JP2003161912A - ３次元画像表示装置および３次元画像表示における色再現方法 - Google Patents

３次元画像表示装置および３次元画像表示における色再現方法

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JP2003161912A JP2002263265A JP2002263265A JP2003161912A JP 2003161912 A JP2003161912 A JP 2003161912A JP 2002263265 A JP2002263265 A JP 2002263265A JP 2002263265 A JP2002263265 A JP 2002263265A JP 2003161912 A JP2003161912 A JP 2003161912A
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和実 松本
Yutaka Nishihara
裕 西原
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 微小開口アレイ付き遮光マスクや微小光源ア
レイを備えた３次元画像表示装置において、色ケラレや
クロストークを抑えた色再現を可能とする。 【解決手段】 カラーディスプレイデバイス１００の前
部に微小開口アレイ付き遮光マスク１０１を備えた３次
元画像表示装置において、微小開口がカラーフィルター
を備え、観察者が最適観察距離を隔てて３次元画像表示
装置を観察するとき、カラーフィルターの赤色、緑色、
青色各光透過部分の中心間の視角とカラーディスプレイ
デバイス１００の赤色、緑色、青色各サブ画素の中心間
の視角とが同一の視差画像画素の領域において等しくな
るように設定し、赤色、緑色、青色各サブ画素が常に一
定の面積比で点灯して見えるようにして、各視差画像画
素における３原色の明度の比が所定の値に保たれた色再
現を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、微小開口アレイや
微小光源アレイを用いた３次元画像表示装置および３次
元画像表示装置における色再現方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】微小開口アレイや微小光源アレイを用い
た３次元画像表示装置は、簡易な構成で裸眼立体視を実
現できるという利点があるので、パララックスバリア方
式や線状光源アレイ方式の３次元画像表示装置として実
用に供されている。
【０００３】しかし、フルカラー表示が可能なカラーデ
ィスプレイデバイスの画素は、通常、赤色サブ画素と緑
色サブ画素と青色サブ画素とから成るので、カラーディ
スプレイデバイスを微小開口越しに見たり微小光源から
の光を透過型カラーディスプレイデバイス越しに見たり
すると、視差画像において赤色と緑色と青色との３個の
サブ画素によって構成される視差画像画素の一部だけが
点灯して見える色ケラレやクロストークが発生し正しい
色再現ができないという欠点があった。また、透過型カ
ラーディスプレイデバイスの後部に微小光源アレイを備
えた３次元画像表示装置では、解像度を高くするために
画素ピッチを小さくするとブラックマトリクスにおける
回折や同一サブ画素内の光学的不均一性に基づく散乱に
よってクロストークが増大する。
【０００４】色ケラレやクロストークによって、正しい
色再現ができないことは、３次元画像表示装置に求めら
れる高臨場感を達成する上で大きな障害となる。
【０００５】この改善策として、垂直視差を放棄した水
平視差のみの立体像を表示する３次元画像表示装置にお
いて、ＲＧＢ横ストライプのサブ画素を利用する方法が
以下の特許文献１等に記載されている。
【０００６】しかしながらこの公報に記載の方法では、
横長画面をもつ３次元画像表示装置を構成するために一
般に普及しているＲＧＢ縦ストライプのサブ画素をもつ
カラーディスプレイデバイスが使えないので製品化のた
めのイニシャルコストが高くなる。また、微小光源アレ
イと透過型の液晶ディスプレイを利用する３次元画像表
示装置では、ＲＧＢ横ストライプにすることでブラック
マトリクスの回折を軽減できたとしても、同一サブ画素
内の光学的不均一性に基づく散乱を抑えることは困難で
ある。
【０００７】
【特許文献１】国際公開ＷＯ０１／３７５７９Ａ１公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、微小開口アレイや微小光源アレイを用いた３次元
画像表示装置において、ＲＧＢ３原色の各サブ画素から
成る視差画像画素の一部だけが点灯する色ケラレやクロ
ストークが発生する点であり、透過型カラーディスプレ
イデバイスの後部に微小光源アレイを備えた３次元画像
表示装置において微小光源を出た光が透過型カラーディ
スプレイデバイスで散乱することによりクロストークが
増大する点である。
【０００９】本発明は、このような従来技術が有する問
題点に着目してなされたもので、微小開口アレイや微小
光源アレイを用いた３次元画像表示装置において色ケラ
レやクロストークが目立たない色再現方法を提供するこ
とを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存
する。
【００１１】［１］カラーディスプレイデバイス（１０
０）の前部に微小開口アレイ付き遮光マスク（１０１）
を備えた３次元画像表示装置において、前記微小開口が
赤色光透過部分と緑色光透過部分と青色光透過部分とか
ら成るカラーフィルターを備え、前記カラーフィルター
の赤色、緑色、青色各光透過部分と前記カラーディスプ
レイデバイス（１００）の赤色、緑色、青色各サブ画素
との同じ視差画像画素の領域にある同じ色のもの同士を
対応させ、観察者が所定の最適観察距離を隔てて前記３
次元画像表示装置を観察するとき、前記カラーフィルタ
ーの赤色光透過部分と緑色光透過部分と青色光透過部分
との各中心間の視角と前記カラーディスプレイデバイス
（１００）の赤色サブ画素と緑色サブ画素と青色サブ画
素との各中心間の視角とが同一の視差画像画素の領域に
おいて等しくなるように設定し、同一の視差画像画素に
属する赤色サブ画素と緑色サブ画素と青色サブ画素とが
常に一定の面積比で点灯して見えるようにして、各視差
画像画素においてＲＧＢ３原色の明度の比が所定の値に
保たれた色再現を行うことを特徴とする３次元画像表示
における色再現方法。
【００１２】［２］前記カラーフィルターの赤色光透過
部分と緑色光透過部分と青色光透過部分との一部分同士
が光の３原色の加法混色法に従う混色により重なり合っ
ていて、各原色の光が重なり合いながら透過できるよう
にしたことを特徴とする［１］に記載の３次元画像表示
における色再現方法。
【００１３】［３］観察者が所定の最適観察距離を隔て
て前記３次元画像表示装置を観察したとき、前記カラー
ディスプレイデバイス（１００）の画素のピッチと前記
カラーフィルターの赤色光透過部分の幅と前記カラーフ
ィルターの緑色光透過部分の幅と前記カラーフィルター
の青色光透過部分の幅とが同一の視差画像画素の領域に
おいて各原色の並ぶ方向で等しい視角を持って観察され
るように設定したことを特徴とする［１］または［２］
に記載の３次元画像表示における色再現方法。
【００１４】［４］透過型カラーディスプレイデバイス
（２００）の後部に微小光源アレイ（２０１）を備えた
３次元画像表示装置において、前記微小光源が赤色光発
光部分と緑色光発光部分と青色光発光部分とから成り、
前記微小光源の赤色、緑色、青色各光発光部分と前記透
過型カラーディスプレイデバイス（２００）の赤色、緑
色、青色各サブ画素との同じ視差画像画素の領域にある
同じ色のもの同士を対応させ、観察者が所定の最適観察
距離を隔てて前記３次元画像表示装置を観察するとき、
前記微小光源の赤色光発光部分と緑色光発光部分と青色
光発光部分との各中心間の視角と前記透過型カラーディ
スプレイデバイス（２００）の赤色サブ画素と緑色サブ
画素と青色サブ画素との各中心間の視角とが同一の視差
画像画素の領域において等しくなるように設定し、同一
の視差画像画素に属する赤色サブ画素と緑色サブ画素と
青色サブ画素とが常に一定の面積比で点灯して見えるよ
うにして、各視差画像画素においてＲＧＢ３原色の明度
の比が所定の値に保たれた色再現を行うことを特徴とす
る３次元画像表示における色再現方法。
【００１５】［５］前記微小光源の赤色光発光部分と緑
色光発光部分と青色光発光部分との一部分同士が光の３
原色の加法混色法に従う混色により重なり合っていて、
各原色の光が重なり合いながら発光できるようにしたこ
とを特徴とする［４］に記載の３次元画像表示における
色再現方法。
【００１６】［６］観察者が所定の最適観察距離を隔て
て前記３次元画像表示装置を観察したとき、前記透過型
カラーディスプレイデバイス（２００）の画素のピッチ
と前記微小光源の赤色光発光部分の幅と前記微小光源の
緑色光発光部分の幅と前記微小光源の青色光発光部分の
幅とが同一の視差画像画素の領域において各原色の並ぶ
方向で等しい視角を持って観察されるように設定するこ
とを特徴とする［４］または［５］に記載の３次元画像
表示における色再現方法。
【００１７】［７］透過型ディスプレイデバイス（３０
０）の後部に微小光源アレイ（３０１）を備え、前記微
小光源アレイ（３０１）と前記透過型ディスプレイデバ
イス（３００）との間に正のマイクロレンズアレイ（３
０２）を備え、前記マイクロレンズアレイ（３０２）に
よって前記透過型ディスプレイデバイス（３００）の前
部に前記微小光源アレイ（３０１）の実像が結像される
ように設定し、前記微小光源の各実像位置に開口部をも
つ微小開口アレイ付き遮光マスク（３０３）を備えたこ
とを特徴とする３次元画像表示装置。
【００１８】［８］［７］に記載の３次元画像表示装置
において、［１］、［２］または［３］に記載の３次元
画像表示における色再現方法と［４］、［５］または
［６］に記載の３次元画像表示における色再現方法とを
併用することを特徴とする３次元画像表示における色再
現方法。
【００１９】［９］［１］、［２］、［３］、［４］、
［５］、［６］または［８］に記載の３次元画像表示に
おける色再現方法を用いたことを特徴とする３次元画像
表示装置。
【００２０】ただし、視差画像画素とは、視差画像に属
する最小画像単位であって、赤色、緑色、青色の３種類
のサブ画素によって構成される画素のことである。通
常、視差画像画素のピッチはカラーディスプレイデバイ
スの画素のピッチと比べて大きくなる。
【００２１】また、本発明の３次元画像表示装置は、水
平方向に配列された複数色のサブ画素からなる画素ユニ
ットを表示単位とし、それぞれ水平方向に複数の部位に
分割された２以上の視差画像の略同一部位が所定の順序
で並ぶように上記２以上の視差画像を合成して表示する
ディスプレイデバイスと、開口部と遮光部とが水平方向
に交互に設けられ、開口部を通して画素ユニットのうち
同じ視差画像の各部位を表示する画像ユニットからの光
を、視差画像ごとに異なる観察領域（観察位置）に到達
させるマスクとを有し、マスクの各開口部に、水平方向
に配列された複数色のカラーフィルターからなるフィル
ターユニットが設けられている。
【００２２】さらに、本発明の３次元画像表示装置は、
それぞれ異なる色の光を透過させる複数のサブ画素が水
平方向に配列されてなる画素ユニットとを表示単位と
し、それぞれ水平方向に複数の部位に分割された２以上
の視差画像の略同一部位が所定の順序で並ぶように上記
２以上の視差画像を合成して表示するディスプレイデバ
イスと、発光部と非発光部とが水平方向に交互に設けら
れ、画素ユニットのうち同じ視差画像の各部位を表示す
る画像ユニットからの光が、視差画像ごとに異なる観察
領域（観察位置）に到達するようにディスプレイデバイ
スを照明する光源アレイとを有し、光源アレイの各発光
部は、それぞれ異なる色の光を発する複数の光源を水平
方向に配列して構成されている。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の各種
の実施の形態を説明する。
【００２４】図１は、本発明の第１の実施形態を示しお
り、１００はカラーディスプレイデバイス、１０１は微
小開口アレイ付き遮光マスクである。
【００２５】カラーディスプレイデバイス１００上の画
素を発する光は微小開口アレイ付き遮光マスク１０１を
透過して観察者の目に到達する。
【００２６】図１においてＲと表示されている赤色サブ
画素を発する赤色光は、微小開口アレイ付き遮光マスク
１０１の赤色光透過部分、すなわちｒｅｄ、ｙｅｌｌｏ
ｗ、ｗｈｉｔｅ（無色透明）の各着色部分および無色透
明部分のみ透過し、ｃｙａｎ、ｂｌｕｅの各着色部分や
黒マスク部分では遮光される。ゆえに、カラーディスプ
レイデバイス１００の赤色サブ画素に対して、微小開口
アレイ付き遮光マスク１０１は隣り合うｒｅｄ、ｙｅｌ
ｌｏｗ、ｗｈｉｔｅ一組の幅をスリット幅とするパララ
ックスバリアと同様に機能する。
【００２７】このようなことが可能な理由は、図４に示
すように、光の３原色の加法混色法によってｙｅｌｌｏ
ｗとｗｈｉｔｅとはｒｅｄを含むがｃｙａｎとｂｌｕｅ
とはｒｅｄを含まないからである。
【００２８】同様なことが、図１おいてＧと表示されて
いる緑色サブ画素を発する光や図１おいてＢと表示され
ている青色サブ画素を発する光についても成立する。
【００２９】図２は、本発明の第２の実施形態を示して
おり、２００は透過型カラーディスプレイデバイス、２
０１は微小光源アレイである。
【００３０】微小光源アレイ２０１を発した光は、透過
型カラーディスプレイデバイス２００を透過して観察者
の目に到達する。
【００３１】微小光源アレイ２０１のｒｅｄ，ｙｅｌｌ
ｏｗ，ｗｈｉｔｅの各発光部分からの光は、図４に示し
た加法混色法に従い赤色光を含む光なので、透過型カラ
ーディスプレイデバイス２００の赤色サブ画素を赤色光
として透過することが可能であるが、ｃｙａｎ、ｂｌｕ
ｅの各発光部分からの光は赤色光を含まないので、赤色
サブ画素を透過することはできない。ゆえに、透過型カ
ラーディスプレイデバイス２００の赤色サブ画素に対し
て、微小光源アレイ２０１は隣り合うｒｅｄ、ｙｅｌｌ
ｏｗ、ｗｈｉｔｅ一組の幅を線状光源幅とする白色線状
光源アレイと同様に機能する。
【００３２】同様なことが、図２においてＧと表示され
ている緑色サブ画素を透過する光や図２においてＢと表
示されている青色サブ画素を透過する光についても成立
する。
【００３３】図１や図２の３次元画像表示における色再
現方法によれば、微小開口アレイや微小光源アレイを用
いた３次元画像表示において色ケラレやクロストークが
目立たない色再現を行うことができる。
【００３４】図５は、従来のパララックスバリア方式の
３次元画像表示装置において起こる色ケラレを説明した
図である。図５（ａ）は、３次元画像表示装置から最良
観察距離Ｌだけ離れた観察者が中央の位置から３次元画
像表示装置を観察した状態を示している。この場合、視
点Ｌ０と視点Ｒ０からは正しく色再現されたそれぞれの
視差画像が観察できる。
【００３５】一方、図５（ｂ）は、観察者が３次元画像
表示装置から最良観察距離Ｌだけ離れてはいるが中央か
ら右方向にずれた視点Ｌ１と視点Ｒ１から３次元画像表
示装置を観察した状態を示している。この場合、視点Ｌ
１と視点Ｒ１から観察される視差画像は青色光が欠落し
たものとなる。これが、色ケラレと称される現象であ
る。また、さらに視点を右に移動するとクロストークが
発生するが、このクロストークの画像でも赤色光や緑色
光などが欠落する。このように、色ケラレやクロストー
クによって色バランスのくずれた視差画像が観察される
ことは、特に多視点画像表示において隣り合う最適視点
の間にある中間視点から観察される画像の品位を著しく
損なう。
【００３６】図６は、本発明の３次元画像表示における
色再現方法の説明図であって、６００はカラーディスプ
レイデバイス、６０１は微小開口にカラーフィルターを
備えた微小開口アレイ付き遮光マスクである。図６で
は、図５（ｂ）と同様に観察者が３次元画像表示装置か
ら最良観察距離Ｌだけ離れ、かつ中央から右方向にずれ
た視点Ｌ１と視点Ｒ１から３次元画像表示装置を観察し
た状態を示している。この場合、図５（ｂ）とは異な
り、視点Ｌ１と視点Ｒ１から観察される視差画像におい
て色ケラレは発生しない。そして、視点をさらに右に移
動していっても、同一の視差画像画素に属する赤色サブ
画素と緑色サブ画素と青色サブ画素との点灯して見える
面積は一定の面積比を保ちながら減少していくので、視
差画像画素の色バランスがくずれることはない。また、
正しく色再現される立体像の観察可能領域も広くなる。
さらに、発生するクロストーク画像も細部にわたって正
しく色再現されたものとなるので、多視点画像表示にお
いて隣り合う最適視点の間にある中間視点から観察され
る画像の色バランスのくずれを防ぎ、良好な運動視差を
再現できる。
【００３７】図３は、本発明の第３の実施形態の説明図
であって、３００はカラーディスプレイデバイス、３０
１は微小光源アレイ、３０２は垂直方向に母線をもつシ
リンドリカルレンズから成るシリンドリカルレンズアレ
イ、３０３は微小開口アレイ付き遮光マスクである。
【００３８】微小光源アレイ３０１を発した光は、シリ
ンドリカルレンズアレイ３０２の水平断面におけるレン
ズ作用によって透過型カラーディスプレイデバイス３０
０の前部に実像を形成する。微小開口アレイ付き遮光マ
スク３０３は水平断面における微小光源アレイ３０１の
実像上に配置され、かつ微小開口が微小光源の幾何光学
的な実像と一致するように着色されている。
【００３９】微小光源アレイ３０１のｒｅｄ，ｙｅｌｌ
ｏｗ，ｗｈｉｔｅの各発光部分を発した光は、シリンド
リカルレンズアレイ３０２のレンズ作用によって微小開
口アレイ付き遮光マスク３０３のｒｅｄ，ｙｅｌｌｏ
ｗ，ｗｈｉｔｅの各着色部分周辺に集光されるが、それ
らの光は図４に示した加法混色法にしたがって赤色光を
含む光である。したがって、その光は透過型カラーディ
スプレイデバイス３００の赤色サブ画素を透過し、さら
に微小開口アレイ付き遮光マスク３０３のｒｅｄ，ｙｅ
ｌｌｏｗ，ｗｈｉｔｅの各着色部分を赤色光として透過
して観察者の目に到達する。また、同様な過程を経るこ
とにより、緑色光は微小開口アレイ付き遮光マスク３０
３のｙｅｌｌｏｗ，ｗｈｉｔｅ，ｃｙａｎの各着色部分
を透過し、青色光は微小開口アレイ付き遮光マスク３０
３のｗｈｉｔｅ，ｃｙａｎ，ｂｌｕｅの各着色部分を透
過して観察者の目に到達する。
【００４０】ここで、図３の透過型カラーディスプレイ
デバイス３００と微小開口アレイ付き遮光マスク３０３
とから成る部分は、図１に示した本発明の第１の実施形
態と同じ構成になっている。
【００４１】しかし、図３の３次元画像表示装置では、
微小光源アレイ３０１からの光を微小開口アレイ付き遮
光マスク３０３の対応する着色部分に集中させることが
できるので、自発光型の微小光源アレイを利用すれば、
図１に示した形態に比べて光の利用率を格段に高くする
ことができる。
【００４２】また、図３に示した第３の実施形態は、図
２に示した第２の実施形態と同様に透過型カラーディス
プレイデバイス２００、３００の後部に微小光源アレイ
２０１、３０１を置いたものであるが、透過型カラーデ
ィスプレイデバイス２００、３００で発生する散乱光を
遮光できるので第２の実施形態に比べて格段に高い解像
度の透過型カラーディスプレイデバイスを用いて３次元
画像を表示することが可能である。
【００４３】図７は、第２の実施形態における光の経路
を示している。図７において小さい矢印によって示した
透過型カラーディスプレイデバイス７００で発生する散
乱光は、直接観察者に観察されるため、第２の実施形態
では散乱によるクロストークが発生する。
【００４４】図８は、第３の実施形態における光の経路
を示している。図８において小さい矢印によって示した
透過型カラーディスプレイデバイス８００で発生する散
乱光は、微小開口アレイ付き遮光マスク８０３によって
遮光されるので、第３の実施形態では第２の実施形態に
比べて散乱によるクロストークを大幅に抑えることがで
きる。
【００４５】図９は、第１の実施形態におけるカラーデ
ィスプレイデバイス９００の赤色、緑色、青色各サブ画
素と微小開口アレイ付き遮光マスク９０１のカラーフィ
ルター着色部分との関係を示している。図９において視
角α、βによって示されているように、第１の実施形態
では、赤色サブ画素と緑色サブ画素と青色サブ画素との
各中心間の視角がそれぞれと対応するカラーフィルター
の赤色光透過部分と緑色光透過部分と青色光透過部分と
の各中心間の視角と同一の視差画像画素の領域において
等しくなるように設定している。これによって、３次元
画像表示装置から最適観察距離を隔てて観察する観察者
に対して、同一の視差画像画素に属する赤色サブ画素と
緑色サブ画素と青色サブ画素とを常に一定の面積比で点
灯させて表示できるようにしている。
【００４６】また、第２の実施形態においても、赤色サ
ブ画素と緑色サブ画素と青色サブ画素との各中心間の視
角がそれぞれと対応する微小光源の赤色光発光部分と緑
色光発光部分と青色光発光部分との各中心間の視角と同
一の視差画像画素の領域において等しくなるように設定
することにより、３次元画像表示装置から最適観察距離
を隔てて観察する観察者に対して、同一の視差画像画素
に属する赤色サブ画素と緑色サブ画素と青色サブ画素と
を常に一定の面積比で点灯させて表示できるようにして
いる。
【００４７】図１０は、カラーディスプレイデバイス１
０００の画素と微小開口アレイ付き遮光マスク１００１
のカラーフィルター着色部分との関係を示している。図
１０では、観察者が最適観察距離を隔てて３次元画像表
示装置を観察したとき、カラーディスプレイデバイス１
０００の画素のピッチとカラーフィルターの赤色光透過
部分Ｒの幅とカラーフィルターの緑色光透過部分Ｇの幅
とカラーフィルターの青色光透過部分Ｂの幅とが同一の
視差画像画素の領域において各原色の並ぶ方向で等しい
視角θを持って観察されるようにカラーディスプレイデ
バイス１０００の画素とカラーフィルター着色部分との
関係を設定している。このようにすると、３次元画像表
示装置から最適観察距離を隔てた面内での視点移動にお
ける極端な光量変化を防げるので、特に多視点表示にお
いて滑らかな運動視差を表示できる。
【００４８】図１０では、第１の実施形態における場合
について示したが、これと等価な方法による光量変化の
抑止は第２の実施形態でも有効である。すなわち、図２
において、観察者が最適観察距離を隔てて３次元画像表
示装置を観察したとき、透過型カラーディスプレイデバ
イス２００の画素のピッチと微小光源のｒｅｄ，ｙｅｌ
ｌｏｗ，ｗｈｉｔｅから成る赤色光発光ユニットＲの幅
と微小光源のｙｅｌｌｏｗ，ｗｈｉｔｅ，ｃｙａｎから
成る緑色光発ユニットＧの幅と微小光源のｗｈｉｔｅ，
ｃｙａｎ，ｂｌｕｅから成る青色光発光ユニットＢの幅
とが同一の視差画像画素の領域において各原色の並ぶ方
向で等しい視角を持って観察されるように設定すればよ
い。
【００４９】図１１は、本発明者が出願中の国際公開番
号ＷＯ０１／３７５７９Ａ１の３次元画像表示装置に対
して本発明の色再現方法を適用した説明図である。
【００５０】図１１の構成では、図３の構成に水平方向
に母線をもつシリンドリカルレンズアレイ１１０２を追
加したことで、微小光源アレイの赤色光発光部分と緑色
光発光部分と青色光発光部分とを垂直方向に分離して配
置することが可能になっている。このため、この形態で
は微小光源アレイをＬＥＤなどの単色発光素子を並べる
ことによって構成することが可能である。国際公開番号
ＷＯ０１／３７５７９Ａ１の３次元画像表示装置は、各
視差画像画素を行列状に配置して表示することにより高
い表示効率が得られるという利点を持っているので、そ
れに本発明の色再現方法を適用して色ケラレやクロスト
ークが目立たない色再現を行えるという利点を加えれ
ば、高解像度で高品位の多視点画像表示（多眼画像表
示）が可能となる。
【００５１】以上説明した実施形態は、本発明の色再現
方法を水平方向にのみ視差をもつ３次元画像表示装置に
ついて適用したものであるが、本発明の色再現方法は、
ピンホール状の微小開口アレイや点状の微小光源アレイ
を備えた水平方向と垂直方向との両方に視差をもつ３次
元画像表示装置に対しても当然適用できる。
【００５２】（数値実施例１）図１２（ａ）は図１の３
次元画像表示装置の詳細説明図である。ディスプレイデ
バイス１１は縦ストライプ状のＲＧＢサブ画素（表示単
位となる画素ユニット）により構成されるディスプレイ
であり、このような表示デバイスとしては、液晶ディス
プレイ，プラズマディスプレイなどがある。ディスプレ
イデバイス１１の表示面側には、微小開口アレイ付き遮
光マスク１２が設けられている。
【００５３】図１２（ｂ）は微小開口アレイ付き遮光マ
スク１２の説明図である。この遮光マスク１２は、黒塗
りで示す遮光部と、縦ストライプ状のｒｅｄ，ｙｅｌｌ
ｏｗ，ｗｈｉｔｅ（無色透明），ｃｙａｎ，ｂｌｕｅの
５種類のカラーフィルター（フィルターユニット）が設
けられた開口部とが交互に設けられて構成されている。
【００５４】ディスプレイデバイス１１には、画像制御
装置１３が接続されており、画像制御装置１３により合
成視差画像が表示制御される。
【００５５】図１２（ｃ）はディスプレイデバイス１１
に表示される合成視差画像の説明図である。図示の１か
ら４までの数字は、何番目の視差画像であるかを示すも
のであり、本数値実施例においては視差画像数を４とし
ている。
【００５６】合成視差画像は、４枚の視差画像をＲＧＢ
サブ画素を一組とした縦ストライプ状に分解し，４枚の
視差画像から作成した縦ストライプ画像を略同一部位の
画像が隣り合うように、図示の左から４３２１４３２１
４・・・という順序で繰り返し貼り合わせた画像である。
【００５７】図１３は、図１の３次元画像表示装置の水
平断面図であり、ディスプレイデバイス１１と微小開口
アレイ付き遮光マスク１２と最適観察位置との位置関係
を説明するものである。
【００５８】ディスプレイデバイス１１の各画素（画素
ユニット）に記した１〜４までの数字は何番目の視差画
像かを示す。また、最適観察位置に記した１〜４までの
数字は、何番目の視差画像かを示し、ドット（黒点）は
夫々の視差画像の水平方向の中心点を示している。
【００５９】この時、ディスプレイデバイス１１に表示
した合成視差画像を最適観察位置で分離して提示するた
めには、各々の構成部品は以下に示すような幾何学的関
係を満たさなければならない。
【００６０】ディスプレイデバイス１１の各Ｒサブ画素
の中心点（図１３のＲサブ画素に記したドット）と、各
Ｒサブ画素を発した光が透過可能なカラーフィルターの
中心点（ｒｅｄ，ｙｅｌｌｏｗ，ｗｈｉｔｅフィルター
を透過するので、ｙｅｌｌｏｗフィルターの中心点＝図
１３のｙｅｌｌｏｗフィルターに記したドット）と、最
適観察位置での各Ｒサブ画素に対応する視差画像の中心
点が一直線上に並ぶ。
【００６１】Ｇサブ画素についても同様に，各Ｇサブ画
素の中心点（図１３のＧサブ画素に記したドット）と、
各Ｇサブ画素を発した光が透過可能なカラーフィルター
の中心点（ｙｅｌｌｏｗ，ｗｈｉｔｅ，ｃｙａｎフィル
ターを透過するので、ｗｈｉｔｅフィルターの中心点＝
図１３のｗｈｉｔｅフィルターに記したドット）と、最
適観察位置での各Ｇサブ画素に対応する視差画像の中心
点が一直線上に並ぶ。
【００６２】Ｂサブ画素についても同様に、各Ｂサブ画
素の中心点（図１３のＢサブ画素に記したドット）と、
各Ｂサブ画素を発した光が透過可能なカラーフィルター
の中心点（ｗｈｉｔｅ，ｃｙａｎ，ｂｌｕｅフィルター
を透過するので、ｃｙａｎフィルターの中心点＝図１３
のｃｙａｎフィルターに記したドット）と、最適観察位
置での各Ｂサブ画素に対応する視差画像の中心点が一直
線上に並ぶ。
【００６３】ここで、ディスプレイデバイス１１におい
て、 ・１画素の水平ピッチをＤ1ｈ、 ・１サブ画素の水平ピッチをＤ1ｈ／３、微小開口アレ
イ付き遮光マスク１２において、 ・各カラーフィルター部分の水平ピッチをｃ1ｈ、 ・全カラーフィルター部分（フィルターユニット）の水
平幅を５ｃ1ｈ、 ・Ｒサブ画素からの光の透過可能領域の水平幅を３ｃ1
ｈ、 ・Ｇサブ画素からの光の透過可能領域の水平幅を３ｃ1
ｈ、 ・Ｂサブ画素からの光の透過可能領域の水平幅を３ｃ1
ｈ、 ・遮光部と５種類のカラーフィルター部を単位マスクユ
ニットとして、単位マスクユニットの水平方向の繰返し
ピッチをｍ1ｈ、ディスプレイデバイス１１と微小開口
アレイ付き遮光マスク１２の間の距離をＬ1ｍ1ｄ1、微
小開口アレイ付き遮光マスク１２から最適観察位置まで
の距離をＬ1、最適観察位置に各視差画像を形成する水
平ピッチをＥ1、とすれば、次式が成り立つ。
【００６４】 Ｄ1ｈ：Ｅ1＝Ｌ1ｍ1ｄ1：Ｌ1 ・・・１ Ｄ1ｈ／３：ｃ1ｈ＝Ｌ1ｍ1ｄ1＋Ｌ1：Ｌ1 ・・・２ Ｅ1：３ｃ1ｈ＝Ｌ1ｍ1ｄ1＋Ｌ1：Ｌ1ｍ1ｄ1 ・・・３ 視差画像の数をＮとすると（本実施例ではＮ＝４）、 Ｎ×Ｅ1：ｍ1ｈ＝Ｌ1ｍ1ｄ1＋Ｌ1：Ｌ1ｍ1ｄ1 ・・・４ 図１４は色ケラレの改善について詳細に説明するもので
ある。図１４において、ディスプレイデバイス１１の視
差画像２のＲサブ画素を発した光は、透過可能なカラー
フィルター（ｒｅｄ，ｙｅｌｌｏｗ，ｗｈｉｔｅフィル
ター）を透過し、最適観察位置で幅ｅ1の観察光とな
る。
【００６５】Ｇサブ画素についても同様に、視差画像２
のＧサブ画素を発した光は，透過可能なカラーフィルタ
ー（ｙｅｌｌｏｗ，ｗｈｉｔｅ，ｃｙａｎフィルター）
を透過し、最適観察位置で幅ｅ1の観察光となる。
【００６６】Ｂサブ画素についても同様に、視差画像２
のＢサブ画素を発した光は，透過可能なカラーフィルタ
ー（ｗｈｉｔｅ，ｃｙａｎ，ｂｌｕｅフィルター）を透
過し，最適観察位置で幅ｅ1の観察光となる。
【００６７】この時、これらのＲＧＢサブ画素から発し
た光は，最適観察位置の水平方向の同一位置で重なる。
このため上述の幅ｅ1 の領域では、ＲＧＢの光がバラ
ンス良く混合するので、色ケラレが発生しない。このよ
うな関係は、他の視差画像においても同様に成り立つ。
【００６８】図１５は、隣接する単位マスクユニットを
透過して最適観察位置に達する光についての関係を示す
ものである。この場合も図１４と同様に、ＲＧＢサブ画
素から発した光は，最適観察位置の水平方向の同一位置
で重なり、幅ｅ1 の領域では、ＲＧＢの光がバランス
良く混合するので、色ケラレが発生しない。このような
関係は、他の視差画像においても同様に成り立つ。
【００６９】また、本実施例では、視差画像から作成し
た縦ストライプ画像の中央のサブ画素をＧサブ画素とし
ているので、カラーフィルターとしては、ｒｅｄ，ｙｅ
ｌｌｏｗ，ｗｈｉｔｅ（或いは透明），ｃｙａｎ，ｂｌ
ｕｅの５種類のカラーフィルターを用いるようにしてい
るが，例えばＲサブ画素を中央にした場合には、ｂｌｕ
ｅ，ｍａｇｅｎｔａ，ｗｈｉｔｅ，ｙｅｌｌｏｗ，ｇｒ
ｅｅｎの５種類のカラーフィルターを用い、Ｂサブ画素
を中央にした場合には、ｇｒｅｅｎ，ｃｙａｎ，ｗｈｉ
ｔｅ，ｍａｇｅｎｔａ，ｒｅｄの５種類のカラーフィル
ターを用いるようにしてもよい。
【００７０】さらに、縦ストライプ状のｙｅｌｌｏｗ，
ｃｙａｎ，ｍａｇｅｎｔａのサブ画素により構成される
ディスプレイを用いても同様の手法で、本発明の３次元
画像表示装置を構成することができる。
【００７１】ここで、ディスプレイデバイス１１のＲサ
ブ画素の水平方向の両端部と、透過可能なカラーフィル
ター（ｒｅｄ，ｙｅｌｌｏｗ，ｗｈｉｔｅフィルター）
の両端部を結ぶ直線の交点をｆ1とし、 ・ｆ1とディスプレイデバイス１１との距離をＬ1ｆ
1ｄ1、 ・ｆ1と微小開口アレイ付き遮光マスク１２との距離を
Ｌ1ｍ1ｆ1とすれば、次式が成り立つ。
【００７２】 ｅ1：３ｃ1ｈ＝Ｌ1+Ｌ1ｍ1ｆ1：Ｌ1ｍ1ｆ1 ・・・５ Ｌ1ｍ1ｄ1＝Ｌ1ｆ1ｄ1+Ｌ1ｍ1ｆ1 ・・・６ Ｄ1ｈ／３：３ｃ1ｈ＝Ｌ1ｆ1ｄ1：Ｌ1ｍ1ｆ1 ・・・７ Ｄ1ｈ／３：ｅ1＝Ｌ1ｆ1ｄ1：Ｌ1+Ｌ1ｍ1ｆ1 ・・・７’ ただし、式７と７’は従属な関係にあり、どちらか一方
が成り立てばよい。
【００７３】以上は，ディスプレイデバイス１１の画素
の水平方向の開口率と、微小開口アレイ付き遮光マスク
１２の遮光部と５種類のカラーフィルター部の水平方向
の開口率をともに１００％とした場合の例である。一般
にディスプレイデバイスでは、サブ画素の境にブラック
マトリクスが存在するので、画素の開口率は１００％よ
りも小さい。
【００７４】図１６はディスプレイデバイス１１の画素
の開口率をｋｄ1 、微小開口アレイ付き遮光マスク１
２のカラーフィルターの水平方向の開口率をｋｍ1 と
した場合を示している。
【００７５】ここで、ディスプレイデバイス１１のＲサ
ブ画素の水平方向の両端部と、透過可能なカラーフィル
ター（ｒｅｄ，ｙｅｌｌｏｗ，ｗｈｉｔｅフィルター）
の両端部とを結ぶ直線の交点をｆ1’とし、 ・ｆ1’とディスプレイデバイス１１との距離をＬ
1ｆ1’ｄ1、 ・ｆ1’と微小開口アレイ付き遮光マスク１２との距離
をＬ1ｍ1ｆ1’、 ・最適観察位置に到達する各視差画像の水平方向の幅を
ｅ1’、とすれば、次式が成り立つ。
【００７６】 ｅ1’：(ｋｍ1+２)×ｃ1ｈ＝Ｌ1+Ｌ1ｍ1ｆ1’：Ｌ1ｍ1ｆ1’・・・８ Ｌ1ｍ1ｄ1＝Ｌ1ｆ1’ｄ1+Ｌ1ｍ1ｆ1’ ・・・９ ｋｄ1×Ｄ1ｈ／３：(ｋｍ1+２)×ｃ1ｈ＝Ｌ1ｆ1’ｄ1：Ｌ1ｍ1ｆ1’ ・・・１０ ｋｄ1×Ｄ1ｈ／３：ｅ1’＝Ｌ1ｆ1’ｄ1：Ｌ1+Ｌ1ｍ1ｆ1’ ・・・１０’ ただし，式１０と１０’は従属な関係にあり、どちらか
一方が成り立てばよい。
【００７７】また、図１４（図１５）のｅ1 と図１６の
ｅ1’ は、ともにＥ1 よりも大きく設定されている。こ
れは、最適観察位置における隣り合う各視差画像がオー
バーラップするクロストーク領域を持つことを示してい
る。
【００７８】図１７は最適観察位置における各視差画像
の水平方向の輝度分布である。各視差画像における分布
は、各画像の観察位置の中央付近で最大となり、図中ハ
ッチング部で示すように隣接する画像（つまりは観察位
置〈観察領域〉）と一部が重なり合う。このような重な
り合う領域では、隣接する画像が重なり合うことによ
り、観察者には点線で示すよな輝度の光分布として認識
される。このため最適観察位置においては、平均的な輝
度の画像が分布することになり、極端な輝度ムラは生じ
ない。また、点線で示した輝度を各視差画像における輝
度分布の最大値付近に設定することも可能であり、この
場合、観察者が水平方向に移動しても輝度ムラは発生し
ない。
【００７９】本発明のように、表示する視差画像の数が
２つよりも多数（本実施例では４つの視差画像）の場合
においては、水平方向に連続する視差画像を用いれば、
観察者の移動に応じて運動視差を表現可能であるが、上
述したクロストーク領域を設けることにより、輝度ムラ
が生じず滑らかに変化する運動視差を表現でき、特に好
ましいものである。
【００８０】このようなｅ1の値は、前述の開口率ｋｄ1
とｋｍ1 の設定により、ｅ1＝Ｅ1にもｅ1＜Ｅ1 にも設
定することが可能であるが、多数の視差画像を表示する
３次元画像表示装置の場合には、特にｅ1の値はＥ1以上
に設定することが望ましい。
【００８１】（数値実施例２）図１８は図２の３次元画
像表示装置の詳細説明図である。透過型ディスプレイデ
バイス１４は縦ストライプ状のＲＧＢサブ画素により構
成され、このような表示デバイスとしては、液晶ディス
プレイなどがある。
【００８２】透過型ディスプレイデバイス１４の裏面側
（観察面とは反対側）に微小光源アレイ１５が設けられ
ている。
【００８３】微小光源アレイ１５は、黒塗りで示す遮光
部（非発光部）と縦ストライプ状のｒｅｄ，ｙｅｌｌｏ
ｗ，ｗｈｉｔｅ，ｃｙａｎ，ｂｌｕｅの５種類の光源を
有する発光部とを水平方向に交互に配置して構成してい
る。
【００８４】また、このような光源アレイとしては、白
色のバックライトと微小光源アレイ１５に示すような、
遮光部と、縦ストライプ状のｒｅｄ，ｙｅｌｌｏｗ，ｗ
ｈｉｔｅ，ｃｙａｎ，ｂｌｕｅのパターンのカラーフィ
ルター部とを有するカラーフィルターマスクを用いて構
成することも可能である。
【００８５】透過型ディスプレイデバイス１４には画像
制御装置１３が接続されており、画像制御装置１３によ
り合成視差画像が表示制御される。
【００８６】合成視差画像は図１２（ｃ）で説明したも
のと同様に作成されるものであるが、本実施例では図示
の右から４３２１４３２１４…という順序で繰り返し貼
り合わせた画像である。
【００８７】図１９，２０は、本発明の３次元画像表示
装置の水平断面図であり、透過型ディスプレイデバイス
１４と微小光源アレイ１５と最適観察位置との位置関係
を説明するものである。
【００８８】この時、透過型ディスプレイデバイス１４
に表示した合成視差画像を最適観察位置で分離して提示
するためには、各々の構成部品は以下に示すような幾何
学的関係を満たさなければならない。
【００８９】透過型ディスプレイデバイス１４の各Ｒサ
ブ画素の中心点（図１９のＲサブ画素に記したドット）
と、各Ｒサブ画素を透過可能なｒｅｄ，ｙｅｌｌｏｗ，
ｗｈｉｔｅの微小光源アレイ１５の中心点（ｙｅｌｌｏ
ｗ光源の中心点＝図１９のｙｅｌｌｏｗ光源に記したド
ット）と、最適観察位置での各Ｒサブ画素に対応する視
差画像の中心点とが一直線上に並ぶ。
【００９０】Ｇサブ画素，Ｂサブ画素についても同様の
関係が成り立つ。
【００９１】ここで、図１９，２０より、透過型ディス
プレイデバイス１４において、 ・１画素の水平ピッチをＤ2ｈ、 ・１サブ画素の水平ピッチをＤ2ｈ／３、微小光源アレ
イ１５において、 ・各カラー光源部分の水平ピッチをｃ2ｈ、 ・全カラー光源部分（発光部）の幅を（ｋｍ2＋４）ｃ2
ｈ、 ・Ｒサブ画素を透過する光を発する光源の水平幅を（ｋ
ｍ2＋２）ｃ2ｈ、 ・Ｇサブ画素を透過する光を発する光源の水平幅を（ｋ
ｍ2＋２）ｃ2ｈ、 ・Ｂサブ画素を透過する光を発する光源の水平幅を（ｋ
ｍ2＋２）ｃ2ｈ、 ・遮光部と５種類のカラー光源部を単位ユニットとし
て、この単位ユニットの水平方向の繰返しピッチをｍ2
ｈ、透過型ディスプレイデバイス１４と微小光源アレイ
１５との間の距離をＬ2ｄ2ｍ2、透過型ディスプレイデ
バイス１４から最適観察位置までの距離をＬ2、最適観
察位置に各視差画像を形成する水平ピッチをＥ2、透過
型ディスプレイデバイス１４のＲサブ画素の水平方向の
両端部と，Ｒサブ画素を透過可能な微小光源アレイ１５
（ｒｅｄ，ｙｅｌｌｏｗ，ｗｈｉｔｅ光源）の両端部を
結ぶ直線の交点をｆ2とし、 ・ｆ2と透過型ディスプレイデバイス１４との距離をＬ2
ｄ2ｆ2、 ・ｆ2と微小光源アレイ１５との距離をＬ2ｆ2ｍ2、 透過型ディスプレイデバイス１４の画素の水平方向の開
口率をｋｄ2、微小光源アレイ１５のカラー光源の水平
方向の開口率をｋｍ2、最適観察位置での視差画像の水
平幅をｅ2、とすれば、次式が成り立つ。
【００９２】 Ｅ2：Ｄ2ｈ＝Ｌ2＋Ｌ2ｄ2ｍ2：Ｌ2ｄ2ｍ2 ・・・１１ ｍ2ｈ：４×Ｄ2ｈ＝Ｌ2＋Ｌ2ｄ2ｍ2：Ｌ2 ・・・１２ ｃ2ｈ：Ｄ2ｈ／３＝Ｌ2＋Ｌ2ｄ2ｍ2：Ｌ2 ・・・１３ ｍ2ｈ：４×Ｅ2＝Ｌ2ｄ2ｍ2：Ｌ2 ・・・１４ Ｌ2ｄ2ｆ2＋Ｌ2ｆ2ｍ2＝Ｌ2ｄ2ｍ2 ・・・１５ ｅ2：（ｋｍ2＋２）×ｃ2ｈ＝Ｌ2＋Ｌ2ｄ2ｆ2：Ｌ2ｆ2ｍ2 ・・・１６ ｋｄ2×Ｄ2ｈ／３：（ｋｍ2＋２）×ｃ2ｈ＝Ｌ2ｄ2ｆ2：Ｌ2ｆ2ｍ2 ・・・１６’ ただし、式１６と１６’は従属な関係にあり、どちらか
一方が成り立てばよい。
【００９３】上述の関係式は、視差画像数が４の場合を
表現したものであり、同様の手法により視差画像数がＮ
（Ｎは２以上の整数）の場合は、式１２および式１４の
代わりに、 ｍ2ｈ：Ｎ×Ｄ2ｈ＝Ｌ2＋Ｌ2ｄ2ｍ2：Ｌ2 ・・・１２’ ｍ2ｈ：Ｎ×Ｅ2＝Ｌ2ｄ2ｍ2：Ｌ2 ・・・１４’ の関係式を用いることにより導くことが可能である。
【００９４】（数値実施例３）図２１は、図３の３次元
画像表示装置の詳細説明図である。前述したように、微
小光源アレイ１９の光の利用効率を高めるため、縦シリ
ンドリカルレンズアレイ１８を設けたものである。ま
た、微小開口アレイ付き遮光マスク１７により、透過型
ディスプレイデバイス１６で発生する散乱光をカットす
るので、低クロストークである。
【００９５】透過型ディスプレイデバイス１６は、縦ス
トライプ状のＲＧＢサブ画素により構成されている。透
過型ディスプレイデバイス１６には、画像制御装置１３
が接続されており、画像制御装置１３により合成視差画
像が表示制御される。合成視差画像は図１２（ｃ）で説
明したものと同じものである。
【００９６】透過型ディスプレイデバイス１６の表示面
側には、微小開口アレイ付き遮光マスク１７が設けら
れ、裏面（表示面の反対〈背後〉側）には、縦シリンド
リカルレンズアレイ１８が設けられている。縦シリンド
リカルレンズアレイ１８は垂直方向に母線方向を持つシ
リンドリカルレンズを図示のように水平方向に複数個並
べたものである。
【００９７】さらに、縦シリンドリカルレンズアレイ１
８の非表示面側には、微小光源アレイ１９が設けられて
いる。微小光源アレイ１９のカラー光源の配列と微小開
口アレイ付き遮光マスク１７のカラーフィルターの配列
は、順番が逆である。
【００９８】このような部材により構成される３次元画
像表示装置において、透過型ディスプレイデバイス１６
に表示した合成視差画像を最適観察位置で分離して提示
するためには、各々の構成部品は以下に示すような幾何
学的関係を満たさなければならない。
【００９９】図２２は本数値実施例の水平方向断面図
で、縦シリンドリカルレンズアレイ１８の作用を説明す
るものである。
【０１００】微小光源アレイ１９と縦シリンドリカルレ
ンズアレイ１８を除くと、図１３で説明したものと同じ
ものになる。前述した第１数値実施例で説明した、各々
の構成部品を配置するための幾何学的関係の条件に加え
て、以下の条件を満たさねばならない。
【０１０１】微小光源アレイ１９のｗｈｉｔｅ光源の中
心と、縦シリンドリカルレンズアレイ１８を構成する各
シリンドリカルレンズの中心と、透過型ディスプレイデ
バイス１６の各Ｇサブ画素の中心点（図２２のＧサブ画
素に記したドット）と、微小開口アレイ付き遮光マスク
１７の各Ｇサブ画素を発した光が透過可能なカラーフィ
ルターの中心点（図２２のｗｈｉｔｅフィルターに記し
たドット）と、最適観察位置での各画素に対応する視差
画像の中心点が一直線上に並ぶという条件を満たす。
【０１０２】ここで、図２２より、透過型ディスプレイ
デバイス１６において、 ・１画素の水平ピッチをＤ3ｈ、 ・１サブ画素の水平ピッチをＤ3ｈ／３、微小開口アレ
イ付き遮光マスク１７において、 ・各カラーフィルター部分の水平ピッチをｃ3ｈ、 ・全カラーフィルター部分の幅を５ｃ3ｈ、 ・Ｒサブ画素からの光の透過可能領域の水平幅を３ｃ3
ｈ、 ・Ｇサブ画素からの光の透過可能領域の水平幅を３ｃ3
ｈ、 ・Ｂサブ画素からの光の透過可能領域の水平幅を３ｃ3
ｈ、 ・遮光部と５種類のカラーフィルター部を単位ユニット
として、この単位ユニットの水平方向の繰返しピッチを
ｍ3ｈ、微小開口アレイ付き遮光マスク１７と透過型デ
ィスプレイデバイス１６との間の距離をＬ3ｍ3ｄ3、微
小開口アレイ付き遮光マスク１７から最適観察位置まで
の距離をＬ3、最適観察位置に各視差画像を形成する水
平ピッチをＥ3、透過型ディスプレイデバイス１６のＲ
サブ画素の水平方向の両端部と、Ｒサブ画素からの光の
透過可能可能な微小開口アレイ付き遮光マスク１７（ｒ
ｅｄ，ｙｅｌｌｏｗ，ｗｈｉｔｅフィルター）の両端部
とを結ぶ直線の交点をｆ3とし、 ・微小開口アレイ付き遮光マスク１７とｆ3との距離を
Ｌ3ｍ3ｆ3、 ・ｆ3と透過型ディスプレイデバイス１６との距離をＬ3
ｆ3ｄ3、微小光源アレイ１９において、 ・各カラー光源部分の水平ピッチをｃ4ｈ、 ・全カラー光源部分（光源ユニット）の幅を５ｃ4ｈ、 ・Ｒサブ画素を透過する光を発する光源の水平幅を３ｃ
4ｈ、 ・Ｇサブ画素を透過する光を発する光源の水平幅を３ｃ
4ｈ、 ・Ｂサブ画素を透過する光を発する光源の水平幅を３ｃ
4ｈ、 ・遮光部と５種類のカラー光源部を単位ユニットとし
て，この単位マユニットの水平方向の繰返しピッチをｍ
4ｈ、縦シリンドリカルレンズアレイ１８の各シリンド
リカルレンズが水平方向に並ぶピッチをｖｌ1、微小開
口アレイ付き遮光マスク１７と縦シリンドリカルレンズ
アレイ１８との間の距離をＬ3ｍ3ｖｌ1、縦シリンドリ
カルレンズアレイ１８と微小光源アレイ１９との間の距
離をＬ3ｖｌ1ｍ4、縦シリンドリカルレンズアレイ１８
の焦点距離をｇ1、最適観察位置での各視差画像の水平
幅をｅ3、とすれば、次式が成り立つ。
【０１０３】 Ｄ3ｈ：Ｅ3＝Ｌ3ｍ3ｄ3：Ｌ3 ・・・１７ Ｄ3ｈ／３：ｃ3ｈ＝Ｌ3ｍ3ｄ3＋Ｌ3：Ｌ3 ・・・１８ Ｅ3：３ｃ3ｈ＝Ｌ3ｍ3ｄ3＋Ｌ3：Ｌ3ｍ3ｄ3 ・・・１９ ４×Ｅ3：ｍ3ｈ＝Ｌ3ｍ3ｄ3＋Ｌ3：Ｌ3ｍ3ｄ3 ・・・２０ ｅ3：３ｃ3ｈ＝Ｌ3+Ｌ3ｍ3ｆ3：Ｌ3ｍ3ｆ3 ・・・２１ Ｌ3ｍ3ｄ3＝Ｌ3ｆ3ｄ3+Ｌ3ｍ3ｆ3 ・・・２２ Ｄ3ｈ／３：３ｃ3ｈ＝Ｌ3ｆ3ｄ3：Ｌ3ｍ3ｆ3 ・・・２３ Ｄ3ｈ／３：ｅ3＝Ｌ3ｆ3ｄ3：Ｌ3+Ｌ3ｍ3ｆ3 ・・・２３’ １／ｇ1＝１／Ｌ3ｖｌ1ｍ4＋１／Ｌ3ｍ3ｖｌ1 ・・・２４ ２×ｍ3ｈ：ｖｌ1＝Ｌ3ｖｌ1ｍ4＋Ｌ3ｍ3ｖｌ1：Ｌ3ｖｌ1ｍ4 ・・・２５ ２×ｍ4ｈ：ｖｌ1＝Ｌ3ｖｌ1ｍ4＋Ｌ3ｍ3ｖｌ1：Ｌ3ｍ3ｖｌ1 ・・・２６ ｍ3ｈ：ｍ4ｈ＝Ｌ3ｍ3ｖｌ1：Ｌ3ｖｌ1ｍ4 ・・・２７ ただし，式２３と２３’は従属な関係にあり、どちらか
一方が成り立てばよい。
【０１０４】上述の関係式は、視差画像数が４の場合を
表現したものであり、同様の手法により視差画像数がＮ
（Ｎは２以上の整数）の場合は、式２０の代わりに、 Ｎ×Ｅ3：ｍ3ｈ＝Ｌ3ｍ3ｄ3＋Ｌ3：Ｌ3ｍ3ｄ3 ・・・２０’ の関係式を用いることにより導くことが可能である。
【０１０５】以上は、透過型ディスプレイデバイス１６
の画素の水平方向の開口率と、微小開口アレイ付き遮光
マスク１７の５種類のカラーフィルター部の水平方向の
開口率と、微小光源アレイ１９の各カラー光源部分の水
平方向の開口率を１００％とした場合の例である。
【０１０６】開口率が１００％よりも小さい場合につい
ても、第１実施例と同様に導くことが可能である。
【０１０７】（数値実施例４）図２３は国際公開番号WO
０１／３７５７９A１に対して、本発明を適用した３次
元画像表示装置の説明図である。
【０１０８】透過型ディスプレイデバイス２０は、縦ス
トライプ状のＲＧＢサブ画素により構成されている。透
過型ディスプレイデバイス２０には画像制御装置１３が
接続されており、画像制御装置１３により合成視差画像
が表示制御される。
【０１０９】合成視差画像は、４枚の視差画像の略同一
部位の画素を図示のように、２行２列の行列状パターン
の中に１〜４の視差画像から抽出した画素が、同じ番号
の視差画像から抽出した画素と重複しないように構成さ
れている。この行列状パターンを単位合成視差画像パタ
ーンとして、この単位合成視差画像パターンをさらに行
列状に順次配置して合成したものが実施例で用いる合成
視差画像である。
【０１１０】前述した数値実施例１〜３の合成視差画像
では、水平方向の解像度のみが低下していたのに対し、
本数値実施例では、解像度の低下を縦横方向に分散して
おり、高い表示効率が得られ解像度の低下が目立たない
ようにするものである。
【０１１１】透過型ディスプレイデバイス２０の裏面
（表示面の反対〈背後〉側）には、横シリンドリカルレ
ンズアレイ２１が設けられている。横シリンドリカルレ
ンズアレイ２１は水平方向に母線方向を持つシリンドリ
カルレンズを図示のように垂直方向に複数個並べたもの
である。
【０１１２】さらに、横シリンドリカルレンズアレイ２
１の非表示面側には、微小光源アレイ２２が設けられて
いる。微小光源アレイ２２は、図示のようにカラー光源
部を千鳥格子状の配列にしたものである。
【０１１３】図２４は横レンチキュラーの作用を説明す
るものである。微小光源アレイ２２の上部から水平方向
の奇数列目（２ｎ−１：ｎは１以上の整数）から発した
光は、横シリンドリカルレンズアレイ２１の作用によ
り、透過型ディスプレイデバイス２０の上部から水平方
向の遇数列目（２ｎ：ｎは１以上の整数）の画素に向か
う光となり、透過型ディスプレイデバイス２０を透過し
た後は、上下方向に広がる光となる。
【０１１４】微小光源アレイ２２の上部から水平方向の
遇数列目から発した光は、透過型ディスプレイデバイス
２０の上部から水平方向の奇数列目の画素に向かう光と
なり、透過型ディスプレイデバイス２０を透過した後
は、上下方向に広がる光となる。
【０１１５】ここで、透過型ディスプレイデバイス２０
において、 ・１画素の垂直ピッチをＤ2ｖ、 横シリンドリカルレンズアレイ２１の各シリンドリカル
レンズが垂直方向に並ぶピッチをｈｌ1、透過型ディス
プレイデバイス２０と横シリンドリカルレンズアレイ２
１との間の距離をＬ2ｄ2ｈｌ1、横シリンドリカルレン
ズアレイ２１と微小光源アレイ２２との間の距離をＬ2
ｈｌ1ｍ2、微小光源アレイ２２の千鳥格子の垂直ピッチ
をｍ2ｖ、横シリンドリカルレンズアレイ２１を構成す
るシリンドリカルレンズの焦点距離をｇ2、とすると、
次式が成り立つ。
【０１１６】 １／ｇ2＝１／Ｌ2ｈｌ1ｍ2＋１／Ｌ2ｄ2ｈｌ1 ・・・２８ Ｌ2ｄ2ｍ2＝Ｌ2ｄ2ｈｌ1＋Ｌ2ｈｌ1ｍ2 ・・・２９ ４×ｍ2ｖ：ｈｌ1＝Ｌ2ｄ2ｍ2：Ｌ2ｄ2ｈｌ1 ・・・３０ ４×Ｄ2ｖ：ｈｌ1＝Ｌ2ｄ2ｍ2：Ｌ2ｈｌ1ｍ2 ・・・３１ なお、上述の関係式は、本数値実施例において視差画像
数を４とし、単位合成視差画像パターンとして２行２列
のパターンを用いたので、横シリンドリカルレンズアレ
イ２１の１つのシリンドリカルレンズが、透過型ディス
プレイデバイス２０の２画素に対応した場合を表現する
ものである。
【０１１７】もちろん、同様の手法により視差画像数を
Ｎ（Ｎは２以上の整数）とし、単位合成視差画像パター
ンとしてP行Q列（P×Q＝N）のパターンを用い、横シリ
ンドリカルレンズアレイの１つのシリンドリカルレンズ
が、透過型ディスプレイデバイスのＰ画素（Ｐは２以上
の整数）に対応した場合の関係式も同様の手法で導くこ
とが可能である。
【０１１８】この場合、式２９，３０の代わりに、以下
の式を用いる。
【０１１９】 ２×Ｐ×ｍ2ｖ：ｈｌ1＝Ｌ2ｄ2ｍ2：Ｌ2ｄ2ｈｌ1 ・・・３０’ ２×Ｐ×Ｄ2ｖ：ｈｌ1＝Ｌ2ｄ2ｍ2：Ｌ2ｈｌ1ｍ2 ・・・３１’ ここで、１水平ラインに注目すると、図１９において説
明したものと同じ位置関係になっている。
【０１２０】図２５は水平方向の作用を説明するもので
あり、微小光源アレイ２２部分は上部から水平方向の奇
数列目を図示し、透過型ディスプレイデバイス２０の上
部から水平方向の遇数列目を図示している。また、図
中、微小光源アレイ２２の黒地に白線のハッチング領域
と点線で示す光線は、本図では存在しない微小光源アレ
イ２２の遇数列目、透過型ディスプレイデバイス２０の
奇数列目の状態を示している。なお、横シリンドリカル
レンズアレイ２１は省略してある。
【０１２１】また、１水平ラインに注目すると、図１９
において説明したものと同じ位置関係になっていること
から、各構成部材の形状を説明する記号は、図１９で説
明した記号と同じ記号を用いている。
【０１２２】このような構成において、透過型ディスプ
レイデバイス２０に表示した合成視差画像を最適観察位
置で分離して提示するためには、各々の構成部品は図１
９において説明したものと同じ幾何学的位置関係を満た
せばよいことがわかる。
【０１２３】（数値実施例５）図２６は、図２１で説明
した縦シリンドリカルレンズを用いて微小光源アレイの
光の利用効率を高めるものと、図２３で説明した解像度
の劣化を目立たなくする方法とを適用した３次元画像表
示装置の説明図である。
【０１２４】図２６において、３次元画像表示装置の観
察面側から順に、微小開口アレイ付き遮光マスク３１、
透過型ディスプレイデバイス２６、縦シリンドリカルレ
ンズアレイ２９、横シリンドリカルレンズアレイ３０、
微小光源アレイ２８が配置されている。
【０１２５】微小開口アレイ付き遮光マスク３１は、図
２２で説明した微小開口アレイ付き遮光マスク１７の遮
光部と５種類のカラーフィルター部から成る単位ユニッ
トの水平方向の繰返しピッチｍ3ｈをｍ3ｈ／２にしたも
のである。
【０１２６】透過型ディスプレイデバイス２６には画像
制御装置１３が接続されており、画像制御装置１３によ
り合成視差画像が表示制御される。合成視差画像は、図
２３で説明したものと同様の手法で作成されるものであ
るが、画素を配置する順番が異なる。本実施例において
も、解像度の低下を縦横方向に分散しており、高い表示
効率が得られ解像度の低下が目立たないものである。
【０１２７】縦シリンドリカルレンズアレイ２９は、図
２１で説明したものと同等のものである。
【０１２８】横シリンドリカルレンズアレイ３０および
微小光源アレイ２８は、図２３で説明したものと同等の
ものである。
【０１２９】また、図２７に示すように、図２６で説明
した微小光源アレイ２８の代わりに、ＲＧＢ光源から成
る微小光源アレイ３２を用いることも可能である。
【０１３０】微小光源アレイ３２は、微小光源アレイ２
８の各カラー光源のｒｅｄ，ｙｅｌｌｏｗ，ｗｈｉｔｅ
の部分にＲ光源を配置した場合は残りのｃｙａｎ，ｂｌ
ｕｅは遮光部とし、ｙｅｌｌｏｗ，ｗｈｉｔｅ，ｃｙａ
ｎの部分にＧ光源を配置した場合は残りのｒｅｄ，ｂｌ
ｕｅは遮光部とし、ｗｈｉｔｅ，ｃｙａｎ，ｂｌｕｅの
部分にＢ光源を配置した場合は残りのｒｅｄ，ｙｅｌｌ
ｏｗは遮光部としたものである。
【０１３１】さらに、微小光源アレイ３２の１水平ライ
ンに配置する光源のパターンとしては、図示の左方向か
らＢＧＲＢＧＲ・・・という順序で繰り返し配置するもの
である。
【０１３２】図２８は、図２７の３次元画像表示装置の
水平方向の作用を説明するものである。微小光源アレイ
３２部分は上部から水平方向の奇数列目を図示し、透過
型ディスプレイデバイス２６の上部から水平方向の遇数
列目を図示している。また、図中、微小光源アレイ３２
の黒地に白線のハッチング領域は、本図では存在しない
偶数列目の光源の位置を示している。なお、横シリンド
リカルレンズアレイ３０は省略してある。
【０１３３】この時、微小開口アレイ付き遮光マスク３
１と、透過型ディスプレイデバイス２６と、縦シリンド
リカルレンズアレイ２９と、微小光源アレイ３２との配
置は、図２２で説明したものと同じである。このため図
中で用いる記号も図２２で説明した記号と同じ記号を用
いている。
【０１３４】また、透過型ディスプレイデバイス２６
と、横シリンドリカルレンズアレイ３０と、微小光源ア
レイ３２との配置は、図２５で説明したものと同じであ
る。
【０１３５】さらに、図２９は、図２７で説明した３次
元画像表示装置の微小光源アレイ３２の代わりに、白色
光源から成る微小光源アレイ３３を用いたものである。
図２７と同じ番号を付した構成部材は図２７と同じ働き
をするものである。
【０１３６】微小光源アレイ３３は、図２６で説明し
た、微小光源アレイ２８の各カラー光源のｒｅｄ，ｙｅ
ｌｌｏｗ，ｗｈｉｔｅ，ｃｙａｎ，ｂｌｕｅの部分を白
色光源にしたものである。
【０１３７】図３０は、図２９の３次元画像表示装置の
水平方向の作用を説明するものである。
【０１３８】微小光源アレイ３３部分は上部から水平方
向の奇数列目を図示し、透過型ディスプレイデバイス２
６の上部から水平方向の遇数列目を図示している。ま
た、図中、微小光源アレイ３３の黒地に白線のハッチン
グ領域は、本図では存在しない偶数列目の光源の位置を
示している。なお、横シリンドリカルレンズアレイ３０
は省略してある。
【０１３９】これも図２７の場合と同様に、図２２およ
び図２５と同じである。すなわち、図２６，２７，２９
の３次元画像表示装置は、図２２，２４，２５で説明し
た位置関係を満足すれば、透過型ディスプレイデバイス
２６に表示した合成視差画像を最適観察位置で良好に分
離して提示することができる。
【０１４０】図３１は、本発明の第４の実施形態に関す
るものであり、図２９の３次元画像表示装置の表示輝度
を高くするものである。
【０１４１】観察面側から順に、微小開口アレイ付き遮
光マスク３１、透過型ディスプレイデバイス２６、縦シ
リンドリカルレンズアレイ２９、横シリンドリカルレン
ズアレイ３０、微小開口アレイ付き遮光マスク３４、レ
ンズアレイ３５、白色光源アレイ３６が配置されてい
る。
【０１４２】図中、図２９と同じ番号を付した構成部材
は図２９と同じ働きをするものである。
【０１４３】微小開口アレイ付き遮光マスク３４は、遮
光部を図２９において説明した微小光源アレイ３３の遮
光部と同形状とし、開口部として同微小光源アレイ３３
の発光部に代えて透明の開口部を設けたマスクアレイで
ある。
【０１４４】光源３６は、蛍光灯バックライトや白色Ｌ
ＥＤアレイ、白色ランプを縦横に並べて構成した光源ア
レイ、などで構成される白色光源アレイである。マイク
ロレンズ３５は、白色光源アレイ３６を発した光を微小
開口アレイ付き遮光マスク３４の各開口部に集光するレ
ンズアレイである。
【０１４５】図３２は、図３１の３次元画像表示装置の
水平方向の作用を説明するものである。
【０１４６】本図においても、微小開口アレイ付き遮光
マスク３４部分は上部から水平方向の奇数列目を図示
し、透過型ディスプレイデバイス２６の上部から水平方
向の遇数列目を図示している。また、図中、微小開口ア
レイ付き遮光マスク３４の黒地に白線のハッチング領域
は、本図では存在しない偶数列目の光源の位置を示して
いる。なお、横シリンドリカルレンズアレイ３０は省略
してある。
【０１４７】図示のように、白色光源アレイ３６を発し
た光はレンズアレイ３５により、微小開口アレイ付き遮
光マスク３４の開口部に（縮小して）集光される。すな
わち、白色光源アレイ３６の光を効率良く透過型ディス
プレイデバイス２６に導光することができるので、３次
元画像表示装置の表示輝度を高くすることができる。
【０１４８】また、微小開口アレイ付き遮光マスク３４
の開口部の形状が長方形の開口の場合、図３３に示すよ
うに、レンズアレイ３５に代えて、シリンドリカルレン
ズを千鳥格子上に並べた形状のシリンドリカルレンズア
レイ３７を用いることもできる。
【０１４９】
【発明の効果】以上説明したように本発明の３次元画像
表示装置および３次元画像表示における色再現方法は、
視差画像を所定の各視点方向に分配して表示するための
微小開口や微小光源を、カラーディスプレイデバイスの
ＲＧＢサブ画素と対応するように着色しているので、視
差画像画素の一部だけが点灯して見える色ケラレやクロ
ストークの発生を抑えて正しい色再現ができるという利
点を持つ。また、微小光源アレイとマイクロレンズアレ
イと透過型カラーディスプレイデバイスと微小開口アレ
イ付き遮光マスク（カラーフィルター）とを用いた本発
明の３次元画像表示装置は、良好な色再現性や光利用率
を確保しながら解像度や視点数（眼数）を増やせるとい
う利点を持つ。
【０１５０】さらに、光源から発する光をレンズアレイ
の作用によりマスクの微小開口に（縮小して）集光する
ことにより、光源の光を効率良く利用することが可能と
なり、３次元画像表示装置の表示輝度を高くできるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る３次元画像表示
装置の説明図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る３次元画像表示
装置の説明図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る３次元画像表示
装置の説明図である。
【図４】光の３原色の加法混色法を図解した説明図であ
る。
【図５】従来の３次元画像表示装置における色ケラレの
説明図である。
【図６】本発明の色再現方法で色ケラレが抑止されるこ
とを示す説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における光の経路を示
す説明図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における光の経路を示
す説明図である。
【図９】第１の実施形態におけるＲＧＢサブ画素とカラ
ーフィルターとの関係を示す説明図である。
【図１０】第１の実施形態におけるカラーディスプレイ
デバイスの画素とカラーフィルターとの関係を示す説明
図である。
【図１１】第３の実施形態の発展形態を示す説明図であ
る。
【図１２】（ａ）は図１の３次元画像表示装置の説明
図、（ｂ）は微小開口アレイ付き遮光マスクの説明図、
（ｃ）はディスプレイデバイスに表示される合成視差画
像の説明図である。
【図１３】本発明の数値実施例１である３次元画像表示
装置の水平断面図である。
【図１４】本発明における色ケラレの改善について説明
するための図である。
【図１５】本発明における色ケラレの改善について説明
するための図である。
【図１６】本発明の数値実施例１の変形例である３次元
画像表示装置の水平断面図である。
【図１７】数値実施例１での最適観察位置における各視
差画像の水平方向の輝度分布である。
【図１８】本発明の数値実施例２の３次元画像表示装置
の説明図である。
【図１９】数値実施例２の３次元画像表示装置の水平断
面図である。
【図２０】数値実施例２の３次元画像表示装置の水平断
面図である。
【図２１】本発明の数値実施例３の３次元画像表示装置
の説明図である。
【図２２】数値実施例３の３次元画像表示装置の水平断
面図である。
【図２３】本発明の数値実施例４の３次元画像表示装置
の説明図である。
【図２４】数値実施例４に用いられている横レンチキュ
ラーレンズの作用を説明する図である。
【図２５】数値実施例４の３次元画像表示装置の水平方
向の作用を説明する図である。
【図２６】本発明の数値実施例５の３次元画像表示装置
の説明図である。
【図２７】数値実施例５の変形例である３次元画像表示
装置の説明図である。
【図２８】図２７の３次元画像表示装置の水平方向の作
用を説明する図である。
【図２９】数値実施例５の変形例である３次元画像表示
装置の説明図である。
【図３０】図２９の３次元画像表示装置の水平方向の作
用を説明する図である。
【図３１】本発明の第４の実施形態である３次元画像表
示装置の説明図である。
【図３２】図３１の３次元画像表示装置の水平方向の作
用を説明するものである。
【図３３】第４の実施形態の変形例である３次元画像表
示装置の説明図である。
【符号の説明】
１００、５００、６００、９００、１０００ カラーデ
ィスプレイデバイス ２００、３００、７００、８００、１１００ 透過型カ
ラーディスプレイデバイス １０１、３０３、５０１、６０１、８０３、９０１、１
００１、１１０４ 微小開口アレイ付き遮光マスク ２０１、３０１、７０１、８０１、１１０１ 微小光源
アレイ ３０２、８０２、１１０３、１１０２ シリンドリカル
レンズアレイ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西原 裕 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 5C061 AA25 AB14 AB16 AB17 AB24

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 カラーディスプレイデバイスの前部に微
    小開口アレイ付き遮光マスクを備えた３次元画像表示装
    置において、前記微小開口が赤色光透過部分と緑色光透
    過部分と青色光透過部分とから成るカラーフィルターを
    備え、前記カラーフィルターの赤色、緑色、青色各光透
    過部分と前記カラーディスプレイデバイスの赤色、緑
    色、青色各サブ画素との同じ視差画像画素の領域にある
    同じ色のもの同士を対応させ、観察者が所定の最適観察
    距離を隔てて前記３次元画像表示装置を観察するとき、
    前記カラーフィルターの赤色光透過部分と緑色光透過部
    分と青色光透過部分との各中心間の視角と前記カラーデ
    ィスプレイデバイスの赤色サブ画素と緑色サブ画素と青
    色サブ画素との各中心間の視角とが同一の視差画像画素
    の領域において等しくなるように設定し、同一の視差画
    像画素に属する赤色サブ画素と緑色サブ画素と青色サブ
    画素とが常に一定の面積比で点灯して見えるようにし
    て、各視差画像画素においてＲＧＢ３原色の明度の比が
    所定の値に保たれた色再現を行うことを特徴とする３次
    元画像表示における色再現方法。
  2. 【請求項２】 前記カラーフィルターの赤色光透過部分
    と緑色光透過部分と青色光透過部分との一部分同士が光
    の３原色の加法混色法に従う混色により重なり合ってい
    て、各原色の光が重なり合いながら透過できるようにし
    たことを特徴とする請求項１に記載の３次元画像表示に
    おける色再現方法。
  3. 【請求項３】 観察者が所定の最適観察距離を隔てて前
    記３次元画像表示装置を観察したとき、前記カラーディ
    スプレイデバイスの画素のピッチと前記カラーフィルタ
    ーの赤色光透過部分の幅と前記カラーフィルターの緑色
    光透過部分の幅と前記カラーフィルターの青色光透過部
    分の幅とが同一の視差画像画素の領域において各原色の
    並ぶ方向で等しい視角を持って観察されるように設定し
    たことを特徴とする請求項１または２に記載の３次元画
    像表示における色再現方法。
  4. 【請求項４】 透過型カラーディスプレイデバイスの後
    部に微小光源アレイを備えた３次元画像表示装置におい
    て、前記微小光源が赤色光発光部分と緑色光発光部分と
    青色光発光部分とから成り、前記微小光源の赤色、緑
    色、青色各光発光部分と前記透過型カラーディスプレイ
    デバイスの赤色、緑色、青色各サブ画素との同じ視差画
    像画素の領域にある同じ色のもの同士を対応させ、観察
    者が所定の最適観察距離を隔てて前記３次元画像表示装
    置を観察するとき、前記微小光源の赤色光発光部分と緑
    色光発光部分と青色光発光部分との各中心間の視角と前
    記透過型カラーディスプレイデバイスの赤色サブ画素と
    緑色サブ画素と青色サブ画素との各中心間の視角とが同
    一の視差画像画素の領域において等しくなるように設定
    し、同一の視差画像画素に属する赤色サブ画素と緑色サ
    ブ画素と青色サブ画素とが常に一定の面積比で点灯して
    見えるようにして、各視差画像画素においてＲＧＢ３原
    色の明度の比が所定の値に保たれた色再現を行うことを
    特徴とする３次元画像表示における色再現方法。
  5. 【請求項５】 前記微小光源の赤色光発光部分と緑色光
    発光部分と青色光発光部分との一部分同士が光の３原色
    の加法混色法に従う混色により重なり合っていて、各原
    色の光が重なり合いながら発光できるようにしたことを
    特徴とする請求項４に記載の３次元画像表示における色
    再現方法。
  6. 【請求項６】 観察者が所定の最適観察距離を隔てて前
    記３次元画像表示装置を観察したとき、前記透過型カラ
    ーディスプレイデバイスの画素のピッチと前記微小光源
    の赤色光発光部分の幅と前記微小光源の緑色光発光部分
    の幅と前記微小光源の青色光発光部分の幅とが同一の視
    差画像画素の領域において各原色の並ぶ方向で等しい視
    角を持って観察されるように設定することを特徴とする
    請求項４または５に記載の３次元画像表示における色再
    現方法。
  7. 【請求項７】 透過型ディスプレイデバイスの後部に微
    小光源アレイを備え、前記微小光源アレイと前記透過型
    ディスプレイデバイスとの間に正のマイクロレンズアレ
    イを備え、前記マイクロレンズアレイによって前記透過
    型ディスプレイデバイスの前部に前記微小光源アレイの
    実像が結像されるように設定し、前記微小光源の各実像
    位置に開口部をもつ微小開口アレイ付き遮光マスクを備
    えたことを特徴とする３次元画像表示装置。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の３次元画像表示装置に
    おいて、請求項１、２または３に記載の３次元画像表示
    における色再現方法と請求項４、５または６に記載の３
    次元画像表示における色再現方法とを併用することを特
    徴とする３次元画像表示における色再現方法。
  9. 【請求項９】 請求項１、２、３、４、５、６または８
    に記載の３次元画像表示における色再現方法を用いたこ
    とを特徴とする３次元画像表示装置。
  10. 【請求項１０】 水平方向に配列された複数色のサブ画
    素からなる画素ユニットを表示単位とし、それぞれ水平
    方向に複数の部位に分割された２以上の視差画像の略同
    一部位が所定の順序で並ぶように前記２以上の視差画像
    を合成して表示するディスプレイデバイスと、 開口部と遮光部とが水平方向に交互に設けられ、前記開
    口部を通して前記画素ユニットのうち同じ視差画像の各
    部位を表示する画像ユニットからの光を、視差画像ごと
    に異なる観察領域に到達させるマスクとを有し、 前記マスクの前記各開口部に、水平方向に配列された複
    数色のカラーフィルターからなるフィルターユニットが
    設けられていることを特徴とする３次元画像表示装置。
  11. 【請求項１１】 前記マスクは、前記画素ユニットのう
    ち同じ視差画像を表示する画素ユニットを構成する複数
    色のサブ画素からの光を略同一領域に到達させることを
    特徴とする請求項１０に記載の３次元画像表示装置。
  12. 【請求項１２】 前記画素ユニットが赤、緑および青色
    のサブ画素又はイエロー、シアンおよびマゼンダ色のサ
    ブ画素により構成されており、 前記フィルターユニットは、 赤、緑および青色のうちの２色と、白色および透明のう
    ちの１色と、イエロー、シアンおよびマゼンダ色のうち
    の２色とからなる５色のカラーフィルターにより構成さ
    れていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の
    ３次元画像表示装置。
  13. 【請求項１３】 以下の条件を満足することを特徴とす
    る請求項１０から１２のいずれか１項に記載の３次元画
    像表示装置。 Ｄ1ｈ：Ｅ1＝Ｌ1ｍ1ｄ1：Ｌ1 Ｄ1ｈ／３：ｃ1ｈ＝Ｌ1ｍ1ｄ1＋Ｌ1：Ｌ1 Ｅ1：３ｃ1ｈ＝Ｌ1ｍ1ｄ1＋Ｌ1：Ｌ1ｍ1ｄ1 Ｎ×Ｅ1：ｍ1ｈ＝Ｌ1ｍ1ｄ1＋Ｌ1：Ｌ1ｍ1ｄ1 ｅ1：３ｃ1ｈ＝Ｌ1+Ｌ1ｍ1ｆ1：Ｌ1ｍ1ｆ1 Ｌ1ｍ1ｄ1＝Ｌ1ｆ1ｄ1+Ｌ1ｍ1ｆ1 Ｄ1ｈ／３：３ｃ1ｈ＝Ｌ1ｆ1ｄ1：Ｌ1ｍ1ｆ1 Ｄ1ｈ／３：ｅ1＝Ｌ1ｆ1ｄ1：Ｌ1+Ｌ1ｍ1ｆ1 但し、前記ディスプレイデバイスにおける前記画素ユニ
    ットの水平ピッチをＤ 1ｈ 、前記サブ画素の水平ピッチ
    をＤ1ｈ／３ 、前記マスクにおける前記カラーフィルタ
    ーの水平ピッチをｃ1ｈ 、前記フィルターユニットの水
    平幅を５ｃ1ｈ、前記複数色のサブ画素のそれぞれからの
    光の透過可能領域の水平幅を３ｃ1ｈ、前記遮光部と前
    記フィルターユニットの水平方向の繰返しピッチをｍ1
    ｈ、前記ディスプレイデバイスと前記マスクとの間の距
    離をＬ1ｍ1ｄ1 、前記マスクから前記観察領域までの距
    離をＬ1 、前記視差画像ごとに異なる観察領域の水平ピ
    ッチをＥ1 、前記視差画像の数をＮ、前記ディスプレイ
    デバイスの特定色のサブ画素の水平方向の両端部と前記
    特定色の光が透過可能なカラーフィルターの両端部を結
    ぶ直線との交点をｆ1 としたときの交点ｆ1と前記ディ
    スプレイデバイスとの距離をＬ1ｆ1ｄ1、交点ｆ1と前記
    マスクとの距離をＬ1ｍ1ｆ1、前記観察領域での前記視
    差画像の水平幅をｅ1 とする。
  14. 【請求項１４】 前記ディスプレイデバイスは透過型で
    あり、 前記ディスプレイデバイスを照明する光を射出する発光
    面と、 前記発光面と前記マスクとの間に配置され、前記発光面
    と前記マスクとを共役な位置関係にするレンチキュラー
    レンズとを有することを特徴とする請求項１０から１３
    のいずれか１項に記載の３次元画像表示装置。
  15. 【請求項１５】 前記発光面の背後に、前記発光面から
    射出される光を発する光源とマイクロレンズアレイとが
    設けられていることを特徴とする請求項１０から１４の
    いずれか１項に記載の３次元画像表示装置。
  16. 【請求項１６】 前記視差画像ごとに異なる観察領域同
    士が、その一部において互いに重なっていることを特徴
    とする請求項１０から１５のいずれか１項に記載の３次
    元画像表示装置。
  17. 【請求項１７】 それぞれ異なる色の光を透過させる複
    数のサブ画素が水平方向に配列されてなる画素ユニット
    とを表示単位とし、それぞれ水平方向に複数の部位に分
    割された２以上の視差画像の略同一部位が所定の順序で
    並ぶように前記２以上の視差画像を合成して表示するデ
    ィスプレイデバイスと、 発光部と非発光部とが水平方向に交互に設けられ、前記
    画素ユニットのうち同じ視差画像の各部位を表示する画
    像ユニットからの光が、視差画像ごとに異なる観察領域
    に到達するように前記ディスプレイデバイスを照明する
    光源アレイとを有し、 前記光源アレイの前記各発光部は、それぞれ異なる色の
    光を発する複数の光源を水平方向に配列して構成されて
    いることを特徴とする３次元画像表示装置。
  18. 【請求項１８】 前記光源アレイは、前記画素ユニット
    のうち同じ視差画像を表示する画素ユニットを構成する
    複数のサブ画素からの光を略同一領域に到達させるよう
    に前記ディスプレイデバイスを照明することを特徴とす
    る請求項１７に記載の３次元画像表示装置。
  19. 【請求項１９】 前記画素ユニットが赤、緑および青色
    の光を透過させるサブ画素又はイエロー、シアンおよび
    マゼンダ色の光を透過させるサブ画素により構成されて
    おり、 前記発光部は、 赤、緑および青色のうちの２色と、白色および透明のう
    ちの１色と、イエロー、シアンおよびマゼンダ色のうち
    の２色とからなる５色の光をそれぞれ発する光源により
    構成されていることを特徴とする請求項１７又は１８に
    記載の３次元画像表示装置。
  20. 【請求項２０】 以下の条件を満足することを特徴とす
    る請求項１７から１９のいずれか１項に記載の３次元画
    像表示装置。 Ｅ2：Ｄ2ｈ＝Ｌ2＋Ｌ2ｄ2ｍ2：Ｌ2ｄ2ｍ2 ｃ2ｈ：Ｄ2ｈ／３＝Ｌ2＋Ｌ2ｄ2ｍ2：Ｌ2 Ｌ2ｄ2ｆ2＋Ｌ2ｆ2ｍ2＝Ｌ2ｄ2ｍ2 ｅ2：（ｋｍ2＋２）×ｃ2ｈ＝Ｌ2＋Ｌ2ｄ2ｆ2：Ｌ2ｆ2
    ｍ2 ｋｄ2×Ｄ2ｈ／３：（ｋｍ2＋２）×ｃ2ｈ＝Ｌ2ｄ
    2ｆ2：Ｌ2ｆ2ｍ2 ｍ2ｈ：Ｎ×Ｄ2ｈ＝Ｌ2＋Ｌ2ｄ2ｍ2：Ｌ2 ｍ2ｈ：Ｎ×Ｅ2＝Ｌ2ｄ2ｍ2：Ｌ2 但し、前記ディスプレイデバイスの前記画素ユニットの
    水平ピッチをＤ２ｈ、前記サブ画素の水平ピッチをＤ2
    ｈ／３、前記光源アレイの前記光源の水平ピッチをｃ2
    ｈ、前記発光部の水平幅を（ｋｍ2＋４）ｃ2ｈ、前記各
    サブ画素を透過する光を発する前記光源の水平幅を（ｋ
    ｍ2＋２）ｃ2ｈ 、前記非発光部と前記発光部を単位ユ
    ニットとしたときのこの単位ユニットの水平方向の繰返
    しピッチをｍ2ｈ 、前記ディスプレイデバイスと前記光
    源アレイとの間の距離をＬ2ｄ2ｍ 2 、前記ディスプレイ
    デバイスから前記観察領域までの距離をＬ2、前記観察
    領域の水平ピッチをＥ2、前記ディスプレイデバイスに
    おける特定色用のサブ画素の水平方向両端部とこの特定
    色用のサブ画素を透過する光を発する前記光源の両端部
    を結ぶ直線の交点をｆ2 としたときのこの交点ｆ2 と前
    記ディスプレイデバイスとの距離をＬ2ｄ2ｆ2、前記交
    点ｆ2と前記光源アレイとの距離をＬ2ｆ2ｍ2、前記ディ
    スプレイデバイスにおける水平方向の画素開口率をｋｄ
    2、前記光源アレイにおける水平方向の光源開口率をｋ
    ｍ2、前記視差画像の数をＮ、前記観察領域での前記視
    差画像の水平幅をｅ2 とする。
  21. 【請求項２１】 前記光源アレイと前記ディスプレイデ
    バイスとの間にレンチキュラーレンズが配置されている
    ことを特徴とする請求項１７から２０のいずれか１項に
    記載の３次元画像表示装置。
  22. 【請求項２２】 前記視差画像ごとに異なる観察領域同
    士が、その一部において互いに重なっていることを特徴
    とする請求項１７から２１のいずれか１項に記載の３次
    元画像表示装置。
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