(57)【要約】【課題】表示装置に表示される画像に対して高画質が要求される場合と高輝度が要求される場合の両方に適切に対処、対応することができる構成、構造を有する表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に２次元マトリクス状に画素１２が配列されて成る透過型表示パネル１０、及び、透過型表示パネル１０に表示される画像を複数の視点用の画像に分離するパララックスバリア１３０を備えており、パララックスバリア１３０と透過型表示パネル１０とは、所定の間隔を空けて対向して配されており、パララックスバリア１３は、第２の方向と平行な軸線、又は、第２の方向と鋭角を成す軸線に沿って延びる光透過部１３１及び遮光部１３２が、複数、交互に、第１の方向に沿って並置されて成り、第１の方向に沿った光透過部１３１の幅は可変である。【選択図】  図１
2013140277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に２次元マトリクス状に画素が配列されて成る透過型表示パネル、及び、
透過型表示パネルに表示される画像を複数の視点用の画像に分離するパララックスバリア、
を備えており、
パララックスバリアと透過型表示パネルとは、所定の間隔を空けて対向して配されており、
パララックスバリアは、第２の方向と平行な軸線、又は、第２の方向と鋭角を成す軸線に沿って延びる光透過部及び遮光部が、複数、交互に、第１の方向に沿って並置されて成り、
第１の方向に沿った光透過部の幅は可変である表示装置。
【請求項２】
パララックスバリアは、
第１基板、
第１基板に形成され、パターニングされた第１電極、
第１基板と対向して配置された第２基板、
第１電極と対向して第２基板に形成された第２電極、及び、
第１基板と第２基板とによって挟まれた液晶層、
から少なくとも構成された液晶表示装置から成る請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
透過型表示パネルを背面から照射する面状照明装置を更に備えており、
パララックスバリアは、透過型表示パネルと面状照明装置との間に配置されている請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
第１の方向に沿った光透過部の幅をＷ1、第１の方向に沿った画素の配列ピッチをＮＤとし、αを任意の係数としたとき、
Ｗ1＝α・ＮＤ
及び、
Ｗ1＝２α・ＮＤ
の２値にＷ1は切り換えられる請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
０．９５≦α≦１．０５を満足する請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
透過型表示パネルのヘーズ値は１５％以下である請求項３に記載の表示装置。
【請求項７】
パララックスバリアは、透過型表示パネルの前面に配置されている請求項２に記載の表示装置。
【請求項８】
第１の方向に沿った光透過部の幅をＷ1、第１の方向に沿った画素の配列ピッチをＮＤとし、αを１以上の任意の係数としたとき、
Ｗ1＝α・ＮＤ
及び、
Ｗ1＝（α＋１）・ＮＤ
の２値にＷ1は切り換えられる請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
１＜α＜２を満足する請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
パララックスバリアのヘーズ値は１５％以下である請求項７に記載の表示装置。
【請求項１１】
遮光部を構成する第１電極の第１の方向に沿った幅は、第１の方向に沿った遮光部の幅よりも狭い請求項２に記載の表示装置。
【請求項１２】
光透過部を構成する第１電極の第１の方向に沿った幅は、第１の方向に沿った光透過部の幅よりも狭い請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
第１電極及び第２電極への電圧の印加状態によって、第１の方向に沿った光透過部の幅が切り換えられる請求項２に記載の表示装置。
【請求項１４】
遮光部を構成する液晶表示装置の領域には、第１電極が形成されており、
光透過部は、第１電極が形成されている領域と第１電極が形成されていない領域とが、第１の方向に沿って並置されて成り、
光透過部を構成する第１電極の第１の方向に沿った幅は、第１の方向に沿った光透過部の幅よりも狭い請求項２に記載の表示装置。
【請求項１５】
第１電極及び第２電極への電圧の印加状態によって、第１の方向に沿った光透過部の幅が切り換えられる請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
パララックスバリアの軸線と第２の方向との成す角度θは鋭角であり、第２の方向に沿った画素の配列ピッチをＮＤ2としたとき、
θ＝ｔａｎ-1（ＮＤ2／ＮＤ）
を満足する請求項１に記載の表示装置。
【請求項１７】
パララックスバリアの軸線と第２の方向との成す角度θは鋭角であり、
パララックスバリアを構成する光透過部は、パララックスバリアの軸線に沿って直線状に配列されている請求項１に記載の表示装置。
【請求項１８】
パララックスバリアの軸線と第２の方向との成す角度θは鋭角であり、
パララックスバリアを構成する光透過部は、パララックスバリアの軸線に沿って階段状に配列されている請求項１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、表示装置に関し、より具体的には、所謂裸眼方式の立体画像を表示し得る表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、視差のある２つの画像を画像観察者が観察することで立体視を実現する立体画像表示装置が、種々、知られている。立体画像表示装置の方式は、眼鏡によって視差画像を左右の目に分離して入力する眼鏡方式と、眼鏡を使用することなく視差画像を左右の目に入力する裸眼方式（無眼鏡方式）とに大別される。そして、裸眼方式の立体画像表示装置として、透過型表示パネル（２次元画像表示装置）とレンチキュラーレンズとを組み合わせたレンチキュラー方式の立体画像表示装置や、透過型表示パネルとパララックスバリア（視差バリア）とを組み合わせたパララックスバリア方式の立体画像表示装置の実用化が進められている。
【０００３】
パララックスバリア方式の立体画像表示装置は、通常、水平方向（横方向）及び垂直方向（縦方向）に２次元マトリクス状に配置された複数の画素を備えた透過型表示パネル、並びに、概ね垂直方向に延びる複数の光透過部及び遮光部が水平方向に交互に並置されて成るパララックスバリアから構成されている（例えば、特開２００５−０８６０５６参照）。透過型表示パネルは、屡々、液晶表示装置から構成されており、背面から面状照明装置によって照射され、各画素は一種の光シャッタとして機能する。透過型表示パネルでカラー表示を行う場合、通常、１つの画素は複数の副画素から構成されており、各副画素はブラック・マトリクスで囲まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−０８６０５６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特開２００５−０８６０５６に開示された映像表示装置においては、パララックスバリアにおける光透過部（開口）の幅を水平画素ピッチと一致させており、光透過部の幅は固定である。それ故、例えば、画像観察者が表示装置に表示される画像に対して高画質を要求する場合と高輝度を要求する場合、これらの両方に適切に対処、対応することができないといった問題がある。
【０００６】
従って、本開示の目的は、表示装置に表示される画像に対して高画質が要求される場合と高輝度が要求される場合の両方に適切に対処、対応することができる構成、構造を有する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】
【０００７】
上記の目的を達成するための本開示の表示装置は、
第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に２次元マトリクス状に画素が配列されて成る透過型表示パネル、及び、
透過型表示パネルに表示される画像を複数の視点用の画像に分離するパララックスバリア、
を備えており、
パララックスバリアと透過型表示パネルとは、所定の間隔を空けて対向して配されており、
パララックスバリアは、第２の方向と平行な軸線、又は、第２の方向と鋭角を成す軸線に沿って延びる光透過部及び遮光部が、複数、交互に、第１の方向に沿って並置されて成り、
第１の方向に沿った光透過部の幅は可変である。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の表示装置にあっては、第１の方向に沿った光透過部の幅は可変であるが故に、表示装置に表示される画像に対して高画質が要求される場合には光透過部の幅を狭くし、高輝度が要求される場合には光透過部の幅を広くすればよく、表示装置に表示される画像に対して高画質が要求される場合と高輝度が要求される場合の両方に適切に対処、対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施例１の表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。
【図２】図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、バック・バリア方式の表示装置におけるモアレ変調度のシミュレーション結果を示すグラフ、及び、フロント・バリア方式の表示装置におけるモアレ変調度のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図３】図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、部分コヒレント理論の照明計算に基づく計算にて得られた輝度プロファイルの一例を示すグラフ、及び、透過型表示パネルにおける画素の形状及びパララックスバリアにおける光透過部の形状を含めた回折計算を説明するための、画素及び光透過部等の概念図である。
【図４】図４は、バック・バリア方式の表示装置において、Ｗ1／ＮＤをパラメータとして、部分コヒレント理論の照明計算に基づく計算にて得られた輝度プロファイルを示すグラフである。
【図５】図５は、フロント・バリア方式の表示装置において、Ｗ1／ＮＤをパラメータとして、部分コヒレント理論の照明計算に基づく計算にて得られた輝度プロファイルを示すグラフである。
【図６】図６の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、バック・バリア方式の表示装置においてモアレ変調度を実測した結果を示すグラフ、及び、フロント・バリア方式の表示装置においてモアレ変調度を実測した結果を示すグラフである。
【図７】図７の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、バック・バリア方式の表示装置において、Ｗ1＝α・ＮＤ及びＷ1＝２α・ＮＤとしたとき、クロストークがどのように変化するかを実測した結果を示すグラフである。
【図８】図８は、実施例１のバック・バリア方式の表示装置におけるパララックスバリアを構成する液晶表示装置の模式的な一部端面図である。
【図９】図９の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１の表示装置におけるパララックスバリアを構成する液晶表示装置のＷ1／ＮＤ＝１．０及びＷ1／ＮＤ＝２．０における作動状態を示す、液晶表示装置の模式的な一部端面図である。
【図１０】図１０は、実施例２の表示装置におけるパララックスバリアを構成する液晶表示装置の模式的な一部端面図である。
【図１１】図１１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例２の表示装置におけるパララックスバリアを構成する液晶表示装置のＷ1／ＮＤ＝１．０及びＷ1／ＮＤ＝２．０における作動状態を示す、液晶表示装置の模式的な一部端面図である。
【図１２】図１２は、実施例３の表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。
【図１３】図１３は、実施例３の表示装置における透過型表示パネルとパララックスバリアの配置関係を示す模式図である。
【図１４】図１４は、実施例３の表示装置の変形例を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。
【図１５】図１５は、実施例４の表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。
【図１６】図１６は、実施例４のバック・バリア方式の表示装置におけるパララックスバリアを構成する液晶表示装置の模式的な一部端面図である。
【図１７】図１７の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例４の表示装置におけるパララックスバリアを構成する液晶表示装置のＷ1／ＮＤ＝α及びＷ1／ＮＤ＝（α＋１）における作動状態を示す、液晶表示装置の模式的な一部端面図である。
【図１８】図１８は、実施例５の表示装置におけるパララックスバリアを構成する液晶表示装置の模式的な一部端面図である。
【図１９】図１９の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例５の表示装置におけるパララックスバリアを構成する液晶表示装置のＷ1／ＮＤ＝α及びＷ1／ＮＤ＝（α＋１）における作動状態を示す、液晶表示装置の模式的な一部端面図である。
【図２０】図２０は、実施例１の表示装置における透過型表示パネルとパララックスバリアと面状照明装置との配置関係を説明するための、表示装置の一部の模式的な端面図である。
【図２１】図２１は、図１に示す観察領域における視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４と透過型表示パネルとパララックスバリアと面状照明装置との配置関係を説明するための模式図である。
【図２２】図２２は、画素からの光が中央の観察領域の視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に向かうために満たす条件を説明するための模式図である。
【図２３】図２３は、画素からの光が左側の観察領域の視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に向かうために満たす条件を説明するための模式図である。
【図２４】図２４は、中央の観察領域における視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される画像を説明するための模式図である。
【図２５】図２５は、左側の観察領域における視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される画像を説明するための模式図である。
【図２６】図２６は、右側の観察領域における視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される画像を説明するための模式図である。
【図２７】図２７は、実施例４の表示装置における透過型表示パネルとパララックスバリアと面状照明装置との配置関係を説明するための、表示装置の一部の模式的な端面図である。
【図２８】図２８の（Ａ）及び（Ｂ）は、形状起因のモアレが発生しないことを説明するための透過型表示パネルとパララックスバリアの配置関係を示す模式図である。
【図２９】図２９の（Ａ）及び（Ｂ）は、形状起因のモアレが発生する原因を説明するための透過型表示パネルとパララックスバリアの配置関係を示す模式図である。
【図３０】図３０は、従来の表示装置において、モアレが発生している状態を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の表示装置、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の表示装置：バック・バリア方式）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例１の別の変形）
５．実施例４（本開示の表示装置：フロント・バリア方式）
６．実施例５（実施例４の変形）、その他
【００１１】
［本開示の表示装置、全般に関する説明］
本開示の表示装置において、パララックスバリアは、
第１基板、
第１基板に形成され、パターニングされた第１電極、
第１基板と対向して配置された第２基板、
第１電極と対向して第２基板に形成された第２電極、及び、
第１基板と第２基板とによって挟まれた液晶層、
から少なくとも構成された液晶表示装置から成る形態とすることができる。尚、パララックスバリアがこのような液晶表示装置から成る形態を、以下、『パララックスバリアを液晶表示装置から構成する形態』と呼ぶ。
【００１２】
そして、パララックスバリアを液晶表示装置から構成する形態においては、
透過型表示パネルを背面から照射する面状照明装置を更に備えており、
パララックスバリアは、透過型表示パネルと面状照明装置との間に配置されている構成とすることができる。このような配置にある表示装置を、便宜上、『バック・バリア方式』と呼ぶ。そして、この場合、第１の方向に沿った光透過部の幅をＷ1、第１の方向に沿った画素の配列ピッチをＮＤとし、αを任意の係数としたとき、
Ｗ1＝α・ＮＤ
及び、
Ｗ1＝２α・ＮＤ
の２値にＷ1は切り換えられる構成とすることが好ましく、更には、０．９５≦α≦１．０５を満足することが好ましい。また、以上に説明した好ましい構成を含むパララックスバリアを液晶表示装置から構成する形態において、透過型表示パネルのヘーズ値は１５％以下であることが望ましい。バック・バリア方式の表示装置において、パララックスバリアは表示装置を観察する画像観察者からは直接は見えないので、透過型表示パネルに表示される画像の品質が低下することがないし、外光の反射によりパララックスバリアの表面に色ムラが発生するといった問題が発生することもない。また、透過型表示パネルはパララックスバリアを介して面状照明装置によって照射されるので、面状照明装置からの照射光による透過型表示パネルの信頼性低下といった問題も発生し難い。更には、液晶表示装置を構成する基板の色分散等を考慮する必要がない。ここで、ヘーズ値は、積分球式光線透過率測定装置によって透過型表示パネルの拡散透過率及び全光線透過率を測定し、その比によって評価することができる。尚、ヘーズ値に関しては、例えば、ＪＩＳ  Ｋ７１３６：２０００を参照のこと。透過型表示パネルのヘーズ値を上記のとおりとするためには、例えば、このようなヘーズ値を有する透明なフィルムを透過型表示パネルの画像観察者と対向する面に貼り合わせればよい。あるいは又、例えば、偏光板の表面を粗面形状とすることによって、また、偏光板材料の中に屈折率の異なる粒状物質を分散することによっても、ヘーズ値を制御することもできる。ヘーズ値が高いと、透過型表示パネルからの光が観察領域に向かう際に散乱し、画像の指向性の低下として視認される場合がある。
【００１３】
パララックスバリアにおける光透過部、及び、透過型表示パネルにおけるブラック・マトリクスのそれぞれは、規則正しい繰り返し模様を有する。それ故、パララックスバリアと透過型表示パネルとが並置された状態にあると、モアレが発生し得る。従来の表示装置において、モアレが発生している状態を示す写真を図３０に示す。モアレは、パララックスバリアにおける光透過部及び透過型表示パネルにおけるブラック・マトリクスの形状に起因したモアレ（便宜上、『形状起因のモアレ』と呼ぶ）と光の回折現象に起因したモアレ（便宜上、『回折現象起因のモアレ』と呼ぶ）とに分類することができる。
【００１４】
上述したとおり、バック・バリア方式の表示装置において０．９５≦α≦１．０５を満足することによって、後述するように、形状起因のモアレだけでなく、回折現象起因のモアレの発生を抑制することができる。
【００１５】
あるいは又、パララックスバリアを液晶表示装置から構成する形態において、パララックスバリアは、透過型表示パネルの前面に配置されている構成とすることができる。このような配置にある表示装置を、便宜上、『フロント・バリア方式』と呼ぶ。そして、この場合、第１の方向に沿った光透過部の幅をＷ1、第１の方向に沿った画素の配列ピッチをＮＤとし、αを１以上の任意の係数としたとき、
Ｗ1＝α・ＮＤ
及び、
Ｗ1＝（α＋１）・ＮＤ
の２値にＷ1は切り換えられる構成とすることが好ましく、更には、１＜α＜２を満足することが好ましい。また、以上に説明した好ましい構成を含むパララックスバリアを液晶表示装置から構成する形態において、パララックスバリアのヘーズ値は１５％以下であるであることが望ましい。パララックスバリアのヘーズ値を上記のとおりとするためには、例えば、このようなヘーズ値を有する透明なフィルムをパララックスバリアの画像観察者と対向する面に貼り合わせればよい。あるいは又、例えば、偏光板の表面を粗面形状とすることによって、また、偏光板材料の中に屈折率の異なる粒状物質を分散することによっても、ヘーズ値を制御することもできる。
【００１６】
以上に説明した各種の好ましい構成を含むパララックスバリアを液晶表示装置から構成する形態において、遮光部を構成する第１電極の第１の方向に沿った幅ＷＤ21は、第１の方向に沿った遮光部の幅Ｗ2よりも狭い構成とすることができる。具体的には、例えば、
１μｍ≦Ｗ2―ＷＤ21≦１５μｍ
を例示することができる。更には、この場合、光透過部を構成する第１電極の第１の方向に沿った幅ＷＤ11は、第１の方向に沿った光透過部の幅Ｗ1よりも狭い構成とすることができる。具体的には、例えば、
１μｍ≦Ｗ1―ＷＤ11≦１５μｍ
を例示することができる。更には、これらの好ましい構成を含むパララックスバリアを液晶表示装置から構成する形態にあっては、第１電極及び第２電極への電圧の印加状態によって、第１の方向に沿った光透過部の幅Ｗ1が切り換えられる構成とすることができる。尚、この場合、パララックスバリアを構成する液晶表示装置における液晶層は、第１電極及び第２電極へ電圧を印加していないとき、光を透過する状態（ノーマリーホワイト）であってもよいし、光を透過しない状態（ノーマリーブラック）であってもよい。
【００１７】
あるいは又、以上に説明した各種の好ましい構成を含むパララックスバリアを液晶表示装置から構成する形態において、
遮光部を構成する液晶表示装置の領域には、第１電極が形成されており、
光透過部は、第１電極が形成されている領域と第１電極が形成されていない領域とが、第１の方向に沿って並置されて成り、
光透過部を構成する第１電極の第１の方向に沿った幅ＷＤ11は、第１の方向に沿った光透過部の幅Ｗ1よりも狭い構成とすることができる。具体的には、例えば、
１μｍ≦Ｗ1―ＷＤ11≦１５μｍ
を例示することができる。尚、この場合、パララックスバリアを構成する液晶表示装置における液晶層は、第１電極及び第２電極へ電圧を印加していないとき、光を透過する状態（ノーマリーホワイト）であることが要求される。更には、この好ましい構成を含むパララックスバリアを液晶表示装置から構成する形態にあっては、第１電極及び第２電極への電圧の印加状態によって、第１の方向に沿った光透過部の幅が切り換えられる構成とすることができる。
【００１８】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の表示装置において、パララックスバリアの光透過部及び遮光部は、第２の方向と平行と延びる構成とすることもできるが、パララックスバリアの軸線と第２の方向との成す角度θが鋭角であってもよい。特に、第２の方向に沿った画素の配列ピッチをＮＤ2としたとき、以下の式をθが満たす場合を考えると、
θ＝ｔａｎ-1（ＮＤ2／ＮＤ）
を満たすことで、各画素と、この画素に対向するパララックスバリアの光透過部との位置関係が、パララックスバリアの軸線に沿って、常に同じとなり、立体表示の際にクロストークの発生を抑制することができ、高画質な立体表示を実現することができる。あるいは又、パララックスバリアを構成する光透過部は、パララックスバリアの軸線に沿って直線状に配列されている構成とすることができるし、あるいは又、パララックスバリアを構成する光透過部は、パララックスバリアの軸線に沿って階段状に配列されている構成とすることができる。
【００１９】
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の表示装置（以下、これらを総称して、単に『本開示の表示装置等』と呼ぶ場合がある）において、透過型表示パネルは、例えば、液晶表示パネルから構成することができる。液晶表示パネルの構成や構造、駆動方式等は、特に限定するものではない。透過型表示パネルは、モノクロ表示であってもよいし、カラー表示であってもよい。また、単純マトリクス方式であってもよいし、アクティブマトリクス方式であってもよい。尚、後述する各実施例においては、透過型表示パネルとしてアクティブマトリクス方式の液晶表示パネルを用いる。液晶表示パネルは、例えば、透明第１電極を備えたフロント・パネル、透明第２電極を備えたリア・パネル、及び、フロント・パネルとリア・パネルとの間に配置された液晶材料から成る。尚、各画素が反射領域と透過領域とを備えた、所謂半透過型の液晶表示パネルも、本開示の表示装置等における透過型表示パネルに包含される。
【００２０】
ここで、フロント・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板から成る第１の基板と、第１の基板の内面に設けられた透明第１電極（共通電極とも呼ばれ、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）から成る）と、第１の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。更には、カラー液晶表示パネルでは、フロント・パネルは、第１の基板の内面に、アクリル系樹脂やエポキシ系樹脂から成るオーバーコート層によって被覆されたカラーフィルターが設けられ、オーバーコート層上に透明第１電極が形成された構成を有している。透明第１電極上には配向膜が形成されている。カラーフィルターの配置パターンとして、デルタ配列、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、レクタングル配列を挙げることができる。
【００２１】
一方、リア・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板から成る第２の基板と、第２の基板の内面に形成されたスイッチング素子と、スイッチング素子によって導通／非導通が制御される透明第２電極（画素電極とも呼ばれ、例えば、ＩＴＯから成る）と、第２の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。透明第２電極を含む全面には配向膜が形成されている。これらの透過型の液晶表示パネルを構成する各種の部材や液晶材料は、周知の部材、材料から構成することができる。尚、スイッチング素子として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）といった３端子素子や、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal）素子、バリスタ素子、ダイオード等の２端子素子を例示することができる。
【００２２】
尚、カラー液晶表示パネルでは、透明第１電極と透明第２電極の重複領域であって液晶セルを含む領域が、１副画素（サブピクセル）に該当する。そして、各画素（ピクセル）を構成する赤色発光副画素は、係る領域と赤色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成され、緑色発光副画素は、係る領域と緑色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成され、青色発光副画素は、係る領域と青色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成されている。赤色発光副画素、緑色発光副画素、及び、青色発光副画素の配置パターンは、上述したカラーフィルターの配置パターンと一致する。更には、これらの３種の副画素に、更に、１種類あるいは複数種類の副画素を加えた１組（例えば、輝度向上のために白色光を発光する副画素を加えた１組、色再現範囲を拡大するために補色を発光する副画素を加えた１組、色再現範囲を拡大するためにイエローを発光する副画素を加えた１組、色再現範囲を拡大するためにイエロー及びシアンを発光する副画素を加えた１組）から構成することもできる。尚、これらの構成にあっては、各副画素が、本開示の表示装置等の透過型表示パネルにおける『画素』に相当する。
【００２３】
フロント・バリア方式の表示装置において、透過型表示パネルは、その他、例えば、エレクトロルミネッセンス表示パネルやプラズマ表示パネルから構成することもできる。
【００２４】
２次元マトリクス状に配列された画素（ピクセル）の数Ｍ×Ｎを（Ｍ，Ｎ）で表記したとき、（Ｍ，Ｎ）の値として、具体的には、ＶＧＡ（６４０，４８０）、Ｓ−ＶＧＡ（８００，６００）、ＸＧＡ（１０２４，７６８）、ＡＰＲＣ（１１５２，９００）、Ｓ−ＸＧＡ（１２８０，１０２４）、Ｕ−ＸＧＡ（１６００，１２００）、ＨＤ−ＴＶ（１９２０，１０８０）、Ｑ−ＸＧＡ（２０４８，１５３６）の他、（１９２０，１０３５）、（７２０，４８０）、（１２８０，９６０）等、画像表示用解像度の幾つかを例示することができるが、これらの値に限定するものではない。
【００２５】
パララックスバリアを構成する液晶表示装置の構成、構造は、画素、副画素の構成、構造を除き、透過型表示パネルを構成する液晶表示パネルと同様の、あるいは、類似した構成、構造とすることができる。但し、パララックスバリアを構成する液晶表示装置にあっては、所謂光シャッターとしての機能を有すればよいので、画像を表示する通常の液晶表示装置において必要とされるスイッチング素子やカラーフィルターは不要であり、構成、構造の簡素化を図ることができるし、高い信頼性、長寿命を確保することができる。また、ブラック・マトリクスを形成する必要も無く、液晶表示装置全体の製造プロセスの簡素化を図ることができる。透過型表示パネルと液晶表示装置の第１基板が対向してもよいし、透過型表示パネルと液晶表示装置の第２基板が対向してもよい。
【００２６】
本開示の表示装置等における面状照明装置（バックライト）は、周知の面状照明装置から構成することができる。即ち、面状照明装置は、直下型の面状光源装置としてもよいし、エッジライト型（サイドライト型とも呼ばれる）の面状光源装置とすることもできる。ここで、直下型の面状光源装置は、例えば、筐体内に配置された光源と、光源の下方に位置する筐体の部分に配置され、光源からの出射光を上方に反射する反射部材と、光源の上方に位置する筐体開口部に取り付けられ、光源からの出射光及び反射部材からの反射光を拡散させながら通過させる拡散板とから構成されている。一方、エッジライト型の面状光源装置は、例えば、導光板と、導光板の側面に配置された光源から構成されている。尚、導光板の下方には反射部材が配置されており、導光板の上方には拡散シート及びプリズムシートが配置されている。光源は、例えば冷陰極線型の蛍光ランプから成り、白色光を出射する。あるいは又、例えば、ＬＥＤや半導体レーザ素子といった発光素子から成る。
【００２７】
面状照明装置や透過型表示パネルを駆動する駆動手段は、例えば、画像信号処理部、タイミング制御部、データドライバ、ゲートドライバ、及び、光源制御部等の種々の回路から構成することができる。これらは、周知の回路素子等を用いて構成することができる。
【００２８】
本開示の表示装置によって、立体画像の表示及び２次元画像の表示を行うことができるし、あるいは又、本開示の表示装置によって、別々の角度から表示装置を眺めたときに異なる画像の表示を行うこともできる。そして、これらの場合、表示装置に送出される画像データは、立体画像の表示に必要とされる画像データ、２次元画像の表示に必要とされる画像データとすればよい。
【００２９】
光透過部の幅Ｗ1の切替えは、例えば、表示装置に切替スイッチを設け、画像観察者が切替スイッチを操作することで行うことができるし、あるいは又、表示装置における画像信号処理部が、表示すべき画像データを解析し、光透過部の幅Ｗ1の切替えを自動的に行う構成とすることもできる。画質を重要視し、画像の輝度を左程重要視しない場合には、光透過部の幅Ｗ1を狭くし［Ｗ1＝α・ＮＤ］、画像の輝度を重要視し、画質を左程重要視しない場合には、光透過部の幅Ｗ1を広くする［Ｗ1＝２α・ＮＤあるいはＷ1＝（α＋１）・ＮＤ］。ここで、光透過部の幅Ｗ1を広くした場合、強い立体感を有する立体画像を透過型表示パネルに表示するとき、若干ではあるが、立体画像が二重に観察されたり、立体画像にボケが生じたりする。それ故、表示すべき画像データにおけるデプスマップを解析し、その解析結果に基づき、強い立体感を有する立体画像が透過型表示パネルに表示されると画像信号処理部が判断した場合には、画像信号処理部は光透過部の幅Ｗ1を狭くする切替えを行い、逆に、弱い立体感を有する立体画像が透過型表示パネルに表示されると画像信号処理部が判断した場合には、画像信号処理部は光透過部の幅Ｗ1を広くする切替えを行えばよい。尚、この場合、光透過部の幅Ｗ1の頻繁な切替えによって透過型表示パネルの輝度が大きく変化する虞があるが、面状照明装置における出射光量の適切なる制御（面状照明装置の光源の動作制御）を行うことで、透過型表示パネルの輝度が大きく変化することを抑制可能である。
【実施例１】
【００３０】
実施例１は、本開示の表示装置に関し、より具体的には、所謂バック・バリア方式の表示装置に関する。実施例１の表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図を図１に示し、実施例１の表示装置における透過型表示パネル１０と、パララックスバリア１３０と、面状照明装置２０との配置関係を説明するための、表示装置の一部の模式的な端面図を図２０に示す。
【００３１】
図１に示すように、実施例１の表示装置は、
第１の方向（実施例にあっては、具体的には、水平方向、Ｘ方向）、及び、第１の方向とは異なる第２の方向（実施例にあっては、具体的には、垂直方向、Ｙ方向）に２次元マトリクス状に画素１２が配列されて成る透過型表示パネル１０、及び、
透過型表示パネル１０に表示される画像を複数の視点用の画像に分離するパララックスバリア１３０、
を備えている。
【００３２】
透過型表示パネル１０は、アクティブマトリクス方式のカラー液晶表示パネルから成る。透過型表示パネル１０の表示領域１１には、第１の方向（水平方向、Ｘ方向）にＭ個、第２の方向（垂直方向、Ｙ方向）にＮ個の画素１２が配列されている。第ｍ列目（但し、ｍ＝１，２・・・，Ｍ）の画素１２を、画素１２mで表す。各画素１２は、赤色発光副画素、緑色発光副画素、及び、青色発光副画素のそれぞれから構成されている。透過型表示パネル１０は、観察領域側のフロント・パネル、パララックスバリア側のリア・パネル、フロント・パネルとリア・パネルとの間に配置された液晶材料等から構成されている。尚、図面の簡素化のため、図１、図１２、図１４、図１５においては透過型表示パネル１０を１枚のパネルとして表した。
【００３３】
透過型表示パネル１０を構成する液晶表示パネルは、透明第１電極を備えたフロント・パネル、透明第２電極を備えたリア・パネル、及び、フロント・パネルとリア・パネルとの間に配置された液晶材料から成る。そして、フロント・パネルは、ガラス基板から成る第１の基板と、第１の基板の内面に設けられた透明第１電極と、第１の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。尚、第１の基板の内面に、アクリル系樹脂やエポキシ系樹脂から成るオーバーコート層によって被覆されたカラーフィルターが設けられ、オーバーコート層上に透明第１電極が形成された構成を有している。透明第１電極上には配向膜が形成されている。一方、リア・パネルは、ガラス基板から成る第２の基板と、第２の基板の内面に形成されたスイッチング素子と、スイッチング素子によって導通／非導通が制御される透明第２電極と、第２の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。透明第２電極を含む全面には配向膜が形成されている。そして、透明第１電極と透明第２電極の重複領域であって液晶セルを含む領域が、１副画素（サブピクセル）に該当する。
【００３４】
そして、実施例１の表示装置は、更に、透過型表示パネル１０を背面から照射する面状照明装置２０を備えている。また、パララックスバリア１３０は、透過型表示パネル１０と面状照明装置２０との間に配置されている。
【００３５】
即ち、パララックスバリア１３０と透過型表示パネル１０とは、所定の間隔（Ｚ1）を空けて対向して配されている。具体的には、実施例１の表示装置にあっては、透過型表示パネル１０とパララックスバリア１３０とは離間して配置されており、これらの間は、空気層あるいは真空層で占められていてもよいし、透明な部材（図示せず）で占められていてもよく、これらの間を占める材料の屈折率を考慮して、光路長がＺ1となるようにすればよい。そして、パララックスバリア１３０は、第２の方向（垂直方向、Ｙ方向）と平行な軸線ＡＸ、又は、第２の方向（垂直方向、Ｙ方向）と鋭角を成す軸線ＡＸに沿って延びる光透過部１３１及び遮光部１３２が、複数、交互に、第１の方向（水平方向、Ｘ方向）に沿って並置されて成る。尚、実施例１において、光透過部１３１及び遮光部１３２は、第２の方向（垂直方向、Ｙ方向）と平行に延びている。即ち、パララックスバリア１３０の軸線ＡＸは、第２の方向（垂直方向、Ｙ方向）と平行である。そして、第１の方向に沿った光透過部１３１の幅Ｗ1は可変である。光透過部（開口）１３１は、第１の方向（水平方向、Ｘ方向）に、複数（Ｐ個）、配されている。第ｐ列目（但し、ｐ＝１，２・・・，Ｐ）の光透過部１３１を、光透過部１３１pで表す。「Ｐ」と、上述した「Ｍ」の関係については、後に、図２１、図２２及び図２３を参照して説明する。
【００３６】
面状照明装置２０は、例えば、直下型の面状光源装置から構成されている。ＬＥＤから成る光源から出射され、拡散板等を通過した拡散光が、発光面２１から出射され、透過型表示パネル１０の背面を照射する。パララックスバリア１３０によって、面状照明装置２０の光の一部が遮光されると、透過型表示パネル１０によって表示される画像が複数の視点用の画像に分離される。
【００３７】
尚、パララックスバリア１３０と透過型表示パネル１０との間の距離、Ｘ方向における画素１２の配列ピッチ(以下、単に、『画素ピッチ』と呼ぶ場合がある）、及び、Ｘ方向における光透過部１３１のピッチ（以下、単に、『光透過部ピッチ』と呼ぶ場合がある）は、表示装置の仕様上定められた観察領域において好ましい立体画像が観察できる条件を満たすように設定されている。この条件について、以下、具体的に説明する。
【００３８】
実施例１において、表示装置に表示される画像の視点数は、図１に示す各観察領域ＷＡL，ＷＡC，ＷＡRにおいて、それぞれ、視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３及びＤ４の４つであるとして説明する。但し、これに限定するものではなく、観察領域の数や視点の数は、表示装置の設計に応じて適宜設定することができる。
【００３９】
図１に示す観察領域ＷＡL，ＷＡC，ＷＡRにおける視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４と、透過型表示パネル１０と、パララックスバリア１３０と、面状照明装置２０との配置関係を説明するための模式図を図２１に示す。また、画素１２からの光が中央の観察領域ＷＡCの視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に向かうために満たす条件を説明するための模式図を図２２に示す。更には、画素１２からの光が左側の観察領域ＷＡLの視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に向かうために満たす条件を説明するための模式図を図２３に示す。
【００４０】
説明の都合上、光透過部１３１はＸ方向に奇数個並んで配列され、第ｐ列目の光透過部１３１pは、光透過部１３１1と光透過部１３１Pとの間の中央に位置するものとする。また、第ｍ列目の画素１２mと第（ｍ＋１）列目の画素１２m+1との境界、及び、観察領域ＷＡCにおける視点Ｄ２と視点Ｄ３との間の中点は、光透過部１３１pの中心を通りＺ方向に延びる仮想直線上に位置するものとする。画素ピッチを『ＮＤ』（単位：ｍｍ）で表し、光透過部ピッチを『ＲＤ』（単位：ｍｍ）で表す。また、光透過部１３１と透過型表示パネル１０との間の距離を『Ｚ1』（単位：ｍｍ）で表し、透過型表示パネル１０と観察領域ＷＡL，ＷＡC，ＷＡRとの間の距離を『Ｚ2』（単位：ｍｍ）で表す。また、観察領域ＷＡL，ＷＡC，ＷＡRにおいて隣接する視点間の距離を『ＤＰ』（単位：ｍｍ）で表す。
【００４１】
光透過部１３１の幅をＷ1とし、遮光部１３２の幅をＷ2としたとき、光透過部ピッチＲＤと、光透過部１３１の幅Ｗ1及び遮光部１３２の幅Ｗ2との間には、
ＲＤ＝Ｗ1＋Ｗ2
といった関係がある。
【００４２】
画素１２m-1，１２m，１２m+1，１２m+2を透過する、光透過部１３１pからの光のそれぞれが、中央の観察領域ＷＡCの視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に向かう条件について考察する。説明の都合上、光透過部１３１の幅Ｗ1は充分小さいとし、光透過部１３１の中心を通る光の軌道に注目して説明する。光透過部１３１pの中心を通りＺ方向に延びる仮想直線を基準として、画素１２m+2の中心までの距離をＸ1で表し、中央の観察領域ＷＡCの視点Ｄ４までの距離をＸ2で表す。光透過部１３１pからの光が画素１２m+2を透過して観察領域ＷＡCの視点Ｄ４に向かうとき、幾何学的な相似関係から、以下の式（１）に示す条件を満たす。
【００４３】
Ｚ1／Ｘ1＝（Ｚ1＋Ｚ2）／Ｘ2      （１）
【００４４】
ここで、
Ｘ1＝１．５×ＮＤ
Ｘ2＝１．５×ＤＰ
であるので、これらを反映すると、式（１）は、以下の式（１’）のように表すことができる。
【００４５】
Ｚ1／（１．５×ＮＤ）＝（Ｚ1＋Ｚ2）／（１．５×ＤＰ）      （１’）
【００４６】
そして、式（１’）を満たせば、画素１２m-1，１２m，１２m+1を透過する光透過部１３１pからの光も、それぞれ、観察領域ＷＡCの視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に向かうことは、幾何学的に明らかである。
【００４７】
次に、画素１２m-1，１２m，１２m+1，１２m+2を透過する光透過部１３１p+1からの光のそれぞれが、左側の観察領域ＷＡLの視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に向かう条件について考察する。
【００４８】
光透過部１３１p+1の中心を通りＺ方向に延びる仮想直線を基準として、画素１２m+2の中心までの距離をＸ3で表し、左側の観察領域ＷＡLの視点Ｄ４までの距離をＸ4で表す。光透過部１３１p+1からの光が画素１２m+2を透過して観察領域ＷＡLの視点Ｄ４に向かうためには、幾何学的な相似関係から、以下の式（２）に示す条件を満たす。
【００４９】
Ｚ1／Ｘ3＝（Ｚ1＋Ｚ2）／Ｘ4      （２）
【００５０】
ここで、
Ｘ3＝ＲＤ−Ｘ1＝ＲＤ−１．５×ＮＤ
Ｘ4＝ＲＤ＋２．５×ＤＰ
であるので、これらを反映すると、式（２）は、以下の式（２’）のように表すことができる。
【００５１】
Ｚ1／（ＲＤ−１．５×ＮＤ）＝（Ｚ1＋Ｚ2）／（ＲＤ＋２．５×ＤＰ）    （２’）
【００５２】
そして、式（２’）を満たせば、画素１２m-1，１２m，１２m+1を透過する光透過部１３１p+1からの光も、それぞれ、観察領域ＷＡCの視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に向かうことは、幾何学的に明らかである。
【００５３】
尚、画素１２m-1，１２m，１２m+1，１２m+2を透過する光透過部１３１p-1からの光のそれぞれが、右側の観察領域ＷＡRの視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に向かう条件は、図２３をＺ軸を中心として反転させたと同様であるので、説明を省略する。
【００５４】
距離Ｚ2及び距離ＤＰの値は、表示装置の仕様に基づいて所定の値に設定される。また、画素ピッチＮＤの値は、透過型表示パネル１０の構造によって定まる。式（１’）と式（２’）より、距離Ｚ1と光透過部ピッチＲＤについて、以下の式（３）と式（４）を得ることができる。
【００５５】
Ｚ1 ＝Ｚ2×ＮＤ／（ＤＰ−ＮＤ）           （３）
ＲＤ＝４×ＤＰ×ＮＤ／（ＤＰ−ＮＤ）      （４）
【００５６】
上述した例では、光透過部ピッチＲＤの値は画素ピッチＮＤの値の略４倍となる。従って、上述した「Ｍ」と「Ｐ」とは、
Ｍ≒Ｐ×４
といった関係にある。そして、距離Ｚ1や光透過部ピッチＲＤは上述の条件を満たすように設定されており、観察領域ＷＡL，ＷＡC，ＷＡRにおける視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４のそれぞれにおいて、所定の視点用の画像を観察することができる。例えば、透過型表示パネル１０の画素ピッチＮＤが０．１００ｍｍ、距離Ｚ2が１５００ｍｍ、距離ＤＰが６５．０ｍｍであったとすると、距離Ｚ1は２．３１ｍｍ、光透過部ピッチＲＤは０．４００ｍｍである。
【００５７】
中央の観察領域ＷＡCにおける視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される画像を説明するための模式図を図２４に示す。また、左側の観察領域ＷＡLにおける視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される画像を説明するための模式図を図２５に示す。更には、右側の観察領域ＷＡRにおける視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される画像を説明するための模式図を図２６に示す。
【００５８】
図２４、図２５及び図２６に示すように、画素１２1，１２5，１２9・・・といった画素１２から成る画像が、視点Ｄ１において観測され、画素１２2，１２6，１２10・・・といった画素１２から成る画像が、視点Ｄ２において観測される。また、画素１２3，１２7，１２11・・・といった画素１２から成る画像が、視点Ｄ３において観測され、画素１２4，１２8，１２12・・・といった画素１２から成る画像が、視点Ｄ４において観測される。従って、第１視点用の画像を画素１２1，１２5，１２9・・・といった画素１２を用いて表示し、第２視点用の画像を画素１２2，１２6，１２10・・・といった画素１２を用いて表示し、第３視点用の画像を画素１２3，１２7，１２11・・・といった画素１２を用いて表示し、第４視点用の画像を画素１２4，１２8，１２12・・・といった画素１２を用いて表示することによって、画像観察者は、画像を立体画像として認識することができる。
【００５９】
以上の説明においては視点数を「４」としたが、視点数は、表示装置の仕様に応じて適宜選択することができる。例えば、視点数を「２」とした構成や、視点数を「６」とした構成とすることもできる。これらの場合には、パララックスバリア１３０等の構成を適宜変更すればよい。後述する実施例２〜実施例３においても同様である。
【００６０】
そして、実施例１の表示装置にあっては、αを任意の係数（任意の有理数又は無理数の係数）、例えば、１以上の任意の係数としたとき、
Ｗ1＝α・ＮＤ
及び、
Ｗ1＝２α・ＮＤ
の２値にＷ1は切り換えられる。ここで、実施例１の表示装置にあっては、具体的には、０．９５≦α≦１．０５を満足しており、より具体的には、α＝１．０である。尚、表示装置における画質を重要視し、画像の輝度を左程重要視しない場合には、
Ｗ1＝α・ＮＤ
とする形態を採用し、逆に、表示装置における画像の輝度を重要視し、画質を左程重要視しない場合には、
Ｗ1＝２α・ＮＤ
とする形態を採用すればよい。
【００６１】
ここで、実施例１にあっては、バック・バリア方式を採用し、しかも、
０．９５×ＮＤ≦Ｗ1≦１．０５×ＮＤ
及び、
１．９×ＮＤ≦Ｗ1≦２．１×ＮＤ
を満足しているので、形状起因のモアレだけでなく、回折現象起因のモアレの発生を抑制することができる。
【００６２】
形状起因のモアレの発生原因を、透過型表示パネルとパララックスバリアの配置関係を示す模式図である図２８の（Ａ）、（Ｂ）及び図２９の（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。尚、これらの図においては、透過型表示パネルとパララックスバリアを、便宜上、重ね合わせて示している。更には、パララックスバリアにおける光透過部１３１，６３１を透過型表示パネルに投影した領域には、左上から右下に向かう幅の狭いハッチングを付しており、パララックスバリアにおける遮光部１３２，６３２を透過型表示パネルに投影した領域には、右上から左下に向かう中程度の幅のハッチングを付している。また、遮光部１３２，６３２と重なっている部分には、左上から右下に向かう幅の広いハッチングを付している。後述する図１３においても同様である。各画素は、ブラック・マトリクスに囲まれている。
【００６３】
ここで、パララックスバリアにおける光透過部１３１の第１の方向に沿った幅が、第１の方向に沿った副画素の配列ピッチＮＤと等しい場合（図２８の（Ａ）参照）、画像を観察する画像観察者の視点が第１の方向に、若干、移動したとしても（図２８の（Ｂ）参照）、遮光部１３２によって覆われていない画素の部分の面積に変化はない。従って、画像を観察する画像観察者の視点が第１の方向に、若干、移動したとしても、画面の明るさに変化は生じない。それ故、モアレは発生しない。
【００６４】
一方、パララックスバリアにおける光透過部６３１の第１の方向に沿った幅が、第１の方向に沿った副画素の配列ピッチＮＤと等しくない場合（図２９の（Ａ）参照）、画像を観察する画像観察者の視点が第１の方向に、若干、移動した場合（図２９の（Ｂ）参照）、遮光部６３２によって覆われていない画素の部分の面積に変化が生じる。従って、画像を観察する画像観察者の視点が第１の方向に、若干、移動した場合、画面の明るさに変化が生じる。その結果、モアレが発生する。
【００６５】
図２の（Ａ）に、バック・バリア方式の表示装置におけるモアレ変調度のシミュレーション結果を示す。また、図２の（Ｂ）に、フロント・バリア方式の表示装置におけるモアレ変調度のシミュレーション結果を示す。尚、図２の（Ａ）及び（Ｂ）において、横軸は、第１の方向に沿った画素の配列ピッチＮＤを「１」としたときの、第１の方向に沿った光透過部の幅Ｗ1の値を示す。図２の（Ａ）及び（Ｂ）において、「ａ」は形状起因のモアレに依るモアレ変調度を示し、「ｂ」は回折現象起因のモアレに依るモアレ変調度を示す。また、縦軸はモアレ変調度である。ここで、モアレ変調度とは、表示装置の表示画面におけるモアレに起因した輝度変化［即ち、(輝度最大値−輝度最小値）／(輝度最大値＋輝度最小値）］で表すことができる。
【００６６】
モアレ変調度のシミュレーションにおいては、空間コヒレンスを考慮した部分コヒレント理論の照明計算に基づき、透過型表示パネルにおける画素の形状、パララックスバリアにおける光透過部の形状を含めた回折計算を行う。
【００６７】
透過型表示パネル１０の表示領域１１に垂直な方向を光学伝播軸ｚとして、光の面内分布において、光学伝播軸ｚに沿ってどのように回折が変化するかを見積もる。計算モデルでは、変数分離により１軸方向のみに限定する。図３の（Ｂ）に概念図を示すように、間隔ｚ0（＝Ｚ1）だけ離れたξ軸及びｘ軸上に矩形の開口Ｐ0（ξ）及び矩形の開口Ｐx（ｘ）を置く。バック・バリア方式の場合、Ｐ0（ξ）がパララックスバリアの光透過部に相当し、Ｐx（ｘ）が透過型表示パネルにおける画素に相当する。一方、フロント・バリア方式の場合、Ｐ0（ξ）が透過型表示パネルにおける画素に相当し、Ｐx（ｘ）がパララックスバリアの光透過部に相当する。また、ｘ軸から距離ｚiの位置に画像観察位置（投影スクリーン面）としてのｕ軸を置く。ｕ軸上における光学プロファイルを求めることが計算の目標である。画像観察位置での光学プロファイルを求めることが目標となるため、便宜的に画像観察位置のｚ軸に垂直な平面を投影スクリーン面と呼ぶ。
【００６８】
中心波長λ（以下の式（Ａ）では、記号「λ」の上にバー「−」を付した『λバー』で表す）のスペクトル分布を有する光源がξ軸上において開口Ｐ0（ξ）で分布している等価光源を想定し、この光源の空間コヒレンスをμ(Δξ)とする。部分コヒレント理論に基づく計算により、スクリーン上の強度Ｉ（ｕ）は、スクリーン上の相互強度Ｊi（ｕ，０）を用いると、以下の式（Ａ）で表すことができる。尚、以下の式（Ａ）では、記号「ｕ」の上にバー「−」を付した『ｕバー』で表す。
【００６９】
2013140277.tif 000003
【００７０】
ここで、Ｉ0は光強度を表す定数を表し、ξの上にバー「−」を付した『ξバー』、ｘの上にバー「−」を付した『ｘバー』、『ｕバー』の各変数は、ξ軸面、x軸面、ｕ軸面のそれぞれで部分コヒレント理論に基づく相互強度を定義する際の２変数ξ1，ξ2，x1，x2，ｕ1，ｕ2の重心位置を表し、また、Δξ、Δxは、これら２変数の差分値を表す。そして、式（Ａ）に基づき、特定の画素及びパララックスバリアの領域からの光の分布を計算することができ、特定の位置の画像観察者に見える画素の光強度を正確に見積もることができる。
【００７１】
ここで、各画素からの光による投影スクリーン面での光学プロファイル計算式（Ａ）を用いて、全ての画素を全点灯した場合（全白表示）の放射輝度分布を求めることができる。各画素毎にＰ(0,n)（ξ）を規定し、それらが作り出す光学プロファイルＩn（ｕ）（以下の式（Ｂ）では、記号「ｕ」の上にバー「−」を付した『ｕバー』で表す）を計算する。全白点灯は全ての画素による照明の合算であるので、以下の式（Ｂ）から求めることができる。
【００７２】
2013140277.tif 000004
【００７３】
式（Ｂ）に基づき実際に計算した一例を、図３の（Ａ）に示す。７つの画素のそれぞれに基づく輝度プロファイルＩn（ｕ）（図３の（Ａ）においては、４つの画素のそれぞれに基づく輝度プロファイル「Ａ」を示す）を計算し、図３の（Ａ）においては「Ｂ」で示す合計輝度Ｉtotal（ｕ）を求めている。合計輝度の輝度プロファイル（光学プロファイル）に着目すると、合計輝度には、各画素の重畳周期よりも高い周期で輝度ムラが発生しており、透過型表示パネル１０の表示領域１１の或る一点（特定のスリット）からの放射角度分布特性に微細な角度依存性があることを示している。尚、図３の（Ａ）の横軸は、ｕ軸上の距離（単位：ｍｍ）であり、縦軸は、Ｉ0を「１．０」とした輝度相対値である。この輝度ムラ（図３の（Ａ）、図４、図５のグラフにおける、台形に類似した図形（例えば、図３の（Ａ）における「Ｂ」）の頂部のギザギザの部分を参照）が、モアレ変調度に相当する。
【００７４】
回折を考慮したモアレ変調の計算例を図４及び図５に示す。尚、図４は、バック・バリア方式の表示装置におけるモアレ変調の計算結果であり、図５は、フロント・バリア方式の表示装置におけるモアレ変調の計算結果である。図４において、「Ａ」はＷ1／ＮＤ＝０．９の場合を示し、「Ｂ」はＷ1／ＮＤ＝１．０の場合を示し、「Ｃ」はＷ1／ＮＤ＝１．１の場合を示し、「Ｄ」はＷ1／ＮＤ＝１．２の場合を示し、「Ｅ」はＷ1／ＮＤ＝１．３の場合を示し、「Ｆ」はＷ1／ＮＤ＝１．４の場合を示し、「Ｇ」はＷ1／ＮＤ＝１．５の場合を示し、「Ｈ」はＷ1／ＮＤ＝１．６の場合を示し、「Ｉ」はＷ1／ＮＤ＝１．７の場合を示し、「Ｊ」はＷ1／ＮＤ＝１．８の場合を示し、「Ｋ」はＷ1／ＮＤ＝２．０の場合を示し、「Ｌ」はＷ1／ＮＤ＝２．１の場合を示す。また、図５において、「Ａ」はＷ1／ＮＤ＝１．１の場合を示し、「Ｂ」はＷ1／ＮＤ＝１．２の場合を示し、「Ｃ」はＷ1／ＮＤ＝１．３の場合を示し、「Ｄ」はＷ1／ＮＤ＝１．４の場合を示し、「Ｅ」はＷ1／ＮＤ＝１．５の場合を示し、「Ｆ」はＷ1／ＮＤ＝１．６の場合を示し、「Ｇ」はＷ1／ＮＤ＝１．７の場合を示す。図４及び図５において、横軸は、ｕ軸上の距離であり、１目盛りは１メートルを表す。また、縦軸は、Ｉ0を「１．０」としたときの相対的な輝度である。更には、計算には、以下のパラメータを用いた。
【００７５】
［図４に示す実施例１のバック・バリア方式の表示装置］
矩形開口Ｐ0（ξ）の幅    ：１７６μｍ
矩形開口Ｐ0（ξ）のピッチ：１７６μｍ
空間コヒレンス長Δμ     ：０．０３μｍ
Ｐx（ｘ）の幅            ：１３０μｍ
中心波長λ0              ：５００ｎｍ
間隔ｚ0                  ：１７．８ｍｍ
ｚi                      ：４ｍ
【００７６】
［図５に示す従来のフロント・バリア方式の表示装置］
矩形開口Ｐ0（ξ）の幅    ：１３０μｍ
矩形開口Ｐ0（ξ）のピッチ：１７６μｍ
空間コヒレンス長Δμ     ：０．０３μｍ
Ｐx（ｘ）の幅            ：１７６μｍ
中心波長λ0              ：５００ｎｍ
間隔ｚ0                  ：１７．８ｍｍ
ｚi                      ：４ｍ
【００７７】
尚、Δμは空間コヒレンス長と呼ばれ、ラテラル方向で２点間のコヒレンス（可干渉性）が維持されている距離を表す。一例として、２点間のコヒレンスを表すコヒレンス関数μ(Δξ)は、光源上の２点間の距離Δξを使って、
μ(Δξ)＝ｅｘｐ[−Δξ2／（２・Δμ2）]／（２π）1/2
と表すことができる。この関数は、Δξが小さければ（即ち、２点間の距離が非常に短ければ）、或る一定値（１／（２π）1/2）となり、ΔξがΔμよりも大きくなると急速に小さくなる性質を有し、空間コヒレンスを表す関数として一般的に用いられている。
【００７８】
図２の（Ａ）から、バック・バリア方式の表示装置にあっては、形状起因のモアレ及び回折現象起因のモアレに基づくモアレ変調度は、Ｗ1／ＮＤの値が増加し、「１」になると極小となり、「１」を超えると増加し、次いで減少し、「２」になると極小となる。一方、フロント・バリア方式の表示装置にあっては、形状起因のモアレに基づくモアレ変調度は、Ｗ1／ＮＤの値が増加し、「１」になると極小となり、「１」を超えると増加し、次いで減少し、「２」になると極小となる。然るに、回折現象起因のモアレに基づくモアレ変調度は、Ｗ1／ＮＤの値が増加し、「１」と「２」の間で極小となり、それを超えると増加し、「２」になっても大きな値である。即ち、バック・バリア方式の表示装置にあっては、Ｗ1／ＮＤの値が「１」あるいは「２」のとき、形状起因のモアレ及び回折現象起因のモアレの両方を発生を抑制することができる。一方、フロント・バリア方式の表示装置にあっては、Ｗ1／ＮＤの値が「１」あるいは「２」のとき、形状起因のモアレの発生は抑制できるものの、回折現象起因のモアレの発生を抑制することが困難であることが判明した。
【００７９】
Ｗ1を異ならせたパララックスバリア１３０を試作して、バック・バリア方式の表示装置において全白表示でのモアレ変調度を実測した結果を図６の（Ａ）に示し、フロント・バリア方式の表示装置において全白表示でのモアレ変調度を実測した結果を図６の（Ｂ）に示す。図６の（Ａ）及び（Ｂ）のモアレ変調度の測定結果は、図２の（Ａ）及び（Ｂ）に示したシミュレーション結果、特に、回折現象起因のモアレに基づくモアレ変調度のシミュレーション結果と良く一致している。即ち、実際の表示装置にあっては、回折現象起因のモアレが強く表れていると想定される。そして、フロント・バリア方式の表示装置においても、Ｗ1／ＮＤの値を最適化することで、モアレの発生を十分に抑制することができることが判った。
【００８０】
また、バック・バリア方式の表示装置において、Ｗ1＝α・ＮＤ及びＷ1＝２α・ＮＤとしたとき、表示装置を眺める視野角が０度から変化するとクロストークがどのように変化するかを実測した。尚、試験においては８つの輝度プロファイル、及び、クロストークに基づく輝度プロファイルを求めている。Ｗ1＝α・ＮＤ及びＷ1＝２α・ＮＤとしたときの結果を、それぞれ、図７の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。尚、図７の（Ａ）及び（Ｂ）において、８つの輝度プロファイルを「Ｂ」で示し、８つの輝度プロファイルが重なり合って観察されるクロストークの輝度プロファイルを「Ａ」で示す。また、図７の（Ａ）及び（Ｂ）において、横軸は視野角（単位：度）であり、縦軸は相対的な輝度値であり、８つの輝度プロファイルＢの最高輝度値の平均値を「１」としている。図７の（Ａ）及び（Ｂ）から、Ｗ1＝α・ＮＤの場合よりも、Ｗ1＝２α・ＮＤの方が、輝度プロファイルＢと輝度プロファイルＡの輝度差が大きく、クロストークが大きくなっていることが判る。
【００８１】
実施例１において、パララックスバリア１３０は、液晶表示装置１４０から構成されている。即ち、図８及び図９の（Ａ）、（Ｂ）に模式的な一部端面図を示すように、実施例１の表示装置におけるパララックスバリア１３０は、
第１基板１４１、
第１基板１４１に形成され、パターニングされた第１電極１４２、
第１基板１４１と対向して配置された第２基板１４３、
第１電極１４２と対向して第２基板１４３に形成された第２電極１４４、及び、
第１基板１４１と第２基板１４３とによって挟まれた液晶層１４５、
から少なくとも構成されている。パララックスバリア１３０の光透過部１３１と、透過型表示パネル１０における画素（副画素）１２との配置状態は、図２８の（Ａ）及び（Ｂ）に示したとおりである。
【００８２】
透明電極材料から成るパターニングされた第１電極１４２は、第２の方向に延びている。一方、透明電極材料から成る第２電極１４４はパターニングされておらず、所謂ベタ電極である。パララックスバリア１３０を構成する液晶表示装置１４０の構成、構造は、画素、副画素の構成、構造を除き、透過型表示パネル１０を構成する液晶表示パネルと同様の、あるいは、類似した構成、構造である。尚、スイッチング素子やカラーフィルター、ブラック・マトリクスは不要である。
【００８３】
そして、パララックスバリア１３０を構成する液晶表示装置１４０において、１組の光透過部１３１及び遮光部１３２は、１本の遮光部１３２を構成する第１電極１４２Ａ、及び、光透過部１３１を構成する２本の第１電極１４２Ｂから成る。尚、第１の方向に沿った光透過部１３１の幅Ｗ1を、第１の方向に沿った画素の配列ピッチＮＤの概ね１倍とする場合（便宜上、『第１ケース』と呼ぶ）、光透過部１３１は、１本の第１電極１４２Ｂから構成され、遮光部１３２は、１本の第１電極１４２Ａ及び残りの１本の第１電極１４２Ｂから構成される。一方、第１の方向に沿った光透過部１３１の幅Ｗ1を、第１の方向に沿った画素の配列ピッチＮＤの概ね２倍とする場合（便宜上、『第２ケース』と呼ぶ）、光透過部１３１は、２本の第１電極１４２Ｂから構成され、遮光部１３２は、１本の第１電極１４２Ａから構成される。ここで、遮光部１３２を構成する第１電極１４２Ａの第１の方向に沿った幅ＷＤ21は、第１の方向に沿った遮光部１３２の幅Ｗ2よりも狭く、また、光透過部１３１を構成する第１電極１４２Ｂの第１の方向に沿った幅ＷＤ11は、第１の方向に沿った光透過部の幅Ｗ1よりも狭い。具体的には、第１ケースの場合、
Ｗ2−ＷＤ21＝１０μｍ
Ｗ1−ＷＤ11＝１０μｍ
とした（図７の（Ａ）参照）。また、第２ケースの場合にも、
Ｗ2−ＷＤ21＝１０μｍ
Ｗ1−ＷＤ11＝１０μｍ
とした（図９の（Ｂ）参照）。更には、第１電極１４２Ｂと第１電極１４２Ｂとの間のギャップ幅Ｗgap-1、第１電極１４２Ａと第１電極１４２Ｂとの間のギャップ幅Ｗgap-2を、
Ｗgap-1＝１０μｍ
Ｗgap-2＝１０μｍ
とした。そして、第１電極１４２及び第２電極１４４への電圧の印加状態によって、第１の方向に沿った光透過部の幅Ｗ1が、
Ｗ1＝１．０×ＮＤ
及び、
Ｗ1＝２．０×ＮＤ
のいずれかとなるように切り換えられる（図９の（Ａ）及び（Ｂ）参照）。このような光透過部の幅Ｗ1の切替えによって、透過型表示パネル１０に表示される画像の輝度の増加を図ることができる。パララックスバリア１３０を構成する液晶表示装置１４０における液晶層１４５は、第１電極１４２及び第２電極１４４へ電圧を印加していないとき、光を透過する状態（ノーマリーホワイト）であってもよいし、光を透過しない状態（ノーマリーブラック）であってもよい。尚、図８に示した液晶表示装置１４０の状態にあっては、２次元画像の表示を行うことができる。
【００８４】
具体的には、前述したとおり、透過型表示パネル１０の画素ピッチＮＤを０．１００ｍｍ、距離Ｚ2を１５００ｍｍ、距離ＤＰを６５．０ｍｍとしており、距離Ｚ1は２．３１ｍｍ、光透過部ピッチＲＤは０．４００ｍｍであり、第１ケースの場合、
Ｗ1＝０．１００ｍｍ
Ｗ2＝０．３００ｍｍ
あるいは、第２ケースの場合、
Ｗ1＝０．２００ｍｍ
Ｗ2＝０．２００ｍｍ
である。そして、
Ｗ11＝０．０９０ｍｍ
Ｗ21＝０．１９０ｍｍ
である。
【００８５】
また、実施例１にあっては、透過型表示パネル１０のヘーズ値は４％である。具体的には、ＰＥＴフィルムやＴＡＣフィルムのような透明なフィルム（図示せず）の表面に粗面処理や屈折率の異なる粒子が散布されたフィルムを透過型表示パネル１０に貼り合わせればよい。このような形態は、以下に説明する各種の実施例に対しても適用することができる。
【００８６】
実施例１の表示装置にあっては、立体画像の表示及び２次元画像の表示を行うことができるし、あるいは又、別々の角度から表示装置を眺めたときに異なる画像の表示を行うこともできる。そして、実施例１の表示装置にあっては、第１の方向に沿った光透過部の幅は可変であるが故に、表示装置に表示される画像に対して高画質が要求される場合には光透過部の幅を狭くし［Ｗ1＝α・ＮＤ］、高輝度が要求される場合には光透過部の幅を広くすればよく［Ｗ1＝２α・ＮＤ］、表示装置に表示される画像に対して高画質が要求される場合と高輝度が要求される場合の両方に適切に対処、対応することが可能となる。
【実施例２】
【００８７】
実施例２は、実施例１の変形である。実施例２にあっては、パララックスバリア２３０を構成する液晶表示装置２４０の模式的な一部端面図を図１０及び図１１の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、遮光部２３２を構成する液晶表示装置の領域２４０Ｂには、第１電極２４２Ａが形成されている。そして、光透過部２３１は、第１電極２４２Ｂが形成されている領域２３１Ｂと第１電極が形成されていない領域２３１Ａとが、第１の方向に沿って並置されて成る。尚、第１の方向に沿った光透過部２３１の幅Ｗ1を、第１の方向に沿った画素の配列ピッチＮＤの概ね１倍とする場合（第１ケース）、光透過部２３１は、第１電極が形成されていない領域２３１Ａから構成され、遮光部２３２は、第１電極２４２Ａ及び第１電極２４２Ｂから構成される。一方、第１の方向に沿った光透過部２３１の幅Ｗ1を、第１の方向に沿った画素の配列ピッチＮＤの概ね２倍とする場合（第２ケース）、光透過部２３１は、第１電極２４２Ｂが形成されている領域２３１Ｂと第１電極が形成されていない領域２３１Ａとから構成され、遮光部２３２は、第１電極２４２Ａから構成される。ここで、光透過部２３１を構成する第１電極２４２Ｂの第１の方向に沿った幅ＷＤ11は、第１の方向に沿った光透過部２３１の幅Ｗ1よりも狭い。具体的には、第１ケースの場合、
Ｗ1−ＷＤ11＝１０μｍ
とした（図１１の（Ａ）参照）。また、第２ケースの場合も、
Ｗ1−ＷＤ11＝１０μｍ
とした（図１１の（Ｂ）参照）。第１電極２４２Ａと第１電極２４２Ｂとの間のギャップ幅Ｗgap-2は、実施例１と同様とした。パララックスバリア２３０を構成する液晶表示装置２４０における液晶層２４５は、第１電極２４２及び第２電極２４４へ電圧を印加していないとき、光を透過する状態（ノーマリーホワイト）である。そして、実施例２にあっても、第１電極２４２及び第２電極２４４への電圧の印加状態によって、第１の方向に沿った光透過部１３１の幅Ｗ1が、
Ｗ1＝１．０×ＮＤ
及び、
Ｗ1＝２．０×ＮＤ
のいずれかとなるように切り換えられる（図１１の（Ａ）及び（Ｂ）参照）。このような幅Ｗ1の切替えによって、透過型表示パネル１０に表示される画像の輝度の増加を図ることができる。尚、図１０に示した液晶表示装置２４０の状態にあっては、２次元画像の表示を行うことができる。
【実施例３】
【００８８】
実施例３は、実施例１〜実施例２の変形である。実施例３の表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図を図１２に示す。また、実施例３の表示装置における透過型表示パネル１０とパララックスバリア３３０の配置関係を図１３の模式図に示す。更には、実施例３の表示装置の変形例を仮想的に分離したときの模式的な斜視図を図１４に示す。
【００８９】
実施例３にあっては、パララックスバリア３３０の軸線ＡＸと第２の方向との成す角度θが鋭角であり、パララックスバリア３３０の光透過部３３１及び遮光部３３２は、第２の方向に沿った画素１２の配列ピッチをＮＤ2としたとき、
θ＝ｔａｎ-1（ＮＤ2／ＮＤ）
を満足している。この式を満たすことで、各画素１２と、この画素に対向するパララックスバリア３３０の光透過部３３１との位置関係が、パララックスバリア３３０の軸線ＡＸの方向に沿って、常に同じとなり、立体表示の際にクロストークの発生を抑制することができ、高画質な立体表示を実現することができる。ここで、図１２及び図１３に示すように、パララックスバリア３３０を構成する光透過部３３１は、パララックスバリア３３０の軸線ＡＸに沿って直線状に配列されている構成とすることができる。あるいは又、図１４に示すように、パララックスバリア３３０を構成する光透過部３３１は、パララックスバリア３３０の軸線ＡＸに沿って階段状に配列されている構成とすることもできる。即ち、ピンホール状の光透過部（開口）が斜めに連なるように配置されることによって、全体として斜めに延びる光透過部３３１を構成することができる。実施例３の構成、構造は、以下に説明する実施例４〜実施例５の表示装置に対しても適用することができる。
【実施例４】
【００９０】
実施例４も、実施例１の変形であるが、実施例４の表示装置は、より具体的には、所謂フロント・バリア方式の表示装置に関する。実施例４の表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図を図１５に示し、実施例４の表示装置における透過型表示パネル１０と、パララックスバリア４３０と、面状照明装置２０との配置関係を説明するための、表示装置の概念図を図２７に示す。
【００９１】
図１５に示すように、実施例４の表示装置において、パララックスバリア４３０は、透過型表示パネル１０の前面に配置されている。そして、
Ｗ1＝α・ＮＤ
及び、
Ｗ1＝（α＋１）・ＮＤ
の２値にＷ1は切り換えられる。尚、１＜α＜２を満足する。具体的には、実施例４にあっては、α＝１．３５とする。以上の点を除き、実施例４の表示装置の構成、構造は、基本的には、実施例１の表示装置の構成、構造と同様とすることができる。
【００９２】
実施例４においても、表示装置に表示される画像の視点数は、図１５に示す各観察領域ＷＡL，ＷＡC，ＷＡRにおいて、それぞれ、視点Ａ1，Ａ2，Ａ3及びＡ4の４つであるとして説明する。但し、これに限定するものではなく、観察領域の数や視点の数は、表示装置の設計に応じて適宜設定することができる。図１５に示す観察領域ＷＡL，ＷＡC，ＷＡRにおける視点Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ａ4と、透過型表示パネル１０と、パララックスバリア４３０と、面状照明装置２０との配置関係を説明するための概念図を図２７に示す。
【００９３】
説明の都合上、光透過部４３１はＸ方向に奇数個並んで配列され、第ｐ列目の光透過部４３１pは、光透過部４３１1と光透過部４３１Pとの間の中央に位置するものとする。また、第ｍ列目の画素１２mと第（ｍ＋１）列目の画素１２m+1との境界、及び、観察領域ＷＡCにおける視点Ａ2と視点Ａ3との間の中点は、光透過部４３１pの中心を通りＺ方向に延びる仮想直線上に位置するものとする。
【００９４】
画素１２m+3，１２m+2，１２m+1，１２mからの光のそれぞれが、光透過部４３１pを透過し、中央の観察領域ＷＡCの視点Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ａ4に向かう条件について考察する。説明の都合上、光透過部４３１の幅Ｗ1は充分小さいとし、光透過部４３１の中心を通る光の軌道に注目して説明する。光透過部４３１pの中心を通りＺ方向に延びる仮想直線を基準として、画素１２m+3の中心までの距離をＸ1で表し、中央の観察領域ＷＡCの視点Ａ1までの距離をＸ2と表す。画素１２m+3からの光が光透過部４３１pを透過して観察領域ＷＡCの視点Ａ1に向かうとき、幾何学的な相似関係から、以下の式（５）に示す条件を満たす。
【００９５】
Ｚ1／Ｘ1＝Ｚ2／Ｘ2      （５）
【００９６】
ここで、
Ｘ1＝１．５×ＮＤ
Ｘ2＝１．５×ＤＰ
であるので、これらを反映すると、式（５）は、以下の式（５’）のように表すことができる。
【００９７】
Ｚ1／（１．５×ＮＤ）＝Ｚ2／（１．５×ＤＰ）      （５’）
【００９８】
そして、式（５’）を満たせば、光透過部４３１pを透過する画素１２m+2，１２m+1，１２mからの光も、それぞれ、観察領域ＷＡCの視点Ａ2，Ａ3，Ａ4に向かうことは、幾何学的に明らかである。
【００９９】
次に、画素１２m-1，１２m，１２m+1，１２m+2からの光のそれぞれが、光透過部４３１p+1を透過し、左側の観察領域ＷＡLの視点Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ａ4に向かう条件について考察する。
【０１００】
光透過部４３１p+1の中心を通りＺ方向に延びる仮想直線を基準として、右側の観察領域ＷＡRの視点Ａ1までの距離をＸ3で表す。画素１２m+3からの光が光透過部４３１p+1を透過して観察領域ＷＡLの視点Ａ1に向かうためには、幾何学的な相似関係から、以下の式（６）に示す条件を満たす。
【０１０１】
Ｚ1／（ＲＤ−Ｘ1）＝（Ｚ1＋Ｚ2）／（Ｘ3−Ｘ1）      （６）
【０１０２】
ここで、
Ｘ1＝１．５×ＮＤ
Ｘ3＝２．５×ＮＤ
であるので、これらを反映すると、式（６）は、以下の式（６’）のように表すことができる。
【０１０３】
Ｚ1／（ＲＤ−１．５×ＮＤ）＝（Ｚ1＋Ｚ2）／（２．５×ＤＰ−１．５×ＮＤ）
（６’）
【０１０４】
そして、式（６’）を満たせば、画素１２m+2，１２m+1，１２mを透過する光透過部４３１p+1からの光も、それぞれ、観察領域ＷＡCの視点Ａ2，Ａ3，Ａ4に向かうことは、幾何学的に明らかである。
【０１０５】
距離Ｚ2及び距離ＤＰの値は、表示装置の仕様に基づいて所定の値に設定される。また、画素ピッチＮＤの値は、透過型表示パネル１０の構造によって定まる。式（５’）と式（６’）より、距離Ｚ1と光透過部ピッチＲＤについて、以下の式（７）と式（８）を得ることができる。
【０１０６】
Ｚ1 ＝Ｚ2×ＮＤ／ＤＰ                     （７）
ＲＤ＝４×ＤＰ×ＮＤ／（ＤＰ＋ＮＤ）      （８）
【０１０７】
上述した例では、光透過部ピッチＲＤの値は画素ピッチＮＤの値の略４倍となる。従って、「Ｍ」と「Ｐ」とは、
Ｍ≒Ｐ×４
といった関係にある。そして、距離Ｚ1や光透過部ピッチＲＤは上述の条件を満たすように設定されており、観察領域ＷＡL，ＷＡC，ＷＡRにおける視点Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ａ4のそれぞれにおいて、所定の視点用の画像を観察することができる。例えば、透過型表示パネル１０の画素ピッチＮＤが０．１００ｍｍ、距離Ｚ2が１５００ｍｍ、距離ＤＰが６５．０ｍｍであったとすると、距離Ｚ1は２．３１ｍｍ、光透過部ピッチＲＤは０．３９９ｍｍである。
【０１０８】
以上の説明においては視点数を「４」としたが、視点数は、表示装置の仕様に応じて適宜選択することができる。例えば、視点数を「２」とした構成や、視点数を「６」とした構成とすることもできる。これらの場合には、パララックスバリア４３０等の構成を適宜変更すればよい。後述する実施例５においても同様である。
【０１０９】
そして、実施例４の表示装置にあっては、前述したとおり、αを１以上の任意の係数としたとき、
Ｗ1＝α・ＮＤ
及び、
Ｗ1＝（α＋１）・ＮＤ
の２値にＷ1は切り換えられる。ここで、実施例４の表示装置にあっては、前述したとおり、具体的には１＜α＜２を満足しており、より具体的には、α＝１．３５である。尚、表示装置における画質を重要視し、画像の輝度を左程重要視しない場合には、
Ｗ1＝α・ＮＤ
とする形態を採用し、逆に、表示装置における画像の輝度を重要視し、画質を左程重要視しない場合には、
Ｗ1＝（α＋１）・ＮＤ
とする形態を採用すればよい。α＝１．３５を採用することで、前述したとおり、モアレの発生を抑制することができる。
【０１１０】
図１６及び図１７の（Ａ）、（Ｂ）に模式的な一部端面図を示すように、実施例４にあっても、パララックスバリア４３０を構成する液晶表示装置４４０において、１組の光透過部４３１及び遮光部４３２は、１本の遮光部４３２を構成する第１電極４４２Ａ、及び、光透過部４３１を構成する２本の第１電極４４２Ｂから成る。尚、第１の方向に沿った光透過部４３１の幅Ｗ1を［α・ＮＤ］とする場合（第１ケース）、光透過部４３１は、１本の第１電極４４２Ｂから構成され、遮光部４３２は、１本の第１電極４４２Ａ及び残りの１本の第１電極４４２Ｂから構成される。一方、第１の方向に沿った光透過部４３１の幅Ｗ1を［（α＋１）・ＮＤ］とする場合（第２ケース）、光透過部４３１は、２本の第１電極４４２Ｂから構成され、遮光部４３２は、１本の第１電極４４２Ａから構成される。ここで、遮光部４３２を構成する第１電極４４２Ａの第１の方向に沿った幅ＷＤ21は、第１の方向に沿った遮光部４３２の幅Ｗ2よりも狭く、また、光透過部４３１を構成する第１電極４４２Ｂの第１の方向に沿った幅ＷＤ11は、第１の方向に沿った光透過部の幅Ｗ1よりも狭い。具体的には、第１ケースの場合、
Ｗ2−ＷＤ21＝１０μｍ
Ｗ1−ＷＤ11＝１０μｍ
とした（図１７の（Ａ）参照）。また、第２ケースの場合にも、
Ｗ2−ＷＤ21＝１０μｍ
Ｗ1−ＷＤ11＝１０μｍ
とした（図１７の（Ｂ）参照）。更には、第１電極４４２Ｂと第１電極４４２Ｂとの間のギャップ幅Ｗgap-1、第１電極４４２Ａと第１電極４４２Ｂとの間のギャップ幅Ｗgap-2を、
Ｗgap-1＝１０μｍ
Ｗgap-2＝１０μｍ
とした。そして、第１電極４４２及び第２電極４４４への電圧の印加状態によって、第１の方向に沿った光透過部の幅Ｗ1が、［α・ＮＤ］及び［（α＋１）・ＮＤ］のいずれかとなるように切り換えられる（図１７の（Ａ）及び（Ｂ）参照）。このような光透過部の幅Ｗ1の切替えによって、透過型表示パネル１０に表示される画像の輝度の増加を図ることができる。パララックスバリア４３０を構成する液晶表示装置４４０における液晶層４４５は、第１電極４４２及び第２電極４４４へ電圧を印加していないとき、光を透過する状態（ノーマリーホワイト）であってもよいし、光を透過しない状態（ノーマリーブラック）であってもよい。尚、図１６に示した液晶表示装置４４０の状態にあっては、２次元画像の表示を行うことができる。
【０１１１】
具体的には、前述したとおり、透過型表示パネル１０の画素ピッチＮＤを０．１００ｍｍ、距離Ｚ2を１５００ｍｍ、距離ＤＰを６５．０ｍｍとしており、距離Ｚ1は２．３１ｍｍ、光透過部ピッチＲＤは０．３９９ｍｍであり、
Ｗ1＝０．１３５ｍｍ
Ｗ2＝０．２６４ｍｍ
あるいは、
Ｗ1＝０．２３５ｍｍ
Ｗ2＝０．１６４ｍｍ
である。そして、
Ｗ11＝０．１２５ｍｍ
Ｗ21＝０．２２５ｍｍ
である。
【０１１２】
また、実施例４にあっては、パララックスバリア４３０のヘーズ値は４％である。具体的には、ＰＥＴフィルムやＴＡＣフィルムのような透明なフィルム（図示せず）の表面に粗面処理や屈折率の異なる粒子が散布されたフィルムをパララックスバリア４３０に貼り合わせればよい。このような形態は、以下に説明する実施例に対しても適用することができる。
【０１１３】
実施例４の表示装置にあっても、立体画像の表示及び２次元画像の表示を行うことができるし、あるいは又、別々の角度から表示装置を眺めたときに異なる画像の表示を行うこともできる。そして、実施例５の表示装置にあっても、第１の方向に沿った光透過部の幅は可変であるが故に、表示装置に表示される画像に対して高画質が要求される場合には光透過部の幅を狭くし［Ｗ1＝α・ＮＤ］、高輝度が要求される場合には光透過部の幅を広くすればよく［Ｗ1＝（α＋１）・ＮＤ］、表示装置に表示される画像に対して高画質が要求される場合と高輝度が要求される場合の両方に適切に対処、対応することが可能となる。
【実施例５】
【０１１４】
実施例５は、実施例４の変形である。実施例５にあっては、パララックスバリア５３０を構成する液晶表示装置５４０の模式的な一部端面図を図１８及び図１９の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、遮光部５３２を構成する液晶表示装置の領域５４０Ｂには、第１電極５４２Ａが形成されている。そして、光透過部５３１は、第１電極５４２Ｂが形成されている領域５３１Ｂと第１電極が形成されていない領域５３１Ａとが、第１の方向に沿って並置されて成る。尚、第１の方向に沿った光透過部５３１の幅Ｗ1を［α・ＮＤ］とする場合（第１ケース）、光透過部５３１は、第１電極が形成されていない領域５３１Ａから構成され、遮光部５３２は、第１電極５４２Ａ及び第１電極５４２Ｂから構成される。一方、第１の方向に沿った光透過部５３１の幅Ｗ1を［（α＋１）・ＮＤ］とする場合（第２ケース）、光透過部５３１は、第１電極５４２Ｂが形成されている領域５３１Ｂと第１電極が形成されていない領域５３１Ａとから構成され、遮光部５３２は、第１電極５４２Ａから構成される。ここで、光透過部５３１を構成する第１電極５４２Ｂの第１の方向に沿った幅ＷＤ11は、第１の方向に沿った光透過部５３１の幅Ｗ1よりも狭い。具体的には、第１ケースの場合、
Ｗ1−ＷＤ11＝１０μｍ
とした（図１９の（Ａ）参照）。また、第２ケースの場合、
Ｗ1−ＷＤ11＝１０μｍ
とした（図１９の（Ｂ）参照）。第１電極５４２Ａと第１電極５４２Ｂとの間のギャップ幅Ｗgap-2は、実施例４と同様とした。パララックスバリア５３０を構成する液晶表示装置５４０における液晶層５４５は、第１電極５４２及び第２電極５４４へ電圧を印加していないとき、光を透過する状態（ノーマリーホワイト）である。そして、実施例５にあっても、第１電極５４２及び第２電極５４４への電圧の印加状態によって、第１の方向に沿った光透過部４３１の幅Ｗ1が、
Ｗ1＝α・ＮＤ
及び、
Ｗ1＝（α＋１）・ＮＤ
のいずれかとなるように切り換えられる（図１９の（Ａ）及び（Ｂ）参照）。このような幅Ｗ1の切替えによって、透過型表示パネル１０に表示される画像の輝度の増加を図ることができる。尚、図１８に示した液晶表示装置５４０の状態にあっては、２次元画像の表示を行うことができる。
【０１１５】
以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明した透過型表示パネル、面状照明装置及びパララックスバリアの構成、構造は例示であり、適宜、変更することができる。第１の方向に沿ったブラック・マトリクスの幅が、例えば、広い、狭い、広い、狭い・・・といった、２副画素毎に１つの広い幅のブラック・マトリクスが形成されている透過型表示パネルが存在する。即ち、ブラック・マトリクスは２サブピクセルの周期構造を有する。このような透過型表示パネルを備えた表示装置にあっては、例えば、実施例１の表示装置において、αの値を、各実施例において説明したαの値の２倍とすればよい。
【０１１６】
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［１]《表示装置》
第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に２次元マトリクス状に画素が配列されて成る透過型表示パネル、及び、
透過型表示パネルに表示される画像を複数の視点用の画像に分離するパララックスバリア、
を備えており、
パララックスバリアと透過型表示パネルとは、所定の間隔を空けて対向して配されており、
パララックスバリアは、第２の方向と平行な軸線、又は、第２の方向と鋭角を成す軸線に沿って延びる光透過部及び遮光部が、複数、交互に、第１の方向に沿って並置されて成り、
第１の方向に沿った光透過部の幅は可変である表示装置。
［２］パララックスバリアは、
第１基板、
第１基板に形成され、パターニングされた第１電極、
第１基板と対向して配置された第２基板、
第１電極と対向して第２基板に形成された第２電極、及び、
第１基板と第２基板とによって挟まれた液晶層、
から少なくとも構成された液晶表示装置から成る［１］に記載の表示装置。
［３］透過型表示パネルを背面から照射する面状照明装置を更に備えており、
パララックスバリアは、透過型表示パネルと面状照明装置との間に配置されている［２］に記載の表示装置。
［４］第１の方向に沿った光透過部の幅をＷ1、第１の方向に沿った画素の配列ピッチをＮＤとし、αを任意の係数としたとき、
Ｗ1＝α・ＮＤ
及び、
Ｗ1＝２α・ＮＤ
の２値にＷ1は切り換えられる［３］に記載の表示装置。
［５］０．９５≦α≦１．０５を満足する［４］に記載の表示装置。
［６］透過型表示パネルのヘーズ値は１５％以下である［３］乃至［５］のいずれか１項に記載の表示装置。
［７］パララックスバリアは、透過型表示パネルの前面に配置されている［２］に記載の表示装置。
［８］第１の方向に沿った光透過部の幅をＷ1、第１の方向に沿った画素の配列ピッチをＮＤとし、αを１以上の任意の係数としたとき、
Ｗ1＝α・ＮＤ
及び、
Ｗ1＝（α＋１）・ＮＤ
の２値にＷ1は切り換えられる［７］に記載の表示装置。
［９］１＜α＜２を満足する［８］に記載の表示装置。
［１０］パララックスバリアのヘーズ値は１５％以下である［７］乃至［９］のいずれか１項に記載の表示装置。
［１１］遮光部を構成する第１電極の第１の方向に沿った幅は、第１の方向に沿った遮光部の幅よりも狭い［２］乃至［１０］のいずれか１項に記載の表示装置。
［１２］光透過部を構成する第１電極の第１の方向に沿った幅は、第１の方向に沿った光透過部の幅よりも狭い［１１］に記載の表示装置。
［１３］第１電極及び第２電極への電圧の印加状態によって、第１の方向に沿った光透過部の幅が切り換えられる［２］乃至［１２］のいずれか１項に記載の表示装置。
［１４］遮光部を構成する液晶表示装置の領域には、第１電極が形成されており、
光透過部は、第１電極が形成されている領域と第１電極が形成されていない領域とが、第１の方向に沿って並置されて成り、
光透過部を構成する第１電極の第１の方向に沿った幅は、第１の方向に沿った光透過部の幅よりも狭い［２］乃至［１０］のいずれか１項に記載の表示装置。
［１５］第１電極及び第２電極への電圧の印加状態によって、第１の方向に沿った光透過部の幅が切り換えられる［１４］に記載の表示装置。
［１６］パララックスバリアの軸線と第２の方向との成す角度θは鋭角であり、第２の方向に沿った画素の配列ピッチをＮＤ2としたとき、
θ＝ｔａｎ-1（ＮＤ2／ＮＤ）
を満足する［１］乃至［１５］のいずれか１項に記載の表示装置。
［１７］パララックスバリアの軸線と第２の方向との成す角度θは鋭角であり、
パララックスバリアを構成する光透過部は、パララックスバリアの軸線に沿って直線状に配列されている［１］乃至［１６］のいずれか１項に記載の表示装置。
［１８］パララックスバリアの軸線と第２の方向との成す角度θは鋭角であり、
パララックスバリアを構成する光透過部は、パララックスバリアの軸線に沿って階段状に配列されている［１］乃至［１６］のいずれか１項に記載の表示装置。
【符号の説明】
【０１１７】
１０・・・透過型表示パネル、１１・・・表示領域、１２・・・画素（副画素）、２０・・・面状照明装置、２１・・・発光面、１３０，２３０，３３０，４３０，５３０・・・パララックスバリア、１３１，２３１，３３１，４３１，５３１・・・光透過部、１３２，２３２，３３２，４３２，５３２・・・遮光部、１４０，２４０，４４０，５４０・・・液晶表示装置、１４１・・・第１基板、１４２，１４２Ａ，１４２Ｂ，２４２Ａ，２４２Ｂ，４４２Ａ，４４２Ｂ，５４２Ａ，５４２Ｂ・・・第１電極、１４３・・・第２基板、１４４，２４４，４４４，５４４・・・第２電極、１４５，２４５，４４５，５４５・・・液晶層、２３１Ａ，５３１Ａ・・・第１電極が形成されている光透過部の領域、２３１Ｂ，５３１Ｂ・・・第１電極が形成されていない光透過部の領域、２４０Ｂ，５４０Ｂ・・・遮光部を構成する液晶表示装置の領域、Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ａ4，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４・・・視点、ＷＡL，ＷＡC，ＷＡR・・・観察領域、ＡＸ・・・パララックスバリアの軸線
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図２】
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【図６】
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【図３０】
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