元画像を表示し、他の領域に解像度は低いが視点数が多く立体感が強い多視点画像を表示することができる。

また、表示部２２は、例えば、画像内における主要被写体（例えば、観察者が注視するような被写体）が表示された領域か、主要被写体以外が表示された領域かに応じて、視点数を切り替えてもよい。例えば、表示部２２は、主要被写体以外が表示された領域に複数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像を表示し、主要被写体が表示された領域に全ての視点に同一画像を与える２次元画像を表示してもよい。

そして、この場合、制御部２６は、バリア部２４における主要被写体以外が表示された領域に対応する部分に複数の開口部３０を形成し、バリア部２４における主要被写体が表示された領域に対応する部分において表示部２２から出力された光を全て通過させる。これにより、表示装置１０は、主要被写体が表示された領域を解像度が高い鮮明な画像とし、その他の領域を立体感を与えるための画像を表示することができる。

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。

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。本願によれば、以下の構成もまた開示される。
（項目１）
表示部と、
前記表示部の画面上のそれぞれの位置に対応し、対応する位置の画素群から出力された複数の光のそれぞれを通過させて対応する視点へと与える複数の開口部を有するバリア部と、
前記表示部に表示される画像に応じて前記バリア部が有する前記複数の開口部の状態を制御する制御部と、
を備える表示装置。
（項目２）
前記表示部は、画面内における第１領域に複数の視点のそれぞれに個別の画像を与える画像を表示し、画面内における第２領域に全ての視点に同一の画像を与える２次元画像を表示し、
前記制御部は、
前記バリア部における前記第１領域に対応する部分に前記複数の開口部を形成し、
前記バリア部における前記第２領域に対応する部分において前記表示部から出力された光を全て通過させる
項目１に記載の表示装置。
（項目３）
前記表示部は、被写体距離が予め定められた距離よりも短い領域に複数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像を表示し、被写体距離が予め定められた距離以上の領域に全ての視点に同一画像を与える２次元画像を表示し、
前記制御部は、
前記バリア部における被写体距離が予め定められた距離よりも短い領域に対応する部分に前記複数の開口部を形成し、
前記バリア部における被写体距離が予め定められた距離以上の領域に対応する部分において前記表示部から出力された光を全て通過させる
項目１または２に記載の表示装置。
（項目４）
前記表示部は、主要被写体以外が表示された領域に複数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像を表示し、前記主要被写体が表示された領域に全ての視点に同一画像を与える２次元画像を表示し、
前記制御部は、
前記バリア部における主要被写体以外が表示された領域に対応する部分に前記複数の開口部を形成し、
前記バリア部における主要被写体が表示された領域に対応する部分において前記表示部から出力された光を全て通過させる
項目１または２に記載の表示装置。

１０表示装置、２０画像出力部、２２表示部、２４バリア部、２６制御部、３０開口部、４０画素群、４２画素、５１第１領域、５２第２領域、６１境界領域、６５近景領域、６６中景領域、６７遠景領域

Claims

表示部と、
前記表示部の画面上のそれぞれの位置に対応し、対応する位置の画素群から出力された複数の光のそれぞれを通過させて対応する視点へと与える複数の開口部を有するバリア部と、
前記表示部に表示される画像に応じて前記バリア部が有する前記複数の開口部の状態を制御する制御部と、
を備え、
前記表示部は、被写体距離に応じて画面内の領域毎に視点数を変えた多視点画像を表示し、
前記制御部は、前記バリア部における被写体距離に応じた領域のそれぞれに対応する部分毎に、異なるピッチの前記複数の開口部を形成する
表示装置。
前記表示部は、画面内における第１領域に第１視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像を表示し、画面内における第２領域に前記第１視点数とは異なる第２視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像を表示し、
前記制御部は、前記バリア部における前記第１領域に対応する部分に形成される前記複数の開口部と、前記バリア部における前記第２領域に対応する部分に形成される前記複数の開口部とを異なるピッチで配置させる
請求項１に記載の表示装置。
前記表示部は、前記第１領域と前記第２領域との境界領域に、前記第１視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像と前記第２視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像とを交互に表示し、
前記制御部は、前記バリア部における前記境界領域に対応する部分に、前記第１視点数に対応するピッチの前記複数の開口部および前記第２視点数に対応するピッチの前記複数の開口部を交互に形成する
請求項２に記載の表示装置。
前記制御部は、前記バリア部における前記複数の開口部のピッチに応じて、対応する開口部の大きさを変える
請求項１から３の何れか一項に記載の表示装置。
前記制御部は、前記バリア部における前記複数の開口部のピッチに応じて、前記表示部における対応する領域の光量の大きさを変える
請求項１から３の何れか一項に記載の表示装置。
表示部と、
前記表示部の画面上のそれぞれの位置に対応し、対応する位置の画素群から出力された複数の光のそれぞれを通過させて対応する視点へと与える複数の開口部を有するバリア部と、
前記表示部に表示される画像に応じて前記バリア部が有する前記複数の開口部の状態を制御する制御部と、
を備え、
前記表示部は、画面内における第１領域に第１視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像を表示し、画面内における第２領域に前記第１視点数とは異なる第２視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像を表示し、
前記制御部は、前記バリア部における前記第１領域に対応する部分に形成される前記複数の開口部と、前記バリア部における前記第２領域に対応する部分に形成される前記複数の開口部とを異なるピッチで配置させ、
前記表示部は、前記第１領域と前記第２領域との境界領域に、前記第１視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像と前記第２視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像とを交互に表示し、
前記制御部は、前記バリア部における前記境界領域に対応する部分に、前記第１視点数に対応するピッチの前記複数の開口部および前記第２視点数に対応するピッチの前記複数の開口部を交互に形成する
表示装置。
表示装置の制御方法であって、
前記表示装置は、
表示部と、
前記表示部の画面上のそれぞれの位置に対応し、対応する位置の画素群から出力された複数の光のそれぞれを通過させて対応する視点へと与える複数の開口部を有するバリア部と、
を備え、
前記表示部は、被写体距離に応じて画面内の領域毎に視点数を変えた多視点画像を表示し、
前記バリア部における被写体距離に応じた領域のそれぞれに対応する部分毎に、異なるピッチの前記複数の開口部を制御する
制御方法。
表示装置の制御方法であって、
前記表示装置は、
表示部と、
前記表示部の画面上のそれぞれの位置に対応し、対応する位置の画素群から出力された複数の光のそれぞれを通過させて対応する視点へと与える複数の開口部を有するバリア部と、
を備え、
前記表示部に表示される画像に応じて前記バリア部が有する前記複数の開口部の状態を制御し、
前記表示部は、画面内における第１領域に第１視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像を表示し、画面内における第２領域に前記第１視点数とは異なる第２視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像を表示し、
前記バリア部における前記第１領域に対応する部分に形成される前記複数の開口部と、前記バリア部における前記第２領域に対応する部分に形成される前記複数の開口部とを異なるピッチで配置させるように前記複数の開口部を制御し、
前記表示部は、前記第１領域と前記第２領域との境界領域に、前記第１視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像と前記第２視点数の視点のそれぞれに個別の画像を与える多視点画像とを交互に表示し、
前記バリア部における前記境界領域に対応する部分に、前記第１視点数に対応するピッチの前記複数の開口部および前記第２視点数に対応するピッチの前記複数の開口部を交互に形成するように前記複数の開口部を制御する
制御方法。