(57)【要約】【課題】複数方向のいずれから観察した場合においても良好な立体視を可能とする立体画像表示装置を提供する。【解決手段】立体画像表示装置１０は、視差画像に対応し電気光学素子からなる複数のサブ画素３１から構成される画素３２がマトリクス状に配置された表示パネル１２と、第１および第２の方向に配列された画素から出射した光を各々第１および第２の方向に沿って相互に異なる方向に振り分ける光学手段２１と、を備えると共に、表示パネル上に、サブ画素の開口境界間に存在する電気光学変換の制御ができない領域である第１および第２の非制御領域を有し、第１および第２の非制御領域の交差部は、格子線によって構成される単位格子で線分の交点である格子点上に配置され、第１もしくは第２の非制御領域が格子線に対して単位格子内で少なくとも１回以上屈曲している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の方向に対して同時に、それぞれ少なくとも２つ以上の視点に視差画像を表示する複方向性立体画像表示と、前記第１および前記第２の方向のいずれか一方に対して、それぞれ少なくとも２つ以上の視点に視差画像を表示する単方向性立体画像表示とが可能な立体表示装置であって、
前記視差画像に対応し電気光学素子からなる複数のサブ画素から構成される画素がマトリクス状に配置された表示パネルと、
前記第１の方向に配列された画素から出射した光をこの第１の方向に沿って相互に異なる方向に振り分けると共に前記第２の方向に配列された画素から出射した光をこの第２の方向に沿って相互に異なる方向に振り分ける光学手段と、を備えると共に、
前記表示パネル上に、前記サブ画素の開口境界間に存在する電気光学変換の制御ができない領域である第１および第２の非制御領域を有し、
前記第１の非制御領域は前記第１の方向に沿って、前記第２の非制御領域は前記第２の方向に沿って、それぞれ延伸するものであり、
かつ、前記第１および第２の非制御領域の交差部は、前記第１の方向と前記第２の方向に対してそれぞれ垂直かつ等間隔に配置された線分である格子線によって構成される単位格子で前記線分の交点である格子点上に配置され、前記第１かつ第２の非制御領域が前記格子線に対して前記単位格子内で少なくとも１回以上屈曲していること、
を特徴とする立体画像表示装置。
【請求項２】
第１および第２の方向に対して同時に、それぞれ少なくとも２つ以上の視点に視差画像を表示する立体画像表示と、前記第１および前記第２の方向のいずれか一方に対して、それぞれ少なくとも２つ以上の視点に視差画像を表示する単方向性立体画像表示とが可能な立体表示装置であって、
前記視差画像に対応し電気光学素子からなる複数のサブ画素から構成される画素がマトリクス状に配置された表示パネルと、
前記第１の方向に配列された画素から出射した光をこの第１の方向に沿って相互に異なる方向に振り分けると共に前記第２の方向に配列された画素から出射した光をこの第２の方向に沿って相互に異なる方向に振り分ける光学手段と、を備えると共に、
前記表示パネル上に、前記サブ画素の開口境界間に存在する電気光学変換の制御ができない領域である第１および第２の非制御領域を有し、
前記第１の非制御領域は前記第１の方向に沿って、前記第２の非制御領域は前記第２の方向に沿って、それぞれ延伸するものであり、
かつ、前記第１および第２の非制御領域のうちいずれか一方が、前記第１の方向と前記第２の方向に対してそれぞれ垂直かつ等間隔に配置された線分である格子線によって構成される２つの単位格子で１回屈曲し、かつ前記第１および第２の非制御領域の他方が前記単位格子内で少なくとも１回以上屈曲すると共に、前記第１および第２の非制御領域の交差部が、前記単位格子の４つの格子点のうちの２つの点上に存在しないこと、
を特徴とする立体画像表示装置。
【請求項３】
前記第１の方向と前記第２の方向が直交していること、を特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の立体画像表示装置。
【請求項４】
前記第１および第２の非制御領域の、前記格子線に対する前記単位格子内の屈曲の回数が同一であること、を特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
【請求項５】
前記屈曲の回数が１回であり、前記第１及び第２の非制御領域の屈曲部と前記格子線との間のなす角度が１８〜６２°であること、を特徴とする請求項１、請求項３、請求項４のうちいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項６】
前記屈曲の回数が２回であり、前記第１及び第２の非制御領域の屈曲部と前記格子線との間のなす角度が３８〜８２°であること、を特徴とする請求項１、請求項３、請求項４のうちいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項７】
観察者の左眼と右眼を結ぶ線と平行な方向を水平方向とし、左眼から右眼の方向を正の方向と定義し、前記第２の方向を水平方向と一致させた場合に、前記水平方向と直交する前記格子線を基準として複数の屈曲を該格子線の両側に設け、正の方向を右側、負の方向を左側と定義した場合、前記格子線と前記第１の非制御領域との間で右側に形成される第１の多角形の面積と左側に形成される第２の多角形の面積とが同一であること、を特徴とする請求項１乃至請求項６のうちいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項８】
観察者の左眼と右眼を結ぶ線と平行な方向を水平方向とし、左眼から右眼の方向を正の方向と定義し、前記第２の方向を水平方向と一致させた場合に、前記水平方向の第２方向の格子線を基準として、複数の屈曲を該格子線の両側に設け、正の方向を上側、負の方向を下側と定義した場合、前記格子線と前記第２の非制御領域との間で上側に形成される第１の多角形の面積と下側に形成される第２の多角形の面積とが同一であること、を特徴とする請求項１乃至請求項６のうちいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項９】
観察者の左眼と右眼を結ぶ線と平行な方向を水平方向とし、左眼から右眼の方向を正の方向と定義し、前記第２の方向を水平方向と一致させた場合に、前記水平方向と直交する前記格子線を基準として正の方向を右側、負の方向を左側と定義した場合、前記水平方向と直交する前記格子線と前記第１の非制御領域との間で右側に形成される第１の多角形の面積と左側に形成される第２の多角形の面積、および前記水平方向と平行な前記格子線と前記第２の非制御領域との間で上側に形成される第３の多角形の面積と下側に形成される第３の多角形の面積とが全て同一であること、を特徴とする請求項１乃至請求項６のうちいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項１０】
前記水平方向と直交する前記格子線と前記第１の非制御領域との間、もしくは前記水平方向と平行な前記格子線と前記第２の非制御領域との間で形成される前記各多角形が三角形であること、を特徴とする請求項７乃至請求項９のうちいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項１１】
前記単位格子内の格子線の長さをＰ、前記格子点を中心とした格子円の直径をＤ、正規化直径をＤ／Ｐとした場合、前記第１と第２の非制御領域の交差部は、正規化直径０．１以内の前記格子円内に配置されること、を特徴とする請求項１乃至請求項１０のうちいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項１２】
前記第１の方向の視点数をＮ、前記第２の方向に対する視点数をＭとした場合に（ＭおよびＮはいずれも２以上の整数）、前記画素がＮ×Ｍ個のサブ画素から構成されること、を特徴とする請求項１乃至請求項１１のうちいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項１３】
前記第１の非制御領域の幅と前記第２の非制御領域の幅とが異なっていること、を特徴とする請求項１乃至請求項１２のうちいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項１４】
前記第１の非制御領域または前記第２の非制御領域の幅が非制御領域の前記第２の方向または第１の方向の位置に対応して連続的に変化すること、を特徴とする請求項１乃至請求項１２のうちいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項１５】
前記第１の非制御領域または前記第２の非制御領域の前記第１の方向または前記第２の方向における、第１の屈曲部または単位格子点と前記第１の屈曲部に隣接する第２の屈曲部または単位格子点との間で、前記第１の非制御領域または前記第２の非制御領域の幅が非制御領域の前記第２の方向または第１の方向の位置に対応して不連続的に変化すること、を特徴とする請求項１乃至請求項１２のうちいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項１６】
前記Ｎ＝前記Ｍであること、を特徴とする請求項１２に記載の立体画像表示装置。
【請求項１７】
前記サブ画素の開口部内に存在する遮光パターンが、前記第１と第２の非制御領域と平行な線分で形成されている、を特徴とする請求項１乃至請求項１６のうちいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項１８】
前記遮光パターンが信号線、スイッチング素子、コンタクトホールまたはソース電極のうちのいずれかであること、を特徴とする請求項１７に記載の立体画像表示装置。
【請求項１９】
前記非制御領域が信号線、隔壁またはブラックマトリックスのうちのいずれかからなること、を特徴とする請求項１乃至請求項１８のうちいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は立体画像表示装置に関し、特に第１および第２の方向に対して同時に、それぞれ少なくとも２つ以上の視点に視差画像を表示する複方向性立体画像表示と、前記第１および前記第２の方向のいずれか一方に対して、それぞれ少なくとも２つ以上の視点に視差画像を表示する単方向性立体画像表示とが可能な立体表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえばテレビ、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット、ゲーム機などで、立体視を可能とする画像を表示する立体画像表示装置が、既に民生用機器にも普及し始めている。
【０００３】
立体画像表示装置は一般的に画素を複数設けた表示パネルと、画素に対応した光学手段から構成される。２眼式立体画像表示装置は、各視点画像に対応したサブ画素からの光線を観察者の右眼と左眼にそれぞれ異なる画像として入力する。これによって、観察者は立体視が可能となる。
【０００４】
多眼式立体画像表示装置も同様の構成であるが、視点の数を増やすように画素あるいは光学手段の設計変更および出力画像処理の変更を行ったものである。これによって、多くの観察者あるいは方向からの複数の視点で、立体視が可能となる。またインテグラルフォトグラフィー（ＩＰ）方式も、空間像を画像の位置に対応した要素画像と指向性レンズにより表示するものであるので、前述の構成からなる点は２眼式、多眼式立体画像表示装置と同様である。
【０００５】
特許文献１には、表示装置の水平方向及び垂直方向いずれにも視差画像を表示することが可能な既存の立体画像表示装置（以後、複方向性立体画像表示装置という）が記載されている。ここに記載された技術も、２眼式、多眼式、ＩＰ方式などの様々な方式に対して適用可能なものである。
【０００６】
このような立体画像表示装置においては、固有の問題が存在する。一般的な表示パネルには、サブ画素開口境界間において、各種信号線などにより遮光される、もしくは信号印加に対して電気光学変換の制御ができない領域（以後、非制御領域という）が存在する。この表示パネルと光学手段とを組み合わせることにより前記非制御領域が拡大して投影されるため、観察者においていわゆる３Ｄモアレが観察される。
【０００７】
３Ｄモアレとは、異なる角度方向に異なる画像を投影することに起因して発生する周期的な輝度（もしくは色）のムラをいい、視野角方向に対する輝度の変動である。観察位置によっては問題とならない場合もあるが、視野角方向に対する輝度変動が大きいと、立体画像表示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。
【０００８】
この３Ｄモアレは特に観察位置をずらすときに顕著に発生し、具体的には２眼式や多眼式立体画像表示装置においては立体視域から別の立体視域に移動するときに顕著であり、ＩＰ方式においては空間像の変化のときに顕著となる。
【０００９】
３Ｄモアレの軽減について、以下のような技術文献がある。特許文献２，３，および８には、画素の１辺を斜めに傾けるなどにより、画素内の空間分離方向における開口面積を一定とし、また境界領域においては隣接サブ画素との重なり領域を利用し、画素開口面積を一定とするという技術が記載されている。特許文献４には、サブ画素をデルタ配列とすることによって３Ｄモアレを抑制するという技術が記載されている。
【００１０】
特許文献５には、拡散シートにより光線を散乱させることによって３Ｄモアレを抑制するという技術が記載されている。特許文献６および７には、サブ画素形状を工夫することにより隣接画素との重なりを利用して３Ｄモアレを抑制するという技術が記載されている。特許文献２〜８に記載されたこれらの手法は、いずれも、一つの視点画素の画像と他の画素からの画像を混在させることにより、立体表示における３Ｄモアレを軽減しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許４９６８６５５号公報
【特許文献２】特許３５２５９９５号公報
【特許文献３】特許４１９７７１６号公報
【特許文献４】特許３０２７５０６号公報
【特許文献５】特開平０８−１４９５２０号公報
【特許文献６】特許４０１０５６４号公報
【特許文献７】特開２０１０−０２６４９９号公報
【特許文献８】特開２０１１−１６４１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載された既存の複方向性立体画像表示装置に対して、特許文献２〜８に記載された３Ｄモアレを軽減する手法を適用することは不可能である。その理由は、複方向性立体画像表示装置では、視差画像が水平方向及び垂直方向の両方に表示されるため、サブ画素を取り囲む非制御領域のうち４辺で３Ｄモアレが発生するからである。特許文献２〜８に記載された手法は、一方向での３Ｄモアレを軽減するためには適用できるが、他方向においては輝度平滑性を確保できないので、３Ｄモアレを軽減できない。
【００１３】
また、特許文献２〜８に記載された手法は、前述した通りいずれも、一つの視点画素の画像と他の画素からの画像を混在させることにより、立体表示における３Ｄモアレを軽減するものである。しかしながら、このことによって同時に、一つの画像に対して他の画像の表示内容が侵入する、いわゆる３Ｄクロストークを生じることになる。特に複方向性立体画像表示装置においては前述のクロストークの影響はより顕著となる。
【００１４】
なぜなら、複方向性立体画像表示装置では画素間の境界は水平方向だけでなく垂直方向にも存在し、立体表示３Ｄモアレを解決するためには隣接サブ画素からの画像混在をいずれの方向においても実施する必要があるからである。この際水平方向における３Ｄモアレを水平方向に隣接するサブ画素からの画像混在を利用し、垂直方向における３Ｄモアレを垂直方向に隣接するサブ画素からの画像混在を利用しなければ立体表示特性が悪化することになる。
【００１５】
同時に、複方向性立体画像表示装置では、観察者の不快感を低減するために複数方向のいずれからでも立体表示の画品位を同等にする必要がある。つまり水平方向における３Ｄモアレ改善効果と垂直方向における３Ｄモアレ改善効果が同等であり、かついずれの方向においても３Ｄクロストークのレベルが同等である必要がある。
【００１６】
特許文献１には、水平及び垂直方向に視差画像を表示する立体画像表示装置における素子配置についての発明が開示されているが、３Ｄモアレの解決手段についての記載はなく、またその示唆もない。
【００１７】
前述の通り、特許文献２〜８に記載された手法では一方向での３Ｄモアレを軽減することしかできないので、立体画像表示装置に適用することはできない。たとえば特許文献４は、サブ画素をデルタ配列とすることによって３Ｄモアレを軽減しようとするものであるが、この配列では画素を高密度に配置することができず、さらに非制御領域の増大により開口率を大きくすることができない。これは高輝度化に対する弊害となる。
【００１８】
さらに、デルタ配列では、最近接のサブ画素が必ずしも視差方向に沿って隣接しているわけではない。そのため、例えば水平方向で発生する３Ｄモアレを垂直視差に対応するサブ画素の輝度補償を利用して抑制することになる。従って、この技術では３Ｄモアレの抑制と共に発生する３Ｄクロストークが、水平方向であるにも関わらず垂直視差画像との関係で生じることになり、良好な立体視を得ることができない。
【００１９】
本発明の目的は、複数方向のいずれから観察した場合においても、３Ｄモアレの発生および３Ｄクロストークの影響を抑制して良好な立体視を可能とする立体画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するため、本発明に係る立体画像表示装置は、
第１および第２の方向に対して同時に、それぞれ少なくとも２つ以上の視点に視差画像を表示する複方向性立体画像表示と、前記第１および前記第２の方向のいずれか一方に対して、それぞれ少なくとも２つ以上の視点に視差画像を表示する単方向性立体画像表示とが可能な立体表示装置であって、
前記視差画像に対応し電気光学素子からなる複数のサブ画素から構成される画素がマトリクス状に配置された表示パネルと、
前記第１の方向に配列された画素から出射した光をこの第１の方向に沿って相互に異なる方向に振り分けると共に前記第２の方向に配列された画素から出射した光をこの第２の方向に沿って相互に異なる方向に振り分ける光学手段と、を備えると共に、
前記表示パネル上に、前記サブ画素の開口境界間に存在する電気光学変換の制御ができない領域である第１および第２の非制御領域を有し、
前記第１の非制御領域は前記第１の方向に沿って、前記第２の非制御領域は前記第２の方向に沿って、それぞれ延伸するものであり、
かつ、前記第１および第２の非制御領域の交差部は、前記第１の方向と前記第２の方向に対してそれぞれ垂直かつ等間隔に配置された線分である格子線によって構成される単位格子で前記線分の交点である格子点上に配置され、前記第１かつ第２の非制御領域が前記格子線に対して前記単位格子内で少なくとも１回以上屈曲していること、
を特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、上記したように、複数の方向に対して出射された光を光学手段によって適切に振り分けるように構成したので、これによって複数方向から観察した場合においても、３Ｄモアレの発生および３Ｄクロストークの影響を抑制して良好な立体視を可能であるという優れた特徴を持つ立体画像表示装置を提供することができる。
また２つの異なる方向における３Ｄモアレを改善した結果、前記複数方向以外の方向から観察した場合でも３Ｄモアレの発生および３Ｄクロストークの影響を抑制して良好な立体視が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る立体画像表示装置の構成について示す説明図である。
【図２】図１に示した表示パネルを構成するサブ画素とレンズアレイを構成するレンズ素子との配置例を示した説明図である。
【図３ａ】図２に示したサブ画素の開口形状の一例（観察者が水平方向から見た場合）について示す説明図である。
【図３ｂ】図２に示したサブ画素の開口形状の一例（観察者が垂直方向から見た場合）について示す説明図である。
【図４ａ】図２に示したサブ画素の開口形状が、サブ画素間の非制御領域の交差部が正方格子点上に存在していない場合の例（一方向に対してのみサブ画素間の非制御領域の交差部が正方格子点から外した例）について示す説明図である。
【図４ｂ】図２に示したサブ画素の開口形状が、サブ画素間の非制御領域の交差部が正方格子点上に存在していない場合の例（二方向とも正方格子点から外した例）について示す説明図である。
【図５】図２に示したサブ画素の開口形状の別の例について示す説明図である。
【図６ａ】図３および５に示したサブ画素の開口形状（第１の非制御領域が第１格子線の正方格子一辺分の長さに対し２回屈曲している場合）をより詳しく示す説明図である。
【図６ｂ】図３および５に示したサブ画素の開口形状（第１の非制御領域が第１格子線の正方格子一辺分の長さに対し１回屈曲している場合）をより詳しく示す説明図である。
【図６ｃ】図３および５に示したサブ画素の開口形状（第１の非制御領域が第１格子線の正方格子一辺分の長さに対し３回屈曲している場合）をより詳しく示す説明図である。
【図７ａ】図３，５および６に示したサブ画素で、非制御領域の屈曲角度と、その各々で観察者に視認される観察イメージ（屈曲角度φａ＝約６゜）について示す説明図である。
【図７ｂ】図３，５および６に示したサブ画素で、非制御領域の屈曲角度と、その各々で観察者に視認される観察イメージ（屈曲角度φｂ＝約２５゜）について示す説明図である。
【図７ｃ】図３，５および６に示したサブ画素で、非制御領域の屈曲角度と、その各々で観察者に視認される観察イメージ（屈曲角度φｃ＝約４５゜）について示す説明図である。
【図７ｄ】図３，５および６に示したサブ画素で、非制御領域の幅が２値存在する場合の、各ポイントで観察者に視認される観察イメージについて示す説明図である。
【図７ｅ】非制御領域の幅をＷ１ｄ１で略一定とした場合と図７ｄに示した第１例の場合とで、発生する電界について示す説明図である。
【図７ｆ】非制御領域の幅をＷ１ｄ１で略一定とした場合と図７ｄに示した第１例の場合との、色相のパターンずれについて示す説明図である。
【図７ｇ】図３，５および６に示したサブ画素で、非制御領域の幅が連続的に変化する場合の、各ポイントで観察者に視認される観察イメージについて示す説明図である。
【図７ｈ】図３，５および６に示したサブ画素で、非制御領域の幅が不連続的に変化する場合の、各ポイントで観察者に視認される観察イメージについて示す説明図である。
【図８】図４に示したサブ画素間の非制御領域の交差部が正方格子点上に存在していない開口形状で、非制御領域の形状と、観察者に視認される観察イメージについて示す説明図である。
【図９ａ】図３に示したサブ画素で、非制御領域の屈曲角度と立体表示特性の関係（２回屈曲のサブ画素の場合）について示すグラフである。
【図９ｂ】図５に示したサブ画素で、非制御領域の屈曲角度と立体表示特性の関係（１回屈曲のサブ画素の場合）について示すグラフである。
【図１０】図３，５および６に示したサブ画素で、第１非制御領域と第２非制御領域の交差部を直径Ｄの正方格子円上に配置した場合の例について示す説明図である。
【図１１】図１０に示した第１非制御領域と第２非制御領域の交差部を直径Ｄの正方格子円上に配置した場合で、正規化直径Ｄ／Ｐの大きさに対する、各色輝度の不均一性に起因する色ズレの表示特性レベルの主観評価を示すグラフである。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る立体画像表示装置の構成について示す説明図である。
【図１３ａ】図１２に示した表示パネル１１２で、各々のサブ画素が配置される正方格子の外観について示す説明図である。
【図１３ｂ】図１２に示した表示パネル１１２で、各々のサブ画素が配置される長方格子の外観について示す説明図である。
【図１３ｃ】図１２に示した表示パネル１１２で、各々のサブ画素が配置される斜方格子の外観について示す説明図である。
【図１４】図１３ａ〜ｃに示した正方格子、長方格子、斜方格子の各々の内容について示す表である。
【図１５ａ】図１３ｂに示した長方格子を適用したサブ画素について示す説明図である。
【図１５ｂ】図１３ｃに示した斜方格子を適用したサブ画素について示す説明図である。
【図１６】図１３ｂおよび図１５ａに示した長方格子を適用したサブ画素とレンズアレイの配置の一例について示す説明図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る立体画像表示装置の構成について示す説明図である。
【図１８ａ】図１７に示した表示パネルで、各々のサブ画素の配置について示す説明図である。
【図１８ｂ】図１８ａに示したサブ画素を、Ｚ軸を中心にＸＹ軸を反時計方向に９０°回転した場合の配置について示す説明図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態に係る立体画像表示装置の構成について示す説明図である。
【図２０】図１９に示した表示パネルを構成する画素とレンズアレイを構成するレンズ素子との配置例を示す説明図である。
【図２１ａ】図１９〜２０に示した立体画像表示装置で、具体的に多視点に対して立体画像を表示する表示例（一方向のみの光線分離）について示す説明図である。
【図２１ｂ】図１９〜２０に示した立体画像表示装置で、具体的に多視点に対して立体画像を表示する表示例（一方向のみの光線分離）について示す説明図である。
【図２１ｃ】図１９〜２０に示した立体画像表示装置で、具体的に多視点に対して立体画像を表示する表示例（二方向の光線分離）について示す説明図である。
【図２２】図１９〜２０に示した立体画像表示装置で、各サブ画素に対する色の配置の一例について示す説明図である。
【図２３】図１８〜２０に示した立体画像表示装置を、各画素を任意のＭ×Ｎのサブ画素で構成するよう拡張した例について示す説明図である。
【図２４】本発明の第５の実施形態に係る立体画像表示装置の構成について示す説明図である。
【図２５】図２４に示した表示パネルを構成するサブ画素におけるスイッチング素子と信号配線の構成例を示す説明図である。
【図２６】図２４に示した表示パネルを構成するサブ画素におけるスイッチング素子と信号配線の別の構成例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態の構成について添付図１、図２、図３に基づいて説明する。
最初に、本実施形態の基本的な内容について説明し、その後でより具体的な内容について説明する。
本実施形態に係る立体画像表示装置１０は、第１および第２の方向に対して、それぞれ少なくとも２つ以上の視点に視差画像を表示する複方向性立体画像表示装置である。この立体画像表示装置１０は、視差画像に対応し電気光学素子からなる複数のサブ画素３１から構成される画素３２がマトリクス状に配置された表示パネル１２と、第１の方向に配列された画素から出射した光をこの第１の方向に沿って相互に異なる方向に振り分けると共に第２の方向に配列された画素から出射した光をこの第２の方向に沿って相互に異なる方向に振り分ける光学手段（レンズアレイ２１）と、を備えると共に、表示パネル上に、サブ画素の開口境界間に存在する電気光学変換の制御ができない領域である第１および第２の非制御領域４１〜４２を有し、第１の非制御領域は第１の方向に沿って、第２の非制御領域は第２の方向に沿って、それぞれ延伸するものである。そして、第１および第２の非制御領域の交差部は、第１の方向と第２の方向に対してそれぞれ垂直かつ等間隔に配置された線分である格子線によって構成される単位格子で線分の交点である格子点上に配置され、第１かつ第２の非制御領域が格子線に対して単位格子内で少なくとも１回以上屈曲している。ここで、本明細書では屈曲部形状は多角形状のみならず弧状も含むものとする。
【００２４】
ここで、第１の方向と第２の方向は直交している。また、第１および第２の非制御領域の、格子線に対する単位格子内の屈曲の回数は同一である。さらに、この屈曲の回数が１回であり、第１及び第２の非制御領域の屈曲部と格子線との間のなす角度が１８〜６２°であるものとしてもよい。また、この屈曲の回数が２回であり、第１及び第２の非制御領域の屈曲部と格子線との間のなす角度が３８〜８２°であるものとしてもよい。
【００２５】
さらに、観察者の左眼と右眼を結ぶ線と平行な方向を水平方向とし、左眼から右眼の方向を正の方向と定義し、第２の方向を水平方向と一致させた場合に、水平方向と直交する格子線を基準として正の方向を右側、負の方向を左側と定義した場合、格子線と第１の非制御領域との間で右側に形成される第１の多角形の面積と左側に形成される第２の多角形の面積とが同一であるものとしてもよい。そして、格子線と第２の非制御領域との間で右側に形成される第１の多角形の面積と左側に形成される第２の多角形の面積とが同一であるものとしてもよい。また、水平方向と直交する格子線と第１の非制御領域との間で右側に形成される第１の多角形の面積と左側に形成される第２の多角形の面積、および水平方向と平行な格子線と第２の非制御領域との間で右側に形成される第３の多角形の面積と左側に形成される第４の多角形の面積とが全て同一であるものとしてもよい。ここで、水平方向と直交する格子線と第１の非制御領域との間、および水平方向と平行な格子線と第２の非制御領域との間で形成される各多角形は三角形である。
【００２６】
また、単位格子内の格子線の長さをＰ、格子点を中心とした格子円の直径をＤ、正規化直径をＤ／Ｐとした場合、第１と第２の非制御領域の交差部は、正規化直径０．１以内の格子円内に配置されるものとしてもよい。
【００２７】
以上の構成を備えることにより、立体画像表示装置１０は、複数方向のいずれから観察した場合においても、３Ｄモアレの発生および３Ｄクロストークの影響を抑制して良好な立体視を実現することが可能となる。
以下、これをより詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る立体画像表示装置１０の構成について示す説明図である。立体画像表示装置１０は、後述する構成の表示パネル１２と、この表示パネル１２の前面に配置された光学手段であるレンズアレイ２１とを備えている。
【００２９】
このレンズアレイ２１は、Ｘ軸方向とＸ軸と垂直な方向であるＹ軸方向の２方向のそれぞれに対して光線を空間分離する。このため、Ｘ軸を水平方向とした場合に、水平方向に画像１と画像２を、垂直方向に画像３と画像４が展開され、水平垂直の複方向で立体表示を実現することができる。ここで、観察者の左眼と右眼を結ぶ線と平行な方向を、水平方向と定義する。
【００３０】
表示パネル１２としては、液晶表示素子（ＬＣＤ）、有機エレクトロルミネッセンス表示素子（有機ＥＬ）、電気泳動素子、エレクトロクロミック素子など様々な電気光学素子を用いることができる。レンズアレイ２１としては、フライアイレンズやパララックスバリアなどの光学素子および屈折率制御を備えた液晶レンズや遮光制御を備えた液晶バリアなどの電気光学素子を用いることができるが、透過率という観点では、フライアイレンズおよび液晶レンズが特に好適である。
【００３１】
図２は、図１に示した表示パネル１２を構成するサブ画素３１とレンズアレイ２１を構成するレンズ素子２２との配置例を示した説明図である。表示パネル１２は、多数の画素が格子状に配置されて構成されている。そのうちの一つである画素３２は、サブ画素３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄという４つのサブ画素が２×２に並べられた形で構成され、立体表示時における単位画素となる。この実施形態では、各々の画素およびサブ画素が正方格子上に配置されている。
【００３２】
レンズアレイ２１は、多数のレンズ素子が格子状に配置されて構成されている。そして、各レンズ素子は表示パネル１２の各画素に対応する位置およびサイズとなっている。ここでは、表示パネル１２の画素３２に、レンズアレイ２１のレンズ素子２２が対応するものとしている。
【００３３】
図２では、各サブ画素に「Ｈ１Ｖ１」「Ｈ２Ｖ１」…などのように表示しているが、この表示の意味について説明する。図１で示した水平方向において、「Ｈ１」は画像１に対応するサブ画素、「Ｈ２」は画像２に対応するサブ画素を各々意味する。同様に、図１で示した垂直方向において、「Ｖ１」は画像３に対応するサブ画素、「Ｖ２」は画像４に対応するサブ画素を各々意味する。レンズの配置および表示する画像の位置と数によって、立体表示時における単位画素である画素３２とサブ画素３１の配置関係が決定される。
【００３４】
画素３２を例に取ると、サブ画素３１ａは「Ｈ１」および「Ｖ１」を表示するので図２では「Ｈ１Ｖ１」と表示している。同様に、サブ画素３１ｂは「Ｈ２Ｖ１」、サブ画素３１ｃは「Ｈ１Ｖ２」、サブ画素３１ｄは「Ｈ２Ｖ２」を各々表示する。水平方向と垂直方向に画像を分離するサブ画素の密度は同一であるので、水平解像度と垂直解像度は当然ながら同一とある。
【００３５】
なお、Ｈ１Ｖ１、Ｈ２Ｖ１、Ｈ１Ｖ２、Ｈ２Ｖ２の各サブ画素は、モノクロ画素でも構わないし、ＲＧＢＷ、ＲＧＢＹ、ＣＭＹＫ、ＣＭＹＷなどのような任意の４色を用いた画素でも構わない。また、Ｘ軸とＹ軸に対して各色の存在確率が同一となるように、画素内のサブ画素色を画素間で異なるように配置しても構わない。
【００３６】
図３ａおよび図３ｂは、図２に示したサブ画素３１の開口形状の一例について示す説明図である。ここで、表示パネル１２上で前述の水平方向（観察者の左眼と右眼を結ぶ線と平行な方向）をＸ軸、表示パネル１２上でＸ軸と垂直な方向をＹ軸、表示パネル１２と垂直な方向をＺ軸と各々定義する。図３ａは観察者が水平方向から見た場合、図３ｂは垂直方向から見た場合を各々示す。
【００３７】
格子状に並べられたサブ画素３１の区切りで、Ｘ軸と垂直な方向を第１格子線５１とし、Ｙ軸と垂直な方向を第２格子線５２とする。第１格子線５１と第２格子線５２は、それぞれＸ軸とＹ軸に対して表示装置の解像度に対応するピッチで等間隔に配列されている。第１格子線５１と第２格子線５２の交点を正方格子点５４とする。４つの正方格子点５４を四隅に配置されたものが正方格子５３である。
【００３８】
まず、水平方向から見た場合（図３ａ）、サブ画素間の第１非制御領域４１が第１格子線５１に対して屈曲し、第２非制御領域４２も同様に第２格子線に対して屈曲している。ここで、第１非制御領域は第１格子線に沿って延伸し、第２非制御領域は第２格子線に沿って延伸している。この第１非制御領域４１と第２非制御領域４２が交差している点は、正方格子点５４と一致する。
【００３９】
これを言い換えると、サブ画素間の非制御領域を決める境界線は、常に正方格子点上を通過し、かつこの境界が格子線に対して屈曲するこれら複数の境界線に囲まれるように、画素の開口形状が規定されていることになる。
【００４０】
このサブ画素形状を採用することにより、Ｘ軸を水平方向とした場合に、第１非制御領域が屈曲しているため隣接サブ画素の輝度混入を利用することにより非制御領域の拡大による水平方向に対する３Ｄモアレ現象を防ぎ、第２非制御領域についても同様に、垂直方向に対する３Ｄモアレ現象を防ぐことが出来る。
【００４１】
図３ａに対してＺ軸を中心にＸＹ軸を９０°回転させた状態の、垂直方向から見た場合（図３ｂ）についても、Ｙ軸が水平方向、Ｘ軸が垂直方向となるだけで、図３ａで示した水平方向から見た場合と同様に非制御領域の拡大による３Ｄモアレ現象を防ぐことが可能である。即ち、この立体画像表示装置１０を第１格子線５１と第２格子線のなす角度で回転させた場合にも、実効的に同一の表示状態を観察することが可能となる。
【００４２】
なお、上述した第１の格子線５１、第２の格子線５２、正方格子５３、正方格子点５４は、いずれもサブ画素３３の形状を規定するために導入したパラメータであり、表示パネル内の仮想上の線もしくは点であることに留意されたい。
【００４３】
図４ａおよび図４ｂは、図２に示したサブ画素の開口形状が、サブ画素間の非制御領域の交差部が正方格子点上に存在していない場合の例について示す説明図である。サブ画素間の非制御領域の交差部が正方格子点上に存在していないと、「水平視差画像が垂直視差画像に大幅に混入する」点と「隣接サブ画素間の開口率が均一でない」という２点で不都合が発生することとなる。従来例の１方向で３Dモアレを軽減する画素形状をもとに、単純に２方向に展開する画素形状では上記２点を満足することができない。
【００４４】
図４ａは水平もしくは垂直方向のうちいずれか一方向に対してのみサブ画素間の非制御領域の交差部が正方格子点から外した例を、図４ｂは水平および垂直方向の両方向とも正方格子点から外した例を、各々示している。特に図４ｂでは、水平視差画像が垂直視差画像に大幅に混入していることが認められる。これはサブ画素間の非制御領域の交差部が正方格子点上から大きく離れているために、サブ画素の開口形状が複方向に対応できていないことに起因する。これについては後述する。
【００４５】
図５は、図２に示したサブ画素の開口形状の別の例について示す説明図である。この例に示したサブ画素３３の非制御領域は、１つの正方格子の一辺に対して、第１非制御領域と第２非制御領域共に２回屈曲している。この屈曲形状により、Ｘ軸及びＹ軸方向のサブ画素の開口形状をすべて相似とすることができるため、隣接サブ画素間（例えば、Ｈ１Ｖ１−Ｈ２Ｖ１間、Ｈ１Ｖ１−Ｈ１Ｖ２間）の開口形状が略一定となり、各サブ画素間の色バランスが優れるといった特徴を有する。
【００４６】
これに対し、図３ａおよび図３ｂに示した形状では、サブ画素３４間の非制御領域の屈曲回数が、第１非制御領域と第２非制御領域共に１回の例を示しているが、サブ画素開口形状がＸ軸とＹ軸方向との間で異なり、隣接サブ画素間（例えば、Ｈ１Ｖ１−Ｈ２Ｖ１間、Ｈ１Ｖ１−Ｈ１Ｖ２間）の開口形状が９０°回転して配置されたようになる。
【００４７】
ただ、この図５に示した形状では、高精細画素においては屈曲数が１回で済むため開口率の確保という観点で有利であるのと同時に、後述するように立体表示特性にも有利である。その他の技術的意義はサブ画素３３の形状と同様である。
【００４８】
図６ａ〜ｃは、図３および５に示したサブ画素３３または３４の開口形状をより詳しく示す説明図である。この図６では、図を簡便に表示するため、開口形状の一部にのみ着目して記載している。第１格子線５１に対し第１の非制御領域４１が屈曲することにより、第１の非制御領域と第１格子線とで囲まれた三角形が形成される。また、図６ａ〜ｃでは、第１の非制御領域４１の屈曲回数に応じて形成される三角形の形状と１サブ画素あたりの三角形の数が異なる各々の例を示している。
【００４９】
より具体的には、図６ａは、第１の非制御領域４１が第１格子線の正方格子一辺分の長さに対し２回屈曲している場合を示している。図６ｂは、第１非制御領域４１が、第１格子線の正方格子一辺分の長さに対し１回屈曲している場合を示している。図６ｃは、第１非制御領域４１が、第１格子線の正方格子一辺分の長さに対し３回屈曲している場合を示している。
【００５０】
図６ａに示す、第１の非制御領域４１が第１格子線の正方格子一辺分の長さに対し２回屈曲している場合には、第１格子線５１および第１の非制御領域４１によって、右側三角形１０１と左側三角形１０２が形成される。ここで、格子線５１を基準に＋Ｘ軸方向を「右側」、−Ｘ軸方向を「左側」と定義する。右側三角形１０１はサブ画素３１ａの開口に寄与するものであり、左側三角形はサブ画素３１ｂの開口に寄与する。
【００５１】
正方格子点は前述の通り等間隔ピッチで配列されており各サブ画素に対応する各正方格子は同一の面積であるから、右側三角形１０１と左側三角形１０２の面積を等しくすることにより、サブ画素３１ａおよび３１ｂの開口面積を同一とすることができる。また隣接サブ画素の画像混在も同程度となるため立体表示特性も良好となる。
【００５２】
図６ｂに示す、第１非制御領域４１が第１格子線の正方格子一辺分の長さに対し１回屈曲している場合には、サブ画素３１ａと３１ｂにおいては左側三角形１０２のみが存在し、サブ画素３１ｃと３１ｄにおいては右側三角形１０１のみが存在する。
【００５３】
図６ｂに記載した箇所のみに着目すると、サブ画素３１ａと３１ｂ及びサブ画素３１ｃと３１ｄではそれぞれの開口に偏りが生じてしまうことになる。しかしながら、サブ画素形状を図５に示した形状とすることにより、サブ画素３１ａ〜ｄを全体的にすべて同一の開口とすることができる。もちろんこの場合も右側三角形１０１と左側三角形１０２の面積は等しい。
【００５４】
図６ｃに示す、第１非制御領域４１が、第１格子線の正方格子一辺分の長さに対し３回屈曲している場合には、右側三角形１０１と左側三角形１０３、１０４の３つの三角形が形成される。右側三角形１０１の面積と左側三角形１０３、１０４の面積の和を同一とすれば２回屈曲の場合と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
なお屈曲角度によっては三角形ではなく多角形（弧状も含む）となる場合もあるが、図６に示した各々の場合と同様に、それぞれの多角形の面積を同一とすることにより図６の各場合と同様の効果を得ることが出来る。また４回以上の屈曲に対しても本構造を同様に適用することができる。但し、正方格子の大きさが小さい、すなわち高い精細度の立体画像表示装置の場合には、３Ｄモアレ抑制と開口率の観点から、三角形とするのが望ましい。
【００５６】
図３，５および６に示したサブ画素３３または３４は、サブ画素に対応する正方格子の４辺すべてに対して、非制御領域が２回もしくは１回屈曲とした場合の例であるが、４辺すべてを同様の屈曲回数・屈曲角度にする必要は特になく、各多角形の面積が同一となっていれば立体表示特性として同様の効果を得ることが出来る。
【００５７】
特に立体画像表示装置を９０°回転させて使用する場合においては、第１格子線を基準とした場合の左側多角形、右側多角形と、第２格子線を基準とした場合の左側多角形、右側多角形を全て同じ面積にすることにより、９０°回転させた場合に３Ｄモアレ感を含む立体表示特性が同一となるため好適である。
【００５８】
隣接するサブ画素境界間の非制御領域は表示パネルの種類によってその構成態様が異なってくる。具体的にはＬＣＤにおいてはブラックマトリックスや信号配線、有機ＥＬにおいては隔壁や信号配線、ＰＤＰにおいては隔壁などが挙げられる。これらは数μｍ〜数十μｍの幅で形成されているのが一般的である。
【００５９】
また、図２は光学手段としてフライアイレンズアレイを用いている。Ｘ軸に対して水平視差及び垂直視差を有するように、Ｘ軸とＸ軸と直交しているＹ軸にそれぞれ平行に、かつ各画素に対応してフライアイレンズがマトリクス状に配列されている。レンズによってサブ画素から出射された光線がＸ軸及びＹ軸と平行な方向に分離されることにより、２方向に視差を有することが可能となる。
【００６０】
これ以外にも光学手段として、所望しない方向の光線を遮断するパララックスバリアやピンホールバリアを用いることができる。またこれ以外にも液晶を用いたＧＲＩＮレンズのような屈折率に分布を持たせたレンズも光線制御手段として用いることができる。
【００６１】
いずれの光学手段も、２方向に対して同時に光線分離できることが望ましいが、同時に２方向同時光線分離せずに１方向ずつ光線分離する、例えばＸ軸方向に光線分離している際はＹ軸方向には光線分離しない、もしくはＹ軸方向に光線分離している際にはＸ軸方向には光線分離しない、といった手段でもよい。このような光学手段を用いる場合、第１もしくは第２方向のみの立体画像表示モードと、第１および第２方向同時の複方向性の立体画像表示モードとの間の切り替えを、レンズアレイの電気的制御で行うことが可能となる。
【００６２】
液晶などを用いたアクティブ素子によるパララックスバリアやＧＲＩＮレンズであれば、２方向同時光線分離もしくは１方向のみ光線分離のいずれの選択も可能である。１方向のみ光線分離を実施する場合は、立体画像表示装置を通常方向で観察する場合と、９０°回転させた場合、のそれぞれの場合において水平視差の方向に対応するアクティブ素子の制御を実施して、光線分離を行えばよい。
【００６３】
例えば図２に示した例で、Ｈ１Ｖ１に対応する画像１とＨ１Ｖ２に対応する画像３を同一とし、Ｈ２Ｖ１に対応する画像２とＨ２Ｖ２に対応する画像４を同一とすると、Ｘ軸方向である水平方向のみに光線分離される。同様に、画像１と画像２を同一とし、画像３と画像４を同一とすると、Ｙ軸方向である垂直方向のみに光線分離される。
【００６４】
この２つの視差方向は一般的に画像表示装置の通常の用法により決まる。たとえば携帯端末（スマートフォンおよびフィーチュアフォン）、タブレット端末、ゲーム機、（パーソナルコンピュータなどの）モニターディスプレイで、使用時の装置の向きや、アプリケーションやコンテンツに応じて表示方向を変更する場合がこれに該当する。観察者にとって立体表示が認識できる方向でありさえすれば十分であるので、この２つの視差方向が厳密に互いに直交の関係にある必要はない。
【００６５】
図７は、図３，５および６に示したサブ画素３３または３４で、非制御領域７１ａ〜ｆの屈曲角度および形状と、その各々で観察者に視認される観察イメージ８１ａ〜ｃについて示す説明図である。図７ａ〜ｃでは非制御領域７１ａ〜ｃの幅を略一定として、図７ａは屈曲角度φａ＝約６゜、図７ｂは屈曲角度φｂ＝約２５゜、図７ｃは屈曲角度φｃ＝約４５゜である場合を各々示している。図７ｄ以後については後述する。
【００６６】
図７ａで示す隣接サブ画素境界６１ａと６２ｂの間には非制御領域７１ａが存在する。この非制御領域７１ａの屈曲角度φがほぼ０°に近い状態であるため、視差方向であるＸ軸に対して非制御領域に起因する暗部が形成される。この暗部が前述の光学手段により拡大表示され、観察イメージ８１ａに示す３Ｄモアレとして観察者に視認される。
【００６７】
図７ｂ〜ｃのように屈曲角度が大きくなるにつれて、Ｘ軸に対する非制御領域の暗部は軽減され、その結果、観察イメージ８１ｂ及び８１ｃに示すように３Ｄモアレは改善していく。
【００６８】
図７ａ〜ｃでは非制御領域７１ａ〜ｃの幅を略一定としたが、この非制御領域の幅を変化させることによって、さらに３Ｄモアレを改善する効果を得ることができる。以下、これについて説明する。図７ｄは非制御領域の幅が２値存在する場合（第１例）、図７ｇは非制御領域の幅が連続的に変化する場合（第２例）、図７ｈは非制御領域の幅が不連続的に変化する場合（第３例）の、非制御領域の形状（上側）と各ポイントで観察者に視認される観察イメージ（下側）について示す。図７ｄ，ｇ，ｈの各々の下側には、非制御領域のＸ軸位置に対するＹ軸成分の幅を示すグラフを観察イメージに重ね合わせて示している。図７ｅおよび図７ｆは、図７ｄに示す第１例によって得られる効果について示す。
【００６９】
図７ｄに示す第１例は、非制御領域の幅が２値存在する場合の例である。非制御領域の中心線Ｌ１ｄ上の任意の点における非制御領域の幅は、Ｌ１ｄ上の任意の点と隣接サブ画素境界上の２つの点を通る最短の線分の長さによって規定される。この第１例では、単位格子点Ｑ１ｄ及びＱ２ｄにおける非制御領域のそれぞれの幅をＷ１ｄとＷ３ｄの２つの値としている。
【００７０】
中心線Ｌ１ｄ上の単位格子点Ｑ１ｄから屈曲点Ｐ１ｄの方向にかけて、非制御領域の幅はＷ１ｄで一定である。屈曲点Ｐ１ｄ近傍の点Ｊから非制御領域の幅が連続的に変化して屈曲点Ｐ１ｄでＷ２ｄとなり、Ｐ１ｄから点Ｋに向かうまでの間も非制御領域の幅が連続的に変化する。点Ｋから単位格子点Ｑ２ｄの方向にかけて非制御領域の幅はＷ３ｄで一定である。
【００７１】
このような非制御領域の形状で、屈曲点Ｐ１ｄ近傍の非制御領域幅のＸ軸範囲をＰｘ１、開口部のＸ軸範囲をＰｘ２とすると、Ｘ軸方向に対する非制御領域部のＹ軸成分の幅の大きさは、Ｐｘ１内では連続的に変化し、Ｐｘ２内では一定値となる。観察者が視認する３Ｄモアレは、非制御領域により生ずる視差方向の暗部変化であるが、視差方向とＸ軸方向が略平行である場合には、この形状によりＸ軸方向における暗部変化は連続的な変化となる。即ち、これによって表示画質の改善が可能となる。
【００７２】
図７ｅは、非制御領域の幅をＷ１ｄ１で略一定とした場合と図７ｄに示した第１例の場合とで発生する電界について示す図であり、画素電極１および画素電極２の端部を拡大した形状について示している。隣接サブ画素境界として、画素電極１の端部と画素電極２の端部が配置され、画素電極２の一部に狭小部が存在し、図７ｅはその狭小部の拡大図である。
【００７３】
非制御領域として信号配線またはブラックマトリックスが構成されている。画素電極１と画素電極２がそれぞれ異なる電位である場合は、この２つの電極間に一定の電界が生じることになる。図７ｅではこの電界を電気力線（点線矢印）の模式図で示している。
【００７４】
図７ｅの向かって左側、非制御領域の幅Ｗ１ｄ１が略一定である場合には、この狭小部の先端部において生じる電位分布は、他の場所に比較して非常に急峻な変化となる。この急峻な電位変動により所望しない電界が画素電極１に生じ、狭小先端部において表示不良が発生する。
【００７５】
これに対して、図７ｅの向かって左側、図７ｄに示した第１例を適用した場合には、狭小先端部における画素電極１と画素電極２の距離を広くとる、即ち非制御領域の幅を狭小先端部でＷ２ｄ１（＞Ｗ１ｄ１）とすれば、開口率をほぼ一定に保ったまま電位変動を緩和して、表示不良を軽減することができる。
【００７６】
そして、この第１例を適用した場合には、画素電極はそのままで、狭小先端部におけるブラックマトリックスや信号配線の幅を広くとる、即ち非制御領域の幅を狭小先端部でＷ３ｄ１（＞Ｗ１ｄ１）とすれば、表示不良をブラックマトリックスまたは信号配線で覆い隠すことができる。いずれの場合も、表示画質の改善において有用な効果が得られる。
【００７７】
図７ｆは、非制御領域の幅をＷ１ｄ１で略一定とした場合と図７ｄに示した第１例の場合との、色相のパターンずれについて示す図であり、画素電極１および画素電極２の端部を拡大した形状について上半分に示している。隣接サブ画素境界として色層１の端部と色層２の端部が配置され、色層２の一部に狭小部が存在し、図７ｆはその狭小部の拡大図である。そして、非制御領域の幅を略一定とした場合と第１例の場合の各々についての断面図を下半分に示している。
【００７８】
非制御領域として、例えばブラックマトリックスや信号配線などが構成される。図７ｆの向かって左上側、非制御領域の幅Ｗ１ｄ１が略一定である場合には、図７ｆの向かって左下側に示すように、他の場所に比較して色層のパターンずれが大きくなりやすい傾向にある。これは、狭小先端部において、パターンずれが隣接する他の色層に及ぶことによる混色などの不具合が発生しやすいことが懸念されることになる。
【００７９】
そこで、この第１例を展開して、狭小先端部におけるブラックマトリックスまたは信号配線の幅を広くとる、即ち狭小先端部における非制御領域の幅を広くしてＷ２ｄ２（＞Ｗ１ｄ２）とすれば、開口率をほぼ一定に保ったまま、パターンずれが隣接する他の色層に及ぶことを抑制して色層１と色層２の混色を防止し、表示不具合を軽減することができる。これも、表示画質の改善において有用な効果である。
【００８０】
図７ｇに示す第２例は、非制御領域の幅が連続的に変化する場合の例である。非制御領域の中心線Ｌ１ｅ上の単位格子点Ｑ１ｅから屈曲点Ｐ１ｅの方向にかけて、単位格子点Ｑ１ｅにおける非制御領域の幅Ｗ１ｅから屈曲部Ｐ１ｅにおける幅Ｗ２ｅまで連続的に変化し、非制御領域の中心線Ｌ１ｅ上の屈曲点Ｐ１ｅから単位格子点Ｑ２ｅの方向にかけても同様に、屈曲部Ｐ１ｅにおける幅Ｗ２ｅから単位格子点Ｑ２ｅにおける幅Ｗ３ｅまで連続的に変化している点が、この第２例の特徴である。
【００８１】
このような非制御領域の形状において、屈曲点Ｐ１ｄ近傍の非制御領域幅のＸ軸範囲をＰｘ１、開口部のＸ軸範囲をＰｘ２とすると、Ｘ軸方向に対する非制御領域部のＹ軸成分の幅の大きさは、Ｐｘ１内では単調増加し、Ｐｘ２内では単調減少となっている。第１例と同様に、この形状によりＸ軸方向における暗部変化は連続的な変化となるために３Ｄモアレの緩和が可能となる。
【００８２】
この第２例では、中心線に対して非制御領域の幅を連続的に変化させることができるため、例えば、非制御領域を構成する信号配線の抵抗値の調整をするなどのように、解像度に応じた設計調整が可能となる。
【００８３】
図７ｈに示す第３例は、非制御領域の幅が不連続的に変化する場合の例である。中心線Ｌ１ｆ上の屈曲部Ｐ１ｆと単位格子点Ｑ２ｆの間で非制御領域の幅がＷ１ｆとＷ２ｆの２つの値が存在し、かつこの幅の変化が不連続的である点が、この第３例の特徴である。
【００８４】
この不連続点を有することにより、暗部変化が急峻になることも懸念されるが、非制御領域が屈曲していることにより、Ｘ軸方向に対する非制御領域部のＹ軸成分の幅の大きさは、連続的な変化もしくは一定値となる。従って、前述の第１例及び第２例と同様に、Ｘ軸方向における暗部変化を連続的な変化として、３Ｄモアレを緩和することが可能となる。
【００８５】
また、この第３例では、単位格子点から屈曲点までの間において中心線に対する非制御領域の幅を不連続に変化させることができるため、例えば、信号配線上にスイッチングデバイスやコンタクトホールを配置するなどのような変則的な設計も可能となる。
【００８６】
図７ｄ，ｇ，ｈで説明した第１例〜第３例は、いずれも非制御領域の屈曲回数が１回の場合を示したが、この屈曲回数が２回以上である場合に対してもこれらの例を適用することが可能であり、同様の効果を得ることができる。より具体的には、単位格子点Ｑを屈曲部Ｐに置き換えることによって、屈曲回数が２回以上の場合に適用可能となる。
【００８７】
図８は、図４に示したサブ画素間の非制御領域の交差部が正方格子点上に存在していない開口形状で、非制御領域７２の形状と、観察者に視認される観察イメージ８２について示す説明図である。このように非制御領域７２が屈曲せず、正方格子点上に配置されず、Ｙ軸に対して斜めに配置している場合においても、Ｘ軸方向に対する３Ｄモアレの軽減は可能である。しかしながら、この場合は図４ａおよびｂで前述したように、Ｘ軸方向とＹ軸方向の両方向に対する３Ｄモアレは軽減されない。
【００８８】
即ち、サブ画素における第１非制御領域と第２非制御領域の交差部がすべて正方格子点上に配置されることにより、２つの視差方向で同時に３Ｄモアレを軽減または防止することが可能となる。
【００８９】
図９は図３および図５に示したサブ画素３３または３４で、非制御領域７１ａ〜ｃの屈曲角度と立体表示特性の関係について示すグラフである。図９ａは図３に示した２回屈曲のサブ画素３３の場合、図９ｂは図５に示した１回屈曲のサブ画素３４の場合を各々示している。図９ａおよびｂのいずれも、立体表示特性として３Ｄモアレと３Ｄクロストークを示している。
【００９０】
３Ｄモアレは、図８で示した視野角に対する輝度変動であり、輝度変動の大きさと輝度変動が発生する角度の大きさで主観的に与える影響が決定される。３Ｄクロストークは、右眼用画像（Ｒ画像）に左眼用画像（Ｌ画像）が混合する割合、または逆にＬ画像にＲ画像が混合する割合を表す。この値が大きくなると立体視が難しくなる。
【００９１】
図９ａおよびｂの縦軸で、実際の光学特性と主観的に評価した結果から決定した実用的な上限値を、レベル１およびレベル２として示す。レベル１は許容可能な特性レベル、レベル２は望ましい特性レベルを示している。また、精細度に依存する部分を反映させるために、非制御領域の幅を１としたときの格子間隔を８，１４，２０の場合を示している（以下、この格子間隔を規格化格子間隔とする）。
【００９２】
図９ａおよびｂのいずれも、屈曲角度が大きくなるにつれて、上述したように視差方向対する非制御領域の暗部は軽減され、３Ｄモアレが軽減していく。その一方で隣接するサブ画素の画像が混入する面積が大きくなるため、３Ｄクロストークが大きくなり、立体表示特性が悪化する。つまり屈曲角度による立体表示特性変化は３Ｄモアレと３Ｄクロストークとのトレードオフの関係がある。
【００９３】
また、規格化格子間隔を変化させると立体表示特性も変化する。３Ｄモアレについては格子間隔に対する相対的な非制御領域が拡大するため、同一の屈曲角度では規格化格子間隔が小さくなるにつれ３Ｄモアレが悪化する。一方で３Ｄクロストークは、格子間隔に対する相対的な非制御領域が拡大すると隣接サブ画素からの混入面積が小さくなるため、同一の屈曲角度では規格化格子間隔が小さくなるにつれて３Ｄクロストークは良好になる。ただし、図９ａおよびｂの比較より、規格化格子間隔の変化に対する立体表示特性変化については、屈曲回数に大きく依存することが分かる。
【００９４】
図９ａ（図３に示した２回屈曲のサブ画素３３の場合）で、規格化格子間隔８，１４，２０のトータルで見ると、レベル１では屈曲角度は３８°〜８２°の範囲内が、レベル２では屈曲角度は５５°〜８０°の範囲内が望ましい。ここから規格化格子間隔８を除くと、屈曲角度の範囲は更に広くなりレベル１で２２°〜８２°、レベル２で２８〜８０°が好適な範囲となる。つまり２回屈曲のサブ画素形状は、規格化格子間隔８と１４との間で適用できる屈曲角度範囲に大きな差が出てくることが分かる。
【００９５】
図９ｂ（図５に示した１回屈曲のサブ画素３４の場合）で、規格化格子間隔８，１４，２０のトータルで見ると、レベル１では屈曲角度は１８°〜６２°の範囲内が、レベル２では屈曲角度２４°〜５３°の範囲内が望ましい。ここから規格化格子間隔８を除くと、屈曲角度の範囲は広くなりレベル１で１０°〜６２°、レベル２で１３〜５３°が好適な範囲となる。
【００９６】
即ち、１回屈曲のサブ画素３４の形状では、規格化格子間隔８と１４との間で適用できる屈曲角度範囲の差が図９ａと比べて小さく、また規格化格子間隔８だけで比較すると図９ｂの方が屈曲角度範囲が大きい。つまり、規格化格子間隔が小さい、すなわち精細度が高い場合は、図３の２回屈曲よりも図４の１回屈曲の方が望ましい。これは図５の説明で述べた通りである。
【００９７】
これまで、サブ画素間の非制御領域を正方格子点上に配置した例を示してきたが、正方格子点は大きさは正方格子の大きさに依存して正方格子円として見なすことも可能である。サブ画素間の非制御領域の交差部が正方格子点上に存在しなければならない理由は、既に述べた通り「隣接サブ画素間の開口率の均一性確保のため」である。この場合の正方格子円の半径の大きさは、隣接サブ画素間での開口率変動の許容性から導かれる。
【００９８】
図１０は、図３，５および６に示したサブ画素３３または３４で、第１非制御領域と第２非制御領域の交差部を直径Ｄの正方格子円上に配置した場合の例について示す説明図である。この場合、正方格子の一辺の長さＰに対する正方格子円の直径Ｄの大きさが大きくなるにつれて、隣接サブ画素間の開口率変動が大きくなることとなる。
【００９９】
図１１は、図１０に示した第１非制御領域と第２非制御領域の交差部を直径Ｄの正方格子円上に配置した場合で、正規化直径Ｄ／Ｐの大きさに対する、各色輝度の不均一性に起因する色ズレの表示特性レベルの主観評価を示すグラフである。ここでＰは、サブ画素３３または３４の配置される正方格子の間隔である。
【０１００】
ここで、Ｘ軸とＹ軸に対して各色の存在確率が同一となるように、画素内のサブ画素色を画素間で異なるように配置している。この評価より正方格子円の正規化直径Ｄ／Ｐの大きさが０．１以内であればディスプレイの表示特性として許容される結果となった。０．１を越えてくると、各サブ画素間での開口面積の均一性の低下に伴い、色の視野角に対する不均一性が顕在化し、色ズレとして表示品位が大きく低下する。従って、正方格子円の直径Ｄは正方格子間隔Ｐに対して０．１以下とするのが望ましい。
【０１０１】
以上で説明した第１の実施形態に係る立体画像表示装置１０は、第１方向を水平方向、第２方向を垂直方向とした場合に、水平視差画像が垂直視差画像に大幅に混入することを防止し、隣接サブ画素間の開口率の均一性が確保できるため、３Ｄモアレ抑制と３Ｄクロストーク抑制を両立することが可能となる。また、水平方向と垂直方向で同一の３Ｄ解像度を得ることも可能となるので、表示装置を９０°回転させて同一の立体表示特性を得ることができる。
【０１０２】
この立体画像表示装置１０は、たとえば携帯端末（スマートフォンおよびフィーチュアフォン）、タブレット端末、ゲーム機、（パーソナルコンピュータやワークステーションの）モニターディスプレイなどで、使用時の装置の向きや、アプリケーションやコンテンツに応じて表示方向を変更可能なものに適している。
【０１０３】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る立体画像表示装置１１０は、第１の実施形態では正方格子上に配置されていた各々のサブ画素を、長方格子もしくは斜方格子上に配置されるように構成した。
【０１０４】
以上の構成によれば、長方格子もしくは斜方格子上に配置された画素によって構成された立体画像表示装置にあっても、第１の実施形態と同一の効果が得ることが可能となる。
以下、これをより詳細に説明する。
【０１０５】
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る立体画像表示装置１１０の構成について示す説明図である。立体画像表示装置１１０は、後述する表示パネル１１２と、この表示パネル１１２の前面に配置された光学手段であるレンズアレイ１２１とを備えている。表示パネル１１２およびレンズアレイ１２１の構造は第１の実施形態に等しいが、各々の形状が第１の実施形態と異なる。
【０１０６】
即ち、表示パネル１１２は、第１の実施形態では各々のサブ画素が正方格子上に配置されて構成されていたものが、本実施形態では長方格子もしくは斜方格子上に配置されて構成されている。以下、その配置について説明する。
【０１０７】
図１３は、図１２に示した表示パネル１１２で、各々のサブ画素が配置される正方格子、長方格子、斜方格子の外観について示す説明図である。図１３ａは正方格子５３、図１３ｂは長方格子５５、図１３ｃは斜方格子５７を各々示す。
【０１０８】
いずれの図にも、第１視差方向と垂直な方向の第１格子線５１、第２視差方向と垂直な方向の第２格子線５２を各々示している。そして、第１格子線５１は第１視差方向に対してピッチｊで等間隔に配列され、第２格子線５２は第２視差方向に対してピッチｋで等間隔に配置されている。ここで、ピッチｊとピッチｋは表示パネルの解像度に対応して決定される。解像度とは単位長さあたりの画素数であり、図１３においてｊおよびｋはサブ画素間隔となっている。一般的にディスプレイの表示方式に応じて、画素数とサブ画素数の関係は一意に決まるものであるため、本発明において「解像度に対応して」とはピッチがサブ画素間隔もしくは画素間隔であることを含むと解釈できる。
【０１０９】
図１３ａの正方格子５３では、ピッチｊ＝ｋであり、かつ第１視差方向と第２視差方向のなす角度θ＝９０°である。図１３ｂの長方格子５５では、ピッチｊ≠ｋであり、かつ第１視差方向と第２視差方向のなす角度θ＝９０°である。図１３ｃの斜方格子５７では、ピッチｊ＝ｋまたはｊ≠ｋのどちらでもよく、かつ第１視差方向と第２視差方向のなす角度θ≠９０°である。
【０１１０】
第１格子線５１と第２格子線５２の交点は、図１３ａでは正方格子点５４、図１３ｂでは長方格子点５６、図１３ｃでは斜方格子点５８である。図１４は、図１３ａ〜ｃに示した正方格子５３、長方格子５５、斜方格子５７の各々の内容について示す表である。
【０１１１】
図１５は、図１３ｂ〜ｃに示した長方格子５５および斜方格子５７を適用したサブ画素３５および３６について示す説明図である。図１４ａは、長方格子５５を適用したサブ画素３５について示す。図１４ｂは、斜方格子５７を適用したサブ画素３６について示す。サブ画素３５および３６の形状は、いずれも第１の実施形態と同一である。
【０１１２】
いずれも、第１の実施形態では第１非制御領域４１（４５，４７）と第２非制御領域４２（４６，４８）の交点が正方格子点５４だったのを、長方格子点５６、もしくは斜方格子点５８に置換するのみである。図１４ａ〜ｂにはいずれも「２回屈曲」の形状を示しているが、もちろんこれを第１の実施形態で既に説明した「１回屈曲」やその他の形状にしてもよい。
【０１１３】
図１６は、図１３ｂおよび図１５ａに示した長方格子５５を適用したサブ画素３５とレンズアレイ１２１の配置の一例について示す説明図である。表示パネル１１２は縦ストライプ状の画素３７が多数、長方格子状に配置されて構成されている。画素３７は、サブ画素３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄという４つのサブ画素（図１５ａのサブ画素３５と同一）が２×２に並べられた形で構成されている。
【０１１４】
レンズアレイ１２１は、多数のレンズ素子が格子状に配置されて構成されている。そして、各レンズ素子は表示パネル１１２の各画素に対応する位置およびサイズとなっている。ここでは、表示パネル１１２の画素１３２に、レンズアレイ１２１のレンズ素子１２２が対応するものとしている。
【０１１５】
以上、各々の画素１３２およびレンズ素子１２２の構成は図２に示した第１の実施形態に準じるが、画素１３２およびレンズ素子１２２はいずれも長方形状である。
【０１１６】
このサブ画素配置例において例えば３７ａ、３７ｄ、３７ｇ、３７ｊをレッド画素、３７ｂ、３７ｅ、３７ｈ、３７ｋをグリーン画素、３７ｃ、３７ｆ、３７ｉ、３７ｌをブルー画素とすると、一般的な縦ストライプ色配置された画素群と同様の配置となる。
【０１１７】
このように構成することにより、一般的な縦ストライプをもつ表示パネルにおいても本実施形態を適用して、第１の実施形態として説明した効果と同じく、第１視差方向と第２視差方向のいずれの方向においても３Ｄモアレ及び３Ｄクロストークの発生を抑制するという効果を得ることが可能となる。
【０１１８】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る立体画像表示装置２１０は、第１の実施形態とは別の第１および第２の非制御領域を備える。即ち、第１および第２の非制御領域のうちいずれか一方が、第１の方向と第２の方向に対してそれぞれ垂直かつ等間隔に配置された線分である格子線によって構成される２つの単位格子で１回屈曲し、かつ第１および第２の非制御領域の他方が単位格子内で少なくとも１回以上屈曲すると共に、第１および第２の非制御領域の交差部が、単位格子の４つの格子点のうちの２つの点上に存在しないように構成した。
【０１１９】
以上の構成によっても、第１の実施形態と同一の効果が得ることが可能となる。
以下、これをより詳細に説明する。
【０１２０】
図１７は、本発明の第３の実施形態に係る立体画像表示装置２１０の構成について示す説明図である。立体画像表示装置２１０は、後述する表示パネル２１２と、この表示パネル２１２の前面に配置された光学手段である第１の実施形態と同一のレンズアレイ２１とを備えている。表示パネル２１２の構造は第１および第２の実施形態に等しいが、形状が第１の実施形態と異なる。
【０１２１】
即ち、表示パネル２１２は、第１の実施形態と同じく各々のサブ画素が正方格子上に配置されて構成されているものであるが、第１および第２の実施形態では第１非制御領域と第２非制御領域とが単位格子内で少なくとも１回は屈曲し、全ての交差部が正方格子点（または長方格子点もしくは斜方格子点）の上に非制御領域が存在する構成であるのに対し、
本実施形態では第１非制御領域と第２非制御領域のいずれか一方が２つの単位格子で１回屈曲し、他方の非制御領域が単位格子内で少なくとも１回以上屈曲するという構成となっている。この構成でも前述した本発明の目的を達成できる。以下、これについて説明する。
【０１２２】
図１８ａは、図１７に示した表示パネル２１２で、各々のサブ画素３８の配置について示す説明図である。図１８ｂは、図１８ａに示したサブ画素３８を、Ｚ軸を中心にＸＹ軸を反時計方向に９０°回転した場合の配置について示す説明図である。第１の非制御領域４３は１つの正方格子に対して１回屈曲であり、第２の非制御領域４４は２つの正方格子に対して１回屈曲である。
【０１２３】
この場合、交差部７３ａと７３ｂは正方格子点上に配置され、交差部７３ｃと７３ｄは正方格子点上に配置されず、交差部７３ｅと７３ｆは正方格子点上に配置されている。このように、交差部７３ａと７３ｃと７３ｅを含む第２正方格子線においては、Ｘ軸に対して第１正方格子線の２周期で正方格子点上に配置されない交差部が存在することが分かる。
【０１２４】
Ｙ軸においても同様に、交差部７３ａと７３ｂを含む第１正方格子線では、全ての交差部が正方格子点上に配置されているのに対して、交差部７３ｃと７３ｄを含む第１正方格子線では、全ての交差部が正方格子点上に配置されていない。
【０１２５】
即ち、このように全ての交差部が正方格子点上に配置されていない第１正方格子線がＸ軸に対して２周期で存在している。このような構成でも、水平および垂直のいずれの方向においても３Ｄモアレ及び３Ｄクロストークの発生を抑制することができる。なお、第１の非制御領域４３は、図６に示したような１つの正方格子に対して１回以上の屈曲回数でも何ら問題がなく適用することができる。
【０１２６】
なお、実際の第１と第２の非制御領域の交差部が格子点上もしくは格子円上に存在するかどうかを確認する方法については、次の通りである。まず、第１と第２の非制御領域の交差部をプロットして、このプロットした点を含む形で光線分離する第１の方向と第２の方向に対して、それぞれ垂直な線分である第１と第２の格子線を引いて、これら格子線が交わる格子点及び単位格子を求める。この格子点と前記交差部が全ての単位格子内で２つ重なっていれば、本発明の構成となっていることが確認できる。また、格子点は単位格子の一辺の長さに対して０．１の直径範囲内でも構わない。
【０１２７】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る立体画像表示装置３１０は、第１の実施形態をさらに拡張して、第１の方向の視点数をＮ、第２の方向に対する視点数をＭとした場合に（ＭおよびＮはいずれも２以上の整数）、画素がＮ×Ｍ個のサブ画素から構成されるものとしている。
【０１２８】
以上の構成によれば、視点数をさらに多くした場合においても、第１の実施形態と同一の効果が得ることが可能となる。
以下、これをより詳細に説明する。
【０１２９】
図１９は、本発明の第４の実施形態に係る立体画像表示装置３１０の構成について示す説明図である。立体画像表示装置３１０は、後述する表示パネル３１２と、この表示パネル３１２の前面に配置された光学手段であるレンズアレイ３２１とを備えている。表示パネル３１２およびレンズアレイ３２１の構造は第１の実施形態に等しいが、各々の形状が第１の実施形態と異なる。
【０１３０】
即ち、表示パネル３１２は、第１の実施形態では正方格子上に配置された各画素が２×２のサブ画素によって構成されていたものが、本実施形態では各画素が４×４のサブ画素によって構成されている。以下、これについて説明する。
【０１３１】
図２０は、図１９に示した表示パネル３１２を構成する画素３３２とレンズアレイ３２１を構成するレンズ素子３２２との配置例を示す説明図である。画素３３２は、１６個のサブ画素３３１ａ〜ｐが４×４に並べられた形で構成されている。レンズアレイ３２１は、多数のレンズ素子３２２が格子状に配置されて構成されている。
【０１３２】
そして、各レンズ素子は表示パネル３１２の各画素に対応する位置およびサイズとなっている。ここでは、表示パネル３１２の画素３３２に、レンズアレイ３２１のレンズ素子３２２が対応するものとしている。これが立体表示時の単位画素となる。
【０１３３】
図２０では、図２と同様に、水平方向で画像１に対応するサブ画素を「Ｈ１」、画像２に対応するサブ画素を「Ｈ２」、画像３に対応するサブ画素を「Ｈ３」、画像４に対応するサブ画素を「Ｈ４」と記載し、同様に垂直方向で、画像５に対応するサブ画素を「Ｖ１」、画像６に対応するサブ画素を「Ｖ２」、画像７に対応するサブ画素を「Ｖ３」、画像８に対応するサブ画素を「Ｖ４」と各々記載している。
【０１３４】
このような構成に対しても、第１〜３の実施形態で示した、サブ画素間の非制御領域の交差部と格子点５４との関係性や該非制御領域の格子線に対する屈曲構成を適用することが可能である。つまり、多視点に対しても、水平方向と垂直方向に画像を分離するサブ画素の密度、すなわち水平垂直解像度は同一として、３Ｄモアレを抑制することを可能とする立体画像表示装置を提供することが、これによって可能となる。
【０１３５】
図２１ａ〜ｃは、図１９〜２０に示した立体画像表示装置３１０で、具体的に多視点に対して立体画像を表示する表示例について示す説明図である。図２１ａおよびｂは水平もしくは垂直方向のうちいずれか一方向のみの光線分離、図２１ｃは水平および垂直方向の両方に対する光線分離の表示例を示す。レンズ素子３２２を構成する単位レンズとして、ここではフライアイレンズを使用するものとして図示している。これ以外にも液晶などを用いたアクティブ素子によるパララックスバリアやＧＲＩＮレンズであれば、２方向同時光線分離もしくは１方向のみ光線分離のいずれの選択も可能であるため、図２１ａ〜ｃの制御を同一構成で行う場合には好適である。
【０１３６】
図２１ａは水平方向のみ視差を有する４つの各視点画像（第１〜第４画像）を用いて、サブ画素群３４０ａ（サブ画素３３１ａ，ｅ，ｉ，ｍ）に第１画像に対応した信号、サブ画素群３４０ｂ（サブ画素３３１ｂ，ｆ，ｊ，ｎ）に第２画像に対応した信号、サブ画素群３４０ｃ（サブ画素３３１ｃ，ｇ，ｋ，ｏ）に第３画像に対応した信号、サブ画素群３４０ｄ（サブ画素３３１ｄ，ｈ，ｌ，ｐ）に第４画像に対応した信号がそれぞれ入力されて、Ｘ軸の水平方向のみに光線分離され、水平方向に４視点の立体視を実現している。
【０１３７】
図２１ｂは、図２１ａを時計方向に９０°回転させた形を示す。サブ画素群３４１ａ（サブ画素３３１ａ，ｂ，ｃ，ｄ）に第１画像に対応した信号、サブ画素群３４１ｂ（サブ画素３３１ｅ，ｆ，ｇ，ｈ）に第２画像に対応した信号、サブ画素群３４１ｃ（サブ画素３３１ｉ，ｊ，ｋ，ｌ）に第３画像に対応した信号、サブ画素群３４１ｄ（サブ画素３３１ｍ，ｎ，ｏ，ｐ）に第４画像に対応した信号がそれぞれ入力されて、Ｙ軸の水平方向のみに光線分離され、水平方向に４視点の立体視を実現している。
【０１３８】
図２１ｃは水平方向と垂直方向に視差を有する４つの各視点画像（第５〜第８画像）を用いて、サブ画素群３４２ａ（サブ画素３３１ａ，ｂ，ｅ，ｆ）に第５画像に対応した信号、サブ画素群３４２ｂ（サブ画素３３１ｃ，ｄ，ｇ，ｈ）に第６画像に対応した信号、サブ画素群３４２ｃ（サブ画素３３１ｉ，ｊ，ｍ，ｎ）に第７画像に対応した信号、サブ画素群３４２ｄ（サブ画素３３１ｋ，ｌ，ｏ，ｐ）に第８画像に対応した信号がそれぞれ入力されて、Ｘ軸の水平方向とＹ軸の垂直方向に光線分離され、水平方向と垂直方向にそれぞれ２視点の立体視を実現している。
【０１３９】
図２２は、図１９〜２０に示した立体画像表示装置３１０で、各サブ画素３３１に対する色の配置の一例について示す説明図である。この例では、各サブ画素３３１に対してＲＧＢＷの４原色を配置するものであるが、これ以外にもＲＧＢＹ、ＣＭＹＫ、ＣＭＹＷなどの任意の４色を配置するものとしてもよい。この例を図２０ａ〜ｃに当てはめると、各サブ画素群３４１を、常にＲＧＢＷの４色から構成されるようにすることが可能となる。
【０１４０】
このような色配置を用いることによって、多視点においても一方向と二方向の光線分離を画像信号と光学手段の信号だけで実現でき、さらに水平垂直解像度を同一として、３Ｄモアレの発生を抑制し、色３Ｄモアレが発生しない立体画像表示装置の提供が可能となる。
【０１４１】
もちろんこの構成は、各画素を４×４のサブ画素で構成する場合に限らず、任意のＭ×Ｎに拡張することが可能である。図２３は、図１８〜２０に示した立体画像表示装置３１０を、各画素を任意のＭ×Ｎのサブ画素で構成するよう拡張した例について示す説明図である。図２３は、図２０〜２１と同様に、表示パネル３１２を構成する画素３３２とレンズアレイ３２１を構成するレンズ素子３２２との配置例を示すものである。
【０１４２】
これは、水平方向にＭ視点、垂直方向にＮ視点を有する以外は、図１８〜２０に示した「４×４」の例と同一である。ここで、Ｍ＝Ｎとすれば、水平方向と垂直方向を同一視差数とすることが可能となる。またＮを原色数の倍数とすれば、一方向と二方向の光線分離を画像信号と光学手段の信号だけで行う際の色ワレと３Ｄモアレを抑制することが可能となる。
【０１４３】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係る立体画像表示装置４１０は、第１および第２の非制御領域を除くサブ画素の開口部内に存在する遮光パターンが、第１および第２の非制御領域と平行な線分で形成されている。また、その遮光パターンは信号線、スイッチング素子、コンタクトホールまたはソース電極のうちのいずれかである。さらに、非制御領域が信号線、隔壁またはブラックマトリックスのうちのいずれかからなる。
【０１４４】
以上の構成によっても、透過型のＬＣＤやボトムエミッション型の有機ＥＬなどでも、第１の実施形態と同一の効果が得ることが可能となる。
以下、これをより詳細に説明する。
【０１４５】
図２４は、本発明の第５の実施形態に係る立体画像表示装置４１０の構成について示す説明図である。立体画像表示装置４１０は、後述する表示パネル４１２と、この表示パネル４１２の前面に配置された光学手段であるレンズアレイ４２１とを備えている。表示パネル４１２およびレンズアレイ４２１の構造は第１の実施形態に等しい。
【０１４６】
前述した第１〜第４の実施形態で、サブ画素の出射パターンすなわち開口部は、前記した第１および第２の非制御領域以外の領域として規定されてきた。これは表示パネルの電気光学素子の種類に依存するが、反射型のＬＣＤや電気泳動素子、トップエミッション型の有機ＥＬの場合は、スイッチング素子や信号配線の影響を受けにくいために、概ね上記概念がそのまま適用でき、第１と第２の非制御領域のパターンのみに着目しても特に問題はない。
【０１４７】
しかしながら、透過型のＬＣＤやボトムエミッション型の有機ＥＬの場合には、スイッチング素子や信号配線の影響により出射光が遮蔽されるため、サブ画素の開口部は上記の概念がそのまま適用できず、開口部のパターンが変化することになる。本実施形態は、このような場合においても、第１と第２の非制御領域のパターンだけでなくスイッチング素子や信号配線において、前述した第１〜第４の実施形態と同じ概念を適用することを可能とするものである。以下、これについて説明する。
【０１４８】
図２５は、図２４に示した表示パネル４１２を構成するサブ画素４３１におけるスイッチング素子と信号配線の構成例を示す説明図である。サブ画素４３１で、スイッチング素子４３１ａを介してソース電極４３１ｂとデータ信号線４３１ｃが接続されている。ゲート信号線４３１ｄから所定のゲート信号が入力されることにより、データ信号線４３１ｃからソース電極４３１ｂに所定の電位が書き込まれる。ストレージ配線４３１ｅとソース電極４３１ｂとが絶縁膜を介して容量結合することによりストレージ４３１ｆを形成している。
【０１４９】
ここで、ゲート信号線４３１ｄとデータ信号線４３１ｃは、前記した第１と第２の非制御領域に該当すると見なせるのに対して、ストレージ配線４３１ｅは前記した第１と第２の非制御領域に該当しない。このようなストレージ配線４３１ｅを、非制御領域であるゲート信号線４３１ｄと略平行に、第２の格子線５２に対して屈曲させる構成とすることで、第１の実施形態と同一の３Ｄモアレ現象を抑制する効果を得ることが可能となる。
【０１５０】
スイッチング素子４３１ａ及びソース電極４３１ｂについても、データ信号線４３１ｃまたはゲート信号線４３１ｄと略平行に形成されることが望ましい。
【０１５１】
図２６は、図２４に示した表示パネル４１２を構成するサブ画素４３１におけるスイッチング素子と信号配線の別の構成例を示す説明図である。この例では、ソース電極４３１ｂからコンタクトホール４３１ｇを介して画素電極４３１ｈに接続している構成である。この場合におけるスイッチング素子４３１ａ、ソース電極４３１ｂ及びコンタクトホール４３１ｇはゲート信号線４３１ｄまたはデータ信号線４３１ｃと略平行に形成されているのが望ましい。
【０１５２】
但し、図２４および図２５に記載の配線例で、スイッチング素子や信号配線などの非制御領域のパターンに関しては、サイズ効果も踏まえて適用を考える方が好ましい。例えば、図２１におけるストレージ配線は、各サブ画素間を貫いて表示パネル全面に連続的に形成されるため、３Ｄモアレ現象に対しては非制御領域と同様の影響を及ぼす。従って、ストレージ配線はデータ信号線またはゲート信号線と略平行に形成されることが求められる。
【０１５３】
一方、図２４および図２５におけるスイッチング素子、ソース電極及びコンタクトホールについては、単位格子の大きさと該パターンの大きさとのバランスで、データ信号線またはゲート信号線と略平行にするかどうか決定することも可能である。本発明者らによる主観評価では、該パターンの大きさが単位格子の０．２以下であれば、データ信号線またはゲート信号線と略平行にしなくても、３Ｄモアレに関して許容できることを確認している。
【０１５４】
スイッチング素子、ソース電極及びコンタクトホールのパターンに関して、それらが単位格子に対して極めて小さい場合は、必ずしもデータ信号線４３１ｃまたはゲート信号線４３１ｄと略平行にする必要はない。
【０１５５】
（実施形態の拡張）
以上で説明してきた各々の実施形態は、立体画像表示装置として説明してきた。しかしながら、本実施形態が解決する課題とした３Ｄモアレ現象は立体画像表示装置に限定されるものではない。たとえば運転席と助手席の各々に対して異なる画像を表示するカーナビゲーション装置などのように、光線に指向性を付加する光学手段を利用して複数の観察位置に対して異なる画像を表示する表示装置においても３Ｄモアレは生じうる。そのような表示装置に対しても、本実施形態の技術を適用して３Ｄモアレを抑制することが可能である。
【０１５６】
これまで本発明について図面に示した特定の実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
本発明は、テレビ、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット、ゲーム機、カーナビゲーション装置などで、立体視を可能とする画像を表示する表示装置、あるいは複数の観察位置に対して異なる画像を表示する表示装置に対して幅広く利用可能である。
【符号の説明】
【０１５８】
１０、１１０、２１０、３１０、４１０  立体画像表示装置
１２、１１２、２１２、３１２、４１２  表示パネル
２１、１２１、３２１、４２１  レンズアレイ
２２  レンズ素子
３１、３１ａ〜ｄ、３３〜３６、３７ａ〜ｌ、３８、３３１、４３１  サブ画素
３２  画素
４１、４３、４５、４７  第１非制御領域
４２、４４、４６、４８  第２非制御領域
５１  第１格子線
５２  第２格子線
５３  正方格子
５４、５４ａ〜ｂ  正方格子点
５５  長方格子
５６  長方格子点
５７  斜方格子
５８  斜方格子点
６１ａ〜ｆ、６２ａ〜ｆ  隣接サブ画素境界
７１ａ〜ｆ、７２  非制御領域
７３、７３ａ〜ｆ  交差部
８１ａ〜ｃ、８２  観察イメージ
１０１  右側三角形
１０２、１０３、１０４  左側三角形
３４０ａ〜ｄ、３４１ａ〜ｄ、３４２ａ〜ｄ  サブ画素群
４３１ａ  スイッチング素子
４３１ｂ  ソース電極
４３１ｃ  データ信号線
４３１ｄ  ゲート信号線
４３１ｅ  ストレージ配線
４３１ｆ  ストレージ
４３１ｇ  コンタクトホール
４３１ｈ  画素電極
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図７ｅ】
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【図７ｆ】
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【図７ｇ】
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【図７ｈ】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【図１４】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１ａ】
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【図２１ｂ】
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【図２１ｃ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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