(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１画像を第１表示ウィンドウに表示するために割り当てられた複数の第１ピクセルと、第２画像を、上記第１表示ウィンドウとは重ならない第２表示ウィンドウに表示するために割り当てられた複数の第２ピクセルとを有する、ピクセルからなる画像表示層を備え、
上記ピクセルからなる画像表示層は、平面ではなく、
上記画像表示層のピクセルのピッチは、当該画像表示層の領域にわたって異なっている、マルチビュー指向性表示装置。
【請求項２】
上記画像表示層のピクセルの幅は、当該画像表示層の領域にわたって異なっており、それにより上記ピクセルのピッチが異なっている、請求項１に記載のマルチビュー指向性表示装置。
【請求項３】
第１画像に対して割り当てられたピクセルの幅は、当該画像表示層の領域にわたって異なっている、請求項２に記載のマルチビュー指向性表示装置。
【請求項４】
上記画像表示層のピクセルのピッチは、第１ピクセルと、隣接する第２ピクセルとの対のそれぞれに関して、当該画像表示層から、上記第１ピクセルの中央から上記第１表示ウィンドウまでの直線と上記第２ピクセルの中央から上記第２表示ウィンドウまでの直線との交点までの距離が、上記マルチビュー指向性表示装置の領域にわたって実質的に一定であるように異なっている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のマルチビュー指向性表示装置。
【請求項５】
第１ピクセルと、隣接する第２ピクセルとの対のそれぞれに関して、
当該画像表示層から、上記第１ピクセルの中央から上記第１表示ウィンドウまでの直線と上記第２ピクセルの中央から上記第２表示ウィンドウまでの直線との交点までの距離は、上記マルチビュー指向性表示装置の領域にわたって異なっている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のマルチビュー指向性表示装置。
【請求項６】
上記第１ピクセルからの光を概ね上記第１表示ウィンドウへ導き、上記第２ピクセルからの光を概ね上記第２表示ウィンドウへ導く視差バリアアパーチャアレイをさらに備え、
上記視差バリアは、上記交点によって規定される表面と概ね同じ位置に配置されている、請求項４に記載のマルチビュー指向性表示装置。
【請求項７】
各視差バリアアパーチャは、上記交点のうちの対応する１つの交点に配置されている、請求項６に記載のマルチビュー指向性表示装置。
【請求項８】
第１画像を第１表示ウィンドウに表示するために割り当てられた複数の第１ピクセルと、第２画像を、上記第１表示ウィンドウとは重ならない第２表示ウィンドウに表示するために割り当てられた複数の第２ピクセルとを有する、ピクセルからなる画像表示層を備え、
上記ピクセルからなる画像表示層は、平面ではない、マルチビュー指向性表示装置であって、
第１ピクセルと、隣接する第２ピクセルとの対のそれぞれに関して、
当該画像表示層から、上記第１ピクセルの中央から上記第１表示ウィンドウまでの直線と上記第２ピクセルの中央から上記第２表示ウィンドウまでの直線との交点までの距離は、上記マルチビュー指向性表示装置の領域にわたって異なっているマルチビュー指向性表示装置。
【請求項９】
上記画像表示層のピクセルのピッチは、当該画像表示層の領域にわたって実質的に一定である、請求項８に記載のマルチビュー指向性表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチビュー指向性表示装置に関する。これは、２つ以上のイメージを表示し、これにより、異なった方向から各イメージを見ることができ、従って、異なった方向から表示装置を見る２人以上の観察者が互いに異なったイメージを見る。このような表示装置は、例えば、自動立体視表示デバイスまたはデュアルビュー表示デバイスとして用いられる。
【背景技術】
【０００２】
従来の表示デバイスは、長年、複数のユーザが同時に見ることができるように設計されてきた。表示デバイスの表示特性は、複数の観測者が、表示装置に対して異なった角度から同じ良質なイメージを見ることができるようにされた。これは、複数のユーザが、例えば、空港および駅での出発情報の表示等の表示装置から同じ情報を必要とし得る場合に使用すると効果的である。しかしながら、個々のユーザが同じ表示装置から異なった情報を見得ることが所望される複数の用途がある。例として、図１に概略的に示すように、自動車の場合、ドライバが、例えばＧＰＳデータなどの衛星ナビゲーションデータを見ることを所望する一方で、同乗者は、映画を見ることを所望し得る。この対立する要求は、２つの別個の表示装置を提供することによって満たされ得るが、これは、余分な空間を占有し、かつ、コストを高くする。さらに、２つの別個の表示装置、つまり、同乗者側の表示装置７０、及びドライバ側の表示装置８０が用いられた場合、ドライバは、頭部を動かして同乗者の表示装置７０を見ることができるが、ドライバの気を散らせることになる。さらなる例として、２人以上のプレーヤ向けのコンピュータゲームをする各プレーヤは、自分の視点からゲームを見ることを所望し得る。これは、現在、各プレーヤが別個の表示装置の画面上でゲームを見ることによって行われ、これにより、各プレーヤは、別個の画面上で自分だけの固有の視点で見る。しかしながら、プレーヤごとに別個の表示装置の画面を提供することによって、多くの空間が占有され、コストがかかり、ポータブルゲームのためには実用的でない。
【０００３】
これらの問題を解決するために、マルチビュー指向性表示装置が開発されている。マルチビュー指向性表示装置のある応用例は、「デュアルビュー表示装置」としてであり、これは、２つ以上の異なったイメージを同時に表示し得、各イメージは、特定の方向にのみ見え、すなわち、１つの方向から表示デバイスを見る観察者は１つのイメージを見、これに対して、別の異なった方向から表示デバイスを見る観察者は異なったイメージを見る。２人以上のユーザに異なったイメージを示し得る表示装置は、２つ以上の別個の表示装置を使用する場合と比べて空間およびコストの著しい節約をもたらす。
【０００４】
マルチビュー指向性表示デバイスの可能な応用例がこれまで述べられたが、他にも多くの応用例がある。例えば、マルチビュー指向性表示デバイスは、飛行機内で用いられ、各乗客に個別の機内娯楽プログラムが提供される。現在、各乗客に、典型的には、前方の列のシートの背面に個別の表示デバイスが提供される。マルチビュー指向性表示装置を用いることによって、コスト、空間および重量の著しい節約が実現され得る。なぜなら、これにより、１つの表示装置で２人以上の乗客にサービス提供することが可能である一方で、各乗客が好みに応じて固有の映画の選択をすることがさらに可能になるからである。
【０００５】
マルチビュー指向性表示装置のさらなる有利な点は、ユーザ間で互いの画面表示を見ることを不可能にする能力である。これは、例えば、現金自動預払機（ＡＴＭ）を用いる銀行または売買取引等のセキュリティを必要とする用途、ならびに、上述の例のコンピュータゲームにおいて所望される。
【０００６】
マルチビュー指向性表示装置のさらなる用途は、３次元表示の形成時である。正視時において、人の２つの眼は、頭部の異なった位置にあるために、異なった視点から外界の像を知覚する。従って、脳が１つのシーンにおける種々の視対象に対する距離を評価する際にこれらの２つの視点が用いられる。３次元イメージを効果的に表示する表示装置を製造するために、この状態を再生し、かつ、イメージのいわゆる「立体視の対（ｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ ｐａｉｒ）」、すなわち観察者の眼ごとに１つのイメージを供給することが必要である。
【０００７】
３次元表示装置は、異なるビューを眼に供給するために用いられる方法に応じて、２つのタイプに分類される。立体視表示装置は、通常、立体イメージの対の２つのイメージを広い視域にわたって表示する。ビューの各々は、例えば、表示装置の色、偏光状態、または時間ごとにコード化される。ユーザは、ビューを分離し、かつ、各眼に、その眼向けのビューのみを見させるフィルタシステムの眼鏡を着用することを必要とする。
【０００８】
自動立体視表示装置は、右眼用ビューおよび左眼用ビューを異なった方向に表示し、これにより、各ビューは、空間のそれぞれの所定の領域からしか見ることができない。表示装置領域の全体にわたってイメージを見ることができる空間のアクティブ領域は、「表示ウィンドウ」と呼ばれる。観察者の左眼が立体視の対の左眼用ビューの表示ウィンドウにあり、観察者の右眼がその対の右眼用イメージの表示ウィンドウにあるように観察者が位置する場合、観察者のそれぞれの眼は、適切なビューを見て、３次元イメージが知覚される。自動立体視表示装置は、観察者が観察補助器具を着用することを必要としない。
【０００９】
自動立体視表示装置は、デュアルビュー表示装置と同じ原理である。しかしながら、自動立体視表示装置上に表示された２つのイメージは、立体イメージの対の左眼用イメージおよび右眼用イメージであり、従って、互いに独立したものでない。さらに、２つのイメージは、１人の観察者に可視であるように表示され、その観察者のそれぞれの眼に１つのイメージが見える。
【００１０】
フラットパネル自動立体視表示装置の場合、表示ウィンドウは、通常、視差光学素子と呼ばれる光学素子と自動立体視表示装置のイメージ表示ユニットの画素（または「ピクセル」）構造とが組み合わされることによって形成される。視差光学素子の例は、視差バリアであり、これは、不透明な領域によって分離された、多くの場合スリットの形態である透過性の領域を有するスクリーンである。このスクリーンは、画素の２次元アレイを有する空間光変調器（ＳＬＭ）の前方または後方にセットされて、自動立体視表示装置を生成し得る。
【００１１】
図２は、従来のマルチビュー指向性表示装置の平面図であり、この場合、自動立体視表示装置の平面図である。指向性表示装置１は、イメージ表示デバイスを構成する空間光変調器（ＳＬＭ）４および視差バリア５を備える。図２のＳＬＭは、アクティブマトリクス薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板６、カウンタ基板７、および基板６とカウンタ基板７との間に配置された液晶層８を有する液晶表示装置（ＬＣＤ）デバイスの形態である。ＳＬＭには、独立してアドレス指定可能な複数の画素もしくはピクセルを規定するアドレシング電極（図示せず）が提供され、かつ、液晶層を位置合わせするためのアライメント層（図示せず）がさらに提供される。視角拡大膜９および線形偏光子１０が各基板６、７の外面上に提供される。照明１１がバックライト（図示せず）によって供給される。
【００１２】
視差バリア５は、ＳＬＭ４に隣接する表面上に視差バリアアパーチャアレイ１３が形成された基板１２を備える。アパーチャアレイは、不透明な部分１４によって分離された透明なアパーチャ１５を備える。アパーチャ１５は、垂直に広がる（すなわち、図２の紙面の平面の中へ延びる）と共に、スリットの形態である。（表示装置１の出力面を形成する）反射防止（ＡＲ）コーティング１６が視差バリア基板１２の反対側の面上に形成される。
【００１３】
ＳＬＭ４のピクセルは、ロウおよびカラムで構成され、カラムは、図２の紙面の平面の中へ延びる。ロウの、または水平方向のピクセルピッチ（あるピクセルの中心から隣接するピクセルの中心への距離）はｐである。アパーチャアレイ１３の垂直に延びる透過性スリット１５の幅は２ｗであり、透過性スリット１５の水平方向のピッチはｂである。バリアアパーチャアレイ１３の平面は、液晶層８の平面から距離ｓの間隔を空ける。
【００１４】
使用中に、表示デバイス１は、左眼用イメージおよび右眼用イメージを形成する。左眼と右眼とがそれぞれ左眼用表示ウィンドウ２および右眼用表示ウィンドウ３と合うように頭部を位置付けた観察者は、３次元イメージを見る。左眼用表示ウィンドウ２および右眼用表示ウィンドウ３は、表示装置から所定の視距離のウィンドウ平面１７に形成される。ウィンドウ平面は、アパーチャアレイ１３の平面から距離ｒｏの間隔を空ける。ウィンドウ２、３は、ウィンドウ平面において隣接し、人の２つの眼の間の平均的間隔に対応するピッチｅを有する。表示装置の法線方向の軸から各ウィンドウ１０、１１の中心に対する半角はαである。
【００１５】
視差バリア５におけるスリット１５のピッチは、ＳＬＭ４のピクセルピッチの整数倍に近似するように選択され、これにより、ピクセルのカラムの群は、視差バリアの特定のスリットと対応する。図２は、ＳＬＭ４の２つのピクセルカラムが視差バリアの各透過性スリット１５と対応する表示デバイスを示す。
【００１６】
動作中において、ピクセルは２つのイメージを表示するように駆動する。その２つのイメージとは、立体視の対の左眼用イメージおよび右眼用イメージである。これらのイメージは、図２の表示装置において、各々のイメージに割り当てられたピクセルの交互のカラムと、ピクセル上でインターレースされる。
【００１７】
デュアルビュー表示装置は、その原理において、図２の３次元自動立体視表示装置と類似する。しかしながら、ピクセルは、異なる観察者に対する表示を目的として、２つの独立したイメージを表示するよう駆動する。さらに、そのイメージは、異なる観察者への表示を目的としているため、デュアルビュー表示装置における２つの表示ウィンドウのピッチｅは、３次元自動立体視表示装置におけるピッチよりも大きい。通常、ピッチｅのオーダーは、デュアルビュー表示装置では１ｍであり、３次元自動立体視表示装置では１０ｃｍである。
【００１８】
高品質のデュアルビュー表示装置においては、他のユーザのデータ・コンテンツからの妨害を受けることなく、各ユーザが、高品質かつ鮮明に所望のデータ・コンテンツを見ることが求められる。さらに、画像品質を劣化させることなく、かつ、他のユーザのデータ・コンテンツからの妨害を受けることなく、ある程度、見る位置を自由に動かすことが求められる。他のユーザのデータ・コンテンツからの妨害を受ける場合、そのことを一般的にクロストーク、あるいは画像混合と称する。
【００１９】
視差バリアを利用してデュアルビュー表示を構築するために、各奇数番号のピクセルカラムＰ１、Ｐ３等の中心から右側ビュー位置３に１組の線が引かれ、かつ、各偶数番号のピクセルカラムＰ２、Ｐ４等の中心から左側ビュー位置２に１組の線が引かれる（これはデュアルビュー表示のためであり、使用中において、左側ビューは、偶数番号のピクセルカラムＰ２、Ｐ４等に表示され、右側ビューは、奇数番号のピクセルカラムＰ１、Ｐ３等に表示される）。ピクセルの平面１８からある距離離れたところに、これらの線が初めて互いに交差する位置１９が存在する。ピクセルが共通の平面上に存在する表示装置において、交差する位置１９は１つの直線２０を規定し、この線は“交差線”と呼ばれる。直線２０は、ピクセルの平面１８と離れているが、平面１８と平行である。実際、図３（ａ）に示すように、交差する位置１９は、紙面の平面の中へ延びるある平面を規定し、その平面は、ピクセルの平面と平行である。
【００２０】
図３（ｂ）に示すように、平面２０に視差バリアを設けることにより、バリア２１の不透明領域２２が、交差する位置１９を除くすべての位置における光を遮断する。デュアルビュー表示はこのようにして作られるため、左表示ウィンドウに位置するユーザは偶数番号のピクセルカラムを見ることができず、右表示ウィンドウに位置するユーザは奇数番号のピクセルカラムを見ることができない。実際に、視差バリア２１のアパーチャ２３の１つを通過する線を各ピクセルのエッジから引いた場合、そのシステムでは、必然的に、広範囲な位置において各ユーザが所望のピクセルのみを見ることができる。図３（ｂ）が示すように、左表示ウィンドウ２、および右表示ウィンドウ３は、大きな角範囲を有する。高品質なデュアルビュー表示にとって、この移動の自由は必要条件の１つのである。しかしながら、実際は、アパーチャが、光の通過できる程度の微小幅スリットの形態である場合、表示するうえで使用可能な明度は得られない。さらに、狭いアパーチャを通過する光は分散され、幾何学的にはクロストークを見ることがない位置においてもその光によって不要なクロストークが生じうる。
【００２１】
視差バリア２１のアパーチャの幅を広げることにより、表示装置の明度を上げることは可能である。しかしながら、明度を上げることにより表示自由度は下がる。図４に示すように、視差バリアのアパーチャの幅を広げることにより、左表示ウィンドウ２と右表示ウィンドウ３との間に大きな中央画像混合領域２４が生じる。この中央画像混合領域２４では、表示装置のピクセルすべてを見ることができる。中央画像混合領域２４に位置する観察者は、左側イメージと右側イメージの両方を見ることになり、画像混合に直面する。
【００２２】
また、視差バリア２１のアパーチャの幅がより広い表示装置では、分散による影響を受けてしまう。その分散による影響により、幾何学的にはクロストークを見ることがない位置においても不要なクロストークが生じうる。さらに、視差バリアの不透明領域が完全な吸収性の材料で作製されていない場合、ピクセルからの光は正しくない表示ウィンドウに漏れてしまい、不要なクロストークが生じる。
【００２３】
これらの問題を解決する方法として、視差光学素子としてレンズ状アレイ（半円筒型レンズのアレイ）を用いる方法が知られている。レンズ状アレイは、視差バリアよりもイメージ分離を得やすい。基本的に、レンズ状アレイにより優れた明度が得られ、中央領域における画像混合が発生することなく、観察者はより自由に頭部を動かすことができる。しかしながら、実際は、いくつかの理由により、これらの性能を実現することは困難である。レンズは完璧に作製されておらず、薄型レンズを備えた表示装置の機械的安定性が損なわれ、そのレンズの熱膨張によってピクセルとの位置合わせに不整合が生じる。
【００２４】
英国特許第0320358.5号には、視差バリアのアパーチャアレイの後ろにプリズムアレイが配置されたマルチビュー指向性表示装置が開示されている。つまり、視差バリアの各アパーチャの後ろにアレイのプリズムが配置されている。プリズムアレイによって左表示ウィンドウと右表示ウィンドウとの間の角分離が変更される。しかしながら、中央画像混合領域における角範囲は、表示ウィンドウの角範囲と同じファクターによって大きくも小さくもなる。
【００２５】
英国特許第0501469.1号には、画像表示層のピクセル上に表示されるデータ内容が、左
側イメージと右側イメージとの間のクロストークを補償するように調節されるデュアルビュー表示装置が開示されている。ある実施形態において、僅かな所定のマスキング画像がデータ内容に加えられている。
【発明の概要】
【００２６】
本発明の第１の観点により、第１画像を表示するために割り当てられた複数の第１ピクセルと、第２画像を表示するために割り当てられた複数の第２ピクセルとを有する、ピクセルからなる画像表示層と、上記第１ピクセルからの光を概ね第１表示ウィンドウへ導き、上記第２ピクセルからの光を概ね、上記第１表示ウィンドウとは重ならない第２表示ウィンドウへ導く視差バリアアパーチャアレイとを備え、上記第２表示ウィンドウから離れた、各第１ピクセルの第１側方エッジ領域から発せられた光の方向を変更するための第１光方向付手段をさらに備えるマルチビュー指向性表示装置が提供される。上記光方向付手段を設けることにより、観察者によって視認される画像混合領域を角範囲内において減少させることができるか、または、完全に除去できる。それにより、表示装置の品質を向上させることができる。
【００２７】
上記第１光方向付手段は、各第１ピクセルの第１側方エッジ領域から発せられた光を、上記表示装置の意図された表示距離をおいて、上記第１表示ウィンドウへ導くように構成されていてもよい。第１光方向付手段は、各第１ピクセルの、水平方向における中央領域から発せられた光の方向を変更しないように構成されていてもよい。第１光方向付手段は、各第１ピクセルの第２側方エッジ領域から発せられた光の方向を変更しないように構成されていてもよい。
【００２８】
上記表示装置は、各第２ピクセルの第１側方エッジ領域から発せられた光を、上記表示装置の意図された表示距離をおいて、上記第２表示ウィンドウへ導くための第２光方向付手段をさらに備えてもよい。
【００２９】
上記第２光方向付手段は、各第２ピクセルの、水平方向における中央領域から発せられた光の方向を変更しないように構成されていてもよい。それは、各第２ピクセルの第２側方エッジ領域から発せられた光の方向を変更しないように構成されていてもよい。
【００３０】
上記第２光方向付手段は、上記第１光方向付手段であってもよい。
【００３１】
上記第１光方向付手段は、レンズのアレイを含んでおり、当該レンズアレイは、上記視差バリアと同一平面上にはなくてもよい。上記アレイの各レンズは、対応する、視差バリアのアパーチャに対して整列されていてもよい。上記アレイの各レンズは、上記視差バリアの対応するアパーチャと実質的に同一の広がりを有していてもよい。
【００３２】
本発明の第２の観点により、第１画像を表示するために割り当てられた複数の第１ピクセルと、第２画像を表示するために割り当てられた複数の第２ピクセルとを有する、ピクセルからなる画像表示層と、上記第１ピクセルからの光を概ね第１表示ウィンドウへ導き、上記第２ピクセルからの光を概ね、上記第１表示ウィンドウとは重ならない第２表示ウィンドウへ導く視差バリアアパーチャアレイとを備え、第１ピクセルから発せられ、上記第２表示ウィンドウへ導かれる光の特性を変化させる第１手段をさらに備えるマルチビュー指向性表示装置が提供される。
【００３３】
上記第１手段は、第１ピクセルから発せられ、上記第１表示ウィンドウへ導かれる光の特性を実質的に変化させなくてもよい。
【００３４】
上記表示装置は、第２ピクセルから発せられ、上記第１表示ウィンドウへ導かれる光の特性を変化させる第２手段をさらに備えてもよい。
【００３５】
上記第２手段は、第２ピクセルから発せられ、上記第２表示ウィンドウへ導かれる光の特性を実質的に変化させなくてもよい。
【００３６】
上記特性は、偏光であり、上記手段または各手段は、自身を透過する光の偏光状態を変化させるように構成されていてもよい。
【００３７】
上記手段または各手段は、リターダーのアレイを含んでいてもよい。
【００３８】
各リターダーは、視差バリアの対応する不透明領域に対して整列しており、当該不透明領域と実質的に同一の広がりを有していてもよい。
【００３９】
各リターダーは、視差バリアの対応する不透明領域と同一の広がりを有していてもよい。
【００４０】
各リターダーは、視差バリアの対応する透明領域に対して整列していてもよい。
【００４１】
上記特性は、波長であり、上記手段または各手段は、選択された波長領域の光を遮蔽するように構成されていてもよい。
【００４２】
上記手段または各手段は、カラーフィルタバリアアレイを含んでいてもよい。
【００４３】
各リターダーは、視差バリアの対応する不透明領域に対して整列しており、当該不透明領域と実質的に同一の広がりを有していてもよい。
【００４４】
上記特性は、強度であり、上記手段または各手段は、選択された偏光の光を遮蔽するように構成されていてもよい。
【００４５】
上記手段または各手段は、直線偏光子のアレイを含んでいてもよい。
【００４６】
各偏光子は、視差バリアの対応する不透明領域に対して整列しており、当該不透明領域と実質的に同一の広がりを有していてもよい。
【００４７】
本発明の第３の観点により、第１画像を第１表示ウィンドウに表示するために割り当てられた複数の第１ピクセルと、第２画像を、上記第１表示ウィンドウとは重ならない第２表示ウィンドウに表示するために割り当てられた複数の第２ピクセルとを有する、ピクセルからなる画像表示層を備え、上記ピクセルからなる画像表示層は、平面ではない、マルチビュー指向性表示装置が提供される。
【００４８】
上記画像表示層のピクセルのピッチは、当該画像表示層の領域にわたって異なっていてもよい。
【００４９】
上記画像表示層のピクセルの幅は、当該画像表示層の領域にわたって異なっていおり、それにより上記ピクセルのピッチが異なっていてもよい。
【００５０】
第１画像に対して割り当てられたピクセルの幅は、当該画像表示層の領域にわたって異なっていてもよい。
【００５１】
上記画像表示層のピクセルのピッチは、第１ピクセルと、近接する第２ピクセルとの対のそれぞれに関して、当該画像表示層から、第１ピクセルの中央から第１表示ウィンドウまでの直線と第２ピクセルの中央から第２表示ウィンドウまでの直線との交点までの距離は、上記表示装置の領域にわたって実質的に一定であってもよい。
【００５２】
上記画像表示層のピクセルのピッチは、当該画像表示層の領域にわたって実質的に一定であってもよい。
【００５３】
第１ピクセルと、近接する第２ピクセルとの対のそれぞれに関して、当該画像表示層から、第１ピクセルの中央から第１表示ウィンドウまでの直線と第２ピクセルの中央から第２表示ウィンドウまでの直線との交点までの距離は、上記表示装置の領域にわたって異なっていてもよい。
【００５４】
上記表示装置は、上記第１ピクセルからの光を概ね上記第１表示ウィンドウへ導き、上記第２ピクセルからの光を概ね上記第２表示ウィンドウへ導く視差バリアアパーチャアレイをさらに備え、上記視差バリアは、上記交点によって規定される表面と概ね同じ位置に配置されていてもよい。
【００５５】
各視差バリアアパーチャは、上記交点のうちの対応する１つの交点に配置されていてもよい。
【００５６】
本発明の第４の観点により、画像表示層と、視差光学素子と、上記画像表示層の前方に配された偏光子とを備え、上記偏光子を覆うように配された偏光感受性拡散フィルムをさらに備える表示装置が提供される。
【００５７】
上記第１、第２および第３の観点の表示装置は、上記画像表示層の前方に配された偏光子を備え、上記偏光子を覆うように配された偏光感受性拡散フィルムをさらに備えてもよい。
【００５８】
上記偏光感受性拡散フィルムは、上記偏光子を透過する偏光状態を有する光を実質的に拡散しなくてもよい。
【００５９】
上記偏光子は、直線偏光子であってもよい。
【００６０】
上記画像表示層は、液晶表示層であってもよい。
【００６１】
本発明は、上記第１〜第４の観点のマルチビュー指向性表示装置を含む、自動立体視表示装置またはデュアルビュー表示装置も提供する。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
本発明の好ましい実施形態について、添付の図面を参照しつつ、例示的な例を用いて説明する。
【図１】自動車の中で用いられるデュアルビュー表示装置の概略的な図である。
【図２】マルチビュー指向性表示装置の概念的な断面図である。
【図３（ａ）】マルチビュー表示装置のための視差バリアスリットの位置を決める方法を示している。
【図３（ｂ）】微小幅スリットを有する視差バリアを備えるマルチビュー表示装置の表示自由度を図示している。
【図４】有限幅のスリットを有する視差バリアを備えるマルチビュー表示装置の表示自由度を図示している。
【図５】中央画像混合領域が形成されることを図示している。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る表示装置の概念図である。
【図７（ａ）】マルチビュー指向性表示装置における画像混合をさらに図示している。
【図７（ｂ）】本発明の別の実施形態に係る表示装置の概念図である。
【図７（ｃ）】本発明の別の実施形態に係る表示装置の概念図である。
【図７（ｄ）】本発明の別の実施形態に係る表示装置の概念図である。
【図７（ｅ）】本発明の別の実施形態に係る表示装置の概念的な正面図である。
【図８】本発明の別の実施形態に係る表示装置の概念図である。
【図９】本発明の別の実施形態に係る表示装置の概念図である。
【図１０】湾曲した画像表示層を備えたマルチビュー指向性表示装置の概念的な図である。
【図１１】本発明の別の実施形態に係るマルチビュー指向性表示装置の概念的な図である。
【図１２（ａ）】マルチビュー指向性表示装置の概念図である。
【図１２（ｂ）】本発明の別の実施形態に係るマルチビュー指向性表示装置の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
第１画像を第１観察者に対して表示し、第２画像を第２観察者に対して表示するデュアルビュー表示装置に言及しつつ本発明を説明する。しかし、本発明を自動立体視３次元表示装置にも適用してもよい。
【００６４】
図５は、ピクセルからなる画像表示層８（例えば、液晶層）および視差バリアのアパーチャアレイ２１を備えるデュアルビュー表示装置を示している。上記ピクセルは、交互に、左表示ウィンドウ２の中へ表示される「左画像」および右表示ウィンドウ３の中へ表示される「右画像」に対して割り当てられている。それゆえ、奇数番号のピクセルカラムＰ１、Ｐ３などは、左画像に割り当てられており、「左ピクセル」と称される。そして、偶数番号のピクセルカラムＰ２、Ｐ４などは、右画像に割り当てられており、「右ピクセル」と称される。視差バリアアパーチャアレイのアパーチャ２３は、有限幅ｗを有しており、それゆえ、図４を参照しつつ上述したように、中央画像混合領域２４が存在している。
【００６５】
図５から、画像混合領域へ向けられる光のほとんどは、ひとつの側方エッジに沿ったピクセルの領域から来る。図５において破線で区切られ、破線で影を付けられた領域４９によって示されるように、例えば、側方エッジ２６に沿って延び、側方エッジ２６の近傍にあるピクセルカラムＰ４の中のひとつのピクセルの領域２５から来る光は、画像混合領域２４へ透過される。一方、視差バリアの不透明領域２２は、ピクセルの水平方向における中央領域２７からの光および他の側方エッジ２９の近傍のピクセルの領域２８からの光を、画像混合領域へ入らないようにブロックする。同様に、図５において、実線で区切られ、実線で影が付けられた領域４８によって示されるように、左ピクセル（例えば、ピクセルカラムＰ３の中のピクセル）のエッジからの光は、画像混合領域２４へ透過される。
【００６６】
図６は、本発明の第１の実施形態に係るデュアルビュー表示装置３０の概念図である。表示装置３０は、ピクセルからなる画像表示層８（例えば、液晶層）と、視差バリアアパーチャアレイ２１を備えている。上記ピクセルは、左表示ウィンドウ２の中へ表示される「左画像」および右表示ウィンドウ３の中へ表示される「右画像」に割り当てられている。図６は、紙面の平面の中へ延びるカラムの中に配置されたピクセルが、内部に配置されている表示装置を示している。図６には、交互に左画像および右画像に対して割り当てられたピクセルが示されている。それゆえ、奇数番号のピクセルカラムＰ１、Ｐ３などは、左画像に割り当てられており、偶数番号のピクセルカラムＰ２、Ｐ４などは、右画像に割り当てられている。しかし、本発明は、この特定のピクセルの割り当てに限定されない。視差バリアアパーチャアレイのアパーチャ２３は、有限幅ｗを有しており、その長軸が紙面の平面の中へ延びるスリットの形態を有している。２つのピクセルカラムおよび視差バリアにおけるひとつのアパーチャのみが便宜上示されている。
【００６７】
本発明によれば、表示装置３０は、左表示ウィンドウ２から離れた各右ピクセルの第１側方エッジ領域２５から発せられた光の方向を変更するための第１光方向付（light directing）手段を備えている。図６の実施形態において、第１光方向付手段は、レンズ３１を備えている。このレンズ３１は、視差バリアのアパーチャ２３と整列されており、左表示ウィンドウ２と右表示ウィンドウ３との間の意図された境界線を形成する線およびアパーチャ２３の中央を通る線もまたレンズ３１を通り、好ましくは、レンズ３１の中央を通る。上記レンズは、プリズムの形状をしており、図６の紙面の平面の中へ延びており、図６に示すように断面を有している。一般に、視差バリアの各アパーチャに関連するひとつのレンズを有するレンズ３１のアレイが提供される。
【００６８】
図６に示すように、レンズ３１は、左表示ウィンドウ２から離れた各右ピクセルの第１側方エッジ領域２５から発射される光の方向を変化させる。それゆえ、図６における破線によって規定され、影を付けられた領域４９によって示されるように、表示装置からの意図された表示距離をおいて、各右ピクセルの第１側方エッジ領域２５からの光は、右表示ウィンドウ３の中へ向けられる。
【００６９】
レンズ３１は、好ましくは、水平方向における中央領域２７または各右ピクセルの第２側方エッジ領域２８から発射される光の方向を変化させないように配置され、大きさが決められる。それゆえ、水平方向における中央領域２７または各右ピクセルの第２側方エッジ領域２８からの光は、所望するように、右表示ウィンドウの中を通る。すなわち、上記レンズは、好ましくは、視差バリア２１によって左表示ウィンドウ２の中へ向けられた、右ピクセルからの光のみの方向を変化させる。また、上記レンズは、好ましくは、視差バリア２１によって右表示ウィンドウ３の中へ向けられた、右ピクセルからの光の方向に影響を与えない。
【００７０】
レンズ３１は、好ましくは、右表示ウィンドウ３から離れた各左ピクセルの第１側方エッジ領域２５’から発射された光の方向を変化させる第２光方向付手段としても機能する。図６において、レンズ３１は、左表示ウィンドウ３から離れた各左ピクセルの第１側方エッジ領域２５’から発射された光の方向を変化させるように構成されている。それゆえ、図６における実線によって規定され、影を付けられた領域４８によって示されるように、表示装置からの意図された表示距離をおいて、各左ピクセルの第１側方エッジ領域２５’からの光は、左表示ウィンドウ２の中へ向けられる。レンズ３１は、また、好ましくは、水平方向における中央領域２７’または各左ピクセルの第２側方エッジ領域２８’から発射される光の方向を変化させないように配置され、大きさが決められる。それゆえ、水平方向における中央領域２７’または各左ピクセルの第２側方エッジ領域２８’からの光は、所望するように、左表示ウィンドウの中を通る。すなわち、上記レンズは、好ましくは、視差バリア２１によって右表示ウィンドウ３の中へ向けられた、左ピクセルからの光のみの方向を変化させる。また、上記レンズは、好ましくは、視差バリア２１によって左表示ウィンドウ２の中へ向けられた、左ピクセルからの光の方向に影響を与えない。
【００７１】
原則として、右ピクセルのエッジ領域２５からの光の方向を変えるため、および左ピクセルのエッジ領域２５’からの光の方向を変えるために分離手段を設けてもよい。
【００７２】
図６においてレンズ３１は、視差バリア２１の前に配置され、視差バリアのアパーチャ２３の幅ｗよりも僅かに大きい幅ｗＬを有している。上記レンズの幅ｗＬは、当該レンズがピクセルのエッジからの光を分けるのにちょうど十分な幅であり、それゆえ、上記レンズは、ピクセルの中央から来た光を妨げることがない。この効果は、図５の中央画像混合領域２４の中へ向けられた光を、左および右表示ウィンドウ２および３の中へ導くことである。それゆえ、図５の中央画像混合領域は除かれ、左および右表示ウィンドウの角範囲は、増加する。
【００７３】
上記視差バリアとレンズ３１との間の距離ｓ、レンズ３１の幅ｗＬ、および当該レンズの倍率は、視差バリアによって分けられた画像に影響を与えずに、図５の中央画像混合領域２４を可能な限り最大限減少させるために、表示装置の構成要素の大きさおよび表示装置の意図された表示距離に基づいて、特定の表示装置のために選ばれてもよい。
【００７４】
例えば、スリット幅ｗ、バリアスリットを含む平面とピクセルを含む平面との間の距離ｘ、（隣接するピクセル間の）黒マスク幅ｂ、ピクセルを含む平面とレンズを含む平面との間の距離ｄに関しては、下記のように与えられる。
【００７５】
ｄ＝３ｘ
レンズの焦点距離は、下記式によって与えられる。
【００７６】
ｆ＝３ｘ＋ａ
ここで、ａ＝ｘｂ／（ｗ−ｂ）であり、各レンズの幅ｗＬは、下記式によって与えられる。
【００７７】
-ｗＬ＝（２ｗ（３ｘ＋ａ））／（２（ｘ＋ａ））
図７（ａ）は、デュアルビュー表示装置において画像混合を引き起こし得る別の機構を示している。
【００７８】
図７（ａ）は、所望のピクセル明度を符号化する偏光方向を有する、ピクセルが偏光された光を発射する表示装置の図である。偏光方向は、出力偏光子３２によって「復号化」または解析され、所望のピクセル明度が表示装置によって出力される。下記の記載において、左ピクセルＰＬは、最大明度になるように制御され、右ピクセルＰＲは、最も暗くなる、すなわち「黒」になるように制御される。それゆえ、右ピクセルＰＲによって発射される光は、左ピクセルＰＬによって発射される光に対して垂直偏光状態を有している。ピクセルからの光は、視差バリアアパーチャアレイ２１によって左および右表示ウィンドウ２・３の中へ向けられる。出力偏光子３２は、視差バリア２１の前に設けられる。
【００７９】
図７（ａ）は、ピクセルから視差バリア２１を通って表示ウィンドウの中へと向かう光がとり得るいくつかの経路を示している。上述したように、本実施例において、左ピクセルＰＬは、「白」を表示するために、ページの中に直線的に偏光される出力偏光状態を有している。一方、右ピクセルＰＲは、「黒」を表示するために、ページに対して直線的に平行に偏光される出力偏光状態を有している。その透過軸がページに対して垂直な直線偏光子を含む出力偏光子３２を用いて、表示装置は、左ピクセルを白として、右ピクセルを黒として表示する。
【００８０】
ピクセルＰＲ、ＰＬからの光の望ましい経路は、視差バリア２１におけるアパーチャを通るものであり、大部分の光がこの経路を通る。しかし、右表示ウィンドウ３の場合には、到達する光のいくらかは、左ピクセルＰＬによって発射され、図７（ａ）において光路５０によって示すように、視差バリア内のアパーチャ２３において分散される。さらに、もし、視差バリアの不透明領域２２が完全には不透明でなければ、光路５１によって示すように、左ピクセルＰＬからの光のいくらかは、バリア２１を通って右表示ウィンドウ３へ漏れる。この好ましくない左ピクセルＰＬからの光は、ページの中へ面偏光されており、それゆえ、出力偏光子３２を通ることができ、好ましくない光を右表示ウィンドウへ加える。もし、表示装置の別の部分において、別の左ピクセルが、直線的に偏光された、ページに対して平行な光を発射した場合、その光は黒として表現され、この別の左ピクセルから漏れた、あらゆる好ましくない光は、出力偏光子３２を透過しない。当該偏光子は、その透過軸がページに対して平行であるためである。それゆえ、当該偏光子は、好ましくない光を表示装置に加えることがない。これは、左ピクセルが、表示装置のいくつかの領域では光を「漏らし」、他の領域では漏らさないという問題を引き起こす。その結果、顕著なコントラスト率を有する偽の画像を形成する、明所と暗所との視認できるパターンが生じる。
【００８１】
同様に、左表示ウィンドウ２へ到達する光、例えば、分散光路５０’に沿って進む光および／またはリーク光路５１’に沿って進む光は、右ピクセルからの光を含んでいることがある。
【００８２】
それゆえ、本発明の別の観点に従えば、本発明のマルチビュー指向性表示装置は、ピクセルから発射され、正しくない表示ウィンドウへ向けられた光の特性を変化させるための手段とともに提供される。すなわち、上記手段とは、例えばデュアルビュー表示装置の場合には、左（右）ピクセルから発射され、右（左）表示ウィンドウへ向けられた光の特性を変化させる手段である。光の特性は、例えば、偏光、波長または強度のうちのひとつである。
【００８３】
図７（ｂ）は、本発明の本観点に基づくデュアルビュー表示装置３３の概念断面図である。表示装置３３は、ピクセルからなる画像表示層８（例えば、液晶表示層）および視差バリアアパーチャアレイ２１を備えている。上記ピクセルは、左表示ウィンドウ２の中へ表示するように意図された「左画像」および右表示ウィンドウ３の中へ表示するように意図された「右画像」に対して割り当てられている。図７（ｂ）は、紙面の平面の中へ延びるカラム内に配置されたピクセルを有する表示装置を示している。同図において、上記ピクセルは、左画像および右画像に交互に割り当てられている。しかし、本発明は、この特定のピクセル割り当てに限定されない。視差バリアアパーチャアレイのアパーチャ２３は、有限の幅を有しており、その長軸が紙面の平面の中に延びるスリットの形態を有している。便宜上、２つのピクセルカラムと視差バリアにおける１つのアパーチャのみが示されている。左ピクセルＰＬは、ページの中へ直線的に偏光された光を発射し、白を表現するように示されており、右ピクセルＰＲは、ページに対して直線的に平行に偏光され、黒を表現する光を発射する。その透過軸がページに対して垂直な直線偏光子が、出力偏光子３２として、視差バリアの前に配置される。
【００８４】
表示装置３３は、左ピクセルＰＬによって発射され、右表示ウィンドウ３へ向かう光の偏光を変えるための手段とともに提供される。図７（ｂ）において、リターダー３４は、視差バリア２１の各不透明領域２２を覆うように配置されている。本実施形態において、各リターダーは、視差バリア２１の対応する不透明領域２２と、概ね同一の広がりを有しているが、視差バリアの不透明領域２２のエッジの周りで分散した光が、上記リターダーを透過するように、対応する不透明領域２２よりも僅かに幅が広い。視差バリアの不透明領域を通って漏れた光もまたリターダー３４を透過する。この場合、左ピクセルＰＬから発射され、上記バリアの不透明領域２２の周辺で分散されること、または、上記バリアの不透明領域２２を通って漏れることにより右表示ウィンドウ３へ向かう光の偏光状態は、リターダー３４を透過した結果変更される。
【００８５】
各リターダー３４は、好ましくは、１／４波長板である。それゆえ、左ピクセルＰＬからの光がリターダー３４を透過したとき、その偏光状態は、ページへと入る直線偏光から右回りの円偏光へ変化する。出力偏光子３２は、右回りの円偏光状態を、部分的に透過させ、部分的にブロックする。それゆえ、左ピクセルから発射され、右表示ウィンドウ３へ向かう光の５０％は、出力偏光子３２を透過する。従って、好ましくない光が右表示に未だ存在することになる。しかし、表示装置の別の部分において、別の左ピクセルからの光が直線的にページに対して平行に偏光され、黒を表現するならば、右表示ウィンドウの中へ向かう、この別の左ピクセルからの全ての光は、１／４波長板を透過する時に、その偏光状態を左回り円偏光に変化させる。そして、出力偏光子３２は、再び、左回り円偏光状態を部分的に透過させ、部分的にブロックする。それゆえ、別の左ピクセルからの光の５０％は、再び出力偏光子３２を透過し、右表示ウィンドウへ向かう。（事実、左ピクセルによって発射された全ての直線偏光状態の光の５０％は、１／４波長板を透過すれば、出力偏光子を透過する。）このことは、好ましくない光が、左ピクセルから右表示ウィンドウに到達するが、各左ピクセルは、右表示ウィンドウに対してほぼ同じ強度を与えることを意味している。左ピクセルから発射され右表示ウィンドウに入る光は、表示装置の領域にわたって顕著な強度変化を有さず、それゆえ、明所と暗所との視認可能なパターンを生じない。
【００８６】
リターダー３４は、視差バリアのアパーチャ２３の幅の大部分が、当該リターダーによって覆われないように、視差バリアの対応する不透明領域２２よりも僅かに幅が広い。従って、左ピクセルＰＬによって発射され、視差バリアによって正確に左表示ウィンドウ２へ向けられる光は、リターダー３４を透過せず、偏光状態を変化させない。
【００８７】
リターダー３４は、右ピクセルＰＲによって発射され、左表示ウィンドウ２の中へ向けられた光の偏光状態を変化させるための手段としても機能する。図７（ｂ）に示すように、右ピクセルＰＲによって発射され、視差バリアの不透明領域２２を透過して漏れ、または当該バリアアパーチャのエッジの周辺で分散され、それゆえ、左表示ウィンドウ２へ向けられた光は、リターダー３４を透過する。しかし、右ピクセルＰＲによって発射され、視差バリアによって正確に右表示ウィンドウ３へ向けられた光のほぼ全部は、リターダー３４を透過ぜず、それゆえ、その偏光状態を変化させない。
【００８８】
図７（ｂ）の表示装置３３は、図７（ｃ）に示すように、リターダー３４が、視差バリアの不透明領域２２と同じ幅を有しており、視差バリアの不透明領域２２に対して整列されているように変更されてもよい。このことを除いて、図７（ｃ）の表示装置３５は、概ね図７（ｂ）の表示装置３３と一致しており、両表示装置に共通の性質に関する説明を繰り返さない。本実施形態は、クロストークの主要な原因が、視差バリアの不透明領域２２を通る光の漏れであり、これと比較して、上記バリアの不透明領域の周辺で分散した光の漏れが無視できる場合に用いられる。
【００８９】
図７（ｄ）は、本発明の別の表示装置３６を示している。表示装置３６は、概ね図７（ｂ）の表示装置３３と一致しており、異なっている部分についてのみ説明する。
【００９０】
図７（ｄ）の表示装置３６において、リターダー３４は、視差バリアの不透明領域２２のエッジの周辺で分散された光のみがリターダーを透過し、視差バリアの不透明領域２２を通って漏れた光はリターダーを透過しないように構成されている。この構成は、図７（ｄ）に示すように、視差バリアのアパーチャ２３におけるリターダー３４を、アパーチャ２３のエッジに沿って配置することで実現される。本実施形態は、クロストークの主要な原因が、上記バリアの不透明領域の周辺で分散した光の漏れであり、これと比較して、視差バリアの不透明領域２２を通る光の漏れが無視できる場合に用いられる。
【００９１】
図７（ｄ）の表示装置３６において、リターダー３４は、好ましくは、１／４波長板であり、本実施形態は、それゆえ、上述の図７（ｂ）を参照して説明したように作動する。
【００９２】
平均として、好ましくない光が同じ割合で、ピクセルによって発射されたときの光の偏光状態とは無関係に出力偏光子を透過するように、上記バリアの周辺で分散された光の強度と、当該バリアを透過して漏れた光の強度とをつり合わせることもできる。例えば、図７（ｃ）の表示装置３５において、視差バリアの不透明領域を通って漏れる光は、リターダー３４によって９０°その偏光面が回転する。本実施形態においてリターダー３４は、１／２波長板であるが、視差バリア２１の不透明領域２２のエッジの周辺で分散された光は、その偏光状態を変化させない。上記バリアの不透明領域２２を通って漏れた光の量が変化し（例えば、不透明領域２２の厚さが減少することにより）、平均として、分散された光の強度と等しくなった場合、ピクセルによって発射された光の偏光状態とは無関係に、左（右）ピクセルからの光が同じ量だけ出力偏光子を透過し、右（左）表示ウィンドウへ向かう。
【００９３】
もし、視差バリアの周辺で分散された光の強度と、上記バリアの不透明領域２２を通って漏れた光の強度とを、十分正確に、または、全ての表示角でつり合わせることが不可能であれば、バリア黒領域の長さに沿ってリターダー３４をパターニングすることにより、上記クロストークを空間的につり合わせることができる。そのようにパターニングされたリターダーを有する視差バリア２１の正面図が、図７（ｅ）に示されている。リターダー３４は、視差バリア２１の各不透明領域２２を部分的に覆っているが、不透明領域２２の一部は、当該リターダーによって覆われていない。この場合、上記バリアの不透明領域を通って漏れた全ての光は、リターダーを透過すれば、その偏光状態を変化させ、リターダーが存在しない部分において上記バリアの不透明領域を透過すれば、その偏光状態を変化させない。このように、正しくない表示ウィンドウの中へ漏れる光の強度を空間的に平均化することにより、視認可能な画像コントラストが生じなくなり、視野角に無関係になる。
【００９４】
実際に図７（ｅ）に図示するように、波長板がバリア黒領域をちょうど超えて延びているなら、分散された光に対する同様の影響が得られる。
【００９５】
リターダー３４は、図７（ｂ）から７（ｅ）において分離したリターダーとして示されている。しかし、当該リターダーは、図７（ｂ）から７（ｅ）に示されたリターダー３４に対応する領域においてゼロではない遅延を有し、他の領域において効果ゼロの遅延を有する単一のパターンのリターダーとして実現されてもよい。
【００９６】
本発明の別の実施形態において、マルチビュー表示装置は、正しくない表示ウィンドウへ向けられ、選択された波長の光を遮断する手段を備えている。図８は、本発明の本実施形態に係る表示装置３７の概念的な断面図である。
【００９７】
表示装置３７は、ピクセルからなる画像表示層８（例えば、液晶表示層）および視差バリアアパーチャアレイ２１を備えている。ピクセルは、左表示ウィンドウ２の中へ表示されることを意図された「左画像」および右表示ウィンドウ３の中へ表示されることを意図された「右画像」に対して割り当てられている。図８は、紙面の平面の中へ延びるカラム内に配置されたピクセルを有する表示装置を示している。図８は、ピクセルが、左画像および右画像に交互に割り当てられており、奇数番号のピクセルカラムＰ１、Ｐ３などにおけるピクセルは、左画像に割り当てられており、偶数番号のピクセルカラムＰ２、Ｐ４などにおけるピクセルは、右画像に割り当てられていることを示している。上記ピクセルは、カラーピクセルであり、本実施形態では、赤、緑、または青色光を発する。それゆえ、ピクセルカラムＰ２内のピクセルは、緑色光を発する右ピクセルであり、ピクセルカラムＰ３内のピクセルは、赤色光を発する左ピクセルであり、ピクセルカラムＰ４内のピクセルは、青色光を発する右ピクセルであり、ピクセルカラムＰ５内のピクセルは、緑色光を発する左ピクセルであり、ピクセルカラムＰ６内のピクセルは、赤色光を発する右ピクセルであり、ピクセルカラムＰ７内のピクセルは、青色光を発する左ピクセルであるが、本発明は、この特定のピクセル割り当てに限定されない。視差バリアアパーチャアレイのアパーチャ２３は、有限の幅を有しており、その長軸が紙面の平面の中へ延びるスリットの形態を有している。
【００９８】
図８において、カラーフィルタ３８Ｂ、３８Ｇ、３８Ｒは、視差バリア２１の各不透明領域２２を覆うように配置されている。本実施形態において、各カラーフィルタは、概ね同一の広がりを有しているが、視差バリア２１の対応する不透明領域２２よりも僅かに幅が広い。それゆえ、視差バリアの不透明領域２２のエッジの周辺で分散された光は、カラーフィルタを通り、視差バリアの不透明領域を通って漏れた光もまた対応するカラーフィルタを通る。カラーフィルタは、選択された波長の範囲の光を透過する。カラーフィルタ３８Ｇは、緑色光を透過し、赤色光および青色光をブロックし、カラーフィルタ３８Ｒは、赤色光を透過し、緑色光および青色光をブロックし、カラーフィルタ３８Ｂは、青色光を透過し、緑色光および赤色光をブロックする。図８に示すように、カラーフィルタは、視差バリアの不透明領域２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを通って漏れる１色の光、または、上記バリアの不透明領域のエッジの周辺で分散された光が、その色の光をブロックするカラーフィルタへ入射するように配置されている。
【００９９】
一例として、視差バリアの不透明領域２２Ｃは、左青色ピクセルカラムＰ７および右赤色ピクセルカラムＰ６を覆うように配置されている。緑色光を透過し、赤色光および青色光をブロックするカラーフィルタ３８Ｇは、視差バリアの不透明領域２２Ｃを覆うように配置されている。その結果、左青色ピクセルカラムＰ７から発射され、上記バリアの不透明領域２２Ｃを通って漏れた青色光の全て、または、不透明領域２２Ｃのエッジの周辺で分散された青色光の全ては、緑色カラーフィルタ３８Ｇによってブロックされ、右表示ウィンドウへ到達しない。赤青色ピクセルカラムＰ６から発射され、上記バリアの不透明領域２２Ｃを通って漏れた赤色光の全て、または、不透明領域２２Ｃのエッジの周辺で分散された赤色光の全ては、緑色カラーフィルタ３８Ｇによってブロックされ、左表示ウィンドウへ到達しない。
【０１００】
同様に、赤色光のみを透過するカラーフィルタ３８Ｒは、視差バリアの不透明領域２２Ｂを覆うように配置されている。カラーフィルタ３８Ｒは、左緑色ピクセルカラムＰ５および右青色ピクセルカラムＰ４を覆うように配置されている。青色光のみを透過するカラーフィルタ３８Ｂは、視差バリアの不透明領域２２Ａを覆うように配置されている。カラーフィルタ３８Ｂは、左赤色ピクセルカラムＰ３および右緑色ピクセルカラムＰ２を覆うように配置されている。
【０１０１】
カラーフィルタ３８Ｂ、３８Ｇ、３８Ｒは、視差バリアの対応する不透明領域２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃよりも僅かに幅が広く、視差バリアのアパーチャ２３の幅の大部分は、カラーフィルタによって覆われないようになっている。さらに、カラーフィルタは、好ましくは、もしカラーフィルタが、ピクセルから発せられた光のための、ピクセルから意図された表示ウィンドウへの光路を横切る場合、カラーフィルタは、その光を透過するように構成されている。それゆえ、一例として、もしカラーフィルタ３８Ｂが、カラムＰ４における右ピクセルから右表示ウィンドウへの光の光路と交差する場合には、このことは問題にならない。なぜなら、カラムＰ４内のピクセルは、青色光を発射し、この青光はカラーフィルタ３８Ｂを透過するからである。それゆえ、黒マスク吸収量を増加させること（例えば、バリアスリットの幅および／またはピクセルの側方の幅を減少させること）に替えて、カラーフィルタを用いることの利点は、表示装置の明度に大きな影響を与えることなく、分散された光に対して顕著な影響を与えたままで、カラーフィルタが視差バリア領域のアパーチャ２３の中へ延びることができることである。
【０１０２】
本発明に係るさらに別の実施形態において、マルチビュー表示装置は、正しくない表示ウィンドウに向けられた選択された偏光の光を遮蔽する手段を有する。図９は、本発明に係る本実施の形態に基づく表示装置３９の概念図の断面図を示す。図９の表示装置３９は、概ね図７（ｂ）の表示装置３３に対応しており、相違点のみを以下説明する。
【０１０３】
図９において、偏光子４１は、視差バリア２１の各不透明領域２２を覆うように配置される。本実施形態において、各偏光子は、概ね同一の広がりを有しているが、視差バリア２１の対応する不透明領域２２よりも僅かに幅が広い。それゆえ、視差バリアの不透明領域２２のエッジの周りで分散された光は、偏光子を透過する。視差バリアの不透明領域２２を通って漏れた光もまた、偏光子３４を透過する。偏光子４１は線形偏光子であり、各偏光子は、その透過軸が出力偏光子３２の透過軸に対してほぼ垂直に整えられている。図９の例において、左ピクセルＰＬは、前記ページの中に直線状に偏光される出力偏光状態を有している。一方、右ピクセルは、前記ページに対して直線状に平行に偏光される出力偏光状態を有している。出力偏光子３２は、その透過軸が前記ページに対して垂直な線形偏光子であり、偏光子４１は、紙面の平面と平行な透過軸を有する。このようにして、バリアの不透明領域２２の周辺における分散によって、もしくはバリアの不透明領域２２を通る漏れによって、右表示ウィンドウ３に向かう左ピクセルからの光の光強度は偏光子４１によって変えられる。偏光子４１は、バリアの不透明領域２２の周辺において分散された、もしくはバリアの不透明領域２２を通ってきた左ピクセルからの光を遮蔽する。そして、その光が右表示ウィンドウに到達することを妨げる。
【０１０４】
図９では、ＬＣＤの入力偏光子４０を示す。入力偏光子４０は、他の図面における別のＬＣＤにおいても存在する。
【０１０５】
バリアの不透明領域２２の周辺において分散された、もしくはバリアの不透明領域２２を通ってきた右ピクセルＰＲからの光は、偏光子４１を透過する。それは、偏光子４１は、その透過軸が右ピクセルからの光の偏光方向と平行なためである。しかしながら、その光は出力偏光子３２によって吸収され、観察者には届かない。こうして、付加的な偏光子４１の透過軸を出力偏光子の透過軸に対して垂直に保つことにより、正しくない表示ウィンドウに向かうすべての光は、表示装置を出る前に確実に吸収される。
【０１０６】
図９が示すように、付加的な偏光子４１は、視差バリア２１の対応する不透明領域２２よりも僅かに幅が広い。
【０１０７】
それゆえ、左ピクセルＰＬによって発射され、視差バリアによって左表示ウィンドウに向かって正しく導かれたほぼ全ての光は、付加的な偏光子４１を透過することはない。そして、偏光子４１によって遮蔽されることがない。
【０１０８】
付加的な偏光子４１は、図９では別々の偏光子として示されている。しかしながら、偏光子は、単一型の偏光子として具現されてもよい。その場合、図９で示す偏光子４１に対応する領域で線形偏光子であり、その他の領域では無偏光となる。
【０１０９】
図８、図９に示すように、カラーフィルタ３８Ｒ、３８Ｇ、３８Ｂ、及び付加的な偏光子４１は、視差バリアの対応する不透明領域２２よりも僅かに幅が広い。それゆえ、視差バリアの不透明領域２２の周辺で分散された、もしくは視差バリアの不透明領域２２を通ってきた光は、上記カラーフィルタあるいは偏光子を透過する。クロストークの主要な原因がバリアからの光の漏れである場合、図７（ｃ）のリターダーと同様に、カラーフィルタ３８Ｒ、３８Ｇ、３８Ｂ、及び付加的な偏光子４１の幅を視差バリアの不透明領域２２の幅と等しくすることも可能である。逆に、クロストークの主要な原因がバリア周辺での光の分散である場合、図７（ｄ）のリターダーと同様に、視差バリアのアパーチャのエッジ領域にのみ、カラーフィルタ３８Ｒ、３８Ｇ、３８Ｂ、及び付加的な偏光子４１を配置することも可能である。
【０１１０】
将来的に、表示装置は柔軟性のある形状となることが予想される。自動車に使用される表示装置をほぼ曲線状の自動車のダッシュボードにはめ込む、ということをその一例として挙げることができる。曲線状のマルチビュー指向性表示装置を構築する場合、バリアおよび／もしくはピクセルのデザインに変更を加えることが重要になる。これによって、高画質、少クロストーク、幅広い表示自由度が確保される。図１０は、曲線状のピクセルからなる画像表示層８と、例えば左ビュー位置２、及び右ビュー位置３という２つの任意のビュー位置と、を備える表示装置を示す。また、図１０は、左（あるいは右）ピクセルの中心から左（あるいは右）位置に引いた線を示す。先に図３（ａ）を参照して説明したように、交差する位置１９は、視差バリアの理想的な位置を規定する。しかしながら、図１０の表示装置においては、交差する位置１９は、直線上ではなく、曲線４７上に存在する（より正確には、紙面の中に延びる曲面上に存在する）。さらに、この曲線４７は、表示装置のピクセルから一定距離にあるわけではない、という点も重要である。画像表示層の瞬間平面に対して垂直に測定した曲線４７と画像表示層との距離は、図１０の右側に向かうにつれ短くなる。それゆえ、視差バリアが画像表示層から一定の距離にあり、視差バリアを曲げることで特定の取り付けに適合させうる図３（ｂ）、図４のような単純なデュアルビュー表示装置を構築することによっては、幅広い表示範囲においてクロストークなく見ることはできない。高画質表示を実現するためには画像表示層とバリアとの間隔を変える必要があり、それにより、最適な、クロストークがない幅広い表示自由度を実現できる。
【０１１１】
例えば製造上の困難性から、表示装置の前記領域においてピクセルと視差バリアとの間隔が相違することが望ましくないのであれば、次のような別の方法もある。つまり、ピクセルと視差バリアとの間隔を、表示装置の前記領域に渡って一定にするという方法である。これは、図１１に示すように、ピクセルのピッチを変更することによって行われる。
【０１１２】
図１１は、本発明の他の観点に従う表示装置４２の概念的な図である。表示装置４２は、平面状ではない、ピクセルからなる画像表示層８を有する。画像表示層８は、紙面の平面の中に伸びている。簡略化のため、画像表示層８は、その奥行きに渡って一定の曲線外形を有するものと仮定する。しかしながら、本発明は、その奥行きに渡って異なる曲線外形（つまり、二次元で湾曲する）を有する画像表示層を備える表示装置にも適用しうる。
【０１１３】
表示装置４２において、画像表示層４２のピクセルは一定ピッチではない。前記画像表示層の“ピッチ”ｐ’は、このデュアルビュー表示装置の場合、１つの左（あるいは右）ピクセルの中心から、次の左（あるいは右）ピクセルの中心までの側面距離として規定される。画像表示層のピッチｐ’は、図１１において、左から右に行くにつれ大きくなる。ピッチｐ’は、交差する位置１９が、画像表示層４３から一定距離にある曲線４７上に位置するように変化する。その結果、表示装置４２は、視差バリアと画像表示層との間隔が表示装置の領域に渡って異なる図１０に示す表示装置よりも、その製造はより簡易になる。図１１の表示装置４２は、柔軟性のある表示装置に用いられる任意の好適な製造技術によって製造される。例えば、該表示装置をフラット表示装置として製造し、その後、据付時に湾曲させることもできる。
【０１１４】
ピクセルのピッチは、ピクセルの幅、および隣り合うピクセルの間にある非透過／非発光領域（あるいは“黒マスク”）の幅によって決定される（図１１には黒マスクは記載されていない）。基本的に、ピクセルピッチに変化をもたらすために黒マスクの幅を変化させ、表示装置の領域に渡ってピクセルの幅を一定に保つ。しかしながら、これによって表示装置の領域に渡って明度が異なる結果となりうる。それゆえ、図１１に示すように、ピクセルの幅を変えてピクセルピッチを変化させることが好ましい。
【０１１５】
ピクセルの幅を変えることにより他の利点も得られる。あるピクセルに対する法線軸と画像を見る方向との角度が大きくなると、ピクセルの有効幅が減少し画像品質は低下する。しかしながら、表示装置４２の左側から右側にピクセルの幅を大きくすると、あるピクセルに対する法線軸と画像を見る方向との角度が大きくなるにつれ、ピクセルの幅が大きくなるという効果がある。それにより、観察者が見るピクセルの有効幅はより均一に保たれる。
【０１１６】
所望のピッチ変化を実現するためにピクセルの幅を変える方法は、表示装置の曲率と意図されたビュー位置とによって選択される。例えば、表示装置が図１１に示す曲線を有する場合、左表示ウィンドウ２に位置する観察者は、右表示ウィンドウ３に位置する観察者よりも、表示装置の領域に渡ってより大きなピクセルの有効幅の変化を観察する。従って、図１１において、ピクセルピッチは、ピクセルカラムＰ１、Ｐ３、Ｐ５、及びＰ７における左ピクセルの幅を変化させ、ピクセルカラムＰ２、Ｐ４、Ｐ６、及びＰ８における右ピクセルの幅を変化させないことが好ましい。左ピクセルの幅を変化させることにより、左表示ウィンドウ２に位置する観察者が観察するピクセルの有効幅はより均一に保たれる。
【０１１７】
図１２（ａ）は、マルチビュー指向性表示装置におけるクロストークのさらに別の要因を説明する図である。図１２（ａ）に示すように、表示装置の表面上に映り込み防止フィルム４４を配置することが多い。例えば、図７（ａ）に示す表示装置のような場合、映り込み防止フィルム４４は、出力偏光子３２の表面上に配置される。例えば、映り込み防止フィルムは、入射光線の拡散反射をもたらす反射分散フィルムである。映り込み防止フィルムによって、表示装置の正面に入射する光の正反射が抑制され、あるいは極小化され、それにより観察者は、太陽４５、窓、あるいは他の光源のような明るい物体の像を見ることを回避できる。
【０１１８】
しかしながら、マルチビュー指向性表示装置に映り込み防止フィルムを用いることにも不都合な点がある。分散フィルム４４は、反射光のみならず、該分散フィルムを透過する光も分散する。その結果、左（あるいは右）表示ウィンドウに正しく導かれた左（あるいは右）ピクセルからの光がフィルム４４によって分散され、一部の光が正しくない表示ウィンドウに分散される。図１２（ａ）は、右表示ウィンドウに導かれた光の一部が左表示ウィンドウに（あるいはその逆に）分散される様子を示す。こうして表示装置のクロストークが増加する。
【０１１９】
本発明の他の観点に従い、図１２（ｂ）では、映り込み防止フィルムとして偏光感受性拡散フィルムが使用されている。偏光感受性拡散フィルムは、ある偏光状態の光に対して分散効果を有しておらず、垂直偏光状態の光に対しては最大限の分散効果をもたらす。従って、出力偏光子３２を透過した線形偏光の光に対して分散効果を有さない偏光感受性拡散フィルムを使用することにより、右ピクセルからの光は分散フィルム４６を通過する際に激しく分散されることもなく、それによりクロストークが回避される。それゆえ、例えばデュアルビュー表示装置の画質は、偏光感受性拡散フィルムから影響を受けることがない。
【０１２０】
偏光感受性拡散フィルム４６は、表示装置の外部から表示装置の正面に入射する無偏光の光の約５０％を分散させる。それゆえ、ユーザは、太陽４５、窓、光などの明るい像を見ることはない。特に、入射光は無偏光であり、偏光感受性拡散フィルムによって５０％の入射光が分散されるため、太陽の強い正反射によって生じるギラギラとした光を大きく軽減する。
【０１２１】
図１２（ｂ）の偏光感受性拡散フィルム４６は、従来型のマルチビュー指向性表示装置に適用することもでき、また、先述した本発明に係る任意の実施形態に適用することもできる。
【０１２２】
先述の表示装置において、画像表示層は透過型液晶表示層であった。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、発光型表示層を備える表示装置、若しくは他の透過性表示層を備える表示装置に適用することもできる。
【０１２３】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、第１画像を表示するために割り当てられた複数の第１ピクセルと、第２画像を表示するために割り当てられた複数の第２ピクセルとを有する、ピクセルからなる画像表示層と、上記第１ピクセルからの光を概ね第１表示ウィンドウへ導き、上記第２ピクセルからの光を概ね、上記第１表示ウィンドウとは重ならない第２表示ウィンドウへ導く視差バリアアパーチャアレイとを備え、上記第２表示ウィンドウから離れた、各第１ピクセルの第１側方エッジ領域から発せられた光の方向を変更するための第１光方向付手段をさらに備える構成であってよい。
【０１２４】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記第１光方向付手段は、各第１ピクセルの第１側方エッジ領域から発せられた光を、上記表示装置の意図された表示距離をおいて、上記第１表示ウィンドウへ導くように構成されていてよい。
【０１２５】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記第１光方向付手段は、各第１ピクセルの、水平方向における中央領域から発せられた光の方向を変更しないように構成されていてよい。
【０１２６】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記第１光方向付手段は、各第１ピクセルの第２側方エッジ領域から発せられた光の方向を変更しないように構成されていてよい。
【０１２７】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、各第２ピクセルの第１側方エッジ領域から発せられた光を、上記表示装置の意図された表示距離をおいて、上記第２表示ウィンドウへ導くための第２光方向付手段をさらに備えていてよい。
【０１２８】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記第２光方向付手段は、各第２ピクセルの、水平方向における中央領域から発せられた光の方向を変更しないように構成されていてよい。
【０１２９】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記第２光方向付手段は、各第２ピクセルの第２側方エッジ領域から発せられた光の方向を変更しないように構成されていてよい。
【０１３０】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記第２光方向付手段は、上記第１光方向付手段であってよい。
【０１３１】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記第１光方向付手段は、レンズのアレイを含んでおり、当該レンズアレイは、上記視差バリアと同一平面上にはない構成であってよい。
【０１３２】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記アレイの各レンズは、対応する、視差バリアのアパーチャに対して整列されている構成であってよい。
【０１３３】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記アレイの各レンズは、上記視差バリアの対応するアパーチャと実質的に同一の広がりを有している構成であってよい。
【０１３４】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、第１画像を表示するために割り当てられた複数の第１ピクセルと、第２画像を表示するために割り当てられた複数の第２ピクセルとを有する、ピクセルからなる画像表示層と、上記第１ピクセルからの光を概ね第１表示ウィンドウへ導き、上記第２ピクセルからの光を概ね、上記第１表示ウィンドウとは重ならない第２表示ウィンドウへ導く視差バリアアパーチャアレイとを備え、第１ピクセルから発せられ、上記第２表示ウィンドウへ導かれる光の特性を変化させる第１手段をさらに備える構成であってよい。
【０１３５】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記第１手段は、第１ピクセルから発せられ、上記第１表示ウィンドウへ導かれる光の特性を実質的に変化させない構成であってよい。
【０１３６】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、第２ピクセルから発せられ、上記第１表示ウィンドウへ導かれる光の特性を変化させる第２手段をさらに備える構成であってよい。
【０１３７】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記第２手段は、第２ピクセルから発せられ、上記第２表示ウィンドウへ導かれる光の特性を実質的に変化させない構成であってよい。
【０１３８】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記特性は、偏光であり、上記手段または各手段は、自身を透過する光の偏光状態を変化させるように構成されている構成であってよい。
【０１３９】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記手段または各手段は、リターダーのアレイを含んでいる構成であってよい。
【０１４０】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、各リターダーは、上記視差バリアの対応する不透明領域に対して整列しており、当該不透明領域と実質的に同一の広がりを有している構成であってよい。
【０１４１】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、各リターダーは、上記視差バリアの対応する不透明領域と同一の広がりを有している構成であってよい。
【０１４２】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、各リターダーは、上記視差バリアの対応する透明領域に対して整列している構成であってよい。
【０１４３】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記特性は、波長であり、上記手段または各手段は、選択された波長領域の光を遮蔽するように構成されていてよい。
【０１４４】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記手段または各手段は、カラーフィルタバリアアレイを含んでいる構成であってよい。
【０１４５】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、各リターダーは、上記視差バリアの対応する不透明領域に対して整列しており、当該不透明領域と実質的に同一の広がりを有している構成であってよい。
【０１４６】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記特性は、強度であり、上記手段または各手段は、選択された偏光の光を遮蔽するように構成されていてよい。
【０１４７】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記手段または各手段は、直線偏光子のアレイを含んでいる構成であってよい。
【０１４８】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、各偏光子は、上記視差バリアの対応する不透明領域に対して整列しており、当該不透明領域と実質的に同一の広がりを有している構成であってよい。
【０１４９】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、画像表示層と、視差光学素子と、上記画像表示層の前方に配された偏光子とを備え、上記偏光子を覆うように配された偏光感受性拡散フィルムをさらに備える構成であってよい。
【０１５０】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記画像表示層の前方に配された偏光子を備え、上記偏光子を覆うように配された偏光感受性拡散フィルムをさらに備える構成であってよい。
【０１５１】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記偏光感受性拡散フィルムは、上記偏光子を透過する偏光状態を有する光を実質的に拡散しない構成であってよい。
【０１５２】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記偏光子は、直線偏光子である構成であってよい。
【０１５３】
本発明に係るマルチビュー指向性表示装置は、上記画像表示層は、液晶表示層である構成であってよい。
【０１５４】
本発明に係る自動立体視表示装置は、上記何れかのマルチビュー指向性表示装置を含む構成であってよい。
【０１５５】
本発明に係るデュアルビュー表示装置は、上記いずれかのマルチビュー指向性表示装置を含む構成であってよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
本発明に係る表示装置は、個々のユーザが同じ表示装置から異なった情報を見ることが所望される任意の用途に用い得る。例えば、自動車において、あるいは２人以上のプレーヤ向けのコンピュータゲームにおいて、本発明に係る表示装置を用いることができる。
【図１】
0005405624.tif 000002
【図２】
0005405624.tif 000003
【図３（ａ）】
0005405624.tif 000004
【図３（ｂ）】
0005405624.tif 000005
【図４】
0005405624.tif 000006
【図５】
0005405624.tif 000007
【図６】
0005405624.tif 000008
【図７（ａ）】
0005405624.tif 000009
【図７（ｂ）】
0005405624.tif 000010
【図７（ｃ）】
0005405624.tif 000011
【図７（ｄ）】
0005405624.tif 000012
【図７（ｅ）】
0005405624.tif 000013
【図８】
0005405624.tif 000014
【図９】
0005405624.tif 000015
【図１０】
0005405624.tif 000016
【図１１】
0005405624.tif 000017
【図１２（ａ）】
0005405624.tif 000018
【図１２（ｂ）】
0005405624.tif 000019