(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部と、
第１の層を介して前記表示部の背面側に対向配置されたバリア素子と
を備え、
前記バリア素子は、前記表示部に向けて画像表示用の光線を出射するスリット部を有し、
前記スリット部と前記第１の層との間に、前記第１の層とは屈折率の異なる第２の層が設けられ、
前記スリット部は、横方向に間隔を空けて複数配置されていると共に、前記横方向の間隔が中心部から周辺部に行くに従い狭くなるように配置されている
立体表示装置。
【請求項２】
前記スリット部の横方向の配置間隔は、前記第１の層と前記第２の層との屈折率差によって生ずる前記スリット部の光学的な位置ずれを補償するように最適化されている
請求項１に記載の立体表示装置。
【請求項３】
有効視野角の範囲内で互いに最も外側に位置する第１の視点位置と第２の視点位置とから前記スリット部を観察する場合において、
前記屈折率差が無いものとして前記第１の視点位置および前記第２の視点位置から観察される、前記スリット部の最適化前の中心位置をＬＣｍ、
前記屈折率差がある状態で前記第１の視点位置から前記最適化前の中心位置ＬＣｍを観察したときに前記屈折率差の影響で光学的にずれて観察される第１のずれ位置をＬＯＭＡ、
前記屈折率差がある状態で前記第２の視点位置から前記最適化前の中心位置ＬＣｍを観察したときに前記屈折率差の影響で光学的にずれて観察される第２のずれ位置をＬＯＭＢとすると、
前記スリット部の最適化後の中心位置は、前記第１のずれ位置ＬＯＭＡと前記第２のずれ位置ＬＯＭＢとの中点に位置している
請求項２に記載の立体表示装置。
【請求項４】
前記第１の層は空気層であり、
前記第２の層は前記バリア素子の基材である
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の立体表示装置。
【請求項５】
前記複数のスリット部は、斜めストライプ形状で、かつ、Ｓ字曲線状に設けられている
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の立体表示装置。
【請求項６】
前記複数のスリット部は、斜め方向にＳ字曲線状にステップ配置されている
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の立体表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、パララックスバリア（視差バリア）方式による立体視を可能にする立体表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特殊な眼鏡を装着する必要がなく、裸眼で立体視が可能な立体表示方式の一つとして、パララックスバリア方式の立体表示装置が知られている。パララックスバリア方式による立体表示装置の一般的な構成例としては、液晶表示パネル等の表示部の前面に、パララックスバリアを対向配置したものがある。また、例えば特許文献１に記載されているように、表示部として透過型の表示パネルを用い、その表示パネルの背面側（バックライト側）にパララックスバリアを配置する構成もある。
【０００３】
パララックスバリア方式の場合、表示部に立体視用の視差画像（２視点の場合には右眼用視差画像と左眼用視差画像）を空間分割して表示し、その視差画像を視差分離手段としてのパララックスバリアによって水平方向に視差分離することで立体視が行われる。パララックスバリアの一般的な構造としては、光を透過するスリット部と、光を遮蔽する遮蔽部とを水平方向（横方向）に交互に設けたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８７８２３号公報（図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パララックスバリア方式の立体表示装置においては、パララックスバリアの視差分離機能によって、観察者の左右の眼に、別々の視差画像からの光を入射させることで、立体視を実現している。このため、良好な立体視を実現するためには、表示パネルの各画素とパララックスバリアのスリット部等との相対的な位置関係が設計値に従って正確に位置合わせされている必要がある。例えば何らかの要因でスリット部の位置が設計値からずれると、立体視の品質に劣化が発生する問題がある
【０００６】
しかしながら、表示パネルの背面側にパララックスバリアを配置する構成の場合、例えば表示部とスリット部との間に屈折率差のある複数の層（例えば空気層とパララックスバリアの基材）が介在すると、その屈折率差があることによって、スリット部の光学的な位置が設計値からずれてしまい、結果として良好な立体表示を行うことができなくなってしまう。
【０００７】
本開示の目的は、良好な立体表示を行うことができるようにした立体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】
【０００８】
本開示による立体表示装置は、表示部と、第１の層を介して表示部の背面側に対向配置されたバリア素子とを備え、バリア素子が、表示部に向けて画像表示用の光線を出射するスリット部を有し、スリット部と第１の層との間に、第１の層とは屈折率の異なる第２の層が設けられているものである。そして、スリット部が、横方向に間隔を空けて複数配置されていると共に、横方向の間隔が中心部から周辺部に行くに従い狭くなるように配置されているものである。
【００１０】
本開示の立体表示装置では、複数のスリット部の間隔（バリアピッチ）が、中心部から周辺部に行くに従い狭くなることで、例えば表示部とスリット部との間に屈折率差のある複数の層が介在した場合に、その屈折率差によって生ずるスリット部の光学的な位置ずれが補償される。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の立体表示装置によれば、複数のスリット部の間隔を、中心部から周辺部に行くに従い狭くなるようにしたので、例えば表示部とスリット部との間に屈折率差のある複数の層が介在した場合に、その屈折率差によって生ずるスリット部の光学的な位置ずれが補償される。これにより、良好な立体表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の一実施の形態に係る立体表示装置の全体構成の一例を示す断面図である。
【図２】バリア機能を有するバックライトの構成例を示す断面図である。
【図３】図２に示したバックライトにおける光変調素子の電極構成を示す斜視図である。
【図４】図２に示したバックライトにおける光線の出射状態を示す説明図である。
【図５】バリア素子の基本設計例を示す断面図である。
【図６】屈折率差による設計値との光学的な位置ずれについての説明図である。
【図７】入射角と光学的な位置ずれ量についての説明図である。
【図８】９視点の場合の第１視点に対する入射角についての説明図である。
【図９】９視点の場合の第９視点に対する入射角についての説明図である。
【図１０】最小の入射角と最大の入射角とについての説明図である。
【図１１】入射角と光学的な位置ずれ量についての説明図である。
【図１２】ずれ量の計算についての説明図である。
【図１３】第１の視点位置に対するずれ量の計算についての説明図である。
【図１４】第２の視点位置に対するずれ量の計算についての説明図である。
【図１５】最適化後のスリット位置についての説明図である。
【図１６】スリット部の配置の第１の具体例を示す平面図である。
【図１７】スリット部の配置の第２の具体例を示す平面図である。
【図１８】スリット部の配置の第３の具体例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
［立体表示装置の全体構成］
図１は、本開示の一実施の形態に係る立体表示装置の一構成例を示している。この立体表示装置は、画像表示を行う表示部１と、表示部１の背面側に配置され、画像表示用の光を出射するバリア素子（パララックスバリア）２および面光源３とを備えている。
【００１５】
表示部１は、透過型の２次元表示パネル、例えば透過型の液晶表示パネルを用いて構成され、例えばＲ（赤色）用画素、Ｇ（緑色）用画素、およびＢ（青色）用画素からなる画素を複数有し、それら複数の画素がマトリクス状に配置されている。表示部１は、バリア素子２および面光源３からの光を画像データに応じて画素ごとに変調させることで２次元的な画像表示を行うようになっている。
【００１６】
この立体表示装置は、バリア素子２を可変式のパララックスバリアで構成した場合、２次元（２Ｄ）表示モードと、３次元（３Ｄ）表示モードとを任意に選択的に切り替えることが可能となる。２次元表示モードと３次元表示モードとの切り替えは、表示部１に表示する画像データの切り替え制御と、バリア素子２の視差分離機能のオン・オフの切り替え制御とを行うことで可能となる。この場合、表示部１には、３次元画像データに基づく画像と２次元画像データに基づく画像とを選択的に切り替えて表示する。なお、３次元画像データとは、例えば、３次元表示における複数の視野角方向に対応した複数の視差画像を含むデータである。例えば２眼式の３次元表示を行う場合、右眼表示用と左眼表示用の視差画像のデータである。３次元表示モードでの表示を行う場合には、例えば１画面内にストライプ状の複数の視差画像が含まれる合成画像を表示する。
【００１７】
面光源３は、例えば、ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）等の蛍光ランプや、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いて構成されている。バリア素子２は、３次元表示を行う場合に、表示部１に表示された視差合成画像に含まれる複数の視点画像を立体視が可能となるように複数の視点方向に分離するものであり、立体視を可能にするように表示部１に対して所定の位置関係で対向配置されている。バリア素子２は、基材２１と、光を遮蔽する遮蔽部２３と、光を透過（出射）し、表示部１の各画素１１に対して立体視が可能となるように所定の条件で対応付けられた視差分離部としてのスリット部２２とを有している。
【００１８】
バリア素子２は、固定式のパララックスバリアであっても良いし、可変式のパララックスバリアであっても良い。固定式のパララックスバリアの場合、例えば透明な平行平面板（基材２１）の表面に、薄膜状の金属などでスリット部２２および遮蔽部２３となるパターンを形成したものを用いることができる。可変式のパララックスバリアとする場合、例えばバックライト方式の液晶表示素子による表示機能（光変調機能）を用いて、スリット部２２および遮蔽部２３のパターンを選択的に形成することができる。
【００１９】
固定式および可変式のいずれの構成を取る場合にも、バリア素子２は、空気層４（第１の層）を介して表示部１の背面側に対向配置され、スリット部２２および遮蔽部２３と空気層４との間には、空気層４とは屈折率の異なる基材２１（第２の層）が配置された構成となる。スリット部２２の配置間隔は、空気層４と基材２１との屈折率差によって生ずるスリット部２２の光学的な位置ずれを補償するように最適化されている。具体的には、スリット部２２は、横方向に間隔を空けて複数配置されているが、横方向の間隔が中心部から周辺部に行くに従い狭くなるように配置されている。スリット部２２の光学的な位置ずれの詳細、およびその最適化方法については後述する。
【００２０】
［バリア素子２の変形例］
図１では、バリア素子２と面光源３とを用いる構成例を示したが、可変式のパララックスバリアにする場合、例えば高分子分散液晶（ＰＤＬＣ；Polymer Dispersed LiquidCrystal）を用いて、エッジライト方式の構成にすることも可能である。例えばバリア素子２および面光源３に代えて、図２（Ａ），（Ｂ）に示したようなバリア機能を有するバックライトを用いても良い。
【００２１】
このバリア機能を有するバックライトは、導光板１０と、導光板１０の側面に配置された光源２０と、導光板１０の背後に配置された光変調素子３０および反射板４０とを備えている。
【００２２】
導光板１０は、導光板１０の側面に配置した光源２０からの光を導光板１０の上面に導くものである。この導光板１０は、導光板１０の上面に配置される表示部１（図１）に対応した形状、例えば、上面、下面および側面で囲まれた直方体状となっている。導光板１０は、側面から入射した光源２０からの光を散乱し、均一化する機能を有している。導光板１０は、例えば、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）やアクリル樹脂（ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などの透明熱可塑性樹脂を主に含んで構成されている。
【００２３】
光源２０は、例えば線状光源であり、例えば、熱陰極管(ＨＣＦＬ；Hot Cathode FluorescentLamp)、ＣＣＦＬ、または複数のＬＥＤを一列に配置したものなどからなる。光源２０は、図２（Ａ）に示したように、導光板１０の一の側面にだけ設けられていてもよいし、導光板１０の２つの側面、３つの側面または全ての側面に設けられていてもよい。
【００２４】
反射板４０は、導光板１０の背後から光変調素子３０を介して漏れ出てきた光を導光板１０側に戻すものであり、例えば、反射、拡散、散乱などの機能を有している。これにより、光源２０からの射出光を効率的に利用することができ、また、正面輝度の向上にも役立っている。この反射板４０は、例えば、発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）や銀蒸着フィルム、多層膜反射フィルム、白色ＰＥＴなどからなる。
【００２５】
光変調素子３０は、本実施の形態において、導光板１０の背後（下面）に空気層を介さずに密着しており、例えば接着剤（図示せず）を介して導光板１０の背後に接着されている。この光変調素子３０は、例えば、図２（Ｂ）に示したように、透明基板３１、下側電極３２、配向膜３３、光変調層３４、配向膜３５、上側電極３６および透明基板３７を反射板４０側から順に配置されたものである。
【００２６】
透明基板３１，３７は、光変調層３４を支持するものであり、一般に、可視光に対して透明な基板、例えば、ガラス板や、プラスチックフィルムによって構成されている。下側電極３２は、透明基板３１のうち透明基板３７との対向面上に設けられたものであり、例えば、図３に光変調素子３０の一部を抜き出して示したように、面内の一の方向に延在する帯状の形状となっている。また、上側電極３６は、透明基板３７のうち透明基板３１との対向面上に設けられたものであり、例えば、図３に示したように、面内の一の方向であって、かつ下側電極３２の延在方向と交差（直交）する方向に延在する帯状の形状となっている。
【００２７】
なお、下側電極３２および上側電極３６の形状は、駆動方式に依存するものである。例えば、これらが上述したような帯状の形状となっている場合には、例えば、各電極を単純マトリクス駆動することが可能である。一方の電極がベタ膜となっており、他方の電極が微小な方形状となっている場合には、例えば、各電極をアクティブマトリクス駆動することが可能である。また、一方の電極がベタ膜となっており、他方の電極が細かな引出線がついたブロック状となっている場合には、例えば、それぞれの分割ブロックを独自に駆動できるセグメント方式にすることもできる。
【００２８】
下側電極３２および上側電極３６のうち少なくとも上側電極３６（このバックライトの上面側の電極）は透明な導電性材料、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ；Indium Tin Oxide）からなる。ただし、下側電極３２（このバックライトの下面側の電極）については、透明な材料でなくてもよく、例えば、金属によって構成されていてもよい。なお、下側電極３２が金属によって構成されている場合には、下側電極３２は、反射板４０と同様、導光板１０の背後から光変調素子３０に入射する光を反射する機能も兼ね備えていることになる。従って、この場合には、反射板４０をなくすることも可能である。
【００２９】
下側電極３２および上側電極３６を光変調素子３０の法線方向から見たときに、光変調素子３０のうち下側電極３２および上側電極３６が互いに対向している箇所に対応する部分が光変調セル３０−１を構成している。各光変調セル３０−１は、下側電極３２および上側電極３６に所定の電圧を印加することにより別個独立に駆動することの可能なものであり、下側電極３２および上側電極３６に印加される電圧値の大きさに応じて、光源２０からの光に対して透明性を示したり、散乱性を示したりする。
【００３０】
このバックライトでは、光変調素子３０の下側電極３２および上側電極３６間に印加される電圧に応じて部分的に黒表示と白表示とを切り替えることができる。これにより、バリア素子２（図１）のスリット部２２および遮蔽部２３と同等のバリアパターンを形成することができる。
【００３１】
光変調層３４は、図２（Ｂ）に示したように、バルク３４Ａと、バルク３４Ａ内に分散された微粒子状の複数の微粒子３４Ｂとを含んだ複合層となっている。バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂは光学異方性を有している。バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂの常光屈折率は互いに等しく、かつバルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂの異常光屈折率は互いに等しいことが好ましい。この場合に、例えば、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない部分（図４（Ａ）の透過領域３０Ａ）では、正面方向および斜め方向を含むあらゆる方向において屈折率差がほとんどなく、高い透明性が得られる。これにより、例えば、正面方向に向かう光および斜め方向に向かう光は、光変調層３４内で散乱されることなく、光変調層３４を透過する。その結果、例えば、図４（Ａ），（Ｂ）に示したように、光源２０からの光Ｌは、透過領域３０Ａの界面（透明基板３１または導光板１０と空気との界面）において全反射され、透過領域３０Ａの輝度（黒表示の輝度）が、光変調素子３０を設けていない場合（図４（Ｂ）中の一点鎖線）と比べて下がる。
これにより、バリア素子２（図１）の遮蔽部２３として機能させることができる。
【００３２】
また、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されている部分（図４（Ａ）の散乱領域３０Ｂ）では、光変調層３４において、正面方向および斜め方向を含むあらゆる方向において屈折率差が大きくなり、高い散乱性が得られる。これにより、正面方向に向かう光および斜め方向に向かう光は、光変調層３４内で散乱される。その結果、例えば、図４（Ａ），（Ｂ）に示したように、光源２０からの光Ｌは、散乱領域３０Ｂの界面（透明基板３１または導光板１０と空気との界面）を透過すると共に、反射板４０側に透過した光は反射板４０で反射され、光変調素子３０を透過する。従って、散乱領域３０Ｂの輝度は、光変調素子３０を設けていない場合（図４（Ｂ）中の一点鎖線）と比べて極めて高くなり、しかも、透過領域３０Ａの輝度が低下した分だけ、部分的な白表示の輝度（輝度突き上げ）が大きくなる。
これにより、バリア素子２（図１）のスリット部２２として機能させることができる。
【００３３】
このバリア機能を有するバックライトを用いる場合にも、図１のバリア素子２と同様に、バックライトは空気層４（第１の層）を介して表示部１の背面側に対向配置され、スリット部２２および遮蔽部２３（光変調層３４）と空気層４との間には、空気層４とは屈折率の異なる第２の層（主に導光板１０および透明基板３７）が配置された構成となる。
【００３４】
［スリット部２２の設計値と光学的な位置ずれについて］
図５は、この立体表示装置において例えば２眼式にする場合の各部の配置の基本設計例を示している。なお、図５では表示部１とバリア素子２のスリット部２２および遮蔽部２３との間の屈折率差によって生ずる光学的な位置ずれについては考慮していない。図５において、Ｌは表示部１における画素１１（左眼用画素１１Ｌおよび右眼用画素１１Ｒ）のピッチ（画素ピッチ）、Ｒは観察者（左眼５１Ｌおよび右眼５１Ｒ）と表示部１との視点距離、ｒは表示部１（画素１１）とバリア素子２のスリット部２２および遮蔽部２３との距離（バリア距離）を表している。Ｐはスリット部２２の横方向の間隔（バリアピッチ）を表している。Ｅは左眼５１Ｌと右眼５１Ｒとの間隔（視点間距離）を表している。ＬＣ０は表示部１の中心位置（表示中心位置）を表している。
【００３５】
表示部１とスリット部２２との間に屈折率差のある層がないものとすると、各部の配置を以下の関係を満たす設計値とすることで、観察者の左眼５１Ｌに入射する光線Ｌ１Ｂは左眼用画素１１Ｌからの光のみとなり、右眼５１Ｒに入射する光線Ｌ１Ａは右眼用画素１１Ｒからの光のみとなる。これにより、２眼式の立体視が行われる。
Ｌ：ｒ ＝ Ｅ：（Ｒ＋ｒ）
２Ｌ：Ｒ ＝ Ｐ：（Ｒ＋ｒ）
【００３６】
しかしながら、実際には、スリット部２２および遮蔽部２３と空気層４との間には、空気層４とは屈折率の異なる基材２１が配置されているので、上記した設計値に合わせた構成にすると、図６に示したような光学的な位置ずれが発生する。図６では、右眼５１Ｒに入射する光線Ｌ１Ａを例にしているが、左眼５１Ｌに入射する光線Ｌ１Ｂについても同様である。空気層４側から基材２１側への光線Ｌ１Ａの入射角をθ１、基材２１側から空気層４側への光線Ｌ１Ａの入射角をθ２、ｎ１を空気層４の屈折率（ｎ１＝１．０）、ｎ２を基材２１の屈折率とすると、スネルの法則により、以下の関係が成り立つ。
ｎ２ ＝ Ｓｉｎθ１／Ｓｉｎθ２
【００３７】
屈折率差が無いものとして右眼５１Ｒから観察される、スリット部２２の中心位置（屈折率最適化前のスリット中心位置）をＬＣｍとする。この場合、屈折率差がある状態で右眼５１Ｒから最適化前の中心位置ＬＣｍを観察すると、屈折率差の影響で光学的にずれた位置ＬＣｍ’を観察することになる（ずれ量ＯｆｆＭＡ）。これにより、本来、右眼５１Ｒから見えるはずの右眼用画素１１Ｒが遮断された状態となる。そして、本来は右眼５１Ｒに対して遮断されるはずの左眼用画素１１Ｌからの光線Ｌ１Ａ’が右眼５１Ｒに見える状態となってしまう。
【００３８】
［スリット部２２の配置の最適化の概要］
上記したずれ量ＯｆｆＭＡは、上記したスネルの法則により、入射角θ１と入射角θ２とが正弦で比例関係にあるので、図７に模式的に示したように、入射角θ１が大きくなるほど大きくなる。すなわち、ずれ量ＯｆｆＭＡは一様ではなく、観察位置（視点位置）に応じて異なる量となる。
【００３９】
図８および図９は、９視点の場合の最も外側に位置する視点位置（第１視点および第９視点）での入射角の関係を示している。パララックスバリア方式の場合、画面に対し、適性視距離で視点位置をずらした場合でも逆視を除き３Ｄ品質を保証した設計がなされる。図８および図９に示したように、各視点位置と各画素１１との角度関係はそれぞれ異なっている。一方、バリア素子２のスリット部２２は、どの視点位置でも共通となる。１つのスリット部２２は、有効視野角θ０の範囲内においてすべての視点と画素とに関して、３Ｄ品質を保証した設計である必要がある。しかしながら、前述の様に入射角によってずれ量が異なるため、これらすべてを完全に保証するための解はない。
【００４０】
そこで、有効視野角θ０の範囲内において、あるスリット部２２に関して、最小の入射角でのずれ量と最大の入射角でのずれ量との平均値を用いて、その配置を最適化する。図１０に示したように、表示部１の中心位置（表示中心位置）ＬＣ０を観察中心として有効視野角θ０を定義する。有効視野角θ０は、適視距離と視点数等により決定される。例えば表示部１の画面サイズが４０インチ、視点数が９視点に場合、適視距離は１．５ｍ、有効視野角θ０は２２°となる。
【００４１】
図１０に示したように、有効視野角θ０の範囲内で互いに最も外側に位置する第１の観察位置をＡ、第２の観察位置をＢとする。このとき、第１の観察位置Ａの右眼５１Ｒ（第１の視点位置）と、第２の観察位置Ｂの左眼５１Ｌ（第２の視点位置）とが、有効視野角θ０の範囲内で互いに最も外側に位置する視点位置となる。この場合、入射角が最大となるのは、第１の観察位置Ａの右眼５１Ｒから第２の端部ｂを見るとき（光線Ｌ１Ａｂ）と、第２の観察位置Ｂの左眼５１Ｌから第１の端部ａを見るとき（光線Ｌ１Ｂａ）である。入射角が最小となるのは、第２の観察位置Ｂの左眼５１Ｌから第２の端部ｂを見るとき（光線Ｌ１Ｂｂ）と、第１の観察位置Ａの右眼５１Ｒから第１の端部ａを見るとき（光線Ｌ１Ａａ）である。
【００４２】
このような第１の視点位置（第１の観察位置Ａの右眼５１Ｒ）および第２の視点位置（第２の視点位置の左眼５１Ｌ）に対してずれ量が最小となるようにスリット部２２の配置を最適化すれば良い。図１１に示したように、屈折率差が無いものとして第１の視点位置および第２の視点位置から観察される、スリット部２２の最適化前の中心位置をＬＣｍとする。屈折率差がある状態で第１の視点位置から最適化前の中心位置ＬＣｍを観察したときに屈折率差の影響で光学的にずれて観察される第１のずれ位置をＬＯＭＡ、屈折率差がある状態で第２の視点位置から最適化前の中心位置ＬＣｍを観察したときに屈折率差の影響で光学的にずれて観察される第２のずれ位置をＬＯＭＢとする。この場合、スリット部２２の最適化後の中心位置ＬＯｍを、第１のずれ位置ＬＯＭＡと第２のずれ位置ＬＯＭＢとの中点にすれば良い。なお、図１１においてｄは、バリア素子２の基材２１の厚みである。
【００４３】
［スリット部２２の配置の具体的な計算例］
図１２〜図１５を参照して、図１１に示したようなスリット部２２の配置の最適化を行う場合の具体的な設計例について説明する。なお、図１２〜図１５において、図５〜図１１と共通する符号の意味は互いに同じであり、符号の説明は適宜省略する。
【００４４】
図１２では、図５と同様、２眼式での設計例を示している。この場合、上述したように、
Ｌ：ｒ ＝ Ｅ：（Ｒ＋ｒ）
２Ｌ：Ｒ ＝ Ｐ：（Ｒ＋ｒ）
の関係が成り立つ。これらから以下の式が成り立つ。
ｒ ＝ ＬＲ／（Ｅ−Ｌ）
Ｐ ＝ ２Ｌ＋２ｒ／Ｒ
【００４５】
ここでは表示部１の表示中心位置ＬＣ０で対称と考え、片側のみを考慮する。スリット部２２の座標は中心を０とする。中心より向かって右側、ｎ番目の最適化前のスリット部２２の中心位置ＬＣｍの座標は、
ＬＣｍ ＝ ｎＰ
となる。
【００４６】
第１の視点位置（右眼５１Ｒ）の適視座標をＬＣＡ、第２の視点位置（左眼５１Ｌ）の適視座標をＬＣＢとする。最適化前のスリット部２２の中心位置ＬＣｍに対する、第１の視点位置ＬＣＡに対応する光線Ｌ１Ａの入射角θn1Aは、
θn1A ＝ ｔａｎ-1｛（ＬＣｍ−ＬＣＡ）／（Ｒ＋ｒ）｝
同様に、最適化前のスリット部２２の中心位置ＬＣｍに対する、第２の視点位置ＬＣＢに対応する光線Ｌ１Ｂの入射角θn1Bは、
θn1B ＝ ｔａｎ-1｛（ＬＣｍ−ＬＣＢ）／（Ｒ＋ｒ）｝
となる
【００４７】
第１の視点位置ＬＣＡに対応する光線Ｌ１Ａに対する屈折角θn2Aは、
θn2A ＝ ｓｉｎ-1｛ｓｉｎ（θn1A／ｎ２）｝
同様に、第２の視点位置ＬＣＢに対応する光線Ｌ１Ｂに対する屈折角θn2Bは、
θn2B ＝ ｓｉｎ-1｛ｓｉｎ（θn1B／ｎ２）｝
【００４８】
第１の視点位置ＬＣＡから最適化前の中心位置ＬＣｍを観察したときには、図１３に示したように、屈折率差の影響で光学的に第１のずれ位置ＬＯＭＡの位置にずれて観察される。この場合のずれ量ＯｆｆＭＡは、基材２１の厚みをｄとして、
ＯｆｆＭＡ ＝ ｄ｛ｔａｎ（θn1A）−ｔａｎ（θn2A）｝
第１のずれ位置ＬＯＭＡは、
ＬＯＭＡ ＝ ＬＣｍ−ＯｆｆＭＡ
となる。
【００４９】
同様に、第２の視点位置ＬＣＢから最適化前の中心位置ＬＣｍを観察したときには、図１４に示したように、屈折率差の影響で光学的に第２のずれ位置ＬＯＭＢの位置にずれて観察される。この場合のずれ量ＯｆｆＭＢは、
ＯｆｆＭＢ ＝ ｄ｛ｔａｎ（θn1B）−ｔａｎ（θn2B）｝
第２のずれ位置ＬＯＭＢは、
ＬＯＭＢ ＝ ＬＣｍ−ＯｆｆＭＢ
【００５０】
以上の説明では、画面右について計算したが、実際には画面左も同様の計算となる。ただし、線対称となるので第１の視点位置ＬＣＡと第２の視点位置ＬＣＢとに対する各部の横方向の位置関係は逆転することとなる。
【００５１】
２視点（２眼式）の場合は、１つの観察位置での右眼５１Ｒおよび左眼５１Ｌの２視点を考慮するが、多視点（３視点以上）の場合、最外となる観察位置をそれぞれ、図１０に示したように、第１の観察位置Ａ、第２の観察位置Ｂと定義する。そして、第１の観察位置Ａの右眼５１Ｒを第１の視点位置とし、第２の観察位置Ｂの左眼５１Ｌを第２の視点位置と定義して同様の計算を行う。
【００５２】
スリット部２２の最適化後の中心位置ＬＯｍは、図１５に示したように、第１のずれ位置ＬＯＭＡと第２のずれ位置ＬＯＭＢとの中点にすれば良い。すなわち、
ＬＯＭ ＝ （ＬＯＭＡ＋ＬＯＭＢ）／２
【００５３】
［スリット部２２の配置の具体例］
以上で説明した最適化手法によって構成されたバリア素子２におけるスリット部２２の配置の具体例を、図１６〜図１８に示す。
【００５４】
図１６（Ａ）は最適化前のスリット部２２の配置の第１の具体例を示している。図１６（Ｂ）は最適化後のスリット部２２の配置の第１の具体例を示している。図１６（Ａ）の最適化前の配置では、縦ストライプ状にスリット部２２と遮蔽部２３とが交互に配置されている。バリア幅（遮蔽部２３の幅、バリアピッチ）は中心部と周辺部とで幅Ｗ１で同一となっている。１つのスリット部２２の幅は、中心部と周辺部とで同一となっている。従って、隣り合うスリット部２２の間隔（スリットピッチ）は中心部と周辺部とで同一である。これに対して、図１６（Ｂ）の最適化後の配置では、バリア幅は中心部が幅Ｗ１、周辺部が幅Ｗ２（＜Ｗ１）であり、外側に行くに従い幅が狭くなっている。１つのスリット部２２の幅は、中心部と周辺部とで同一となっている。従って、隣り合うスリット部２２の間隔（スリットピッチ）は中心部と周辺部とで異なり、外側に行くに従い間隔が狭くなっている。
【００５５】
図１７（Ａ）は最適化前のスリット部２２の配置の第２の具体例を示している。図１７（Ｂ）は最適化後のスリット部２２の配置の第２の具体例を示している。図１７（Ａ）の最適化前の配置では、斜めストライプ状にスリット部２２と遮蔽部２３とが交互に配置されている。バリア幅は中心部と周辺部とで幅Ｗ１で同一となっている。１つのスリット部２２の幅は、中心部と周辺部とで同一となっている。従って、隣り合うスリット部２２の間隔は中心部と周辺部とで同一である。これに対して、図１７（Ｂ）の最適化後の配置では、斜めストライプ形状で、かつ、Ｓ字曲線状にスリット部２２と遮蔽部２３とが交互に配置されている。バリア幅は中心部が幅Ｗ１、周辺部が幅Ｗ２（＜Ｗ１）であり、外側に行くに従い幅が狭くなっている。１つのスリット部２２の幅は、中心部と周辺部とで同一となっている。従って、隣り合うスリット部２２の間隔は中心部と周辺部とで異なり、外側に行くに従い間隔が狭くなっている。
【００５６】
図１８（Ａ）は最適化前のスリット部２２の配置の第３の具体例を示している。図１８（Ｂ）は最適化後のスリット部２２の配置の第３の具体例を示している。図１８（Ａ）の最適化前の配置では、スリット部２２が斜め方向に直線状にステップ配置配置されている。バリア幅は中心部と周辺部とで幅Ｗ１で同一となっている。１つのスリット部２２の幅は、中心部と周辺部とで同一となっている。従って、隣り合うスリット部２２の間隔は中心部と周辺部とで同一である。これに対して、図１８（Ｂ）の最適化後の配置では、スリット部２２が斜め方向にＳ字曲線状にステップ配置されている。バリア幅は中心部が幅Ｗ１、周辺部が幅Ｗ２（＜Ｗ１）であり、外側に行くに従い幅が狭くなっている。１つのスリット部２２の幅は、中心部と周辺部とで同一となっている。従って、隣り合うスリット部２２の間隔は中心部と周辺部とで異なり、外側に行くに従い間隔が狭くなっている。
【００５７】
［効果］
以上説明したように、本実施の形態に係る立体表示装置およびバリア素子２によれば、複数のスリット部２２の間隔を、中心部から周辺部に行くに従い狭くなるようにしたので、表示部１とスリット部２２との間に屈折率差のある複数の層が介在した場合に、その屈折率差によって生ずるスリット部２２の光学的な位置ずれが補償される。これにより、良好な立体表示を行うことができる。
【００５８】
＜その他の実施の形態＞
本開示は、上記実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
本開示に係る立体表示装置は、以下のような構成を取ることができる。
（１）
表示部と、
表示部の背面側に配置されたバリア素子と
を備え、
バリア素子は、
表示部に向けて画像表示用の光線を出射するスリット部を有し、
スリット部は、横方向に間隔を空けて複数配置されていると共に、横方向の間隔が中心部から周辺部に行くに従い狭くなるように配置されている
立体表示装置。
（２）
バリア素子は、第１の層を介して表示部の背面側に対向配置され、
スリット部と第１の層との間には、第１の層とは屈折率の異なる第２の層が設けられている
上記（１）に記載の立体表示装置。
（３）
スリット部の横方向の配置間隔は、第１の層と第２の層との屈折率差によって生ずるスリット部の光学的な位置ずれを補償するように最適化されている
上記（２）に記載の立体表示装置。
（４）
有効視野角の範囲内で互いに最も外側に位置する第１の視点位置と第２の視点位置とからスリット部を観察する場合において、
屈折率差が無いものとして第１の視点位置および第２の視点位置から観察される、スリット部の最適化前の中心位置をＬＣｍ、
屈折率差がある状態で第１の視点位置から最適化前の中心位置ＬＣｍを観察したときに屈折率差の影響で光学的にずれて観察される第１のずれ位置をＬＯＭＡ、
屈折率差がある状態で第２の視点位置から最適化前の中心位置ＬＣｍを観察したときに屈折率差の影響で光学的にずれて観察される第２のずれ位置をＬＯＭＢとすると、
スリット部の最適化後の中心位置は、第１のずれ位置ＬＯＭＡと第２のずれ位置ＬＯＭＢとの中点に位置している
上記（３）に記載の立体表示装置。
（５）
第１の層は空気層であり、
第２の層はバリア素子の基材である
上記（２）ないし（４）のいずれかに記載の立体表示装置。
（６）
複数のスリット部は、斜めストライプ形状で、かつ、Ｓ字曲線状に設けられている
上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の立体表示装置。
（７）
複数のスリット部は、斜め方向にＳ字曲線状にステップ配置されている
上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の立体表示装置。
【符号の説明】
【００５９】
１…表示部、２…バリア素子、３…面光源、４…空気層、１０…導光板、１１…画素、１１Ｌ…左眼用画素、１１Ｒ…右眼用画素、２０…光源、２１…基材、２２…スリット部、２３…遮蔽部、３０…光変調素子、３０Ａ…透過領域、３０Ｂ…散乱領域、３１，３７…透明基板、３２…下側電極、３３，３５…配向膜、３４…光変調層、３４Ａ…バルク、３４Ｂ…微粒子、３６…上側電極、４０…反射板、５１Ｌ…左眼、５１Ｒ…右眼、ｄ…基材の厚み、ｎ１…空気層の屈折率、ｎ２…基材の屈折率、Ｌ１Ａ…第１の視点位置（右眼）に入射する光線、Ｌ１Ｂ…第２の視点位置（左眼）に入射する光線、Ｐ…バリアピッチ、ＬＣ０…表示中心位置、ＬＣＡ…第１の視点位置、ＬＣＢ…第２の視点位置、ＬＣｍ…最適化前のスリット中心位置、ＬＯｍ…最適化後のスリット中心位置、ＬＯＭＡ…第１の視点位置に対する最適スリット位置（第１のずれ位置）、ＬＯＭＢ…第２の視点位置に対する最適スリット位置（第２のずれ位置）、ＯｆｆＭＡ…第１の視点位置に対する位置ずれ量、ＯｆｆＭＢ…第２の視点位置に対する位置ずれ量、Ｗ１，Ｗ２…バリア幅、θ０…有効視野角。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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