(57)【要約】【課題】  モアレの発生がなく表示品位が良好な立体画像表示装置を得ることを可能にする。【解決手段】  ２次元状に配列された複数の画素を有し、画素のそれぞれに輝度情報を与え、画像を表示する画像表示デバイス６と、画像表示デバイスの表示面上に配設され、画像表示デバイスに表示された画像を光学的に選択して表示し、画像表示デバイスの画素位置近傍に焦点を有し、画素を拡大表示するレンズアレイ１とを備え、レンズアレイは、画像表示デバイスの画像表示面に対して垂直方向に母線を有する第１のレンズアレイ面２と、第１のレンズアレイの母線に対し斜め方向に母線を有する第２のレンズアレイ面３とを有する。【選択図】  図１
2007079253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元状に配列された複数の画素を有し、前記画素のそれぞれに輝度情報を与え、画像を表示する画像表示デバイスと、
前記画像表示デバイスの表示面上に配設され、前記画像表示デバイスに表示された画像を光学的に選択して表示し、前記画像表示デバイスの前記画素位置近傍に焦点を有し、画素を拡大表示するレンズアレイと、を備え、
前記レンズアレイは、前記画像表示デバイスの画像表示面に対して垂直方向に母線を有する第１のレンズアレイ面と、前記第１のレンズアレイの母線に対し斜め方向に母線を有する第２のレンズアレイ面を有することを特徴とする立体画像表示装置。
【請求項２】
前記レンズアレイにおける前記第１のレンズアレイ面および第２のレンズアレイ面が凸面であることを特徴とする請求項１記載の立体画像表示装置。
【請求項３】
前記レンズアレイにより拡大表示される画素領域の軌跡は、前記画素の配列方向に対して斜め方向となり、且つ前記軌跡が周期的に折り返すことで、前記軌跡の周期列が前記画素の垂直配列方向に対して略平行に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の立体画像表示装置。
【請求項４】
前記画像が画面水平方向に視差情報を有する立体画像であり、同一の視差方向にある前記各視差情報が前記画素毎に画面垂直方向に割り当てられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の立体画像表示装置。
【請求項５】
前記画像が画面水平方向に視差情報を有する立体画像であり、同一の視差方向にある前記各視差情報が前記画素毎に画面に対して斜め方向に割り当てられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか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、裸眼立体視可能な立体画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
立体画像を表示する手法として、多数の視線方向からの画像を画像表示デバイスの画像表示面に合成表示し、観察者の視点位置もしくは視線方向に対応する画像を選択して表示する光学的画像選択表示手段を備えた、複数視差を有する立体画像表示装置が提案されている。光学的画像選択表示手段として、スリット（バリア）、レンズアレイが主に使用されるが、スリットを用いた方式は、不所望の画像情報を表示させないために画像表示面の大部分を隠蔽してしまい、表示輝度が暗いという短所がある。従って、画像表示面を隠蔽しないレンズアレイ方式の方が高輝度表示の点で有利である。
【０００３】
レンズアレイを用いた画像選択の原理が特許文献１の図９に開示されている。レンズアレイの集光点（焦点）を画像表示面における画素近傍に配することで、レンズピッチに含まれる一画素の拡大表示部分が各レンズピッチ全面に拡大されて表示されることになる。観察者の視点が水平方向に移動することで、レンズの画角変化により拡大表示される画素が切り替わる。この画素上に各々視線方向に対応する画像情報を表示することで、レンズピッチに含まれる画素数分の視線方向について対応する画像を切り替え表示することが可能となる。
【０００４】
ここで、視線方向に応じて切り替え表示される画像数を視差数といい、視差数は一レンズピッチに含まれる画素数に他ならない。画像の切り替わる間隔が十分に細かく、視点位置において画像の切り替わる水平ピッチが観察者の眼間距離よりも狭ければ、観察者は左右両眼で異なる画像を観察することになるので、立体像を観察することが可能となる。
【０００５】
この立体像表示方式は、画面に対し水平方向のみならず、垂直方向についても複数の視差情報を与え切り替え表示することが望ましいが、水平視差を重視し、視差情報の切り替え表示を画面水平方向のみとすることもよく行なわれる。この場合、レンズアレイは画面水平方向のみに集光作用を持つシリンドリカルレンズアレイ（レンチキュラ−シート、レンチキュラ−レンズ）が用いられる。
【０００６】
ここで、立体画像情報を表示する画像表示デバイスは二次元マトリクス状に配列された画素群を有するものが一般的に使用される。そのような画像表示デバイスの例として代表的なものは液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）などである。これら画像表示デバイスにおける画素間には光を透過しないブラックマトリックス領域が介在する。
【０００７】
レンズアレイにより、拡大表示される部分の軌跡は、視点の水平方向移動に追随して左右に移動することになる（例えば、特許文献２参照）。従って、視点が切り替わる際にブラックマトリクス領域がレンズにより拡大表示されるため、観察者にとっては黒帯状のモアレ妨害が発生することになる。このモアレを抑制するために、幾つかの公知例が提案されている。
【０００８】
例えば、特許文献３では、ディスプレイ要素配列の配列方向に対して、レンチキュラシートのレンチキュールの縦軸Ｌが、列方向に対し角度α傾いている。ディスプレイ要素の列に対しては角度αで傾斜している構成が開示されている。特許文献３に開示されている画素配列は、カラー画像表示デバイスに一般的に採用されている縦ストライプ配列であり、画素は三原色ＲＧＢに分割され、矩形状の画素形状を有するＲ列、Ｇ列、Ｂ列を一組として、正方状のカラー画素が二次元正方状に配列されている。
【特許文献１】特開２００５−７７４３７号公報
【特許文献２】特開２００４−３５４８９９号公報
【特許文献３】特開平９−２３７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献３においては、以下のような課題が存在していた。
【００１０】
レンズ母線方向が画面に対し斜め方向となるため、観察者にとって光学的に拡大された画素配列は、矩形状とはならない。これは通常の画像表示デバイスにおける画素配列とは異なるため、観察者にとって違和感が生じる問題がある。
【００１１】
本発明は上記事情を考慮してなされたものであって、モアレの発生がなく表示品位が良好な立体画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様による立体画像表示装置は、２次元状に配列された複数の画素を有し、前記画素のそれぞれに輝度情報を与え、画像を表示する画像表示デバイスと、前記画像表示デバイスの表示面上に配設され、前記画像表示デバイスに表示された画像を光学的に選択して表示し、前記画像表示デバイスの前記画素位置近傍に焦点を有し、画素を拡大表示するレンズアレイとを備え、前記レンズアレイは、前記画像表示デバイスの画像表示面に対して垂直方向に母線を有する第１のレンズアレイ面と、前記第１のレンズアレイの母線に対し斜め方向に母線を有する第２のレンズアレイ面を有することを特徴とする。
【００１３】
なお、前記レンズアレイにおける前記第１のレンズアレイ面および第２のレンズアレイ面が凸面であることが好ましい。
【００１４】
なお、前記レンズアレイにより拡大表示される画素領域の軌跡は、前記画素の配列方向に対して斜め方向となり、且つ前記軌跡が周期的に折り返すことで、前記軌跡の周期列が前記画素の垂直配列方向に対して略平行に配置されていてもよい。
【００１５】
なお、前記画像が画面水平方向に視差情報を有する立体画像であり、同一の視差方向にある前記各視差情報が前記画素毎に画面垂直方向に割り当てられていてもよい。
【００１６】
なお、前記画像が画面水平方向に視差情報を有する立体画像であり、同一の視差方向にある前記各視差情報が前記画素毎に画面に対して斜め方向に割り当てられていてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、モアレの発生が無く、表示品位が良好な立体画像表示装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。但し、本発明の構成は以下に述べる実施形態にとどまるものではなく、本発明の実施形態および実施例において述べた構成の各部をさまざまに組み合わせた形態をとることが可能であることはいうまでもない。また、説明の簡略化のため、複数の図に渡って同一部材については同一の番号を付与した。
【００１９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による立体画像表示装置を図１乃至図１１を参照して説明する。
【００２０】
図１（ａ）、（ｂ）は本実施形態による立体画像表示装置に係るレンズアレイ１の構造を示す。このレンズアレイ１は、画素の整数倍にほぼ等しいピッチを有し、画面垂直方向にレンズ母線方向４を有する第１のレンズ面２と、第１のレンズ面に対向して形成され、第１のレンズ面のレンズ母線方向４とは角度θを成すレンズ母線方向５を有する第２のレンズ面３とを備えている。第1のレンズ面２及び第２のレンズ面３は所謂シリンドリカルレンズアレイであり、各面において、同一のピッチ、レンズ形状を有するレンズアレイとなっている。
【００２１】
このレンズアレイ１は、図２に示すように、２次元的に画素群が配列された画像表示デバイス６の表示面上に取り付けられ、レンズの光学的拡大表示作用によって水平方向に視差が付与された立体表示を行なう機能を有する。
【００２２】
レンズアレイ１の画面水平面内における光学的拡大表示作用について図３を参照して説明する。図３は図２の画像表示デバイス６とレンズアレイ１を組み合わせた状態における水平断面図である。ここで、画像表示デバイスとしてＬＣＤを例にとって説明する。図３においては、背景技術に述べたレンズアレイの作用とほぼ同様である。すなわち、レンズアレイ１における第１レンズ面２は画面に垂直方向（紙面に対して垂直方向）にレンズ母線方向を有し、レンズピッチｐは、視距離Ｌ、視域幅Ｗ、第１レンズ面２と画素７との距離ｌ、および視差数と画素水平ピッチの積Ｐから次の（１）、（２）式を用いて決定される。
【数１】
2007079253.tif 000003
【００２３】
画素７は、ＬＣＤの場合対向する２枚の透明基板８に狭持された液晶層であり、表示面前面に偏光板、位相差フィルムなどの光学素子９、特に図示しないが背面にも偏光板などの光学素子を備え、バックライトにより背面から照明されている。レンズアレイ１の光学的拡大表示により、画素７の一部が拡大され、レンズピッチ一杯に拡大されて略平行光の光線１０として観察者側に出射する。
【００２４】
ここで、レンズアレイ１の第１レンズ面２のレンズ母線方向は画面に対し垂直方向であるから、画面の水平面内のみにレンズ作用（レンズパワー）を有する。一方、第２レンズ面３のレンズ母線方向は画面水平方向（紙面内方向）に対して角度θ傾いた配置となっている（図１参照）。従って、第２レンズ面３のレンズパワーは画面に対しθ傾いた面内に発生するため、画面の水平方向、垂直方向にレンズパワーが分散することになる。図３に示した画面の水平方向については、レンズアレイ１における第1レンズ面２の全てのレンズパワーと、第２レンズ面３の水平面内における一部のレンズパワーを有する両凸レンズとして、画素７の一部を光学的に拡大することになる。
【００２５】
一方、第２レンズ面３は、画面垂直方向についてもレンズパワーを有しているため、画面垂直方向についても光線１０の光路変化が生じる。
【００２６】
図４は、レンズアレイ１の集光作用による光線の変化を立体的に示した斜視図である。光線１０の面を画素７の上端と下端について示した。第２レンズ面３の画面垂直方向のレンズパワーにより、画素７の拡大表示部分１２は画面、あるいは画素７の矩形形状に対して斜め方向となっていることが最大の特徴である。拡大表示部分１２の傾き角は、第２レンズ面３のレンズ母線方向とは一般的に一致しない。ここで、第１レンズ面２と第２レンズ面３の関係は、画面水平面内については両凸レンズ、画面垂直方向については第１レンズ面２が平面となる平凸レンズとなっており、共役関係では無い。
【００２７】
図５は、図３と同様な水平断面図と、各部における光線１０の状態をスポットダイヤグラムとして示した図である。ここでは、光の相反性を利用して、光線１０の進行方向を逆向きにとり、平行光がレンズアレイ１の集光作用によって画素位置１１に結像すると考えると良い。第１レンズ面２において、画面水平方向（ｘ軸方向）に光は集光され、第２レンズ面３の集光作用により光路は斜め方向の略直線状に結像する様子が分かる。
【００２８】
図６は、画像表示デバイス６の画素配列とレンズアレイの関係を示した図である。画素７に割り当てられる視差番号１４は、画面垂直方向に同一番号が割り当てられる。これは、レンズアレイの第１レンズ面２のレンズ母線方向４が画面垂直方向であり、画面水平方向（ｘ軸方向）の観察方向変化に対して光学的に拡大表示される画素７は画面垂直方向に配列された画素となるためである。
【００２９】
一方、拡大表示される軌跡１２は、画素形状を成す一辺に対し斜めに傾き、第２レンズ面３のピッチの周期で折り返すジグザグ状となる。従って、光学的に拡大表示される軌跡１２は、画素７の開口部とブラックマトリクス領域１３に分散しているため、ブラックマトリクス領域１３のみが光学的に拡大されることにより生じる黒帯状のモアレ発生を防ぐことが可能となる。更に、次の（３）式
【数２】
2007079253.tif 000004
に示されるように、第２レンズ面３のレンズピッチｐ２を画素７の垂直方向ピッチｐＶｐｘｌのｃｏｓθ程度とすることで、拡大表示軌跡１２は画素７の水平ピッチ程度で折り返すことができ、視差情報が入り混じることなく良好に拡大表示することが可能となる。
【００３０】
図７は、本実施形態による立体画像表示装置の画像表示デバイスにおいて、カラー画素配列を有するカラー画像表示デバイスとした例を示した図である。カラー画素はＲＧＢ画素を単位として構成されているが、視差数を最大限確保するため、ＲＧＢ画素毎に異なる視差情報を割り当てることが望ましい。そのような画素配列として、例えばＲＧＢ画素が同一列に連続して配置されていないカラー画素配列、モザイク配列（斜めストライプ配列）とすることで、同一色の画素列のみが拡大表示されることがなく、良好なカラー立体像表示が可能となる。
【００３１】
本実施形態において示したように、光学拡大部分の軌跡が画素配列に対し斜め方向の略直線状となるためには、レンズアレイ１が所定の条件を満たす必要がある。本条件を図８、図９、図１０を用いて説明する。本説明においては、光の進行方向を実際とは逆向きにとり、光線１０は観察者側から入射し、画素位置１１に到達する状態を考えるものとする。
【００３２】
図８は、レンズアレイ１、画素表示デバイス６の基板８及び画素位置１１の光学配置を水平断面図として示した図である。図８において、光線の高さをｈ、入射角をｕ、面間隔をｄとして、所謂近軸領域における模式図として示した。レンズアレイ１の第１レンズ面２の曲率半径をｒ１、第２レンズ面３の水平断面方向の曲率半径をｒ２とし、レンズアレイ１及び基板８の屈折率をｎすると、近軸条件式として、次の（４）式が得られる。
【数３】
2007079253.tif 000005
【００３３】
次に、本実施形態の立体画像表示装置における表示特性を示す水平断面図を図９に示す。レンズアレイ１が画像表示デバイスの基板８の前面に密着し、光線１０が第１レンズ面２の中心を通る条件は次の（５）式で表される。
【数４】
2007079253.tif 000006
【００３４】
（５）式の条件において、図９から、Ｐと像高ｈ４、視距離Ｌ及び視域幅Ｗとｕ１の関係として直ちに（６）式が得られる。
【数５】
2007079253.tif 000007
【００３５】
更に、第２レンズ面３のレンズ母線方向５は、画面水平軸（ｘ軸）に対して角度θ傾斜していることから、レンズ母線方向に垂直な切断面で規定される、第２レンズ面３の曲率半径Ｒ２と水平断面方向のレンズ曲率半径ｒ２の関係は近似的に（７）式で表すことができる。
【数６】
2007079253.tif 000008
【００３６】
即ち、第２レンズ面３が曲率半径Ｒ２で表される半円柱状のシリンドリカルレンズの場合、水平切断面は楕円形状となるが、取扱いを簡略化するため、水平切断面上においても曲率半径ｒ２の円柱状レンズとして考える。以上、（４）〜（７）式の条件から、基板厚ｄ４が与えられた場合、レンズアレイ１のレンズ厚ｄ２は、次の（８）式に示されるように、第２レンズ面の曲率半径Ｒ２の関数として表すことができる。
【数７】
2007079253.tif 000009
【００３７】
次に、図１０に示す関係を用いて、残りのレンズパラメータを求める。図１０において、画素位置１１における拡大表示部１２の軌跡の傾き角は、画面の垂直軸（ｙ軸）に対する傾き角としてφＶ、画面水平軸（ｘ軸）に対する傾き角としてφＨとして定義する。
【００３８】
まず、第１の条件として、第１のレンズ面２の母線方向である画面垂直方向に像高ｈ１で垂直入射（ｕ１＝０）する光成分を考える。このとき、例えば像高として、第２レンズ面３のレンズピッチｐ２の１／２とする。このとき、画面垂直方向に対して、第１レンズ面２は集光作用を持たないから、与えられる条件式は（９）式となる。
【数８】
2007079253.tif 000010
【００３９】
この光成分に対し、第２レンズ面３のレンズ母線方向に垂直な成分、ｈ２Ｖ、ｈ４Ｖについて（４）式の関係を適用し、整理すると次の（１０）式が得られる。
【数９】
2007079253.tif 000011
【００４０】
ここで、画素位置における像高ｈ４Ｖは、拡大表示部分１２の直線状軌跡に一致する、という条件を満たしている。これを第２レンズ面の曲率半径Ｒ２について解くと（１１）式が得られる。
【数１０】
2007079253.tif 000012
【００４１】
（１１）式から、拡大表示される軌跡１２の傾き角φＶと、第２レンズ面の傾き角θ、基板厚ｄ４及び屈折率ｎから第２レンズ面の曲率半径Ｒ２が与えられる。
【００４２】
次に第２の条件として、画面水平方向に像高ｈ１で垂直入射（ｕ１＝０）する光成分を考える。第２レンズ面に到達したｈ２Ｈ、ｕ２Ｈで表されるこの光成分は、第２レンズ面によりレンズ作用を受けるが、ここで、第２レンズ面のレンズ母線方向に垂直で第２レンズ面のレンズ作用を受ける成分（添え字ｙ）と、水平でレンズ作用を受けない成分（添え字ｘ）に分け、その合成ベクトルとして画素位置における最終的な到達位置を記述する。更に、第１の条件と同様に、最終的な光線の到達位置が拡大表示部分１２の直線状軌跡上にある、という条件を加えると、（４）式の基本式から（１２）式の条件が得られる。
【数１１】
2007079253.tif 000013
【００４３】
これらを整理すると、合成ベクトルの傾き角条件に相当する次の（１３）式が得られ、
【数１２】
2007079253.tif 000014
次の定義式（１４）式
【数１３】
2007079253.tif 000015
から第１レンズ面の曲率半径ｒ１を与える（１５）式が
【数１４】
2007079253.tif 000016
導かれる。
【００４４】
以上から導かれた３つの（１１）式、（８）式、（１５）式を用いることにより、立体像の表示条件及び、所望の光学拡大軌跡の傾き角φＶ、第２レンズ面３の傾き角θを満たす、近軸領域におけるレンズパラメータｒ１、Ｒ２、ｄ２が得られる。
【００４５】
図１１に、第２レンズ面３の傾き角θを変化させた場合における、これらレンズパラメータｒ１、Ｒ２、ｄ２の変化の様子を示す。ここでは、ｔａｎφＶ＝１／３とした。なお、これらのレンズパラメータは近軸領域における設計値であり、実際にはレンズ設計ソフトなどを用いた収差計算、スポットダイヤグラムなどの最適化により最終的な値を決定することになる。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態によれば、モアレの発生がなく表示品位が良好となる。
【００４７】
第１実施形態においては、第２レンズ面３のピッチを（３）式で与えたため、ジグザグ状の光学拡大部軌跡の折り返し周期は画素の１水平ピッチ単位となっており、同一の視差情報は画面垂直方向に与えられていた。しかしながら、光学拡大部の直線傾き角、第２レンズ面のピッチを適当な条件に設定することで、視差情報を画面に対し斜め方向に傾けて配置することが可能となる。以下に、そのような例を本発明の第２実施形態として説明する。
【００４８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による立体画像表示装置を図１２および図１３を参照して説明する。
【００４９】
図１２は、本発明の第２実施形態による立体画像表示装置における画素配列および視差情報と、光学作用の関係を説明する図である。本実施形態においては、拡大表示部分１２の軌跡の傾き角をｔａｎφＶ＝１／３とした。このとき、ＲＧＢ各画素を単位として、１行１列ずつシフトした画素がレンズアレイ１によって拡大される。従って、同一の視差情報を有する視差番号を１行１列ずつシフトさせることで、正しい視差情報が光学的に拡大表示されることになる。更に、第２レンズ面３のレンズピッチｐ２を、画素の垂直方向ピッチをｐＶｐｘｌ、視差数をＮとして、次の（１６）式
【数１５】
2007079253.tif 000017
で与えることで、第１レンズ面２の境界１５で発生する折り返しにおいて、境界を挟む左右のレンズ領域における拡大部の軌跡及び割り当てられる視差番号の周期が整合し、拡大部の軌跡は第１レンズ面２の複数列に渡ってほぼ連続的に直線状となる。即ち、あたかも平凸レンズアレイをｔａｎφＶ＝１／３の条件で配置した場合と同様な光学的拡大表示の効果が得られることになる。図１２において、各画素には表示色Ｒ，Ｇ，Ｂと、視差番号を示した。
【００５０】
一方、観察者にとっては、第１レンズ面２のレンズ母線方向４は図１２における第1レンズ境界１５として示されるように画面垂直方向となるため、光学的に拡大された拡大像は、図１３に示すように矩形状に観察される。図１３では、視差番号１を有する画像情報が第１レンズ面２のレンズピッチ一杯に拡大表示された様子を示している。括弧内の数字は、拡大表示される画素の座標位置（行，列）を示した。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、通常のカラー画素配列である縦ストライプ配列を用い、モアレ及び色割れなどのカラーアーティファクトの無い状態で矩形状に光学拡大された画素配列を有する立体画像表示装置を得ることができる。
【００５２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態による立体画像表示装置を図１４および図１５を参照して説明する。
【００５３】
図１４は、本発明の第３実施形態による立体画像表示装置の画素配列および視差情報と、光学作用との関係を示す図である。図１４では、拡大表示の軌跡１２の傾き角をｔａｎφＶ＝１／６とし、画素２行を１組として、視差情報を縦解像度方向に割り当てた例を示している。本実施形態においても、第２レンズ面３のピッチを（１６）式で与えることにより、画素が拡大表示される部分１２の軌跡は複数の第１レンズピッチに渡ってほぼ連続的に直線状になる。但し、本実施形態では、視差情報の割り当て方を２行１組として、第１レンズ面２のレンズピッチを水平画素の整数＋１／２倍としたため、図１５に示すように、第２レンズ面３の折り返し位置で光学的に拡大される画素が不等間隔となる（例えば、第１列の９行目と１０行目）。
【００５４】
特に図示はしないが、第１レンズ面２のピッチを水平画素の整数倍としても良い。この場合は、光学的に拡大される画素は視差番号の変化に対し、奇数行と偶数行の入れ子の関係となり、光学的に拡大される画素が不等間隔となることは無い。本実施形態においても、第２実施形態と同様、モアレ及び色割れなどのカラーアーティファクトの無い状態で矩形状に光学拡大された画素配列を観察者に提示することができる。
【００５５】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態による立体画像表示装置を図１６および図１７を参照して説明する。
【００５６】
図１６は、本発明の第４実施形態による立体画像表示装置の画素配列および視差情報と、光学作用の関係を説明する図である。図１６では、拡大表示部分１２の軌跡の傾き角をｔａｎφＶ＝１／９とし、画素３行を１組として、視差情報を縦解像度方向に割り当てた例を示している。この場合、第３実施形態の後半に述べたように、光学的に拡大される画素配列は図１７に示すように、同一視差同一行の表示となる。
【００５７】
本実施形態も第３実施形態と同様に、モアレ及び色割れなどのカラーアーティファクトの無い状態で矩形状に光学拡大された画素配列を観察者に提示することができる。
【００５８】
以上述べたように、第１乃至第４実施形態によれば、カラー画素配列を有する画像表示デバイスに対し、色割れ発生の抑止及び解像度と視差の割当てバランスを目的として、斜め方向に視差情報を割り当てつつ、光学的に矩形状に光学拡大された画素配列を表示することが可能な立体画像表示装置を得ることができる。
【００５９】
なお、第２乃至第４実施形態においては、縦ストライプ配列を有するカラー画素配列との組み合わせのみについて述べたが、同色の画素が同一行に存在する横ストライプ配列、第１実施形態に述べたモザイク配列との組み合わせについても適用可能である。
【００６０】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態による立体画像表示装置について、図１８を参照して説明する。
【００６１】
図１８は、本実施形態の立体画像表示装置のレンズアレイの構成を示す図である。図１８からわかるように、本実施形態においては、レンズアレイ１が第１レンズ面２、第２レンズ面３を有する平凸レンズアレイを各々別体で製作し、組み合わせた組み合わせレンズである。本実施形態においても、第１レンズ面２、第２レンズ面３のレンズ作用は第１実施形態と同様であり、全く同様な効果が得られることは明らかである。
【００６２】
また、特に図示しないが、レンズアレイの構成として、図１８に示した組み合わせレンズにおいて、凸面を前後反転させ凸面を画像表示デバイス側に向けた構成、各々のレンズアレイについて、同一ピッチ、同一母線方向を有する両凸レンズとして製作した構成、更にはこれらの組み合わせたものを用いてもよいことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１実施形態による立体画像表示装置に係るレンズアレイを示す図。
【図２】本発明の第１実施形態による立体画像表示装置を示す斜視図。
【図３】第１実施形態に係るレンズアレイのレンズ作用を説明する水平断面図。
【図４】第１実施形態に係るレンズアレイのレンズ作用を説明する斜視図。
【図５】第１実施形態に係るレンズアレイの各部におけるレンズ作用を説明する図。
【図６】第１実施形態に係る画像表示デバイスの画素配列とレンズアレイの関係を説明する図。
【図７】第１実施形態に係る画像表示デバイスとしてカラー画素配列を有する画像表示デバイスを用いた例を示す図。
【図８】第１実施形態に係るレンズアレイと画素位置との光学配置を示す水平断面図。
【図９】第１実施形態による立体画像表示装置の表示特性とレンズアレイのパラメータの関係を説明する図。
【図１０】第１実施形態の、レンズアレイと光学拡大部分の光学作用、光学配置を説明する図。
【図１１】第１実施形態に係るレンズアレイの設計例を示した図。
【図１２】本発明の第２実施形態による立体画像表示装置における、画素配列及び視差情報と、光学作用との関係を示す図。
【図１３】第２実施形態において、レンズアレイ越しに観察される画素配列の様子を示す図。
【図１４】本発明の第３実施形態による立体画像表示装置における、画素配列及び視差情報と、光学作用との関係を示す図。
【図１５】第３実施形態において、レンズアレイ越しに観察される画素配列の様子を示す図。
【図１６】本発明の第４実施形態による立体画像表示装置における、画素配列及び視差情報と、光学作用の関係を示す図。
【図１７】第４実施形態において、レンズアレイ越しに観察される画素配列の様子を示す図。
【図１８】本発明の第５実施形態による立体画像表示装置のレンズアレイの構造を示した図。
【符号の説明】
【００６４】
１     レンズ
２     第１レンズ面
３     第２レンズ面
４     第1レンズ面母線方向
５     第２レンズ面母線方向
６     画像表示デバイス
７     画素
８     基板
９     光学素子
１０   光線
１１   画素位置
１２   拡大表示部分
１３   ブラックマトリクス領域
１４   視差番号
１５   第１レンズ面境界
１６   第２レンズ面境界
１７   視点
【図１】
2007079253.tif 000018
【図２】
2007079253.tif 000019
【図３】
2007079253.tif 000020
【図４】
2007079253.tif 000021
【図５】
2007079253.tif 000022
【図６】
2007079253.tif 000023
【図７】
2007079253.tif 000024
【図８】
2007079253.tif 000025
【図９】
2007079253.tif 000026
【図１０】
2007079253.tif 000027
【図１１】
2007079253.tif 000028
【図１２】
2007079253.tif 000029
【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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