(57)【要約】【課題】モアレの発生を防止することが可能な表示用光学素子を提供する。【解決手段】複数の画素を備える表示用光学素子であって、表示用光学素子の観察者側の表面に配置されるとともに、表示用光学素子の観察者側の表面に平行でない壁と、前記壁より観察者側に近い側に配置される拡散板とを備え、前記壁は、光が不透過、あるいは光を反射する材質で構成される。また、前記壁は、表示用光学素子の表面に垂直に配置されるとともに、前記壁は、表示用光学素子の赤、緑、青のサブピクセルを含む全ての画素の境界に配置される。また、拡散板の拡散度を、前記観察者から見て前記拡散板の奥にあり、かつ、壁の間にある構造を前記観察者が認識できない拡散度とする。また、前記壁と前記拡散板とを接触して、あるいは、前記壁の厚さが前記観察者側から見て分からなくなる間隔をおいて配置する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を備える表示用光学素子であって、
表示用光学素子の観察者側の表面に配置されるとともに、表示用光学素子の観察者側の表面に平行でない壁と、
前記壁より観察者側に近い側に配置される拡散板とを備え、
前記壁は、光が不透過、あるいは光を反射する材質で構成されることを特徴とする表示用光学素子。
【請求項２】
前記壁は、表示用光学素子の表面に垂直に配置されることを特徴とする請求項１に記載の表示用光学素子。
【請求項３】
前記壁は、表示用光学素子の赤、緑、青のサブピクセルを含む全ての画素の境界に配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示用光学素子。
【請求項４】
前記拡散板の拡散度を、前記観察者から見て前記拡散板の奥にあり、かつ、壁の間にある構造を前記観察者が認識できない拡散度としたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の表示用光学素子。
【請求項５】
前記壁と前記拡散板とを接触して配置することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の表示用光学素子。
【請求項６】
前記壁と前記拡散板とを、前記壁の厚さが前記観察者側から見て分からなくなる間隔をおいて配置することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の表示用光学素子。
【請求項７】
複数の画素を備える表示用光学素子であって、
観察者に近い側に配置されるオプティカルファイバプレートとを備えることを特徴とする表示用光学素子。
【請求項８】
前記オプティカルファイバプレートを構成する各ファイバは、表示用光学素子の表面に垂直であることを特徴とする請求項７に記載の表示用光学素子。
【請求項９】
前記オプティカルファイバプレートを構成する各ファイバは、表示用光学素子の赤、緑、青のサブピクセルを含む全ての画素毎に配置されることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の表示用光学素子。
【請求項１０】
前記請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の表示用光学素子を用いることを特徴とする２次元表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示用光学素子および２次元表示装置に係り、特に、２次元表示装置に使用される表示用光学素子で、モアレの発生を防止する表示用光学素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、プラズマディスプレイなどのフラットディスプレイが幅広く使用されている（下記、非特許文献参照）。
これらのフラットディスプレイでは、図５に示すように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のサブピクセルを含む複数の画素１０の重心位置が周期的になるように、複数の画素１０が配置される。
そのため、従来のフラットディスプレイでは、例えば、グリッド状の物体（例えば、すだれやブラインドなど）越しに、フラットディスプレイを観察すると、重心位置が周期的になるように配置される複数の画素あるいは赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のサブピクセルと、グリッド状の物体とが干渉して、モアレ（干渉縞）が発生するという問題点、あるいは、フラットディスプレイをＣＣＤカメラで撮影すると、重心位置が周期的になるように配置される複数の画素あるいは赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のサブピクセルと、ＣＣＤカメラ内部で周期的に配置されるＣＣＤとが干渉し、ＣＣＤカメラで撮影した画像に干渉縞が発生するという問題点があった。
このモアレの発生を防止するために、表示用光学素子の観察者側に拡散板を配置する方法が知られている（下記、特許文献参照）。
【０００３】
なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
【特許文献】
特開平１０−６３１９９号公報
【非特許文献】
フラットパネルディスプレイ  １９９２
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の特許文献に記載されているような拡散板を用いてモアレの発生を防止する方法は、画像がぼけ表示分解能が低下する、あるいは、光が拡散するので正面の輝度が暗くなってしまうという問題点があった。
さらに、従来のフラットディスプレイでは、画素１０が赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のサブピクセルから構成されるため、近づいて観察した場合に、色が分離して見えるという問題点もあった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、表示分解能を低下させることなく、モアレの発生を防止することが可能な表示用光学素子および２次元表示装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明は、複数の画素を備える表示用光学素子であって、表示用光学素子の観察者側の表面に配置されるとともに、表示用光学素子の観察者側の表面に平行でない壁と、前記壁より観察者側に近い側に配置される拡散板とを備え、前記壁は、光が不透過、あるいは光を反射する材質で構成されることを特徴とする。
また、本発明の好ましい実施の形態では、前記壁は、表示用光学素子の表面に垂直に配置される。
また、本発明の好ましい実施の形態では、前記壁は、表示用光学素子の赤、緑、青のサブピクセルを含む全ての画素の境界に配置される。
また、本発明の好ましい実施の形態では、前記拡散板の拡散度を、前記観察者から見て前記拡散板の奥にあり、かつ、壁の間にある構造を前記観察者が認識できない拡散度とする。
また、本発明の好ましい実施の形態では、前記壁と前記拡散板とを接触して配置する。
また、本発明の好ましい実施の形態では、前記壁と前記拡散板とを、前記壁の厚さが前記観察者側から見て分からなくなる間隔をおいて配置する。
【０００６】
また、本発明は、複数の画素を備える表示用光学素子であって、観察者に近い側に配置されるオプティカルファイバプレートとを備えることを特徴とする。
また、本発明の好ましい実施の形態では、前記オプティカルファイバプレートを構成する各ファイバは、表示用光学素子の表面に垂直である。
また、本発明の好ましい実施の形態では、前記オプティカルファイバプレートを構成する各ファイバは、表示用光学素子の赤、緑、青のサブピクセルを含む全ての画素毎に配置される。
また、本発明は、前述の表示用光学素子を用いる２次元表示装置である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１の表示用光学素子の概略構成を示す要部断面図である。
本実施の形態の表示用光学素子１１では、図５に示すように、複数の画素１０の重心位置が周期的になるように、表示用光学素子１１の複数の画素１０が配置される。
しかしながら、本実施の形態では、表示用光学素子１１の前面に壁１２と拡散板１３とが配置される。
ここで、拡散板１３は、観察者から見て拡散板１３の奥にあり、かつ、壁１２の間にある構造を観察者が認識できない程度に、拡散度を強くする。
これにより、観察者が、本実施の形態の表示用光学素子１１を使用する２次元表示装置を、グリッド状の物体（例えば、すだれやブラインドなど）越しに観察しても、あるいは、本実施の形態の表示用光学素子１１を使用する２次元表示装置を、ＣＣＤカメラで撮影しても、モアレ（干渉縞）が発生するのを防止することが可能となる。
【０００８】
また、壁１２は、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のサブピクセルを含む全ての画素１０の境界で、表示用光学素子１１の表面に垂直に配置される。
そのため、各画素１０から出射される光は、隣接する画素から出射される光と混合されないので、画素１０の輪郭がボケることもない。
したがって、本実施の形態では、表示分解能（あるいは、解像度）が低下せず、しかも、近くから見てもカラー分離せず、表示用光学素子１１に表示される２次元像が見やすくなる。
さらに、本実施の形態では、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各サブピクセルから構成される各画素１０から出射される光は、拡散板１３で混合されるので、本実施の形態では、表示用光学素子１１が、例えば、カラーフィルターを有する液晶表示装置などの場合、カラーフィルターによるモアレを防止することができる。
なお、本実施の形態において、壁１２の厚さが厚くなると、モアレが少し見えるようになるので、壁１２の厚さは、モアレが見えなくなるように充分薄くする必要がある。
また、通常、表示用光学素子１１は、一対のガラス基板で挟まれる構造とされるので、図２に示すように、壁１２は、一対のガラス基板（２０，２１）の一方のガラス基板２０上に配置される。
【０００９】
また、本実施の形態１、あるいは、後述する本実施の形態２、３の表示用光学素子１１は、例えば、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、あるいは、プラズマディスプレイなどに使用される光学素子である。
本実施の形態１、あるいは、後述する本実施の形態２〜４の表示用光学素子１１が、ＥＬ表示装置、あるいは、プラズマディスプレイなどに使用される光学素子の場合、画素１０は、発光素子からなる画素となる。
また、本実施の形態１、あるいは、後述する本実施の形態２〜４の表示用光学素子１１が、液晶表示装置などに使用される光学素子の場合は、画素１０は、光学特性を制御することにより出射光を制御する画素となる。
ここで、光学特性を制御することにより出射光を制御する画素は、散乱度、透過率、吸収率、または、複屈折率を制御することにより出射光を制御する画素である。
【００１０】
［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２の表示用光学素子の概略構成を示す要部断面図である。
本実施の形態の表示用光学素子１１は、図３に示すように、壁１２と拡散板１３とを接触させて配置せずに、壁１２と拡散板１３とを所定の間隔をおいて配置した点で、前述の実施の形態１と相異するが、その他の構成は、前述の実施の形態１と同じである。
本実施の形態においても、拡散板１３は、観察者から見て拡散板１３の奥にあり、かつ、壁１２の間にある構造を観察者が認識できない程度に、拡散度を強くする。
これにより、観察者が、本実施の形態の表示用光学素子１１を使用する２次元表示装置を、グリッド状の物体（例えば、すだれやブラインドなど）越しに観察しても、あるいは、本実施の形態の表示用光学素子１１を使用する２次元表示装置を、ＣＣＤカメラで撮影しても、モアレ（干渉縞）が発生するのを防止することが可能となる。
【００１１】
本実施の形態でも、壁１２は、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のサブピクセルを含む全ての画素１０の境界で、表示用光学素子１１の表面に垂直に配置されるので、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各サブピクセルから構成される各画素から出射される光は、拡散板１３で混合され、さらに、壁１２と拡散板１３との間に隙間があるため、壁１２の厚みに起因する構造をぼけさせることができる。
したがって、本実施の形態では、表示用光学素子１１が、例えば、カラーフィルターを有する液晶表示装置などの場合、カラーフィルターによるモアレと、壁１２の厚みによるモアレを防止することができる。
但し、本実施の形態では、壁１２と拡散板１３との間に隙間があるため、各画素から出射される光は、隣接する画素から出射される光とわずかに混合するため、画素の輪郭が、ほんの少しボケることになる。
また、通常、表示用光学素子１１は、一対のガラス基板で挟まれる構造とされるので、本実施の形態においても、前述したように、壁１２は、一対のガラス基板の一方のガラス基板上に配置される。
【００１２】
［実施の形態３］
図４は、本発明の実施の形態３の表示用光学素子の概略構成を示す要部断面図である。
本実施の形態では、表示用光学素子１１の前面に、オプティカルファイバプレート１５とが配置される。
ここで、オプティカルファイバプレート１５を構成する各ファイバは、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のサブピクセルを含む１つの画素毎に、表示用光学素子１１の表面に垂直に配置される。
そのため、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各サブピクセルから構成される各画素１０から出射される光は、オプティカルファイバプレート１５で混合されるので、観察者が、本実施の形態の表示用光学素子１１を使用する２次元表示装置を、グリッド状の物体（例えば、すだれやブラインドなど）越しに観察しても、あるいは、本実施の形態の表示用光学素子１１を使用する２次元表示装置を、ＣＣＤカメラで撮影しても、モアレ（干渉縞）が発生するのを防止することが可能となる。
【００１３】
この場合に、隣接する各画素１０から出射される光は、オプティカルファイバプレート１５で混合されることがないので、画素の輪郭がボケることもない。
このため、表示分解能（あるいは、解像度）が低下せず、しかも、近くから見てもカラー分離せず、表示用光学素子１１に表示される２次元像が見やすくなる。
また、本実施の形態においても、表示用光学素子１１が、例えば、カラーフィルターを有する液晶表示装置などの場合、カラーフィルターによるモアレを防止することができる。
なお、本実施の形態において、画素１０の形状を、ヘキサ構造（６角形形状）にすることにより、開ロ率が向上し、さらに、モアレがゆがんで見えにくくすることが可能である。
また、通常、表示用光学素子１１は、一対のガラス基板で挟まれる構造とされるので、本実施の形態においても、前述したように、オプティカルファイバプレート１５は、一対のガラス基板の一方のガラス基板上に配置される。
【００１４】
なお、前述の各実施の形態では、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のサブピクセルを含む１つの画素毎に、壁１２、あるいは、オプティカルファイバプレート１５の各ファイバを配置した場合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く、壁１２、あるいは、オプティカルファイバプレート１５の各ファイバは、１画素以外、例えば、０．８画素、１．３画素、２画素毎に配置した場合でも同様な効果があることはいうまでもない。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００１５】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、表示分解能を低下させることなく、観察者が、表示用光学素子または２次元表示装置を、グリッド状の物体越しに観察しても、あるいは、表示用光学素子または２次元表示装置を、ＣＣＤカメラで撮影しても、モアレ（干渉縞）が発生するのを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の表示用光学素子の概略構成を示す要部断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１の表示用光学素子の変形例の概略構成を示す要部断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２の表示用光学素子の概略構成を示す要部断面図である。
【図４】本発明の実施の形態３の表示用光学素子の概略構成を示す要部断面図である。
【図５】従来のフラットディスプレイの各画素の配置状態を示す図である。
【符号の説明】
１０…画素、１１…表示用光学素子、１２…壁、１３…拡散板、１５…オプティカルファイバプレート、２０，２１…ガラス基板。
【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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