特許 5796761 画像表示装置及び表示パネル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5796761

(24)【登録日】2015年8月28日

(45)【発行日】2015年10月21日

(54)【発明の名称】画像表示装置及び表示パネル

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/22 20060101AFI20151001BHJP

   H04N 13/04 20060101ALI20151001BHJP

【ＦＩ】

   G02B27/22

   H04N13/04

【請求項の数】11

【全頁数】59

(21)【出願番号】特願2010-207309(P2010-207309)

(22)【出願日】2010年9月15日

(65)【公開番号】特開2012-63556(P2012-63556A)

(43)【公開日】2012年3月29日

【審査請求日】2013年7月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】303018827

【氏名又は名称】ＮＬＴテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(72)【発明者】

【氏名】新岡 真也

(72)【発明者】

【氏名】重村 幸治

【審査官】 山本 貴一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１８６２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平１０−５０５６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２４９８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０９２３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５７１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０９８３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２９４６６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２０８５６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ２７／２２

Ｇ０２Ｆ １／１３

Ｇ０３Ｂ ３５／００，３５／２４

Ｈ０４Ｎ １３／００−１３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む表示単位がマトリクス状に複数配列された表示パネルと、
前記第１視点用の画像を表示する画素及び前記第２視点用の画像を表示する画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分ける光学手段と、を有し、
前記第１視点用の画像を表示する画素と第２視点用の画像を表示する画素は第１の方向に隣接し、
前記表示単位は前記第１の方向に延びる行及び前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる列に沿って配置され、
前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部の周囲には遮光部が設けられ、
前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部は前記第２の方向において互いに重なる第１の領域とそれ以外の第２の領域から構成され、
前記第１の領域における前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向における開口幅の合計を第１の開口幅とし、
前記第２の領域における前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と第２視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向における開口幅を第２の開口幅とし、
前記第１の領域と前記第２の領域との略境界を起点とし、前記第１の領域の中央に向かう前記第１の方向を正としたとき、前記第１の開口幅の前記第１の方向に対する微分係数は０以外の実数であり、
前記第１の領域における前記遮光部と前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線と前記遮光部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線のうち前記第２の方向に交差する前記境界線はそれぞれ少なくとも一つ以上の変曲点を有する、
ことを特徴とする画像表示装置。

【請求項2】

前記第１の領域における前記遮光部と前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線と前記遮光部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線は、それぞれ少なくとも１回以上屈曲し、
前記境界線と前記第１の方向と略平行な前記遮光部との交点が、前記第１の領域と前記第２の領域の境界を除く前記第１の領域に設けられ、
前記第１の開口幅が前記第２の開口幅より小さい、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。

【請求項3】

前記第１の領域における前記遮光部と前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線と前記遮光部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線は、それぞれ少なくとも１回以上湾曲し、
前記第１の領域において、前記微分係数が異なる変曲点を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。

【請求項4】

前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部は略台形状で構成され、
前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素は前記略台形状の上底領域と下底領域が前記第１の方向に対して線対称となるように前記第２の方向に沿って配置され、
前記略台形状の斜辺部の一部は前記第１の領域に設けられ、
前記斜辺部に沿って前記遮光部の一部が配置され、
前記第１の領域における前記遮光部は前記第２の方向へ前記斜辺部と異なる方向に延びた斜辺を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像表示装置。

【請求項5】

前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部は略平行四辺形状で構成され、
前記略平行四辺形状の斜辺部の一部は前記第１の領域に設けられ、少なくとも前記第１の領域を横切るように配置され、
前記第１の領域の略平行四辺形の鋭角部は前記第２の方向へ前記斜辺部と異なる方向に延びた斜辺を有する前記遮光部が配置される、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像表示装置。

【請求項6】

前記第２の領域の前記第１の方向への幅は前記第１の領域の前記第１の方向の幅より大きく、前記第２の開口幅は連続的に変動しながら増加し、前記第２の領域において極大値を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像表示装置。

【請求項7】

Ｎ（Ｎは２以上の整数）視点用の画像を表示するＮ個の画素が第１視点から第Ｎ視点まで順次並べられた表示単位がマトリクス状に複数配列された表示パネルと、
前記Ｎ視点用の画像を表示するＮ個の画素から出射された光を相互に異なる方向に振り分ける光学手段と、を有し、
第ｋ（ｋは１・・・Ｎ−１の整数）視点用の画像を表示する画素と第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素は第１の方向に隣接し、
前記表示単位は前記第１の方向に延びる行及び前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる列に沿って配置され、
前記Ｎ視点用の画像を表示するＮ個の画素の開口部の周囲には遮光部が設けられ、
前記第ｋ視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部は前記第２の方向において互いに重なる第１の領域とそれ以外の第２の領域から構成され、
前記第１の領域における前記第ｋ視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向への開口幅の合計を第１の開口幅とし、
前記第２の領域における前記第ｋ視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向への開口幅を第２の開口幅とし、
前記第１の領域と前記第２の領域との略境界を起点とし、前記第１の領域の中央に向かう前記第１の方向を正としたとき、前記第１の開口幅の前記第１の方向に対する微分係数は０以外の実数であり、
前記第１の領域における前記遮光部と前記第ｋ視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線と前記第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線のうち前記第２の方向に交差する前記境界線はそれぞれ少なくとも１つ以上の変曲点を有し、
前記境界線と前記第１の方向と略平行な前記遮光部との交点が、前記第１の領域と前記第２の領域との境界を除く前記第１の領域に１箇所設けられ、
前記第１の開口幅が前記第２の開口幅より小さい、
ことを特徴とする画像表示装置。

【請求項8】

Ｎ（Ｎは２以上の整数）視点用の画像を表示するＮ個の画素を含む表示単位がマトリクス状に複数配列された表示パネルと、
前記Ｎ視点用の画像を表示するＮ個の画素から出射された光を相互に異なる方向に振り分ける光学手段と、を有し、
前記Ｎ視点用の画像を表示するＮ個の画素は第１の方向へ延びる行及び前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる列に沿ってＮ行×Ｎ列のマトリクス状に配置され、
前記Ｎ視点用の画像を表示するＮ個の画素の開口部の周囲には遮光部が設けられ、
前記第１の方向における第ｋ（ｋは１・・・Ｎ−１の整数）視点用の画像を表示する画素の開口部と第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部は前記第２の方向へ互いに重なる第１の領域とそれ以外の第２の領域から構成され、
前記第２の方向における第ｉ（ｉは１・・・Ｎ−１の整数）視点用の画像を表示する画素の開口部と第ｉ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部は前記第１の方向へ互いに重なる第３の領域とそれ以外の第４の領域から構成され、
前記第１の領域における前記第ｋ視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向への開口幅の合計を第１の開口幅とし、
前記第２の領域における前記第ｋ視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向への開口幅を第２の開口幅とし、
前記第１の領域と前記第２の領域との略境界を起点にし、前記第１の領域の中央に向かう前記第１の方向を正としたとき、前記第１の開口幅の前記第１の方向に対する微分係数は０以外の実数であり、
前記第１の領域における前記遮光部と前記第ｋ視点用の画像を表示する画素との境界線と前記ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線のうち前記第２の方向に交差する前記境界線はそれぞれ少なくとも１つ以上の変曲点を有し、
前記境界線と前記第１の方向と略平行な前記遮光部との交点が、前記第１の領域と前記第２の領域との境界を除く前記第１の領域に１箇所設けられ、
前記第１の開口幅が前記第２の開口幅より小さく、
前記第３の領域における前記第ｉ視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第ｉ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第１の方向への開口幅の合計を第３の開口幅とし、
前記第３の領域と前記第４の領域との略境界を起点にし、前記第３の領域の中央に向かう前記第２の方向を正としたとき、前記第３の開口幅の前記第２の方向に対する微分係数は０以外の実数であり、
前記第３の領域における前記遮光部と前記第ｉ視点用の画像を表示する画素との境界線と前記ｉ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線のうち前記第１の方向に交差する前記境界線はそれぞれ少なくとも１つ以上の変曲点を有し、
前記境界線と前記第１の方向と略平行な前記遮光部との交点が、前記第３の領域と前記第４の領域との境界を除く第３の領域に１箇所設けられる、
ことを特徴とする画像表示装置。

【請求項9】

第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む表示単位がマトリクス状に複数配列された表示パネルと、
前記第１視点用の画像を表示する画素及び前記第２視点用の画像を表示する画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分け、光学的分離性能の高い第１の分離領域及び光学的分離性能の低い第２の分離領域を有する光学手段と、を有し、
前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素は第１の方向に隣接し、
前記表示単位は前記第１の方向に延びる行及び前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる列に沿って配置され、
前記第１視点用の画像を表示する画素の第１視点用画素開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の第２視点用画素開口部の間に遮光部が設けられ、
前記第１視点用画素開口部と前記第２視点用画素開口部は前記第１の方向および前記第２の方向において互いに重なる領域を有し、該領域の前記第１の方向における重なり領域幅が前記表示単位内又は前記表示単位間で異なり、その異なる重なり領域幅において、幅の広い方を第１の領域幅、幅の狭い方を第２の領域幅としたとき、前記光学手段の前記第１の分離領域は、前記第１の領域幅上に対応し、前記第２の分離領域は、前記第２の領域幅上に対応するよう、前記光学手段が配置される
ことを特徴とする画像表示装置。

【請求項10】

第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む表示単位がマトリクス状に複数配列された表示パネルと、
前記第１視点用の画像を表示する画素及び前記第２視点用の画像を表示する画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分け、光学的分離性能の高い第１の分離領域及び光学的分離性能の低い第２の分離領域を有する光学手段と、を有し、
前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素は第１の方向に隣接し、
前記表示単位は前記第１の方向に延びる行及び前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる列に沿って配置され、
前記第１視点用の画像を表示する画素の第１視点用画素開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の第２視点用画素開口部の間に遮光部が設けられ、
前記第１視点用画素開口部と前記第２視点用画素開口部は前記第１の方向および前記第２の方向において互いに重なる領域を有し、該領域の前記第１の方向における重なり領域幅が前記表示単位内又は前記表示単位間で異なり、その異なる重なり領域幅において、幅の広い方を第１の領域幅、幅の狭い方を第２の領域幅としたとき、前記光学手段の前記第１の分離領域は、前記第２の領域幅上に対応し、前記第２の分離領域は、前記第１の領域幅上に対応するよう、前記光学手段が配置される
ことを特徴とする画像表示装置。

【請求項11】

第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む表示単位がマトリクス状に複数配列された表示パネルにおいて、
実質的に前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素が隣接して並ぶ方向を第１の方向とし、
前記表示単位は前記第１の方向に延びる行及び前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる列に沿って配置され、
前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部の周囲には遮光部が設けられ、
前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部は前記第２の方向において互いに重なる第１の領域とそれ以外の第２の領域から構成され、
前記第１の領域における前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向における開口幅の合計を第１の開口幅とし、
前記第２の領域における前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と第２視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向における開口幅を第２の開口幅とし、
前記第１の領域と前記第２の領域との略境界を起点とし、前記第１の領域の中央に向かう前記第１の方向を正としたとき、前記第１の開口幅の前記第１の方向に対する微分係数は０以外の実数であり、
前記第１の領域における前記遮光部と前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線と前記遮光部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線のうち前記第２の方向に交差する前記境界線はそれぞれ少なくとも一つ以上の変曲点を有する、
ことを特徴とする表示パネル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の視点に向けてそれぞれ異なる画像を表示する画像表示装置及び表示パネルに関し、特に立体画像表示を高画質化するための表示パネルの構成に関する。

【背景技術】

【0002】

携帯電話や情報端末の発展に伴い、画像表示装置の小型化、高精細化が進んでいる。一方、新たな付加価値を有する画像表示装置として、観察者が観察位置により異なる画像が視認できる画像表示装置、すなわち、複数の視点でそれぞれ異なる画像を視認できる画像表示装置や、それぞれ異なる画像を視差画像とし、観察者が立体的に画像を視認できる立体画像表示装置が注目されている。

【0003】

複数の視点に向けそれぞれ異なる画像を提供する方式は、それぞれの視点用の画像データを合成して表示パネルに表示し、表示された合成画像をレンズやスリットを持つバリア（遮光板）からなる光学的な分離手段により分離し、それぞれの視点へ画像を提供する方式が知られている。画像分離の原理は、スリットを有するバリア、あるいは、レンズといった光学手段を用いて、視点方向ごとに見える画素を限定することによる。画像分離手段としては、縞状の多数のスリットを有するバリアからなるパララックスバリアや、一方向にレンズ効果を有するシリンドリカルレンズを配列したレンチキュラレンズが一般に用いられる。

【0004】

光学的な画像分離手段を用いた立体画像表示装置は、特殊な眼鏡を装着する必要がなく、眼鏡を装着する煩わしさがない点で、携帯電話などの端末装置への搭載に適している。液晶パネルとパララックスバリアからなる立体画像表示装置を搭載した携帯電話は、既に製品化されている（例えば、非特許文献１参照）。

【0005】

ところで、上記の方式、すなわち、光学的な分離手段を用いて複数の視点に向けてそれぞれ異なる画像を提供する立体画像表示装置は、観察者の視点位置が移動し視認する画像が切り換わるとき、画像と画像の境界が暗く見える場合がある。この現象は、各視点用の画素と画素の間の非表示領域（液晶パネルで一般にブラックマトリックスと呼ばれる遮光部）が視認されることに起因する。観察者の視点移動に伴う上記の現象は、光学的な分離手段を持たない一般の立体画像表示装置では発生しない。このため、観察者は、光学的な分離手段を備えた多視点立体画像表示装置又は立体画像表示装置で発生する上記の現象に、違和感、あるいは表示品質の低下を感じることになる。

【0006】

これは、一般的に３Ｄモアレと言われる現象である。３Ｄモアレ（３Ｄ ｍｏｉｒｅ）とは、異なる角度方向に異なる映像を表示することに起因する周期的な輝度のムラ（色のムラを指すこともある）である。また、３Ｄモアレは、輝度の角度方向における変動 （Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ Ａｎｇｕｌａｒ Ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ）であり、輝度の角度方向における変動が大きいと、立体視に好ましくない影響がある。

【0007】

上記の光学的な分離手段と遮光部に起因する問題を改善するために、表示パネルの画素電極および遮光部の形状と配列を工夫し、表示品質の低下を抑制した立体画像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１，特許文献２）。

【0008】

図３７は、特許文献１が開示している表示装置における表示パネルを示す平面図である。特許文献１が開示している表示装置は、横方向１０１２の任意の点において、シリンドリカルレンズ１００３ａの配列方向と垂直となる縦方向１０１１に、表示パネル断面を想定すると、遮光部（配線１０７０及び遮光部１０７６）と開口部の割合が略一定となっている。

【0009】

従って、観察者が画像の分離方向である横方向１０１２に視点を移動し、観察方向が変わった場合でも、視認する遮光部の割合は略一定である。すなわち、観察者が特定方向から遮光部のみを観察することはなく、表示が暗く見えることもない。つまり、遮光領域に起因する表示品質の低下を防止することができる。

【0010】

図３８は、特許文献２が開示している立体画像表示装置における画素を模式的に示す図である。図３８（Ａ）は特許文献２に記載の立体画像表示装置における画素配置を示す平面図であり、図３８（Ｂ）は該画素の拡大図である。特許文献２が開示している立体画像表示装置は、重なり領域１０１３に渡って隣接する画素の垂直方向の大きさの合計が一定であり、長方形領域Ｂの垂直方向の大きさと等しいため、水平方向へ連続した実質的に均一の輝度を提供し、全体にわたって実質的に一定の輝度を維持することができる。

【0011】

従って、隣接する画素列に同じ映像を出力した場合、これにより観察者の眼がウィンドウ間の境界を横切るときの輝度を一定に保持することができる。

【0012】

以下、理解を容易にするために、従来例における典型的な画素構造を、図面に基づいて説明する。図３６は、特許文献１及び２に開示されている従来構造の画素を模式的に示した図である。

【0013】

説明を簡単にするため、図示する画素は、右眼用画素４Ｒと左眼用画素４Ｌとが対となって構成される表示単位４を示しており、各画素の開口部は等脚台形から構成されている。表示単位４を構成する１つの最小単位の画素（右眼用画素４Ｒまたは左眼用画素４Ｌ）に注目して説明する場合は、特に区別なく「サブ画素」と称する。

【0014】

表示単位４は、Ｘ軸方向に隣接する２つのサブ画素として、右眼用画素４Ｒと左眼用画素４Ｌとを少なくとも備え、立体画像表示装置は、各サブ画素の開口部から出射した光をＸ軸方向へ画像分離方向させる光学手段としてシリンドリカルレンズ１００３ａを備えている。

【0015】

なお、以下においては、画像分離方向をＸ軸とし、それに垂直な方向をＹ軸とする。また、「縦開口」という表現を用いた場合、画像分離方向と垂直な方向への開口の幅を示す（図３７の場合はＹ軸に相当）。また、サブ画素開口における台形底辺のうち、短い方を上底、長い方を下底と称して説明する。

【0016】

右眼用画素４Ｒの開口部と左眼用画素４Ｌの開口部は、Ｘ軸方向へ隣接して配置され、境界部ではＹ軸方向へ互いの開口部が重なる領域が存在する。この互いの開口部が重なる領域を「重なり領域」と称し、その領域のＸ軸方向への幅を重なり領域幅Ｘｃｔ１とする。また、右眼用画素４Ｒの開口部と左眼用画素４Ｌの開口部が互いに重ならずになる開口部中央の領域を「非重なり領域」と称し、その領域のＸ軸方向への幅を非重なり領域幅Ｘ１とする。サブ画素のＸ軸方向へのピッチＸｄｏｔは、重なり領域幅Ｘｃｔ１と非重なり領域幅Ｘ１の和に等しくなっている。

【0017】

サブ画素における開口部の形状は、サブ画素の中心点を通るＹ軸方向に平行な線分ｂ−ｂ’に対して線対称な等脚台形状であり、Ｘ軸方向と平行な上底及び下底を有する。台形斜辺部には有限の幅Ｗを持つ遮光線が設けられ、斜辺部とＹ軸方向となす角度はθである。この遮光線は、「斜行配線」と称する。

【0018】

点Ａ、Ａ’は、それぞれのサブ画素における台形状開口部の下底側の頂点であり、点Ｂ、Ｂ’はそれぞれのサブ画素における台形開口部の上底側の頂点である。点Ａ、Ａ’、点Ｂ、Ｂ’は、これらの点を起点にサブ画素の縦開口幅がＸ軸方向に対して変動する変曲点となっている。点Ｃは、点Ｂを通りＹ軸と平行な線と台形状開口部の下底側の辺とが交わる点であり、点Ｃ’も、点Ｂ’に関する前記交点である。

【0019】

点Ａ、Ｂを結ぶ線分と点Ａ’、Ｂ’を結ぶ線分は互いに平行である。これにより、重なり領域において、右眼用画素４Ｒと左眼用画素４Ｌの縦開口幅の合計値は、Ｘ軸方向に対して常に一定となっている。また、非重なり領域の縦開口幅と、重なり領域における右眼用画素４Ｒの開口部と左眼用画素４Ｌの開口部の縦開口幅の合計値が等しくなるように、点Ａ、Ｂ’及び点Ａ’、Ｂは、それぞれＹ軸方向と平行な同一の直線上に配置されている。これにより、縦開口幅は、重なり領域から非重なり領域にかけて一定となり、サブ画素の全領域についてもＸ軸方向に渡って常に一定とすることができる。

【0020】

表示単位４は、Ｙ軸方向とのなす角度がθであり、表示配線幅Ｗである斜行配線が設けられており、斜行配線の辺は点Ａ、Ａ’で台形状開口部の下底側の辺と接続し、点Ｂ、Ｂ’で台形状開口部の上底側の辺と接続している。斜行配線は、台形上底の遮光部とつながっている。この遮光部のＹ軸方向への幅はＹ２であり、例えば、サブ画素を動作させるためのトランジスタや容量が配置される領域である。

【0021】

サブ画素は、縦開口幅はＸ方向に渡って一定であるため、重なり領域における開口領域と非重なり領域における開口領域から同じ輝度の光が出射された場合を考えると、Ｘ軸方向と平行な観察位置に対して輝度は一定に保たれるため、角度方向の輝度変動、すなわち、３Ｄモアレが観察者へ視認されることがない。

【0022】

ここで、表示単位４における点Ａ，Ｂ，Ｃを結ぶ三角形の領域と点Ａ’，Ｂ’，Ｃ’を結ぶ三角形の領域は直角三角形から成り、重なり領域幅Ｘｃｔ１の範囲に配置される。この領域は、左眼用画素４Ｒと右眼用画素４Ｌから出射された光が互いに重なるクロストーク領域である。従来の画素構造は、縦開口幅をＸ方向に渡って一定とするために少なくともこのクロストーク領域を形成しなければならず、これにより立体表示時の３Ｄクロストーク（左右各眼に対する反対の眼の映像の漏れ込み量）が発生する。

【0023】

ここで、「３Ｄモアレ」、「３Ｄクロストーク」について詳しく説明する。本明細書では、異なる角度方向に異なる映像を表示することに起因する周期的な輝度のムラ（色のムラを指すこともある）、特に、輝度の角度方向における変動 （Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ Ａｎｇｕｌａｒ Ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ）を「３Ｄモアレ」と定義し、左右各眼に対する反対の眼の映像の漏れ込み量を「３Ｄクロストーク」と定義する。

【0024】

一般的には、互いの異なる周期をもった構造物が干渉して発生する縞模様は「モアレ縞」と称される。モアレ縞は、構造物の周期性やピッチに依存して発生する干渉縞であり、３Ｄモアレは、画像分離手段の結像性に起因して発生する輝度ムラであるため、本明細書においては、３Ｄモアレとモアレ縞は区別して適用する。

【0025】

３Ｄモアレは、視認位置によっては問題とならない場合もあるが、輝度の角度方向における変動が大きいと、立体視に好ましくない影響があると考えられるため、輝度変動を所定値以下とすることが望ましい。

【0026】

また、３Ｄクロストークは、値が大きくなると立体感が失われ、観察者へ目の疲労等の影響を与えるおそれがあるため、クロストーク量を所定以下とすることが望ましい。

【0027】

図３６に示す画素形状について、本明細書では以下のように開口率ＡＰ、３Ｄクロストーク３Ｄｃｔ、３Ｄモアレ３Ｄｍｏｉｒｅを具体的に定義する。図示する画素より、開口率ＡＰは遮光部と開口部の面積比から以下の式で定義することができる。

【0028】

【数1】

【0029】

また、３Ｄクロストークが寄与する領域をサブ画素ピッチＸｄｏｔの大きさ程度と仮定した場合、３Ｄクロストーク（３Ｄｃｔ）は開口領域と重なり領域の面積比から以下の式で定義することができる。

【0030】

【数2】

【0031】

また、３Ｄモアレ（３Ｄｍｏｉｒｅ）は、非重なり領域における縦開口幅Ｙ１と、重なり領域における右眼用画素４Ｒの開口部の縦開口幅と左眼用画素４Ｌの開口部の縦開口幅の合計値とのそれぞれの比から以下の式で定義することができる。

【0032】

【数3】

【0033】

また、Ｘ軸方向に渡って縦開口幅を一定に保つためには、以下の関係式が成り立つ必要がある。

【0034】

【数4】

【0035】

従って、数式３及び数式４より、従来例の画素は、理想的に３Ｄｍｏｉｒｅ＝０であり、角度方向への輝度変動がなく、３Ｄモアレは視認され難いことがわかる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0036】

【特許文献1】特開２００５−２０８５６７号公報

【特許文献2】特開平１０−１８６２９４号公報

【非特許文献】

【0037】

【非特許文献1】日経エレクトロニクス、２００３年１月６日、Ｎｏ．８３８号、Ｐ２６、２７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0038】

しかしながら、数式２より、重なり領域幅Ｘｃｔ１は斜行配線の傾斜角度θによって決まるため、３Ｄクロストーク（３Ｄｃｔ）は、θが大きくなるにつれて大きくなることがわかる。

【0039】

また、数式１及び数式４より所望の開口率を得るためには、傾斜角度θをある程度大きくする必要があるため、上述をふまえると、３Ｄクロストークをなくすことはできないことがわかる。なお、画像を分離する光学条件を調整することによって３Ｄクロストークが寄与する領域をサブ画素ピッチＸｄｏｔ以下とした場合も同様に３Ｄクロストークをなくすことができない。すなわち、図３６に示す従来の画素は、「３Ｄモアレ」が小さく、「３Ｄクロストーク」が大きい構造である。

【0040】

ところで、表示装置の表示パネルは、精細度の向上のため画素ピッチを細かくすることや、表示輝度の向上のため、表示輝度に寄与する開口部と遮光部の面積比で決まる所謂開口率を高めることが求められている。立体画像表示装置においても同様である。

【0041】

しかしながら、画像の高精細化を考えた場合、もともと小さな画面領域に、多くの画素を配列させることになるため、１画素のサイズはより微細化する必要がある。すなわち、いかに画素サイズを小さくするかが課題となる。

【0042】

これは、半導体の微細加工技術の進歩にともない、より微細なサイズの画素が実現されつつあるが、光を変調させるために液晶を駆動するスイッチング素子や補助容量などの電気・電子回路は、画素の高精細化に比例して、必ずしも小さくできる訳ではない。これは、スイッチング素子や補助容量が、半導体基板やガラス基板等の基板上に微細加工技術を用いて作製されるが、半導体プロセスの制限により、実現できる細線幅に限度があるためである。また、技術的にはより微細な加工が可能であっても、設備投資等を考えると当面はコスト高となってしまう。

【0043】

また、液晶表示装置は、高精細化に伴う制限のため、光が遮光される領域の拡大、すなわち開口率の低下が生じ、表示装置全体の光利用効率が低下するという問題がある。すなわち、画素の高精細化によって画質の向上を図ることは、光利用効率の低下につながることになり、そのような表示装置には、高精細な画像を実現すると同時に、高画質、高効率な画像表示装置を実現させるという課題がある。

【0044】

特許文献１及び２が開示している立体画像表示装置のように、２つ以上の視点数を備える立体表示パネルは、１ピクセル内に視点数に対応した複数のサブ画素を配置するため、１ピクセル内に占める配線やスイッチング素子に関わる面積が大きくなる。特に、高精細化した画素は、開口率の低下が著しく、開口率の向上が大きな課題となる。

【0045】

従って、高精細化した画素は、所望の透過率を確保するために少なくとも開口率を優先した設計が必要となる。開口面積を大きくするためには、境界領域の配線角度θを大きくする必要があるが、同時に重なり領域幅Ｘｃｔ１が大きくなり、３Ｄクロストークが立体表示の視認性に悪影響を及ぼす程度に大きく発生する。特に、特許文献１が開示しているように、正方画素を視点数に応じて縦方向に分割し、カラーフィルタを横ストライプ状に設けた場合、サブ画素のＹ軸方向の大きさは、配色数に応じて非常に小さくなる。サブ画素のＹ軸方向の大きさが小さくなると、傾斜配線の幅は有限であるために傾斜角度θを大きくしても、Ｘ軸方向への縦開口幅を一定に保つようにレイアウトすることができない。すなわち、高精細画素では、３Ｄクロストークと開口率を両立しつつ、３Ｄモアレ低減のための縦開口率を略一定とした構造を実現するのが困難となる。

【0046】

また、レンチキュラレンズにより画像を分離する立体表示方式は、立体画像を快適に観察できる領域を大きくするために、スポット径を小さくしてレンズの分離性能を上げる必要があり、近年では、レンズ加工技術の向上によって数ミクロンオーダーのスポット径を有するレンズを適用することができるようになった。しかしながら、スポット径が小さくなると、図３６に示す従来技術のように、画像分離方向に対する縦開口幅を略一定に設計した画素構造であっても、製造プロセスの加工精度に依存したわずかな形状変化が拡大されて局所的な輝度ムラとなり、画質を大きく低下させてしまう。

【0047】

なお、上述までの説明は、サブ画素の開口部が等脚台形から構成されているものとしたが、特許文献２に開示されている略平行四辺形状の画素構造であっても、同様の課題が発生することは明らかである。

【0048】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、３Ｄモアレの影響を最小限に抑えつつ、３Ｄクロストークの低減を図るとともに開口率を向上し、立体表示品質を向上した画像表示装置及び表示パネルを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0049】

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る画像表示装置は、
第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む表示単位がマトリクス状に複数配列された表示パネルと、
前記第１視点用の画像を表示する画素及び前記第２視点用の画像を表示する画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分ける光学手段と、を有し、
前記第１視点用の画像を表示する画素と第２視点用の画像を表示する画素は第１の方向に隣接し、
前記表示単位は前記第１の方向に延びる行及び前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる列に沿って配置され、
前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部の周囲には遮光部が設けられ、
前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部は前記第２の方向において互いに重なる第１の領域とそれ以外の第２の領域から構成され、
前記第１の領域における前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向における開口幅の合計を第１の開口幅とし、
前記第２の領域における前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と第２視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向における開口幅を第２の開口幅とし、
前記第１の領域と前記第２の領域との略境界を起点とし、前記第１の領域の中央に向かう前記第１の方向を正としたとき、前記第１の開口幅の前記第１の方向に対する微分係数は０以外の実数であり、
前記第１の領域における前記遮光部と前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線と前記遮光部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線のうち前記第２の方向に交差する前記境界線はそれぞれ少なくとも一つ以上の変曲点を有する、
ことを特徴とする。

【0050】

本発明の第２の観点に係る画像表示装置は、
Ｎ（Ｎは２以上の整数）視点用の画像を表示するＮ個の画素が第１視点から第Ｎ視点まで順次並べられた表示単位がマトリクス状に複数配列された表示パネルと、
前記Ｎ視点用の画像を表示するＮ個の画素から出射された光を相互に異なる方向に振り分ける光学手段と、を有し、
第ｋ（ｋは１・・・Ｎ−１の整数）視点用の画像を表示する画素と第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素は第１の方向に隣接し、
前記表示単位は前記第１の方向に延びる行及び前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる列に沿って配置され、
前記Ｎ視点用の画像を表示するＮ個の画素の開口部の周囲には遮光部が設けられ、
前記第ｋ視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部は前記第２の方向において互いに重なる第１の領域とそれ以外の第２の領域から構成され、
前記第１の領域における前記第ｋ視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向への開口幅の合計を第１の開口幅とし、
前記第２の領域における前記第ｋ視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向への開口幅を第２の開口幅とし、
前記第１の領域と前記第２の領域との略境界を起点とし、前記第１の領域の中央に向かう前記第１の方向を正としたとき、前記第１の開口幅の前記第１の方向に対する微分係数は０以外の実数であり、
前記第１の領域における前記遮光部と前記第ｋ視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線と前記第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線のうち前記第２の方向に交差する前記境界線はそれぞれ少なくとも１つ以上の変曲点を有し、
前記境界線と前記第１の方向と略平行な前記遮光部との交点が、前記第１の領域と前記第２の領域との境界を除く前記第１の領域に１箇所設けられ、
前記第１の開口幅が前記第２の開口幅より小さい、
ことを特徴とする。

【0051】

本発明の第３の観点に係る画像表示装置は、
Ｎ（Ｎは２以上の整数）視点用の画像を表示するＮ個の画素を含む表示単位がマトリクス状に複数配置された表示パネルと、
前記Ｎ視点用の画像を表示するＮ個の画素から出射された光を相互に異なる方向に振り分ける光学手段と、を有し、
前記Ｎ視点用の画像を表示するＮ個の画素は第１の方向へ延びる行及び前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる列に沿ってＮ行×Ｎ列のマトリクス状に配置され、
前記Ｎ視点用の画像を表示するＮ個の画素の開口部の周囲には遮光部が設けられ、
前記第１の方向における第ｋ（ｋは１・・・Ｎ−１の整数）視点用の画像を表示する画素の開口部と第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部は前記第２の方向へ互いに重なる第１の領域とそれ以外の第２の領域から構成され、
前記第２の方向における第ｉ（ｉは１・・・Ｎ−１の整数）視点用の画像を表示する画素の開口部と第ｉ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部は前記第１の方向へ互いに重なる第３の領域とそれ以外の第４の領域から構成され、
前記第１の領域における前記第ｋ視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向への開口幅の合計を第１の開口幅とし、
前記第２の領域における前記第ｋ視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向への開口幅を第２の開口幅とし、
前記第１の領域と前記第２の領域との略境界を起点とし、前記第１の領域の中央に向かう前記第１の方向を正としたとき、前記第１の開口幅の前記第１の方向に対する微分係数は０以外の実数であり、
前記第１の領域における前記遮光部と前記第ｋ視点用の画像を表示する画素との境界線と前記ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線のうち前記第２の方向に交差する前記境界線はそれぞれ少なくとも１つ以上の変曲点を有し、
前記境界線と前記第１の方向と略平行な前記遮光部との交点が、前記第１の領域と前記第２の領域との境界を除く前記第１の領域に１箇所設けられ、
前記第１の開口幅が前記第２の開口幅より小さく、
前記第３の領域における前記第ｉ視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第ｉ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第１の方向への開口幅の合計を第３の開口幅とし、
前記第３の領域と前記第４の領域との略境界を起点とし、前記第３の領域の中央に向かう前記第２の方向を正としたとき、前記第３の開口幅の前記第２の方向に対する微分係数は０以外の実数であり、
前記第３の領域における前記遮光部と前記第ｉ視点用の画像を表示する画素との境界線と前記ｉ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線のうち前記第１の方向に交差する前記境界線はそれぞれ少なくとも１つ以上の変曲点を有し、
前記境界線と前記第２の方向と略平行な前記遮光部との交点が、前記第３の領域と前記第４の領域との境界を除く第３の領域に１箇所設けられる、
ことを特徴とする。

【0052】

本発明の第４の観点に係る画像表示装置は、
第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む表示単位がマトリクス状に複数配列された表示パネルと、
前記第１視点用の画像を表示する画素及び前記第２視点用の画像を表示する画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分け、光学的分離性能の高い第１の分離領域及び光学的分離性能の低い第２の分離領域を有する光学手段と、を有し、
前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素は第１の方向に隣接し、
前記表示単位は前記第１の方向に延びる行及び前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる列に沿って配置され、
前記第１視点用の画像を表示する画素の第１視点用画素開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の第２視点用画素開口部の間に遮光部が設けられ、
前記第１視点用画素開口部と前記第２視点用画素開口部は前記第１の方向および前記第２の方向において互いに重なる領域を有し、該領域の前記第１の方向における重なり領域幅が前記表示単位内又は前記表示単位間で異なり、その異なる重なり領域幅において、幅の広い方を第１の領域幅、幅の狭い方を第２の領域幅としたとき、前記光学手段の前記第１の分離領域は、前記第１の領域幅上に対応し、前記第２の分離領域は、前記第２の領域幅上に対応するよう、前記光学手段が配置される
ことを特徴とする。

【0053】

本発明の第５の観点に係る画像表示装置は、
第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む表示単位がマトリクス状に複数配列された表示パネルと、
前記第１視点用の画像を表示する画素及び前記第２視点用の画像を表示する画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分け、光学的分離性能の高い第１の分離領域及び光学的分離性能の低い第２の分離領域を有する光学手段と、を有し、
前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素は第１の方向に隣接し、
前記表示単位は前記第１の方向に延びる行及び前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる列に沿って配置され、
前記第１視点用の画像を表示する画素の第１視点用画素開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の第２視点用画素開口部の間に遮光部が設けられ、
前記第１視点用画素開口部と前記第２視点用画素開口部は前記第１の方向および前記第２の方向において互いに重なる領域を有し、該領域の前記第１の方向における重なり領域幅が前記表示単位内又は前記表示単位間で異なり、その異なる重なり領域幅において、幅の広い方を第１の領域幅、幅の狭い方を第２の領域幅としたとき、前記光学手段の前記第１の分離領域は、前記第２の領域幅上に対応し、前記第２の分離領域は、前記第１の領域幅上に対応するよう、前記光学手段が配置される
ことを特徴とする。
本発明の第６の観点に係る表示パネルは、
第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む表示単位がマトリクス状に複数配列された表示パネルにおいて、
実質的に前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素が隣接して並ぶ方向を第１の方向とし、
前記表示単位は前記第１の方向に延びる行及び前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる列に沿って配置され、
前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部の周囲には遮光部が設けられ、
前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部は前記第２の方向において互いに重なる第１の領域とそれ以外の第２の領域から構成され、
前記第１の領域における前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向における開口幅の合計を第１の開口幅とし、
前記第２の領域における前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と第２視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向における開口幅を第２の開口幅とし、
前記第１の領域と前記第２の領域との略境界を起点とし、前記第１の領域の中央に向かう前記第１の方向を正としたとき、前記第１の開口幅の前記第１の方向に対する微分係数は０以外の実数であり、
前記第１の領域における前記遮光部と前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線と前記遮光部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線のうち前記第２の方向に交差する前記境界線はそれぞれ少なくとも一つ以上の変曲点を有する、
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0054】

本発明によれば、３Ｄモアレの影響を最小限に抑えつつ、３Ｄクロストークの低減を図るとともに開口率を向上し、立体表示品質を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0055】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る表示パネルの画素を示す平面図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置を示す断面図である。

【図3】本発明の第１の実施形態に係る表示パネルの画素を示す拡大図である。

【図4】本発明の第１の実施形態に係る表示パネルの縦開口幅の分布を示すグラフである。

【図5】レンチキュラレンズを使用した場合の光学モデルを示す断面図である。

【図6】レンチキュラレンズの画像分離条件を算出するため曲率半径最小時を示した光学モデル図である。

【図7】レンチキュラレンズの画像分離条件を算出するため曲率半径最大時を示した光学モデル図である。

【図8】本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置の動作を示す断面図である。

【図9】本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置における輝度分布の一例を示すグラフである。

【図10】本発明の第１の実施形態に係る表示パネルの画素から出射される光線方向と３Ｄクロストークの関係を示す模式図である。

【図11】画素の縦開口幅の分布とスポット径の関係を示す図である。

【図12】本発明の第１の実施形態に係る表示パネルの画素におけるＸ軸方向に対する明るさの分布とスポット径ＳＰの関係を示すグラフ（Ａ）及び同グラフを抜粋して示したグラフ（Ｂ）である。

【図13】本発明の第１の実施形態に係る表示パネルの画素における縦開口幅の分布（Ａ）及び明るさの分布（Ｂ）を示す模式図である。

【図14】本発明の第１の実施形態に係る表示パネルの画素におけるスポット径ＳＰと３Ｄモアレの関係を示すグラフである。

【図15】本発明の第１の実施形態に係る表示パネルの画素におけるスポット径ＳＰと輝度変化の傾きΔＹ／ΔＸの関係を示すグラフである。

【図16】本発明の第１の実施形態に係る表示パネルの画素におけるスポット径ＳＰと立体視域の関係を示すグラフである。

【図17】本実施形態に係る画像表示装置の集光状態を示す概念図である。

【図18】空間方式を示す概念図である。

【図19】本発明の第１実施形態の変形例１に係る表示パネルの画素を示す平面図である。

【図20】本発明の第１の実施形態の変形例２に係る表示パネルの画素を示す平面図である。

【図21】本発明の第２の実施形態に係る表示パネルの画素を示す平面図である。

【図22】本発明の第３の実施形態に係る表示パネルの画素を示す平面図である。

【図23】Ｘ軸方向の位置と縦開口幅分布を実施形態毎に比較したグラフである。

【図24】Ｘ軸方向の位置と微分係数を実施形態毎に比較したグラフである。

【図25】実施形態毎の評価結果を示す図である。

【図26】本発明の第３の実施形態の変形例１に係る表示パネルの画素を示す平面図である。

【図27】本発明の第３の実施形態の変形例１に係る表示パネルの画素における縦開口幅の分布（Ａ）及び明るさの分布（Ｂ）を示す模式図である。

【図28】本発明の第４の実施形態に係る表示パネルの画素を示す平面図である。

【図29】本発明の第５の実施形態に係る表示パネルの画素を示す平面図である。

【図30】本発明の第５の実施形態に係る表示パネルの画素から出射される光線方向と３Ｄクロストークの関係を示す模式図である。

【図31】本発明の第６の実施形態に係る表示パネルの画素を示す平面図である。

【図32】本発明の第７の実施形態に係る表示パネルの画素を示す平面図である。

【図33】本発明の第８の実施形態に係る画像表示装置に適用可能なフライアイレンズを示す斜視図である。

【図34】本発明の第８の実施形態に係る表示パネルの画素を示す平面図である。

【図35】本発明の画像表示装置を搭載した携帯機器を示す斜視図である。

【図36】従来の立体画像表示装置における画素を示す平面図である。

【図37】従来の立体画像表示装置における画素を示す平面図である。

【図38】従来の立体画像表示装置における画素を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0056】

本発明の実施形態に係る表示パネル及び画像表示装置を図面に基づいて説明する。なお、以下の図面におけるハッチングは、遮光部等の要素を区別するためのものであり、切断面等を意味するものではない。

【0057】

［第１の実施形態］
本実施形態に係る画像表示装置及び表示パネルを、図面を参照して説明する。

【0058】

図１は、本実施形態に係る表示パネルの画素を示す平面図である。

【0059】

表示パネル２は、第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を備えた視点数２からなる立体表示用パネルである。本実施形態においては、第１視点用画素は、左眼用画素４Ｌであり、第２視点用画素は、右眼用画素４Ｒである。

【0060】

左眼用画素４Ｌと右眼用画素４Ｒの対は、表示単位４であり、表示単位４を構成する１つの最小単位の画素（左眼用画素４Ｌ又は右眼用画素４Ｒ）について注目する場合は「サブ画素」と称する。これらのサブ画素は、マトリクス状に並べられる。

【0061】

シリンドリカルレンズ３ａは、かまぼこ状の凸部を有する一次元レンズである。その延伸方向、すなわち長手方向は、表示面内において配列方向と直行する方向となっている。また、シリンドリカルレンズ３ａは、延伸方向にはレンズ効果を持たず、その直行方向である配列方向にのみレンズ効果を有する。

【0062】

図２は、本発明に係る画像表示装置を示す断面図である。

【0063】

画像表示装置１は、電気光学素子として液晶分子を利用した表示パネル２と、レンチキュラレンズ３と、バックライト１５から構成される。レンチキュラレンズ３は、多数のシリンドリカルレンズ３ａが一次元配列したレンズアイである。シリンドリカルレンズ３ａは、配列方向にのみレンズ効果を有するため、レンチキュラレンズ３は、シリンドリカルレンズ３ａの配列方向にのみレンズ効果を有する一次元レンズアレイとなっている。シリンドリカルレンズ３ａの配列方向は、左眼用画素４Ｌ及び右眼用画素４Ｒが繰り返し配列される方向に設定されている。また、シリンドリカルレンズ３ａは、表示単位４に対応して配置されている。

【0064】

上述したレンズ効果を有する方向は、左眼用画素４Ｌ及び右眼用画素４Ｒが繰り返し配列される方向と一致している。この結果、シリンドリカルレンズ３ａは、左眼用画素４Ｌの光と右眼用画素４Ｒの光を異なる方向に分離可能な光線分離手段として作用する。これによって、シリンドリカルレンズ３ａは、左眼用画素４Ｌが表示する画像と、右眼用画素４Ｒが表示する画像を、異なる方向に分離することができる。すなわち、レンチキュラレンズ３は、画像分離手段、画像振分手段として作用する光学部材となる。なお、シリンドリカルレンズ３ａの焦点距離は、シリンドリカルレンズ３ａの主点、すなわちレンズの頂点と、画素面、すなわち左眼用画素４Ｌ又は右眼用画素４Ｒが配置された面との間の距離に設定されている。

【0065】

なお、本明細書においては、便宜上、以下のようにＸＹＺ直交座標系を設定する。左眼用画素４Ｌ及び右眼用画素４Ｒが繰り返し配列される方向において、右眼用画素４Ｒから左眼用画素４Ｌに向かう第１の方向を＋Ｘ方向とし、その反対方向を−Ｘ方向とする。＋Ｘ方向及び−Ｘ方向を総称してＸ軸方向という。また、シリンドリカルレンズ３ａの長手方向が第２の方向であり、これをＹ軸方向とする。更に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の双方に直交する第３の方向をＺ軸方向とし、このＺ軸方向のうち、左眼用画素４Ｌ又は右眼用画素４Ｒが配置された面からレンチキュラレンズ３に向かう方向を＋Ｚ方向とし、その反対方向を−Ｚ方向とする。＋Ｚ方向は前方、すなわち、観察者に向かう方向であり、観察者は、表示パネル２の＋Ｚ側の面を視認することになる。そして、＋Ｙ方向は、右手座標系が成立する方向とする。すなわち、人の右手の親指を＋Ｘ方向、人差し指を＋Ｙ方向に向けたとき、中指は＋Ｚ方向を向くようにする。

【0066】

上述のように、ＸＹＺ直交座標系を設定すると、シリンドリカルレンズ３ａの配列方向は、Ｘ軸方向となり、左眼用の画像と右眼用の画像は、Ｘ軸方向に沿って分離されることになる。また、表示単位４は、Ｙ軸方向に一列に配列される。Ｘ軸方向における表示単位４の配列周期は、シリンドリカルレンズ３ａの配列周期と等しくなる。さらに、シリンドリカルレンズ３ａは、表示単位４がＹ軸方向に配列した列に対してそれぞれ配置されている。

【0067】

本実施形態においては、Ｘ軸方向へ並ぶサブ画素のラインを行、Ｙ軸方向へ並ぶサブ画素のラインを列として説明する。

【0068】

図１に示すように、表示単位４は、右眼用画素４Ｒと左眼用画素４Ｌから構成され、表示単位４’は右眼用画素４Ｒ’と左眼用画素４Ｌ’から構成される。

【0069】

本実施形態では、１ピクセルは３つの表示単位から構成され、各表示単位４は赤（ＲＥＤ）、緑（ＧＲＥＥＮ）、青（ＢＬＵＥ）に配色されている。カラーフィルタは、赤、緑、青の各色がＸ軸方向へ延伸しており、その各色は、Ｙ軸方向へストライプ状に繰り返し配列している。配色の順序はこれに限らず、赤、緑、青の組み合わせは順不同であっても良い。また、１ピクセルは３つ以上の表示単位を組み合わせて構成しても良い。この場合、配色の種類はこれに限定されることなく、３色以上から構成されても良い。

【0070】

図２に示すように、表示画素２は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板２ａと対向基板２ｂとの間に微少な間隙を設定しており、液晶層５ＬＣは、この間隙に設けられる。ＴＦＴ基板２ａは、表示パネル２の−Ｚ方向側に設けられ、対向基板２ｂは、＋Ｚ方向側に設けられている。レンチキュラレンズ３は、対向基板２ｂの更に＋Ｚ方向側に配置されている。また、偏光板１１は、ＴＦＴ基板２ａの＋Ｚ方向側、及び対向基板２ｂの−Ｚ側にそれぞれ貼合されている。また、カラーフィルタ及び図１に示す遮光部７６は、対向基板２ｂ側に設けられているが、これに限定されることなく、ＴＦＴ基板２ａ側に形成した遮光層も含めて遮光部７６とする。

【0071】

次に、本実施形態に係る画像表示装置１における画素構造について、図１を参照して詳細に説明する。

【0072】

表示パネル２におけるサブ画素は、台形状から構成され、この開口部は、平面視で２つの台形を組み合わせた六角形状で形成されている。具体的には、開口部の形状は、サブ画素の中心を通りＹ軸と平行な直線である線分ｂ−ｂ’に対して左右対称である台形と、この台形の下底の長さと等しい下底を有する台形とが、各々の台形の下底が相互に接触するように配置することにより形成される六角形状である。しかしながら、この六角形状は、片方の台形のＹ軸方向の幅が小さく、実質的には略台形状とみなすことができるため、以下の説明上は、これを略台形状画素と称し、上述に従い底辺のうち長い方を下底、短い方を上底とする。この略台形状の開口部の周りには、台形状の遮光部が設けられている。

【0073】

上述した表示パネル２におけるサブ画素について、別の表現をすると、サブ画素の開口部は、Ｘ軸と略平行な上底及び下底と、Ｙ軸方向と異なる方向へ傾斜した２つの斜辺を有する略台形状から構成され、その略台形状の鋭角部に略三角形からなる遮光部を設けた構造である、と表現できる。

【0074】

開口部の形状は、線分ｂ−ｂ’に対して左右対称な斜辺を持つため、この開口部を構成する斜辺は、Ｙ軸方向に対して相互に反対の方向に傾斜し、その延びる方向とＹ軸方向とがなす角度の大きさが同一である１対の辺で構成される。

【0075】

Ｘ軸方向に隣接するサブ画素は、中心点Ｏに対して互いに点対称の関係となる。また、右眼用画素４Ｒの開口部と左眼用画素４Ｌの開口部は、その中心がそれぞれＹ軸方向にシフトして配置される。Ｙ軸方向に隣接するサブ画素は、台形の上底又は下底が向かい合うように配置されている。

【0076】

右眼用画素４Ｒの開口部と左眼用画素４Ｌの開口部は、Ｙ軸方向へ互いに重なる領域があり、この領域を「重なり領域」と称し、そのＸ軸方向の幅を重なり領域幅Ｘｃｔ２とする。すなわち、Ｘｃｔ２は、開口部においてＸ軸方向への最も外側の点Ｅと点Ｅ’とに挟まれた領域の幅である。また、右眼用画素４Ｒと左眼用画素４Ｌの開口部がＹ軸方向へ重ならずになる領域を「非重なり領域」と称し、そのＸ軸方向への幅を非重なり領域幅Ｘ１とする。サブ画素のＸ軸方向の幅Ｘｄｏｔは、重なり領域幅Ｘｃｔ２と非重なり領域幅Ｘ１の和に等しくなる。

【0077】

次に、画像表示装置１における画素構造について、図３を参照してさらに詳細に説明する。図３は、本実施形態に係る表示パネルの画素を拡大した図である。

【0078】

台形斜辺部は、有限の幅Ｗをもつ遮光線を設け、斜辺部とＹ軸方向とがなす角度はθである。なお、本明細書における角度は、＋Ｙ軸方向を０度とし、時計回りの方向を正と定義する。

【0079】

右眼用画素４Ｒの開口部における最も外側の点Ｅを通るＹ軸方向と平行な線分は、左眼用画素４Ｌの非重なり領域と重なり領域の境界線となる。略台形状開口部の下底において、遮光部と開口部の境界線は、Ｘ軸方向と平行であり、点Ｆは、この底辺部の境界線と重なり領域境界線との交点、及び重なり領域と重なり領域境界線との交点である。

【0080】

点Ａは、右眼用画素４Ｒにおける略台形状開口部の上底側の頂点である点Ｂ、Ｅを結ぶ線を延伸した線と、略台形状開口部の下底を延伸した線との交点であり、点Ａ’は、左眼用画素４Ｌにおいて同様に求めた交点である。点Ａ、Ｂ’は、Ｙ軸と平行な同一直線上に並んでおり、点Ａ’、Ｂも同様である。

【0081】

点Ｃは、点Ａ’、Ｂを結ぶ線分を延伸した線と、右眼用画素４Ｒの略台形開口部の底辺との交点であり、点Ｃ’は、左用画素４Ｌにおいて同様に求めた交点である。

【0082】

点Ｄは、点Ａ、Ｆの間に配置され、重なり領域幅Ｘｃｔ２の内側に配置される。

【0083】

点Ｄ、Ｅを結ぶ線分及び点Ｄ’、Ｅ’を結ぶ線分は、Ｙ軸方向と交差する方向へ傾斜している。また、該線分は、表示単位４の中心線ａ−ａ’を横切るように配置されている。

【0084】

サブ画素の開口部は、略台形状の開口からなり、台形下底側の鋭角部が点Ａ、Ｄ、Ｅで囲まれる三角形及び点Ａ’、Ｄ’、Ｅ’で囲まれる三角形により遮光された六角形状の開口部から構成される。点Ａ、Ｂ、Ｃで囲まれる直角三角形と点Ａ’、Ｂ’、Ｃ’で囲まれる直角三角形は、Ｙ軸方向へ互いに重なる領域のＸ軸方向の重なり幅がＸｃｔであり、点Ａ、Ｄ、Ｅで囲まれる三角形と、点Ａ’、Ｄ’、Ｅ’で囲まれる三角形により遮光されることにより、重なり領域幅Ｘｃｔ２はＸｃｔより小さくなる。

【0085】

このとき、点Ａ、Ｃを結ぶ線分の長さＬ（Ａ−Ｃ）と、縦開口部幅Ｙ１との関係は、Ｌ（Ａ−Ｃ）＝Ｙ１×ｔａｎθとなり、点Ａ’、Ｃ’を結ぶ線分の長さＬ（Ａ−Ｃ）と縦開口部幅Ｙ１との関係も同様である。すなわち、点Ａ、Ｂ、Ｃ及び点Ａ’、Ｂ’、Ｃ’の配置関係は、図３６に示す画素における点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ａ’、Ｂ’、Ｃ’と同じ関係となる。

【0086】

点Ａ、Ｄ、Ｅで囲まれる三角形の面積Ｓｃｔ２は、重なり領域幅Ｘｃｔ２が存在する程度に設定しており、点Ａ、Ｂ、Ｃで囲まれる三角形の面積Ｓｃｔ１より小さくなっている。点Ａ’、Ｄ’、Ｅ’で囲まれる三角形の面積Ｓｃｔ２’と点Ａ’、Ｂ’、Ｃ’ で囲まれる三角形の面積Ｓｃｔ１’についても同様である。

【0087】

台形斜辺に配置された幅Ｗの斜行配線のＸ軸方向における幅をＷＸ１とすると、ＷＸ１＝Ｗ／ｃｏｓθである。また、斜行配線のＹ軸方向における幅をＷＹ１とすると、ＷＹ１＝Ｗ／ｓｉｎθである。

【0088】

図４は、本実施形態に係る表示パネル２の縦開口幅の分布を示すグラフである。

【0089】

表示単位４における右眼用画素４Ｒの開口部と左眼用画素４Ｌの開口部の縦開口幅の合計は、Ｘ軸方向に渡って一定とならず、表示単位４の中央部、すなわち、重なり領域幅Ｘｃｔ２近傍で変動している。該縦開口幅は、領域Ｘｃｔから表示単位４の中央部へ向けて減少して極小値となり、その後、重なり領域幅Ｘｃｔ２へ向けて増加している。

【0090】

変曲点６１Ｒ、６１Ｌは、図３に示す点Ｂ及び点Ｂ’に対応しており、中心Ｘ／Ｘｃｔ＝０へ向けて縦開口幅が減少する起点となっている。この変曲点６１Ｒと６１Ｌとの距離は、Ｘｃｔである。また、変曲点６２Ｒ、６２Ｌは、図３に示す点Ｅ及び点Ｅ’に対応しており、中心Ｘ／Ｘｃｔ＝０に向けて縦開口幅が増加する起点となっている。

【0091】

つまり、図３を参照すると、サブ画素の縦開口幅の合計は、サブ画素の中心部では一定であり、表示単位４の中央線ａ−ａ’へ向けて線分Ｂ−Ｃ及び線分Ｂ’−Ｃ’を境に減少し、点Ｅ及び点Ｅ’を境に増加することがわかる。

【0092】

次に、本実施形態に係る画像表示装置１のレンチキュラレンズが画像振分手段として作用するための条件について説明する。

【0093】

図５は、レンチキュラレンズを使用した場合の光学モデルを示す断面図である。

【0094】

画像振分手段は、左眼用画素４Ｌと右眼用画素４Ｒが配列する第１の方向、すなわち、Ｘ軸方向に沿って、各画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分けなければならない。

【0095】

レンチキュラレンズ３の主点、すなわち、頂点と画素との間の距離をＨとし、レンチキュラレンズ３の屈折率をｎとし、レンズピッチをＬとする。また、左眼用画素４Ｌ又は右眼用画素４Ｒの各１個の表示単位４のＸ軸方向への配列ピッチＸｕｎｉｔは、２×Ｘｄｏｔと等しい。

【0096】

レンチキュラレンズ３と観察者との間の距離は、最適観察距離ＯＤであり、この距離ＯＤにおける画素の拡大投影像の周期、すなわち、レンズから距離ＯＤだけ離れ、レンズと平行な仮想平面上における左眼用画素４Ｌ及び右眼用画素４Ｒの投影像の幅の周期は、それぞれｅである。更に、レンチキュラレンズ３の中央に位置するシリンドリカルレンズ３ａの中心から、Ｘ軸方向におけるレンチキュラレンズ３の端に位置するシリンドリカルレンズ３ａの中心までの距離は、ＷＬであり、表示パネル２の中心に位置する左眼用画素４Ｌと右眼用画素４Ｒからなる画素の中心と、Ｘ軸方向における表示パネル２の端に位置する表示画素の中心との間の距離は、ＷＰである。また、レンチキュラレンズ３の中央に位置するシリンドリカルレンズ３ａにおける光の入射角及び出射角は、それぞれα、βであり、Ｘ軸方向におけるレンチキュラレンズ３の端に位置するシリンドリカルレンズ３ａにおける光の入射角及び出射角は、それぞれγ及びδである。また、距離ＷＬと距離ＷＰとの差はＣであり、距離ＷＰの領域に含まれるサブ画素数は、２ｍ個である。

【0097】

ここで、シリンドリカルレンズ３ａの配列ピッチＬと、サブ画素の配列ピッチＸｄｏｔは、相互に関係しているため、設計者は、一方に合わせて他方を決めることになるが、通常、表示パネルに合わせてレンチキュラレンズ３を設計することが多いため、ここでは、サブ画素の配列ピッチＸｄｏｔを定数として扱う。また、レンチキュラレンズ３の材料を選択することにより、屈折率ｎは決まる。これに対して、レンズと観察者との間の観察距離ＯＤ及び画素拡大投影像の周期ｅは、所望の値が設定される。これらの値を使用して、レンズの頂点と画素との間の距離Ｈ及びレンズピッチＬは決定される。そして、スネルの法則と幾何学的関係により、下記の数式が成立する。

【0098】

【数5】

【0099】

【数6】

【0100】

【数7】

【0101】

【数8】

【0102】

【数9】

【0103】

【数10】

【0104】

【数11】

【0105】

【数12】

【0106】

【数13】

【0107】

ここで、画像振分効果を最大限に発揮する場合について考える。それは、レンチキュラレンズ３の頂点と画素との間の距離Ｈを、レンチキュラレンズ３の焦点距離ｆと等しく設定した場合である。そして、レンズの曲率半径をｒとすると、曲率半径ｒは、下記数式により求まる。

【0108】

【数14】

【0109】

【数15】

【0110】

上記のパラメータについてまとめると、サブ画素の配列ピッチＸｄｏｔは、表示パネル２により決定される値であり、観察距離ＯＤ及び画素拡大投影用の周期ｅは、画像表示装置の設定により決定される値である。屈折率ｎは、レンズ等の材質により決定される。

【0111】

そして、これらから導出されるレンズの配列ピッチＬ、レンズと画素との距離Ｈは、各画素からの光が、観察面に投影される位置を決定するためのパラメータとなる。また、レンズの曲率半径ｒは、画像振分効果を変更するパラメータとなる。すなわち、レンズと画素との間の距離Ｈが固定の場合、レンズの曲率半径ｒを理想状態から変更すると、左右の画素の像がぼやけて明確に分離しなくなる。

【0112】

従って、画像振分効果を最大限に発揮するためには、曲率半径ｒは、画像の分離が有効となる最小値と最大値の間で設定すれば良い。

【0113】

まず、レンズの分離作用が存在するための、曲率半径範囲の最小値を算出する。図６は、レンチキュラレンズの画像分離条件を算出するための曲率半径最小時を示した光学モデル図である。

【0114】

画像の分離作用が存在するためには、レンズピッチＬを底辺とし、焦点距離ｆを高さとする三角形と、分離作用が有効となる幅ＳＰを底辺とし、Ｈ−ｆを高さとする三角形とが、相似の関係が成立すればよい。これより、下記数式が成立し、焦点距離の最小値ｆｍｉｎを求めることができる。

【0115】

【数16】

【0116】

次に、焦点距離から曲率半径ｒを算出する。数式１４及び１５を使用して、曲率半径ｒの最小値ｒｍｉｎは、下記数式で求めることができる。

【0117】

【数17】

【0118】

次に、レンズの分離作用が存在するための、曲率半径ｒの最大値を算出する。図７は、レンチキュラレンズの画像分離条件を算出するため曲率半径最大時を示した光学モデル図である。

【0119】

画像の分離作用が存在するためには、レンズピッチＬを底辺とし、焦点距離ｆを高さとする三角形と、分離作用が有効となる幅ＳＰを底辺とし、ｆ−Ｈを高さとする三角形とが、相似の関係が成立すればよい。これにより、下記数式が成立し、焦点距離の最大値ｆｍａｘを求めることができる。

【0120】

【数18】

【0121】

次に、焦点距離から曲率半径ｒを算出する。数式１４及び１５を使用して、曲率半径の最小値ｒｍａｘは、下記数式で求めることができる。

【0122】

【数19】

【0123】

以上まとめると、レンズが画像振分効果を発揮するためには、レンズの曲率半径ｒは、上述にて求めた数式で示す最小値と最大値の範囲内に存在する必要がある。レンズの曲率半径ｒが存在する必要がある範囲は、下記数式で求めることができる。

【0124】

【数20】

【0125】

なお、上記においては、左眼用画素４Ｌと右眼用画素４Ｒとを有する２視点の画像表示装置１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、Ｎ視点方式の画像表示装置に対して同様に適用することができる。この場合、前述の距離ＷＰの領域に含まれる画素数は、Ｎ×ｍ個となる。

【0126】

ここで、上記分離作用の有効幅に応じてぼかすことのできる領域のＸ軸方向への幅（図６及び図７におけるＳＰ）を、「スポット径」と称する。本構成の場合、スポット径を小さくすると、左右画素の境界部における縦開口の変動は強調されてしまう。そこで、本発明は、図６及び図７に示すように、レンズの焦点を画素面からずらして配置することにより、縦開口の局所的な輝度変動を効果的に低減し、高画質化を可能としている。

【0127】

上述のように、レンズの焦点を画素面からずらして配置することによってぼかす領域を設定し、高画質化を図る技術を、以下「デフォーカス効果」と称する。

【0128】

次に、本実施形態に係る画像表示装置１の動作について説明する。

【0129】

図８は、本実施形態に係る画像表示装置１を使用する際の光学モデルを示す図である。

【0130】

バックライト１５が発光すると、バックライト１５から出射された光は、表示パネル２に入射する。一方で、制御装置（図示せず）により表示パネル２は駆動され、左眼用画素４Ｌ及び右眼用画素４Ｒは、それぞれ左眼用画像及び右眼用画像を表示する。このとき、左眼用画像及び右眼用画像は、立体画像を構成する視差画像とする。

【0131】

表示パネル２の左眼用画素４Ｌ及び右眼用画素４Ｒに入射した光は、これらの画素の開口部を透過し、更にレンチキュラレンズ３により屈折し、それぞれ領域ＥＬ及びＥＲに向けて出射される。

【0132】

このとき、観察者は、左眼５５Ｌを領域ＥＬに位置させ、右眼５５Ｒを領域ＥＲに位置させることにより、左眼で左眼用画像を視認し、右眼で右眼用画像を視認することで、立体画像を視認することができる。

【0133】

次に、本明細書における３Ｄモアレ及び３Ｄクロストークの評価方法についてグラフを基に説明する。

【0134】

図９は、本発明における画像表示装置の輝度分布の一例を示すグラフである。

【0135】

横軸の観察位置Ｘは、画像分離方向を示す角度であり、表示面に対して垂直な方向、すなわち＋Ｚ軸方向を０としている。縦軸の明るさＹは、角度方向における輝度分布である。

【0136】

観察者位置の−Ｘ側は、左眼側に出力される画像に対応した輝度分布であり、＋Ｘ側は右眼側に出力される画像に対応した輝度分布である。

【0137】

点線は、右眼用画素４Ｒまたは左眼用画素４Ｌのうち、片側の画素のみに画像を出力した場合の輝度分布を示す。Ｙ（ＬＢＲＷ）は、右側画素に白、左側画素に黒を表示した状態で測定した輝度分布であり、Ｙ（ＬＷＲＢ）は、右側画素に黒、左側画素に白を表示した状態で測定した輝度分布である。また、太線で示すＹ（ＬＷＲＷ）は、両方の画素に同じ画像を表示させた場合（右側画素に白、左側画素に白を表示した状態）で測定した輝度分布である。また、Ｙ（ＬＢＲＢ）は両方の画素に黒を表示した状態で測定した輝度分布である。

【0138】

点線に示す各視点に応じた輝度分布、Ｙ（ＬＢＲＷ）とＹ（ＬＷＲＢ）の和は、太線Ｙ（ＬＷＲＷ）の輝度分布と等しくなり、以下の式が成り立つ。

【0139】

【数21】

【0140】

Ｙ（ＬＷＲＢ）とＹ（ＬＢＲＷ）の輝度分布は、正面の観察位置、すなわちＸ＝０付近において、点（Ｘ１，Ｙ１）で交わる。また＋Ｘ側では点（ＸＲ２，ＹＲ２）で交わり、−Ｘ側では点（ＸＬ２，ＹＬ２）で交わる。点（Ｘ１，Ｙ１）と点（ＸＲ２，ＹＲ２）のＸ方向の間隔は、右眼用画像の投影像の幅ｅＲであり、点（Ｘ１，Ｙ１）と点（ＸＬ２，ＹＬ２）のＸ方向の間隔は、左眼用画像の投影像の幅ｅＬである。

【0141】

点（Ｘ０，Ｙ０）付近に発生する輝度の低下は、Ｘ軸方向へ隣接して並ぶサブ画素間の境界部における遮光部に起因して発生する。この輝度低下は３Ｄモアレであり、本明細書においては、後述するΔＹｃ及びΔＹ／ΔＸを３Ｄモアレ評価の指標とする。

【0142】

点（ＸＬ１，ＹＬ１）は、左眼用画像の投影像の幅ｅＬにおける輝度の最大値であり、点（ＸＲ１，ＹＲ１）は、右眼用画像の投影像の幅ｅＲにおける輝度の最大値である。また、点（Ｘ０，Ｙ０）は、左眼用画像の投影像の幅ｅＬと右眼用画像の投影像の幅ｅＲの境界近傍に発生する輝度分布の最小値である。３Ｄモアレは、点（ＸＬ１，ＹＬ１）及び点（ＸＲ１，ＹＲ２）の輝度平均値と、点（Ｘ０，Ｙ０）の比率から下記数式で表すことができる。

【0143】

【数22】

【0144】

【数23】

【0145】

【数24】

【0146】

また、左眼用画像は、右眼用画像の投影像の幅ｅＬ内に混入し、右眼用画像は、左眼用画像の投影像の幅ｅＲ内に混入している。これは３Ｄクロストークであり、＋Ｘ側の領域における３Ｄクロストークは、下記数式で表すことができる。

【0147】

【数25】

【0148】

また、−Ｘ側の領域における３Ｄクロストークは、下記数式で表すことができる。

【0149】

【数26】

【0150】

上述の数式で定義すると、３Ｄクロストーク３ＤＣＴ（Ｘ）は、点（Ｘ１，Ｙ１）、点（ＸＬ２，ＹＬ２）、点（ＸＲ２，ＹＲ２）で最大となり、その値は１００％となる。また、点（ＸＬ３，ＹＬ３）、点（ＸＲ３，ＹＲ３）は、輝度分布Ｙ（ＬＷＲＢ）、Ｙ（ＬＢＲＷ）のそれぞれの最小値であり、３Ｄクロストークは、最小値３ＤＣＴｍｉｎとなる。３Ｄクロストークの最小値３Ｄｍｉｎは、下記数式で定義し、これを評価の指標とする。

【0151】

【数27】

【0152】

次に、３Ｄクロストーク３ＤＣＴ（Ｘ）とスポット径ＳＰの関係について説明する。図１０は、サブ画素から出射される光線方向と３Ｄクロストークの関係を示す模式図である。

【0153】

角度範囲θｓは、図９における右眼視点幅ｅＲ、すなわち（ＸＲ２−Ｘ１）に相当し、この角度範囲θｓのうち、角度範囲θｔは３Ｄクロストークが小さい範囲となり、観察者は、安定して立体表示を視認できる。また、角度範囲θｒ１及びθｒ２は、３Ｄクロストークが大きい範囲であり、観察者は視認することで違和感を覚える。

【0154】

良好な立体感が得られる角度範囲θｔは、サブ画素の中央部付近の領域から出射された光線によって形成されるため、Ｘ軸方向へ隣接するサブ画素からの影響は少なく、３Ｄクロストークの影響は小さい。一方、角度範囲θｒ１及びθｒ２は、サブ画素の端側から出射された光線によって形成されるため、Ｘ方向へ隣接するサブ画素からの光の混入により、３Ｄクロストークの影響は大きくなり、観察者は良好な立体感を得られない。角度範囲θｓから角度範囲θｒ１へ向かって、また、角度範囲θｓから角度範囲 θｒ２に向かって、３Ｄクロストークは、連続的に増加しながら変動し、立体画質は低下していく。そして、角度範囲θｒ１とθｒ２の中央付近では３Ｄクロストークは１００％になる。なお、通常、θｒ１とθｒ２は概ね等しい。

【0155】

スポット径ＳＰの中心と表示単位４の中心線との距離をＸｒとすると、サブ画素ピッチＸｄｏｔに対する距離Ｘｒの割合は、立体視域の角度における角度範囲θｓに対する角度範囲θｒ（θｒ１又はθｒ２）の関係に対応している。これより下記数式が成り立つ。

【0156】

【数28】

【0157】

図１１は、画素の縦開口幅の分布と、スポット径の関係を示すグラフである。

【0158】

縦開口幅の分布に対して、シリンドリカルレンズ３ａのスポット径ＳＰを設定した場合、左眼用画素４Ｌの開口部が寄与する面積Ｓｌ（Ｘ）と、右眼用画素４Ｒの開口領域が寄与する面積Ｓｒ（Ｘ）の面積比を求めることにより、３Ｄクロストークは、解析的に求めることができる。表示単位４の中心線からスポット径ＳＰの中心までのＸ軸方向への距離をＸｒとすると、下記数式が成り立つ。

【0159】

【数29】

【0160】

上記数式を考察すると、３ＤＣＴ（Ｘｒ）を一定にしたまま、スポット径ＳＰを大きくすると、それに伴って表示単位４の中心線からスポット径中心までの距離Ｘｒは、大きくなることがわかる。

【0161】

従って、数式２８及び数式２９より、スポット径ＳＰを大きくすると、表示単位４の中心線からスポット径中心までの距離Ｘｒは増大するため、３Ｄクロストークが３ＤＣＴ（Ｘｒ）以下となる立体視域の幅は、小さくなることがわかる。

【0162】

観察者は、３Ｄクロストークが所定値以下であれば主観的に違和感がないため、３Ｄクロストークが所定値以下となる角度範囲は、できるだけ大きいことが望ましい。

【0163】

ところで、３Ｄクロストークを測定できる装置は、例えばコノスコープ方式や、ゴニオメータ方式やフーリエ方式などがある。これらの方式を備えた測定装置は、視野角度に対する輝度分布を測定することができ、後述する方法により３Ｄクロストークを算出することができる。この算出結果について、いずれの測定装置で測定しても定性的結果の差は大して見られないが、定量的な数値については、測定方式や装置仕様によって異なる。

【0164】

本明細書では、フーリエ方式であるＥＺコントラストＸＬ８８（ＥＬＤＩＭ社製）で測定した結果を用いることとする。本測定結果と、観察者の主観的な立体視域の評価結果（以下、主観評価とする）と照合した結果、３Ｄクロストーク値が７．５％以下となる角度範囲が主観的に得られる立体視域と概ね一致していることが確認された。従って、所定値は、３Ｄクロストーク７．５％以下となることが望ましく、本明細書では、この値以下である角度範囲を立体視域とする。

【0165】

なお、主観評価とは、図１７で示すような立体視認範囲で観察者の頭を固定して立体映像を観察した場合と、立体視域を外れる範囲まで視認者の頭を移動しながら立体映像を観察した場合のそれぞれについて、観察者が立体映像を観察し、複数の観察者から得た主観的に感じる違和感を、指標に従った結果にまとめたものである。すなわち、平均的な「見栄え」であるとも言える。

【0166】

また、同図に示すように、左眼用の映像が出力される領域と、右眼用の映像が出力される映像は、各画素から出射された光が光学的に分離され、かつ、その光が光線１６に示すように偏向されることによってそれぞれ形成される。立体視認範囲は、この領域と、左眼５５Ｌと右眼５５Ｒの間隔との関係から求めることができる。上述の立体視認範囲内の左右の画像の境界における立体視認性は、３Ｄクロストークの影響で低下する。そのため、所定の３Ｄモアレ、３Ｄクロストーク以下となる領域を、立体視認範囲、または立体視域として定義することができる。

【0167】

本明細書において、画像表示装置の測定方法は、上記した通り、ＥＺコントラストを用いたが、これに限定することなく、角度方向の輝度分布を測定できる測定装置は、同様にして測定することができる。この際、観察者の主観的な立体視域の結果と照合して、各測定装置に対する３Ｄクロストークの所定値を設定することが望ましい。

【0168】

次に、本実施形態に係る画像表示装置１の効果を説明する。

【0169】

図１２（Ａ）は、本実施形態に係る画素におけるＸ軸方向に対する輝度分布とスポット径ＳＰの関係を示すグラフであり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のグラフを抜粋して示したグラフである。図１３（Ａ）は、本実施形態に係る画素における縦開口幅の分布を示すグラフであり、図１３（Ｂ）は、明るさの分布を示すグラフである。

【0170】

図１２（Ａ）に示すように、本実施形態に係る画素は、スポット径ＳＰを大きくすることにより、デフォーカス効果が大きくなり、輝度分布は緩やかになる。スポット径ＳＰがＸｃｔ／２より大きくなると、重なり領域近傍で２つに分かれていた極小値は１つの極小値となり、明るさの分布におけるＸ軸方向に対する変動量は、低減される（図１２（Ｂ）、ＳＰ／Ｘｃｔ＝０．５４参照）。これにより、３Ｄモアレの視認性は低減される。このとき、図１３より、下記数式が成立する。

【0171】

【数30】

【0172】

さらに、スポット径ＳＰがＸｃｔより大きくなると、Ｘ／Ｘｃｔ＝０の中央部における明るさは、スポット径ＳＰがＸｃｔ／２より大きいときよりも向上する（図１２（Ｂ）、ＳＰ／Ｘｃｔ＝１．０７参照）。これにより、Ｘ軸方向に対する明るさの変動量が小さくなると同時に、中央部の明るさが向上するため、３Ｄモアレの視認性はより低減される。このとき、図１３より、下記数式が成立する。

【0173】

【数31】

【0174】

図１４は、本実施形態に係る画素におけるスポット径ＳＰと輝度変動の大きさΔＹｃとの関係を示すグラフであり、図１５は、本実施形態に係る画素におけるスポット径ＳＰと輝度変化の傾きΔＹ／ΔＸの関係を示すグラフである。

【0175】

図示するように、上述のようにスポット径ＳＰをＸｃｔ／２以上に設定した場合、デフォーカス効果が効果的に発揮され、急激な輝度変化は平均化される。また、例えば、スポット径ＳＰが小さい場合、縦開口幅の分布に対応した変化量ΔＨ１／Ｙ１に達するまでの急激な輝度の変化は、３Ｄモアレとして視認されやすく、観察者に違和感を与えてしまう。しかしながら、この場合でも、表示部中央で縦開口幅が増加する領域によって、効果的に輝度分布を緩やかにすることができ、３Ｄモアレの視認性は低減される。

【0176】

図１６は、本実施形態に係る画素におけるスポット径ＳＰと立体視域の関係を示すグラフである。

【0177】

上述の通り、主観評価の結果から３Ｄクロストークが７．５％以下となる領域は立体視域であり、３ＤＣＴ（Ｘｒ）＝７．５％となるスポット径ＳＰから、表示単位の中心線とスポット径の中心の距離Ｘｒを算出し、立体視域幅の変動量を見積もることができる。図示する通り、スポット径ＳＰが２×Ｘｃｔの場合、立体視域は７０％以上確保されている。さらに、上述の通り、スポット径ＳＰがＸｃｔ／２より大きい場合、｜ΔＹ／ΔＸ｜は十分小さくなり、３Ｄモアレの視認性は低減し、立体視域も十分に確保されている。従って、３Ｄモアレと３Ｄクロストークのバランスの取れた良好な立体表示特性を安定して得るには、下記数式の範囲内でスポット径ＳＰを設定すれば良い。

【0178】

【数32】

【0179】

また、スポット径ＳＰがＸｃｔ／４の場合、図１４及び１５を参照すると、ΔＹｃ＝２０％、ΔＹ／ΔＸ＝０．０３となるが、この場合でも、主観評価の結果から、立体表示特性は主観的に許容できることが確認されている。従って、さらに下記数式の範囲内でスポット径ＳＰを設定した場合でも、良好な立体表示特性を得ることができる。

【0180】

【数33】

【0181】

また、主観評価の結果より、レンズの焦点を画素面からずらして配置した時の画素面におけるスポット径ＳＰは、ＷＸ１／２以上、２×Ｘｃｔ以下の範囲にあることが好ましい、ということがわかった。スポット径ＳＰがＷＸ１／２の場合、台形開口の斜辺領域は、ぼかすことができる限界となるため、スポット径ＳＰは、これより大きく設定することが好ましい。そして、スポット径ＳＰが２×Ｘｃｔの場合、ぼかすことができる領域は、縦開口幅が一定となる開口領域まで広げることができる。ただし、これよりぼかす領域が大きくなると、レンズの分離性能は低下していく。従って、レンズの分離性能を優先して設計する場合、レンズの曲率半径は、下記２式の範囲内に設定すれば良い。

【0182】

【数34】

【0183】

【数35】

【0184】

上述の通り、本実施形態に係る画像表示装置は、スポット径ＳＰをＷＸ１／２＜ＳＰ＜２×Ｘｃｔの範囲内に設定することで、デフォーカス効果を有効に適用し、スポット径ＳＰ内での急激な輝度変化を平均化することで輝度分布を緩やかにすることができ、３Ｄモアレの視認性を低減し、高品質な立体画像を提供することができる。さらに、スポット径ＳＰを大きくして輝度分布を緩やかにした場合でも、重なり領域幅Ｘｃｔ２がＸｃｔよりも小さいため、３Ｄクロストークを悪化させることなく、３Ｄモアレの視認性を低減することができる。

【0185】

次に、再度図３を参照して説明する。

【0186】

点Ａ、Ｄ、Ｅで囲まれる三角形状遮光部は、３Ｄモアレと３Ｄクロストークを低減させ、画質向上に寄与するが、該遮光部の面積が大きくなり、重なり領域幅Ｘｃｔ２が設定できなくなる場合、開口率は顕著に低下する。

【0187】

このような状況を避け、３Ｄクロストークと３Ｄモアレのバランスを取るためには、点Ａ、Ｂ、Ｃで囲まれる三角形の面積に対する点Ａ、Ｄ、Ｅで囲まれる三角形状遮光部の面積比は、重なり領域幅Ｘｃｔ２が設定できる範囲内で所定値以下に設定する必要がある。これは、主観評価の結果により判明した。具体的には、点Ａ、Ｄ、Ｅで囲まれる三角形状遮光部の面積は、点Ａ、Ｂ、Ｃで囲まれる三角形の面積の５０％以下に設定することが望ましく、開口率の低下を最小限に抑えるためには、３０％以下に設定することが望ましい。

【0188】

また、サブ画素の縦開口幅は、Ｘ軸方向に渡って一定とならず（図４、１３参照）、領域Ｘｃｔから表示単位中央へ向けて一度減少して極小値となり、それから重なり領域幅Ｘｃｔ２へ向けて増加しているため、Ｘ軸方向のズレに対して開口幅の変化量は、小さくすることができる。

【0189】

しかしながら、例えば、図３における点Ｄと点Ｆ、及び点Ｄ’と点Ｆ’が同じ位置に重なった場合、幾何学的関係から、縦開口の大きさの分布は、重なり領域幅Ｘｃｔ２内で中心線ａ−ａ’に向かって縦開口の大きさが増加することなく、一定となる。

【0190】

このような縦開口幅分布の場合、デフォーカス効果を十分に得ることができず、３Ｄモアレの視認性を低減し難い。従って、点Ｄは点Ａと点Ｆの間に、点Ｄ’は点Ａ’と点Ｆ’の間に、すなわち、重なり領域の範囲内にそれぞれ配置する必要がある。また、この構成は、加工精度による形状変化に対して許容度を大きくすることができるため、製造における歩留まりを向上でき、低コスト化に寄与する。

【0191】

また、幅Ｗの斜行配線のＹ軸方向の変動量は、製造プロセスの加工精度や、ＴＦＴ基板と対向基板の重ね合わせのズレによるＸ軸方向への変動量に対して、１／ｓｉｎθとなる。そのため、本実施形態の画素構造は、斜行配線の角度θを大きくして開口率を向上できると共に、Ｘ軸方向への変動量に対するＹ軸方向の変動量のマージンを大きくすることが可能である。さらに、斜行配線の角度θを大きくしても、３Ｄクロストークを悪化させることがなく、同時に３Ｄモアレの視認性を低減することができる。特に、サブ画素ピッチＸｄｏｔが１００ｕｍ以下である高精細画素は、開口率を大きくとるためにθを大きく設定することが好ましく、本発明の構造を好適に適用することが可能である。なお、主観評価の結果から、最適な斜行配線の角度θは、少なくとも１７度以上である必要があることが分かった。

【0192】

また、通常、略台形状における下底側の角は、配線角度が鋭角となるために、電界が集中して発生しやすく、液晶配向が乱れてバックライトからの光が漏れる原因となる。しかしながら本実施形態に係る画素は、鋭角部を遮光することにより、光漏れを低減してコントラストを向上することができる。

【0193】

略台形状を構成する全ての角は、鈍角又は直角となっているため、遮光部の形成方法に起因する角の丸まりを最小限に抑えることができ、製造方法に起因する開口率の低下を抑制することができる。また、本発明は、鋭角部を形成する高精度の加工プロセスを適用する必要がないため、低コスト化することができる。

【0194】

なお、上述の説明は、観察面に複数個の視点を設定し、その設定した各視点に向かって表示面の全ての表示単位から各視点用の画素の光が出射する方式のものである。この方式は、ある定めた視点に向かって、該当する視点の光を集めるため、集光方式とも呼称される。集光方式は、上述の２視点方式の画像表示装置や、更に視点数を増やした多視点方式の画像表示装置などで分類されている。

【0195】

図１７は、本実施形態に係る画像表示装置の集光状態を示す概念図である。集光方式は、観察者の眼に入射する光線を再現して表示する特徴がある。本発明は、このような集光方式に対して効果的に適用することができる。

【0196】

更に、これらの方式は、空間像方式や空間像再生方式、空間像再現方式、空間像形成方式などと呼称される様々な方式が提案されている。図１８は、空間像方式の概念図である。空間像方式は、集光方式と異なり、特定の視点を設置しない。そして、集光方式との差異点は、空間の物体が発する光を再現するように表示する点である。このような空間像方式は、インテグラルフォトグラフィ方式やインテグラルビデオグラフィ方式、インテグラルイメージング方式などで分類される。空間像方式においては、任意の場所に位置する観察者は、表示面全体で同一視点用の画素のみを視認することはない。しかしながら、同一視点用の画素が形成する所定の幅の領域は、複数種類存在することになる。この各領域において、本発明は、前述の集光方式と同様の効果を発揮できるため、空間像方式においても有効に適用することができる。

【0197】

なお、本発明においては、「視点」を「使用者が注視する表示領域上のある点（ｖｉｅｗｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）」という意味ではなく、「画像表示装置を視認する位置（ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）」や、「使用者の眼が位置すべき点又は領域」という意味で使用している。

【0198】

また、本実施形態に係る画像表示装置は、搭載した液晶表示パネルに偏光板１１を貼合せず、レンチキュラレンズ３より外側に設けてもよい。これにより、画素とレンズの距離Ｈは、偏光板１１の厚み分だけ、小さくすることができ、ガラスを薄くするための研磨加工プロセスは、削減することができる。また、この配置方法は、画素とレンズの距離Ｈの設計範囲を大きく取れるため、立体視域の設計自由度を向上させることができる。特に、小型機器に搭載される立体表示パネルは、立体表示の最適視認距離をパネルから近い位置、例えば手の届く範囲に設計することが求められるため、画素とレンズの距離を小さくすることで、立体視域幅をより効果的に向上することができる。また、画素ピッチＸｕｎｉｔが１００μｍより小さい高精細品でこの配置方法は有効となる。

【0199】

また、本実施形態に係る表示パネルにおけるシリンドリカルレンズ３ａは、レンズ面を対向基板２ｂの方向に向けた構成でもよい。上述と同様に、この構成は、画素とレンズとの距離を小さくすることによって、最適視認距離の自由度向上と高精細品で有効となる。

【0200】

また、画像分離手段は、屈折率の分布を液晶分子により制御する電気光学素子や、レンズ効果を有する凹凸基板と液晶分子を組み合わせて、液晶分子によりスイッチング可能な電気光学素子を用いてもよい。また、明領域と不透明領域とが交互に並んだ視差バリアを適用してもよい。視差バリアは、透明領域と不透明領域を液晶分子によりスイッチング可能な電気光学素子を用いてもよい。

【0201】

また、表示パネルにストライプ状のカラーフィルタを設けてカラー表示する場合、カラーフィルタの同色連続方向は、Ｘ軸方向とすることが好ましい。これにより、カラーフィルタの同色領域を遮光させる必要がなくなり、カラーフィルタを長方形にすることができるため、カラーフィルタの製造が容易になり、画像表示装置は低コスト化することができる。

【0202】

また、カラーフィルタ及び遮光部は、ＴＦＴ基板２ａ側に配置されてもよい。これにより、重ね合わせ精度を向上することができるため、遮光部の幅を小さくすることができ、開口効率を大きくすることができる。また、斜行配線を覆う遮光部の幅を小さくすることにより、３Ｄモアレを軽減することができ、表示品質を向上することができる。

【0203】

また、この構成は、デフォーカス効果により重ねズレによる輝度分布の急激な変化を平均化し、輝度分布を緩やかにすることができ、３Ｄモアレの視認性を低減し、高品質な立体画像を提供することができる。

【0204】

また、遮光部７６は、Ｙ軸方向に対して傾斜している１対の辺間の領域には設けず、ＴＦＴ基板２ａ側の配線に設けてもよい。この構成は、遮光部を形成する際のＸ軸方向における位置の誤差マージンが大きい場合でも、開口率に与える影響を小さくすることができる。すなわち、この構成は、Ｘ軸方向の位置マージンを大きく設定でき、高開口率化することができる。この構成は、特に、配線が形成された基板と対向する基板上に遮光部を形成する場合に効果が大きい。

【0205】

本実形態では、第１視点用の画素は左眼用画素４Ｌ、第２視点用の画素は右眼用画素４Ｒとして説明したが、これに限らず、第１視点用の画素を右眼用画素４Ｒ、第２視点用の画素を左眼用画素４Ｌとしてもよい。これにより、表示パネル２をＸＹ平面で１８０度回転した状態であっても、画像データを並び替えることによって、元と同じように立体表示を視認することができる。特に、近年の携帯機器は、表示画面が回転することにより操作性を高めており、機器を手に持ったときの画像表示装置１の方向によらず、情報を提供することを必要としている。

【0206】

また、本実施形態の画像表示装置に搭載した液晶表示パネルは、ＴＮモードの液晶駆動方式に限られることなく、その他の液晶駆動モードが適用できる。例えば、横電界モードではＩＰＳ（インプレイン・スイッチング）方式、ＦＦＳ（フリンジ・フィールド・スイッチング）方式、ＡＦＦＳ（アドヴァンスト・フリンジ・フィールド・スイッチング）方式等が挙げられる。また、垂直配向モードではマルチドメイン化され視野角依存性が低減されたＭＶＡ（マルチドメイン・ヴァーティカル・アライメント）方式、ＰＶＡ（パターンド・ヴァーティカル・アライメント）方式、ＡＳＶ（アドヴァンスト・スーパー・ヴイ）方式等が挙げられる。更に、ＯＣＢ（オプティカリー・コンペンセイティド・ベンド）方式、フィルム補償ＴＮモードの液晶表示パネルも好適に使用することができる。

【0207】

更に、本実施形態に係る表示パネル２は、電気光学素子として液晶分子を利用した液晶表示パネルであるものとしている。液晶表示パネルは、透過型液晶表示パネルだけでなく、反射型液晶表示パネル、半透過型液晶表示パネル表示パネル、反射領域よりも透過領域の比率が大きい微反射型液晶表示パネル表示パネル、透過領域よりも反射領域の比率が大きい微透過型液晶表示パネル表示パネル等にも適用することができる。

【0208】

また、表示パネルの駆動方法は、ＴＦＴ方式に好適に適用できる。ＴＦＴ方式における薄膜トランジスタは、アモルファスシリコンや低温ポリシリコン、高温ポリシリコン、単結晶シリコンを使用したものだけでなく、ペンタセンなどの有機物や酸化亜鉛などの酸化金属、カーボンナノチューブを使用したものにも好適に適用できる。また、本発明は、薄膜トランジスタの構造には依存せず、ボトムゲート型やトップゲート型、スタガ型、逆スタガ型等を好適に使用することができる。

【0209】

更に、本実施形態に係る表示パネル２は、液晶方式以外の表示パネル、例えば有機エレクトロルミネッセンス表示パネル、又はＰＡＬＣ（Ｐｌａｓｍａ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ：プラズマ・アドレス液晶）に適用することもできる。有機エレクトロルミネッセンス表示パネルは、非発光領域が遮光領域の役割を果たすため、非発光領域に本発明における遮光部の構造を適用することにより、同様の効果を得ることができる。

【0210】

更に、本実施形態は、端末装置として携帯電話を例示したが、本発明はこれに限定されず、ＰＤＡ、パーソナルＴＶ、ゲーム機、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ及びノート型パーソナルコンピュータ等の各種の携帯端末装置に適用することができる。また、携帯端末装置のみならず、キャッシュディスペンサ、自動販売機、モニタ及びテレビジョン受像機等の各種の固定型の端末装置に適用することもできる。

【0211】

［第１の実施形態 変形例１］
本発明の第１の実施形態の変形例に係る表示パネルの画素を、図面を参照して説明する。

【0212】

図１９は、本変形例に係る表示パネルの画素を示す平面図である。

【0213】

本変形例に係るサブ画素は、台形状から成り、その開口部は略台形状であり、鋭角部に多角形からなる略三角形状の遮光部を設けた構造である。略三角形状の遮光部は、点Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｆ及び点Ａ’、Ｄ’、Ｅ’、Ｆ’からなる四角形から構成される。

【0214】

サブ画素は、重なり領域Ｘｃｔ２において、点Ｆを設けており、点Ｆは点Ａ、Ｅ、Ｄがなす三角形の内側に配置される。点Ｆ、Ｄを結ぶ直線は、表示パネルの中心線である線分ａ−ａ’を横切るように配置されている。点Ｆ、Ｄを結ぶ直線と線分ａ−ａ’ とのなす角度は、点Ｅ、Ｆを結ぶ直線と線分ａ−ａ’のなす角度より大きくなっている。

【0215】

点Ｄは、点Ａ、Ｂ、Ｃで囲まれる三角形領域の外側に設けられており、点Ｄ’は、点Ａ’，Ｂ’，Ｃ’で囲まれる三角形領域の外側に設けられている。その結果、点Ｄ、Ｄ’は、Ｘ軸方向に対して縦開口幅が変動する変曲点となっており、この変曲点を起点にして、縦開口幅は、表示単位４の中心方向へ向かって減少する。また、点Ｄ、Ｄ’間のＸ軸方向への幅を、Ｘｃｔ３とする。

【0216】

なお、本変形例の画像表示装置１における上記以外の構成及び動作は、第１の実施形態の画像表示装置１と同様である。

【0217】

次に、本変形例に係る画像表示装置１の効果を説明する。

【0218】

点Ｆ、Ｄを結ぶ線分の傾きは、点Ｆ、Ｅを結ぶ線分の傾きより小さく、点Ｄから点Ｆに渡る縦開口幅の変動は、点Ｆから点Ｅに渡る縦開口幅の変動より小さい。従って、点Ｄから点Ｅまでの微分係数の変化を小さくすることができる。このため、本構成は、輝度分布及び明るさの分布におけるＸ軸方向に対する変動量が低減され、３Ｄモアレの視認性を低減し、点Ａ、Ｅ、Ｆ、Ｄを含む遮光領域によって、３Ｄクロストークを低減することができる。

【0219】

また、遮光部の角は、鈍角から構成されているため、遮光部の形成方法に起因する角の丸まりを最小限に抑えることができ、製造方法に起因する開口率の低下を抑制することができる。また、本構成は、鋭角部を形成する高精度の加工プロセスを適用する必要がないため、低コスト化することができる。特に、幅Ｘｃｔ内が鈍角で構成されていることにより、製造プロセスの加工精度による形状変化を小さくして、局所的な縦開口幅の変動を低減することができる。

【0220】

また、本構成は、点Ａ、Ｅ、Ｆ、Ｄを含む遮光領域によって、重なり領域Ｘｃｔ２を適宜調整し、３Ｄクロストーク、３Ｄモアレを観察者の許容できるレベルに設定することができる。これにより、１００ｕｍ以下のサブ画素からなる高精細画素の場合でも、設計の自由度を大きくすることができる。

【0221】

また、点Ａ、Ｅ、Ｆ、Ｄを含む遮光領域は、開口率の１０％以下であることが望ましいことが主観評価から得られている。これにより、開口率の低下を最小限に抑えて、３Ｄクロストーク、３Ｄモアレを最適化することができる。

【0222】

また、略台形状開口部の鋭角部に配置する略三角形状の遮光部は、４以上の辺からなる多角形から構成されていてもよい。その場合は、点Ａ、Ｄ、Ｅからなる三角形領域の内側に点Ｆ以外の頂点を設けることで、点Ｄから点Ｅにかけての斜辺の変動を緩やかにすることができる。これにより、縦開口幅の変動をなめらかにすることができ、３Ｄモアレの視認性を低減することができる。

【0223】

［第１の実施形態 変形例２］
本発明の第１の実施形態の変形例に係る表示パネルの画素を、図面を参照して説明する。

【0224】

図２０は本変形例に係る画素を示す平面図である。

【0225】

本変形例に係る画素の表示単位４は、複数視点のサブ画素から構成される。表示単位４は、Ｘ軸方向へ配列した４つのサブ画素４Ｓから構成され、表示単位４’、４’’においても同様に、それぞれＸ軸方向へ配列した４つのサブ画素４Ｓから構成される。

【0226】

ピクセル４０は、Ｙ軸方向へ配列した３つの表示単位４、４’、４’’から構成され、表示領域にマトリクス状に配置している。１ピクセル内の各々の表示単位４は、赤Ｒ（ＲＥＤ）、緑Ｇ（ＧＲＥＥＮ）、青Ｂ（ＢＬＵＥ）のカラーフィルタがＸ軸方向へ延伸するように設けられている。列ＶＸ１、ＶＸ２、ＶＸ３、ＶＸ４に並ぶ４つのサブ画素は、各表示単位としてＸＺ平面へ、４視点分の画像を振り分けて出力することができる。なお、配色の順序は、これに限定されず、赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの組み合わせが順不同であってもよい。また、１ピクセルはこれに限定されることなく、３つ以上の表示単位から構成されてもよい。この場合、配色の種類は３以上から構成されてもよい。

【0227】

第１視点に対応するサブ画素は、列ＶＸ１上、第２視点に対応するサブ画素は、列ＶＸ２上、第３視点に対応するサブ画素は、列ＶＸ３上、第４視点に対応するサブ画素は、列ＶＸ４上、にそれぞれ配置される。列ＶＸ１、ＶＸ２、ＶＸ３、ＶＸ４は、各々のピッチで構成されるが、これに限定されることなく適宜、設定することが可能である。

【0228】

サブ画素の開口部は、第１の実施形態に係る表示パネルの画素と同様の形状をしており、互いの境界領域にＹ軸方向と異なる方向へ傾斜した遮光線、すなわち、斜行配線は、Ｘ軸方向へ隣接するサブ画素４Ｓ間に設けられている。前述までの実施形態と同様に、互いの開口部がＹ軸方向へ重なる「重なり領域」は、Ｘ軸方向へ隣接するサブ画素４Ｓ間にあり、その重なり領域の幅は、Ｘｃｔ２となる。サブ画素の略台形状開口部の鋭角部は、略三角形状の遮光部を設けており、重なり領域幅Ｘｃｔ２を適宜、所望の幅に設定することができる。

【0229】

上述までの説明では、３Ｄクロストークは、両眼間で規定したクロストークとして定義されていたが、本変形例のような３以上の視点数を有する多視点方式においては、「ある視点の画像が隣接する視点の画像に漏れ込む」という意味で、画像間で規定されたクロストークと定義される場合があり、これを「画像間クロストーク」と称する。第１の実施の形態で説明したような２視点の場合では、両眼で規定した「３Ｄクロストーク」と「画像間クロストーク」は同じであり、低い方が望ましい。これに対し、３視点以上の多視点の場合では、「画像間クロストーク」の存在は、二重像を招くものの、滑らかな運動視差を付与することができるため、必ずしも低い方が望ましいとは限らない。

【0230】

なお、本変形例の画像表示装置１における上記以外の構成及び動作は、前述の第１の実施形態の画像表示装置１と同様である。

【0231】

次に、本変形例に係る画像表示装置１の効果を説明する。

【0232】

本変形例に係る画像表示装置１は、サブ画素が第１の実施形態に係るサブ画素と同等の形状で構成されているため、第１の実施形態に係る画像表示装置１と同等の効果を得ることができる。

【0233】

また、画像表示装置は、多視点の場合、視点数が多くなるにつれて、サブ画素の精細度が更に高くなるため、配線角度の鋭角化に伴う電解集中による液晶配向の乱れに起因する光漏れや、遮光部形成方法に起因した開口率低下が顕在化する。

【0234】

しかしながら、本変形例のサブ画素の形状は、「画像間クロストーク」を小さくする方向に働くが、鋭角部に略三角形状の遮光部を設けることで遮光ができ、コントラスト向上に寄与し、また全ての角を鈍角又は直角にすることで、遮光部の形成方法に起因する開口率の低下を抑制することができる。

【0235】

本変形例においては、４個の視点数を有する表示単位から構成される画像表示装置について説明したが、これに限ることなく、表示単位内にＮ個の視点数を有する立体表示パネルに適用してもよい。視点数Ｎからなる画像表示装置は、視点毎に最適な立体情報を付加して立体画像を表示することができるため、立体画像を良好に視認できる範囲を大きくすることができる。

【0236】

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る表示パネルの画素を、図面を参照して説明する。

【0237】

図２１は、本実施形態に係る表示パネルの画素を示す平面図である。

【0238】

本実施形態に係る表示パネルのサブ画素は、略台形状の開口部と、それを囲う台形状の遮光部から構成され、台形の鋭角部に配置される遮光部の内側の縁の形状は、開口部から外側に湾曲した構造となる。

【0239】

遮光部の縁は、点Ｄから点Ｅにかけて、開口部が外側へ湾曲した構造となっており、その曲線は、楕円の曲率を有する。楕円Ｅ１の短軸ａの幅はＹ２とし、長軸ｂの幅は、開口幅ＷＸＲの半分、すなわち、（Ｘ１＋２×Ｘｃｔ２）／２とする。また、楕円Ｅ１、Ｅ２、Ｅ１’、Ｅ２’は、それぞれ長軸及び短軸が等しい楕円である。すなわち、楕円Ｅ１、Ｅ２、Ｅ１’、Ｅ２’はそれぞれ等しく、略台形状の鋭角部に設けた遮光部の曲率は等しい。略三角形状の面積を小さくして開口率を確保するためには、短軸ａの幅は、開口部のＹ軸方向の幅Ｙ１より小さいことが望ましく、長軸ｂの幅は、（Ｘ１＋２×Ｘｃｔ２）／２以上に設定することが望ましい。なお、サブ画素のＸ軸方向への開口幅ＷＸＲ及びＷＸＬは、サブ画素におけるＸ軸方向への開口幅の最大値であり、従来構造（図３６参照）の場合は、Ｘ１＋２×Ｘｃｔ１で表される。

【0240】

点Ｄから点Ｅにかけての湾曲線、すなわち、開口部と遮光部の境界線は、表示単位４の中心線である線分ａ−ａ’を横切るように配置される。

【0241】

楕円Ｅ１は、点Ｄにおいて略台形状の開口部と内接しているため、点Ｄにおける縦開口幅のＸ軸方向に対する微分係数は、連続的になる。

【0242】

点Ｄは、点Ａ、Ｂ、Ｃで囲まれる三角形領域の外側に設けられており、点Ｄ’も同様である。その結果、点Ｄ、Ｄ’は、Ｘ軸方向に対して縦開口幅が変動する変曲点となっており、縦開口幅は、この変曲点を起点にして、表示単位４の中心方向に向かい減少する。ここで、点Ｄと点Ｄ’のＸ軸方向への幅を、Ｘｃｔ３とする。

【0243】

なお、本実施形態の画像表示装置１における上記以外の構成及び動作は、前述の第１の実施形態の画像表示装置１と同様である。

【0244】

次に、本実施形態に係る画像表示装置の効果を説明する。

【0245】

縦開口幅のＸ軸方向に対する微分係数は、点Ｄにおいて連続的であるため、点Ｄにおける縦開口幅の変動は滑らかである。従って明るさ及び輝度分布の変動量も滑らかとなり、３Ｄモアレの視認性を低減することができる。

【0246】

また、略台形状の開口部の鋭角部は、楕円から成る曲率に限定することなく、高次の関数を適用して曲率を構成してもよい。

【0247】

［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態に係る表示パネルの画素を、図面を参照して説明する。

【0248】

図２２は、本実施形態に係る表示パネルの画素を示す平面図である。

【0249】

本実施形態に係る表示パネルの画素は、略台形状であり、略台形状開口部の上底及び下底が外側へ湾曲した遮光形状から構成される。

【0250】

サブ画素の開口部は、３つの楕円と、それに接する４つの接線から構成される。楕円は、開口中央部に中心点をもつ楕円Ｅ５又はＥ５’と、略台形状の底辺側に２つの楕円Ｅ３又はＥ３’及びＥ４又はＥ４’である。また、楕円Ｅ５とＥ５’は等しく、楕円Ｅ３、Ｅ３’、Ｅ４、Ｅ４’はそれぞれ等しい。

【0251】

点Ｄ、Ｅ、Ｆは、直線と楕円の接点であり、各点において縦開口幅のＸ軸方向に対する微分係数は連続的である。

【0252】

楕円Ｅ３の短軸ｃは、縦開口幅Ｙ１より大きく、サブ画素の中心線において、縦開口幅が最大となる。なお、略台形状開口部の下底のＹ軸と直交する斜行幅は一定となっているが、必ずしもこれに限定されず、縦開口幅の変化に応じて該斜行幅は変化しても良い。

【0253】

右眼用画素４Ｒにおける点Ａ、Ｂ、Ｂ’’、Ａ’’の４点を結ぶ台形を、基準台形Ｔとすると、点Ａ、Ｄ、Ｅの３点を結ぶ遮光領域（以下、Ｓａとする）と、点Ａ’’、Ｄ’’、Ｅ’’の３点を結ぶ遮光領域（以下、Ｓａ’とする）は、基準台形Ｔの鋭角部に形成され、点Ｂ、Ｇ、Ｆの３点を結ぶ遮光領域（以下、Ｔｂとする）と、点Ｂ’’、Ｇ’’、Ｆ’’の３点を結ぶ遮光領域（以下、Ｓｂ’とする）は、基準台形Ｔの鈍角部に形成される。

【0254】

一方、基準台形Ｔの上底側で縦開口幅Ｙ１を超える領域、すなわち、点Ｇ，Ｉ，Ｇ‘’で囲まれる領域（以下、Ｓｃとする）は、基準台形Ｔの外側へ新に配置された開口領域であり、開口率向上へ寄与する。

【0255】

ここで、領域Ｓｃは、上述の遮光領域の面積の総和よりも大きい。すなわち、Ｓｃ＞Ｓａ＋Ｓａ’＋Ｓｂ＋Ｓｂ’の関係が成立する。従って、全体としてみると、サブ画素の開口率は向上する。左眼用画素４Ｌについても同様である。

【0256】

なお、本実施形態の画像表示装置１における上記以外の構成及び動作は、前述の第１の実施形態の画像表示装置１と同様である。

【0257】

次に、本実施形態に係る画像表示装置１の効果を説明する。

【0258】

縦開口幅のＸ軸方向に対する微分係数は、各楕円が直線と接する点において連続的であるため、該接点における縦開口幅の変動は滑らかである。従って明るさ及び輝度分布の変動量も滑らかとなり、３Ｄモアレの視認性を低減することができる。

【0259】

また、点Ｇ、Ｉ、Ｇ’’で囲まれる領域を設け、該領域の面積が増加した遮光領域の面積の総和よりも大きいため、開口率は向上する。

【0260】

次に、前述まで説明した各構成を比較し、効果について考察する。比較対象は、従来例、第１の実施形態、第２の実施形態及び第３の実施形態である。

【0261】

まず、従来例の画素を「従来画素」とし、第１の実施形態に係る画素を「画素水準１」とし、第２の実施形態に係る画素を「画素水準２」とし、さらに第３の実施形態に係る画素を「画素水準３」とする。

【0262】

図２３は、縦開口幅を縦軸、Ｘ軸方向の位置を横軸に取り、各画素水準における縦開口幅の分布を示すグラフである。

【0263】

画素水準３における縦開口幅の最大値と最小値の差ΔＨ３３は、画素水準２における縦開口幅の最大値と最小値の差ΔＨ２２とほぼ同じである。これに比べて、画素水準１における縦開口幅の最大値と最小値の差ΔＨ１１は小さい。また、従来画素は、縦開口幅の変動は生じない。

【0264】

図２４は、図２３に示す各画素水準のそれぞれの縦開口幅の分布についてＸ軸方向に対する微分係数を示すグラフである。

【0265】

画素水準３のＸ軸方向に対する微分係数の変動は、画素水準２の微分係数より小さくなっている。画素水準１及び画素水準２は、中心位置に向かって微分係数が急激に変動している。一方、画素水準３は、中心位置に向かって微分係数が急激に変動することなく、連続的に変動している。画素水準３における点Ｅ、Ｃ、Ｄ（図２２参照）において、縦開口幅におけるＸ軸方向に対する微分係数は連続的であるため、各点において、縦開口幅の変動は滑らかである。これにより３Ｄモアレの視認性を低減することができる。

【0266】

図２５は、各画素水準の画素を適用した画像表示装置におけるそれぞれの評価結果を示す表である。表中の記号（◎、○、△、×）は、主観評価により得られた結果である。「◎」は、観察の際、３Ｄクロストーク／３Ｄモアレは視認されず、全く違和感が無いレベル、「○」は、観察の際、３Ｄクロストーク／３Ｄモアレは若干感じるが、違和感の無いレベル、「△」は、観察の際、３Ｄクロストーク／３Ｄモアレ最適視認範囲内で立体表示を見る限り、違和感の無いレベル、「×」は、３Ｄクロストーク／３Ｄモアレによる違和感が大きく、視認性が低下するレベルである。

【0267】

図示する表を参照すると、従来画素は、３Ｄモアレの低減に成功しているものの、３Ｄクロストークを低減することができず、画像品質は悪くなる。

【0268】

しかしながら本発明に係る画素は、３Ｄモアレの低減だけでなく、３Ｄクロストークも低減し、バランスの取れた画像を実現し、画像品質の向上を達成していることが分かる。

【0269】

［第３の実施形態 変形例１］
本発明の第３の実施形態の変形例に係る表示パネルの画素を、図面を参照して説明する。

【0270】

図２６は、本変形例に係る表示パネルの画素を示す平面図である。

【0271】

サブ画素は、線分ｂ−ｂ’に対して非線対称であり、表示単位４の中心点Ｏに対して点対称である。サブ画素の開口部は、略台形状画素の上底及び下底において外側へ湾曲し、縦開口幅が最大となるような極大値をもつ。

【0272】

図２７（Ａ）は、本変形例に係る画素の縦開口幅の分布を示し、図２７（Ｂ）は、本変形例に係る画素の明るさの分布を示す。図示するように、レンズ主軸であるレンズ凸部側に近い部分で、縦開口幅は最大となり、同時に明るさも最大となる。

【0273】

なお、本変形例の画像表示装置１における上記以外の構成及び動作は、前述の第１の実施形態の画像表示装置１と同様である。

【0274】

次に、本変形例に係る画像表示装置１の効果を説明する。

【0275】

図２７（Ｂ）に示すように、縦開口幅の最大値Ｉ、Ｉ’は、レンズ主軸側に存在するため、レンズ分離作用の有効幅、すなわち、スポット径ＳＰで規定されるＸｃｔ２の明るさ変動量ΔＬは相対的に小さくなり、３Ｄモアレを抑制することができる。

【0276】

また、一般的に、レンチキュラレンズ３を製造する場合、金型を用いた成型加工、フォトリソグラフィ、インクジェットなどの技術を用いることができるが、いずれの技術を用いる場合でも、隣接するシリンドリカルレンズ３ａのレンズ谷部３２より、シリンドリカルレンズ３ａのレンズ凸部３１の方が所定形状を確保し易く、光学的な性能はレンズ凸部３１の方が高くなる。また、レンズ谷部３２に剥離できず残った残留物や、付着した異物は、レンズ凸部３１に比べて取り除くことが困難であり、レンズ谷部３２の光学的な分離性が低下する要因となる。

【0277】

また、光学手段として液晶を用いた電気光学素子として、ＧＲＩＮ（Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｉｎｄｅｘ）レンズを用いた場合においても、レンチキュラレンズ３と同様に、レンズ凸部３１に相当する屈折率に比べてレンズ谷部３２に相当する屈折率のバラつきが大きいため、レンズ谷部３２の光学的な分離性は低下する。

【0278】

また、例えば、レンズ効果を有する凹凸基板と液晶分子を組み合わせた液晶レンズ等のＧＲＩＮレンズ以外の場合であっても、凹凸基板においてレンズ谷部３２に相当する箇所が急峻な凸形状となるため、光学的な分離性は低下してしまう。

【0279】

しかしながら、本変形例に係る画素は、縦開口幅の分布をレンズ凸部３１側で大きくなるように設定することで、サブ画素から出射された光を光学的分離性能の高いレンズ凸部３１側に割り当てることができる。従って、本変形例に係る画素は、レンチキュラレンズや液晶を用いた電気光学素子などの光学手段に起因する立体画質劣化を防ぐことができ、さらに光を効率よく利用することができるため、透過率の向上及び立体画質の向上に寄与することができる。

【0280】

［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態に係る表示パネルの画素を、図面を参照して説明する。

【0281】

図２８は、本実施形態に係る表示パネルの画素を示す平面図である

【0282】

本実施形態に係るサブ画素は、台形状であり、サブ画素の開口部は、略台形状から構成される。サブ画素は、略台形状の鋭角部に配置される略三角形状の遮光部が台形内の相互の鋭角部において異なる構造を有する。これにより、開口部は、サブ画素の中心線分ｂ−ｂ’に対して非線対称であり、表示単位４の中心点Ｏに対しては点対称の構造となる。

【0283】

上述の通り、レンチキュラレンズ３は、Ｘ軸方向へ配列するシリンドリカルレンズ３ａにおいて、レンズ凸部３１間の谷となるレンズ谷部３２を形成し、レンズ凸部３１とレンズ谷部３２はＸ軸方向へ交互に繰り返して配列する。なお、前述の実施形態と同様に、光学手段は、液晶を用いた電気光学素子からなるレンズを用いても良い。

【0284】

表示単位４の端部に相当する斜行配線は、レンズ谷部３２側に設けられ、表示単位４の中央部の斜行配線は、レンズ凸部３１側に設けられる。なお、表示単位４の端部の鋭角部に配置された略三角形状の遮光部は、表示単位４の中央部の鋭角部に配置された略三角形状の遮光部と異なる。

【0285】

本実施形態に係る画素は、上述のように、レンチキュラレンズや液晶を用いた電気光学素子などの光学手段に起因する立体画質劣化を防ぐ構成となっている。

【0286】

各表示単位４が隣接する部分の重なり領域幅Ｘｃｔ２’またはＸｃｔ２’’は、表示単位４の中央部の重なり領域幅Ｘｃｔ２より小さい構造である。すなわち、光学的分離性能の低いレンズ谷部３２における重なり領域幅Ｘｃｔ２’，Ｘｃｔ２’’は、レンズ凸部３１における重なり領域幅Ｘｃｔ２より小さく、以下の数式で示すことができる。

【0287】

【数36】

【0288】

【数37】

【0289】

なお、本実施形態の画像表示装置１における上記以外の構成及び動作は、前述の第１の実施形態の画像表示装置１と同様である。

【0290】

次に、本実施形態に係る画像表示装置１の効果を説明する。

【0291】

レンズ谷部３２側では、スポット径ＳＰは大きく、光学的分離性能は低いため、重なり領域幅Ｘｃｔ２’、Ｘｃｔ２’’を小さくすることにより、レンズ凸部３１側とのバランスを調整することができる。

【0292】

また、サブ画素から出射された光は、光学的分離性能の高いレンズ凸部３１側に割り当てることができる。従って、本実施形態に係る画像表示装置は、レンチキュラレンズや液晶を用いた電気光学素子などの光学手段に起因する立体画質劣化を防ぐことができ、さらに光を効率良く利用することができるため、透過率の向上及び立体画質の向上に寄与することができる。

【0293】

なお、本実施形態に係る画像表示装置は、サブ画素の鋭角部に配置される略三角形状の遮光部により、３Ｄモアレの視認性と３Ｄクロストークを低減することができる。

【0294】

［第５の実施形態］
本発明の第５の実施形態に係る表示パネルの画素を、図面を参照して説明する。

【0295】

図２９は、本発明の第５実施形態に係る表示パネルの画素を示す平面図である。

【0296】

本実施形態に係るサブ画素は、台形状であり、サブ画素の開口部は、略台形状から構成される。開口部は、表示単位４の中心点Ｏに対して点対称に配置している。

【0297】

前述の実施形態と同様に、略台形状の鋭角部に配置される略三角形状の遮光部は、台形内の相互の鋭角部において異なる構造を有するが、各表示単位４が隣接する部分の重なり領域幅Ｘｃｔ２’またはＸｃｔ２’’が、表示単位４の中央部の重なり領域幅Ｘｃｔ２より大きい構造である。すなわち、光学的分離性能の低いレンズ谷部３２における重なり領域幅Ｘｃｔ２’，Ｘｃｔ２’’は、レンズ凸部３１における重なり領域幅Ｘｃｔ２より大きく、以下の数式で表すことができる。

【0298】

【数38】

【0299】

【数39】

【0300】

図３０は、本実施形態に係る画像表示装置１の光学モデルを示す模式図である。

【0301】

表示パネル４は、前述までの実施形態と比べて、視点幅ｅＲ’及びｅＬ’が大きく設定されている。視点幅を大きくするには、数式５乃至数式１３至に示すように、レンチキュラレンズ３の屈折率ｎ及びシリンドリカルレンズ３ａと画素間の距離Ｈを調整することにより、所望の幅に設定することができる。

【0302】

再度図２９を参照すると、表示単位４の中央部は、略台形状開口部の鋭角部に略三角形からなる遮光部を設け、重なり領域幅Ｘｃｔ２は、Ｘｃｔより小さい。また、Ｘ軸方向へ隣接する表示単位間における重なり領域は、略台形状開口部の鋭角部に遮光部を設けず、Ｘｃｔ２’及びＸｃｔ２’’を大きくし、開口率を大きくとった構造である。

【0303】

本構成の場合、図３０に示す通りθｒ２は、θｒ１と比べて大きくなるものの、距離Ｈを小さく設定することにより視点幅ｅＲ’及びｅＬ’を大きくしているため、立体視域に貢献する光線角度θtの大きさは所定値を確保でき、立体視域を損なうことはない。

【0304】

なお、本実施形態の画像表示装置１における上記以外の構成及び動作は、前述の第１の実施形態の画像表示装置１と同様である。

【0305】

次に、本実施形態に係る画像表示装置１の効果を説明する。

【0306】

本実施形態に係る画像表示装置１は、表示単位４の中央部に遮光部を設けるため、立体視野域の中央部における３Ｄクロストークと３Ｄモアレのバランスのとれた良好な表示特性を得ることができる。また、視点幅を大きく設定し、Ｘ軸方向へ隣接する表示単位間では遮光部を設けていないため、立体視域を損なうことなく、開口率を向上することができる。

【0307】

また、レンズ谷部３２に対応している表示単位４端部の重なり領域幅Ｘｃｔ２’、Ｘｃｔ２’’は大きく、さらに、レンズ谷部３２のスポット径も大きいことが相乗効果となり、明らかに立体視認が困難な領域が形成される。

【0308】

立体視認が困難と成る角度範囲θｒ２が小さいと、観察者は、正面以外から画面を観察した場合、誤って右眼用画像と左眼用画像が入れ替わった、所謂「逆視」状態で観察してしまう可能性がある。逆視状態で観察することは、眼精疲労や不快感を招くため好ましくない。しかしながら、本構成では、角度範囲θｒ２の領域は、明らかに立体視認が困難であり、またその角度範囲が大きいため、上記のような逆視視認を防ぐことができる。従って、安全性の高い立体映像を提供することができる。

【0309】

以上、第３の実施形態の変形例１や第４の実施形態、第５の実施形態において、第１視点用画素４Ｌと第２視点用画素４Ｒを表示単位とし、光学手段の光学的分離性能が高い領域を表示単位内に割り当て、光学的分離性能が低い領域を表示単位間に割り当てる構成を述べたが、これに限られず、例えば、表示単位内と表示単位間で遮光部の形状を変えでも良い。この構成にすることで、光学手段に起因する立体画質劣化を防ぐことができ、さらに光を効率よく利用することができるため、透過率の向上及び立体画質の向上に寄与することができる。

【0310】

［第６の実施形態］
本発明の第６の実施形態に係る表示パネルの画素を、図面を参照して説明する。

【0311】

図３１は、本実施形態に係る表示パネルの画素を示す平面図である。

【0312】

本実施形態に係るサブ画素は、平行四辺形状である。サブ画素の開口部は、略平行四辺形状であり、Ｘ軸方向と略平行な２つの辺と、Ｙ軸方向に対して角度θで傾斜し、２つの斜辺で囲まれる略平行四辺形から構成される。サブ画素は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にマトリクス状に配置されている。すなわち、任意のサブ画素の斜辺は、常に同じ傾斜角度θとなっている。そのため、表示単位４は、第１の実施形態で述べた画素構造と異なり、サブ画素の中心を通りＹ軸と平行な線分ｂ−ｂ’に対して、線対称となっていないが、表示単位４の中心点Ｏに対しては点対称となっており、ＸＹ平面内の１８０度の回転に対して等価なレイアウト構造である。

【0313】

また、ピクセル４０は、Ｙ軸方向に並ぶ３つの表示単位４、４’、４’’から構成され、各表示単位には赤色Ｒ（Ｒｅｄ）、緑色Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、青色Ｂ（Ｂｌｕｅ）が配色されている。ピクセル４０は、正方形からなり、表示領域内ではＸ軸方向へピッチＸｕｎｉｔ、Ｙ軸方向へピッチＹｐｉｘで、マトリクス状に配置される。また、サブ画素のＸ軸方向のピッチＸｄｏｔは、Ｘｕｎｉｔ／２であり、サブ画素のＹ軸方向のピッチＹｄｏｔは、Ｙｐｉｘ／３である。カラーフィルタは、赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの各色がＸ軸方向へ延伸し、Ｙ軸方向へ略ストライプ状に繰り返し配列している。

【0314】

Ｘ軸方向へ並ぶサブ画素の開口部は、Ｙ軸方向へシフトすることなく配置され、平行四辺形状画素の底辺に位置する遮光部も、同様にＹ軸方向へシフトすることなく配置されている。これにより、平行四辺形状画素の底辺に位置する遮光部は、表示領域の端から端までＸ軸方向へ伸びるバンド状の遮光部となっている。すなわち、平行四辺形状の画素の底辺に位置する遮光部幅Ｙ２は、Ｘ軸方に対して変動することなく、略一定である。

【0315】

さらに、略平行四辺形状の開口部の鋭角部は、略三角形状の遮光領域を設けている。

【0316】

なお、本実施形態の画像表示装置１における上記以外の構成及び動作は、前述の第１の実施形態の画像表示装置１と同様である。

【0317】

次に、本実施形態に係る画像表示装置１の効果を説明する。

【0318】

本実施形態に係る画像表示装置１は、平行四辺形状の開口部の鋭角部に配置した遮光部によって、３Ｄクロストークを低減しつつ、縦開口幅の変動を緩やかにし、３Ｄモアレの視認性を低減することができる。

【0319】

また、一般的な液晶表示パネルは、片側の基板へのラビング処理を１つの方向で制御するため、ラビング方向に対して非対称となる構造がサブ画素毎にある場合には、そのサブ画素毎に表示特性が変わってしまい、特に画像表示装置では、これは視点毎の表示特性の差となって現れる。

【0320】

しかしながら、本実施形態に係る各表示単位は、単一の外形状のサブ画素で構成されるため、サブ画素毎の段差構造や電界分布構造の差を小さくでき、サブ画素形状の差によって発生する視点毎の表示特性の差を低減することができる。また、本構成は、サブ画素の方向を揃えることにより、電圧印加時の液晶配向状態を安定化することができる。すなわち、各視点においての画質の差を小さくでき、各視点に均一な映像を出力して高品質な立体映像を提供することができる。さらに、サブ画素形状の単一形状化に伴い、サブ画素毎の液晶分子の配向状態が安定化するため、配向不良や光抜けを低減でき、コントラストを向上することができる。

【0321】

また、画素サイズと遮光領域の面積によっては、局所的な遮光幅は、画像分離手段により光学的に拡大され、人間の眼にも視認可能な粒状の明暗となる場合があり、これにより画質が低下する。しかしながら、本実施形態における各表示単位は、平行四辺形の底辺部の遮光幅がＸ軸方向、すなわち画像分離方向に対して略一定となっているため、遮光幅の変動に応じた粒状の明暗を低減することができる。

【0322】

また、ＩＰＳ（インプレイン・スイッチング）方式、ＦＦＳ（フリンジ・フィールド・スイッチング）方式、ＡＦＦＳ（アドヴァンスト・フリンジ・フィールド・スイッチング）方式の横電界または斜め電界を利用した液晶駆動モードは、液晶分子の回転方向を一様に設定したシングルドメインとすることにより透過率を向上することができるため、本実施形態の画素構造を好適に適用することができる。

【0323】

［第７の実施形態］
本発明の第７の実施形態に係る表示パネルの画素を、図面を参照して説明する。

【0324】

図３２は、本実施形態に係る表示パネルの画素を示す平面図である。

【0325】

本実施形態に係るサブ画素は、平行四辺形状で構成され、その開口部は、略平行四辺形状である。略平行四辺形状は、Ｘ軸方向と略平行な２つの辺と、Ｙ軸方向に対する傾斜角度が−θ又は＋θで構成される斜辺を有する２つの略四角形からなる。そのため、本構成は、第１の実施形態で述べた画素構造と異なり、サブ画素の中心を通りＹ軸と平行な線分ｂ−ｂ’に対して、線対称となっていないが、表示単位４の中心点Ｏに対しては点対称となる画素構造である。

【0326】

さらに、前述の実施形態と異なり、Ｙ軸方向に隣接するサブ画素は、液晶分子を互いに異なる方向へ配向することができ、マルチドメイン補償効果により、斜め方向から見た場合の色味の変化を低減することができる。

【0327】

斜辺の傾斜角度＋θ（＞０）から構成された略平行四辺形状のサブ画素と、斜辺の傾斜角度が−θ（＜０）から構成された略平行四辺形状のサブ画素は、Ｙ軸方向へ交互に配置される。また、Ｘ軸方向へ配列するサブ画素は、斜辺が同じ傾斜角度から構成されたサブ画素が並進して配置される。Ｙ軸方向へ配列するサブ画素の斜辺は、１行毎に屈曲し、Ｘ軸方向へ配列するサブ画素の斜辺は同じ角度で傾斜している。

【0328】

画素電極４ＰＩＸと対向電極４ＣＯＭは、略平行に並んだ電極対４ＰＡＩＲとなり、その長手方向がＹ軸方向と異なる方向へ傾斜して配置される。本実施形態においては、電極対４ＰＡＩＲのＹ軸方向に対する傾斜角度は、平行四辺形の斜辺に応じてθまたは−θに設定され、電極対４ＰＩＡＲとサブ画素の斜辺部に位置する斜行配線は平行である。

【0329】

画素電極４ＰＩＸと対向電極４ＣＯＭから構成される電極対４ＰＡＩＲは、サブ画素内ではＸ軸方向に複数配置され、各サブ画素の開口部内に電極対４ＰＡＩＲの傾斜方向と直交する方向へ電界を発生させることができる。画素電極４ＰＩＸと対向電極４ＣＯＭとの電極間に発生する電界は、少なくとも基板面と略平行な成分を含むため、液晶分子５１の長軸を基板面と略平行な面内で回転させることができる。

【0330】

画素電極４ＰＩＸと対向電極４ＣＯＭは、ＴＦＴ基板２ａ側（図２参照）に設けられ、画素電極４ＰＩＸと対向電極４ＣＯＭにより面内と略平行な電界を液晶分子に印加することができる。

【0331】

なお、画素電極４ＰＩＸ及び対向電極４ＣＯＭは、これに限定されず、ＴＦＴ基板２ａ側の電極と、対向基板２ｂ側の電極によって、基板面と略平行な電界、または斜め方向の電界を構成し、液晶分子を駆動させても良い。

【0332】

画素電極４ＰＩＸと対向電極４ＣＯＭは、略平行に配列し、斜行配線の向きに応じてＹ軸とのなす角度がθまたは−θで傾斜している。すなわち、画素電極４ＰＩＸの傾斜角度と遮光部の傾斜角度は等しく、画素電極４ＰＩＸと対向電極４ＣＯＭとの間に発生する電界の方向は斜行配線と略直交する方向となる。

【0333】

なお、サブ画素の斜辺の傾斜角度θと、電極対４ＰＩＡＲの傾斜角度は異なっていても良い。また、画素電極４ＰＩＸ及び対向電極４ＣＯＭは、同層のレイアから構成されているが、これに限定されず、異なるレイアから構成されていれもよい。

【0334】

本実施形態の画素において、液晶駆動モードは、ＩＰＳ（インプレイン・スイッチング）方式を適用しているが、前述の実施形態と同様に、ＦＦＳ（フリンジ・フィールド・スイッチング）方式、ＡＦＦＳ（アドヴァンスト・フリンジ・フィールド・スイッチング）方式でも好適に適用することができる。

【0335】

本構成は、誘電率異方性が正（Δε＞０）であるポジティブ型の液晶剤を適用しており、ＴＦＴ基板２ａ側におけるラビング方向は、−Ｙ方向または＋Ｙ方向に設定している。そのため、液晶分子５１の初期配向の状態は、液晶分子５１の長軸がＹ軸方向と略平行となるように配向している。

【0336】

液晶剤の特性は、ポジティブ型に限定されず、誘電率異方が負（Δε＜０）であるネガティブ型でも良い。ネガティブ型の液晶剤の場合は、ラビング方向を−Ｘ方向または＋Ｘ方向に設定すれば良く、液晶分子５１の長軸方向は、Ｘ軸方向と略平行となるように配向される。

【0337】

なお、本実施形態の画像表示装置１における上記以外の構成及び動作は、前述の第１の実施形態の画像表示装置１と同様である。

【0338】

次に、本実施形態に係る画像表示装置１の効果を説明する。

【0339】

サブ画素内は、液晶分子の配向方向が一様なシングルドメイン構造であるため、本構成は、サブ画素内の液晶分子を均一に駆動することができ、透過率を向上することができる。さらに、電極対４ＰＩＡＲとサブ画素の斜辺は平行であるため、画素電極４ＰＩＸと対向電極４ＣＯＭを効率良くレイアウト配置することができ、開口率を大きくすることができる。

【0340】

Ｙ軸方向へ並ぶサブ画素は、互いに液晶分子を異なる方向へ配向させて駆動することがでるため、Ｙ軸方向へ並ぶサブ画素間で色味の変化を補償することができる。すなわち、Ｙ軸方向へ並ぶサブ画素と組み合わせてマルチドメイン補償の効果を得ることができる。

【0341】

また、ネガティブ型の液晶剤を用いる場合、この液晶剤は、基板面に垂直な方向の電界に対して、長軸方向が立ち上がり難いため、電極上の液晶分子は、基板面内で回転する液晶分子に追従して配向し、電極上の透過率を向上することができる。さらに、電極上と電極間の明暗の差が低減されることにより、この明暗の差によって発生する３Ｄモアレを低減することができる。

【0342】

屈曲方向によるドメインの周期は、２行毎であり、カラーフィルタによる周期は、３行毎であるため、本構成は、６行毎にマルチドメイン補償することができる。なお、サブ画素の６行分のピッチは、６×Ｙｄｏｔであり、この周期が大きくなるとムラとして視認されやすく、画質が低下する。そのため、ピクセルピッチＹｐｉｘは、１５０ｕｍ以下であることが望ましいことが主観評価より得られた。すなわち、サブ画素のＹ軸方向のサブ画素ピッチは、５０ｕｍ以下であることが望ましい。

【0343】

平行四辺形の鋭角部は、電界が集中するため、液晶の配向状態が不安定となる場合がある。本構成は、３Ｄクロストーク低減のための遮光部を形成しているため、この配向状態が不安定な部分を同時に遮光することができ、立体画質の向上と合わせて液晶表示パネルを高品質化することができる。

【0344】

［第８の実施形態］
本発明の第８の実施形態に係る表示パネルの画素を、図面を参照して説明する。

【0345】

図３３は、本実施形態に係る画像表示装置に適用可能なフライアイレンズの斜視図である。

【0346】

本実施形態に係る画像分離手段は、フライアイレンズ３０を適用することができる。フライアイレンズ３０は、Ｘ軸方向だけでなく、Ｙ軸方向にも画像を異なる方向へ分離することができる。

【0347】

図３４は、本実施形態に係る表示パネルの画素を示す平面図である。

【0348】

本実施形態に係る表示単位は、複数視点のサブ画素から構成され、ピクセル４０は、４行×４列の計１６個のサブ画素４Ｓから構成される。

【0349】

ピクセル４０は、赤Ｒ（ＲＥＤ）、緑Ｇ（ＧＲＥＥＮ）、青Ｂ（ＢＬＵＥ）、白Ｗ（ＷＨＩＴＥ）のカラーフィルタが設けられている。本構成は、ＸＺ平面へ画像を振り分ける場合は、ＶＸ１、ＶＸ２、ＶＸ３、ＶＸ４に並ぶ４つのサブ画素を、各表示単位として４視点分の画像を出力することができ、ＹＺ平面へ画像を振り分ける場合は、ＶＹ１、ＶＹ２、ＶＹ３、ＶＹ４に並ぶ４つのサブ画素を、各表示単位として４視点分の画像を出力することができる。なお、カラーフィルタの色は、これに限定されない。例えば、白（ＷＨＩＴＥ）の変わりに青緑（ＣＹＡＮ）や黄色（ＹＥＬＬＯＷ）を用いることも可能である。

【0350】

カラーフィルタの配列は、ピクセル内の各行及び各列において、同じ色が重ならないように配置されている。

【0351】

サブ画素間の遮光配線は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向と平行とならず、傾斜配置している。サブ画素間の遮光配線は、Ｘ軸方向が２列おきに屈曲し、Ｙ軸方向が１ラインおきに屈曲している。

【0352】

Ｘ軸方向に隣接するサブ画素は、Ｙ軸方向へ重なる領域があり、重なり領域の構造は、第１の実施形態に係る画像表示装置１と同様である。Ｙ軸方向に隣接するサブ画素は、Ｘ軸方向へ重なる領域があり、重なり領域の構造は、第１の実施形態に係る画像表示装置１と同様である。

【0353】

なお、本実施形態の画像表示装置１における上記以外の構成及び動作は、前述の第１の実施形態の画像表示装置１と同様である。

【0354】

次に、本実施形態に係る画像表示装置１の効果を説明する。

【0355】

まず、本実施形態に係るサブ画素の重なり領域は、第１の実施形態に係るサブ画素の重なり領域と同じ構成のため、これに係る利点も同じである。

【0356】

本構成は、画像表示装置を９０度回転した方向から視認した場合でも、画像を異なる方向へ分離することができ、立体画像を表示することができる。このため、本構成は、画面を回転可能なモバイル機器に搭載するができる。例えば、図３５に示すような、画面を回転可能な携帯機器９に好適に使用するこができる。

【0357】

携帯電話９の表示部は、前述の画像表示装置１を搭載している。画像表示装置１のＸ軸方向は、携帯電話９の画面の縦方向であり、画像表示装置１のＹ軸方向は、携帯電話９の画面の横方向である。そして、携帯電話９の画面部分は、回転軸をもったヒンジを備えており、自由に可動することができる。これにより、画像分離方向、すなわちＸ軸方向は、視認者の両眼を結ぶ線分と略平行にして使用することができる。

【0358】

なお、本実施形態においては、４個の視点数を有する表示単位から構成される画像表示装置について説明したが、これに限ることなく、表示単位内にＮ個の視点数を有する立体表示パネルに適用してもよい。視点数Ｎからなる画像表示装置は、Ｎ行×Ｎ列からなるピクセルを用いることができる。この構成は、視点毎に最適な立体情報を付加して立体画像を表示することができるため、立体画像を良好に視認できる範囲を大きくすることができる。

【0359】

また、前述までの実施形態に係る画像表示装置１は、表示単位４において＋Ｘ側に配置された画素は左眼用画素４Ｌ、−Ｘ側に配置された画素は右眼用画素４Ｒとして説明したが、これに限ることなく、第１視点用の画素を右眼用画素４Ｒ、第２視点用の画素を左眼用画素４Ｌとしても良い。これにより、観察者は、表示パネル２をＸＹ平面で１８０度回転した状態であっても、画像データを並び替えることによって元と同じように立体表示を視認することができる。特に、図３５に示すような携帯機器９は、表示画面が回転することにより操作性を高めており、機器を手に持ったときの画像表示装置１の方向によらず情報を提供することが求められるため、本発明における画像表示装置１は有効に活用できる。

【0360】

上記の実施形態の一部又は全ては、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

【0361】

（付記１）
第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む表示単位がマトリクス状に複数配列された表示パネルと、
前記第１視点用の画像を表示する画素及び前記第２視点用の画像を表示する画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分ける光学手段と、を有し、
前記第１視点用の画像を表示する画素と第２視点用の画像を表示する画素は第１の方向に隣接し、
前記表示単位は前記第１の方向に延びる行及び前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる列に沿って配置され、
前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部の周囲には遮光部が設けられ、
前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部は前記第２の方向において互いに重なる第１の領域とそれ以外の第２の領域から構成され、
前記第１の領域における前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向における開口幅の合計を第１の開口幅とし、
前記第２の領域における前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と第２視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向における開口幅を第２の開口幅とし、
前記第１の領域と前記第２の領域との略境界を起点とし、前記第１の領域の中央に向かう前記第１の方向を正としたとき、前記第１の開口幅の前記第１の方向に対する微分係数は０以外の実数であり、
前記第１の領域における前記遮光部と前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線と前記遮光部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線のうち前記第２の方向に交差する前記境界線はそれぞれ少なくとも一つ以上の変曲点を有する、
ことを特徴とする画像表示装置。

【0362】

（付記２）
前記第１の領域における前記遮光部と前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線と前記遮光部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線は、それぞれ少なくとも１回以上屈曲し、
前記境界線と前記第１の方向と略平行な前記遮光部との交点が、前記第１の領域と前記第２の領域の境界を除く前記第１の領域に設けられ、
前記第１の開口幅が前記第２の開口幅より小さい、
ことを特徴とする付記１に記載の画像表示装置。

【0363】

（付記３）
前記第１の領域における前記遮光部と前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線と前記遮光部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線は、それぞれ少なくとも１回以上湾曲し、
前記第１の領域において、前記微分係数が異なる変曲点を有する、
ことを特徴とする付記１に記載の画像表示装置。

【0364】

（付記４）
前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部は略台形状で構成され、
前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素は前記略台形状の上底領域と下底領域が前記第１の方向に対して線対称となるように前記第２の方向に沿って配置され、
前記略台形状の斜辺部の一部は前記第１の領域に設けられ、
前記斜辺部に沿って前記遮光部の一部が配置され、
前記第１の領域における前記遮光部は前記第２の方向へ前記斜辺部と異なる方向に延びた斜辺を有する、
ことを特徴とする付記１乃至３いずれか１項に記載の画像表示装置。

【0365】

（付記５）
前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部は略平行四辺形状で構成され、
前記略平行四辺形状の斜辺部の一部は前記第１の領域に設けられ、少なくとも前記第１の領域を横切るように配置され、
前記第１の領域の略平行四辺形の鋭角部は前記第２の方向へ前記斜辺部と異なる方向に延びた斜辺を有する前記遮光部が配置される、
ことを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の画像表示装置。

【0366】

（付記６）
前記第２の領域の前記第１の方向への幅は前記第１の領域の前記第１の方向の幅より大きく、前記第２の開口幅は連続的に変動しながら増加し、前記第２の領域において極大値を有する、
ことを特徴とする付記１乃至５のいずれか１項に記載の画像表示装置。

【0367】

（付記７）
Ｎ（Ｎは２以上の整数）視点用の画像を表示するＮ個の画素が第１視点から第Ｎ視点まで順次並べられた表示単位がマトリクス状に複数配列された表示パネルと、
前記Ｎ視点用の画像を表示するＮ個の画素から出射された光を相互に異なる方向に振り分ける光学手段と、を有し、
第ｋ（ｋは１・・・Ｎ−１の整数）視点用の画像を表示する画素と第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素は第１の方向に隣接し、
前記表示単位は前記第１の方向に延びる行及び前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる列に沿って配置され、
前記Ｎ視点用の画像を表示するＮ個の画素の開口部の周囲には遮光部が設けられ、
前記第ｋ視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部は前記第２の方向において互いに重なる第１の領域とそれ以外の第２の領域から構成され、
前記第１の領域における前記第ｋ視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向への開口幅の合計を第１の開口幅とし、
前記第２の領域における前記第ｋ視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向への開口幅を第２の開口幅とし、
前記第１の領域と前記第２の領域との略境界を起点とし、前記第１の領域の中央に向かう前記第１の方向を正としたとき、前記第１の開口幅の前記第１の方向に対する微分係数は０以外の実数であり、
前記第１の領域における前記遮光部と前記第ｋ視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線と前記第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線のうち前記第２の方向に交差する前記境界線はそれぞれ少なくとも１つ以上の変曲点を有し、
前記境界線と前記第１の方向と略平行な前記遮光部との交点が、前記第１の領域と前記第２の領域との境界を除く前記第１の領域に１箇所設けられ、
前記第１の開口幅が前記第２の開口幅より小さい、
ことを特徴とする画像表示装置。

【0368】

（付記８）
Ｎ（Ｎは２以上の整数）視点用の画像を表示するＮ個の画素を含む表示単位がマトリクス状に複数配列された表示パネルと、
前記Ｎ視点用の画像を表示するＮ個の画素から出射された光を相互に異なる方向に振り分ける光学手段と、を有し、
前記Ｎ視点用の画像を表示するＮ個の画素は第１の方向へ延びる行及び前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる列に沿ってＮ行×Ｎ列のマトリクス状に配置され、
前記Ｎ視点用の画像を表示するＮ個の画素の開口部の周囲には遮光部が設けられ、
前記第１の方向における第ｋ（ｋは１・・・Ｎ−１の整数）視点用の画像を表示する画素の開口部と第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部は前記第２の方向へ互いに重なる第１の領域とそれ以外の第２の領域から構成され、
前記第２の方向における第ｉ（ｉは１・・・Ｎ−１の整数）視点用の画像を表示する画素の開口部と第ｉ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部は前記第１の方向へ互いに重なる第３の領域とそれ以外の第４の領域から構成され、
前記第１の領域における前記第ｋ視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向への開口幅の合計を第１の開口幅とし、
前記第２の領域における前記第ｋ視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向への開口幅を第２の開口幅とし、
前記第１の領域と前記第２の領域との略境界を起点にし、前記第１の領域の中央に向かう前記第１の方向を正としたとき、前記第１の開口幅の前記第１の方向に対する微分係数は０以外の実数であり、
前記第１の領域における前記遮光部と前記第ｋ視点用の画像を表示する画素との境界線と前記ｋ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線のうち前記第２の方向に交差する前記境界線はそれぞれ少なくとも１つ以上の変曲点を有し、
前記境界線と前記第１の方向と略平行な前記遮光部との交点が、前記第１の領域と前記第２の領域との境界を除く前記第１の領域に１箇所設けられ、
前記第１の開口幅が前記第２の開口幅より小さく、
前記第３の領域における前記第ｉ視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第ｉ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第１の方向への開口幅の合計を第３の開口幅とし、
前記第３の領域と前記第４の領域との略境界を起点にし、前記第３の領域の中央に向かう前記第２の方向を正としたとき、前記第３の開口幅の前記第２の方向に対する微分係数は０以外の実数であり、
前記第３の領域における前記遮光部と前記第ｉ視点用の画像を表示する画素との境界線と前記ｉ＋１視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線のうち前記第１の方向に交差する前記境界線はそれぞれ少なくとも１つ以上の変曲点を有し、
前記境界線と前記第１の方向と略平行な前記遮光部との交点が、前記第３の領域と前記第４の領域との境界を除く第３の領域に１箇所設けられる、
ことを特徴とする画像表示装置。

【0369】

（付記９）
第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む表示単位がマトリクス状に複数配列された表示パネルと、
前記第１視点用の画像を表示する画素及び前記第２視点用の画像を表示する画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分ける光学手段と、を有し、
前記第１視点用の画像を表示する画素と第２視点用の画像を表示する画素は第１の方向に隣接し、
前記表示単位は前記第１の方向に延びる行及び前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる列に沿って配置され、
前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部の周囲には第１の遮光部と第２の遮光部が設けられ、
前記光学手段は、光学的分離性能の高い第１の分離領域と光学的分離性能の低い第２の分離領域を有し、
前記第１の分離領域は、前記第１の遮光部に対応して配置され、前記第２の分離領域は、前記第２の遮光部に対応して配置される、
ことを特徴とする画像表示装置。

【0370】

（付記１０）
第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む表示単位がマトリクス状に複数配列された表示パネルにおいて、
実質的に前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素が隣接して並ぶ方向を第１の方向とし、
前記表示単位は前記第１の方向に延びる行及び前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる列に沿って配置され、
前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部の周囲には遮光部が設けられ、
前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部は前記第２の方向において互いに重なる第１の領域とそれ以外の第２の領域から構成され、
前記第１の領域における前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向における開口幅の合計を第１の開口幅とし、
前記第２の領域における前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部と第２視点用の画像を表示する画素の開口部の前記第２の方向における開口幅を第２の開口幅とし、
前記第１の領域と前記第２の領域との略境界を起点とし、前記第１の領域の中央に向かう前記第１の方向を正としたとき、前記第１の開口幅の前記第１の方向に対する微分係数は０以外の実数であり、
前記第１の領域における前記遮光部と前記第１視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線と前記遮光部と前記第２視点用の画像を表示する画素の開口部との境界線のうち前記第２の方向に交差する前記境界線はそれぞれ少なくとも一つ以上の変曲点を有する、
ことを特徴とする表示パネル。

【0371】

（付記１１）
前記交点を含む前記第１の方向と異なる前記境界線は、少なくとも該境界線の一部が２次以上の高次曲線から構成され、少なくとも１回以上湾曲する、
ことを特徴とする付記１又は３に記載の画像表示装置。

【0372】

（付記１２）
前記第１の領域における２つの前記１次曲線がなす角度は鈍角から構成される、
ことを特徴とする付記１又は２に記載の画像表示装置。

【0373】

（付記１３）
前記微分係数は、前記第１の領域と前記第２の領域の略境界において略連続的である、
ことを特徴とする付記１、３又は１１に記載の画像表示装置。

【0374】

（付記１４）
前記第２の領域における前記境界線のうち、前記第２の方向に交差する前記境界線と前記第２の方向との成す角度は１７度以上である、
ことを特徴とする付記１乃至９、１１乃至１３のいずれか１項に記載の画像表示装置。

【0375】

（付記１５）
前記第１の開口幅と前記第２の開口幅は、前記第１の領域と前記第２の領域の境界で等しくなる、
ことを特徴とする付記１乃至９、１１乃至１４のいずれか１項に記載の画像表示装置。

【0376】

（付記１６）
前記交点を含む前記第１の方向と異なる前記境界線は、Ｎ個（Ｎは１以上の整数）の１次曲線から構成され、Ｎ回以上屈曲する、
ことを特徴とする付記１、２又は１２に記載の画像表示装置。

【0377】

（付記１７）
前記光学手段は、シリンドリカルレンズの凸部と谷部が前記第１の方向に交互に配列したレンチキュラレンズシートから構成され、
前記シリンドリカルレンズの凸部が前記第１視点用の画像を表示する画素の開口領域から前記第２視点用の画像を表示する画素の開口領域に渡って設けられる
ことを特徴とする付記１乃至９、１１乃至１６に記載の画像表示装置。

【0378】

（付記１８）
前記シリンドリカルレンズの凸部は前記第１の領域に対応した位置に設けられ、
前記シリンドリカルレンズの谷部は前記第１の方向へ隣接する２つの前記表示単位が前記第２の方向へ互いに重なる第３の領域に設けられ、
前記第３の領域における２つの前記表示単位の前記第２の方向への開口幅の合計である第３の開口幅の変動は前記第１の開口幅の変動と異なる、
ことを特徴とする付記１７に記載の画像表示装置。

【0379】

（付記１９）
前記光学手段は、シリンドリカルレンズの凸部と谷部が前記第１の方向に交互に配列したレンチキュラレンズシートから構成され、
前記シリンドリカルレンズの凸部が前記第１視点用の画像を表示する画素の開口領域から前記第Ｎ視点用の画像を表示する画素の開口領域に渡って設けられる、
ことを特徴とする付記７に記載の画像表示装置。

【0380】

（付記２０）
前記シリンドリカルレンズの谷部は前記第１の方向へ隣接する２つの前記表示単位が前記第２の方向へ互いに重なる第３の領域に設けられ、
前記第３の領域における２つの前記表示単位の前記第２の方向への開口幅の合計である第３の開口幅の変動は前記第１の開口幅の変動と異なる、
ことを特徴とする付記１９に記載の画像表示装置。

【0381】

（付記２１）
前記第３の開口幅の前記第２の方向に対する微分係数は、その和が負となるように変動する、
ことを特徴とする付記８に記載の画像表示装置。

【0382】

（付記２２）
前記光学手段は、レンズの凸部と谷部が前記第１の方向及び前記第２の方向に交互に配列したフライアイレンズシートから構成され、
前記レンズの凸面が前記第１の方向及び前記第２の方向における前記第１視点用の画像を表示する画素の開口領域から前記第Ｎ視点用の画像を表示する画素の開口領域に渡って設けられる、
ことを特徴とする付記８又は２１に記載の画像表示装置。

【0383】

（付記２３）
前記レンズ凸部の領域に対応して設けられた斜辺部の傾斜方向と前記第２の方向との成す角度は、前記レンズ谷部の領域に対応して設けられた斜辺部の傾斜方向と前記第２の方向との成す角度より大きく、
前記レンズの凸部の領域に対応して設けられた斜辺部の幅は前記レンズの谷部の領域に対応して設けられた斜辺部の幅より小さい、
ことを特徴とする付記１８又は２０に記載の画像表示装置。

【0384】

（付記２４）
前記第２の領域の前記第１の方向への幅は、前記第１の領域の前記第１の方向への幅より大きく、前記第２の開口幅は連続的に変動しながら増加し、前記第２の領域において極大値を有し、前記第２の開口幅は、開口部の中央より前記レンズの凸部の頂点付近において極大となる、
ことを特徴とする付記１８又は２０に記載の画像表示装置。

【0385】

（付記２５）
付記１乃至９、付記１１乃至２４のいずれか１項に記載の画像表示装置を搭載した端末機器。

【0386】

（付記２６）
付記１０に記載の表示パネルを搭載した端末機器。

【符号の説明】

【0387】

１ 画像表示装置
２ 表示パネル
２ａ ＴＦＴ基板
２ｂ 対向基板
３ レンチキュラレンズ
３ａ シリンドリカルレンズ
３０ フライアイレンズ
３１ レンズ凸部
３２ レンズ谷部
４、４’、４’’ 表示単位
４０ ピクセル
４Ｒ、４Ｒ’、４Ｒ’’ 右眼用画素
４Ｌ、４Ｌ’、４Ｌ’’ 左眼用画素
４Ｓ サブ画素
４ＣＯＭ 対向電極
４ＰＩＸ 画素電極
５ＬＣ 液晶層
５１ 液晶分子
５５Ｒ 観察者の右眼
５５Ｌ 観察者の左眼
１１ 偏光板
１５ バックライト
１６ 光線
７６ 遮光部
９ 携帯電話
ＷＸＲ 右眼用画素の開口部のＸ方向への幅
ＷＸＬ 左眼用画素の開口部のＸ方向への幅
Ｘｃｔ１、Ｘｃｔ２ 重なり領域のＸ軸方向への幅
Ｘ１ 非重なり領域のＸ軸方向への幅
Ｘｄｏｔ サブ画素のＸ軸方向ピッチ
Ｙｄｏｔ サブ画素のＹ軸方向ピッチ
Ｘｕｎｉｔ 表示単位のＸ軸方向ピッチ
Ｙｕｎｉｔ 表示単位のＹ軸方向ピッチ
Ｘｐｉｘ ピクセルのＸ軸方向のピッチ
Ｙｐｉｘ ピクセルのＹ軸方向のピッチ
θｒ１、θｒ２ ３Ｄクロストークが大きい角度範囲
θｔ ３Ｄクロストークが小さい角度範囲
θｓ １視点分の視域
ＳＰ スポット径
Ｘｒ 表示単位の中心線とスポット径の中心との距離
Ｒ 赤色（Ｒｅｄ）
Ｇ 緑色（Ｇｒｅｅｎ）
Ｂ 青色（Ｂｌｕｅ）
１０１２ 非重なり領域
１０１３ 重なり領域
１０１５ タブ部
１００３ａ シリンドリカルレンズ
１０１１ 縦方向
１０１２ 横方向
１０４１、１０４２ サブ画素
１０７０ 配線
１０７５ 開口部
１０７６ 遮光部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】