JP2012203166A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】視点の移動に起因する視認性の悪化を軽減することができる表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置は、異なる原色を表示する複数の種類の副画素の組から構成された画素が、行方向および列方向に２次元マトリクス状に配列された表示部、並びに、表示部に表示される画像を複数の視点用の画像に分離する光学分離部、を備えており、副画素が表示する原色のうちの１つを第１原色と表すとき、第１原色を表示する副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離が、第１原色とは異なる原色を表示する同種の副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離よりも短い。
【選択図】 図２

Description

本開示は表示装置に関する。より詳しくは、複数の視点用の画像を表示することができる表示装置に関する。

複数の視点用の画像を表示することができ、例えば視差のある画像を表示することによって立体視も可能となる表示装置が、種々、知られている。このような表示装置として、パララックスバリア（視差バリア）やレンズシート等から成る光学分離部と、表示部（２次元画像表示装置）とを組み合わせた表示装置の実用化が進められている。

例えば、光学分離部としてパララックスバリアを用いた表示装置は、通常、行方向（横方向）及び列方向（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表示パネル等から成る表示部と、実質的に列方向に延びる開口部を備えたパララックスバリアとから構成されている。

光学分離部を備えた表示装置は、例えば特開平５−１２２７３３号公報（特許文献１）の図７に示すように光学分離部が表示部の前面に配置されるものと、例えば特許３５６５３９１号公報（特許文献２）の図１０に示すように、透過型表示パネルといった表示部と照明部とを備えており、光学分離部が表示部と照明部との間に配置される（換言すれば、光学分離部が表示部の背面に配置される）ものに大別される。

光学分離部が表示部の前面に配置される表示装置の概念図を、図１８に示す。

図１８に示すように、符号Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ８，Ｌ１０を付した画素群から出射された光線群は視点１に達し、符号Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５，Ｒ７，Ｒ９を付した画素群から出射された光線群は視点２に達する。

ここで、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点１と視点２とに位置するとする。符号Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ８，Ｌ１０を付した画素群によって左眼用の画像を表示し、符号Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５，Ｒ７，Ｒ９を付した画素群によって右眼用の画像を表示すれば、画像観察者は、画像を立体画像として認識する。即ち、画像観察者は、左眼に視点１の画像を受け右眼に視点２の画像を受ける領域内に位置するとき、画像を立体画像として認識する。

特開平５−１２２７３３号公報 特許３５６５３９１号公報

表示部においては、通常、それぞれ隣接する画素間（カラー表示の場合には、それぞれ隣接する副画素間）に、例えば配線などに起因した遮光部が存在する。

画像観察者が画像を観察するとき、視点の位置は必ずしも一定ではない。従って、設計上定めた理想的な視点から外れた場所から画像を観察する場合がある。例えば、図１９に示すように、理想的な視点１から外れた視点１’において画像を観察する場合には、画素と共に遮光部の部分も視認される。遮光部の部分が視認される程度は、実際に画像を観察する視点と理想的な視点との間の距離などに応じて変化する。このため、観察される画像には、画像を観察する際の視点の移動に起因して変化するモアレが生じ、視認性が悪化する。

従って、本開示の目的は、視点の移動に起因する視認性の悪化を軽減することができる表示装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本開示の表示装置は、
異なる原色を表示する複数の種類の副画素の組から構成された画素が、行方向および列方向に２次元マトリクス状に配列された表示部、並びに、
表示部に表示される画像を複数の視点用の画像に分離する光学分離部、
を備えており、
副画素が表示する原色のうちの１つを第１原色と表すとき、第１原色を表示する副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離が、第１原色とは異なる原色を表示する同種の副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離よりも短い表示装置である。

本開示の表示装置にあっては、副画素が表示する原色のうちの１つを第１原色と表すとき、第１原色を表示する副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離が、第１原色とは異なる原色を表示する同種の副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離よりも短い。これにより、第１原色を表示する副画素により表示される画像についてはモアレが軽減され、視点の移動に起因する視認性の悪化を軽減することができる。

図１は、第１の実施形態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は、表示部の一部の模式的な平面図である。 図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、副画素を駆動する映像信号を説明するための模式的なグラフである。 図４は、図２に対応する図面であって、幅ＬＷ_R，ＬＷ_G，ＬＷ_B，ＬＷ_Wが全て等しい参考例の表示部の一部の模式的な平面図である。 図５は、副画素からの光が中央の観察領域の視点Ａ₁乃至Ａ₄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６は、参考例の表示部を用いた場合において、画像観察者の視点が視点Ａ₁にあるときに開口部３１_pを通して観察される白色副画素の面積を説明するための模式的な平面図である。 図７は、参考例の表示部を用いた場合において、画像観察者の視点が視点Ａ₁と視点Ａ₂との間にあるときの、開口部３１_pを通して観察される副画素の面積を説明するための模式的な平面図である。 図８は、参考例の表示部を用いた場合において、画像観察者の視点の移動と開口部３１_pを通して観察される副画素の面積の変化との関係を説明する模式的なグラフである。 図９は、白色を表示する副画素から成る副画素列の境界を説明するための、表示部の一部の模式的な平面図である。 図１０は、青色を表示する副画素から成る副画素列の境界を説明するための、表示部の一部の模式的な平面図である。 図１１は、赤色を表示する副画素から成る副画素列の境界、及び、緑色を表示する副画素から成る副画素列の境界を説明するための、表示部の一部の模式的な平面図である。 図１２は、第１の実施形態の表示装置において、画像観察者の視点が視点Ａ₁にあるときに開口部３１_pを通して観察される白色副画素の面積を説明するための模式的な平面図である。 図１３は、第１の実施形態の表示装置において、画像観察者の視点が視点Ａ₁と視点Ａ₂との間にあるときの、開口部３１_pを通して観察される白色副画素の面積を説明するための模式的な平面図である。 図１４は、第１の実施形態の表示装置において、画像観察者の視点の移動と開口部３１_pを通して観察される副画素の面積の変化との関係を説明する模式的なグラフである。 図１５は、変形例の表示部の一部の模式的な平面図である。 図１６は、変形例の表示部の一部の模式的な平面図である。 図１７は、変形例の表示部の一部の模式的な平面図である。 図１８は、光学分離部が表示部の前面に配置される表示装置の概念図である。 図１９は、理想的な視点１から外れた視点１’において画像を観察するときの様子を説明するための模式的な概念図である。

以下、図面を参照して、実施形態に基づき本開示を説明する。本開示は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値や材料は例示である。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示に係る表示装置の全般に関する説明
２．第１の実施形態（その他）

［本開示に係る表示装置の全般に関する説明］
本開示の表示装置において、表示部には、異なる原色を表示する複数の種類の副画素の組から構成された画素が配列される。表示部は、１つの画素が３種類の副画素の組から成る、所謂カラー表示の構成とすることができる。カラー表示の場合、通常、１つの画素は、赤色を表示する副画素、緑色を表示する副画素、及び、青色を表示する副画素の組から成る。場合によっては、これらの３種類の副画素に更に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を表示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表示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表示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表示する副画素を加えた１組）から画素が成る構成することもできる。

上述したように、本開示の表示装置にあっては、副画素が表示する原色のうちの１つを第１原色と表すとき、第１原色を表示する副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離が、第１原色とは異なる原色を表示する同種の副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離よりも短い。第１原色は副画素が表示する原色のうち最も明度が高い原色である構成とすることが好ましい。

この場合において、副画素が表示する原色のうち最も明度が低い原色を第２原色と表すとき、第２原色を表示する副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離が、第２原色とは異なる原色を表示する同種の副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離よりも長い構成とすることができる。更に、第１原色を表示する副画素と第２原色を表示する副画素は、行方向において交互に並んで配列されている構成とすることができる。

上述した各種の好ましい構成を含む本開示の表示装置にあっては、第１原色を表示する副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界は重なる構成とすることができる。

上述した各種の好ましい構成を含む本開示の表示装置にあっては、光学分離部は表示部の前面に対向して配置されている構成とすることができる。あるいは又、表示部は透過型の表示パネルから成り、表示装置は表示部を背面から照射する照明部を更に備えており、光学分離部は照明部と表示部との間に配置されている構成とすることもできる。前者の場合には、表示部として、液晶表示パネル、エレクトロルミネッセンス表示パネル、プラズマ表示パネル等といった、周知の表示部材を用いることができる。後者の場合には、表示部として、例えば透過型液晶表示パネルといった周知の表示部材を用いることができる。

光学分離部の構成は特に限定するものではなく、パララックスバリアや、レンチキュラーレンズといったレンズシートなどの周知の部材を用いることができる。光学分離部は、固定的な構成であってもよいし、動的に切り替え可能な構成であってもよい。

固定的なパララックスバリアは、アクリル系樹脂・ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）・ＡＢＳ樹脂・ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）・ポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）・ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）・ガラスなどといった周知の透明な材料から成る基材を用いて、フォトリソグラフ法とエッチング法との組合せ、スクリーン印刷法やインクジェット印刷法といった各種印刷法、電気メッキ法や無電解メッキ法といった各種メッキ法、リフトオフ法等の周知の方法により形成することができる。一方、動的に切り替え可能なパララックスバリアは、例えば、液晶材料層を備えた電気的に切り替え可能なライトバルブによって構成することができる。液晶材料層を用いたライトバルブを構成する材料の種類や、液晶材料層の動作モードは特に限定するものではない。場合によっては、モノクロ表示の液晶表示パネルを動的なパララックスバリアとして用いることもできる。パララックスバリアの開口部の大きさや配列ピッチ等は、表示装置の仕様等に応じて適宜設定すればよい。

固定的なレンズシートは、例えば、上述した周知の透明な材料等を用いて一体的に成型して構成することができるし、あるいは又、上述した材料等から成るシート状の基材の上に例えば感光性の樹脂材料等を用いてレンズ列を形成して構成することができる。一方、動的に切り替え可能なレンズシートは、例えば、透明な一対のシートと、シート間に配置された液晶材料層を備え、液晶材料層によって電気的に切り替え可能な屈折率分布レンズを形成するといった構成とすることができる。レンズ列の光学パワーや、レンズ列のピッチ等は、表示装置の仕様などに応じて適宜設定すればよい。

表示装置が透過型表示パネルと照明部とを備えている構成にあっては、周知の照明部を用いることができる。照明部の構成は、特に限定するものではない。一般に、照明部は、光源、プリズムシート、拡散シート、導光板等といった周知の部材から構成することができる。

後述する実施形態においては、アクティブマトリクス方式の透過型カラー液晶表示パネルを表示部として用い、固定的なパララックスバリアを光学分離部として用いる。また、実施形態にあっては、光学分離部は表示部と照明部との間に配置されているとして説明する。

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。液晶表示パネルの動作モードは特に限定するものではない。所謂ＴＮ（Twisted Nematic）モードで駆動される構成であってもよいし、ＶＡ（Vertical Alignment）モードあるいはＩＰＳ（In-Plane Switching）モードで駆動される構成であってもよい。

より具体的には、フロントパネルは、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。透過型のカラー液晶表示装置においては、第１の基板の内面に、アクリル樹脂やエポキシ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ている。カラーフィルターの配置パターンは特に限定するものではない。そして、フロントパネルは、更に、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。尚、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、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。液晶表示パネルを構成する各種の部材や液晶材料は、周知の部材や材料から構成することができる。スイッチング素子として、例えば薄膜トランジスタ（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。これらのスイッチング素子には、例えば行方向に延びる走査線や列方向に延びる信号線が接続されている。走査線や信号線といった配線によって、隣接する副画素の間には遮光部が形成される。

表示部の画素（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。

表示部を駆動する駆動回路などは、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などを用いて構成することができる。

本明細書に示す各種の条件は、厳密に成立する場合の他、実質的に成立する場合にも満たされる。設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。

［第１の実施形態］
第１の実施形態は、本開示に係る表示装置に関する。

図１は、第１の実施形態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１に示すように、表示装置１は、
異なる原色を表示する複数の種類の副画素の組から構成された画素１２が、行方向（図においてＸ方向）および列方向（図においてＹ方向）に２次元マトリクス状に配列された表示部１０、並びに、
表示部１０に表示される画像を複数の視点用の画像に分離する光学分離部３０、
を備えている。

表示装置１は表示部１０を背面から照射する照明部２０を更に備えており、光学分離部３０は表示部の前面に配置されている。照明部２０は、光源、プリズムシート、拡散シート、導光板等といった部材（これらは図示せず）から構成されている。拡散シート等を介した拡散光が、発光面２１から表示部１０の背面に向かって照射される。光学分離部３０は、表示部１０に表示される多視点用画像を分離し、各観察領域ＷＡ_L，ＷＡ_C，ＷＡ_Rにおいて各視点用の画像を観察可能とする。

表示部１０は、透過型の表示パネル（具体的には、アクティブマトリクス方式の透過型カラー液晶表示パネル）から成り、観察領域ＷＡ側のフロントパネル、照明部２０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。図示の都合上、図１においては表示部１０を１枚のパネルとして表した。

表示部１０は、視点Ａ₁ないし視点Ａ₄用の多視点用画像を表示する。表示部１０の表示領域１１には、行方向にＭ個、列方向にＮ個、合計Ｍ×Ｎ個の画素１２が配列されている。第ｍ列（但し、ｍ＝１，２・・・，Ｍ）、第ｎ行目（但し、ｎ＝１，２・・・，Ｎ）の画素１２を、第（ｍ，ｎ）番目の画素１２あるいは画素１２_(m,n)と表す。また、第ｍ列目の画素（具体的には、画素１２_(m,1)ないし画素１２_(m,n)）を、画素１２_mと表す場合がある。表示部１０の画素数（Ｍ，Ｎ）は、例えば（１０２４，７６８）である。画素１２は、列方向に並んだ４種類の副画素から構成されている。尚、図示の都合上、図１においては副画素の表示を省略した。副画素の詳細については、後述する図２を参照して、後ほど詳しく説明する。

光学分離部３０は、列方向に延び、行方向に複数並んで配置される開口部３１と、開口部３１以外の部分に位置するマスク部３２とを備えている。開口部３１は、行方向に複数（Ｐ個）並んで配列されている。第ｐ列目（但し、ｐ＝１，２・・・，Ｐ）の開口部３１を、開口部３１_pと表す。

光学分離部３０は、例えばＰＥＴフィルム上に、黒色顔料を含有した感光性材料層を形成した後、フォトリソグラフ法とエッチング法との組合せによりマスク部３２を残して感光性材料層を除去することにより構成した。感光性材料層が除去された部分が開口部３１となり、感光性材料層が残った部分がマスク部３２となる。尚、後述する図５においては、光学分離部３０の基材となるＰＥＴフィルムの図示を省略し、開口部３１とマスク部３２とを模式的に示した。また、明確化のために、マスク部３２を黒く表示した。

各実施形態において、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ＷＡ_L，ＷＡ_C，ＷＡ_Rにおいて、それぞれ、視点Ａ₁，Ａ₂，Ａ₃，Ａ₄の４つであるとして説明するが、これに限るものではない。観察領域の個数や視点の数は、表示装置の設計に応じて適宜設定することができる。

以上、表示装置１の概要について説明した。引き続き、表示部１０の概要について説明する。

図２は、表示部の一部の模式的な平面図である。より具体的には、第（ｍ−１）列ないし第（ｍ＋４）列、第ｎ行目の画素１２を含む部分の表示部１０の模式的な平面図である。

画素１２は、列方向に並ぶ４種類の副画素の組、具体的には、赤色を表示する副画素（赤色副画素）１２Ｒ、緑色を表示する副画素（緑色副画素）１２Ｇ、青色を表示する副画素（青色副画素）１２Ｂ、及び、白色を表示する副画素（白色副画素）１２Ｗの組から構成されている。図２において、符号「Ｒ」は赤色副画素１２Ｒの区画を示し、符号「Ｇ」は緑色副画素１２Ｇの区画を示す。同様に、符号「Ｂ」は青色副画素１２Ｂの区画を示し、符号「Ｗ」は白色副画素１２Ｗの区画を示す。

各副画素１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１２Ｗの周囲は、行方向に延びる走査線といった配線などから成る遮光部１３と、列方向に延びる信号線といった配線などから成る遮光部１４によって囲まれている。副画素１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１２Ｗは矩形状である。符号ＢＷは遮光部１４の幅を示す。表示部１０の全体において幅ＢＷは一定の値である。

画素１２を構成する各副画素１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１２Ｗの行方向の配列について説明する。画素１２の最上部（図２において最も＋Ｙ方向側）については、緑色副画素１２Ｇと赤色副画素１２Ｒとが行方向において交互に配列されている。最上部から１段下（図２において−Ｙ方向側）については、青色副画素１２Ｂと白色副画素１２Ｗとが行方向において交互に配列されている。同様に、最上部から２段下については、赤色副画素１２Ｒと緑色副画素１２Ｇとが行方向において交互に配列されている。最上部から３段下（最下部）については、白色副画素１２Ｗと青色副画素１２Ｂとが行方向において交互に配列されている。第ｎ行目以外の画素１２についての各副画素１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１２Ｗの行方向の配列についても同様である。従って、画素１２は、［（最上部）副画素１２Ｇ／副画素１２Ｂ／副画素１２Ｒ／副画素１２Ｗ（最下部）］といった組から成る画素と、［（最上部）副画素１２Ｒ／副画素１２Ｗ／副画素１２Ｇ／副画素１２Ｂ（最下部）］といった組から成る画素が、行方向に交互に並んでいる。尚、副画素１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１２Ｗの列方向の幅ＴＷは同一である。

図２に示す符号ＬＷ_R，ＬＷ_G，ＬＷ_B，ＬＷ_Wは、それぞれ、副画素１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１２Ｗの行方向の幅を示す。第１の実施形態において、幅ＬＷ_R，ＬＷ_G，ＬＷ_B，ＬＷ_Wは、以下の式（１）、式（２）、式（３）に示す条件を満たす。

ＬＷ_R＝ＬＷ_G （１）
ＬＷ_W＞ＬＷ_B （２）
ＬＷ_W＋ＬＷ_B＝ＬＷ_R＋ＬＷ_G （３）

図１に示す表示装置１には、各画素に対応して、図示せぬ赤色表示用の映像信号ＶＳ_R、緑色表示用の映像信号ＶＳ_G、及び、青色表示用の映像信号ＶＳ_Bが入力される。図３の（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、副画素１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１２Ｗを駆動する信号の値について説明する。

図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、副画素を駆動する信号を説明するための模式的なグラフである。尚、説明の都合上、映像信号ＶＳ_R，ＶＳ_G，ＶＳ_Bは、８ビットに離散化された０〜２５５階調であるとするが、これは例示に過ぎない。

図３の（Ａ）に示すように、表示装置１は、入力された映像信号ＶＳ_R，ＶＳ_G，ＶＳ_Bの値のうちの最小値を求める。図に示す関数ＭＩＮ（ＶＳ_R，ＶＳ_G，ＶＳ_B）は、最小値を与える関数である。図３の（Ａ）に示す例では、ＭＩＮ（ＶＳ_R，ＶＳ_G，ＶＳ_B）＝ＶＳ_Bである。

そして、図３の（Ｂ）に示すように、白色副画素１２Ｗを、ＭＩＮ（ＶＳ_R，ＶＳ_G，ＶＳ_B）で与えられる信号に基づいて駆動する。一方、赤色副画素１２Ｒを、ＶＳ_R−ＭＩＮ（ＶＳ_R，ＶＳ_G，ＶＳ_B）で与えられる信号に基づいて駆動し、緑色副画素１２Ｇを、ＶＳ_G−ＭＩＮ（ＶＳ_R，ＶＳ_G，ＶＳ_B）で与えられる信号に基づいて駆動し、青色副画素１２Ｂを、ＶＳ_B−ＭＩＮ（ＶＳ_R，ＶＳ_G，ＶＳ_B）で与えられる信号に基づいて駆動する。

以上、表示部１０の概要について説明した。ここで、発明の理解を助けるため、参考例の表示部を用いた場合の課題について説明する。

図４は、図２に対応する図面であって、幅ＬＷ_R，ＬＷ_G，ＬＷ_B，ＬＷ_Wが全て等しい参考例の表示部の一部の模式的な平面図である。説明の都合上、参考例の表示部１０’の構成要素を表す参照番号や符号は、基本的には、表示部１０の説明で用いた構成要素を表す参照番号や符号と同様とする。尚、幅ＬＷ_R，ＬＷ_G，ＬＷ_B，ＬＷ_Wは全て等しいので、これらを区別せず単に幅ＬＷとして表した。

先ず、図１に示す表示部１０を参考例の表示部１０’に置き換えたときの、表示部１０’と光学分離部３０との位置関係について説明する。

図５は、副画素からの光が中央の観察領域の視点Ａ₁乃至Ａ₄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。

説明の都合上、図５にあっては、第ｐ列目の開口部３１_pは、開口部３１₁と開口部３１_Pとの間の中心に位置するものとする。また、第（ｍ＋１）列目の画素１２_m+1と第（ｍ＋２）列目の画素１２_m+2との間の中点、及び、観察領域ＷＡ_Cにおける視点Ａ₂と視点Ａ₃との間の中点は、開口部３１_p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［ｍｍ］と表し、開口部ピッチをＲＤ［ｍｍ］と表す。光学分離部３０と表示部１０’との間の距離をＺ１［ｍｍ］と表し、光学分離部３０と観察領域ＷＡ_L，ＷＡ_C，ＷＡ_Rとの間の距離をＺ２［ｍｍ］と表す。また、観察領域ＷＡ_L，ＷＡ_C，ＷＡ_Rにおいて隣接する視点間の距離をＤＰ［ｍｍ］と表す。尚、表示部１０’と発光部２０との間の距離は特に限定するものではなく、表示装置の仕様に応じて、適宜好ましい値に設定される。

開口部３１の幅を符号ＰＷと表し、マスク部３２の幅を符号ＳＷと表せば、開口部ピッチＲＤ＝ＳＷ＋ＰＷといった関係にある。定性的には、ＰＷ／ＲＤ＝ＰＷ／（ＳＷ＋ＰＷ）の値を小さくするほど、各視点用の画像の指向性は向上するが、観察される画像の輝度は低下する。ＰＷ／ＲＤの値は、表示装置の仕様に応じて、適宜好ましい値に設定すればよい。

開口部３１_pを透過する画素１２_m+3，１２_m+2，１２_m+1，１２_mからの光のそれぞれが、中央の観察領域ＷＡ_C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、開口部３１の幅ＰＷは充分小さいとし、開口部３１の中心を通る光の軌道に注目して説明する。

開口部３１_p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１２_m+3の中心までの距離を符号Ｘ１で表し、中央の観察領域ＷＡ_Cの視点Ａ₁までの距離を符号Ｘ２と表す。画素１２_m+3からの光が開口部３１_pを透過して観察領域ＷＡ_C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（４）に示す条件を満たす。

Ｚ１：Ｘ１＝Ｚ２：Ｘ２ （４）

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（４）は、以下の式（４’）のように表される。

Ｚ１：１．５×ＮＤ＝Ｚ２：１．５×ＤＰ （４’）

上述した式（４’）を満たせば、画素１２_m+2，１２_m+1，１２_mを透過する開口部３１_pからの光も、それぞれ、観察領域ＷＡ_Cの視点Ａ₂，Ａ₃，Ａ₄に向かうといったことは、幾何学的に明らかである。

次に、開口部３１_p+1を透過する画素１２_m+3，１２_m+2，１２_m+1，１２_mからの光のそれぞれが、右側の観察領域ＷＡ_Rの視点Ａ₁，Ａ₂，Ａ₃，Ａ₄に向かう条件について考察する。

開口部３１_p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ＷＡ_Rの視点Ａ₁までの距離を符号Ｘ３と表す。画素１２_m+3からの光が開口部３１_p+1を透過して観察領域ＷＡ_R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。

Ｚ１：ＲＤ−Ｘ１＝（Ｚ１＋Ｚ２）：（Ｘ３−Ｘ１） （５）

ここで、Ｘ１＝１．５×ＮＤ、Ｘ３＝２．５×ＤＰであるので、これらを反映すると、式（５）は、以下の式（５’）のように表される。

Ｚ１：ＲＤ−１．５×ＮＤ＝（Ｚ１＋Ｚ２）：（２．５×ＤＰ−１．５×ＮＤ） （５’）

上述した式（５’）を満たせば、画素１２_m+2，１２_m+1，１２_mを透過する開口部３１_p+1からの光も、それぞれ、観察領域ＷＡ_Cの視点Ａ₂，Ａ₃，Ａ₄に向かうといったことは、幾何学的に明らかである。

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、表示部１０’の構造によって定まる。式（４’）と式（５’）より、距離Ｚ１と開口部ピッチＲＤについて、以下の式（６）と式（７）を得る。

Ｚ１＝Ｚ２×ＮＤ／ＤＰ （６）
ＲＤ＝４×ＤＰ×ＮＤ／（ＤＰ＋ＮＤ） （７）

例えば、表示部１０’の画素ピッチＮＤが０．３００［ｍｍ］、距離Ｚ２が３００［ｍｍ］、距離ＤＰが６５．０［ｍｍ］であったとすると、距離Ｚ１は約１．３９［ｍｍ］、開口部ピッチＲＤは約１．１９［ｍｍ］である。

上述した例では、開口部ピッチ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。

距離Ｚ１や開口部ピッチ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ＷＡ_L，ＷＡ_C，ＷＡ_R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。

次いで、図６乃至図８を参照して、視点の移動に起因する視認性の悪化について説明する。

図６は、参考例の表示部を用いた場合において、画像観察者の視点が視点Ａ₁にあるときに開口部３１_pを通して観察される副画素の面積を説明するための模式的な平面図である。

例えば、白色副画素１２Ｗの面積に注目すると、この場合、開口部３１_pを通して第１２_m+3列目の白色副画素１２Ｗが観察される。白色が表示される面積Ｓ₁の値は、Ｓ₁＝ＴＷ×ＰＷといった式で与えられる。

図７は、参考例の表示部を用いた場合において、画像観察者の視点が視点Ａ₁と視点Ａ₂との間にあるときの、開口部３１_pを通して観察される副画素の面積を説明するための模式的な平面図である。

この場合には、開口部３１_pを通して、第１２_m+3列目の白色副画素１２Ｗと第１２_m+2列目の白色副画素１２Ｗとが観察される。白色が表示される面積の値は面積Ｓ₂と面積Ｓ₃の値の和で与えられる。ここで、Ｓ₂＋Ｓ₃＝ＴＷ×（ＰＷ−ＢＷ）である。

従って、図６に対して図７では、開口部３１_pを通して観察される白色副画素１２Ｗの面積が小さくなり光量は減少する。他の副画素１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂについても同様である。視点の移動による面積の変化は、開口部３１_pと遮光部１４との位置関係によって変化する。

図８は、参考例の表示部を用いた場合において、画像観察者の視点の移動と開口部３１_pを通して観察される第ｎ行目の副画素１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１２Ｗの面積の変化との関係を説明する模式的なグラフである。

図８において、グラフの横軸は視点の位置を表す。グラフの縦軸は、開口部３１_pを介して観察される各副画素の面積を示す。尚、縦軸の値は、上述した面積Ｓ₁を基準として正規化した。

画像観察者の視点が移動する場合、開口部３１を介して観測される画素の面積は、表示部の全体において図８に示すように変化する。従って、画像観察者の視点が移動すると、表示される画像の輝度変化やモアレが生じ、視認性が悪化する。

以上、参考例の表示部を用いた場合の課題について説明した。次いで、図２に示す表示部１０を用いた場合について説明する。

副画素１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１２Ｗが表示する原色のうちの１つを第１原色と表すとき、第１原色を表示する副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離と、第１原色とは異なる原色を表示する同種の副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離との関係について説明する。

赤色、緑色、青色および白色のうち、白色は最も明度が高い原色である。ここでは、副画素が表示する原色のうちの白色を第１原色と表す。

以下、図９ないし図１１を参照して説明するように、第１原色（白色）を表示する副画素１２Ｗから成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離は、第１原色とは異なる原色（即ち、赤色、緑色および青色）を表示する同種の副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離よりも短い。

図９は、白色を表示する副画素から成る副画素列の境界を説明するための、表示部の一部の模式的な平面図である。

副画素１２Ｗにおける＋Ｙ方向側の辺（上辺）を符号ｗ_nで表し、−Ｙ方向側の辺（下辺）を符号ｗ_sで表す。同様に、＋Ｘ方向側の辺（右辺）を符号ｗ_eで表し、−Ｘ方向側の辺（左辺）を符号ｗ_wで表す。

例えば、第（ｍ−１）列目の画素１２_m-1に属する副画素１２Ｗから成る副画素列と、第ｍ列目の画素１２_mに属する副画素１２Ｗから成る副画素列に注目すると、これら二つの副画素列は、それぞれ隣接する副画素列を構成する。隣接するこの２つの副画素列の境界に注目すると、第（ｍ−１）列目の副画素列の境界は辺ｗ_eを含む直線状の境界ＢＬ_weとなる。また、第ｍ列目の副画素列の境界は辺ｗ_wを含む直線状の境界ＢＬ_wwとなる。そして、境界ＢＬ_weと境界ＢＬ_wwとの距離は０である。換言すれば、境界ＢＬ_weと境界ＢＬ_wwとは重なっている。他の白色の副画素列においても同様である。

図１０は、青色を表示する副画素から成る副画素列の境界を説明するための、表示部の一部の模式的な平面図である。

副画素１２Ｂにおける＋Ｙ方向側の辺（上辺）を符号ｂ_nで表し、−Ｙ方向側の辺（下辺）を符号ｂ_sで表す。同様に、＋Ｘ方向側の辺（右辺）を符号ｂ_eで表し、−Ｘ方向側の辺（左辺）を符号ｂ_wで表す。

上述した副画素１２Ｗの境界について説明したのと同様に、例えば、第（ｍ−１）列目の画素１２_m-1に属する副画素１２Ｂから成る副画素列と、第ｍ列目の画素１２_mに属する副画素１２Ｂから成る副画素列に注目すると、これら二つの副画素列は、それぞれ隣接する副画素列を構成する。隣接するこの２つの副画素列の境界に注目すると、第（ｍ−１）列目の副画素列の境界は辺ｂ_eを含む直線状の境界ＢＬ_beとなる。また、第ｍ列目の副画素列の境界は辺ｂ_wを含む直線状の境界ＢＬ_bwとなる。そして、境界ＢＬ_beと境界ＢＬ_bwとの距離は、図２に示す遮光部１４の幅ＢＷよりも大きい。

図１１は、赤色を表示する副画素から成る副画素列の境界、及び、緑色を表示する副画素から成る副画素列の境界を説明するための、表示部の一部の模式的な平面図である。

副画素１２Ｒにおける＋Ｙ方向側の辺（上辺）を符号ｒ_nで表し、−Ｙ方向側の辺（下辺）を符号ｒ_sで表す。同様に、＋Ｘ方向側の辺（右辺）を符号ｒ_eで表し、−Ｘ方向側の辺（左辺）を符号ｒ_wで表す。また、副画素１２Ｇにおける＋Ｙ方向側の辺（上辺）を符号ｇ_nで表し、−Ｙ方向側の辺（右辺）を符号ｇ_sで表す。同様に、＋Ｘ方向側の辺（上辺）を符号ｇ_eで表し、−Ｘ方向側の辺（右辺）を符号ｇ_wで表す。

上述した副画素１２Ｗの境界について説明したのと同様に、例えば、第（ｍ＋２）列目の画素１２_m+2に属する副画素１２Ｒから成る副画素列と、第（ｍ+３）列目の画素１２_m+3に属する副画素１２Ｒから成る副画素列に注目すると、これら二つの副画素列は、それぞれ隣接する副画素列を構成する。隣接するこの２つの副画素列の境界に注目すると、第（ｍ＋２）列目の副画素列の境界は辺ｒ_eを含む直線状の境界ＢＬ_reとなる。また、第（ｍ＋３）列目の副画素列の境界は辺ｒ_wを含む直線状の境界ＢＬ_rwとなる。そして、境界ＢＬ_reと境界ＢＬ_rwとの距離は、図２に示す遮光部１４の幅ＢＷと同じである。副画素１２Ｇから成る副画素列の境界の関係は、副画素１２Ｒについての説明において符号を適宜読み替えればよい。境界ＢＬ_geと境界ＢＬ_gwとの距離も、図２に示す遮光部１４の幅ＢＷと同じである。

以上説明したように、第１原色（白色）を表示する副画素１２Ｗから成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離は、第１原色とは異なる原色を表示する同種の副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離よりも短い。

また、赤色、緑色、青色および白色のうち、青色は最も明度が低い原色である。副画素が表示する原色のうちの青色を第２原色と表せば、第２原色を表示する副画素１２Ｂから成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離が、第２原色とは異なる原色を表示する同種の副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離よりも長い。第１原色を表示する副画素と第２原色を表示する副画素は、行方向において交互に並んで配列されている。

以上説明した構成とすることによって、後述する図１４に示すように、第１原色を表示する画素について、視点の移動に起因する視認性の悪化が軽減される。これによって、視点の移動に起因する視認性の悪化を軽減することができる。

図１２は、第１の実施形態の表示装置において、画像観察者の視点が視点Ａ₁にあるときに開口部３１_pを通して観察される白色副画素の面積を説明するための模式的な平面図である。

白色副画素１２Ｗの面積に注目すると、開口部３１_pを通して第１２_m+3列目の白色副画素１２Ｗが観察される。白色が表示される面積Ｓ₄の値は、Ｓ₄＝ＴＷ×ＰＷといった式で与えられる。

図１３は、第１の実施形態の表示装置において、画像観察者の視点が視点Ａ₁と視点Ａ₂との間にあるときの、開口部３１_pを通して観察される白色副画素の面積を説明するための模式的な平面図である。

この場合には、開口部３１_pを通して、第１２_m+3列目の白色副画素１２Ｗと第１２_m+2列目の白色副画素１２Ｗとが観察される。白色が表示される面積の値は面積Ｓ₅と面積Ｓ₆の値の和で与えられる。上述したように、境界ＢＬ_weと境界ＢＬ_wwとは重なっているので、Ｓ₅＋Ｓ₆＝ＴＷ×ＰＷである。

従って、図１２と図１３では、開口部３１_pを通して観察される白色副画素１２Ｗの面積は一定である。例えば隣接する副画素１２Ｗが同じ輝度であれば、光量は一定である。このように、開口部３１_pと遮光部１４との位置関係が変化しても、開口部３１_pを通して観察される白色副画素１２Ｗの面積は一定である。

図１４は、第１の実施形態の表示装置において、画像観察者の視点の移動と開口部３１_pを通して観察される副画素１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１２Ｗの面積の変化との関係を説明する模式的なグラフである。グラフの横軸と縦軸は、図８において説明した通りであるので、説明を省略する。

図２に示す幅ＬＷ_Rと幅ＬＷ_Gとが図４に示す幅ＬＷと同じであるとすれば、図１４に示す赤色副画素１２Ｒと緑色副画素１２Ｇとについてのグラフは、図８に示すグラフと同一である。一方、図８と図１４とを対比して明らかなように、視点が移動しても開口部３１を通して観察される白色副画素１２Ｗの面積は一定となる。赤色、緑色、青色および白色のうち、白色は最も明度が高い原色であるので、視点の移動による画像の輝度変化やモアレが軽減される。

尚、第１の実施形態の表示装置において、画像観察者の視点の移動と開口部３１を通して観察される青色副画素１２Ｂの面積の変化は、参考例の表示部１０’を用いた場合よりも多少顕著になる。しかしながら、人間の視覚において網膜のＳ錐体から輝度チャネルへの寄与は非常に小さいので、輝度変化やモアレに与える影響は少なく問題とはならない。

以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

例えば、表示部の副画素の配列は種々変更することができる。

図１５は、変形例の表示部の一部の模式的な平面図である。

図１５に示す表示部１１０にあっては、画素１２は、［（最上部）副画素１２Ｇ／副画素１２Ｒ／副画素１２Ｗ／副画素１２Ｂ（最下部）］といった組から成る画素と、［（最上部）副画素１２Ｒ／副画素１２Ｇ／副画素１２Ｂ／副画素１２Ｗ（最下部）］といった組から成る画素が、行方向に交互に並ぶ。

図１６も、変形例の表示部の一部の模式的な平面図である。

図１６に示す表示部２１０にあっては、画素１２は、副画素１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂから成る組と、副画素１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｗから成る組とで構成されている。そして、画素１２は、［（最上部）副画素１２Ｒ／副画素１２Ｇ／副画素１２Ｂ（最下部）］といった組から成る画素と、［（最上部）副画素１２Ｒ／副画素１２Ｇ／副画素１２Ｗ（最下部）］といった組から成る画素が、行方向に交互に並ぶ。

図１７も、変形例の表示部の一部の模式的な平面図である。

図１７に示す表示部３１０にあっては、画素１２は、副画素１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂから成る組から構成されている。この場合には、最も明度が高い緑色を第１原色とすればよい。

なお、本開示の技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）異なる原色を表示する複数の種類の副画素の組から構成された画素が、行方向および列方向に２次元マトリクス状に配列された表示部、並びに、
表示部に表示される画像を複数の視点用の画像に分離する光学分離部、
を備えており、
副画素が表示する原色のうちの１つを第１原色と表すとき、第１原色を表示する副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離が、第１原色とは異なる原色を表示する同種の副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離よりも短い表示装置。
（２）第１原色は副画素が表示する原色のうち最も明度が高い原色である前記（１）に記載の表示装置。
（３）副画素が表示する原色のうち最も明度が低い原色を第２原色と表すとき、第２原色を表示する副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離が、第２原色とは異なる原色を表示する同種の副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離よりも長い前記（１）または（２）に記載の表示装置。
（４）第１原色を表示する副画素と第２原色を表示する副画素は、行方向において交互に並んで配列されている前記（３）に記載の表示装置。
（５）第１原色を表示する副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界は重なる前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の表示装置。

１・・・表示装置、１０，１０'，１１０，２１０，３１０・・・表示部、１１・・・表示領域、１２・・・画素、１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１２Ｗ・・・副画素、１３，１４・・・遮光部、２０・・・照明部、２１・・・発光面、３０・・・光学分離部、３１・・・開口部、３２・・・マスク部、ＷＡ_L，ＷＡ_C，ＷＡ_R・・・観察領域、Ａ₁，Ａ₂，Ａ₃，Ａ₄・・・視点、ＬＷ，ＬＷ_R，ＬＷ_G，ＬＷ_B，ＬＷ_W・・・副画素の行方向の幅、ＴＷ・・・副画素の列方向の幅、ＢＷ・・・遮光部の行方向の幅、ＶＳ_R，ＶＳ_G，ＶＳ_B・・・映像信号、ｒ_n，ｒ_e、ｒ_w，ｒ_s，ｇ_n，ｇ_e、ｇ_w，ｇ_s，ｂ_n，ｂ_e、ｂ_w，ｂ_s，ｗ_n，ｗ_e、ｗ_w，ｗ_s・・・辺、ＢＬ_re，ＢＬ_rw，ＢＬ_ge，ＢＬ_gw，ＢＬ_be，ＢＬ_bw，ＢＬ_we，ＢＬ_ww・・・境界、Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃，Ｓ₄，Ｓ₅，Ｓ₆・・・面積

Claims (5)

1. 異なる原色を表示する複数の種類の副画素の組から構成された画素が、行方向および列方向に２次元マトリクス状に配列された表示部、並びに、
   表示部に表示される画像を複数の視点用の画像に分離する光学分離部、
   を備えており、
   副画素が表示する原色のうちの１つを第１原色と表すとき、第１原色を表示する副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離が、第１原色とは異なる原色を表示する同種の副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離よりも短い表示装置。
2. 第１原色は副画素が表示する原色のうち最も明度が高い原色である請求項１に記載の表示装置。
3. 副画素が表示する原色のうち最も明度が低い原色を第２原色と表すとき、第２原色を表示する副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離が、第２原色とは異なる原色を表示する同種の副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界間の距離よりも長い請求項２に記載の表示装置。
4. 第１原色を表示する副画素と第２原色を表示する副画素は、行方向において交互に並んで配列されている請求項３に記載の表示装置。
5. 第１原色を表示する副画素から成りそれぞれ隣接する副画素列の境界は重なる請求項１に記載の表示装置。

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