(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各表示画素毎に回折格子が形成されて当該各回折格子毎に光源からの光を予め規定された方向にそれぞれ回折する回折格子パネルと、
光透過性を有する材料で平板状に形成されて前記回折格子パネルによって回折された前記光を透過する光透過パネルとを備えて、当該光透過パネルと対向し、かつ当該光透過パネルの左右方向で相違する各視点位置から互いに相違する画像を視認可能に複数の画像を表示可能に構成され、
前記各回折格子のうちの少なくとも一部の当該回折格子における回折格子面は、前記光透過パネルの光透過パネル面に対して非平行となるように当該光透過パネル面に対して傾けられている表示器。
【請求項２】
波長が相違する複数種類の色光によって１つの前記表示画素を表示可能に構成されると共に、１つの当該表示画素を表示するための当該各色光毎に前記回折格子が形成され、
１つの前記表示画素を表示するための前記複数種類の色光をそれぞれ回折する前記各回折格子は、前記光透過パネル面に対する前記回折格子面の傾きが互いに等しく、かつ、回折すべき当該色光の波長が短い当該回折格子における格子の形成ピッチよりも、回折すべき当該色光の波長が長い当該回折格子における格子の形成ピッチの方が大きくなるように形成されている請求項１記載の表示器。
【請求項３】
前記回折格子パネルは、すべての前記回折格子における前記回折格子面の前記光透過パネル面に対する傾きが互いに等しくなるように形成されている請求項２記載の表示器。
【請求項４】
波長が相違する複数種類の色光によって１つの前記表示画素を表示可能に構成されると共に、１つの当該表示画素を表示するための当該各色光毎に前記回折格子が形成され、
１つの前記表示画素を表示するための前記複数種類の色光をそれぞれ回折する前記各回折格子は、格子の形成ピッチが互いに等しく、かつ、回折すべき当該色光の波長が短い当該回折格子における前記回折格子面の前記光透過パネル面に対する傾きよりも、回折すべき当該色光の波長が長い当該回折格子における前記回折格子面の前記光透過パネル面に対する傾きの方が大きくなるように形成されている請求項１記載の表示器。
【請求項５】
前記回折格子パネルは、−１次回折光および＋１次回折光のいずれかが当該回折格子パネルから出射しないように形成されている請求項１から４のいずれかに記載の表示器。
【請求項６】
前記光透過パネルは、前記回折格子パネルによって回折された前記光を上下方向に拡散させる拡散板を備えて構成されている請求項１から５のいずれかに記載の表示器。
【請求項７】
前記光源を備え、
前記回折格子パネルは、前記各回折格子に対する前記光源からの光の回折入射角がブラッグ角となるように構成されている請求項１，２，５および６のいずれかに記載の表示器。
【請求項８】
請求項１から６のいずれかに記載の表示器と、前記光源と、当該光源の点灯を制御して前記表示器に前記画像を表示させる制御部とを備えている表示装置。
【請求項９】
請求項７記載の表示器と、前記光源の点灯を制御して前記表示器に前記画像を表示させる制御部とを備えている表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の回折格子が形成された回折格子パネルと、回折格子パネルによって回折された光を透過する光透過パネルとを備えて、視点位置毎に相違する画像を視認可能に複数の画像を表示する表示器、およびその表示器を備えて構成された表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の表示器を備えて構成された表示装置として、特開平９−３０４７３８号公報に立体像表示装置が開示されている。この立体像表示装置は、ＣＲＴ等で構成された表示装置（以下、「立体像表示装置」との区別を明確にするために「ＣＲＴ」という）と、投影レンズと、回折格子（複数の格子セル内に回折格子パターンによって回折格子がそれぞれ形成された板体：以下、各格子セル単位の回折格子との区別を明確にするために「回折格子パネル」という）とを備えて構成されている。この立体像表示装置では、観察者の視点位置に対応して規定された複数の視差領域毎に、その視差領域に対応する視差画像がそれぞれ視認されるように被対象物の画像（各視差画像を合成した合成画像）を表示させることで立体像（立体視画像）として視認させる構成が採用されている。
【０００３】
この場合、上記のＣＲＴは、各視差画像における各表示画素毎の光をそれぞれ出射する光源として機能する。また、上記の投影レンズは、ＣＲＴから出射された各光（立体像を構成する各表示画素に対応する光）を回折格子パネルの予め規定された格子セルにそれぞれ導光する（予め規定された格子セルにそれぞれ入射させる）導光部品として機能する。さらに、上記の回折格子パネルには、投影レンズによって導光された各光を回折して予め規定された視差領域に向けて出射可能に各格子セル毎に相違する回折格子パターンで回折格子がそれぞれ形成されている。また、この種の立体像表示装置では、回折格子パネル等の傷付きおよび塵埃の付着を防止するための保護板や、立体像の視域を拡大するための拡散板等を備えている。この場合、保護板や拡散板等の板体は、回折格子パネルによって回折された各光を透過可能に光透過性を有する材料で平板状に形成されて、回折格子パネルの前面側（観察者側）に配設されている。
【０００４】
この立体像表示装置による立体像の表示に際しては、まず、立体像として視認させる被対象物の画像（合成画像）を生成する。具体的には、まず、被対象物を撮影して各視差領域毎の視差画像（一例として、左外側、左内側、右内側および右外側の４つの視差領域毎の４つの視差画像）をそれそれ生成する。次いで、画像合成装置によって各視差画像を合成して合成画像を生成する。この際には、左外側用の視差画像の画素、左内側用の視差画像の画素、右内側用の視差画像の画素、および右外側用の視差画像の画素が予め規定された配列パターンで周期的に並ぶように画像処理することによって上記の合成画像を生成する。これにより、立体像を表示するための前処理が完了する。
【０００５】
次いで、生成した合成画像をＣＲＴに表示させる。この際には、ＣＲＴから出射された各光が投影レンズによって回折格子パネルの予め規定された格子セルに導光される。また、回折格子パネル（格子セル）に入射した各光は、各格子セル毎の回折格子（格子パターン）によって回折された後に、保護板や拡散板等の板体を透過して、予め規定された視差領域に向かってそれぞれ出射される。これにより、各視差領域毎に互いに相違する視差画像が視認される。この場合、観察者の左目および右目が互いに相違する視差領域に位置している状態では、左目によって視認される視差画像と、右目によって視認される視差画像とが視差領域の位置に応じて相違しているため、表示されている画像が立体像として視認される。また、観察者が他の視差領域に移動したときには、視差領域の位置に応じて相違する視差画像が順次視認されるため、表示されている画像が運動視差によって立体像として視認される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３０４７３８号公報（第３−４頁、第１−２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、従来の立体像表示装置には、以下の問題点がある。すなわち、従来の立体像表示装置では、ＣＲＴから出射された各光を投影レンズによって導光して回折格子パネルの所望の格子セル（回折格子）に入射させる構成が採用されている。また、従来の立体像表示装置における回折格子パネルは、そのパネル面に規定された各格子セル毎に、平行な直線群で構成された互いに相違する回折格子パターンによって回折格子が形成されている。したがって、従来の立体像表示装置における回折格子パネルでは、回折した光を出射すべき視差領域の位置（光を回折すべき方向）に応じて、各格子セル毎の回折格子パターン（直線群で構成された回折格子）のパネル面内における角度（パネル面内における直線群の傾き）が相違するものの、すべての回折格子パターンがパネル面と平行な同一平面内に形成されている。
【０００８】
この場合、図４０に示すように、従来の立体像表示装置１ｘ（以下の説明において、従来の立体像表示装置に関連する要素については符号の末尾に「ｘ」を付して説明する）では、回折格子パネル１２ｘの中央部に規定された格子セル（回折格子）に対して、投影レンズによって導光された光Ｌ１ｘが垂直に入射する。このような状態においては、光Ｌ１ｘの回折光として、０次回折光Ｌ２ａｘ、１次回折光Ｌ２ｂｘおよび−１次回折光Ｌ２ｃｘが回折格子パネル１２ｘから出射される。この際に、光Ｌ１ｘが格子セル（回折格子）に対して垂直に入射している状態においては、上記の１次回折光Ｌ２ｂｘの光量と、−１次回折光Ｌ２ｃｘの光量とが同量となる（１次回折光Ｌ２ｂｘの強度と、−１次回折光Ｌ２ｃｘの強度とが同程度となる）。
【０００９】
したがって、従来の立体像表示装置１ｘでは、立体像の表示のために上記の１次回折光Ｌ２ｂｘおよび−１次回折光Ｌ２ｃｘのいずれを利用する構成を採用したとしても、回折格子パネル１２ｘの中央部においては、投影レンズによって導光された光Ｌ１ｘのうちの半分以上（１次回折光Ｌ２ｂｘおよび−１次回折光Ｌ２ｃｘのうちの立体像の表示には使用しない一方と、０次回折光Ｌ２ａｘとの和）が立体像の表示に寄与しないこととなり、ＣＲＴ（光源）から出射された光Ｌ１ｘの利用効率が悪化しているという問題点がある。
【００１０】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、光源からの光の利用効率を向上し得る表示器および表示装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成すべく、本発明に係る表示器は、各表示画素毎に回折格子が形成されて当該各回折格子毎に光源からの光を予め規定された方向にそれぞれ回折する回折格子パネルと、光透過性を有する材料で平板状に形成されて前記回折格子パネルによって回折された前記光を透過する光透過パネルとを備えて、当該光透過パネルと対向し、かつ当該光透過パネルの左右方向で相違する各視点位置から互いに相違する画像を視認可能に複数の画像を表示可能に構成され、前記各回折格子のうちの少なくとも一部の当該回折格子における回折格子面は、前記光透過パネルの光透過パネル面に対して非平行となるように当該光透過パネル面に対して傾けられている。
【００１２】
なお、上記の「光源」は、単に発光体を意味するものではなく、回折格子パネルの各回折格子によって回折する光（各回折格子に入射する光）を回折格子パネルに向けて出射するための光学的要素を意味する。したがって、例えば、発光体と回折格子パネルとの間に他の光学部品（光変調素子、偏光パネル、ミラー、プリズムおよびレンズ等）を配設することなく、発光体からの光を回折格子パネルの各回折格子に対して直接入射させる構成においては、発光体そのものが「光源」に相当する。また、発光体から出射した光を、光変調素子、偏光パネル、ミラー、プリズムおよびレンズ等の各種光学部品を透過させて各回折格子に対して入射させる構成においては、発光体および光学部品が相俟って「光源」に相当する。
【００１３】
また、本発明に係る表示器は、波長が相違する複数種類の色光によって１つの前記表示画素を表示可能に構成されると共に、１つの当該表示画素を表示するための当該各色光毎に前記回折格子が形成され、１つの前記表示画素を表示するための前記複数種類の色光をそれぞれ回折する前記各回折格子は、前記光透過パネル面に対する前記回折格子面の傾きが互いに等しく、かつ、回折すべき当該色光の波長が短い当該回折格子における格子の形成ピッチよりも、回折すべき当該色光の波長が長い当該回折格子における格子の形成ピッチの方が大きくなるように形成されている。
【００１４】
さらに、本発明に係る表示器は、前記回折格子パネルは、すべての前記回折格子における前記回折格子面の前記光透過パネル面に対する傾きが互いに等しくなるように形成されている。
【００１５】
また、本発明に係る表示器は、波長が相違する複数種類の色光によって１つの前記表示画素を表示可能に構成されると共に、１つの当該表示画素を表示するための当該各色光毎に前記回折格子が形成され、１つの前記表示画素を表示するための前記複数種類の色光をそれぞれ回折する前記各回折格子は、格子の形成ピッチが互いに等しく、かつ、回折すべき当該色光の波長が短い当該回折格子における前記回折格子面の前記光透過パネル面に対する傾きよりも、回折すべき当該色光の波長が長い当該回折格子における前記回折格子面の前記光透過パネル面に対する傾きの方が大きくなるように形成されている。
【００１６】
さらに、本発明に係る表示器は、前記回折格子パネルは、−１次回折光および＋１次回折光のいずれかが当該回折格子パネルから出射しないように形成されている。なお、「−１次回折光および＋１次回折光のいずれかが回折格子パネルから出射しない」との状態は、「−１次回折光および＋１次回折光のいずれかが回折格子パネルから光透過パネルの側に出射されない」との状態を意味する。
【００１７】
また、本発明に係る表示器は、前記光透過パネルは、前記回折格子パネルによって回折された前記光を上下方向に拡散させる拡散板を備えて構成されている。
【００１８】
さらに、本発明に係る表示器は、前記光源を備え、前記回折格子パネルは、前記各回折格子に対する前記光源からの光の回折入射角がブラッグ角となるように構成されている。
【００１９】
また、本発明に係る表示装置は、上記の表示器と、前記光源の点灯を制御して前記表示器に前記画像を表示させる制御部とを備えている。
【００２０】
さらに、本発明に係る表示装置は、上記のいずれかの表示器と、前記光源と、当該光源の点灯を制御して前記表示器に前記画像を表示させる制御部とを備えている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る表示器によれば、回折格子パネルに形成した各回折格子のうちの少なくとも一部の回折格子における回折格子面が光透過パネルの光透過パネル面に対して非平行となるように回折格子面を光透過パネル面に対して傾けたことにより、光透過パネルの光透過パネル面に対して垂直に交差する向き（光透過パネル面の法線と平行な向き）に光源から出射される光が回折格子パネルに入射する構成を採用した場合においても、回折格子パネルから出射される−１次回折光（または、１次回折光）の光量を十分に減少させる（−１次回折光（または、１次回折光）の強度を十分に低下させる）か、または、回折格子パネルからの−１次回折光（または、１次回折光）の出射をなくして、１次回折光（または、−１次回折光）の光量を十分に増加させる（１次回折光（または、−１次回折光）の強度を十分に強める）ことができる。したがって、この表示器によれば、光源からの光の利用効率を十分に向上させることができる。
【００２２】
また、本発明に係る表示器によれば、１つの表示画素を表示するための複数種類の色光をそれぞれ回折する各回折格子が、光透過パネル面に対する回折格子面の傾きが互いに等しく、かつ、回折すべき色光の波長が短い回折格子における格子の形成ピッチよりも、回折すべき色光の波長が長い回折格子における格子の形成ピッチの方が大きくなるように回折格子パネルを形成したことにより、１つの表示画素を、波長が相違する複数の色光によって表示する場合に、回折格子パネルから出射される各色光の出射方向（回折格子パネルからの各色光の出射角度）を同一方向（同一角度）に揃えることができる。したがって、この表示器によれば、表示したカラー画像に色滲みが生じたり、単色画像として視認されたりする事態を回避して、鮮明なカラー画像として視認させることができる。
【００２３】
さらに、本発明に係る表示器によれば、すべての回折格子における回折格子面の光透過パネル面に対する傾きが互いに等しくなるように回折格子パネルを形成したことにより、回折格子パネルの設計および製造を容易に行うことができる結果、表示器の製造コストを十分に軽減することができる。
【００２４】
また、本発明に係る表示器によれば、１つの表示画素を表示するための複数種類の色光をそれぞれ回折する各回折格子が、格子の形成ピッチが互いに等しく、かつ、回折すべき色光の波長が短い回折格子における回折格子面の光透過パネル面に対する傾きよりも、回折すべき色光の波長が長い回折格子における回折格子面の光透過パネル面に対する傾きの方が大きくなるように回折格子パネルを形成したことにより、１つの表示画素を、波長が相違する複数の色光によって表示する場合に、回折格子パネルから出射される各色光の出射方向（回折格子パネルからの各色光の出射角度）を同一方向（同一角度）に揃えることができる。したがって、この表示器によれば、表示したカラー画像に色滲みが生じたり、単色画像として視認されたりする事態を回避して、鮮明なカラー画像として視認させることができる。
【００２５】
さらに、本発明に係る表示器によれば、−１次回折光および＋１次回折光のいずれかが回折格子パネルから出射しないように回折格子パネルを形成したことにより、回折格子パネルから出射された−１次回折光の存在に起因して、いわゆるゴースト像が表示される事態を招くことなく、鮮明な画像を表示させることができる。
【００２６】
また、本発明に係る表示器によれば、回折格子パネルによって回折された光を上下方向に拡散させる拡散板を備えて光透過パネルを構成したことにより、表示器の前方において、表示器に表示される画像を視認することができる範囲を上下方向に十分に拡げることができる。
【００２７】
さらに、本発明に係る表示器によれば、各回折格子に対する光源からの光の回折入射角がブラッグ角となるように回折格子パネルを構成したことにより、１次回折光（または、−１次回折光）の光量が十分に高くなる（１次回折光（または、−１次回折光）の強度が十分に強くなる）結果、光源からの光の利用効率を十分に向上させることができる。
【００２８】
また、本発明に係る表示装置では、上記の表示器と、光源の点灯を制御して表示器に画像を表示させる制御部とを備えている。さらに、本発明に係る表示装置では、上記のいずれかの表示器と、光源と、光源の点灯を制御して表示器に画像を表示させる制御部とを備えている。したがって、本発明に係る表示装置によれば、光源からの光の利用効率を十分に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】表示装置１（表示器２）の構成を示す構成図である。
【図２】表示装置１（表示器２）と、画像の表示に際して表示装置１（表示器２）から出射される光Ｌ３との関係について説明するための平面図である。
【図３】表示器２における光源１１、回折格子パネル１２および拡散板１３の配置関係について説明するための断面図である。
【図４】光源１１の正面図である。
【図５】回折格子パネル１２の正面図である。
【図６】回折格子パネル１２を斜め上方から見た斜視図である。
【図７】回折格子パネル１２および拡散板１３を側面から見た断面図である。
【図８】回折入射角θおよびブラッグ角θＢについて説明するための説明図である。
【図９】他の実施の形態に係る回折格子パネル１２ａの断面図である。
【図１０】さらに他の実施の形態に係る回折格子パネル１２ｂの断面図である。
【図１１】光源１１からの光Ｌ１と、回折格子パネル１２による０次回折光Ｌ２ａおよび１次回折光Ｌ２ｂとの関係について説明するための説明図である。
【図１２】拡散板１３におけるパネル面Ｆ３の法線Ｌ１３と、回折格子パネル１２における回折格子面Ｆ２に対する光Ｌ１の入射方向との関係について説明するための説明図である。
【図１３】拡散板１３におけるパネル面Ｆ３の法線Ｌ１３と回折格子パネル１２における回折格子面Ｆ２に対する光Ｌ１の入射方向との関係、および法線Ｌ１３と回折格子面Ｆ２からの光Ｌ２の出射方向との関係について説明するための説明図であって、回折格子面Ｆ２、パネル面Ｆ３および光Ｌ１，Ｌ２等を図１２における矢印Ｍの向きで見た図である。
【図１４】拡散板１３におけるパネル面Ｆ３の法線Ｌ１３と回折格子パネル１２における回折格子面Ｆ２に対する光Ｌ１の入射方向との関係、および法線Ｌ１３と回折格子面Ｆ２からの光Ｌ２の出射方向との関係について説明するための他の説明図であって、回折格子面Ｆ２、パネル面Ｆ３および光Ｌ１，Ｌ２等を図１２における矢印Ｎの向きで見た図である。
【図１５】拡散板１３におけるパネル面Ｆ３の法線Ｌ１３と、回折格子パネル１２における回折格子面Ｆ２の法線Ｌ１２との関係について説明するための説明図であって、回折格子面Ｆ２、パネル面Ｆ３および法線Ｌ１２，Ｌ１３を図１２における矢印Ｍの向きで見た図である。
【図１６】拡散板１３におけるパネル面Ｆ３の法線Ｌ１３と、回折格子パネル１２における回折格子面Ｆ２の法線Ｌ１２との関係について説明するための他の説明図であって、回折格子面Ｆ２、パネル面Ｆ３および法線Ｌ１２，Ｌ１３を図１２における矢印Ｎの向きで見た図である。
【図１７】回折格子パネル１２における各回折格子３０の格子ラインについて説明するための説明図である。
【図１８】回折格子パネル１２における回折格子面Ｆ２の法線Ｌ１２と、回折格子面Ｆ２に対する光Ｌ１の入射方向との関係について説明するための説明図である。
【図１９】回折格子パネル１２における回折格子面Ｆ２の法線Ｌ１２と回折格子面Ｆ２に対する光Ｌ１の入射方向との関係、および法線Ｌ１２と回折格子面Ｆ２からの光Ｌ２の出射方向との関係について説明するための説明図であって、回折格子面Ｆ２、パネル面Ｆ３および光Ｌ１，Ｌ２等を図１８における矢印Ｍの向きで見た図である。
【図２０】回折格子パネル１２における回折格子面Ｆ２の法線Ｌ１２と回折格子面Ｆ２に対する光Ｌ１の入射方向との関係、および法線Ｌ１２と回折格子面Ｆ２からの光Ｌ２の出射方向との関係について説明するための他の説明図であって、回折格子面Ｆ２、パネル面Ｆ３および光Ｌ１，Ｌ２等を図１８における矢印Ｎの向きで見た図である。
【図２１】回折格子パネル１２における回折格子面Ｆ２の法線Ｌ１２と各凸部３１の延在方向（実線Ｌａ）との関係、および各凸部３１の形成ピッチについて説明するための説明図である。
【図２２】回折格子パネル１２における回折格子面Ｆ２の法線Ｌ１２と各凸部３１の延在方向（実線Ｌａ）との関係について説明するための他の説明図であって、回折格子面Ｆ２および各凸部３１の延在方向を示す実線Ｌａを図１８に示す矢印Ｎの向きで見た図である。
【図２３】回折格子パネル１２における回折格子面Ｆ２の法線Ｌ１２と回折格子面Ｆ２からの光Ｌ２の出射方向との関係について説明するための説明図である。
【図２４】拡散板１３におけるパネル面Ｆ３の法線Ｌ１３と回折格子面Ｆ２からの光Ｌ２の出射方向との関係について説明するための説明図である。
【図２５】他の実施の形態に係る表示装置１Ｃ（表示器２Ｃ）の構成を示すブロック図である。
【図２６】光源１１ｃの正面図である。
【図２７】回折格子パネル１２ｃの正面図である。
【図２８】実施例１，２に係る表示装置１Ｃの表示器２Ｃにおける回折格子パネル１２ｃの断面図である。
【図２９】実施例１，２に係る表示装置１Ｃの表示器２Ｃにおける回折格子パネル１２ｃの正面図である。
【図３０】実施例３に係る表示装置１Ｃの表示器２Ｃにおける回折格子パネル１２ｃの断面図である。
【図３１】実施例３に係る表示装置１Ｃの表示器２Ｃにおける回折格子パネル１２ｃの正面図である。
【図３２】実施例１に係る表示装置１Ｃの表示器２Ｃにおける表示器２Ｃについて説明するための説明図である。
【図３３】実施例２に係る表示装置１Ｃの表示器２Ｃについて説明するための説明図である。
【図３４】実施例３に係る表示装置１Ｃにの表示器２Ｃについて説明するための説明図である。
【図３５】他の実施形態に係る回折格子パネル１２ｄの正面図である。
【図３６】回折格子パネル１２ｄにおける各回折格子３０のうちの１つを拡大した正面図である。
【図３７】さらに他の実施形態に係る回折格子パネル１２ｅの断面図である。
【図３８】さらに他の実施形態に係る回折格子パネル１２ｆの断面図である。
【図３９】さらに他の実施形態に係る回折格子パネル１２ｇの断面図である。
【図４０】従来の立体像表示装置１ｘにおける回折格子パネル１２ｘに対する光Ｌ１ｘと、０次回折光Ｌ２ａｘ、１次回折光Ｌ２ｂｘおよび−１次回折光Ｌ２ｃｘとの関係について説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る表示器および表示装置の実施の形態について説明する。
【００３１】
図１，２に示す表示装置１は、視差による立体視画像を表示可能に構成された３Ｄ表示装置（「各視点位置から互いに相違する画像を視認可能に複数の画像を表示可能に構成され」との構成の一例）であって、表示器２および制御部３を備えて構成されている。表示器２は、図３に示すように、その背面側（同図における左側）から前面側（画像を視認する者が存在する側：同図における右側）に向かって、光源１１、回折格子パネル１２および拡散板１３（「光透過パネル」の一例）がこの順で配置されて構成されている。なお、実際の表示装置１では、一例として、表示装置１の前面側における左右８１方向の各視点位置に対応して規定された８１箇所の視差領域毎に、互いに相違する８１種類の「横×縦＝１９２０×１０８０画素」のＲＧＢカラー画像を視認させることができるよう構成されているが、「表示器」および「表示装置」の構成に関する理解を容易とするために、以下、左右８１方向の各視点位置毎の各視差領域から、互いに相違する８１種類の「横×縦＝１９２０×１０８０画素」の単色画像において、互いに対応する８１個の画素（表示画素）を視認させるための構成（８１種類の単色画像からなる単色画像群における１つの表示画素群を表示するための構成）について説明する。
【００３２】
光源１１は、一例として、表示する立体視画像の各表示画素に対応して、平板状の基板の表面に複数の光出射部（ＬＥＤなど）が配列されて全体として平板状に形成されている。この場合、光源１１において、上記単色画像群のうちの１つの表示画素群（互いに対応する８１個の表示画素の集合体）を表示させるための部位には、図４に示すように、「横×縦＝９×９＝８１箇所」の光出射部２０Ａ１〜２０Ｉ９（以下、区別しないときには「光出射部２０」ともいう）が設けられている。すなわち、単色画像を表示させる構成の表示器２におけるこの光源１１では、１つの単色画像を構成する各表示画素のうちの１つにつき１つの光出射部２０が設けられている。この光源１１は、制御部３からの制御信号Ｓに従い、図３に示すように、一例として、そのパネル面Ｆ１（上記の基板の基板面と平行な面）に対して垂直で互いに平行な光Ｌ１を各光出射部２０毎にそれぞれ出射する。また、同図および図２に示すように、この表示器２では、一例として、上記のパネル面Ｆ１が、拡散板１３のパネル面Ｆ３と平行になるように光源１１が配置されている。
【００３３】
回折格子パネル１２は、図３に示すように、光源１１から出射された光Ｌ１を回折して光Ｌ２を出射する。この場合、回折格子パネル１２において、上記単色画像群のうちの１つの表示画素群を表示させるための部位には、図５に示すように、表示すべき立体視画像の表示画素に対応して、「横×縦＝９×９＝８１個」の回折格子３０Ａ１〜３０Ｉ９（以下、区別しないときには「回折格子３０」ともいう）が形成されている（各表示画素毎に１つの回折格子が形成された構成の例）。
【００３４】
なお、本明細書において、「１つの回折格子」は、入射した光を回折可能に構成された光学的要素のうちの「１つの光出射部」に対応して規定された部位を意味する。この場合、単色画像を表示させる構成の表示器２におけるこの回折格子パネル１２では、上記の光源１１における１つの光出射部２０に対応して１つの回折格子３０が規定されて、１つの単色画像を構成する各表示画素のうちの１つにつき１つの回折格子３０が規定されている。なお、図５では、各回折格子３０毎の格子の格子ラインを実際の格子の形成ピッチよりも広いピッチで図示している。この回折格子パネル１２は、図６に示すように、各回折格子３０毎に、光源１１からの光Ｌ１を予め規定された８１方向にそれぞれ回折して光Ｌ２を出射するように構成されている。なお、図６では、回折した光Ｌ２の出射方向をそれぞれ矢印で図示している。
【００３５】
この場合、この回折格子パネル１２は、図３に示すように、一例として、光源１１と対向する面（すなわち、回折格子パネル１２の背面）に規定された各回折格子３０の形成領域毎に拡散板１３のパネル面Ｆ３に対する回折格子面（詳しくは後述する）の傾きが規定されると共に、各回折格子３０の形成領域毎に平面視直線状の互いに平行な複数の凸部３１、および平面視直線状の互いに平行な複数の凹部３２が所定の形成ピッチで形成された凹凸パターン（格子パターン）が形成され、この凹凸パターンが回折格子３０として機能して、光源１１からの光Ｌ１を予め規定された方向に回折するように構成されている。なお、本例では、回折格子パネル１２の背面に形成した凹凸パターンを回折格子３０として機能させる構成を採用しているが、回折格子パネル１２の前面側（画像を視認する者が存在する側）に凹凸パターンを形成して回折格子として機能させる構成を採用することもできる（図示せず）。
【００３６】
拡散板１３は、一例として、光透過性を有する樹脂材料で平板状に形成されたレンチキュラレンズで構成されている。この拡散板１３は、図７に示すように、一例として、回折格子パネル１２における回折格子３０の１つ当りに複数の凸レンズが位置するように（この例では、回折格子３０の１つ当りに３つの凸レンズが位置するように）、横方向に長い複数の凸レンズが、その前面側（画像を視認する者が存在する側）に形成されている。これにより、この拡散板１３では、回折格子パネル１２によって回折された（回折格子パネル１２から出射された）光Ｌ２が、拡散板１３を透過して各凸レンズによって上下方向に拡散されて光Ｌ３として出射される。なお、図７では、回折格子パネル１２における凹凸パターンの図示を省略している。
【００３７】
また、本明細書では、拡散板１３において回折格子パネル１２と対向する面（すなわち、拡散板１３の背面）を「光透過パネル面」の一例であるパネル面Ｆ３とする。この場合、「光透過パネル」としての「拡散板」については、本例とは相違するが、その背面側（回折格子パネル１２と対向する面の側）に複数の凸レンズを形成することもできる（図示せず）。このような構成を採用した場合においては、その拡散板における前面を「光透過パネル面」の一例であるパネル面とする。また、「拡散板」に代えて、「拡散板」以外の光透過パネル（例えば、回折格子パネル１２等の傷付きや塵埃の付着を防止するための「保護板」や、ノングレア処理が施された「化粧板」）を有する表示器においては、これらの板体の背面および前面のいずれかの板面を「光透過パネル面」とする。
【００３８】
また、本明細書では、回折格子パネル１２における回折格子３０を構成する各凸部３１の突端面における幅方向（図３における上下方向）の各中心線を含む面（図３における各中心３１ｏを含む面）を「回折格子面」の一例である回折格子面Ｆ２とする。また、図９に示す回折格子パネル１２ａや、図１０に示す回折格子パネル１２ｂのように、凸部３１の断面形状が上記の回折格子パネル１２とは相違する場合においても、回折格子３０を構成する各凸部３１の突端面における幅方向の各中心線を含む面（同図における各中心３１ｏを含む面）を「回折格子面」の一例である回折格子面Ｆ２とする。さらに、以下の説明において、上記の中心線、または上記の中心線と平行な線分（図１７等において実線Ｌｂで示す線）を格子ラインともいう。
【００３９】
この場合、図３に示すように、この表示器２では、回折格子パネル１２における各回折格子３０の回折格子面Ｆ２が、その回折格子３０に対する光Ｌ１の入射方向に対して傾くように（回折格子面Ｆ２の法線と光Ｌ１の入射方向とが非平行となるように）回折格子３０が配設されている。具体的には、一例として、この表示器２では、光源１１からの光Ｌ１が拡散板１３のパネル面Ｆ３の法線と平行な向きに光源１１から出射され、この光Ｌ１が、拡散板１３のパネル面Ｆ３に対して傾けられている回折格子３０の回折格子面Ｆ２に斜めに入射するように構成されている。
【００４０】
より具体的には、一例として、この表示器２では、図２，３に示すように、光源１１のパネル面Ｆ１と、拡散板１３のパネル面Ｆ３とが互いに平行となるように光源１１および拡散板１３が配置されている。また、光源１１は、そのパネル面Ｆ１の法線と平行な向きに光Ｌ１を出射するように構成されている。さらに、図３に示すように、この表示器２では、回折格子パネル１２における各回折格子３０の回折格子面Ｆ２が、拡散板１３のパネル面Ｆ３や光源１１のパネル面Ｆ１と非平行となるようにパネル面Ｆ３，Ｆ１に対して傾けられている。なお、本例では、光源１１のパネル面Ｆ１と拡散板１３のパネル面Ｆ３とが平行となるように光源１１および拡散板１３を配置したが、両パネル面Ｆ１，Ｆ３が非平行となるように光源１１および拡散板１３を配置することもできる。
【００４１】
また、本例の回折格子パネル１２では、前述したように、回折格子パネル１２が光源１１および拡散板１３の間に配設されると共に、その状態において、拡散板１３のパネル面Ｆ３との間に生じさせるべき傾斜角度に応じて各回折格子３０の形成領域を傾斜させ、その傾斜面に各凸部３１や各凹部３２を形成している。また、図１１に示すように、この回折格子パネル１２では、１次回折光Ｌ２ｂおよび−１次回折光Ｌ２ｃのいずれか一方が回折格子パネル１２から出射しないようにパネル面Ｆ３，Ｆ１に対する回折格子面Ｆ２の傾斜角が規定されて各回折格子３０が形成されている。また、この回折格子パネル１２では、各回折格子３０に対する光源１１からの光Ｌ１の回折入射角θ（図８参照：後述する「αｙ」＋「δｙ」）が、後述するブラッグ角θＢとなるように、各凸部３１の形成ピッチや、パネル面Ｆ３，Ｆ１に対する回折格子面Ｆ２の傾斜角が規定されて各回折格子３０が形成されている。
【００４２】
この場合、図８に示すように、回折格子の格子間隔（回折格子における格子の形成ピッチ：この例では、各凸部３１の形成ピッチ）をｄとしたときに、「２ｄ・ｓｉｎθ＝ｎλ」との式を満たす状態において回折光の光量が多くなる（回折光である光Ｌ２が強くなる）ことが知られている。なお、本明細書では、上記の「２ｄ・ｓｉｎθ＝ｎλ」との式を満たす回折入射角θを「ブラッグ角（θＢ）」という。この場合、上記の条件式における「ｎ」は回折光の次数を表し、「λ」は、光Ｌ１，Ｌ２の波長を表している。また、同図は、格子ラインと垂直に交差する向きで回折格子パネル１２を切断した断面を図示している。なお、本明細書においては、「凸部３１の延在方向（図８に示す実線Ｌａの向き）と入射光（図８における光Ｌ１）の入射方向とのなす角度における各回折格子３０の格子ラインに対して回折格子面Ｆ２内において直交する向きの成分」を「回折入射角θ」という。
【００４３】
このように、光源１１からの光Ｌ１の回折入射角θがブラッグ角θＢとなるように形成された各回折格子３０では、１次回折光Ｌ２ｂおよび−１次回折光Ｌ２ｃのいずれか一方の光量が十分に多くなる（いずれか一方の強度が十分に高まる）ため、その回折格子３０による回折効率を十分に向上させることができる。なお、一例として、「ｎ＝１」の光Ｌ２（すなわち、１次回折光）を立体視画像の視認に利用する場合、「ｄ＝λ」となるように凸部３１を形成した回折格子３０では、上記の式により、「θ＝３０°」となる。
【００４４】
一方、制御部３は、表示器２に表示させるべき立体視画像の画像データに応じて光源１１に制御信号Ｓを出力することにより、光源１１における各光出射部２０を、立体視画像の各表示画素の明るさに応じて点灯させる。なお、実際の表示装置１には、外部装置から出力された画像データや画像信号を処理する画像処理部等を備え、制御部３は、画像処理部によって処理されたデータや信号に基づいて表示器２に立体視画像を表示させるが、「表示器」および「表示装置」についての理解を容易とするために、表示器２および制御部３以外の構成要素に関する説明および図示を省略する。
【００４５】
この表示装置１（表示器２）では、光源１１からの光Ｌ１を回折格子パネル１２の各回折格子３０によって回折して左右８１方向に振り分けると共に、各回折格子３０によって左右方向に振り分けられた光Ｌ２を拡散板１３によって上下方向に拡散させることで、左右８１方向の各視差領域毎に上下方向における視域を拡げる構成（左右方向においては、互いに相違する視差画像が視認され、上下方向においては、同一の視差画像が視認されるように表示させる構成）が採用されている。具体的には、この表示装置１による立体視画像の表示に際しては、制御部３が表示器２の光源１１に制御信号Ｓを出力することにより、各光出射部２０を、表示すべき立体視画像の各表示画素の明度に応じた明るさで点灯させる。
【００４６】
この際には、図３に示すように、光源１１の各光出射部２０から出射された各光Ｌ１が回折格子パネル１２の回折格子３０にそれぞれ入射して回折される結果、各回折格子３０から光Ｌ２（回折光）がそれぞれ出射される。この際に、この表示装置１では、回折格子パネル１２における各回折格子３０が、各光Ｌ２を出射すべき方向に応じて、格子ラインの傾き、回折格子面Ｆ２の傾き、および凸部３１の形成ピッチ等が規定されて形成されている。これにより、図６に示すように、各回折格子３０からの光Ｌ２は、所定の間隔で左右８１方向に放射状に拡がるように回折格子パネル１２からそれぞれ出射される。
【００４７】
また、この表示器２では、前述したように、回折格子パネル１２における各回折格子３０の回折格子面Ｆ２が拡散板１３のパネル面Ｆ３に対して非平行となるようにパネル面Ｆ３に対して回折格子面Ｆ２が傾けられている。したがって、この表示器２では、光源１１からの光Ｌ１が回折格子パネル１２の回折格子３０において回折されたときに、１次回折光Ｌ２ｂ（または、−１次回折光Ｌ２ｃ）の強度が十分に強くなる。このため、光源１１からの光Ｌ１の利用効率が十分に向上すると共に、その光量が十分に多い１次回折光Ｌ２ｂ（または、−１次回折光Ｌ２ｃ）を立体視画像を視認させるための光として使用することで、その１次回折光Ｌ２ｂ（または、−１次回折光Ｌ２ｃ）に対応する表示画素が十分に明るく視認される。
【００４８】
なお、この表示器２の回折格子パネル１２では、前述したように、１次回折光Ｌ２ｂおよび−１次回折光Ｌ２ｃのいずれか一方が回折格子パネル１２から出射しないように各回折格子３０が形成されている。したがって、図１１に示すように、この例では、１次回折光Ｌ２ｂ（または、−１次回折光Ｌ２ｃ）と、少量の０次回折光Ｌ２ａだけが拡散板１３に入射することとなる。
【００４９】
一方、表示器２から出射された１次回折光Ｌ２ｂ（または、−１次回折光Ｌ２ｃ）および０次回折光Ｌ２ａ（以下、これらを総称して「光Ｌ２」ともいう）は、図３，７に示すように、拡散板１３を構成するレンチキュラレンズによって上下方向に拡散されて、両図および図２に示すように、表示器２（表示装置１）の前方に向かって光Ｌ３として出射される。この際に、上記の各光Ｌ３は、回折格子パネル１２の各回折格子３０による回折によって光源１１からの光Ｌ１が所定の間隔で左右８１方向に放射状に拡けられると共に、回折格子パネル１２からの光Ｌ２が拡散板１３によってそれぞれ上下方向に拡散された光として出射される。これにより、表示装置１の前方における左右８１方向の各位置毎に、上下方向の所定の高さ範囲内において、各視点位置に対応する画像（各光Ｌ３を表示画素とする画像）が視認される。
【００５０】
したがって、画像を視認する者の左目および右目が互いに相違する視差領域（視点位置）に位置している状態では、左目によって視認される視差画像と、右目によって視認される視差画像とが視差領域の位置に応じて相違しているため、表示されている画像が立体視画像として認識される（両眼視差によって立体視画像として認識される）。また、画像を視認する者が表示装置１（表示器２）に表示されている画像を視認しながら、図２に示す矢印Ａ１，Ａ２の向き（左右方向）で各視差領域（各視点位置）に順次移動することにより、表示装置１（表示器２）に表示されている画像が、運動視差によって立体視画像として認識される。
【００５１】
次に、上記の表示器２における回折格子パネル１２の回折格子面Ｆ２および拡散板１３のパネル面Ｆ３と、光源１１からの光Ｌ１および回折格子パネル１２によって回折された光Ｌ２との関係について、図１２〜２４を参照しつつ、具体的に説明する。
【００５２】
上記の表示器２では、拡散板１３におけるパネル面Ｆ３の法線Ｌ１３（光透過パネルにおける光透過パネル面の法線）と、回折格子パネル１２における各回折格子３０の回折格子面Ｆ２に入射する光Ｌ１の入射方向とのなす角度におけるＸ成分（拡散板１３における左右方向に対応する成分であって、光Ｌ１が入射する側の面から見たときに、光Ｌ１の入射方向がパネル面Ｆ３に対して斜め右向きに交差する状態の角度をプラスとし、光Ｌ１の入射方向がパネル面Ｆ３に対して斜め左向きに交差する状態の角度をマイナスとする角度）を「αＸ（図１２，１３参照）」とし、
拡散板１３におけるパネル面Ｆ３の法線Ｌ１３（光透過パネルにおける光透過パネル面の法線）と、回折格子パネル１２における各回折格子３０の回折格子面Ｆ２に入射する光Ｌ１の入射方向とのなす角度におけるＹ成分（拡散板１３における上下方向に対応する成分であって、光Ｌ１が入射する側の面から見たときに、光Ｌ１の入射方向がパネル面Ｆ３に対して斜め下向きに交差する状態の角度をプラスとし、光Ｌ１の入射方向がパネル面Ｆ３に対して斜め上向きに交差する状態の角度をマイナスとする角度）を「αＹ（図１２，１４参照）」とし、
パネル面Ｆ３の法線Ｌ１３に対する回折格子面Ｆ２の法線Ｌ１２の傾き角におけるＸ成分（拡散板１３における左右方向に対応する成分であって、光Ｌ１が入射する側の面から見たときに、回折格子面Ｆ２の法線Ｌ１２がパネル面Ｆ３に対して斜め左向きに交差する状態の角度をプラスとし、回折格子面Ｆ２の法線Ｌ１２がパネル面Ｆ３に対して斜め右向きに交差する状態の角度をマイナスとする角度）を「γＸ（図１５参照）」とし、
パネル面Ｆ３の法線Ｌ１３に対する回折格子面Ｆ２の法線Ｌ１２の傾き角におけるＹ成分（拡散板１３における上下方向に対応する成分であって、光Ｌ１が入射する側の面から見たときに、回折格子面Ｆ２の法線Ｌ１２がパネル面Ｆ３に対して斜め上向きに交差する状態の角度をプラスとし、回折格子面Ｆ２の法線Ｌ１２がパネル面Ｆ３に対して斜め下向きに交差する状態の角度をマイナスとする角度）を「γＹ（図１６参照）」とし、
回折格子３０における各格子の回折格子面Ｆ２内におけるペリスト回転角（光Ｌ１が入射する側の面から見たときに、各格子の格子ライン（図１７において実線Ｌｂで示すライン）が水平の状態（図１７において実線Ｌｃで示すラインと平行な状態）を０度とし、各格子の格子ラインが左下がりとなる回転角をプラスとし、各格子の格子ラインが右下がりとなる回転角をマイナスとする角度）を「ε（図１７参照）」としたときに、
回折格子面Ｆ２の法線Ｌ１２と、回折格子面Ｆ２に入射する光Ｌ１の入射方向とのなす角度におけるｘ成分（回折格子３０における各格子の格子ラインの延在方向（ペリスト回転角が０度の回折格子３０が形成された回折格子面Ｆ２においては、左右方向）に対応する成分であって、光Ｌ１が入射する側の面から見たときに、回折格子面Ｆ２に対して光Ｌ１が斜め右向き（ペリスト回転角が０度の回折格子３０の場合の方向）に入射する状態の角度をプラスとし、回折格子面Ｆ２に対して光Ｌ１が斜め左向き（ペリスト回転角が０度の回折格子３０の場合の方向）に入射する状態の角度をマイナスとする角度）である「αｘ（図１８，１９参照）」、および、回折格子面Ｆ２の法線Ｌ１２と、回折格子面Ｆ２に入射する光Ｌ１の入射方向とのなす角度におけるｙ成分（回折格子３０における各格子の格子ラインに対して回折格子面Ｆ２内において直交する方向（ペリスト回転角が０度の回折格子３０が形成された回折格子面Ｆ２においては、下方向）に対応する成分であって、光Ｌ１が入射する側の面から見たときに、回折格子面Ｆ２に対して光Ｌ１が斜め下向き（ペリスト回転角が０度の回折格子３０の場合の方向）に入射する状態の角度をプラスとし、回折格子面Ｆ２に対して光Ｌ１が斜め上向き（ペリスト回転角が０度の回折格子３０の場合の方向）に入射する状態の角度をマイナスとする角度）である「αｙ（図１８，２０参照）」は、次の２つの式で表される。
【００５３】
αｘ＝ｔａｎ−１（ｔａｎ（αＸ＋γＸ）・ｃｏｓε）＋ｔａｎ−１（ｔａｎ（αＹ＋γＹ）・ｓｉｎ（−ε））
αｙ＝ｔａｎ−１（ｔａｎ（αＸ＋γＸ）・ｓｉｎε）＋ｔａｎ−１（ｔａｎ（αＹ＋γＹ）・ｃｏｓε）
【００５４】
また、光Ｌ１の波長を「λ」とし、回折格子３０の格子間隔（回折格子３０における格子の形成ピッチ：この例では、凸部３１の形成ピッチ）を「ｄ（図２１参照）」とし、
回折格子面Ｆ２の法線Ｌ１２に対する各凸部３１の延在方向（図２１において実線Ｌａで示す方向）の傾き角におけるｙ成分（回折格子３０における各格子の格子ラインに対して回折格子面Ｆ２内において直交する方向（ペリスト回転角が０度の回折格子３０が形成された回折格子面Ｆ２においては、上下方向）に対応する成分であって、光Ｌ１が入射する側の面から見たときに、回折格子面Ｆ２に対して凸部３１の延在方向が斜め上向きで交差する状態の角度をプラスとし、回折格子面Ｆ２に対して凸部３１の延在方向が斜め下向きで交差する状態の角度をマイナスとする角度）を「δｙ（図２１，２２参照）」としたときに、
回折格子面Ｆ２の法線Ｌ１２と、回折格子面Ｆ２から出射する光Ｌ２の出射方向とのなす角度におけるｘ成分（回折格子３０における各格子の格子ラインの延在方向（ペリスト回転角が０度の回折格子３０が形成された回折格子面Ｆ２においては、左右方向）に対応する成分であって、光Ｌ１が入射する側の面から見たときに、回折格子面Ｆ２から斜め左向き（ペリスト回転角が０度の回折格子３０の場合の方向）に光Ｌ２が出射する状態の角度をプラスとし、回折格子面Ｆ２から斜め右向き（ペリスト回転角が０度の回折格子３０の場合の方向）に光Ｌ２が出射する状態の角度をマイナスとする角度）である「βｘ（図２３，１９参照）」、および、回折格子面Ｆ２の法線Ｌ１２と、回折格子面Ｆ２から出射する光Ｌ２の出射方向とのなす角度におけるｙ成分（回折格子３０における各格子の格子ラインに対して回折格子面Ｆ２内において直交する方向（ペリスト回転角が０度の回折格子３０が形成された回折格子面Ｆ２においては、上下方向）に対応する成分であって、光Ｌ１が入射する側の面から見たときに、回折格子面Ｆ２から斜め上向き（ペリスト回転角が０度の回折格子３０の場合の方向）に光Ｌ２が出射する状態の角度をプラスとし、回折格子面Ｆ２から斜め下向き（ペリスト回転角が０度の回折格子３０の場合の方向）に光Ｌ２が出射する状態の角度をマイナスとする角度）である「βｙ（図２３，２０参照）」は、次の２つの式で表される。
【００５５】
βｘ＝−αｘ
βｙ＝ｓｉｎ−１｛（ｎλ−ｄ・ｓｉｎ（αｙ＋δｙ））／ｄ｝＋δｙ
【００５６】
また、パネル面Ｆ３の法線Ｌ１３と、回折格子面Ｆ２から出射する光Ｌ２の出射方向とのなす角度におけるＸ成分（拡散板１３における左右方向に対応する成分であって、光Ｌ２が拡散板１３に入射する側の面から見たときに、光Ｌ２の出射方向が拡散板１３に対して斜め左向きに交差する状態の角度をプラスとし、光Ｌ２の出射方向が拡散板１３に対して斜め右向きに交差する状態の角度をマイナスとする角度）である「βＸ（図２４，１３参照）」、および、パネル面Ｆ３の法線Ｌ１３と、回折格子面Ｆ２から出射する光Ｌ２の出射方向とのなす角度におけるＹ成分（拡散板１３における上下方向に対応する成分であって、光Ｌ２が拡散板１３に入射する側の面から見たときに、光Ｌ２の出射方向が拡散板１３に対して斜め上向きに交差する状態の角度をプラスとし、光Ｌ２の出射方向が拡散板１３に対して斜め下向きに交差する状態の角度をマイナスとする角度）である「βＹ（図２４，１４参照）」は、次の２つの式で表される。
【００５７】
βＸ＝ｔａｎ−１（ｔａｎβｘ・ｃｏｓε）＋ｔａｎ−１（ｔａｎβｙ・ｓｉｎε）＋γＸ
βＹ＝ｔａｎ−１（ｔａｎβｘ・ｓｉｎ（−ε））＋ｔａｎ−１（ｔａｎβｙ・ｃｏｓε）＋γＹ
【００５８】
したがって、表示器２の設計に際しては、上記の「βＸ」および「βＹ」が所望の角度となるように、上記の６つの式に基づき、光源１１から出射する光Ｌ１（回折格子パネル１２に入射させる光Ｌ１）の「λ」に応じて、「αＸ」、「αＹ」、「ε」、「ｄ」、「γＸ」、「γＹ」、「δｙ」を適宜調整すればよい。この場合、回折入射角θ（αｙ＋δｙ）の絶対値が０°よりも大きくなるほど、−１次回折光Ｌ２ｃ（または、１次回折光Ｌ２ｂ）が減少し、後述する条件を満たすと出射しなくなる。また、−１次回折光Ｌ２ｃ（または、１次回折光Ｌ２ｂ）の減少に伴って１次回折光Ｌ２ｂ（または、−１次回折光Ｌ２ｃ）が増加する。
【００５９】
なお、図１２〜１４，１８〜２０，２３，２４では、上記の各説明事項における「Ｘ成分」、「Ｙ成分」、「ｘ成分」および「ｙ成分」等について理解を容易とするために、回折格子面Ｆ２に対する光Ｌ１の入射方向と、回折格子面Ｆ２からの光Ｌ２の出射方向やパネル面Ｆ３に対する光Ｌ２の入射方向との関係を、表示器２内における実際の光の進路とは相違する状態で図示している。また、図１２〜１４，１８〜２０，２３，２４では、一例として「ペリスト回転角ε＝０°」で、かつ「パネル面Ｆ３の法線Ｌ１３に対する回折格子面Ｆ２の法線Ｌ１２の傾き角におけるＸ成分γＸ＝０°」の例を図示している。
【００６０】
続いて、表示装置１（表示器２）によってカラー画像を表示するための構成について、図面を参照して説明する。なお、上記の単色画像を表示するための表示装置１（表示器２）の構成と区別するために、カラー画像を表示可能な表示装置１（表示器２）については、表示装置１Ｃ（表示器２Ｃ）ともいう。また、表示器２Ｃにおける光源１１や回折格子パネル１２については、前述した表示器２における光源１１や回折格子パネル１２と区別するために、光源１１ｃおよび回折格子パネル１２ｃともいう。さらに、その他の構成要素において単色画像表示用の表示装置１（表示器２）と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００６１】
この種の表示装置によってカラー画像を表示させる場合、カラー画像を構成する各表示画素毎に、複数の色光（一例として、Ｒ＝Red ＝赤色、Ｇ＝Green ＝緑色、Ｂ＝Blue＝青色の３色の色光：以下、単に「Ｒ，Ｇ，Ｂ」ともいう）を合成することによって各表示画素の色を任意の色として視認させる。この場合、１つの表示画素を表示するためのＲ，Ｇ，Ｂ，の各色光を同一の回折格子における回折格子面に入射させたときには、回折現象の波長依存性に起因して、波長λが相違する各色光の回折角度が相違する状態（すなわち、回折格子面からの回折光の出射角度が相違する状態）となる。
【００６２】
このため、１つの表示画素として視認されるべきＲ，Ｇ，Ｂ各色の１次回折光Ｌ２ｂｘ（または、−１次回折光Ｌ２ｃｘ）が互いに相違する向きに出射される結果、そのような表示画像で構成される画像を見たときに、色滲みが生じた状態に見えることがある。また、立体像表示装置１ｘから遠く離れた位置においては、１つの表示画素として視認されるべきＲ，Ｇ，Ｂ各色の１次回折光Ｌ２ｂｘ（または、−１次回折光Ｌ２ｃｘ）のうちのいずれか一色分だけしか視認できない状態となり、このような状態においては、カラー画像を表示させているにも拘わらず、赤色の単色画像、緑色の単色画像、または青色の単色画像として視認される事態を招くおそれもある。このため、カラー画像の表示に際しては、各表示画素を構成する各色光が実質的に同一方向に向けて出射されるように表示器を構成する必要がある。
【００６３】
一方、図２５に示すように、カラー画像を表示するための表示装置１Ｃの表示器２Ｃは、回折格子パネル１２ｃにおける各回折格子３０毎の回折格子面Ｆ２の傾斜角度や、回折格子パネル１２ｃにおける各回折格子３０毎の凸部３１の形成ピッチを、回折すべき色光の波長に応じて互いに相違させることにより、上記の問題点を克服している。なお、実際の表示装置１Ｃ（表示器２Ｃ）では、一例として、表示装置１Ｃの前面側における左右８１方向の各視点位置毎の各視差領域から、各方向に応じて互いに相違する８１種類の「横×縦＝１９２０×１０８０画素」のＲＧＢカラー画像を視認させることができるよう構成されているが、左右８１方向の各視点位置毎の各視差領域用のＲＧＢカラー画像のうちの１つの表示画素を視認させるための構成について説明する。
【００６４】
この場合、表示器２Ｃにおける光源１１ｃは、一例として、図２６に示すように、光Ｌ１Ｒ（赤色の色光）を出射する光出射部２０（光出射部２０Ａ１Ｒ〜２０Ｉ９Ｒ：赤色のサブピクセル：以下、これらを区別しないときには「光出射部２０Ｒ」ともいう）、光Ｌ１Ｇ（緑色の色光）を出射する光出射部２０（光出射部２０Ａ１Ｇ〜２０Ｉ９Ｇ：緑色のサブピクセル：以下、これらを区別しないときには「光出射部２０Ｇ」ともいう）、および光Ｌ１Ｂ（青色の色光）を出射する光出射部２０（光出射部２０Ａ１Ｂ〜２０Ｉ９Ｂ：青色のサブピクセル：以下、これらを区別しないときには「光出射部２０Ｂ」ともいう）がこの順で左右方向に並んで設けられ、１つの光出射部２０Ｒ、１つの光出射部２０Ｇおよび１つの光出射部２０Ｂによって、カラー画像を構成する１つの表示画素（以下、「カラー表示画素」ともいう）を視認させるための各色光を出射するように構成されている。すなわち、カラー画像を表示させる構成の表示器２Ｃにおけるこの光源１１ｃでは、１つのカラー画像を構成する各表示画素のうちの１つを構成する各色の副画素（サブピクセル）毎に１つの光出射部２０（光出射部２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂのいずれか）が設けられている。
【００６５】
なお、同図、および後に参照する図２７〜３４では、赤色（Ｒ）に関連する要素については「Ｒ」の符号を付し、緑色（Ｇ）に関連する要素については「Ｇ」の符号を付し、青色（Ｂ）に関連する要素については「Ｂ」の符号を付して図示している。また、上記の光源１１ｃでは、１つの表示画素を視認させるための各色光を出射する光出射部２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂが左右方向に隣接するように配置されているが、後述する回折格子パネル１２ｃにおける各光Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂ用の各回折格子３０を、各光出射部２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの位置に合わせて配置することで、１つの表示画素を視認させるための各色光を出射する光出射部２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを任意の位置に配置することもできる（図示せず）。
【００６６】
また、図２７に示すように、回折格子パネル１２ｃは、光源１１ｃの各光出射部２０Ｒから出射された光Ｌ１Ｒを回折するための回折格子３０（回折格子３０Ａ１Ｒ〜３０Ｉ９Ｒ：以下、これらを区別しないときには「回折格子３０Ｒ」ともいう）、各光出射部２０Ｇから出射された光Ｌ１Ｇを回折するための回折格子３０（回折格子３０Ａ１Ｇ〜３０Ｉ９Ｇ：以下、これらを区別しないときには「回折格子３０Ｇ」ともいう）、および各光出射部２０Ｂから出射された光Ｌ１Ｂを回折するための回折格子３０（回折格子３０Ａ１Ｂ〜３０Ｉ９Ｂ：以下、これらを区別しないときには「回折格子３０Ｂ」ともいう）がこの順で左右方向に並んで設けられ、１つの回折格子３０Ｒ、１つの回折格子３０Ｇおよび１つの回折格子３０Ｂによって、１つのカラー表示画素を視認させるための各色光をそれぞれ回折するように構成されている（１つの表示画素を表示するための各色光毎に１つの回折格子が形成された構成の例）。
【００６７】
なお、前述したように、本明細書において、「１つの回折格子」とは、入射した光を回折可能に構成された光学的要素のうちの「１つの光出射部」に対応して規定された部位を意味する。この場合、カラー画像を表示させる構成の表示器２Ｃにおけるこの回折格子パネル１２ｃでは、上記の光源１１ｃにおける１つの光出射部２０（光出射部２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂのいずれか）に対応して１つの回折格子３０（回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのいずれか）が規定されて、１つのカラー画像を構成する各表示画素のうちの１つを構成する各色の副画素毎に１つの回折格子３０（回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのいずれか）が規定されている。
【００６８】
この場合、１つのカラー表示画素を視認させるための各色光を拡散板１３から左右方向において同じ向きに出射するための回折格子パネル１２ｃの構成としては、以下の２つの構成のうちのいずれかを採用することができる。１つ目の構成の回折格子パネル１２ｃとしては、１つのカラー表示画素を表示するための光Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂをそれぞれ回折する回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂについて、拡散板１３のパネル面Ｆ３に対する回折格子面Ｆ２の傾きを互いに等しくすると共に、回折すべき光Ｌ１の波長λが短い回折格子３０における格子の形成ピッチｄ（凸部３１の形成ピッチｄ）よりも、回折すべき光Ｌ１の波長λが長い回折格子３０における格子の形成ピッチｄ（凸部３１の形成ピッチｄ）の方が大きくなるように形成する。
【００６９】
具体的には、図２８に示すように、回折格子３０Ｒの回折格子面Ｆ２のパネル面Ｆ３に対する傾きと、回折格子３０Ｇの回折格子面Ｆ２のパネル面Ｆ３に対する傾きと、各回折格子３０Ｂの回折格子面Ｆ２のパネル面Ｆ３に対する傾きとを互いに等しくすると共に、図２９に示すように、光Ｌ１Ｂよりも波長λが短い光Ｌ１Ｇを回折する回折格子３０Ｇにおける凸部３１の形成ピッチｄが、回折格子３０Ｂにおける凸部３１の形成ピッチｄよりも大きくなり、かつ、光Ｌ１Ｇよりも波長λが短い光Ｌ１Ｒを回折する回折格子３０Ｒにおける凸部３１の形成ピッチｄが、回折格子３０Ｇにおける凸部３１の形成ピッチｄよりも大きくなるように回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを形成して回折格子パネル１２ｃを構成する。
【００７０】
より具体的には、図３２に示す実施例１の表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）、および図３３に示す実施例２の表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）では、８１個のカラー表示画素Ａ１〜Ｉ９のうちの１つを視認させるための光Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂを回折する回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂに関し、パネル面Ｆ３に対する回折格子面Ｆ２の傾き（γＸおよびγＹ）が互いに等しく、かつ、回折すべき光Ｌ１の波長λが短い回折格子３０における凸部３１の形成ピッチｄよりも、回折すべき光Ｌ１の波長λが長い回折格子３０における凸部３１の形成ピッチｄの方が大きくなるように回折格子パネル１２ｃが形成されて配置されている。なお、実施例１，２の表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）における「ｄ」、「γＸ」および「γＹ」以外の各種パラメータについては、図３２，３３に示すとおりのため、詳細な説明を省略する。また、図３２〜３４では、８１個のカラー表示画素Ａ１〜Ｉ９のうちのカラー表示画素Ａ１，Ｃ３，Ｅ５，Ｇ７，Ｉ９の５つのみに関する各種パラメータを図示している。
【００７１】
この場合、図３２に示すように、実施例１の表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）では、カラー表示画素Ａ１〜Ｉ９のうちの１つを視認させるための光Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂを回折する回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂにおける回折格子面Ｆ２のパネル面Ｆ３に対する傾きが互いに等しいものの、その回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの傾きは、カラー表示画素Ａ１〜Ｉ９のうちの他の１つを視認させるための光Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂを回折する回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂにおける回折格子面Ｆ２のパネル面Ｆ３に対する傾きとは相違している（「１つの表示画素を表示するための複数種類の色光をそれぞれ回折する各回折格子が、光透過パネル面に対する回折格子面の傾きが互いに等しく、かつ、回折すべき色光の波長が短い回折格子における格子の形成ピッチよりも、回折すべき色光の波長が長い回折格子における格子の形成ピッチの方が大きくなるように形成されている」との構成の一例）。
【００７２】
これに対して、図３３に示すように、実施例２の表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）では、すべての回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂにおける回折格子面Ｆ２のパネル面Ｆ３に対する傾きが互いに等しくなっている（「１つの表示画素を表示するための複数種類の色光をそれぞれ回折する各回折格子が、光透過パネル面に対する回折格子面の傾きが互いに等しく、かつ、回折すべき色光の波長が短い回折格子における格子の形成ピッチよりも、回折すべき色光の波長が長い回折格子における格子の形成ピッチの方が大きくなるように形成されている」との構成の他の一例であって、かつ、「すべての回折格子における回折格子面の光透過パネル面に対する傾きが互いに等しくなるように形成されている」との構成の一例））。
【００７３】
このように、すべての回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂにおける回折格子面Ｆ２のパネル面Ｆ３に対する傾きを互いに等しくする場合には、全体として平板状に形成した回折格子パネルの全体を拡散板１３のパネル面Ｆ３に対して傾ける構成（図示せず）を採用することができる。また、すべての回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂにおける回折格子面Ｆ２のパネル面Ｆ３に対する傾きを互いに等しくする場合に、回折格子パネルを複数のパネルに分割して、各パネル毎に同じ傾斜角で回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを形成する構成（図示せず）を採用することにより、表示器全体としての厚みを十分に薄くすることができる。
【００７４】
この実施例１，２の表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）では、図３２，３３に示すように、１つのカラー表示画素を視認させるために回折格子パネル１２ｃ（各回折格子面Ｆ２）から出射される光Ｌ２（光Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂ：図２５参照）の出射角度（βＸおよびβＹ）が互いに等しくなっている。したがって、実施例１，２の表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）では、これら光Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂが拡散板１３によって上下方向に拡散されつつ、光Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂとして表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）の前方に向かって左右方向において同じ向きに出射されることとなる。
【００７５】
２つ目の構成の回折格子パネル１２ｃとしては、１つのカラー表示画素を表示するための前記光Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂをそれぞれ回折する回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂについて、格子の形成ピッチｄ（凸部３１の形成ピッチｄ）が互いに等しく、かつ、回折すべき光Ｌ１の波長λが短い回折格子３０における回折格子面Ｆ２の拡散板１３におけるパネル面Ｆ３に対する傾きよりも、回折すべき光Ｌ１の波長λが長い回折格子３０における回折格子面Ｆ２のパネル面Ｆ３に対する傾きの方が大きくなるように形成する。
【００７６】
具体的には、図３１に示すように、回折すべき光Ｌ１の波長λの相違に拘わらず、回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂにおける凸部３１の形成ピッチｄを互いに等しくすると共に、図３０に示すように、光Ｌ１Ｂよりも波長λが短い光Ｌ１Ｇを回折する回折格子３０Ｇにおける回折格子面Ｆ２のパネル面Ｆ３に対する傾きが、回折格子３０Ｂにおける回折格子面Ｆ２のパネル面Ｆ３に対する傾きよりも大きくなり、かつ、光Ｌ１Ｇよりも波長λが短い光Ｌ１Ｒを回折する回折格子３０Ｒにおける回折格子面Ｆ２のパネル面Ｆ３に対する傾きが、回折格子３０Ｇにおける回折格子面Ｆ２のパネル面Ｆ３に対する傾きよりも大きくなるように各回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを形成して回折格子パネル１２ｃを構成する。なお、「回折格子面Ｆ２のパネル面Ｆ３に対する傾きが大きい」とは、前述した「γＸ」および「γＹ」の少なくとも一方が大きいことを意味する。
【００７７】
より具体的には、図３４に示す実施例３の表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）では、８１個のカラー表示画素Ａ１〜Ｉ９のうちの１つを視認させるための光Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂを回折する回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂに関し、凸部３１の形成ピッチｄが互いに等しく、かつ、回折すべき光Ｌ１の波長λが短い回折格子３０における回折格子面Ｆ２のパネル面Ｆ３に対する傾き（γＸおよびγＹの少なくとも一方）よりも、回折すべき光Ｌ１の波長λが長い回折格子３０における回折格子面Ｆ２のパネル面Ｆ３に対する傾き（γＸおよびγＹの少なくとも一方）の方が大きくなるように回折格子パネル１２ｃが形成されて配置されている。この場合、実施例３の表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）は、波長λが長い回折格子３０ほど回折格子面Ｆ２のパネル面Ｆ３に対する傾きが大きくなっている構成の例であって、この例では、波長λが長い回折格子３０ほど「γＹ」が大きくなっている。なお、実施例３の表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）における「ｄ」、「γＸ」および「γＹ」以外の各種パラメータについては、図３４に示すとおりのため、詳細な説明を省略する。
【００７８】
この実施例３の表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）では、１つのカラー表示画素を視認させるために回折格子パネル１２ｃ（各回折格子面Ｆ２）から出射される光Ｌ２（光Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂ：図２５参照）の出射角度（βＸおよびβＹ）が互いに等しくなっている。したがって、実施例３の表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）では、これら光Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂが拡散板１３によって上下方向に拡散されつつ、光Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂとして表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）の前方に向かって左右方向において同じ向きに出射されることとなる。
【００７９】
したがって、回折格子パネル１２ｃとして、上記実施例１または実施例２の表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）における回折格子パネル１２ｃと同様の構成、および上記実施例３の表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）における回折格子パネル１２ｃと同様の構成のいずれを採用した場合においても、１つのカラー表示画素を視認させるための各色光が拡散板１３から左右方向において同じ向きに出射される。
【００８０】
なお、図３２〜３４に示すように、上記実施例１〜３の表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）における回折格子パネル１２ｃでは、いずれも、「|（−λ−ｄ・ｓｉｎ（αｙ＋δｙ））／ｄ|≧１」との条件を満たしている。このような条件を満たす回折格子パネル１２ｃでは、−１次回折光Ｌ２ｃが回折格子パネル１２ｃから出射しないため、−１次回折光Ｌ２ｃの回折格子パネル１２ｃからの出射（拡散板１３への入射）に起因して、立体視画像（カラー画像）像がぼやける事態が生じるのが回避されている。また、１次回折光Ｌ２ｂを回折格子パネル１２ｃから出射させないようにするには、「|（λ−ｄ・ｓｉｎ（αｙ＋δｙ））／ｄ|≧１」との条件を満たすように構成すればよい。このような条件を満たすように構成することで、１次回折光Ｌ２ｂの回折格子パネル１２ｃからの出射（拡散板１３への入射）に起因して、立体視画像（カラー画像）像がぼやける事態が生じるのが回避される。
【００８１】
また、上記実施例１の表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）における回折格子パネル１２ｃでは、各回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂに対する光Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂの回折入射角θがブラッグ角θＢとなるように構成されている。したがって、立体視画像（カラー画像）の視認のために使用される１次回折光Ｌ２ｂの光量が十分に多くなっている（１次回折光Ｌ２ｂの強度が十分に強くなっている）。
【００８２】
この場合、上記実施例１〜３の表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）では、回折格子パネル１２ｃにおける各回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂによって光源１１からの光Ｌ１を回折することで左右方向の各視差領域に向けて回折格子パネル１２ｃから光Ｌ２を出射し（左右方向の各視差領域からの画像の視認を可能とし）、この光Ｌ２を拡散板１３によって上下方向に拡散させることで、各視差領域毎の上下方向における視域を拡げる（上下方向の所定の視域内における画像の視認を可能とする）構成が採用されている。言い換えれば、上記実施例１〜３の表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）では、拡散板１３によって光Ｌ２を拡散させない「左右方向」については、回折格子パネル１２ｃにおける各回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ毎のペリスト回転角εを、ε＝０°を含む範囲で適宜規定することで、光Ｌ２を左右方向の任意の方向に出射させる構成が採用されている。
【００８３】
このような構成の実施例１〜３の表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）では、回折格子面Ｆ２の傾き角における上下方向（拡散板１３が光を拡散させる方向）の成分であるγＹを、γＹ≠０°となるように各回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの回折格子面Ｆ２を傾けることで、αｙ≠０としている。これにより、画像を視認できる範囲を左右方向に拡げるための回折格子パネル１２ｃにおいて、ペリスト回転角ε＝０や、ペリスト回転角εの絶対値が小さい各種ペリスト回転角εの回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂであっても、各回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂにおいて−１次回折光Ｌ２ｃ（または、１次回折光Ｌ２ｂ）を十分に減少させつつ、回折格子パネル１２ｃからの光Ｌ２の出射方向を左右方向に十分に拡げることが可能となっている。
【００８４】
なお、前述した単色画像表示用の表示器２（表示装置１）においても、回折格子面Ｆ２の傾き角における上下方向（拡散板１３が光を拡散させる方向）の成分であるγＹを、γＹ≠０°となるように各回折格子３０の回折格子面Ｆ２を傾けることで、αｙ≠０とすることにより、回折格子パネル１２において、ペリスト回転角ε＝０や、ペリスト回転角εの絶対値が小さい各種ペリスト回転角εの回折格子３０であっても、各回折格子３０において−１次回折光Ｌ２ｃ（または、１次回折光Ｌ２ｂ）を十分に減少させつつ、回折格子パネル１２からの光Ｌ２の出射方向を左右方向に十分に拡げることが可能となっている。
【００８５】
このように、この表示器２（２Ｃ）によれば、回折格子パネル１２（１２ｃ）に形成した各回折格子３０のうちの少なくとも一部の回折格子３０における回折格子面Ｆ２が拡散板１３のパネル面Ｆ３に対して非平行となるように回折格子面Ｆ２をパネル面Ｆ３に対して傾けたことにより、拡散板１３のパネル面Ｆ３に対して垂直に交差する向き（パネル面Ｆ３の法線と平行な向き）に光源１１から出射される光Ｌ１が回折格子パネル１２（１２ｃ）に入射する構成を採用した場合においても、回折格子パネル１２（１２ｃ）から出射される−１次回折光Ｌ２ｃ（または、１次回折光Ｌ２ｂ）の光量を十分に減少させる（−１次回折光Ｌ２ｃ（または、１次回折光Ｌ２ｂ）の強度を十分に低下させる）か、または、回折格子パネル１２（１２ｃ）からの−１次回折光Ｌ２ｃ（または、１次回折光Ｌ２ｂ）の出射をなくして、１次回折光Ｌ２ｂ（または、−１次回折光Ｌ２ｃ）の光量を十分に増加させる（１次回折光Ｌ２ｂ（または、−１次回折光Ｌ２ｃ）の強度を十分に強める）ことができる。したがって、この表示器２（２Ｃ）によれば、光源１１からの光Ｌ１の利用効率を十分に向上させることができる。
【００８６】
また、この表示器２Ｃによれば、１つの表示画素を表示するための複数種類の色光をそれぞれ回折する各回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが、パネル面Ｆ３に対する回折格子面Ｆ２の傾きが互いに等しく、かつ、回折すべき色光の波長が短い回折格子３０における格子の形成ピッチよりも、回折すべき色光の波長が長い回折格子３０における格子の形成ピッチの方が大きくなるように回折格子パネル１２ｃを形成したことにより、１つの表示画素を、波長が相違する複数の色光（この例では、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の色光）によって表示する場合に、回折格子パネル１２ｃから出射される各色光の出射方向（回折格子パネル１２ｃからの各色光の出射角度）を同一方向（同一角度）に揃えることができる。したがって、この表示器２Ｃによれば、表示したカラー画像に色滲みが生じたり、単色画像として視認されたりする事態を回避して、鮮明なカラー画像として視認させることができる。
【００８７】
さらに、この表示器２Ｃによれば、すべての回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂにおける回折格子面Ｆ２のパネル面Ｆ３に対する傾きが互いに等しくなるように回折格子パネル１２ｃを形成したことにより、回折格子パネル１２ｃの設計および製造を容易に行うことができる結果、表示器２Ｃの製造コストを十分に軽減することができる。
【００８８】
また、この表示器２Ｃによれば、１つの表示画素を表示するための複数種類の色光をそれぞれ回折する各回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが、格子の形成ピッチが互いに等しく、かつ、回折すべき色光の波長が短い回折格子３０における回折格子面Ｆ２のパネル面Ｆ３に対する傾きよりも、回折すべき色光の波長が長い回折格子３０における回折格子面Ｆ２のパネル面Ｆ３に対する傾きの方が大きくなるように回折格子パネル１２ｃを形成したことにより、１つの表示画素を、波長が相違する複数の色光（この例では、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の色光）によって表示する場合に、回折格子パネル１２ｃから出射される各色光の出射方向（回折格子パネル１２ｃからの各色光の出射角度）を同一方向（同一角度）に揃えることができる。したがって、この表示器２Ｃによれば、表示したカラー画像に色滲みが生じたり、単色画像として視認されたりする事態を回避して、鮮明なカラー画像として視認させることができる。
【００８９】
さらに、本発明に係る表示器２（２Ｃ）によれば、−１次回折光Ｌ２ｃおよび１次回折光Ｌ２ｂのいずれか（この例では、−１次回折光Ｌ２ｃ）が回折格子パネル１２（１２ｃ）から出射しないように回折格子パネル１２（１２ｃ）を形成したことにより、回折格子パネル１２（１２ｃ）から出射された−１次回折光Ｌ２ｃの存在に起因して、いわゆるゴースト像が表示される事態を招くことなく、鮮明な画像を表示させることができる。
【００９０】
また、この表示器２（２Ｃ）によれば、回折格子パネル１２（１２ｃ）によって回折された光Ｌ２を上下方向に拡散させる拡散板１３を光透過パネルとして備えたことにより、表示器２（２Ｃ）の前方において、表示器２（２Ｃ）に表示される画像を視認することができる範囲を上下方向に十分に拡げることができる。
【００９１】
さらに、この表示器２（２Ｃ）によれば、各回折格子３０に対する光源１１（１１ｃ）からの光Ｌ１の回折入射角θがブラッグ角θＢとなるように回折格子パネル１２（１２ｃ）を構成したことにより、１次回折光Ｌ２ｂ（または、−１次回折光Ｌ２ｃ）の光量が十分に高くなる（１次回折光Ｌ２ｂ（または、−１次回折光Ｌ２ｃ）の強度が十分に強くなる）結果、光源１１からの光Ｌ１の利用効率を十分に向上させることができる。
【００９２】
また、この表示装置１（１Ｃ）によれば、表示器２（２Ｃ）と、光源１１（１１ｃ）の点灯を制御して表示器２（２Ｃ）に画像を表示させる制御部３とを備えて構成したことにより、光源１１からの光Ｌ１の利用効率を十分に向上させることができる結果、全域に亘って鮮明な画像を表示することができる。
【００９３】
なお、表示器および表示装置の構成は、上記の表示器および表示装置の構成に限定されない。例えば、平面視直線状の互いに平行な複数の凸部３１、および平面視直線状の互いに平行な複数の凹部３２が所定の形成ピッチで形成された凹凸パターン（格子パターン）を回折格子３０として機能させる構成の回折格子パネル１２を備えた表示器２（２Ｃ）および表示装置１（１Ｃ）を例に挙げて説明したが、「回折格子」は、平面視直線状の互いに平行な複数の凸部、および平面視直線状の互いに平行な複数の凹部で構成された凹凸パタン（格子パターン）が形成されたものに限定されない。一例として、図３５，３６に示す回折格子パネル１２ｄにおける回折格子３０ａのように、互いに交差することのない平面視曲線状の複数の凸部、および互いに交差することのない平面視曲線状の複数の凹部で構成された凹凸パターン（格子パターン）を形成して「回折格子」として機能させる構成を採用することができる。この場合、両図では、一例として、凸部の幅方向の中心を実線（曲線）で図示している。
【００９４】
なお、前述したように、本明細書において、「１つの回折格子」とは、入射した光を回折可能に構成された光学的要素のうちの「１つの光出射部」に対応して規定された部位を意味する。この場合、平面視曲線状の凸部や平面視曲線状の凹部が格子パターンとして形成された回折格子パネルでは、光源における１つの光出射部（前述した光源１１における１つの光出射部２０、または、前述した光源１１ｃにおける光出射部２０Ｒ，２０Ｂ，２０Ｇのうちの１つに対応する要素：つまり、単色画像を表示するための光源においては、１つの単色画像を構成する各表示画素のうちの１つに対応する光を出射する光学的要素であり、カラー画像を表示するための光源においては、１つの単色画像を構成する各表示画素のうちの１つにおける各色光に対応する各副画素のうちの１つに対応する光を出射する光学的要素）に対応して１つの回折格子３０ａ（両図において荒い破線で区切った方形状の領域）が規定され、この回折格子３０ａ毎に、光透過パネル面（一例として、拡散板１３のパネル面Ｆ３）に対する回折格子面Ｆ２の傾きが規定されている。
【００９５】
なお、平面視曲線状の凸部や平面視曲線状の凹部を格子パターンとして形成した回折格子３０ａでは、図３６に示すように、一例として、格子としての凸部が回折格子３０ａの一端部（例えば、同図における左端部）と交差する交点Ｐ１と、凸部が回折格子３０ａの他端部（この例では、同図における右端部）と交差する交点Ｐ２とを結んだ実線Ｌｃを格子ラインとする。このような構成の回折格子パネル１２ｄにおいても、回折格子３０ａ毎に光透過パネル面（拡散板１３のパネル面Ｆ３）に対する回折格子面Ｆ２の傾きを規定することで、前述した回折格子パネル１２（１２ｃ）等と同様にして、光源１１からの光Ｌ１の利用効率を十分に向上させることができる。
【００９６】
また、例えば、各回折格子３０の形成領域毎に複数の凸部３１および複数の凹部３２が所定の形成ピッチで形成された凹凸パターンが形成され、この凹凸パターンが回折格子３０として機能して、光源１１からの光Ｌ１を予め規定された方向に回折するように構成された回折格子パネル１２（１２ｃ）を有する表示器２（２Ｃ）および表示装置１（１Ｃ）を例に挙げて説明したが、回折格子パネル１２（１２ｃ）に代えて、図３７〜３９に示す回折格子パネル１２ｅ〜１２ｇのいずれかによって光源１１からの光Ｌ１を予め規定された方向に回折するように構成することもできる。
【００９７】
この場合、回折格子パネル１２ｅ〜１２ｇは、前述した回折格子パネル１２（１２ｃ）における凸部３１および凹部３２からなる格子パターン（凹凸パターン）に代えて、複数の凸部３１ａおよび複数の凹部（スリット）３２ａからなる格子パターンが形成されて、この格子パターンが回折格子３０ｂとして機能して、光源１１からの光Ｌ１を予め規定された方向に回折するように構成されている。なお、この回折格子パネル１２ｅ〜１２ｇにおいて、前述した回折格子パネル１２（１２ｃ）の各要素と同様の要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００９８】
この場合、図３７，３８に示すように、回折格子パネル１２ｅ，１２ｆの回折格子３０ｂでは、凸部３１ａの延在方向（同図における実線Ｌａの方向）が、その回折格子面Ｆ２に対して垂直に交差する向き（回折格子面Ｆ２の法線と平行な向き：δｙ＝０°」となっている。したがって、この回折格子パネル１２ｅ，１２ｇの回折格子３０ｂは、δｙ＝０°の回折格子パネル１２（１２ｃ）の回折格子３０と同様に機能する。一方、図３９に示すように、回折格子パネル１２ｇの回折格子３０ｂでは、凸部３１ａの延在方向（同図における実線Ｌａの方向）が、その回折格子面Ｆ２に対して斜めに交差する向き（回折格子面Ｆ２の法線と非平行な向き：δｙ≠０°」となっている。したがって、この回折格子パネル１２ｇの回折格子３０ｂは、δｙ≠０°の回折格子パネル（例えば、図２１に示す回折格子パネル１２）の回折格子と同様に機能する。
【００９９】
さらに、光源１１（１１ｃ）を一体的に備えて構成した表示器２（２Ｃ）を例に挙げて説明したが、「表示器」の構成はこれに限定されない。例えば、外部装置としての「光源」から出射された光を回折格子パネルによって回折して光透過パネルを透過させる構成の表示器（図示せず）においても、その表示器における回折格子パネルを、上記の表示器２（２Ｃ）における回折格子パネル１２（１２ｃ）等と同様に構成することができる。
【０１００】
また、「視差による立体視画像」を表示する利用形態を例に挙げて説明したが、「表示器」および「表示装置」によって表示する「画像」はこれに限定されない。例えば、複数種類の２次元画像（一例として、ニュース番組の画像、教育番組の画像、およびアニメーション番組の画像）を「互いに相違する画像」として「表示器」に表示させる利用形態を採用することができる。このような利用形態においては、一例として、「表示器」に向かって左側から「ニュース番組の画像」を視認させ、「表示器」に向かって正面から「教育番組の画像」を視認させ、「表示器」に向かって右側から「アニメーション番組の画像」を視認させることで、１台の「表示装置」によって、３人の視聴者に対してそれぞれ相違する画像を視認させることができる。
【０１０１】
さらに、ＲＧＢカラー画像を表示可能に構成した表示器２Ｃ（表示装置１Ｃ）を例に挙げて説明したが、ＲＧＢカラー画像以外の、各種のカラー画像を表示可能に「表示器」および「表示装置」を構成することもできる。このような構成を採用する場合においては、カラー画像を構成する各色光毎の表示画素毎に、上記のγＸやγＹ、およびｄなどを適宜調整すればよい。また、光出射部としてのＬＥＤを備えた光源１１（１１ｃ）を例に挙げて説明したが、「光源」は、これに限定されず、有機ＥＬや、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイおよび表面伝導型電子放出素子ディスプレイ（ＳＥＤ）などの各種光出射装置を備えて構成することができる。この場合、単色画像を表示するための表示装置に上記の各種光出射装置を使用する場合には、光出射装置において、１つの単色画像を構成する各表示画素のうちの１つに対応する光を出射するための光学的要素が「光出射部」に相当し、カラー画像を表示するための表示装置に上記の各種光出射装置を使用する場合には、光出射装置において、１つのカラー画像を構成する各表示画素のうちの１つにおける各色の副画素のうちの１つに対応する光を出射するための光学的要素が「光出射部」に相当する。
【０１０２】
また、「光透過パネル」としての拡散板１３を備えて構成した表示器２（２Ｃ）を例に挙げて説明したが、拡散板１３に代えて、「回折格子パネル」等の傷付きや塵埃の付着を防止するための「保護板」や、ノングレア処理が施された「化粧板」を配設して「表示器」を構成することもできる。この場合、拡散板１３のような回折格子パネルからの光を上下方向に拡散させる光透過パネルを用いないときには、回折格子パネルにおける回折格子の数を適宜増やして、左右方向だけでなく、上下方向の各視点位置（上下方向の各視差領域）においても互いに相違する視差画像を表示させる構成を採用することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１，１Ｃ  表示装置
２，２Ｃ  表示器
３  制御部
１１，１１ｃ  光源
１２，１２ａ〜１２ｇ  回折格子パネル
１３  拡散板
２０，２０Ａ１〜２０Ｉ９，２０Ａ１Ｒ〜２０Ｉ９Ｒ，２０Ａ１Ｇ〜２０Ｉ９Ｇ，２０Ａ１Ｂ〜２０Ｉ９Ｂ  光出射部
３０，３０ａ，３０ｂ，３０Ａ１〜３０Ｉ９，３０Ａ１Ｒ〜３０Ｉ９Ｒ，３０Ａ１Ｇ〜３０Ｉ９Ｇ，３０Ａ１Ｂ〜３０Ｉ９Ｂ  回折格子
３１，３１ａ  凸部
Ｆ１，Ｆ３  パネル面
Ｆ２  回折格子面
Ｌ１〜Ｌ３，Ｌ１Ｒ〜Ｌ３Ｒ，Ｌ１Ｇ〜Ｌ３Ｇ，Ｌ１Ｂ〜Ｌ３Ｂ  光
Ｌ２ａ  ０次回折光
Ｌ２ｂ  １次回折光
Ｌ２ｃ  −１次回折光
Ｌ１２，Ｌ１３  法線
Ｓ  制御信号
【図１】
0005360007.tif 000002
【図２】
0005360007.tif 000003
【図３】
0005360007.tif 000004
【図４】
0005360007.tif 000005
【図５】
0005360007.tif 000006
【図６】
0005360007.tif 000007
【図７】
0005360007.tif 000008
【図８】
0005360007.tif 000009
【図９】
0005360007.tif 000010
【図１０】
0005360007.tif 000011
【図１１】
0005360007.tif 000012
【図１２】
0005360007.tif 000013
【図１３】
0005360007.tif 000014
【図１４】
0005360007.tif 000015
【図１５】
0005360007.tif 000016
【図１６】
0005360007.tif 000017
【図１７】
0005360007.tif 000018
【図１８】
0005360007.tif 000019
【図１９】
0005360007.tif 000020
【図２０】
0005360007.tif 000021
【図２１】
0005360007.tif 000022
【図２２】
0005360007.tif 000023
【図２３】
0005360007.tif 000024
【図２４】
0005360007.tif 000025
【図２５】
0005360007.tif 000026
【図２６】
0005360007.tif 000027
【図２７】
0005360007.tif 000028
【図２８】
0005360007.tif 000029
【図２９】
0005360007.tif 000030
【図３０】
0005360007.tif 000031
【図３１】
0005360007.tif 000032
【図３２】
0005360007.tif 000033
【図３３】
0005360007.tif 000034
【図３４】
0005360007.tif 000035
【図３５】
0005360007.tif 000036
【図３６】
0005360007.tif 000037
【図３７】
0005360007.tif 000038
【図３８】
0005360007.tif 000039
【図３９】
0005360007.tif 000040
【図４０】
0005360007.tif 000041