JPH10288954A - 画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 各画素内に輝度分布を有していても、画素間
の隙間が目立たつようなことがなく、鮮明な画像を表示
することが可能な画像表示装置を提供する。 【解決手段】 ディフューザ５によって、輝度分布が各
画素毎に複数のピークを有するように、表示デバイス４
によって表示された各画素を拡散させる。そして、ディ
フューザ５によって生じた拡散光によって、画素間の隙
間を埋めて、画素間の隙間を目立たなくする。
の隙間が目立たつようなことがなく、鮮明な画像を表示
することが可能な画像表示装置を提供する。 【解決手段】 ディフューザ５によって、輝度分布が各
画素毎に複数のピークを有するように、表示デバイス４
によって表示された各画素を拡散させる。そして、ディ
フューザ５によって生じた拡散光によって、画素間の隙
間を埋めて、画素間の隙間を目立たなくする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各画素内に輝度分
布を有する複数の画素を表示することにより、画像を表
示する画像表示装置に関する。
布を有する複数の画素を表示することにより、画像を表
示する画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】画像表示装置として、多数の画素に対応
した画素開口を有する液晶パネルに光源からの光を照射
し、各画素開口毎に光の透過状態を制御することによ
り、画像を表示する画像表示装置がある。この種の画像
表示装置では、より明るく鮮明な画像を表示できるよう
に、各画素の輝度を上げることが課題となっている。さ
らに、この種の画像表示装置においてカラー画像を表示
するためには、通常、３原色に対応したカラーフィルタ
を各画素に対応させて配置するが、カラーフィルタは輝
度の低下の原因となるため、特にカラー画像の表示が可
能な画像表示装置において、画素の輝度を上げることは
非常に大きな課題となっている。
した画素開口を有する液晶パネルに光源からの光を照射
し、各画素開口毎に光の透過状態を制御することによ
り、画像を表示する画像表示装置がある。この種の画像
表示装置では、より明るく鮮明な画像を表示できるよう
に、各画素の輝度を上げることが課題となっている。さ
らに、この種の画像表示装置においてカラー画像を表示
するためには、通常、３原色に対応したカラーフィルタ
を各画素に対応させて配置するが、カラーフィルタは輝
度の低下の原因となるため、特にカラー画像の表示が可
能な画像表示装置において、画素の輝度を上げることは
非常に大きな課題となっている。
【０００３】そこで、カラー画像を表示しても高い輝度
が得られる画像表示装置として、図９に示すような画像
表示装置１０１が考案されている。この画像表示装置１
０１は、白色光を出射する光源１０２と、光源１０２か
らの光を３原色に分けて反射するダイクロイックミラー
１０３と、各画素に対応した画素開口を有する表示デバ
イス１０４と、画像を投射するための投射レンズ１０５
と、投射レンズ１０５によって投射された画像が表示さ
れるスクリーン１０６とを備えている。
が得られる画像表示装置として、図９に示すような画像
表示装置１０１が考案されている。この画像表示装置１
０１は、白色光を出射する光源１０２と、光源１０２か
らの光を３原色に分けて反射するダイクロイックミラー
１０３と、各画素に対応した画素開口を有する表示デバ
イス１０４と、画像を投射するための投射レンズ１０５
と、投射レンズ１０５によって投射された画像が表示さ
れるスクリーン１０６とを備えている。
【０００４】この画像表示装置において、光源１０２か
らの光は、ダイクロイックミラー１０３によって赤、
緑、青の３原色に分離されて反射され、表示デバイス１
０４に入射する。このとき、赤、緑、青のそれぞれの光
は、表示デバイス１０４への入射角度がそれぞれ異なる
ようになされる。これらの光が入射する表示デバイス１
０４は、画像を構成する画素に対応した画素開口を有す
る液晶パネルと、液晶パネル上の３つの画素開口に対し
て１つのレンズが対応するように多数のレンズが配列さ
れたマイクロアレーレンズとを備えている。そして、マ
イクロアレーレンズによって、ダイクロイックミラー３
からの赤、緑、青の光をそれぞれ異なる画素開口に集束
させる。すなわち、この画像表示装置１０１では、赤、
緑、青のそれぞれの光の表示デバイス１０４への入射角
の違いを利用して、マイクロアレーレンズによって、
赤、緑、青のそれぞれの光をそれぞれ異なる画素開口に
集束させる。これにより、カラーフィルタを使用しなく
ても、赤色を表示する画素と、緑色を表示する画素と、
青色を表示する画素とが得られる。そして、液晶パネル
は、所望の画像が得られるように、各画素開口毎に光の
透過状態を制御する。これにより、赤、緑、青の画素か
らなるカラーの画像が得られる。そして、この画像は、
投射レンズ１０５によってスクリーン１０６上に投射さ
れる。このような画像表示装置１０１では、各画素に入
射する光自体が、赤、緑又は青の光となるので、輝度の
低下の原因となるカラーフィルタが不要である。したが
って、カラー画像の表示を行っても、非常に高い輝度が
得られる。
らの光は、ダイクロイックミラー１０３によって赤、
緑、青の３原色に分離されて反射され、表示デバイス１
０４に入射する。このとき、赤、緑、青のそれぞれの光
は、表示デバイス１０４への入射角度がそれぞれ異なる
ようになされる。これらの光が入射する表示デバイス１
０４は、画像を構成する画素に対応した画素開口を有す
る液晶パネルと、液晶パネル上の３つの画素開口に対し
て１つのレンズが対応するように多数のレンズが配列さ
れたマイクロアレーレンズとを備えている。そして、マ
イクロアレーレンズによって、ダイクロイックミラー３
からの赤、緑、青の光をそれぞれ異なる画素開口に集束
させる。すなわち、この画像表示装置１０１では、赤、
緑、青のそれぞれの光の表示デバイス１０４への入射角
の違いを利用して、マイクロアレーレンズによって、
赤、緑、青のそれぞれの光をそれぞれ異なる画素開口に
集束させる。これにより、カラーフィルタを使用しなく
ても、赤色を表示する画素と、緑色を表示する画素と、
青色を表示する画素とが得られる。そして、液晶パネル
は、所望の画像が得られるように、各画素開口毎に光の
透過状態を制御する。これにより、赤、緑、青の画素か
らなるカラーの画像が得られる。そして、この画像は、
投射レンズ１０５によってスクリーン１０６上に投射さ
れる。このような画像表示装置１０１では、各画素に入
射する光自体が、赤、緑又は青の光となるので、輝度の
低下の原因となるカラーフィルタが不要である。したが
って、カラー画像の表示を行っても、非常に高い輝度が
得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような画像表示装置では、各画素開口に入射する光が
レンズで絞られるため、各画素内における輝度の分布が
一様でなくなってしまう。また、表示される画素自体の
大きさも、通常は、液晶パネルに形成された画素開口の
大きさよりも小さくなってしまう。
たような画像表示装置では、各画素開口に入射する光が
レンズで絞られるため、各画素内における輝度の分布が
一様でなくなってしまう。また、表示される画素自体の
大きさも、通常は、液晶パネルに形成された画素開口の
大きさよりも小さくなってしまう。
【０００６】このような画像表示装置による画素の表示
状態を図１０に示す。なお、図１０では、画素開口を点
線で示しており、実際に表示される画素を実線で示して
いる。図１０に示すように、実際に表示される画像は、
矩形の画素開口よりも小さな円形のスポットとなる。こ
のため、特に大画面にしようとすると、ブラックストラ
イプと呼ばれる画素間の隙間が目立つようになってしま
う。このような画素間の隙間は、表示された画像におい
て網目状パターンとなるため、目立たなくすることが好
ましい。また、この画像表示装置では、各画素が画素開
口よりも小さな円形のスポットとして表示されるため、
表示される画像において、ぶつぶつ感が非常に顕著に現
れてしまう。
状態を図１０に示す。なお、図１０では、画素開口を点
線で示しており、実際に表示される画素を実線で示して
いる。図１０に示すように、実際に表示される画像は、
矩形の画素開口よりも小さな円形のスポットとなる。こ
のため、特に大画面にしようとすると、ブラックストラ
イプと呼ばれる画素間の隙間が目立つようになってしま
う。このような画素間の隙間は、表示された画像におい
て網目状パターンとなるため、目立たなくすることが好
ましい。また、この画像表示装置では、各画素が画素開
口よりも小さな円形のスポットとして表示されるため、
表示される画像において、ぶつぶつ感が非常に顕著に現
れてしまう。
【０００７】さらに、カラー画像が表示できる画像表示
装置では、３原色に対応した画素を所定の繰り返し周期
で配置するが、画素間の隙間が大きいと、同色画素の周
期が目立つようになってしまい、表示される画像は非常
に見苦しいものとなってしまう。また、図１１に示すよ
うに、赤色画素に対応した画素開口Ｒと、青色画素に対
応した画素開口Ｂと、緑色画素に対応した画素開口Ｇと
を、いわゆる千鳥格子状のパターンとして配置した場合
には、同色画素間の斜め方向の間隔が広くなるため、表
示された画像にむらが生じやすくなる。
装置では、３原色に対応した画素を所定の繰り返し周期
で配置するが、画素間の隙間が大きいと、同色画素の周
期が目立つようになってしまい、表示される画像は非常
に見苦しいものとなってしまう。また、図１１に示すよ
うに、赤色画素に対応した画素開口Ｒと、青色画素に対
応した画素開口Ｂと、緑色画素に対応した画素開口Ｇと
を、いわゆる千鳥格子状のパターンとして配置した場合
には、同色画素間の斜め方向の間隔が広くなるため、表
示された画像にむらが生じやすくなる。
【０００８】画像表示装置において、これらの問題を解
決するためには、画素間隔を狭くして、画素数を多くす
ればよい。しかしながら、生産歩留まりや製造コストの
関係で、画素間隔を大幅に狭くして、画素数を大幅に多
くすることは困難である。
決するためには、画素間隔を狭くして、画素数を多くす
ればよい。しかしながら、生産歩留まりや製造コストの
関係で、画素間隔を大幅に狭くして、画素数を大幅に多
くすることは困難である。
【０００９】ところで、ＣＣＤカメラのような撮像装置
では、撮影した画像信号に対して電気的な処理を施すこ
とにより、画素間の隙間を目立たなくすることができ
る。すなわち、ＣＣＤカメラのような撮像装置では、撮
影した画像信号に対してローパスフィルタによる電気的
な処理を施すことにより、画素間の隙間を目立たなくす
ることが容易にできる。このように、撮像装置では、撮
影した画像信号に対して電気的な処理を施すことによ
り、画素間の隙間等に起因する画像の劣化を低減するこ
とができる。
では、撮影した画像信号に対して電気的な処理を施すこ
とにより、画素間の隙間を目立たなくすることができ
る。すなわち、ＣＣＤカメラのような撮像装置では、撮
影した画像信号に対してローパスフィルタによる電気的
な処理を施すことにより、画素間の隙間を目立たなくす
ることが容易にできる。このように、撮像装置では、撮
影した画像信号に対して電気的な処理を施すことによ
り、画素間の隙間等に起因する画像の劣化を低減するこ
とができる。
【００１０】これに対して、画像表示装置において画素
間の隙間を目立たなくするには、表示デバイスから光が
出射された後で画素間の隙間を埋める必要がある。した
がって、電気的な処理により、画素間の隙間による網目
パターンや、同色画素の繰り返し周期等を目立たなくす
ることは困難である。すなわち、画像表示装置では、電
気的な処理ではなく、光学的な処理によって画素間の隙
間を目立たなくする必要がある。
間の隙間を目立たなくするには、表示デバイスから光が
出射された後で画素間の隙間を埋める必要がある。した
がって、電気的な処理により、画素間の隙間による網目
パターンや、同色画素の繰り返し周期等を目立たなくす
ることは困難である。すなわち、画像表示装置では、電
気的な処理ではなく、光学的な処理によって画素間の隙
間を目立たなくする必要がある。
【００１１】画像表示装置において、光学的な処理によ
って画素間の隙間を目立たなくする方法としては、例え
ば、便宜的な方法として、見る側のレンズ焦点をぼかす
方法がある。しかし、この方法では、表示すべき画像自
体もぼけてしまうため好ましくない。しかも、上述した
画像表示装置にように、赤、青、緑の光の表示デバイス
への入射角の違いを利用して、カラーフィルタを不要と
した画像表示装置では、レンズ焦点をぼかすと、赤、
青、緑の各画素の位置がずれてしまい、いわゆる色ずれ
が発生してしまう。したがって、このような画像表示装
置では、レンズ焦点をぼかすことにより画素間の隙間を
目立たなくする方法を採用することはできない。また、
画素間の隙間を目立たなくする方法としては、摺りガラ
ス等を用いることにより各画素を拡散させる、いわゆる
ノングレア方法もあるが、この方法も画面がぼけすぎて
しまうため、あまり好ましくない。
って画素間の隙間を目立たなくする方法としては、例え
ば、便宜的な方法として、見る側のレンズ焦点をぼかす
方法がある。しかし、この方法では、表示すべき画像自
体もぼけてしまうため好ましくない。しかも、上述した
画像表示装置にように、赤、青、緑の光の表示デバイス
への入射角の違いを利用して、カラーフィルタを不要と
した画像表示装置では、レンズ焦点をぼかすと、赤、
青、緑の各画素の位置がずれてしまい、いわゆる色ずれ
が発生してしまう。したがって、このような画像表示装
置では、レンズ焦点をぼかすことにより画素間の隙間を
目立たなくする方法を採用することはできない。また、
画素間の隙間を目立たなくする方法としては、摺りガラ
ス等を用いることにより各画素を拡散させる、いわゆる
ノングレア方法もあるが、この方法も画面がぼけすぎて
しまうため、あまり好ましくない。
【００１２】本発明は、以上のような従来の実情に鑑み
て提案されたものであり、各画素内に輝度分布を有して
いても、画素間の隙間が目立たつようなことがなく、鮮
明な画像を表示することが可能な画像表示装置を提供す
ることを目的としている。
て提案されたものであり、各画素内に輝度分布を有して
いても、画素間の隙間が目立たつようなことがなく、鮮
明な画像を表示することが可能な画像表示装置を提供す
ることを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に係る画像表示装
置は、各画素内に輝度分布を有する複数の画素を表示す
る表示デバイスと、表示デバイスによって表示された各
画素を拡散させる光学素子とを備える。ここで、光学素
子は、輝度分布が各画素毎に複数のピークを有するよう
に、各画素を拡散させる。
置は、各画素内に輝度分布を有する複数の画素を表示す
る表示デバイスと、表示デバイスによって表示された各
画素を拡散させる光学素子とを備える。ここで、光学素
子は、輝度分布が各画素毎に複数のピークを有するよう
に、各画素を拡散させる。
【００１４】この画像表示装置において、表示デバイス
は、各画素内に輝度分布を有する複数の画素を表示す
る。そして、これらの画素は、光学素子によって、輝度
分布が各画素毎に複数のピークを有するように拡散され
る。この結果、表示デバイスに表示された段階において
画素間に隙間があったとしても、光学素子によって拡散
された光によって隙間が埋められるので、画素間の隙間
は目立たなくなる。
は、各画素内に輝度分布を有する複数の画素を表示す
る。そして、これらの画素は、光学素子によって、輝度
分布が各画素毎に複数のピークを有するように拡散され
る。この結果、表示デバイスに表示された段階において
画素間に隙間があったとしても、光学素子によって拡散
された光によって隙間が埋められるので、画素間の隙間
は目立たなくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。
て、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】本発明を適用した画像表示装置の一例を図
１に示す。この画像表示装置１は、白色光を出射する光
源２と、光源２からの光を３原色に分けて反射するダイ
クロイックミラー３と、画像を構成する各画素を表示す
る表示デバイス４と、表示デバイス４によって表示され
た各画素を拡散させる光学素子であるディフューザ５
と、画像を投射するための投射レンズ６と、投射レンズ
６によって投射された画像が表示されるスクリーン７と
を備えている。
１に示す。この画像表示装置１は、白色光を出射する光
源２と、光源２からの光を３原色に分けて反射するダイ
クロイックミラー３と、画像を構成する各画素を表示す
る表示デバイス４と、表示デバイス４によって表示され
た各画素を拡散させる光学素子であるディフューザ５
と、画像を投射するための投射レンズ６と、投射レンズ
６によって投射された画像が表示されるスクリーン７と
を備えている。
【００１７】この画像表示装置１において、光源２から
の白色光は、ダイクロイックミラー３に入射する。ダイ
クロイックミラー３は、第１のミラー３ａと、第２のミ
ラー３ｂと、第３のミラー３ｃとが、光源２からの白色
光の光軸上に、それぞれのミラー３ａ，３ｂ，３ｃに入
射する光の入射角が異なるように配されてなる。ここ
で、第１のミラー３ａは、青色の波長の光を反射し、そ
の他の波長の光を透過する。第２のミラー３ｂは、緑色
の波長の光を反射し、その他の波長の光を透過する。第
３のミラー３ｃは、赤色の波長の光を反射する。したが
って、このダイクロイックミラー３によって、光源２か
らの白色光は、赤、緑、青の３原色に分離されて、それ
ぞれが異なる角度にて反射される。
の白色光は、ダイクロイックミラー３に入射する。ダイ
クロイックミラー３は、第１のミラー３ａと、第２のミ
ラー３ｂと、第３のミラー３ｃとが、光源２からの白色
光の光軸上に、それぞれのミラー３ａ，３ｂ，３ｃに入
射する光の入射角が異なるように配されてなる。ここ
で、第１のミラー３ａは、青色の波長の光を反射し、そ
の他の波長の光を透過する。第２のミラー３ｂは、緑色
の波長の光を反射し、その他の波長の光を透過する。第
３のミラー３ｃは、赤色の波長の光を反射する。したが
って、このダイクロイックミラー３によって、光源２か
らの白色光は、赤、緑、青の３原色に分離されて、それ
ぞれが異なる角度にて反射される。
【００１８】ダイクロイックミラー３によって反射され
た光は、表示デバイス４に入射する。このとき、第１の
ミラー３ａによって反射された青色の波長の光の表示デ
バイス４への入射角と、第２のミラー３ｂによって反射
された緑色の波長の光の表示デバイス４への入射角と、
第３のミラー３ｃによって反射された赤色の波長の光の
表示デバイス４への入射角とは、それぞれ異なるものと
なっている。すなわち、表示デバイス４への入射角度
は、赤、緑、青の光によってそれぞれ異なる。
た光は、表示デバイス４に入射する。このとき、第１の
ミラー３ａによって反射された青色の波長の光の表示デ
バイス４への入射角と、第２のミラー３ｂによって反射
された緑色の波長の光の表示デバイス４への入射角と、
第３のミラー３ｃによって反射された赤色の波長の光の
表示デバイス４への入射角とは、それぞれ異なるものと
なっている。すなわち、表示デバイス４への入射角度
は、赤、緑、青の光によってそれぞれ異なる。
【００１９】これらの光が入射され、画像を構成する各
画素を表示する表示デバイス４は、図２に示すように、
縦方向及び横方向に複数個の画素開口１０が配列された
液晶パネル１１を備えている。
画素を表示する表示デバイス４は、図２に示すように、
縦方向及び横方向に複数個の画素開口１０が配列された
液晶パネル１１を備えている。
【００２０】この液晶パネル１１は、各画素開口１０に
ついて、当該画素開口１０を透過する光量を制御できる
ようになされている。ここで、画素開口１０には、赤色
の画素を表示する赤色開口Ｒと、青色の画素を表示する
青色開口Ｂと、緑色の画素を表示する緑色開口Ｇとがあ
り、これらの赤色開口Ｒ、青色開口Ｂ、緑色開口Ｇが周
期的に繰り返されるように配置されている。
ついて、当該画素開口１０を透過する光量を制御できる
ようになされている。ここで、画素開口１０には、赤色
の画素を表示する赤色開口Ｒと、青色の画素を表示する
青色開口Ｂと、緑色の画素を表示する緑色開口Ｇとがあ
り、これらの赤色開口Ｒ、青色開口Ｂ、緑色開口Ｇが周
期的に繰り返されるように配置されている。
【００２１】具体的には、これらの画素開口１０は、横
方向における各画素開口１０のピッチをＰｘ、縦方向に
おける各画素開口１０のピッチをＰｙとすると、隣接す
る各行において各画素開口１０の位置が、横方向のピッ
チＰｘの１／２だけ、横方向にずれるように配されてい
る。また、各行において、画素開口１０は、赤色開口
Ｒ，緑色開口Ｇ，青色開口Ｂ，赤色開口Ｒ，緑色開口
Ｇ，青色開口Ｂ，・・・と、３色の組が繰り返すように
配列されている。したがって、横方向における同色の画
素開口１０のピッチＰＣｘは、隣接する画素開口１０の
ピッチＰｘの３倍となっている。また、これらの画素開
口１０は、１行おきに同色の画素開口１０が縦方向に一
列に並ぶように配されており、また、隣接する各行にお
いて、同色の画素開口１０の位置が、同色の画素開口１
０の横方向のピッチＰＣｘの１／２だけずれるように配
されている。
方向における各画素開口１０のピッチをＰｘ、縦方向に
おける各画素開口１０のピッチをＰｙとすると、隣接す
る各行において各画素開口１０の位置が、横方向のピッ
チＰｘの１／２だけ、横方向にずれるように配されてい
る。また、各行において、画素開口１０は、赤色開口
Ｒ，緑色開口Ｇ，青色開口Ｂ，赤色開口Ｒ，緑色開口
Ｇ，青色開口Ｂ，・・・と、３色の組が繰り返すように
配列されている。したがって、横方向における同色の画
素開口１０のピッチＰＣｘは、隣接する画素開口１０の
ピッチＰｘの３倍となっている。また、これらの画素開
口１０は、１行おきに同色の画素開口１０が縦方向に一
列に並ぶように配されており、また、隣接する各行にお
いて、同色の画素開口１０の位置が、同色の画素開口１
０の横方向のピッチＰＣｘの１／２だけずれるように配
されている。
【００２２】このように、液晶パネル１１に形成された
画素開口１０は、千鳥格子状のパターンとされている。
なお、以下の説明では、同色の画素開口１０の斜めの配
列方向のうち、一方を第１の斜め主軸方向Ｘａと称し、
他方を第２の斜め主軸方向Ｘｂと称する。
画素開口１０は、千鳥格子状のパターンとされている。
なお、以下の説明では、同色の画素開口１０の斜めの配
列方向のうち、一方を第１の斜め主軸方向Ｘａと称し、
他方を第２の斜め主軸方向Ｘｂと称する。
【００２３】また、表示デバイス４は、図３及び図４に
示すように、液晶パネル１１の前段に配されたマイクロ
アレーレンズ１２を備えており、このマイクロアレーレ
ンズ１２によって、液晶パネル１１に形成された各画素
開口１０に対して、各画素開口毎に定められた所定の波
長の光が入射するようになされている。
示すように、液晶パネル１１の前段に配されたマイクロ
アレーレンズ１２を備えており、このマイクロアレーレ
ンズ１２によって、液晶パネル１１に形成された各画素
開口１０に対して、各画素開口毎に定められた所定の波
長の光が入射するようになされている。
【００２４】すなわち、青色開口Ｂには、ダイクロイッ
クミラー２の第１のミラー３ａによって反射されマイク
ロアレーレンズ１２によって集光された青色の光が入射
し、緑色開口Ｂには、ダイクロイックミラー２の第２の
ミラー３ｂによって反射されマイクロアレーレンズ１２
によって集光された緑色の光が入射し、赤色開口Ｒに
は、ダイクロイックミラー２の第３のミラー３ｃによっ
て反射されマイクロアレーレンズ１２によって集光され
た赤色の光が入射する。そして、赤色開口Ｒを透過した
光によって赤色の画素が表示され、青色開口Ｂを透過し
た光によって青色の画素が表示され、緑色開口Ｇを透過
した光によって緑色の画素が表示される。
クミラー２の第１のミラー３ａによって反射されマイク
ロアレーレンズ１２によって集光された青色の光が入射
し、緑色開口Ｂには、ダイクロイックミラー２の第２の
ミラー３ｂによって反射されマイクロアレーレンズ１２
によって集光された緑色の光が入射し、赤色開口Ｒに
は、ダイクロイックミラー２の第３のミラー３ｃによっ
て反射されマイクロアレーレンズ１２によって集光され
た赤色の光が入射する。そして、赤色開口Ｒを透過した
光によって赤色の画素が表示され、青色開口Ｂを透過し
た光によって青色の画素が表示され、緑色開口Ｇを透過
した光によって緑色の画素が表示される。
【００２５】マイクロアレーレンズ１２は、微細なレン
ズ１３が多数配列されてなる光学素子であり、液晶パネ
ル１１の３つの画素開口１０に対して１つのレンズ１３
が対応するように形成されている。なお、図４では、マ
イクロアレーレンズ１２の１つのレンズ１３に対応する
領域を、実線で囲んで示している。
ズ１３が多数配列されてなる光学素子であり、液晶パネ
ル１１の３つの画素開口１０に対して１つのレンズ１３
が対応するように形成されている。なお、図４では、マ
イクロアレーレンズ１２の１つのレンズ１３に対応する
領域を、実線で囲んで示している。
【００２６】このマイクロアレーレンズ１２は、ダイク
ロイックミラー２からの光の入射方向が色によって異な
っていることを利用して、各色の光をそれぞれ異なる画
素開口１０に入射するように、ダイクロイックミラー２
からの光を集光する。すなわち、マイクロアレーレンズ
１２の各レンズ１３は、例えば、図２に示すように、当
該レンズ１３の正面に対向するように配された画素開口
１０ａに緑色の光が入射するように、また、緑色の光が
入射する画素開口１０ａの右隣の画素開口１０ｂに青色
の光が入射するように、また、緑色の光が入射する画素
開口１０ａの左隣の画素開口１０ｃに赤色の光が入射す
るように、各色の光を集光する。これにより、各画素開
口毎に赤、青、緑のいずれかの光が入射することとな
る。
ロイックミラー２からの光の入射方向が色によって異な
っていることを利用して、各色の光をそれぞれ異なる画
素開口１０に入射するように、ダイクロイックミラー２
からの光を集光する。すなわち、マイクロアレーレンズ
１２の各レンズ１３は、例えば、図２に示すように、当
該レンズ１３の正面に対向するように配された画素開口
１０ａに緑色の光が入射するように、また、緑色の光が
入射する画素開口１０ａの右隣の画素開口１０ｂに青色
の光が入射するように、また、緑色の光が入射する画素
開口１０ａの左隣の画素開口１０ｃに赤色の光が入射す
るように、各色の光を集光する。これにより、各画素開
口毎に赤、青、緑のいずれかの光が入射することとな
る。
【００２７】すなわち、この画像表示装置１では、赤、
緑、青のそれぞれの光の表示デバイス４への入射角の違
いを利用して、マイクロアレーレンズ１２によって、
赤、緑、青の光をそれぞれ異なる画素開口１０に集束さ
せる。これにより、カラーフィルタを使用しなくても、
赤色を表示する画素と、緑色を表示する画素と、青色を
表示する画素とが得られるようになっている。そして、
この表示デバイス４は、外部から入力される画像信号に
応じて、各画素開口毎に光の透過状態を制御する。これ
により、画像を構成する各画素が表示され、所望するカ
ラーの画像が得られる。
緑、青のそれぞれの光の表示デバイス４への入射角の違
いを利用して、マイクロアレーレンズ１２によって、
赤、緑、青の光をそれぞれ異なる画素開口１０に集束さ
せる。これにより、カラーフィルタを使用しなくても、
赤色を表示する画素と、緑色を表示する画素と、青色を
表示する画素とが得られるようになっている。そして、
この表示デバイス４は、外部から入力される画像信号に
応じて、各画素開口毎に光の透過状態を制御する。これ
により、画像を構成する各画素が表示され、所望するカ
ラーの画像が得られる。
【００２８】ところで、この表示デバイス４において、
液晶パネル１１の各画素開口１０に入射する光は、マイ
クロアレーレンズ１２によって集光されている。したが
って、図５（ａ）に示すように画素開口１０の形状は矩
形状であるが、各画素開口１０を透過してくる光は、ほ
ぼ円形のスポットとなり、その輝度分布は、図５（ｂ）
に示すように、画素開口１０のほぼ中央にピークを有す
るものとなる。なお、図５（ａ）では、同色の画素に対
応した画素開口１０を実線で示しており、その他の画素
開口１０は点線で示している。また、図５（ｂ）及び後
述する図５（ｃ）では、図５（ａ）において実線で示し
た画素開口１０に対応する輝度分布だけを示している。
液晶パネル１１の各画素開口１０に入射する光は、マイ
クロアレーレンズ１２によって集光されている。したが
って、図５（ａ）に示すように画素開口１０の形状は矩
形状であるが、各画素開口１０を透過してくる光は、ほ
ぼ円形のスポットとなり、その輝度分布は、図５（ｂ）
に示すように、画素開口１０のほぼ中央にピークを有す
るものとなる。なお、図５（ａ）では、同色の画素に対
応した画素開口１０を実線で示しており、その他の画素
開口１０は点線で示している。また、図５（ｂ）及び後
述する図５（ｃ）では、図５（ａ）において実線で示し
た画素開口１０に対応する輝度分布だけを示している。
【００２９】図５（ｂ）に示すように、この画像表示装
置１において、表示デバイス４によって表示される画素
には、各画素内において輝度の分布が生じている。ま
た、画素開口１０の形状と、実際に表示デバイス４によ
って表示される画素の形状とが異なるものとなってい
る。
置１において、表示デバイス４によって表示される画素
には、各画素内において輝度の分布が生じている。ま
た、画素開口１０の形状と、実際に表示デバイス４によ
って表示される画素の形状とが異なるものとなってい
る。
【００３０】そして、従来の画像表示装置では、このよ
うな輝度分布状態のまま、各画素を表示するようにして
いた。このため、各画素間の隙間の部分が網目状パター
ンとして目立ってしまっていた。また、各画素が離散的
に表示されるために、画素パターンに起因して、表示さ
れる画像は非常にぶつぶつ感が目立つものとなってしま
っていた。このように、従来、この種の画像表示装置で
は、各画素内に輝度分布が生じてしまうために、各画素
間の隙間による網目状パターンや、画素パターンによる
ぶつぶつ感が顕著に現れてしまうという問題があった。
なお、このような問題は、カラーフィルタを用いた画像
表示装置では、画素内の輝度分布がほぼ一様になるた
め、あまり問題とならない。すなわち、このような問題
は、各画素内に輝度分布が生じるような画像表示装置に
おいて、特に大きな問題となる。
うな輝度分布状態のまま、各画素を表示するようにして
いた。このため、各画素間の隙間の部分が網目状パター
ンとして目立ってしまっていた。また、各画素が離散的
に表示されるために、画素パターンに起因して、表示さ
れる画像は非常にぶつぶつ感が目立つものとなってしま
っていた。このように、従来、この種の画像表示装置で
は、各画素内に輝度分布が生じてしまうために、各画素
間の隙間による網目状パターンや、画素パターンによる
ぶつぶつ感が顕著に現れてしまうという問題があった。
なお、このような問題は、カラーフィルタを用いた画像
表示装置では、画素内の輝度分布がほぼ一様になるた
め、あまり問題とならない。すなわち、このような問題
は、各画素内に輝度分布が生じるような画像表示装置に
おいて、特に大きな問題となる。
【００３１】このような問題に対処するために、本発明
を適用した画像表示装置１では、表示デバイス４によっ
て表示された各画素をディフューザ５によって拡散させ
るようにしている。このディフューザ５は、２つの異な
る方向に光を分散させる透過型回折格子であり、入射し
てきた光を拡散させて、図５（ｃ）に示すように、輝度
分布が各画素毎に複数のピークを有するようにする。
を適用した画像表示装置１では、表示デバイス４によっ
て表示された各画素をディフューザ５によって拡散させ
るようにしている。このディフューザ５は、２つの異な
る方向に光を分散させる透過型回折格子であり、入射し
てきた光を拡散させて、図５（ｃ）に示すように、輝度
分布が各画素毎に複数のピークを有するようにする。
【００３２】このディフューザ５は、９点拡散を行うデ
ィフューザであり、第１の斜め主軸方向Ｘａに対して平
行に０次光、＋１次光及び−１次光が生じ、かつ、第２
の斜め主軸方向Ｘｂに対して平行に０次光、＋１次光及
び−１次光が生じるように、入射光をＸ字状に拡散させ
る。なお、±２次以降の次数の拡散光については、生じ
ないようにするか、或いは、生じたとしても無視できる
程度の輝度となるようにする。
ィフューザであり、第１の斜め主軸方向Ｘａに対して平
行に０次光、＋１次光及び−１次光が生じ、かつ、第２
の斜め主軸方向Ｘｂに対して平行に０次光、＋１次光及
び−１次光が生じるように、入射光をＸ字状に拡散させ
る。なお、±２次以降の次数の拡散光については、生じ
ないようにするか、或いは、生じたとしても無視できる
程度の輝度となるようにする。
【００３３】このようなディフューザ５を透過した光
は、図６に示すように、１つの画素開口１０に対して９
つの光スポット１４を有するパターンとなる。なお、図
６では、拡散の様子をより分かりやすく図示するため
に、同色の画素に対応した画素開口１０だけを実線で示
し、その他の画素開口１０については点線で示してい
る。また、ディフューザ５による拡散パターンは、２つ
の画素開口１０を透過した光についてだけ示している。
は、図６に示すように、１つの画素開口１０に対して９
つの光スポット１４を有するパターンとなる。なお、図
６では、拡散の様子をより分かりやすく図示するため
に、同色の画素に対応した画素開口１０だけを実線で示
し、その他の画素開口１０については点線で示してい
る。また、ディフューザ５による拡散パターンは、２つ
の画素開口１０を透過した光についてだけ示している。
【００３４】このディフューザ５は、図６に示すよう
に、±１次光が隣接する同色画素との間の隙間を埋める
ように、各画素開口１０からの光を拡散させる。これに
より、輝度むらが軽減され、画素間の隙間が目立たなく
なる。特に、このディフューザ５では、入射光をＸ字状
に拡散させるようにしているので、特に斜め方向の輝度
むらを効果的に目立たなくすることができる。
に、±１次光が隣接する同色画素との間の隙間を埋める
ように、各画素開口１０からの光を拡散させる。これに
より、輝度むらが軽減され、画素間の隙間が目立たなく
なる。特に、このディフューザ５では、入射光をＸ字状
に拡散させるようにしているので、特に斜め方向の輝度
むらを効果的に目立たなくすることができる。
【００３５】ここで、ディフューザ５としては、図５
（ｃ）に示したように、０次光のピークと、＋１次光の
ピークと、−０次光のピークとがほぼ等しくなるよう
に、光を拡散させるものが好ましい。これにより、拡散
されて生じた９つの光スポット１４のうちの特定のスポ
ットが目立つようなことが無くなり、むらのない画像を
表示することが可能となる。
（ｃ）に示したように、０次光のピークと、＋１次光の
ピークと、−０次光のピークとがほぼ等しくなるよう
に、光を拡散させるものが好ましい。これにより、拡散
されて生じた９つの光スポット１４のうちの特定のスポ
ットが目立つようなことが無くなり、むらのない画像を
表示することが可能となる。
【００３６】なお、ここでは、ディフューザ５として、
±２次以降の次数の拡散光については無視できるような
９点拡散用のものを用いたが、±２次光や±３次光等の
ような高次の拡散光を生じさせるようなディフューザも
使用可能である。ただし、高次の拡散光を生じさせるよ
うなときも、拡散される範囲は、隣接する同色画素と重
ならない範囲であることが好ましい。また、高次の拡散
光を生じさせるようなときも、各次数の拡散光のピーク
は等しいことが好ましい。
±２次以降の次数の拡散光については無視できるような
９点拡散用のものを用いたが、±２次光や±３次光等の
ような高次の拡散光を生じさせるようなディフューザも
使用可能である。ただし、高次の拡散光を生じさせるよ
うなときも、拡散される範囲は、隣接する同色画素と重
ならない範囲であることが好ましい。また、高次の拡散
光を生じさせるようなときも、各次数の拡散光のピーク
は等しいことが好ましい。
【００３７】また、ディフューザ５としては、表示デバ
イス４により表示される画素を観視者が観視する結像面
であるスクリーン７上において、図７に示すように、各
画素の拡散後の輝度分布が等しい複数のピークを有し、
かつ、当該複数のピークの半値幅の合計と、隣り合う同
色画素間の距離とが等しくなるように、各画素を拡散さ
せるようなものが好ましい。すなわち、このような画像
表示装置１を設計する際には、表示デバイス４に表示さ
れる画素そのものではなく、スクリーン７上における結
像イメージをもとに、ディフューザ５による拡散方向や
拡散数を決定することが好ましい。そして、このように
設計された画像表示装置１では、実際に結像される位置
において、同色画素間の隙間が完全に埋められることと
なるので、輝度むらが非常に軽減され、画素間の隙間は
殆ど目立たなくなる。
イス４により表示される画素を観視者が観視する結像面
であるスクリーン７上において、図７に示すように、各
画素の拡散後の輝度分布が等しい複数のピークを有し、
かつ、当該複数のピークの半値幅の合計と、隣り合う同
色画素間の距離とが等しくなるように、各画素を拡散さ
せるようなものが好ましい。すなわち、このような画像
表示装置１を設計する際には、表示デバイス４に表示さ
れる画素そのものではなく、スクリーン７上における結
像イメージをもとに、ディフューザ５による拡散方向や
拡散数を決定することが好ましい。そして、このように
設計された画像表示装置１では、実際に結像される位置
において、同色画素間の隙間が完全に埋められることと
なるので、輝度むらが非常に軽減され、画素間の隙間は
殆ど目立たなくなる。
【００３８】なお、図７は、ディフューザ５による拡散
の様子を図５と同様に示した図である。すなわち、図７
（ａ）は、同色の画素に対応した画素開口１０を実線で
示し、その他の画素開口１０を点線で示した図であり、
図７（ｂ）は、図７（ａ）において実線で示した画素開
口１０に対応した、ディフューザ５で拡散される前の画
素の輝度分布を示した図であり、図７（ｃ）は、図７
（ａ）において実線で示した画素開口１０に対応した、
ディフューザ５で拡散された後の画素の輝度分布を示し
た図である。
の様子を図５と同様に示した図である。すなわち、図７
（ａ）は、同色の画素に対応した画素開口１０を実線で
示し、その他の画素開口１０を点線で示した図であり、
図７（ｂ）は、図７（ａ）において実線で示した画素開
口１０に対応した、ディフューザ５で拡散される前の画
素の輝度分布を示した図であり、図７（ｃ）は、図７
（ａ）において実線で示した画素開口１０に対応した、
ディフューザ５で拡散された後の画素の輝度分布を示し
た図である。
【００３９】以上のようにディフューザ５によって各画
素毎に拡散された光は、図１に示すように、投射レンズ
６に入射する。そして、投射レンズ６はそれらの光をス
クリーン７上に結像させる。すなわち、この画像表示装
置１では、表示デバイス４によって表示された画像が、
当該画像を構成する各画素毎にディフューザ５によって
拡散された上で、投射レンズ６によってスクリーン７上
に投射されて表示される。なお、この画像表示装置１
は、いわゆるリアプロジェクタータイプの画像表示装置
であり、スクリーン７を透過した光によって表示された
画像が、観視者によって観視されることとなる。
素毎に拡散された光は、図１に示すように、投射レンズ
６に入射する。そして、投射レンズ６はそれらの光をス
クリーン７上に結像させる。すなわち、この画像表示装
置１では、表示デバイス４によって表示された画像が、
当該画像を構成する各画素毎にディフューザ５によって
拡散された上で、投射レンズ６によってスクリーン７上
に投射されて表示される。なお、この画像表示装置１
は、いわゆるリアプロジェクタータイプの画像表示装置
であり、スクリーン７を透過した光によって表示された
画像が、観視者によって観視されることとなる。
【００４０】なお、このスクリーン７には、単なる平面
状のスクリーンではなく、アンチキュラスクリーン等の
ような周期性スクリーンを用いてもよい。このような周
期性スクリーンを用いたとき、本発明を適用していない
と、当該スクリーン７の周期性と、表示デバイス４に表
示される画素の配列周期との関係により、表示される画
像にモアレが生じることがある。しかしながら、本発明
を適用した画像表示装置１では、ディフューザ５により
見かけ上の画素数が増えることとなるので、このような
モアレが生じるようなことは殆ど無くなる。
状のスクリーンではなく、アンチキュラスクリーン等の
ような周期性スクリーンを用いてもよい。このような周
期性スクリーンを用いたとき、本発明を適用していない
と、当該スクリーン７の周期性と、表示デバイス４に表
示される画素の配列周期との関係により、表示される画
像にモアレが生じることがある。しかしながら、本発明
を適用した画像表示装置１では、ディフューザ５により
見かけ上の画素数が増えることとなるので、このような
モアレが生じるようなことは殆ど無くなる。
【００４１】以上のような画像表示装置１では、表示デ
バイス４によって表示された各画素をディフューザ５に
よって拡散させているので、画素間の隙間に起因する網
目状パターンや、画素パターンに起因するぶつぶつ感が
目立たなくなっている。すなわち、上記画像表示装置１
では、光学的な処理により、表示画像の解像度を落とす
ことなく、網目状パターンやぶつぶつ感を目立たなくす
ることが可能となっている。
バイス４によって表示された各画素をディフューザ５に
よって拡散させているので、画素間の隙間に起因する網
目状パターンや、画素パターンに起因するぶつぶつ感が
目立たなくなっている。すなわち、上記画像表示装置１
では、光学的な処理により、表示画像の解像度を落とす
ことなく、網目状パターンやぶつぶつ感を目立たなくす
ることが可能となっている。
【００４２】また、見る側のレンズ焦点をぼかすことに
より、画素間の隙間を目立たなくするような従来の方法
では、画素がぼけたり、色ずれが生じてしまうため、鮮
明な画像を得ることができなくなってしまっていたが、
この画像表示装置１では、画素がぼけたり色ずれが発生
するようなことなく、鮮明な画質を保ったまま画素間の
隙間を目立たなくすることが可能となっている。
より、画素間の隙間を目立たなくするような従来の方法
では、画素がぼけたり、色ずれが生じてしまうため、鮮
明な画像を得ることができなくなってしまっていたが、
この画像表示装置１では、画素がぼけたり色ずれが発生
するようなことなく、鮮明な画質を保ったまま画素間の
隙間を目立たなくすることが可能となっている。
【００４３】なお、上記画像表示装置１では、ディフュ
ーザ５による各画素の拡散方向を、第１の斜め主軸方向
Ｘａ及び第２の斜め主軸方向Ｘｂとしたが、ディフュー
ザ５による各画素の拡散方向は、これに限られるもので
はない。すなわち、表示デバイス４からの画素を、同色
画素間の隙間を埋めるように複数個に拡散させるもので
あれば、拡散方向によることなく、本発明の効果が得ら
れる。したがって、例えば、各画素の拡散方向を互いに
直交する２方向とし、それぞれの方向が画素開口１０の
縦横の配列方向に対して±４５度の方向となるようにし
てもよい。この場合には、ディフューザ５に形成された
回折格子ピッチ間のモアレ干渉を低減することができ
る。また、各画素の拡散方向は、例えば、画素配列の各
行や各列に対して平行となるようにしてもよい。
ーザ５による各画素の拡散方向を、第１の斜め主軸方向
Ｘａ及び第２の斜め主軸方向Ｘｂとしたが、ディフュー
ザ５による各画素の拡散方向は、これに限られるもので
はない。すなわち、表示デバイス４からの画素を、同色
画素間の隙間を埋めるように複数個に拡散させるもので
あれば、拡散方向によることなく、本発明の効果が得ら
れる。したがって、例えば、各画素の拡散方向を互いに
直交する２方向とし、それぞれの方向が画素開口１０の
縦横の配列方向に対して±４５度の方向となるようにし
てもよい。この場合には、ディフューザ５に形成された
回折格子ピッチ間のモアレ干渉を低減することができ
る。また、各画素の拡散方向は、例えば、画素配列の各
行や各列に対して平行となるようにしてもよい。
【００４４】ただし、ディフューザ５による拡散は、同
色画素間の隙間がより効率良く埋まるようになされてい
ることが好ましい。したがって、各画素開口１０が、図
２に示したように配置されているならば、上述のよう
に、第１の斜め主軸方向Ｘａ及び第２の斜め主軸方向Ｘ
ｂに拡散させることが好ましい。
色画素間の隙間がより効率良く埋まるようになされてい
ることが好ましい。したがって、各画素開口１０が、図
２に示したように配置されているならば、上述のよう
に、第１の斜め主軸方向Ｘａ及び第２の斜め主軸方向Ｘ
ｂに拡散させることが好ましい。
【００４５】また、上記画像表示装置１では、ディフュ
ーザ５を表示デバイス４と投射レンズ６との間に配した
が、ディフューザ５は表示デバイス４の後段に配されて
いればよく、例えば、投射レンズ６とスクリーン７との
間に配するようにしてもよい。
ーザ５を表示デバイス４と投射レンズ６との間に配した
が、ディフューザ５は表示デバイス４の後段に配されて
いればよく、例えば、投射レンズ６とスクリーン７との
間に配するようにしてもよい。
【００４６】また、上記画像表示装置１では、光源２か
らの光を３原色の各光に分けるとともに、それらの光の
表示デバイス４への入射角を変えるために、３枚のミラ
ー３ａ，３ｂ，３ｃを有するダイクロイックミラー３を
用いたが、画像表示装置１は、色の異なるそれぞれの光
が表示デバイス４に異なる入射角で入射するようになさ
れていればよい。したがって、例えば、ダイクロイック
ミラー３に変えて回折格子を使用するようにしてもよい
し、或いは、光源自体に３原色の各光を出射するものを
使用するようにしてもよい。
らの光を３原色の各光に分けるとともに、それらの光の
表示デバイス４への入射角を変えるために、３枚のミラ
ー３ａ，３ｂ，３ｃを有するダイクロイックミラー３を
用いたが、画像表示装置１は、色の異なるそれぞれの光
が表示デバイス４に異なる入射角で入射するようになさ
れていればよい。したがって、例えば、ダイクロイック
ミラー３に変えて回折格子を使用するようにしてもよい
し、或いは、光源自体に３原色の各光を出射するものを
使用するようにしてもよい。
【００４７】また、上記画像表示装置１では、液晶パネ
ル１１によって各画素開口を透過する光量を制御するよ
うにしたが、各画素開口毎に透過する光量を制御できる
ようなものであれば、液晶パネル以外のデバイスを使用
してもよいことは言うまでもない。
ル１１によって各画素開口を透過する光量を制御するよ
うにしたが、各画素開口毎に透過する光量を制御できる
ようなものであれば、液晶パネル以外のデバイスを使用
してもよいことは言うまでもない。
【００４８】また、上記画像表示装置１では、スクリー
ン７を構成要素の一つとして、表示デバイス４により表
示される画素を観視者が観視する結像面が当該スクリー
ン上となるようにしたが、本発明に係る画像表示装置
は、このようなスクリーン７を備えていなくてもよい。
すなわち、例えば、プロジェクターのように、画像表示
装置から離れた位置に配置されたスクリーン上に、画像
を投影するような画像表示装置に対しても、本発明は適
用可能である。或いは、いわゆるヘッドマウントディス
プレイのように、表示デバイスにより表示される画素
を、観視者の網膜上に結像させるような画像表示装置に
も本発明は適用可能である。
ン７を構成要素の一つとして、表示デバイス４により表
示される画素を観視者が観視する結像面が当該スクリー
ン上となるようにしたが、本発明に係る画像表示装置
は、このようなスクリーン７を備えていなくてもよい。
すなわち、例えば、プロジェクターのように、画像表示
装置から離れた位置に配置されたスクリーン上に、画像
を投影するような画像表示装置に対しても、本発明は適
用可能である。或いは、いわゆるヘッドマウントディス
プレイのように、表示デバイスにより表示される画素
を、観視者の網膜上に結像させるような画像表示装置に
も本発明は適用可能である。
【００４９】最後に、参考として、表示デバイスによっ
て表示された画素を拡散させて同色画素間の隙間を目立
たなくしたときのワイヤフレーム画のシミュレーション
結果を示す。なお、このシミュレーションでは、画素開
口全体が光るものとした。したがって、画素内に輝度分
布がある場合とは若干異なっている。ただし、画素内に
輝度分布がある場合にも、光の分布状態は似たような傾
向を示す。
て表示された画素を拡散させて同色画素間の隙間を目立
たなくしたときのワイヤフレーム画のシミュレーション
結果を示す。なお、このシミュレーションでは、画素開
口全体が光るものとした。したがって、画素内に輝度分
布がある場合とは若干異なっている。ただし、画素内に
輝度分布がある場合にも、光の分布状態は似たような傾
向を示す。
【００５０】シミュレーションの結果を図８に示す。こ
こで、図８（ａ）は、ディフューザによって拡散される
前の、表示デバイス上における原画素パターンの一例を
示しており、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示した原画素
パターンがディフューザによって拡散された後の画素パ
ターンを示している。なお、図８に示したパターンで
は、斜めエッジの部分がどのようになるかも分かるよう
に、Ｖ字型に光っていない部分があるようにしている。
こで、図８（ａ）は、ディフューザによって拡散される
前の、表示デバイス上における原画素パターンの一例を
示しており、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示した原画素
パターンがディフューザによって拡散された後の画素パ
ターンを示している。なお、図８に示したパターンで
は、斜めエッジの部分がどのようになるかも分かるよう
に、Ｖ字型に光っていない部分があるようにしている。
【００５１】ここで、各画素開口の横方向の幅Ｌｘは１
５．５μｍとし、各画素開口の縦方向の幅Ｌｙは２１．
４μｍとした。また、各画素開口の横方向のピッチは１
９．８μｍとした。したがって、同色画素に対応する画
素開口の横方向のピッチＰＣｘは１９．８μｍ×３＝５
９．４μｍである。また、各画素開口の縦方向のピッチ
Ｐｙは３７．０μｍとした。また、ディフューザによる
各画素の拡散は９点拡散とし、その拡散方向は、互いに
直交する２方向とし、画素開口の縦横の配列方向に対し
て±４５度の方向となるようにした。そして、０次光の
ピーク位置と、±１次光のピーク位置との間隔は、それ
ぞれ１１．７μｍとした。
５．５μｍとし、各画素開口の縦方向の幅Ｌｙは２１．
４μｍとした。また、各画素開口の横方向のピッチは１
９．８μｍとした。したがって、同色画素に対応する画
素開口の横方向のピッチＰＣｘは１９．８μｍ×３＝５
９．４μｍである。また、各画素開口の縦方向のピッチ
Ｐｙは３７．０μｍとした。また、ディフューザによる
各画素の拡散は９点拡散とし、その拡散方向は、互いに
直交する２方向とし、画素開口の縦横の配列方向に対し
て±４５度の方向となるようにした。そして、０次光の
ピーク位置と、±１次光のピーク位置との間隔は、それ
ぞれ１１．７μｍとした。
【００５２】図８（ｂ）から分かるように、ディフュー
ザによって画素を拡散させることにより、隣り合う同色
画素間の隙間が、拡散光によって埋められ、画素間の隙
間が殆ど目立たなくなっている。しかも、斜めエッジの
部分も非常に滑らかに表示されるようになっている。な
お、図８に示したワイヤフレーム画は、画素開口全体が
光るものとしたときのものであるため、画素内に輝度分
布がある場合とは、若干異なっている。しかし、画素内
に輝度分布がある場合にも、光の分布状態は似たような
傾向を示すので、このようなシミュレーションは、例え
ば、ディフューザの基本的な設計を行う上では有用であ
る。
ザによって画素を拡散させることにより、隣り合う同色
画素間の隙間が、拡散光によって埋められ、画素間の隙
間が殆ど目立たなくなっている。しかも、斜めエッジの
部分も非常に滑らかに表示されるようになっている。な
お、図８に示したワイヤフレーム画は、画素開口全体が
光るものとしたときのものであるため、画素内に輝度分
布がある場合とは、若干異なっている。しかし、画素内
に輝度分布がある場合にも、光の分布状態は似たような
傾向を示すので、このようなシミュレーションは、例え
ば、ディフューザの基本的な設計を行う上では有用であ
る。
【００５３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る画像表示装置では、表示デバイスによって表示さ
れた各画素を拡散させるようにしているので、各画素内
に輝度分布を有していても、画素間の隙間が目立たつよ
うなことがなく、鮮明な画像を表示することが可能であ
る。すなわち、本発明を適用した画像表示装置では、画
素間の隙間や、同色画素周期が目立ちにくくなり、画像
の細部まで美しく表示することができる。したがって、
本発明によれば、画素数を増やすことなく、画質の向上
を図ることができる。換言すれば、本発明を適用した画
像表示装置では、少ない画素数で、画素数の多い従来の
画像表示装置と同レベルの画質を得ることができる。
に係る画像表示装置では、表示デバイスによって表示さ
れた各画素を拡散させるようにしているので、各画素内
に輝度分布を有していても、画素間の隙間が目立たつよ
うなことがなく、鮮明な画像を表示することが可能であ
る。すなわち、本発明を適用した画像表示装置では、画
素間の隙間や、同色画素周期が目立ちにくくなり、画像
の細部まで美しく表示することができる。したがって、
本発明によれば、画素数を増やすことなく、画質の向上
を図ることができる。換言すれば、本発明を適用した画
像表示装置では、少ない画素数で、画素数の多い従来の
画像表示装置と同レベルの画質を得ることができる。
【図１】本発明を適用した画像表示装置の一例を示す図
である。
である。
【図２】液晶パネルに形成された画素開口のパターンの
一例を示す図である。
一例を示す図である。
【図３】マイクロアレーレンズと液晶パネルを備えた表
示デバイスについて、３原色の各光が異なる画素開口に
集光される様子を示す断面図である。
示デバイスについて、３原色の各光が異なる画素開口に
集光される様子を示す断面図である。
【図４】図３に示した表示デバイスについて、液晶パネ
ルに形成された画素開口パターンと、マイクロアレーレ
ンズの各レンズとの位置関係を示す平面図である。
ルに形成された画素開口パターンと、マイクロアレーレ
ンズの各レンズとの位置関係を示す平面図である。
【図５】ディフューザによる拡散の様子を示す図であ
り、図５（ａ）は、画素開口の形状を模式的に示す図、
図５（ｂ）は、表示デバイス上での画素の輝度分布を示
す図、図５（ｃ）は、ディフューザによって拡散された
後の画素の輝度分布を示す図である。
り、図５（ａ）は、画素開口の形状を模式的に示す図、
図５（ｂ）は、表示デバイス上での画素の輝度分布を示
す図、図５（ｃ）は、ディフューザによって拡散された
後の画素の輝度分布を示す図である。
【図６】ディフューザによって拡散された光の光スポッ
トを示す図である。
トを示す図である。
【図７】ディフューザによる拡散の最適な状態を示す図
であり、図７（ａ）は、画素開口の形状を模式的に示す
図、図７（ｂ）は、表示デバイス上での画素の輝度分布
を示す図、図７（ｃ）は、ディフューザによって拡散さ
れた後の画素の輝度分布を示す図である。
であり、図７（ａ）は、画素開口の形状を模式的に示す
図、図７（ｂ）は、表示デバイス上での画素の輝度分布
を示す図、図７（ｃ）は、ディフューザによって拡散さ
れた後の画素の輝度分布を示す図である。
【図８】ワイヤフレーム画のシミュレーション結果を示
す図であり、図８（ａ）は、ディフューザによる拡散を
行う前のワイヤフレーム画を示す図、図８（ｂ）は、デ
ィフューザによる拡散を行った後のワイヤフレーム画を
示す図である。
す図であり、図８（ａ）は、ディフューザによる拡散を
行う前のワイヤフレーム画を示す図、図８（ｂ）は、デ
ィフューザによる拡散を行った後のワイヤフレーム画を
示す図である。
【図９】従来の画像表示装置の一例を示す図である。
【図１０】図９に示した画像表示装置において、液晶パ
ネルに形成された画素開口と、実際に表示される画素と
の関係を示す図である。
ネルに形成された画素開口と、実際に表示される画素と
の関係を示す図である。
【図１１】液晶パネルに形成される画素開口のパターン
の一例を示す図である。
の一例を示す図である。
１ 画像表示装置、 ２ 光源、 ３ ダイクロイック
ミラー、 ４ 表示デバイス、 ５ ディフューザ、
６ 投射レンズ、 ７ スクリーン、 １１液晶パネ
ル、 １２ マイクロアレーレンズ
ミラー、 ４ 表示デバイス、 ５ ディフューザ、
６ 投射レンズ、 ７ スクリーン、 １１液晶パネ
ル、 １２ マイクロアレーレンズ
Claims (9)
- 【請求項１】 各画素内に輝度分布を有する複数の画素
を表示する表示デバイスと、 輝度分布が各画素毎に複数のピークを有するように、表
示デバイスによって表示された各画素を拡散させる光学
素子とを備える画像表示装置。 - 【請求項２】 上記表示デバイスは、各画素に対応した
複数の開口を有し、上記開口を透過した光により画素を
表示するようになされており、 上記開口の形状と、上記表示デバイスによって表示され
る画素の形状とが異なることを特徴とする請求項１記載
の画像表示装置。 - 【請求項３】 上記複数の開口に、各開口毎に定められ
た所定の波長の光を照射する光源を備えていることを特
徴とする請求項２記載の画像表示装置。 - 【請求項４】 所定の波長の光が各開口に入射するよう
に、上記光源からの光を各開口毎に集光するマイクロア
レーレンズを備えていることを特徴とする請求項３記載
の画像表示装置。 - 【請求項５】 上記光学素子は、少なくとも２方向に各
画素を拡散させることを特徴とする請求項１記載の画像
表示装置。 - 【請求項６】 上記光学素子は、同色画素の斜めの配列
方向に沿う方向に各画素を拡散させることを特徴とする
請求項５記載の画像表示装置。 - 【請求項７】 上記光学素子は、互いに略直交する２方
向に各画素を拡散させることを特徴とする請求項５記載
の画像表示装置。 - 【請求項８】 上記光学素子によって拡散された光は、
０次光のピークと±１次光のピークとが略等しいことを
特徴とする請求項１記載の画像表示装置。 - 【請求項９】 上記表示デバイスにより表示される画素
を観視者が観視する結像面上において、各画素の拡散後
の輝度分布が略等しい複数のピークを有し、かつ、当該
複数のピークの半値幅の合計と、隣り合う同色画素間の
距離とが略等しくなるように、上記光学素子は各画素を
拡散させることを特徴とする請求項１記載の画像表示装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09606497A JP3675102B2 (ja) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | 画像表示装置 |
| KR1019980013215A KR100533294B1 (ko) | 1997-04-14 | 1998-04-14 | 화상표시장치 |
| US09/059,252 US5991083A (en) | 1997-04-14 | 1998-04-14 | Image display apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09606497A JP3675102B2 (ja) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | 画像表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10288954A true JPH10288954A (ja) | 1998-10-27 |
| JP3675102B2 JP3675102B2 (ja) | 2005-07-27 |
Family
ID=14155008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09606497A Expired - Fee Related JP3675102B2 (ja) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | 画像表示装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5991083A (ja) |
| JP (1) | JP3675102B2 (ja) |
| KR (1) | KR100533294B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7261421B2 (en) * | 2003-12-19 | 2007-08-28 | Hitachi, Ltd. | Optical projector and image display apparatus using the same |
| JP2008518245A (ja) * | 2004-10-22 | 2008-05-29 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 投影システム |
| JP2018189959A (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-29 | 三星ディスプレイ株式會社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 表示装置及び有機発光表示装置並びにヘッドマウント表示装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7969577B2 (en) * | 2006-09-14 | 2011-06-28 | Asml Netherlands B.V. | Inspection apparatus, an apparatus for projecting an image and a method of measuring a property of a substrate |
| US7880865B2 (en) * | 2007-02-28 | 2011-02-01 | Denso Wave Incorporated | Laser radar apparatus for three-dimensional detection of objects |
| EP2158518B1 (en) * | 2007-06-14 | 2015-01-14 | Nokia Corporation | Displays with integrated backlighting |
| KR102200036B1 (ko) * | 2014-06-13 | 2021-01-07 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 스파클 감소용 광학 스택 |
| US11378723B2 (en) | 2017-06-02 | 2022-07-05 | 3M Innovative Properties Company | Optical film and optical system |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2267579A (en) * | 1992-05-15 | 1993-12-08 | Sharp Kk | Optical device comprising facing lenticular or parallax screens of different pitch |
| US5499138A (en) * | 1992-05-26 | 1996-03-12 | Olympus Optical Co., Ltd. | Image display apparatus |
| EP0627644B1 (en) * | 1993-06-01 | 2001-11-28 | Sharp Kabushiki Kaisha | Image display device with backlighting |
| JPH0784246A (ja) * | 1993-09-17 | 1995-03-31 | Toshiba Corp | 投射型画像表示装置 |
| JPH08160388A (ja) * | 1994-12-07 | 1996-06-21 | Sharp Corp | 投影型カラー液晶表示装置 |
| JPH08340545A (ja) * | 1995-06-13 | 1996-12-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投写型画像表示装置 |
| JPH0943562A (ja) * | 1995-07-31 | 1997-02-14 | Sharp Corp | 投影型カラー液晶表示装置 |
| JP3239700B2 (ja) * | 1995-07-31 | 2001-12-17 | 凸版印刷株式会社 | カラー表示装置 |
-
1997
- 1997-04-14 JP JP09606497A patent/JP3675102B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-04-14 US US09/059,252 patent/US5991083A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-14 KR KR1019980013215A patent/KR100533294B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7261421B2 (en) * | 2003-12-19 | 2007-08-28 | Hitachi, Ltd. | Optical projector and image display apparatus using the same |
| US7581838B2 (en) | 2003-12-19 | 2009-09-01 | Hitachi, Ltd. | Optical projector and image display apparatus using the same |
| JP2008518245A (ja) * | 2004-10-22 | 2008-05-29 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 投影システム |
| JP4903711B2 (ja) * | 2004-10-22 | 2012-03-28 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 投影システム |
| JP2018189959A (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-29 | 三星ディスプレイ株式會社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 表示装置及び有機発光表示装置並びにヘッドマウント表示装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5991083A (en) | 1999-11-23 |
| KR100533294B1 (ko) | 2006-01-27 |
| KR19980081386A (ko) | 1998-11-25 |
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