(57)【要約】【課題】コストの増大を抑制しつつ、所望の表示特性を得ることが可能な表示装置を提供すること。【解決手段】  レンズアレイ層２０１と基体２０２とを有するレンズアレイユニット２０と、第１基板１１及びこの第１基板１１とレンズアレイユニット２０との間に配置された第２基板１２を貼り合わせた構造であり、マトリクス状に配列された画素によって構成された表示エリアＤＡを有する表示ユニット１０と、を備え、レンズアレイユニット２０は、表示ユニット１０との間に所定の距離を保持するためのスペーサ部２０３を備え、レンズアレイ層２０１とスペーサ部２０３とが一体的に形成されることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズアレイ層と基体とを有するレンズアレイユニットと、
第１基板及びこの第１基板と前記レンズアレイユニットとの間に配置された第２基板を貼り合わせた構造であり、マトリクス状に配列された画素によって構成された表示エリアを有する表示ユニットと、を備え、
前記レンズアレイユニットは、前記表示ユニットとの間に所定の距離を保持するためのスペーサ部を備え、
前記レンズアレイ層と前記スペーサ部とが一体的に形成されたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記レンズアレイユニットは、前記表示ユニットと接して配置されたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記スペーサ部は、枠状であり、前記レンズアレイ層を囲むように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記スペーサ部は、柱状であり、前記レンズアレイ層の外周に点在して配置されたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記レンズアレイユニットは、ガラス製の前記基体及び前記レンズアレイ層によって一体的に形成されたもの、ガラス製の前記基体に接着層を介して樹脂製の前記レンズアレイ層を接着したもの、及び、ガラス製の前記期待に直接樹脂製の前記レンズアレイ層を成型にしたもののいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、表示装置に係り、特に、レンズアレイユニットを備えた立体映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動画表示が可能な立体画像表示装置、所謂、３次元ディスプレイには、種々の方式が知られている。近年、特にフラットパネルタイプで、且つ、専用の眼鏡等を必要としない方式の要望が高くなっている。このタイプの立体動画表示装置のうち、ホログラフィの原理を利用する方式はフルカラー動画の実現が難しいが、直視型或いは投影型の液晶表示装置やプラズマ表示装置などのような画素位置が固定されている表示ユニット（表示装置）の直前に、表示ユニットからの光線を制御して観察者に向ける光線制御素子を設置する方式は比較的容易に実現できる。
【０００３】
光線制御素子は、一般的にはパララクスバリア或いは視差バリアとも称され、光線制御素子上の同一位置でも角度により異なる画像が見えるように光線を制御している。具体的には、左右視差（水平視差）のみを与える場合には、スリット或いはレンチキュラーレンズシート（シリンドリカルレンズアレイ）が用いられ、上下視差（垂直視差）も含める場合には、ピンホールアレイ或いはマトリクス状のレンズからなるレンズアレイが用いられる。視差バリアを用いる方式にも、さらに２眼式、多眼式、超多眼式（多眼式の超多眼条件）、インテグラルフォトグラフィー（以下、ＩＰとも云う）に分類される。これらの基本的な原理は、１００年程度前に発明され立体写真に用いられてきたものと実質上同一である。
【０００４】
このうちＩＰ方式は、視点位置の自由度が高く、容易に立体視が可能となるという特徴がある。水平視差のみで垂直視差のない１次元ＩＰ方式では、非特許文献１に記載されているように、解像度の高い表示装置の実現も比較的容易である。これに対し、２眼方式や多眼方式では、立体視できる視点位置の範囲、すなわち視域が狭く、見にくいという問題があるが、立体画像表示装置としての構成としては最も単純であり、表示画像も簡単に作成できる。
【０００５】
光線制御素子は、表示ユニットに対して適当な距離を保って精度良く固定されることが望まれる。光線制御素子の一つであるレンズアレイユニットを表示ユニットに固定する手法は種々開示されている。特許文献１によれば、立体画像表示装置は、表示パネルと光学分離板（パララックスバリア）との間の距離を保持する目的で、高さ調整部材を備えている。光学分離板は、高さ調整部材を介して表示パネルに接触している。
【非特許文献１】ＳＩＤ０４  Ｄｉｇｅｓｔ  １４３８  （２００４）
【特許文献１】特開平１０−２６８２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１によれば、高さ調整部材を用いて表示パネルと光学分離板との間隔を保持している。しかしながら、高さ調整部材を形成するために別途の部材が必要となり、コストの増大を招くおそれがある。また、個々の高さ調整部材を均一な厚さに形成することが困難であったり、高さ調整部材を歪みなく配置することが困難であったりする。このため、表示パネルと光学分離板との間隔の均一性が損なわれ、所望の表示特性を得られないおそれがある。
【０００７】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、コストの増大を抑制しつつ、所望の表示特性を得ることが可能な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】
【０００８】
この発明の態様による表示装置は、
レンズアレイ層と基体とを有するレンズアレイユニットと、
第１基板及びこの第１基板と前記レンズアレイユニットとの間に配置された第２基板を貼り合わせた構造であり、マトリクス状に配列された画素によって構成された表示エリアを有する表示ユニットと、を備え、
前記レンズアレイユニットは、前記表示ユニットとの間に所定の距離を保持するためのスペーサ部を備え、
前記レンズアレイ層と前記スペーサ部とが一体的に形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、コストの増大を抑制しつつ、所望の表示特性を得ることが可能な表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１に示すように、表示装置は、表示ユニット１０と、光線制御素子であるレンズアレイユニット２０と、を備えて構成されている。表示ユニット１０は、一対の基板すなわち第１基板１１と第２基板１２とを貼り合わせた構造である。第２基板１２は、第１基板１１とレンズアレイユニット２０との間に配置されている。
【００１２】
この表示ユニット１０は、液晶表示パネル、プラズマ表示パネル、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示パネル、電解放出型表示パネルなどで構成されており、特に、種類は問わない。この実施の形態においては、特に、表示ユニット１０として液晶表示パネルを適用した例について説明する。
【００１３】
図２及び図３に示すように、液晶表示パネル１０は、一対の基板すなわちアレイ基板（第１基板）１１及び対向基板（第２基板）１２間に液晶層１３を保持した構造であり、画像を表示する表示エリアＤＡを備えている。この表示エリアＤＡは、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている。
【００１４】
アレイ基板１１は、例えばガラス基板等の光透過性を有する絶縁基板１１Ａを用いて形成されている。このアレイ基板１１は、絶縁基板１１Ａ上において、各画素に駆動信号を供給する配線部を備えている。すなわち、アレイ基板１１は、配線部として、画素ＰＸの行方向に沿って配置された複数の走査線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）及び複数の補助容量線Ｃ（Ｃ１〜Ｃｍ）、画素ＰＸの列方向に沿って配置されたＮ本の信号線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）、画素ＰＸ毎に配置されたスイッチング素子ＳＷなどを備えている。さらに、アレイ基板１１は、各スイッチング素子ＳＷに接続された画素電極ＰＥなどを備えている。走査線Ｙのそれぞれは、駆動信号（走査信号）を供給するゲートドライバＹＤに接続されている。信号線Ｘのそれぞれは、駆動信号（映像信号）を供給するソースドライバＸＤに接続されている。
【００１５】
各スイッチング素子ＳＷは、例えば薄膜トランジスタによって構成されている。このスイッチング素子ＳＷは、各画素ＰＸに対応して走査線Ｙ及び信号線Ｘの交差部に配置されている。スイッチング素子ＳＷのゲートは、対応する走査線Ｙに接続されている（あるいは走査線Ｙと一体的に形成されている）。スイッチング素子ＳＷのソースは、対応する信号線Ｘに接続されている（あるいは信号線Ｘと一体的に形成されている）。スイッチング素子ＳＷのドレインは、画素電極ＰＥに電気的に接続されている。
【００１６】
各画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷを覆う絶縁膜ＩＬ上に配置されており、絶縁膜ＩＬに形成されたコンタクトホールを介してスイッチング素子ＳＷのドレインと電気的に接続されている。この画素電極ＰＥは、バックライトユニットから放射されたバックライト光を選択的に透過して画像を表示する透過型の液晶表示パネル１０においては、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成される。また、各画素電極ＰＥは、対向基板１２側から入射する外光（フロントライトユニットから放射されたフロントライト光も含む）を選択的に反射して画像を表示する反射型の液晶表示パネル１０においては、アルミニウム（Ａｌ）などの光反射性を有する導電材料によって形成される。このような画素電極ＰＥの表面は、液晶層１３に含まれる液晶分子の配向を制御するための第１配向膜ＡＬ１によって覆われている。
【００１７】
対向基板１２は、例えばガラス基板等の光透過性を有する絶縁基板１２Ａを用いて形成されている。この対向基板１２は、絶縁基板１２Ａ上において、複数の画素電極ＰＥに対向して配置された対向電極ＣＥなどを備えている。対向電極ＣＥは、光透過性を有する導電材料によって形成されている。このような対向電極ＣＥの表面は、液晶層１３に含まれる液晶分子の配向を制御するための第２配向膜ＡＬ２によって覆われている。
【００１８】
これらのアレイ基板１１及び対向基板１２は、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとを対向させた状態で配設され、これらの間にセルギャップを形成する。液晶層１３は、アレイ基板１１と対向基板１２とのセルギャップに封止された液晶組成物によって形成されている。この実施の形態においては、液晶モードについて特に制限はなく、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｅｄ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどが適用可能である。
【００１９】
カラー表示タイプの液晶表示装置では、液晶表示パネル１０は、複数種類の画素、例えば赤（Ｒ）を表示する赤色画素、緑（Ｇ）を表示する緑色画素、青（Ｂ）を表示する青色画素を有している。すなわち、赤色画素は、赤色の主波長の光を透過する赤色カラーフィルタを備えている。緑色画素は、緑色の主波長の光を透過する緑色カラーフィルタを備えている。青色画素は、青色の主波長の光を透過する青色カラーフィルタを備えている。これらのカラーフィルタは、アレイ基板１１または対向基板１２の主面に配置される。
【００２０】
各画素ＰＸは、各々画素電極ＰＥ及び対向電極ＣＥ間に液晶容量ＣＬＣを有している。
【００２１】
複数の補助容量線Ｃ（Ｃ１〜Ｃｍ）は、各々対応行の画素電極ＰＥに容量結合して補助容量Ｃｓを構成する。
【００２２】
透過型の液晶表示パネル１０を適用した構成においてはバックライトユニットを含み、図３に示すように、表示エリアＤＡに対応してアレイ基板１１の外面に偏光板を含む第１光学素子ＯＤ１が配置され、また、対向基板１２の外面にも同様に偏光板を含む第２光学素子ＯＤ２が配置されている。
【００２３】
図１に示すように、レンズアレイユニット２０は、基体２０２と、基体２０２上に配置されたレンズアレイ層２０１と、を備えている。レンズアレイユニット２０は、レンズアレイ層２０１側が、表示ユニット１０に対向するように配置されている。レンズアレイ層２０１が観察者側に面する構造を適用することも可能であるが、耐久性や信頼性の確保のために厚い基体２０２を用いた場合、レンズ焦点距離が長くなるためレンズ設計に制約が出る点や、レンズ凸面による外光反射を防止するためにさらに外側にフェースガラスを設置させると部材点数や重量が増大する。
【００２４】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、レンズアレイ層２０１は、一方向に並んだ複数のシリンドリカルレンズによって構成されている。ここで、便宜上、走査線が延在する方向と平行な方向をＸとし、信号線が延在する方向と平行な方向をＹとし、Ｘ−Ｙ平面の法線方向（レンズアレイ層の厚み方向）をＺとする。図４Ａに示した例では、各シリンドリカルレンズはその円筒面の母線がＹ方向に伸びた形状であり、複数のシリンドリカルレンズがＸ方向に並んでいる。また、図４Ｂに示した例では、各シリンドリカルレンズはその円筒面の母線がＹ方向に対して傾いた形状であり、複数のシリンドリカルレンズがＸ方向に並んでいる。
【００２５】
レンズアレイ層２０１において、シリンドリカルレンズの水平ピッチＰｓは、表示ユニット１０の表示エリアＤＡにおける行方向（つまりＸ方向）に一致する方向のピッチである。このレンズアレイ層２０１は、レンズアレイユニット２０が表示ユニット１０に対向して配置された際、少なくとも表示エリアＤＡと対向するような領域にわたって形成されている。つまり、レンズアレイ層２０１が形成される面積は、表示エリアＤＡと同等以上に設定される。レンズアレイ層２０１の厚み（すなわち、基体の表面からレンズのトップ部分までの厚み）は、例えば０．０５ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度であり、また、レンズの間の掘り込み量は、例えば０．０５ｍｍ乃至０．１ｍｍ程度であるが、これらの値は設計に応じて種々変更可能である。
【００２６】
基体２０２は、レンズアレイ層２０１を支持する平板状のものであって、レンズアレイ層２０１よりも大きなサイズを有している。また、この基体２０２は、例えば０．７ｍｍ乃至１．１ｍｍ程度の厚さを有しているが、必要に応じてさらに厚い数ｍｍ程度のものを適用しても良い。
【００２７】
図１に示すように、レンズアレイユニット２０は、更にレンズアレイ層２０１と一体的に形成されたスペーサ部２０３を備えている。このスペーサ部２０３は、表示エリアＤＡ外に配置され、一定の厚さを有するように形成されている。このスペーサ部２０３は、接着剤２０４により表示ユニット１０に固定されている。この接着剤２０４は、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂などが使用可能である。このような構成により、スペーサ部２０３は、表示ユニット１０とレンズアレイユニット２０との間に所定の距離を保持している。
【００２８】
特に、図１に示した例では、スペーサ部２０３は、表示ユニット１０の対向基板１２上に配置されている。スペーサ部２０３は、その厚さＴ１がレンズアレイ層２０１の厚みｔ１及び第２光学素子ＯＤ２の厚みｔ２の総和Ｔ２（ｔ１＋ｔ２）よりも大きくなるように形成されている（Ｔ１＞Ｔ２）。このため、表示ユニット１０とレンズアレイユニット２０との間には、厚さＴ１とＴ２との差分に相当する一定のギャップが形成される。つまり、スペーサ部２０３は、レンズアレイ層２０１の表面と第２光学素子ＯＤ２の表面とが接着することなく、表示ユニット１０とレンズアレイユニット２０との間に一定のギャップを形成している。
【００２９】
ここで、図５Ａ及び図５Ｂに本実施の形態に対する比較例を示す。
【００３０】
図５Ａに示した比較例に係る表示装置は、レンズアレイ層２０１とは別の部材で形成されたスペーサ部３０を備えている。スペーサ部３０は、本実施の形態と同様に、表示エリアＤＡ外に配置されている。図５Ａに示すように、スペーサ部３０は、レンズアレイユニット２０の基体２０２と表示ユニット１０との間に接着剤３２を介して配置されている。このようなスペーサ部３０は、例えばステンレス鋼材（ＳＵＳ）などを枠状に加工することにより形成されている。しかしながら、枠状のスペーサ部３０を均一な厚さに加工することは困難である。また、スペーサ部３０が、歪むことがある。このため、図５Ａに示した比較例では、表示ユニット１０とレンズアレイユニット２０との間の距離の均一性が損なわれ、所望の表示特性を得られないおそれがある。
【００３１】
図５Ｂに示した比較例に係る表示装置は、ビーズ状のスペーサ３１を含む接着剤３２により表示ユニット１０とレンズアレイユニット２０との間隔を保持している。この接着剤３２は、例えば、表示エリアＤＡを囲むように、レンズアレイユニット２０の基体２０２と表示ユニット１０との間に配置されている。このようなスペーサ３１を含む接着剤３２は、通常、塗布した際に１ｍｍ以上盛り上がるような高い粘度を有するものが適用される。このような高い粘度を有する接着剤３２として使用可能な材料は、限られている。また、接着剤３２を厚く塗布するためには、接着剤３２のある程度の広がりを考慮して接着領域の面積を大きく確保する必要がある。さらに、０．５ｍｍ〜１ｍｍという大きな径でかつ均一な径のスペーサ３１を入手することが困難である。このため、図５Ｂに示した比較例では、接着剤３２による表示ユニット１０とレンズアレイユニット２０との間の距離の均一性を向上することは困難であるとともに、額縁サイズの拡大やコストの増大を招くおそれがある。
【００３２】
図５Ａ及び図５Ｂに示した比較例に対して、図１に示した本実施の形態によれば、レンズアレイ層２０１とスペーサ部２０３とが一体的に形成されている。スペーサ部２０３は、レンズアレイ層２０１と同一の材料で形成される。このため、スペーサ部２０３の部材の制約がなく、また別部材を用いる必要がないため、コストを抑えることが可能である。
【００３３】
また、レンズアレイ層２０１とスペーサ部２０３とが一体的に形成されるため、スペーサ部２０３を容易に均一の厚さに加工することが可能である。さらに、スペーサ部２０３がレンズアレイ層２０１と一体的に形成されているため、スペーサ部２０３は、歪むことなく所定位置に配置可能である。すなわち、スペーサ部２０３をレンズアレイ層２０１と一体的に形成することにより、表示ユニット１０とレンズアレイユニット２０との間に一定の距離が安定的に保たれ、所望の表示特性を得ることが可能となる。
【００３４】
また、レンズアレイ層２０１と一体的に形成されたスペーサ部２０３は、レンズアレイ層２０１と別部材で形成したスペーサ部３０よりも接着面積を小さくすることが可能である。このため、表示エリアＤＡ外の領域の面積も小さくすることが可能である。つまり、本実施の形態によれば、狭額縁化が可能となる。
【００３５】
図６に本実施の形態の変形例を示す。この変形例に係る表示装置は、本実施の形態と同様に、レンズアレイ層２０１と一体的に形成されたスペーサ部２０３を備えている。このスペーサ部２０３は、表示エリアＤＡ外に配置されている。
【００３６】
このように、スペーサ部２０３とレンズアレイ層２０１とを一体的に形成した場合、設計仕様によりスペーサ部２０３の厚さを調節することが可能である。この変形例では、スペーサ部２０３の厚さＴ１を薄くし、レンズアレイユニット２０が表示ユニット１０に接するように配置されている。
【００３７】
より具体的には、スペーサ部２０３は、表示ユニット１０の対向基板１２上に配置されている。スペーサ部２０３は、その厚さＴ１と、レンズアレイ層２０１の厚みｔ１及び第２光学素子ＯＤ２の厚さｔ２の総和Ｔ２とが同等になるように形成されている（Ｔ１＝Ｔ２）。このため、表示ユニット１０とレンズアレイユニット２０との間にギャップが形成されることなく、第２光学素子ＯＤ２とレンズアレイ層２０１とが接触する。
【００３８】
このように、レンズアレイ層２０１が表示ユニット１０の第２光学素子ＯＤ２に接するような厚さＴ１のスペーサ部２０３を適用することにより、レンズアレイ層２０１の表示ユニット１０側への反りを防ぐことが可能となる。このような変形例においても先に説明した本実施形態と同様の効果が得られる。
【００３９】
上述した実施の形態及び変形例に適用可能なレンズアレイユニット２０は、種々の形態が提案されている。すなわち、図７Ａに示した例のレンズアレイユニット２０は、ガラス製の基体２０２、ガラス製のレンズアレイユニット２０１、ガラス製のスペーサ部２０３によって一体的に形成されたものである。つまり、図７Ａの例は、ガラス基板の表面に加工を施して直接レンズアレイ層２０２及びスペーサ部２０３を形成したものである。このように、ガラスによって一体的に形成されたレンズアレイユニット２０は、温度変化の影響を受けにくく、安定した性能を維持できるといったメリットがある。
【００４０】
図７Ｂ及び図７Ｃに示した例では、樹脂製のレンズアレイ層２０１と、樹脂製のスペーサ部２０３とが一体的に形成されている。図７Ｂに示した例のレンズアレイユニット２０は、ガラス製の基体２０２に接着層２０５を介してレンズアレイ層２０１と一体のスペーサ部２０３を接着したものである。図７Ｃに示した例のレンズアレイユニット２０は、ガラス製の基体２０２に直接レンズアレイ層２０１と一体のスペーサ部２０３を成型したものである。樹脂製のレンズアレイ層２０１及びスペーサ部２０３は、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）などの材料によって形成されている。このような樹脂製のレンズアレイ層２０１及びスペーサ部２０３は、プレス成型や射出成型によって安価に製造できるといったメリットがある。一方で、樹脂材料は、基体２０２を形成するガラスよりも線膨張係数が大きいため、温度変化の影響を受けやすい。このため、水平ピッチＰｓの変動を抑制する目的で、レンズアレイ層２０１及びスペーサ部２０３は、比較的厚い基体２０２に貼り付けることが望ましい。
【００４１】
図８Ａ及至図８Ｅには、レンズアレイユニット２０のスペーサ部２０３の構成例を示す。
【００４２】
図８Ａに示した構成例では、スペーサ部２０３は、レンズアレイ層２０１を囲むように枠状に配置されている。すなわち、スペーサ部２０３は、レンズアレイ層２０１の４つの辺２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、及び２０１ｄに沿って配置されている。このような構成例によれば、レンズアレイ層２０１を密封することができ、清浄な状態を維持することが可能となる。
【００４３】
図８Ｂ及至図８Ｅに示した各構成例では、スペーサ部２０３は、柱状に形成されている。このスペーサ部２０３は、レンズアレイ層２０１の外周に点在して配置されている。このような構成例においては、スペーサ部２０３のレンズアレイ層２０１の各辺と平行な方向の幅Ｗは自由に設定可能である。
【００４４】
例えば、図８Ｂに示した構成例では、スペーサ部２０３は、レンズアレイ層２０１の辺の長さより短い幅Ｗを有するように形成され、間隔を置いて同一辺に沿って複数個配置されている。
【００４５】
また、図８Ｃに示した構成例では、スペーサ部２０３は、レンズアレイ層２０１の辺と同等の幅Ｗを有するように形成され、レンズアレイ層２０１の向かい合う２辺、ここでは長辺２０１ａ及び２０１ｂに沿って配置されている。この図８Ｃに示した構成例に限らず、レンズアレイ層２０１の向かい合う短辺２０１ｂ及び２０１ｄと同等の幅を有するスペーサ部２０３がこれらの辺２０１ｂ及び２０１ｄに沿って配置されても良い。このように、向かい合う２辺にスペーサ部２０３を配置する構成例においては、スペーサ部を配置しない他の２辺について狭額縁化が可能となる。
【００４６】
さらに、図８Ｄに示した構成例では、スペーサ部２０３は、レンズアレイ層２０１の４つの辺２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、及び２０１ｄとそれぞれ同等の幅Ｗを有するように形成され、これらの各辺に沿ってそれぞれ１個ずつ配置されている。
【００４７】
また、図８Ｅに示した構成例では、スペーサ部２０３は、Ｌ字型に形成され、レンズアレイ層２０１の２つの辺が交差する角部に配置されている。
【００４８】
図８Ａ及至図８Ｅに示されたいずれの構成のスペーサ部２０３を適用しても、表示ユニット１０とレンズアレイユニット２０との間を所定の距離に保つことが可能である
次に、表示装置の一例として、１次元ＩＰ方式や多眼方式の立体映像を表示可能な表示装置について説明する。
【００４９】
図９は、立体映像表示装置の全体を概略的に示す斜視図である。立体映像表示装置は、要素画像表示部を含む液晶表示パネルなどの表示ユニット１０及び光学的開口を有する光線制御素子として機能するレンズアレイユニット２０を備えている。レンズアレイユニット２０は、要素画像表示部に対向して設けられ、レンズアレイ層の各レンズ主点を基準にした各方向の光線によって立体表示を行う。観察者の想定位置４４において、水平画角４１と垂直画角４２との範囲で、レンズアレイユニット２０の前面及び背面の近傍に立体映像が観察可能となる。
【００５０】
図１０は、図９に示した立体映像表示装置の表示部を基準にして垂直面内及び水平面内における光線再生範囲を概略的に示す展開図である。図１０の（ａ）に表示ユニット１０及びレンズアレイユニット２０の正面図、図１０の（ｂ）に立体映像表示装置の画像配置を示す平面図、図１０の（ｃ）に立体映像表示装置の側面図を示す。図１０において、レンズアレイユニット２０と視距離面４３との間の視距離Ｌ、レンズアレイユニット２０における水平ピッチＰｓ、レンズアレイユニット２０と画素面とのギャップｄが定められれば、要素画像水平ピッチＰｅが視距離面４３上の視点からアパーチャ（またはレンズ主点）中心を要素画像表示面（画素面）上に投影した間隔により決定される。符号４６は、視点位置と各アパーチャ中心（レンズ主点）とを結ぶ線を示し、視域幅Ｗは画素面上で要素画像同士が重なり合わないという条件から決定される。平行光線の組を持つ条件の１次元ＩＰ方式の場合は、要素画像の水平ピッチの平均値がサブ画素水平ピッチの整数倍よりわずかに大きく、かつレンズアレイユニット２０の水平ピッチがサブ画素水平ピッチの整数倍に等しい。多眼方式の場合は、要素画像の水平ピッチがサブ画素水平ピッチの整数倍に等しく、かつレンズアレイユニットの水平ピッチがサブ画素水平ピッチの整数倍よりわずかに小さい。
【００５１】
図１１は、立体映像表示装置の一部分の構成を概略的に示す斜視図である。ここでは、液晶表示パネルなどの平面状の要素画像表示部の前面に、シリンドリカルレンズアレイからなるレンズアレイユニット（レンチキュラーシート）２０が配置されている場合を示している。図１１に示されるように、要素画像表示部には、縦横比が３：１のサブ画素３１が横方向（Ｘ方向）及び縦方向（Ｙ方向）に夫々直線状にマトリクス状に配置され、サブ画素３１は、行方向（Ｘ方向）及び列方向（Ｙ方向）に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）が交互に並ぶように配列されている。このような色配列は、一般にモザイク配列と呼ばれる。
【００５２】
ここに示した例では、９列３行のサブ画素３１で１つの立体映像表示時の実効画素３２（黒枠で示されている）が構成される。このような表示部の構造では、立体映像表示時の実効画素３２が２７サブ画素からなることから、１視差に３色成分が必要であるとすると、Ｘ方向に９視差を与える立体画像・映像表示が可能となる。なお、実効画素とは立体表示時の解像度を決定する最小単位のサブ画素群をさし、要素画像とは１つのレンズに対応する視差成分画像の集合をさす。したがって、シリンドリカルレンズを使用する構成の立体映像表示装置の場合は、１つの要素画像は、縦方向に並ぶ多数の実効画素を含んでいる。
【００５３】
なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る表示装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示した表示装置に適用可能な表示ユニット（液晶表示パネル）の構成を概略的に示す図である。
【図３】図３は、図２に示した表示ユニットの断面構造を概略的に示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図１に示した表示装置に適用可能なレンズアレイ層の構成を概略的に示す斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図１に示した表示装置に適用可能なレンズアレイ層の他の構成を概略的に示す斜視図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本実施形態に対する比較例に係る表示装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本実施形態に対する他の比較例に係る表示装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る表示装置の変形例を概略的に示す断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図１に示した表示装置に適用可能なレンズアレイユニットの構造を概略的に示す断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図１に示した表示装置に適用可能なレンズアレイユニットの他の構造を概略的に示す断面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図１に示した表示装置に適用可能なレンズアレイユニットの他の構造を概略的に示す断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本実施形態に係る表示装置のスペーサ部の構成例を示した図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本実施形態に係る表示装置のスペーサ部の他の構成例を示した図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、本実施形態に係る表示装置のスペーサ部の他の構成例を示した図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、本実施形態に係る表示装置のスペーサ部の他の構成例を示した図である。
【図８Ｅ】図８Ｅは、本実施形態に係る表示装置のスペーサ部の他の構成例を示した図である。
【図９】図９は、この発明の一実施の形態に係る立体画像表示装置の全体構成を概略的に示す斜視図である。
【図１０】図１０は、この発明の一実施の形態に係る立体画像表示装置の全体構成を概略的に示す展開図である。
【図１１】図１１は、この発明の一実施の形態に係る立体画像表示装置の一部の構成を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５５】
ＤＡ…表示エリア  ＰＸ…画素
１０…表示ユニット（液晶表示パネル）  １１…アレイ基板（第１基板）  １２…対向基板（第２基板）  １３…液晶層  ２０…レンズアレイユニット
２０１…レンズアレイ層  ２０２…基体  ２０３…スペーサ部  ２０４…接着剤
【図１】
2009047759.tif 000003
【図２】
2009047759.tif 000004
【図３】
2009047759.tif 000005
【図４Ａ】
2009047759.tif 000006
【図４Ｂ】
2009047759.tif 000007
【図５Ａ】
2009047759.tif 000008
【図５Ｂ】
2009047759.tif 000009
【図６】
2009047759.tif 000010
【図７Ａ】
2009047759.tif 000011
【図７Ｂ】
2009047759.tif 000012
【図７Ｃ】
2009047759.tif 000013
【図８Ａ】
2009047759.tif 000014
【図８Ｂ】
2009047759.tif 000015
【図８Ｃ】
2009047759.tif 000016
【図８Ｄ】
2009047759.tif 000017
【図８Ｅ】
2009047759.tif 000018
【図９】
2009047759.tif 000019
【図１０】
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【図１１】
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