(57)【要約】【課題】多眼画像表示装置あるいは指向性画像表示装置において表示される画像の明るさのムラを抑制すること、および表示画像数を増やすことが可能な技術を提供する。【解決手段】画像表示装置は、第一の方向に並んだ複数の表示方向に、それぞれ異なる画像を表示することが可能である。この画像表示装置は、二次元的に配置された複数の色画素を備え、各色画素は複数の開口を有しており、各色画素の複数の開口は、第１の方向と直交する第２の方向に沿って測った複数の開口の長さの和が、第１の方向のいずれの位置においても一定になるように配置されている。【選択図】図１
2009008912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に並んだ複数の表示方向に、それぞれ異なる画像を表示することが可能な画像表示装置であって、
二次元的に配列された複数の色画素を備え、
各色画素は複数の開口を有しており、
各色画素の前記複数の開口は、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って測った前記複数の開口の長さの和が、前記第１の方向のいずれの位置においても一定になるように配置されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置において、
各色画素が有する複数の開口のうち、少なくとも１組の隣り合う２つの開口は、互いに遮光部を介して分離されている、画像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像表示装置において、
各色画素が有する複数の開口のうち、少なくとも１組の隣り合う２つの開口は、それぞれ前記第１の方向に対して傾いた１つ以上の辺と、前記第２の方向に対して傾いた１つ以上の辺とを有する多角形形状を有しており、
各色画素が有する複数の開口のうち、少なくとも１組の隣り合う２つの開口は、前記第２の方向に沿って測った該開口のそれぞれの長さの和が前記第１の方向のいずれの位置においても一定になるように配置されている、画像表示装置。
【請求項４】
請求項２に記載の画像表示装置において、
各色画素が有する複数の開口のうち、少なくとも１組の隣り合う２つの開口のそれぞれは、１組の対辺が前記第２の方向と平行である平行四辺形形状を有する、画像表示装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像表示装置において、
各色画素において、前記複数の開口の外接矩形は、該色画素が前記第１の方向に隣接する隣接色画素における前記外接矩形と接している、画像表示装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像表示装置であって、さらに、
各色画素を構成するために、各色画素毎の画像光を射出する画像光射出装置と、前記画像光射出装置に対応付けて配置された画像表示用遮光基板と、を備え、
各色画素の前記複数の開口は、前記画像光射出装置から射出された前記画像光の一部を透過するために前記画像表示用遮光基板に設けられた開口によって形成される、画像表示装置。
【請求項７】
第１の方向に並んだ複数の表示方向に、それぞれ異なる画像を表示することが可能な画像表示装置において、複数の色画素のそれぞれについて画像光を射出する画像光射出装置に対応付けて配置される画像表示用遮光基板であって、
前記画像表示用遮光基板は、前記画像表示装置において二次元的に配列された各色画素に対応して、それぞれ前記画像光射出装置から射出された前記画像光の一部を透過するための開口を複数備え、
各色画素に対応する前記複数の開口は、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って測った前記複数の開口の長さの和が、前記第１の方向のいずれの位置においても一定になるように配置されていることを特徴とする画像表示用遮光基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多眼表示あるいは指向性画像表示が可能な画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の方向から見た場合に、それぞれの視方向ごとに異なる画像（映像）を表示（以下、「多眼表示あるいは指向性画像表示」と呼ぶ）する画像表示装置が提案されている。多眼表示装置あるいは指向性画像表示装置としては、１人の観察者の両眼に異なる画像光を入射させることによって立体的な画像表示を行う３Ｄ画像表示装置がある。このような多眼表示装置あるいは指向性画像表示装置では、例えば、レンチキュラレンズやパララックスバリアを用いて、各画素から射出される画像光の射出方向を制御することで、多眼表示あるいは指向性画像表示を実現している（下記特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１０６６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パララックスバリアやレンチキュラレンズ等を用いた多眼表示装置あるいは指向性画像表示装置では、各画素の開口（画像光を射出する領域）の形状に起因して、画像の明るさにムラが生じるという問題があった。
【０００５】
図２１は、従来の多眼表示装置あるいは指向性画像表示装置における画素配列を模式的に示す説明図である。図２１の例では、従来の多眼表示装置あるいは指向性画像表示装置の液晶パネル（図示省略）において、多数の画素がＸ−Ｙ平面においてマトリクス状に配置されている。各画素はＬ字型の１つの開口を有している。なお、各画素において開口以外の領域は、液晶駆動用のＴＦＴ（Thin Film Transistor）や保持容量等の配置スペースとして用いられる。そして、図２１の例では、これら画像群を覆うようにレンチキュラレンズ４００が配置されている。なお、図２１の例では、レンチキュラレンズ４００を構成する１つのシリンドリカルレンズについて拡大して記載している。
【０００６】
各画素内において異なる水平方向へ表示される領域（垂直方向を長手方向とする矩形領域）の位置は、一般にレンチキュラレンズやパララックスバリアに対する色画素の水平方向の位置によって決まる。図２１の例では、例えばレンチキュラレンズ４００（シリンドリカルレンズ）の中心に対応する位置にある画素Ｐ１では、中央部分の矩形領域ａ１が正面方向へ表示されることとなる。一方、レンチキュラレンズ４００（シリンドリカルレンズ）の中心から水平方向（Ｘ軸方向）に離れた位置にある画素Ｐ２では、中央から左側に寄った部分の矩形領域ａ２が右側へ表示されることとなる。ここで、画素Ｐ１において、正面に向けて画像光が射出される面積（以下、「有効開口面積」と呼ぶ）は、矩形領域ａ１と開口Ｓ１との重なり部分の面積となる。同様に、画素Ｐ２における有効開口面積は、矩形領域ａ２と開口Ｓ２との重なり部分の面積となる。開口Ｓ１，Ｓ２の形状がＬ字型であることから、画素Ｐ１の有効開口面積は画素Ｐ２の有効開口面積よりも小さくなり、従って、画素Ｐ１の表す画像は、画素Ｐ２の表す画像よりも暗くなる。それゆえ、表示画像の明るさのムラが生じてしまう。
【０００７】
なお、前述の問題は、開口がＬ字型である場合に限らず、他の形状である場合にも起こり得る。また、液晶パネルに限らず、有機ＥＬ（ElectroLuminescence）や無機ＥＬ、プラズマなど、他の表示機構を有する多眼表示装置あるいは指向性画像表示装置においても発生し得る。
【０００８】
本発明は、多眼表示装置あるいは指向性画像表示装置において表示される画像の明るさのムラを抑制すること、および表示画像数を増やすことが可能な技術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】
【０００９】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【００１０】
［適用例１］第一の方向に並んだ複数の表示方向に、それぞれ異なる画像を表示することが可能な画像表示装置であって、二次元的に配列された複数の色画素を備え、各色画素は複数の開口を有しており、各色画素の前記複数の開口は、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って測った前記複数の開口の長さの和が、前記第１の方向のいずれの位置においても一定になるように配置されていることを特徴とする画像表示装置。
【００１１】
適用例１の画像表示装置では、各色画素において、第２の方向に沿って測った複数の開口の長さの和が、第１の方向のいずれの位置においても一定になるように複数の開口が配置されているので、画像を表示する方向に関わらず、各色画素における明るさが一定となり、表示される画像の明るさのムラを抑制することできる。
【００１２】
［適用例２］適用例１に記載の画像表示装置において、各色画素が有する複数の開口のうち、少なくとも１組の隣り合う２つの開口は、互いに遮光部を介して分離されている、画像表示装置。
【００１３】
このような構成とすることで、遮光部を介して分離された開口間のスペースを、配線等の部材を配置するスペースとして利用することができる。また、製造上の都合により２つの開口をそれぞれ覆うカラーフィルタが若干重なっても、その重なり部分が開口間の遮光されたスペースに位置することとなり、開口部分において混色が生じてしまうことを抑制することができる。
【００１４】
［適用例３］適用例２に記載の画像表示装置において、各色画素が有する複数の開口のうち、少なくとも１組の隣り合う２つの開口は、それぞれ前記第１の方向に対して平行な１つ以上の辺と、前記第２の方向に対して傾いた１つ以上の辺とを有する多角形形状を有しており、各色画素が有する複数の開口のうち、少なくとも１組の隣り合う２つの開口は、前記第２の方向に沿って測った該開口のそれぞれの長さの和が前記第１の方向のいずれの位置においても一定になるように配置されている、画像表示装置。
【００１５】
このような構成とすることで、仮に、製造誤差等に起因して各色画素内における少なくとも１組の隣り合う２つの開口の配置位置が第１の方向に若干ずれたとしても、第２の方向に沿って見た場合に、全く開口がなく暗く表示される部分や、開口同士が大きく重なってしまい非常に明るく表示される部分の発生を抑制することができる。したがって、表示画像における明るさのムラを抑制することができる。
【００１６】
［適用例４］適用例２に記載の画像表示装置において、各色画素が有する複数の開口のうち、少なくとも１組の隣り合う２つの開口のそれぞれは、１組の対辺が前記第２の方向と平行である平行四辺形形状を有する、画像表示装置。
【００１７】
このような構成とすることで、仮に、製造誤差等に起因して各色画素内における少なくとも１組の隣り合う２つの開口の配置位置が第１の方向に若干ずれたとしても、第２の方向に沿って見た場合に、全く開口がなく暗く表示される部分や、開口同士が大きく重なってしまい非常に明るく表示される部分の発生を抑制することができる。したがって、表示画像における明るさのムラを抑制することができる。
【００１８】
［適用例５］適用例１ないし適用例４のいずれかに記載の画像表示装置において、各色画素において、前記複数の開口の外接矩形は、該色画素が前記第１の方向に隣接する隣接色画素における前記外接矩形と接している、画像表示装置。
【００１９】
このような構成とすることで、第１の方向に沿って連続する光線の出射方向に対して、いずれかの色画素の開口が存在することとなり、開口の切れ目によって暗く表示される部分が生じてしまうことを抑制することができる。
【００２０】
［適用例６］請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像表示装置であって、さらに、各色画素を構成するために、各色画素毎の画像光を射出する画像光射出装置と、前記画像光射出装置に対応付けて配置された画像表示用遮光基板と、を備え、各色画素の前記複数の開口は、前記画像光射出装置から射出された前記画像光の一部を透過するために前記画像表示用遮光基板に設けられた開口によって形成される、画像表示装置。
【００２１】
このような構成とすることで、画像光射出装置において画像光を射出する部分の形状に関わらず、画像表示用遮光基板の開口の形状によって画素の開口の形状を決定することができる。
【００２２】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、画像表示用遮光基板としても実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１の実施例
Ｂ．第２の実施例：
Ｃ．第３の実施例：
Ｄ．第４の実施例：
Ｅ．第５の実施例：
Ｆ．第６の実施例：
Ｇ．変形例：
【００２４】
Ａ．第１の実施例：
図１は、本発明の画像表示装置の一実施例としての画像表示装置の概略構成を示す説明図である。この画像表示装置２００は、バックライト２４０と、液晶パネル１００と、レンチキュラレンズ２２０と、を備えている。レンチキュラレンズ２２０は、Ｘ軸方向に並んだ複数のシリンドリカルレンズ２２２からなる。これらのシリンドリカルレンズ２２２は、それぞれ、液晶パネル１００内の各画素からの光線を偏向させる機能を有する。なお、この画像表示装置２００は、携帯電話機やゲーム機に内蔵して画像表示部として用いることもできる。
【００２５】
液晶パネル１００は、下部偏光板１８０と、下部ガラス基板１７０と、ＴＦＴ層１６０と、液晶層１５０と、共通電極層１４０と、カラーフィルタ層１３０と、上部ガラス基板１２０と、上部偏光板１１０と、を備えており、これらがこの順に積層された構成を有している。カラーフィルタ層１３０は、遮光部としてのブラックマトリクス１３１と、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色のカラーフィルタ１３２と、を備えている。ＴＦＴ層１６０には、スイッチング素子としてのＴＦＴ（図示省略）や、各画素ごとの画素電極（図示省略）や、ソース（データ）配線及びゲート配線（図示省略）等が配置されている。共通電極層１４０には、透明電極である共通電極（図示省略）が配置されている。
【００２６】
図２は、図１に示す画像表示装置２００をＺ軸方向から見た説明図である。画像表示装置２００では、１つのシリンドリカルレンズ２２２に対応して、垂直方向（Ｙ軸方向）に延びる色画素列が、水平方向（Ｘ軸方向）に沿って３６列配置されている。Ｙ軸方向の各列では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の色画素が１行おきに順番に配置されている。そして、画像表示装置２００では、Ｙ軸方向に並んだ３つの色画素（例えば図２で言えばＲ１，Ｂ１，Ｇ１の組、Ｒ２、Ｂ２，Ｇ２の組、という組合せ）で、１画素分の画像データに応じた画像を表示する。すなわち、これら３つの色画素が１つの「画素」に相当することとなる。Ｘ軸方向に並んだ３６列の色画素とＹ軸方向の６行の色画素が、観察者に立体画像を認識させるための３６方向の画像を生成する単位となっている。なお、以下では、各色画素を単に「画素」とも呼ぶ。
【００２７】
この画像表示装置２００（図１）は、水平方向（Ｘ軸方向）に３６個の異なる画像を表示する多眼表示装置あるいは指向性画像表示装置である。具体的には、各シリンドリカルレンズ２２２（図２）に対応する領域において、３６列の画素列（第１画素列〜第３６画素列）にそれぞれ異なる画像を表示させる。そして、シリンドリカルレンズ２２２によって、各画素列から射出される画像光が、第１方向〜第３６方向に偏向されるように構成されている。従って、例えば、第１の方向には最も左の第１画素列の画像が表示され、第１８の方向には中央部の第１８画素列が表示され、第３６の方向には最も右の第３６画素列の画像が表示されることとなる。換言すると、画像表示装置２００では、各画素（縦方向に並んだ３つの色画素）は、異なる画像を表示しようとする複数の表示方向の並びからなる方向（この場合、水平方向）と平行となるように配置されている。なお、水平方向（Ｘ軸方向）は、請求項における第１の方向に相当する。
【００２８】
ここで、異なる水平方向へ表示される各画素内における領域は、レンズと画素との空間的な位置関係に応じて異なる。例えば、第１８の方向では、第１８画素列の各画素のラインＬ１８に沿った領域の画像（拡大画像）が表示されることとなる。一方、第１の方向では、第１画素列の各画素の左寄りのラインＬ１に沿った領域の画像（拡大画像）が表示されることとなる。同様に、第３６の方向では、第３６画素列の各画素の右寄りのラインＬ３６に沿った領域の画像（拡大画像）が表示されることとなる。このように、画像表示装置２００では、各画素内において各方向に表示される領域は、レンズと画素との位置関係に応じて異なる。しかしながら、画像表示装置２００では、それぞれの表示方向に対して、いずれの位置の画素も同程度の明るさとして表示され得るように、方向と画素との位置関係の違いによる明るさのムラの発生を抑制している。
【００２９】
なお、カラーフィルタ層１３０と、上部ガラス基板１２０とは、請求項における画像表示用遮光基板に相当する。
【００３０】
図３は、図２に示す領域Ｗの拡大図である。領域Ｗは、緑色の画素Ｐｇ１０，Ｐｇ２０，Ｐｇ３０と、青色の画素Ｐｂ１０，Ｐｂ２０，Ｐｂ３０，Ｐｂ９と、赤色の画素Ｐｒ１０，Ｐｒ２０，Ｐｒ３０，Ｐｒ１１と、を備えている。これらの画素は、表示色の差異を除いていずれも同じ構成を有している。すなわち、各画素は、それぞれ画素領域内の同じ位置に２つの開口を備えている。なお、各画素内において開口以外の部分は、後述するようにブラックマトリクスによって遮光された領域（以下、「遮光部」と呼ぶ）となっている。
【００３１】
例えば、緑色の画素Ｐｇ２０は、画素領域の左上側にある第１の開口ｇｓ２１と、画素領域の右下にある第２の開口ｇｓ２２とを有している。これら２つの開口ｇｓ２１，ｇｓ２２の形状は、いずれも同じ大きさの矩形であり、互いに画素Ｐｇ２０の中心位置を中心として１８０度回転させた位置に配置されている。ここで、第１の開口ｇｓ２１の左辺は、左上隣りの緑色の画素Ｐｇ１０が有する開口ｇｓ１２の右辺と、Ｙ軸方向において一直線上に並んでいる。一方、第２の開口ｇｓ２２の右辺は、右下隣りの画素Ｐｇ３０が有する開口ｇｓ３１の左辺と、Ｙ軸方向において一直線上に並んでいる。そして、第１の開口ｇｓ２１の右辺と、第２の開口ｇｓ２２の左辺とは、Ｙ軸方向において一直線上に並んでいる。そして、第１の開口ｇｓ２１の下辺と第２の開口ｇｓ２２の上辺とは、Ｘ軸方向において一直線上に並んでおらず、遮光部を介して分離されている。
【００３２】
上記の位置関係となるように開口を配置することにより、水平方向（Ｘ軸方向）に視点位置を移動させた場合でも緑色画像の切れ目を感じることなく画像を観察することができる。ここでは緑色の画素に着目して開口の配置を説明してきたが、赤色の画素、青色の画素についても緑色の画素と同様の開口配置とすることにより、切れ目のない赤色画像、青色画像を観察することが可能となり、結果として水平方向での視点移動があっても切れ目のないカラー画像を観察できるようになる。
【００３３】
図４は、図３に示す画素Ｐｇ２０の拡大図である。図４において、ハッチングをした矩形領域Ａ１は、或る方向へ進む光線を出射する領域を示す。すなわち、或る方向へ、画素Ｐｇ２０内において矩形領域Ａ１（の拡大画像）が光線を出射する場合、画素Ｐｇ２０における有効開口面積は、第２の開口ｇｓ２２と矩形領域Ａ１との重なり部分の面積となる。すなわち、有効開口面積は、第２の開口ｇｓ２２の垂直方向の長さｈ１と矩形領域Ａ１の水平方向の長さｗ１とを掛け合わせて得られる面積（ｈ１×ｗ１）となる。また、別の方向へ、画素Ｐｇ２０内において矩形領域Ａ１’（の拡大画像）が光線を出射する場合、画素Ｐｇ２０における有効開口面積は、第１の開口ｇｓ２１と矩形領域Ａ１’との重なり部分の面積と、第２の開口ｇｓ２２と矩形領域Ａ１’との重なり部分の面積とを足し合わせた面積となる。前述のように、第１と第２の開口ｇｓ２１，ｇｓ２２は、同じ形状で同じ大きさであり、第１の開口ｇｓ２１の右辺と第２の開口ｇｓ２２の左辺が一直線上に並んでいる。したがって、この場合も、有効開口面積は、長さｈ１とｗ１とを掛け合わせて得られる面積となる。このことは、画素Ｐｇ２０に限らず、他の画素にも同様に当てはまる。それゆえ、異なる方向から見て、それらの方向へ進む光線を射出する画素の有効開口面積は同じとなり、表示画像全体で明るさのムラの発生を抑制することができる。
【００３４】
また、画素Ｐｇ２０において第１の開口ｇｓ２１の右隣りには、遮光領域Ｓ２１がある。同様に、第２の開口ｇｓ２２の左隣りにも、遮光領域Ｓ２２がある。また、２つの開口ｇｓ２１，ｇｓ２２の間には、Ｘ軸方向に延びた遮光領域Ｓ２３が存在する。したがって、これらの遮光領域Ｓ２１〜Ｓ２３を利用して、ＴＦＴ層１６０（図１）において、ＴＦＴや保持容量や各配線を配置することができる。
【００３５】
図５は、図３の領域Ｗに対応するブラックマトリクス１３１を示す説明図である。上部ガラス基板１２０上において、各開口を除いた領域を黒色の樹脂で覆うことにより、ブラックマトリクス１３１が形成されている。
【００３６】
図６は、領域Ｗに対応するカラーフィルタ１３２を示す説明図である。なお、図５に示すブラックマトリクス１３１を図示の便宜上、破線で示している。カラーフィルタ層１３０では、各開口を覆うように所定の色のカラーフィルタが、ブラックマトリクス１３１の上から貼り付けられている。例えば、２つの開口ｇｓ２１，ｇｓ２２を覆うように、緑色のカラーフィルタｇｆ２１，ｇｆ２２が貼り付けられている。
【００３７】
また、各画素が有する２つの開口は、それぞれ、左右の一方の辺が、上下の行で隣接する同色の画素が有する開口の左右のいずれかの辺とＹ軸方向において一直線上に並んでいる。したがって、各画素と、その画素にＸ軸方向に隣接する同色の画素との間に開口が存在せずに遮光部のみが存在する領域は発生しないこととなる。それゆえ、いずれの方向から画像表示装置２００を見た場合でも、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれの色も途切れることがないのと共に、画像光が射出されずに暗く映るラインが生じることを抑制することができる。
【００３８】
図７は、第１の実施例における画素内の開口配置の他の例を示す説明図である。図７の例では、２行目の開口が、１行目あるいは３行目の開口と左右反転して配置されている。例えば、１行目の色画素Ｐｇ１０では第１の開口ｇｓ１１は左上にあり、第２の開口ｇｓ１２は右下にあるが、２行目の色画素Ｐｇ２０では第１の開口ｇｓ２１が右上にあり、第２の開口ｇｓ２２が左下にある。このように、１行ごとに色画素内の２つの開口の左右を反転させることにより、遮光部で覆われる開口間のスペースを大きく確保することができ、特に色画素サイズや色画素間の間隔が小さくなる小型で高解像度の液晶パネルを用いる場合に配線やＴＦＴを配置させるスペースをより大きく確保することが可能となる。
【００３９】
Ｂ．第２の実施例：
図８は、第２の実施例における画像表示装置２００ａをＺ軸方向から見た説明図である。この画像表示装置２００ａでは、画像配列において第１の実施例における画像表示装置２００（図２）と異なり、他の構成については、第１の実施例と同じである。具体的には、この画像表示装置２００ａでは、１つのシリンドリカルレンズ２２２に対応して、垂直方向（Ｙ軸方向）に延びる色画素列が、水平方向（Ｘ軸方向）に沿って９列配置されている。Ｙ軸方向の各列では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の色画素が順番に配置されていると共に、隣接する列の色画素とは異なる色となるように各色画素が配置されている。そして、画像表示装置２００ａでは、Ｙ軸方向に連続する３つの色画素で、１画素分の画像データに応じた画像を表示する。すなわち、これら３つの色画素が１つの「画素」に相当することとなる。なお、図８の例では、Ｘ軸方向に隣り合う画素は互いに接している。
【００４０】
画像表示装置２００ａは、水平方向（Ｘ軸方向）に９つの異なる画像を表示する多眼表示装置あるいは指向性画像表示装置である。具体的には、各シリンドリカルレンズ２２２に対応する領域において、９つの画素列（第１画素列〜第９画素列）にそれぞれ異なる画像を表示させる。そして、シリンドリカルレンズ２２２によって、各画素列から射出される画像光が、各方向（第１方向〜第９方向）に偏向されるように構成されている。従って、例えば、第１の方向には最も左の第１画素列の画像が見え、第５の方向には中央の第５画素列が見え、第９の方向には最も右の第９画素列の画像が見えることとなる。
【００４１】
ここで、異なる水平方向へ表示される各画素内における領域は、第１の実施例と同様に、シリンドリカルレンズ２２２と画素との空間的な位置関係に応じて異なる。例えば、第５の方向では、第５画素列の各画素の中心ラインＬ５に沿った領域の画像（拡大画像）が表示されることとなる。一方、第１の方向では、第１画素列の各画素の左寄りのラインＬ１に沿った領域の画像（拡大画像）が表示されることとなる。同様に、第９の方向では、第９画素列の各画素の右寄りのラインＬ９に沿った領域の画像（拡大画像）が表示されることとなる。このように、画像表示装置２００ａでは、各画素内において各方向に表示される領域は、シリンドリカルレンズ２２２と画素との位置関係に応じて異なる。しかしながら、画像表示装置２００ａでは、上述した画像表示装置２００と同様に、それぞれの表示方向に対して、いずれの位置の画素も同程度の明るさとして表示され得るように構成されており、方向と画素との位置関係の違いによる明るさのムラの発生を抑制する。
【００４２】
図９は、図８に示す領域Ｗ２の拡大図である。領域Ｗ２は、緑色の画素Ｐｇ９ａ，Ｐｇ１０ａ，Ｐｇ２０ａ，Ｐｇ３０ａと、青色の画素Ｐｂ９ａ，Ｐｂ１０ａ，Ｐｂ２０ａ，Ｐｂ３０ａと、赤色の画素Ｐｒ９ａ，Ｐｒ１０ａ，Ｐｒ２０ａ，Ｐｒ３０ａと、を備えている。これらの画素は、表示色の差異を除いていずれも同じ構成を有している。すなわち、各画素は、それぞれ画素領域内の同じ位置に２つの開口を備えている。なお、各画素内において開口以外の部分は、後述するブラックマトリクスによって遮光部が形成されている。
【００４３】
本実施例における画素配置は、画素同士がＸ軸方向及びＹ軸方向において接するように配置されている点において、第１の実施例における画素配列（図３参照）と異なり、他の点については第１の実施例と同じである。このような構成においても、第１の実施例と同様に、各画素における有効開口面積は、画像が形成される方向に関わらず一定である。従って、表示画像全体で明るさのムラの発生を抑制することができる。また、各画素には、２つの開口の隣や、２つの開口の間に遮光部が存在するので、これらの遮光部を利用して、ＴＦＴ層１６０（図１）において、ＴＦＴや保持容量や各配線を配置することができる。
【００４４】
図１０は、図８の領域Ｗ２に対応するブラックマトリクス１３１ａを示す説明図である。本実施例においても、第１の実施例と同様に、上部ガラス基板１２０上において各開口を除いた領域を黒色の樹脂で覆うことにより、ブラックマトリクス１３１ａが形成されている。
【００４５】
図１１は、領域Ｗ２に対応するカラーフィルタ１３２ａを示す説明図である。なお、図１０に示すブラックマトリクス１３１ａを図示の便宜上、破線で示している。図１１の例では、各画素の開口が互いに近接しているため、異なる色のカラーフィルタが重なるフィルタ重複部１３５が存在する。このようなフィルタ重複部１３５は、各画素の大きさが極めて小さい場合、すなわち、高解像度の液晶パネルにおいて発生し易い。しかしながら、本実施例の画像表示装置２００ａでは、各画素の開口は、隣接する画素のいずれの開口とも接しておらず、これら開口の間には遮光部が存在する。したがって、フィルタ重複部１３５はこの遮光部に位置することとなり、開口部分においてカラーフィルタの重なりによる混色が生じることを避けることができる。また、製造誤差等によって、フィルタ重複部１３５が多少拡大しても、隣接する画素の開口間の遮光部によって、混色の発生を抑制することができる。
【００４６】
また、各画素が有する２つの開口は、それぞれ、左右の一方の辺が隣接画素との境界まで達している。換言すると、各画素において２つの開口と外接する矩形は、その画素の上下の行でＸ軸方向に隣接する同色の画素における外接矩形と接している。したがって、各画素と、その画素にＸ軸方向に隣接する画素との間に開口が存在せずに遮光部のみが存在する領域は発生しないこととなる。それゆえ、いずれの方向から画像表示装置２００ａを見た場合でも、画像光が射出されずに暗く映るラインが生じることを抑制することができる。
【００４７】
Ｃ．第３の実施例：
図１２は、第３の実施例における画素配列を示す説明図である。第３の実施例における各画素は、開口の形状が異なる点において、第２の実施例における各画素と異なり、他の構成については第２の実施例と同じである。また、画像表示装置全体の構成も、第２の実施例における画像表示装置２００ａ（図１，図８）と同じである。第３の実施例では、各画素の有する２つの開口は、いずれも形状が台形である。
【００４８】
例えば、緑色の画素Ｐｇ２０ｂは、上底が下底よりも長い台形の第１の開口ｇｓ２１ｂと、下底が上底よりも長い台形の第２の開口ｇｓ２２ｂとを備えている。そして、これら２つの開口ｇｓ２１ｂ，ｇｓ２２ｂは、画素Ｐｇ２０ｂの中心位置を中心として１８０度回転させた位置に配置されている。ここで、第１の開口ｇｓ２１ｂの左辺は、第１あるいは第２の実施例と同様に、左上隣りの緑色の画素Ｐｇ１０ｂが有する開口ｇｓ１２ｂの右辺とＹ軸方向において一直線上に並んでいる。また、第２の開口ｇｓ２２ｂの右辺は、右下隣りの緑色の画素Ｐｇ３０ｂが有する開口ｇｓ３１ｂの左辺とＹ軸方向において一直線上に並んでいる。一方、第１の開口ｇｓ２１ｂの右辺（斜辺）部分と、第２の開口ｇｓ２２ｂの左辺（斜辺）部分の構成は、第１あるいは第２の実施例とは異なる。
【００４９】
図１３は、図１２に示す画素Ｐｇ２０ｂの拡大図である。図１３において、ハッチングを施した矩形領域Ａ１，Ａ１’は、図４に示す矩形領域Ａ１，Ａ１’と同じである。各開口ｇｓ２１ｂ，ｇｓ２２ｂは、大きく分けて、垂直方向（Ｙ軸方向）の長さが一定の矩形の領域（以下、「開口長一定領域」と呼ぶ。）と、垂直方向（Ｙ軸方向）の長さが一定でない三角形の領域（以下、「開口長不定領域」と呼ぶ。）とからなる。そして、開口ｇｓ２１ｂと開口ｇｓ２２ｂとは、開口長不定領域ｑｗ２１の垂直方向の長さＨ１と、開口長不定領域ｑｗ２２の垂直方向の長さＨ２とを足し合わせた長さが、開口長一定領域ｑｓ２１及びｑｓ２２の垂直方向の長さｈ２に等しくなるように配置されている。
【００５０】
このような構成においても、各方向から見て、各画素における有効開口面積は、画像が形成される方向に関わらずに（ｈ２×ｗ１）で一定である。したがって、第３の実施例の画像表示装置（図示省略）は、第１あるいは第２の実施例の画像表示装置２００，２００ａと同じ効果を有している。また、製造誤差等に起因して各画素の２つの開口の配置位置がＸ軸方向に若干ずれたとしても、Ｙ軸方向の光線の進行方向が変化に対して、開口が存在せずに遮光部のみが存在する領域や、２つの開口が大きく重なってしまい非常に明るく表示される領域が発生することを抑制することができる。
【００５１】
なお、本実施例で説明した開口形状（図１３）は、第１の実施例で説明した画像表示装置で用いられる色画素配置（図２、図３、図７参照）にも適用することができる。
【００５２】
Ｄ．第４の実施例：
図１４は、第４の実施例における画素配列を示す説明図である。第４の実施例における各画素は、開口の数が３つである点において、第２の実施例における各画素と異なり、他の構成については第２の実施例と同じである。また、画像表示装置全体の構成も、第２の実施例における画像表示装置２００ａ（図１，図８）と同じである。第４の実施例では、各画素は、同じ大きさの３つの矩形の開口を有している。
【００５３】
図１５は、図１４に示す画素Ｐｇ２０ｃの拡大図である。図１５において、ハッチングを施した矩形領域Ａ１，Ａ１’は、図４に示す矩形領域Ａ１，Ａ１’と同じである。画素Ｐｇ２０ｃは、上から順に第１の開口ｇｓ２１ｃと、第２の開口ｇｓ２２ｃと、第３の開口ｇｓ２３ｃと、を備えている。第１の開口ｇｓ２１ｃの左辺は、左上隣りの緑色の画素Ｐｇ１０ｃ（図１４）が有する開口ｇｓ１３ｃの右辺と、Ｙ軸方向において一直線上に並んでいる。また、第３の開口ｇｓ２３ｃの右辺（図１５）は、右下隣りの画素Ｐｇ３０ｃ（図１４）が有する開口ｇｓ３１ｃの左辺と、Ｙ軸方向において一直線上に並んでいる。そして、第１の開口ｇｓ２１ｃ（図１５）の右辺と第２の開口ｇｓ２２ｃの左辺とは、Ｙ軸方向において一直線上に並んでいる。同様に、第３の開口ｇｓ２３ｃの左辺と第２の開口ｇｓ２２ｃの右辺とは、Ｙ軸方向において一直線上に並んでいる。また、第１の開口ｇｓ２１ｃ（図１５）と第２の開口ｇｓ２２ｃとの間にはＸ軸方向に延びる遮光部Ｓ２３が存在する。また、第３の開口ｇｓ２３ｃと第２の開口ｇｓ２２ｃとの間には、Ｘ軸方向に延びる遮光部Ｓ２５が存在する。
【００５４】
このような構成においても、各方向から見て、各画素における有効開口面積は、画像が形成される方向に関わらずに（ｈ３×ｗ１）で一定である。したがって、第４の実施例の画像表示装置（図示省略）は、第１ないし第３の実施例の画像表示装置２００，２００ａと同じ効果を有している。なお、本実施例からも理解できるように、各画素において開口の数は２以上の任意の数としてもよい。
【００５５】
なお、本実施例で説明した開口形状（図１４，図１５）は、第１の実施例で説明した画像表示装置２００で用いられる色画素配置（図２、図３、図７参照）にも適用することができる。
【００５６】
Ｅ．第５の実施例：
図１６は、第５の実施例における画素配列を示す説明図である。第５の実施例における各画素は、第１あるいは第２の実施例における各画素と異なり、各画素において２つの開口が互いに接している。なお、画像表示装置全体の構成は、第１あるいは第２の実施例における画像表示装置２００，２００ａと同じである。
【００５７】
図１７は、図１６に示す画素Ｐｇ２０ｄの拡大図である。図１７において、ハッチングを施した矩形領域Ａ１，Ａ１’は、図４に示す矩形領域Ａ１，Ａ１’と同じである。画素Ｐｇ２０ｄでは、第１の開口ｇｓ２１ｄの右下の頂点と第２の開口ｇｓ２２ｄの左上の頂点とは接している。これら２つの開口ｇｓ２１ｄ，ｇｓ２２ｄの形状は、いずれも同じ大きさの矩形であり、互いに画素Ｐｇ２０ｄの中心位置を中心として１８０度回転させた位置に配置されている。ここで、第１の開口ｇｓ２１ｄの左辺は、左上隣りの緑色の画素Ｐｇ１０ｄ（図１６）が有する開口ｇｓ１２ｄの右辺と、Ｙ軸方向において一直線上に並んでいる。一方、第２の開口ｇｓ２２ｄの右辺は、右下隣りの緑色の画素Ｐｇ３０ｄ（図１６）が有する開口ｇｓ３１ｄの左辺と、Ｙ軸方向において一直線上に並んでいる。そして、第１の開口ｇｓ２１ｄ（図１７）の右辺と、第２の開口ｇｓ２２ｄの左辺とは、Ｙ軸方向において一直線上に並んでいる。
【００５８】
このような構成においても、各画素における有効開口面積は、画像が形成される方向に関わらずに（ｈ４×ｗ１）で一定である。したがって、本実施例の画像表示装置（図示省略）は、第１ないし第４の実施例の画像表示装置２００，２００ａと同様の効果を有している。
【００５９】
Ｆ．第６の実施例：
図１８は、第６の実施例における画像表示装置をＺ軸方向から見た説明図である。この画像表示装置２００ｂは、ＲＧＢの色画素が垂直方向（Ｙ方向）へ一列に並ぶのではなく、水平方向（Ｘ方向）へずれながら並んでいる色画素配列から構成される実施例である。画像表示装置２００ｂでは、左右に隣接する色画素間にスペースを設けながら、このスペースによって画像光が射出されずに暗く映るラインが生じることがないように構成されている。
【００６０】
具体的には、画像表示装置２００ｂでは、１つのシリンドリカルレンズ２２２に対応して、水平方向に１２個の色画素が配置されている。この１２個の色画素は４組の赤、緑、青の配列から構成される。そして、この４組の赤、緑、青の画素配列が４行あることにより観察者が立体画像を認識するための１６方向の画像を生成できるようになっている。ここで、各画素行における色画素は、上下に隣接する画素行と左右に少しずつずれて配置されている。そして、水平方向のいずれの位置から画像表示装置２００ｂを見ても、垂直方向において、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の色画素が存在するように構成されている。
【００６１】
この画像表示装置２００ｂでは、水平方向のＲＧＢの組が４組と、垂直方向の４行との組み合わせで水平方向に１６個の異なる画像を表示することができる。例えば、第１の方向には、Ｙ軸方向のラインＬ１ａに沿った領域の画像がシリンドリカルレンズ２２２で偏向された画像が表示されることとなる。同様に、第８の方向ではラインＬ８ａに沿った領域の画像が、第１６の方向ではラインＬ１６ａに沿った領域の画像が、それぞれシリンドリカルレンズ２２２で偏向された画像が表示されることとなる。
【００６２】
色画素の配列についてもう少し詳しく説明する。例えば一行目のＲ画素と、その右下（二行目）のＲ画素に着目すると、一行目のＲ画素の右辺と二行目のＲ画素の左辺はＹ軸方向において同一線上に配置される。同様にして二行目のＲ画素の右辺と三行目のＲ画素の左辺、三行目のＲ画素の右辺と四行目のＲ画素の左辺はそれぞれＹ軸方向において同一線上に配置される。四行目のＲ画素とその右上方の一行目のＲ画素に着目すると四行目のＲ画素の右辺と一行目のＲ画素の左辺はＹ軸方向において同一線上に配置される。このようにして同一の色の画素は、一つの画素の右辺と次の画素の左辺がＹ軸方向において同一線上に配置されるように一行目から四行目までの間で循環して配置されることとなる。Ｒと同様にＧ、Ｂの画素もこのルールで配置される。このとき、各色画素の水平方向の幅Ａｘと水平方向の色画素のピッチＰｘとの間には、下記式（１）で示す関係が成り立つ。
【００６３】
Ａｘ＝３×Ｐｘ／４・・・（数１）
【００６４】
特定の色の画素（群）に着目した時、いずれの画素についてもその右辺と、右下隣りの画素の左辺とがＹ軸方向において同一線上に並ぶように配置されている。従って、図４等に示すように、隣接する画素間に開口がない部分を作らない開口構造を適用することができる。その配置を図１９に示す。
【００６５】
図１９は図１８のＷ３で囲まれる領域を抜き出して描いた図である。このような開口構造を適用することにより、水平方向に色の切れ目のない画像を表示できるとともに、特に小型で解像度が高い液晶パネルを用いた場合でもＴＦＴや配線を配置するスペースを確保できるようになる。
【００６６】
なお、各画素内の開口の構成を、第３の実施例における構成（図１３）や、第４の実施例における構成（図１５）や、第５の実施例における構成（図１７）のようにしてもよい。
【００６７】
Ｇ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００６８】
Ｇ１．変形例１：
上述した各実施例では、画像光の射出方向を制御するための装置としてレンチキュラレンズ２２０を用いていたが、これに代えて、バララックスバリアを用いるようにしてもよい。パララックスバリアを用いた構成においても、各観察者が見ることができる各画素内の領域は、方向に応じて異なることとなる。そこで、本発明を適用することで、各画素における有効開口面積を、方向に関わらずに一定とし、表示範囲全体で明るさのムラの発生を抑制することができる。
【００６９】
Ｇ２．変形例２：
上述した各実施例では、画像表示機構として、バックライト２４０からの光を受けて画像光を射出する液晶パネル１００を備えていたが、これに替えて、有機ＥＬや無機ＥＬ、プラズマなど、自発光素子を備えるものとしてもよい。例えば、有機ＥＬを用いる構成では、白色光を射出する素子の前面にカラーフィルタ層を配置して画像光を射出するカラーフィルタ方式と、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の光を射出する素子を用いて画像光を射出するＲＧＢ独立発光方式が考えられる。カラーフィルタ方式であれば、上述した各実施例と同様に、カラーフィルタ層においてブラックマトリクスによって開口を形成するようにしてもよい。また、ＲＧＢ独立発光方式では、例えば、各色の発光層を基板に蒸着させる際に用いるシャドーマスクの形状を、上述した各実施例におけるブラックマトリクスの形状と同様にするようにしてもよい。
【００７０】
Ｇ３．変形例３：
上述した各実施例では、画像表示装置２００，２００ａ，２００ｂは、複数の方向にそれぞれ異なる２次元画像を表示するものであったが、これらの指向性画像表示装置に限らず、いずれの観察方向からも同じ画像を見ることができるように画像表示（非指向性画像表示）を行う画像表示装置に適用することもできる。非指向性画像表示装置に適用した場合においても、各画素においてＴＦＴ等を配置する領域を設けつつ、カラーフィルタの重なりによる混色を避けることができる等の効果を得ることができる。
【００７１】
Ｇ４．変形例４：
上述した各実施例では、各画素内の複数の開口は、互いに同じ大きさで同じ形状を有していたが、これに代えて、互いに異なる大きさ又は異なる形状を有していてもよい。例えば、第１、第２、第３、第５、あるいは第６の実施例のように各画素内に２つの開口が配置されている構成において、一方の開口の水平方向の長さが、他方の開口の水平方向の長さよりも長い構成としてもよい。そして、第１、第２、第５、あるいは第６の実施例（図３、図７、図９、図１６）のように、２つの開口を互いに左右の一方の辺がＹ軸方向において一直線上に並ぶように配置し、かつ、２つの開口の水平方向の長さを足し合わせた長さが画素の水平方向の幅に等しくなる構成としてもよい。
【００７２】
Ｇ５．変形例５：
上述した第４の実施例では、各画素内にある３つの開口は、互いに接していない構成であるが、これに代えて、いずれか１組の隣り合う２つの開口同士が互いに接している構成であってもよい。例えば、図１４のように各画素内に３つの矩形の開口が配置されている構成において、左上の開口と中央の開口とが互いに頂点で接し、かつ、中央の開口と右下の開口とは互いに離れた構成としてもよい。或いは、３つの開口が、第５の実施例のように互いに頂点で接している構成としてもよい。
【００７３】
Ｇ６．変形例６：
各色画素内の複数の開口の形状は、矩形若しくは台形であったが、これらの形状に限らず他の形状とすることもできる。図２０は、変形例６における画素の拡大図である。この画素Ｐ５は、２つの開口ｇｓ５１，ｇｓ５２を備えている。これら２つの開口ｇｓ５１，ｇｓ５２は、いずれも平行四辺形であり、１組の対辺は垂直方向（Ｙ軸方向）に平行となっている。そして、これら２つの開口ｇｓ５１，ｇｓ５２は、開口ｇｓ５１の右辺と開口ｇｓ５２の左辺とがＹ軸方向において一直線上に並ぶように配置されている。かかる構成においても、有効開口面積は、画像が形成される方向に関わらず一定であり、表示画像全体で明るさのムラの発生を抑制することができる。以上の実施例及び変形例からも理解できるように、各画素における複数の開口の形状及び配置は、垂直方向（Ｙ方向）に沿って測った複数の開口の長さの和が、水平方向（Ｘ方向）のいずれの位置においても一定になるような形状及び配置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の画像表示装置の一実施例としての画像表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】図１に示す画像表示装置２００をＺ軸方向から見た説明図である。
【図３】図２に示す領域Ｗの拡大図である。
【図４】図３に示す画素Ｐｇ２０の拡大図である。
【図５】図３の領域Ｗに対応するブラックマトリクス１３１を示す説明図である。
【図６】領域Ｗに対応するカラーフィルタ１３２を示す説明図である。
【図７】第１の実施例における画素内の開口配置の他の例を示す説明図である。
【図８】第２の実施例における画像表示装置２００ａをＺ軸方向から見た説明図である。
【図９】図８に示す領域Ｗ２の拡大図である。
【図１０】図９の領域Ｗ２に対応するブラックマトリクス１３１ａを示す説明図である。
【図１１】領域Ｗ２に対応するカラーフィルタ１３２ａを示す説明図である。
【図１２】第３の実施例における画素配列を示す説明図である。
【図１３】図１２に示す画素Ｐｇ２０ｂの拡大図である。
【図１４】第４の実施例における画素配列を示す説明図である。
【図１５】図１４に示す画素Ｐｇ２０ｃの拡大図である。
【図１６】第５の実施例における画素配列を示す説明図である。
【図１７】図１６に示す画素Ｐｇ２０ｄの拡大図である。
【図１８】第６の実施例における画像表示装置をＺ軸方向から見た説明図である。
【図１９】図１８のＷ３で囲まれる領域を抜き出して描いた図である。
【図２０】変形例６における画素の拡大図である。
【図２１】従来の多眼表示装置あるいは指向性画像表示装置における画素配列を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００７５】
２００，２００ａ,  ２００ｂ…画像表示装置
１００…液晶パネル
１１０…上部偏光板
１２０…上部ガラス基板
１３０…カラーフィルタ層
１３１…ブラックマトリクス
１３２…カラーフィルタ
１３５…フィルタ重複部
１４０…共通電極層
１５０…液晶層
１７０…下部ガラス基板
１８０…下部偏光板
２２０…レンチキュラレンズ
２２０…シリンドリカルレンズ
２４０…バックライト
Ｗ…領域
Ｐ５，Ｐｒ１０，Ｐｇ１０，Ｐｂ１０，Ｐｒ１０（ａ〜ｄ），Ｐｇ１０（ａ〜ｄ），Ｐｂ１０（ａ〜ｄ）…画素（色画素）
ｇｓ１１〜ｇｓ３２，ｇｓ１１（ａ〜ｄ）〜ｇｓ３２（ａ〜ｄ），ｇｓ５１，ｇｓ５２…開口
ｇｆ１１（ａ）〜ｇｆ３２（ａ）…カラーフィルタ
Ａ１，Ａ１’…矩形領域
ｑｗ３１，ｑｗ３２…開口長不定領域
ｑｓ３１，ｑｓ３１…開口長一定領域
Ｌ１，Ｌ５，Ｌ９，Ｌ１８，Ｌ３６，Ｌ１ａ，Ｌ８ａ，Ｌ１６ａ…ライン
Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３…遮光領域
Ｐ１，Ｐ２…画素
ａ１，ａ２…矩形領域
Ｓ１，Ｓ２…開口
【図１】
2009008912.tif 000003
【図２】
2009008912.tif 000004
【図３】
2009008912.tif 000005
【図４】
2009008912.tif 000006
【図５】
2009008912.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009008912.tif 000009
【図８】
2009008912.tif 000010
【図９】
2009008912.tif 000011
【図１０】
2009008912.tif 000012
【図１１】
2009008912.tif 000013
【図１２】
2009008912.tif 000014
【図１３】
2009008912.tif 000015
【図１４】
2009008912.tif 000016
【図１５】
2009008912.tif 000017
【図１６】
2009008912.tif 000018
【図１７】
2009008912.tif 000019
【図１８】
2009008912.tif 000020
【図１９】
2009008912.tif 000021
【図２０】
2009008912.tif 000022
【図２１】
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