WO2012157707A1 - レンズ部品および画像表示装置 - Google Patents

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display panel
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多久島　道子
知巳 佐野
依田　潤
雅也 西
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Sumitomo Electric Fine Polymer Inc
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Fine Polymer Inc
Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • H04N13/305—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using lenticular lenses, e.g. arrangements of cylindrical lenses

Definitions

  • the range in the Y direction represented by the following formula (1) is the left-eye image I L corresponding to the left eye portion pixels 22 L is
  • the right-eye image I R corresponding to the right eye portion pixels 22 R is formed in a range in the Y direction
  • Black areas I B corresponding to the shielding area 23 is formed in a range in the Y direction is represented by the following equation (3).
  • FIG. 5 is a diagram showing the trajectory of the light rays from the partial pixels 22 R when the lens to the display panel 20 in the first comparative example is shifted in the -Y direction.
  • FIG. 6 is a diagram showing a light intensity distribution on the image plane A when the lens is shifted in the ⁇ Y direction with respect to the display panel 20 in the first comparative example.
  • Figure 7 is a diagram showing the trajectory of the light rays from the partial pixels 22 R when the shift lens in the + Y direction with respect to the display panel 20 in the first comparative example.
  • FIG. 5 is a diagram showing the trajectory of the light rays from the partial pixels 22 R when the lens to the display panel 20 in the first comparative example is shifted in the -Y direction.
  • FIG. 6 is a diagram showing a light intensity distribution on the image plane A when the lens is shifted in the ⁇ Y direction with respect to the display panel 20 in the first comparative example.
  • Figure 7 is a diagram showing the trajectory of the light rays from the partial pixels
  • FIG. 8 is a diagram showing a light intensity distribution on the image plane A when the lens is shifted in the + Y direction with respect to the display panel 20 in the first comparative example.
  • Figure 9 is a diagram showing the trajectory of the light rays from the partial pixels 22 R of Embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing a light intensity distribution on the image plane A in the present embodiment.
  • the lens radius of curvature was calculated to be 0.31 mm by solving the ray matrix using the values of these parameters.
  • the width of the display panel 20 in the Y direction is 32.2 mm, and the display panel 20 includes 161 unit pixel sets.
  • the optical axes of the partial lenses 12 1 and 12 2 are parallel to the Z direction and are separated from each other by a distance t.
  • the center position in the Y direction of the optical axis of each of the partial lenses 12 1 , 12 2 included in the unit lens located at the center of the lens component 10 is the center position in the Y direction of the unit pixel set located at the center of the display panel 20.
  • partial lens 12 1 is present in the region of 0.05mm width -Y direction side, partial lens in the area of 0.1497mm width of the + Y direction side 12 2 exists.
  • the light intensity distribution on the image plane A when all of the partial pixels 22 L and 22 R included in the 161 unit pixel group of the display panel 20 are illuminated is as shown in FIG. become.
  • the image plane A between the right-eye image I R and the left eye image I L, the light has disappeared region I B does not reach black streaks when observing the image disappears.
  • FIG. 14 there is a region where the light intensity changes stepwise depending on the position and the light intensity is low, but it is far less recognized by human eyes than the region observed as black when the light intensity is 0.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating calculation conditions of the second reference example.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a calculation result of the second reference example.
  • the calculation conditions for parameters other than the unit lens shape are the same as the calculation conditions of the first comparative example.
  • the width ratio was 1: 1.
  • the light intensity distribution on the image plane A when all of the partial pixels 22 L and 22 R included in the 161 unit pixel group of the display panel 20 are illuminated is as shown in FIG. become.
  • the lens component 10 of the second reference example has no discontinuous portions, and thus is easier to manufacture.
  • each unit pixel group of the display panel 20 includes N partial pixels arranged in the Y direction. That is, N pictures are divided for each pixel, and on the display panel 20, the partial pixels constituting the first picture, the partial pixels constituting the second picture,..., The Nth picture in the Y direction. Are arranged in the order of partial pixels constituting a unit pixel group, and images of each viewpoint are distributed by a lens.
  • FIG. 19 is a diagram schematically illustrating the principle of image display by the image display device 2 of the second comparative example.
  • the image display device 2 includes a lens component 10 and a display panel 20, and an image on the object plane is formed on the image plane A by the lens component 10 using the display panel 20 as an object plane.
  • the lens component 10 is the same as that shown in FIG.
  • the unit pixel group 21 k When the unit pixel group 21 k is to correspond to the cylindrical lens 11 k, first on an image plane A by the light emitted from the first portion pixels 22 1 of the unit pixel group 21 k undergoes a cylindrical lens 11 k image I 1 is formed. The light emitted from the second partial pixel 22 2 of the unit pixel set 21 k passes through the cylindrical lens 11 k , so that the second image I 2 is formed on the image plane A. Light emitted from the third portion pixels 22 3 of the unit pixel group 21 k is a third image I 3 is formed on the image plane A by passing through the cylindrical lens 11 k.
  • a stereoscopic image is visually recognized by the left eye and right eye in the first and second image formation ranges on the image plane A, and other images are displayed by the left eye and right eye in the second and third image formation ranges on the image plane A.
  • a stereoscopic image is visually recognized.
  • the lens component 10 as shown in FIG.
  • the corresponding black region I B (the region that appears as a black streak during observation) can be narrowed, or the black region I B can be eliminated.
  • the fourth reference example is a specific example of the reference form when the number of viewpoints is three.
  • the lens is assumed to be a spherical lens.
  • the lens radius of curvature was calculated to be 0.235 mm by solving the ray matrix using the values of these parameters.
  • the width of the display panel 20 in the Y direction is 33.81 mm, and the display panel 20 includes 161 unit pixel sets.
  • the width P L in the Y direction of the unit lens was calculated to be 0.2098 mm.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating calculation conditions of the fourth reference example.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a calculation result of the fourth reference example.
  • the calculation conditions for parameters other than the unit lens shape are the same as the calculation conditions of the second comparative example.
  • the unit lens is a partial lens 12 1 corresponding lens of the second comparative example in a part of the lens shifted by t / 2 in the -Y direction (left direction), the lens of the second comparative example in the + Y direction (right direction) and a partial lens 12 2 corresponding to a part of t / 2 shifted by the lens.
  • the optical axes of the partial lenses 12 1 and 12 2 are parallel to the Z direction and are separated from each other by a distance t.
  • the center position in the Y direction of the optical axis of each of the partial lenses 12 1 , 12 2 included in the unit lens located at the center of the lens component 10 is the center position in the Y direction of the unit pixel set located at the center of the display panel 20.
  • the ratio of the widths of the partial lenses 12 1 and 12 2 in the Y direction was 1: 1.
  • the light intensity distribution on the image plane A when all of the partial pixels 22 1 to 22 3 included in the 161 unit pixel group of the display panel 20 are illuminated is as shown in FIG. become.
  • the image plane A between the image I 1 ⁇ image I 3, the light has disappeared region I B does not reach black streaks when observing the image disappears.
  • the light intensity changes stepwise depending on the position and the light intensity is low it is far less perceivable by human eyes than the region observed as black when the light intensity is 0.
  • each partial lens included in the unit lens has a spherical lens shape, but may have an aspheric lens shape.
  • FIG. 24 is a diagram showing a cross-sectional shape of an aspheric lens.
  • the optical axis coincides with the Z axis
  • the distance from the optical axis is r
  • the difference from the lens height when r 0 is ⁇ z
  • the shape of the convex surface of the aspherical lens is expressed by the following equation (12).
  • the c is a curvature.
  • k is a conic coefficient.
  • c 2m is an aspheric coefficient.
  • each partial lens included in the unit lens in the present embodiment is a part of the lenses that are shifted from each other by the width t in the Y direction of the shielding region 23 in the case of the aspherical lens shape.
  • FIG. 26 is a diagram showing calculation conditions of the fifth reference example.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating a calculation result of the fifth reference example.
  • the calculation conditions for parameters other than the unit lens shape are the same as the calculation conditions of the second reference example.
  • each partial lens included in the unit lens has an aspheric lens shape as described above.
  • the light intensity distribution on the image plane A when all of the partial pixels 22 L and 22 R included in the 161 unit pixel group of the display panel 20 are illuminated is as shown in FIG. become.
  • the lens component 10 of the present embodiment will be described in comparison with the lens component 10 of the reference embodiment.
  • the lens component 10 according to the reference embodiment described so far is superior in that it can suppress the deterioration of the image quality of the image as compared with the comparative example, but it is difficult in terms of ease of manufacture. That is, the lens component 10 of the reference embodiment, since it has a recess between the partial lens 12 1 and the partial lens 12 2 included in each unit lens 11 in the XZ cross-section, a mold for use in manufacturing Is not easy to process.
  • the lens component 10 of the present embodiment described below can be easily manufactured in addition to exhibiting the same effect of suppressing image quality degradation as the lens component 10 of the reference embodiment.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view of the lens component 10 of the present embodiment.
  • FIG. 29 is a view for explaining image formation by the lens component 10 of the present embodiment.
  • Lens component 10 of the present embodiment includes a K-number of unit lenses 11 arranged in parallel in the minimum period P L in the Y-direction each have extending in the X direction of the common configurations.
  • Each unit lens 11 includes two partial lenses 12 1 and 12 2 that are divided within a minimum period P L in the Y direction. Further, a flat portion 13 provided between the partial lenses 12 1 and 12 2 is also included.
  • Each of the partial lenses 12 1 and 12 2 included in each unit lens 11 has optical axes A x1 and A x2 that are parallel to the Z direction and are different from each other, and the display panel 20 is used as an object plane.
  • the dots are imaged at different positions on the image plane A.
  • the distance between the positions of image formation by the partial lenses 12 1 and 12 2 depends on the lens magnification ⁇ and the distance between the optical axes A x1 and A x2 .
  • the focal lengths of the partial lenses 12 1 and 12 2 are equal to each other.
  • FIG. 29 schematically illustrates the optical path of only the light rays that pass through the partial lenses 12 1 and 12 2 out of the light rays that have emerged from the common point on the object plane.
  • the light rays that pass through the flat portion 13 among the light rays emitted from the common point on the object plane reach the image plane A in a distributed manner between the two image forming points.
  • the light that has passed through the flat portion 13 and reached the image plane A becomes noise with respect to the imaging light, but the amount of light per area is sufficiently small with respect to the imaging light. If the size of the flat portion 13 relative to the partial lenses 12 1 and 12 2 is not too large, this noise is not a problem. There is no problem as long as 0.5 or less length of the flat portion 13 which occupies the period P L in the cross-sectional shape shown in Figure 28.
  • Each of the partial lenses 12 1 and 12 2 included in each unit lens 11 can be formed in a shape that is a part of a cylindrical lens having the same shape, as shown in FIG. Figure in sectional view shown at 30, has the same radius of curvature are equal to each other and the circle C 1 and the circle C 2, the center O 1 of the circle C 1 is present on the optical axis A x1, center O 2 of the circle C 2 Exists on the optical axis A x2 .
  • the partial lenses 12 1 and 12 2 are part of a cylindrical shape made up of arcs.
  • the first example is a specific example of the above-described embodiment.
  • the lens is assumed to be a spherical lens.
  • FIG. 31 is a diagram illustrating calculation conditions of the third comparative example.
  • FIG. 32 is a diagram illustrating a calculation result of the third comparative example.
  • the width P in the Y direction of the unit pixel group is set to 0.2 mm.
  • the width W P of the fractional pixel each Y direction included in the unit pixel group was 0.06 mm.
  • the Y-direction width W B of the shielding area 23 between the parts pixels included in the unit pixel group was 0.04 mm.
  • the distance L 1 between the main plane and the image plane A of the exit side of the lens was 350 mm.
  • the distance L 2 between the principal plane of the incident side of the lens and the display panel 20 was 0.46 mm.
  • the lens thickness was 0.2 mm.
  • the lens radius of curvature was calculated to be 0.27 mm by solving the ray matrix using the values of these parameters.
  • the width of the display panel 20 in the Y direction is 32.2 mm, and the display panel 20 includes 161 unit pixel sets.
  • the width P L of the unit lens in the Y direction was calculated to be 0.11997 mm.
  • the light intensity distribution on the image plane A when all of the partial pixels 22 L and 22 R included in the 161 unit pixel group of the display panel 20 are illuminated is as shown in FIG. become.
  • the light is present a region I B do not reach.
  • Black areas I B for shielding region 23 is formed in a range in the Y direction represented by the formula (3).
  • FIG. 33 is a diagram showing calculation conditions of the first embodiment.
  • FIG. 34 is a diagram showing the calculation results of the first example.
  • the calculation conditions for parameters other than the unit lens shape are the same as the calculation conditions of the third comparative example.
  • each unit lens 11 includes partial lenses 12 1 and 12 2 and a flat portion 13.
  • the interval between the optical axes of the partial lenses 12 1 and 12 2 included in each unit lens 11 is equal to the width W B in the Y direction of the shielding region 23 between the partial pixels included in the unit pixel group, and is set to 0. 04 mm.
  • the inclination of the lens surface tangent on the YZ plane was made continuous within each unit lens surface.
  • the radius of curvature of each partial lens was 0.27 mm, and the width of each partial lens in the Y direction was 0.07985 mm.
  • Right eye image I R formed by the light emitted from the right eye portion pixels 22 R is formed in a range by partial lens 12 1 in the Y direction is represented by the following formula (13), following the partial lens 12 2 ( It is formed in the range in the Y direction represented by the formula (14), and formed in the range in the Y direction represented by the following formula (15) as a whole.
  • Left eye image I L formed by the light emitted from the left eye portion pixels 22 L is formed in a range in the Y direction is represented as a whole the following equation (16). Therefore, there is no region on the image plane A where light does not reach.
  • the light intensity distribution on the image plane A when all of the partial pixels 22 L and 22 R included in the 161 unit pixel group of the display panel 20 are illuminated is as shown in FIG. become.
  • the light has disappeared region I B does not reach black streaks when observing the image disappears.
  • each unit lens 11 when the partial lenses 12 1 and 12 2 exist to the center with the same curvature, except for the flat portion 13 from the configuration of the first example (when the configuration of the reference form),
  • FIG. 36 is a diagram showing calculation conditions of the second embodiment.
  • FIG. 37 is a diagram showing a calculation result of the second embodiment.
  • the distance between the optical axes A x1 and A x2 of the partial lenses 12 1 and 12 2 is changed to 0.05 mm, and the width of the flat portion 13 in the Y direction is changed.
  • the overlap amount between the right eye image I R and the left eye image I L increases, more effectively black streaks Can be eliminated.
  • FIG. 38 is a diagram showing calculation conditions of the third embodiment.
  • FIG. 39 is a diagram showing a calculation result of the third embodiment.
  • the distance between the optical axes A x1 and A x2 of the partial lenses 12 1 and 12 2 remains 0.04 mm, and the width of the flat portion 13 in the Y direction was changed to 0.099 mm.
  • the overlap amount between the right eye image I R and the left eye image I L will have significant crosstalk is entering amount of the other viewpoint slightly worse becomes the other hand against the viewpoint.
  • the distance between the partial lens 12 1, 12 2 of the optical axis if in the same or greater than the width W B of the shielding area 23, on the image plane A in the vicinity of y 0, overlapping the right-eye image I R and the left eye image I L from each other, it is possible to eliminate a black streak.
  • the lens component 10 of the present embodiment is configured as shown in a cross-sectional view in FIG. 40, that is, in each unit lens 11, the direction width of the flat portion 13 is narrower than the distance between the optical axes of the partial lenses 12 1 and 12 2. It may be a configuration. Even the lens component 10 having such a configuration can be manufactured more easily than the lens component 10 of the reference embodiment. However, as a configuration that can be more easily manufactured, in each unit lens, the width of the flat portion 13 in the Y direction is equal to or larger than the interval between the optical axes of the partial lenses 12 1 and 12 2 . Is preferred.
  • the flat portion 13 may be a curved surface having a radius of curvature larger than the radius of curvature of the partial lenses 11 1 and 11 2 .
  • the flat portion 13 may be a curved surface having a radius of curvature larger than the minimum value of the radius of curvature of the aspherical lens.
  • the flat part 13 does not have to image light emitted from the object plane on the image plane A.
  • FIG. 41 is a diagram schematically illustrating a method for producing a mold.
  • FIG. 42 is a diagram for explaining the shape of a cutting tool used in manufacturing a mold.
  • the cutting tool 31 includes a main body portion and a blade edge (not shown), and the blade edge is brazed to the tip of the main body portion so as to be integrally formed.
  • the cutting edge can be made of a hard material such as diamond.
  • the cutting tool 31 is movable in a predetermined direction while being held by a shank (not shown). Move the byte 31 in the direction of the arrow in the figure, to form one plurality of grooves which are arranged at a period P L on the main surface of the flat plate 32, to prepare a mold.
  • m processing (usually three times depending on the depth) is required to form one groove.
  • the mold In order to manufacture the lens component 10 including n (usually several hundred or more) unit lenses 11, the mold also needs n grooves. Therefore, the entire m ⁇ n line processing is required.
  • Such a cutting tool 31 is manufactured by polishing.
  • the tip (blade edge) of the cutting tool 31 has the same shape as the unit lens 11.
  • the cutting tool 31 used when manufacturing a mold for manufacturing the lens component 10 of the comparative example has one convex portion at the tip.
  • the cutting tool 31 ⁇ / b> A used when manufacturing a mold for manufacturing the lens component 10 of the reference form has a dent between two convex portions.
  • the cutting tool 31A having such a shape can be produced by polishing the tip (cutting edge) of the cutting tool 31.
  • the tip (blade edge) of the cutting tool 31 is made of a hard material with a small size, it is difficult to manufacture by ordinary polishing, and it is necessary to manufacture by a special technique, so that it is easy to manufacture. Not expensive.
  • the cutting tool 31D used when manufacturing the mold for manufacturing the lens component 10 of the present embodiment does not have a depression at the tip, so that the normal cutting tool 31 is used. Similarly to the above, it can be produced by ordinary polishing. Therefore, the lens component 10 of this embodiment can be easily manufactured at the same cost as a normal lenticular lens.
  • the number of viewpoints may generally be two or more, and each partial lens included in the unit lens may have an aspheric lens shape.
  • FIG. 43 is a diagram illustrating a positional relationship between the unit lens and the unit pixel group at the center of the image display apparatus according to the present embodiment.
  • the display panel 20 is centered.
  • the intermediate position in the Y direction of each of the two partial lenses included in any unit lens near the center in the Y direction of the lens component 10 and the center in the Y direction of the display panel 20 are near. It is desirable that the center position of any unit pixel group is equal to each other.
  • the lens component 10 has the mark 14 for alignment at the edge
  • the display panel 20 has the mark 24 for alignment at the edge.
  • the mark 14 and the mark 24 coincide with each other.
  • the present invention can display an image toward each of a plurality of viewpoints, can suppress deterioration of the image quality of the image, and can be easily manufactured, and the image display device. It can be used as an included lens component.

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Abstract

レンズ部品１０は、各々Ｘ方向に延在し共通の構成を有しＹ方向に最小周期ＰＬで並列配置されたＫ個の単位レンズ１１を備える。各単位レンズ１１は、Ｙ方向の最小周期ＰＬ内において区分される２個の部分レンズ１２１，１２２を含み、さらに、これら部分レンズ１２１，１２２の間に設けられた平坦部１３をも含む。部分レンズ１２１，１２２それぞれは、Ｚ方向に平行であって互いに異なる光軸を有し、物体面上の共通点を像面Ａ上の互いに異なる位置に結像する。

Description

レンズ部品および画像表示装置
　本発明は、複数の視点それぞれに向けて画像を表示することができる画像表示装置、および、この画像表示装置に含まれるレンズ部品に関するものである。
　複数の視点それぞれに向けて画像を表示することができる画像表示装置は、例えばカーナビゲーションシステム（Ｃａｒ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）において運転席および助手席それぞれに座っている者に対して互いに異なる画像を表示することができる。また、画像表示装置は、同一人物の右目および左目それぞれに対して互いに異なる画像を表示することで立体画像と認識させたりすることができる。
　このような画像表示装置として、液晶などを用いた表示パネルと、シリンドリカルレンズ（Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ　Ｌｅｎｓ）が並列配置されたレンチキュラレンズ（Ｌｅｎｔｉｃｕｌａｒ　Ｌｅｎｓ）と、を備えた画像表示装置が知られている。表示パネルとして液晶表示パネルが用いられる場合、ブラックマトリックスと呼ばれる遮蔽領域で個々の画素が囲まれている。表示パネルにおいて画素間に遮蔽領域が存在していることにより、画像表示装置が画像を表示する像面上では、遮蔽領域に対応する黒い領域が生じる。
　この黒い領域が像面上の位置によっては認識されることとなり、画像内で黒い筋となって観察されるので、画質が低下する。そこで、特許文献１に開示された発明は、液晶表示パネルとレンチキュラレンズとの間に異方性散乱シートを設けることで、画素間の遮蔽領域に起因する画質の低下を回避することを図ろうとしている。
特開２００８－１３４６１７号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された発明では、画像を形成するのに必要な光をも異方性散乱シートにより散乱させることになるため、これにより画質が低下する。このような画質低下を回避する為に、特殊な形状を有するレンズ部品をレンチキュラレンズに替えて用いることも考えられる。しかし、特殊形状のレンズ部品の製造は必ずしも容易でない。
　本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、複数の視点それぞれに向けて高品質の画像を表示することができる画像表示装置、および、この画像表示装置において好適に用いられ容易に製造することができるレンズ部品を提供することを目的とする。
　本発明に係るレンズ部品は、物体面上の画像を像面上に結像するレンズ部品である。レンズ部品は、（１）各々第１方向に延在し共通の構成を有し、第１方向に垂直な第２方向に最小周期ＰＬで並列配置されたＫ個の単位レンズを備える。（２）Ｋ個の単位レンズそれぞれは、第２方向の最小周期ＰＬ内において区分されるＭ個の部分レンズと、これらＭ個の部分レンズの間に設けられた平坦部とを含む。（３）各単位レンズに含まれるＭ個の部分レンズそれぞれは、第１方向および第２方向の双方に垂直な第３方向に平行であって互いに異なる光軸を有し、物体面上の共通点を像面上の互いに異なる位置に結像する。Ｋ，Ｍは２以上の整数である。
　本発明に係るレンズ部品では、各単位レンズにおいて、平坦部の第２方向の幅が、Ｍ個の部分レンズそれぞれの光軸の間隔と比べて等しいか又は大きくてもよい。また、本発明に係るレンズ部品では、各単位レンズにおいて、平坦部の第２方向の幅が、該単位レンズの第２方向幅の１／２より小さくてもよい。また、本発明に係るレンズ部品では、各単位レンズに含まれるＭ個の部分レンズそれぞれが、互いに等しい焦点距離を有してもよい。
　本発明に係る画像表示装置は、（１）互いに垂直な第１方向および第２方向の双方に平行な面上に複数の単位画素組が２次元配列され、複数の単位画素組それぞれが第２方向に沿って配列されたＮ個の部分画素を含む表示パネルと、（２）表示パネルを物体面として該物体面上の画像を像面上に結像し、第２方向について単位画素組に対応して単位レンズが設けられている上記の本発明のレンズ部品と、を備える。Ｎは２以上の整数である。
　本発明に係る画像表示装置では、表示パネルの複数の単位画素組それぞれにおいて第２方向に沿ってＮ個の部分画素の相互の間に遮蔽領域が存在している。遮蔽領域の第２方向での幅は、レンズ部品の各単位レンズに含まれるＭ個の部分レンズそれぞれの光軸の第２方向での間隔と比べて等しいか又は小さい。
　本発明に係る画像表示装置では、Ｍ値が２であり、レンズ部品のＫ個の単位レンズのうち第２方向について中央付近にある何れかの単位レンズに含まれる２個の部分レンズそれぞれの光軸の第２方向での中間位置と、表示パネルの複数の単位画素組のうち第２方向について中央付近にある何れかの単位画素組の中央位置とが、互いに等しくてもよい。本発明に係る画像表示装置では、レンズ部品および表示パネルそれぞれが、両者を組み立てる際の位置合わせの為のマークを有してもよい。
　本発明によれば、複数の視点それぞれに向けて画像を表示することができ、その画像の画質の劣化を抑制することができ、また、容易に製造することができる。
第１比較例の画像表示装置１による画像表示の原理を模式的に示す図である。 第１比較例の画像表示装置１による画像表示における表示パネル２０の画素と像面Ａ上の像との関係を説明する図である。 第１比較例の画像表示装置１による画像表示における表示パネル２０の画素と像面Ａ上の像との関係を説明する図である。 参考形態の画像表示装置のレンズ部品１０を説明する図である。 第１比較例における表示パネル２０に対しレンズが－Ｙ方向にシフトしたときの部分画素２２Ｒからの光線の軌跡を示す図である。 第１比較例における表示パネル２０に対しレンズが－Ｙ方向にシフトしたときの像面Ａ上の光強度分布を示す図である。 第１比較例における表示パネル２０に対しレンズが＋Ｙ方向にシフトしたときの部分画素２２Ｒからの光線の軌跡を示す図である。 第１比較例における表示パネル２０に対しレンズが＋Ｙ方向にシフトしたときの像面Ａ上の光強度分布を示す図である。 参考形態における部分画素２２Ｒからの光線の軌跡を示す図である。 参考形態における像面Ａ上の光強度分布を示す図である。 第１比較例の計算条件を示す図である。 第１比較例の計算結果を示す図である。 第１参考例の計算条件を示す図である。 第１参考例の計算結果を示す図である。 第２参考例の計算条件を示す図である。 第２参考例の計算結果を示す図である。 第３参考例の計算条件を示す図である。 第３参考例の計算結果を示す図である。 第２比較例の画像表示装置２による画像表示の原理を模式的に示す図である。 第２比較例の計算条件を示す図である。 第２比較例の計算結果を示す図である。 第４参考例の計算条件を示す図である。 第４参考例の計算結果を示す図である。 非球面レンズの断面形状を示す図である。 非球面レンズの最適化条件を示す図である。 第５参考例の計算条件を示す図である。 第５参考例の計算結果を示す図である。 本実施形態のレンズ部品１０の断面図である。 本実施形態のレンズ部品１０による結像を説明する図である。 本実施形態のレンズ部品１０の形状を説明する断面図である。 第３比較例の計算条件を示す図である。 第３比較例の計算結果を示す図である。 第１実施例の計算条件を示す図である。 第１実施例の計算結果を示す図である。 第１実施例の構成から平坦部１３を除いた場合の計算結果を示す図である。 第２実施例の計算条件を示す図である。 第２実施例の計算結果を示す図である。 第３実施例の計算条件を示す図である。 第３実施例の計算結果を示す図である。 本実施形態のレンズ部品１０の他の形状例を説明する断面図である。 金型の作製方法を模式的に説明する図である。 金型の作製の際に用いるバイトの形状を説明する図である。 本実施形態の画像表示装置の中央での単位レンズと単位画素組との位置関係を示す図である。 レンズ部品１０および表示パネル２０の組み立て時の位置合わせの為のマークを説明する図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一または同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。はじめに、比較例および参考形態の画像表示装置について説明する。次に、実施形態の画像表示装置について説明する。参考形態は、本発明の実施形態の構成の前提となるべき事項を説明するためのものである。説明の便宜のために図面においてＸＹＺ直交座標系を示している。
　図１は、第１比較例の画像表示装置１による画像表示の原理を模式的に示す図である。画像表示装置１は、レンズ部品１０および表示パネル２０を備える。画像表示装置１は、表示パネル２０を物体面として該物体面上の画像をレンズ部品１０により像面Ａ上に結像する。
　レンズ部品１０は、各々Ｘ方向に延在し共通の構成を有するシリンドリカルレンズ１１１～１１Ｋが単位レンズとして一定周期でＹ方向に並列配置されたレンチキュラレンズである。Ｋは２以上の整数である。シリンドリカルレンズ１１１～１１Ｋそれぞれの光軸はＺ方向に平行である。レンズ部品１０は概略的には平板形状のものであって、表示パネル２０に対向する面が平面であり、像面Ａに対向する面が凸面となっている。図１ではレンズ部品１０の凸面の形状が示されている。
　表示パネル２０は、ＸＹ平面上に複数の単位画素組２１ｋが２次元配列されたものである。各単位画素組２１ｋは、Ｙ方向に沿って配列された２個の部分画素２２Ｌ，２２Ｒを含む。左目用部分画素２２Ｌと右目用部分画素２２ＲとはＹ方向に交互に配置されている。ブラックマトリックスと呼ばれる遮蔽領域２３が左目用部分画素２２Ｌと右目用部分画素２２Ｒとの間に存在する。
　単位画素組２１ｋがシリンドリカルレンズ１１ｋに対応しているとすると、単位画素組２１ｋの左目用部分画素２２Ｌから発した光がシリンドリカルレンズ１１ｋを経ることにより像面Ａ上に左目用像ＩＬが形成され、単位画素組２１ｋの右目用部分画素２２Ｒから発した光がシリンドリカルレンズ１１ｋを経ることにより像面Ａ上に右目用像ＩＲが形成される。像面Ａ上の左目用像ＩＬの形成範囲にある左目ＥＬの網膜には左目用画像が結像される。像面Ａ上の右目用像ＩＲの形成範囲にある右目ＥＲの網膜には右目用画像が結像される。したがって、各単位画素組２１ｋの左目用部分画素２２Ｌおよび右目用部分画素２２Ｒそれぞれに適切な画像データが与えられることにより、左目ＥＬおよび右目ＥＲにより立体画像が視認される。
　しかし、像面Ａ上には、左目用像ＩＬと右目用像ＩＲとの間に、遮蔽領域２３に対応する黒い領域ＩＢが生じる。この黒い領域ＩＢが像面Ａ上の位置によっては認識されることとなり、立体画像内で黒い筋となって観察されるので、画質が低下する。
　図２および図３それぞれは、第１比較例の画像表示装置１による画像表示における表示パネル２０の画素と像面Ａ上の像との関係を説明する図である。単位画素組２１ｋに含まれる部分画素２２Ｌ，２２ＲそれぞれのＹ方向の幅をＷＰとする。単位画素組２１ｋに含まれる部分画素２２Ｌと部分画素２２Ｒとの間の遮蔽領域２３のＹ方向の幅をＷＢとする。単位画素組２１ｋのＹ方向の幅をＰ（＝２（ＷＰ＋ＷＢ））とする。レンズ部品１０の出射側の主平面と像面Ａとの間の距離をＬ１とする。レンズ部品１０の入射側の主平面と表示パネル２０との間の距離をＬ２とする。
　部分画素２２Ｌ，２２ＲのＹ方向の幅を底辺とし距離Ｌ２を高さとする三角形と、像面Ａにおける像ＩＬ，ＩＲのＹ方向の幅を底辺とし距離Ｌ１を高さとする三角形とは、相似関係にある。厳密には、レンズ部品１０と表示パネル２０との間には他の部材（ガラス、偏光板、接着剤など）が存在する場合がある。レンズ厚が位置によらず一様にレンズ先端までの厚さと仮定した近軸計算では、距離Ｌ２は各層の厚さを各層の屈折率で割ったものの和となる。Ｌ１，Ｌ２は、各部材の厚さ及び屈折率や設定した像面Ａの位置（観察位置）に基づいて光線行列を解くことにより求められる。
　図２（ａ）では、単位画素組２１ｋのＹ方向の中心、および、単位画素組２１ｋに対応するシリンドリカルレンズ１１ｋのＹ方向の中心は、何れもＹ＝０に位置している。このとき、図２（ｂ）に示されるように、像面Ａ上において、左目用部分画素２２Ｌに対応する左目用像ＩＬは下記（１）式で表されるＹ方向の範囲に形成され、右目用部分画素２２Ｒに対応する右目用像ＩＲは下記（２）式で表されるＹ方向の範囲に形成される。遮蔽領域２３に対応する黒い領域ＩＢは下記（３）式で表されるＹ方向の範囲に形成される。αは、レンズ倍率であり、α＝Ｌ１／Ｌ２なる式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　図３（ａ）では、単位画素組２１ｋのＹ方向の中心はＹ＝０に位置している。これに対して、単位画素組２１ｋに対応するシリンドリカルレンズ１１ｋのＹ方向の中心はＹ＝－ｔに位置している。このとき、図３（ｂ）に示されるように、像面Ａ上において、左目用部分画素２２Ｌに対応する左目用像ＩＬは下記（４）式で表されるＹ方向の範囲に形成され、右目用部分画素２２Ｒに対応する右目用像ＩＲは下記（５）式で表されるＹ方向の範囲に形成される。遮蔽領域２３に対応する黒い領域ＩＢは下記（６）式で表されるＹ方向の範囲に形成される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　すなわち、図２の場合と比較して図３の場合には、単位画素組２１ｋに対してシリンドリカルレンズ１１ｋがＹ方向に－ｔだけ移動していることにより、像面Ａ上において左目用像ＩＬ，右目用像ＩＲおよび黒い領域ＩＢは何れもＹ方向に－ｔ（１＋Ｌ１／Ｌ２）だけシフトする。したがって、像面Ａ上において図２では光強度が０であった部分にも図３では光が到達する。
　図４は、参考形態の画像表示装置のレンズ部品１０を説明する図である。図４でもレンズ部品１０の凸面の形状が示されている。図４（ａ），（ｂ）は、各々Ｘ方向に延在し共通の構成を有する複数のシリンドリカルレンズが一定周期ＰＬでＹ方向に並列配置されたレンチキュラレンズを示す。このレンチキュラレンズは、第１比較例の画像表示装置１に含まれるものと同様のものである。図４（ａ）のレンチキュラレンズに対して図４（ｂ）のレンチキュラレンズはＹ方向にｔだけシフトしている。
　図４（ｃ）に示される本参考形態のレンズ部品１０は、各々Ｘ方向に延在し共通の構成を有しＹ方向に最小周期ＰＬで並列配置されたＫ個の単位レンズ１１を備える。各単位レンズ１１は、Ｙ方向の最小周期ＰＬ内において区分される２個の部分レンズ１２１，１２２を含む。最小周期ＰＬ内の０～ＰＬ’の範囲にある部分レンズ１２１は図４（ａ）中の実線部分に相当する。最小周期ＰＬ内のＰＬ’～ＰＬの範囲にある部分レンズ１２２は図４（ｂ）中の実線部分に相当する。
　すなわち、各単位レンズ１１に含まれる２個の部分レンズ１２１，１２２それぞれは、Ｚ方向に平行であって互いに異なる光軸（Ｙ方向にｔだけ互いに離れている光軸）を有し、物体面上の共通点を像面Ａ上の互いに異なる位置（Ｙ方向に－ｔ（１＋Ｌ１／Ｌ２）だけ互いにシフトした位置）に結像することができる。これにより、遮蔽領域２３に対応する黒い領域ＩＢ（観察の際に黒い筋となって見える領域）を狭くすることができ、或いは、黒い領域ＩＢを無くすことができる。
　図２（ｂ）および図３（ｂ）それぞれに示された光強度分布から、下記（７）式で表される条件が成り立つとき、像面Ａ上において光が到達しない領域ＩＢが存在する。下記（８）式で表される条件が成り立つとき、像面Ａ上において左目用像ＩＬと右目用像ＩＲとが互いに一部重なってクロストークが生じる。したがって、下記（９）式で表される条件が成り立つのが最適である。（７）式～（９）式それぞれにおいて、左辺は図２での黒い領域ＩＢの左側境界位置を表し、右辺は図３での黒い領域ＩＢの右側境界位置を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　上記（９）式から下記（１０）式が得られる。通常、距離Ｌ２は数百μｍ～数ｍｍであるのに対し、距離Ｌ１は数百ｍｍと十分大きい。したがって、（１０）式は下記（１１）式で近似され得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　レンズ部品１０の各単位レンズ１１に含まれる部分レンズ１２１，１２２それぞれは、ＹＺ断面において、球面レンズ形状を有していてもよいし、非球面レンズ形状を有していてもよい。部分レンズ１２１，１２２それぞれのレンズ形状は、光線行列を解くことにより得られる。しかし、部分レンズ１２１，１２２それぞれのレンズ形状が光線行列の解から数％程度異なっていても、充分に視点分離が可能であるので実用上の問題はない。ただし、像面Ａ上におけるＹ方向の画質の一様性の観点から、各単位レンズ１１に含まれる部分レンズ１２１，１２２それぞれは互いに等しい焦点距離を有するのが好ましい。
　次に、図５～図１０を用いて第１比較例および本参考形態それぞれの画像表示装置の動作を説明する。図５は、第１比較例における表示パネル２０に対しレンズが－Ｙ方向にシフトしたときの部分画素２２Ｒからの光線の軌跡を示す図である。図６は、第１比較例における表示パネル２０に対しレンズが－Ｙ方向にシフトしたときの像面Ａ上の光強度分布を示す図である。図７は、第１比較例における表示パネル２０に対しレンズが＋Ｙ方向にシフトしたときの部分画素２２Ｒからの光線の軌跡を示す図である。図８は、第１比較例における表示パネル２０に対しレンズが＋Ｙ方向にシフトしたときの像面Ａ上の光強度分布を示す図である。図９は、本参考形態における部分画素２２Ｒからの光線の軌跡を示す図である。図１０は、本参考形態における像面Ａ上の光強度分布を示す図である。
　第１比較例において、図５および図６に示されるように、表示パネル２０に対しレンズが－Ｙ方向にシフトしたとき（図４（ａ）の場合）、像面Ａ上の右目用像ＩＲ１および左目用像ＩＬ１も－Ｙ方向にシフトする。一方、図７および図８に示されるように、表示パネル２０に対しレンズが＋Ｙ方向にシフトしたとき（図４（ｂ）の場合）、像面Ａ上の右目用像ＩＲ２および左目用像ＩＬ２も＋Ｙ方向にシフトする。
　これに対して、本参考形態においては、図９および図１０に示されるように、単位レンズ１１のうちの部分レンズ１２１を経て像面Ａに形成される右目用像ＩＲ１および左目用像ＩＬ１と、単位レンズ１１のうちの部分レンズ１２２を経て像面Ａに形成される右目用像ＩＲ２および左目用像ＩＬ２とは、像面Ａ上において互いに異なる領域に形成される（図１０（ａ））。したがって、本参考形態では、像面Ａ上において、右目用像ＩＲ１と右目用像ＩＲ２とが重なった右目用像ＩＲが形成され、左目用像ＩＬ１と左目用像ＩＬ２とが重なった左目用像ＩＬが形成される（図１０（ｂ））。
　次に、第１比較例，第１参考例，第２参考例および第３参考例それぞれにおける像面Ａ上での光強度分布の計算例を説明する。第１参考例，第２参考例および第３参考例は、上記の本参考形態の具体的な例である。以下の計算例では、レンズは球面レンズであるとした。
　図１１は、第１比較例の計算条件を示す図である。図１２は、第１比較例の計算結果を示す図である。第１比較例では、図１１に示されるように、単位画素組のＹ方向の幅Ｐを０.２ｍｍとした。単位画素組に含まれる各部分画素それぞれのＹ方向の幅ＷＰを０.０８ｍｍとした。単位画素組に含まれる各部分画素の間の遮蔽領域２３のＹ方向の幅ＷＢを０.０２ｍｍとした。
　レンズの出射側の主平面と像面Ａとの間の距離Ｌ１を３５０ｍｍとした。レンズの入射側の主平面と表示パネル２０との間の距離Ｌ２を０.５２ｍｍとした。レンズの厚さを０.３ｍｍとした。レンズの屈折率を１.６とした。レンズと表示パネル２０との間に厚さ０.５ｍｍで屈折率１.５のガラスがあるものとして、距離Ｌ２を０.５２ｍｍ（＝０．３／１．６＋０．５／１．５）とした。実際にはレンズと表示パネル２０との間に偏光板や接着剤が存在する場合があるが、これらを無視した。
　これらのパラメータの値を用いて光線行列を解くことにより、レンズの曲率半径は０.３１ｍｍと計算された。表示パネル２０のＹ方向の幅を３２.２ｍｍとして、表示パネル２０が１６１個の単位画素組を備えるものとした。
　図１１中において、Ｙ＝８０Ｐ＝１６ｍｍに位置する最外単位画素組は、中央（Ｙ＝０）に位置する単位画素組から数えて８０番目の単位画素組である。像面Ａ上において各単位画素組から到達した像を視認範囲で概ね重ねるために、Ｙ＝８０Ｐに位置する８０番目の単位画素組の中心位置の像が、Ｙ＝８０ＰＬに位置する８０番目のレンズを通って、像面Ａ上のＹ＝０の位置に来るようにした。前述と同様の三角形の相似関係から、単位レンズのＹ方向の幅ＰＬは０.１９９７ｍｍと計算された。
　第１比較例において、表示パネル２０の１６１個の単位画素組に含まれる部分画素２２Ｌ，２２Ｒの全てを光らせたときの像面Ａ上での光強度分布は、図１２に示されるようになる。像面Ａ上において、右目用像ＩＲと左目用像ＩＬとの間に、光が到達しない領域ＩＢが存在している。
　図１３は、第１参考例の計算条件を示す図である。図１４は、第１参考例の計算結果を示す図である。第１参考例では、図１３に示されるように、単位レンズ形状以外のパラメータについての計算条件は上記の第１比較例の計算条件と同じである。この第１参考例では、単位レンズは、第１比較例のレンズを－Ｙ方向（左方向）にｔ／２だけシフトしたレンズの一部に相当する部分レンズ１２１と、第１比較例のレンズを＋Ｙ方向（右方向）にｔ／２だけシフトしたレンズの一部に相当する部分レンズ１２２とを含む。ｔ／２＝ＷＢ／２＝０.０１ｍｍである。
　部分レンズ１２１，１２２それぞれの光軸は、Ｚ方向に平行であって、互いに距離ｔだけ離れている。レンズ部品１０の中央に位置する単位レンズに含まれる部分レンズ１２１，１２２それぞれの光軸のＹ方向の中心位置は、表示パネル２０の中央に位置する単位画素組のＹ方向の中心位置と一致している。各単位レンズのＹ方向の幅ＰＬ（０.１９９７ｍｍ）において、－Ｙ方向側の０.０５ｍｍ幅の領域に部分レンズ１２１が存在し、＋Ｙ方向側の０.１４９７ｍｍ幅の領域に部分レンズ１２２が存在する。
　第１参考例において、表示パネル２０の１６１個の単位画素組に含まれる部分画素２２Ｌ，２２Ｒの全てを光らせたときの像面Ａ上での光強度分布は、図１４に示されるようになる。像面Ａ上において、右目用像ＩＲと左目用像ＩＬとの間に、光が到達しない領域ＩＢがなくなっており、画像を観察したときの黒い筋がなくなる。図１４では、光強度が位置によって階段状に変化していて光強度が低い領域があるが、光強度０で黒となって観察される領域より、人間の眼には遥かに認識されにくい。
　図１５は、第２参考例の計算条件を示す図である。図１６は、第２参考例の計算結果を示す図である。第２参考例では、図１５に示されるように、単位レンズ形状以外のパラメータについての計算条件は上記の第１比較例の計算条件と同じである。前の第１参考例では部分レンズ１２１，１２２のＹ方向の幅の比が略１：３であったのに対して、この第２参考例では部分レンズ１２１，１２２のＹ方向の幅の比を１：１とした。
　第２参考例において、表示パネル２０の１６１個の単位画素組に含まれる部分画素２２Ｌ，２２Ｒの全てを光らせたときの像面Ａ上での光強度分布は、図１６に示されるようになる。像面Ａ上において、右目用像ＩＲと左目用像ＩＬとの間に、光が到達しない領域ＩＢがなくなっており、画像を観察したときの黒い筋がなくなる。第２参考例では、像面Ａ上の光強度分布はＹ＝０の位置を中心として対称となるので、より自然な画像が得られる。第２参考例のレンズ部品１０は、第１参考例と異なり不連続部分がなくなるので、製造がより容易になる。
　図１７は、第３参考例の計算条件を示す図である。図１８は、第３参考例の計算結果を示す図である。第３参考例では、図１７に示されるように、第１比較例，第１参考例および第２参考例と同様に、単位画素組のＹ方向の幅Ｐを０.２ｍｍとし、レンズの出射側の主平面と像面Ａとの間の距離Ｌ１を３５０ｍｍとし、レンズの入射側の主平面と表示パネル２０との間の距離Ｌ２を０.５２ｍｍとし、単位レンズのＹ方向の幅ＰＬを０.１９９７ｍｍとした。
　第３参考例では、単位画素組に含まれる各部分画素それぞれのＹ方向の幅ＷＰを０.０５ｍｍとし、単位画素組に含まれる各部分画素の間の遮蔽領域２３のＹ方向の幅ＷＢを０.０５ｍｍとして、両者を等しくした。部分レンズ１２１，１２２のＹ方向の幅の比を１：１とした。
　第１比較例において、単位画素組に含まれる各部分画素それぞれのＹ方向の幅ＷＰと各部分画素の間の遮蔽領域２３のＹ方向の幅ＷＢとを互いに等しくすると、像面Ａにおいて、右目用像ＩＲ、左目用像ＩＬおよび黒い領域ＩＢそれぞれのＹ方向の幅も互いに等しくなる。これに対して、第３参考例では、表示パネル２０の１６１個の単位画素組に含まれる部分画素２２Ｌ，２２Ｒの全てを光らせたときの像面Ａ上での光強度分布は、図１８に示されるように、部分レンズ１２１，１２２により±ｔ／２だけシフトされた右目用像ＩＲおよび左目用像ＩＬの重ね合わせとなるので、略均一の強度分布となる。
　したがって、第３参考例では、第２参考例の効果に加えて、強度分布が一様であり、より自然な画像が得られるという効果が得られる。さらに、像面Ａでの実質的な視認範囲（すなわち、光強度分布が略一様である範囲）は、第１参考例および第２参考例では、右目用像ＩＲに対してはＹ＝－５５ｍｍ～－１３ｍｍであって、左目用像ＩＬに対してはＹ＝＋１３ｍｍ～＋５５ｍｍであったのに対し、第３参考例では、右目用像ＩＲに対してはＹ＝－６５ｍｍ～０であって、左目用像ＩＬに対してはＹ＝０～＋６５ｍｍであり、それぞれ視認範囲を広くとることができる。
　図１８（ａ）において、右目用像ＩＲおよび左目用像ＩＬそれぞれの中央付近に、局所的に強度の大きい部分が見られる。これは、＋Ｙ方向にシフトした部分レンズによる像と、－Ｙ方向にシフトした部分レンズによる像との切替部分で、レンズの球面収差により若干光強度分布が裾を引いて僅かなオーバーラップ（図１８（ｂ）中の点線で囲った部分）が生じたことに起因する。しかしながら、人間の眼には、このような局所的な強度の変化は認識されにくい。この僅かなオーバーラップは、画素の幅やレンズのシフト量に若干の修正を加えることなどにより改善が可能である。
　これまで説明してきた比較例および参考形態では視点数が２であったが、一般に視点数が２以上であってもよい。視点数がＮである場合、表示パネル２０の各単位画素組はＹ方向に配列されたＮ個の部分画素を含む。すなわち、Ｎ枚の絵を画素毎に分割し、表示パネル２０上ではＹ方向に、１番目の絵を構成する部分画素、２番目の絵を構成する部分画素、・・・、Ｎ番目の絵を構成する部分画素の順に配置したものを単位画素組として、レンズによって各視点の像を振り分ける。
　次に、視点数が３である場合について説明する。図１９は、第２比較例の画像表示装置２による画像表示の原理を模式的に示す図である。画像表示装置２は、レンズ部品１０および表示パネル２０を備え、表示パネル２０を物体面として該物体面上の画像をレンズ部品１０により像面Ａ上に結像する。レンズ部品１０は、図１に示されたものと同様である。
　表示パネル２０は、ＸＹ平面上に複数の単位画素組２１ｋが２次元配列されたものである。視点数が３である場合、各単位画素組２１ｋは、Ｙ方向に沿って配列された３個の第１の部分画素２２１，第２の部分画素２２２および第３の部分画素２２３を含む。部分画素２２１，２２２，２２３はＹ方向に順に配置されている。ブラックマトリックスと呼ばれる遮蔽領域２３が、部分画素２２１と部分画素２２２との間に存在し、部分画素２２２と部分画素２２３との間に存在する。
　単位画素組２１ｋがシリンドリカルレンズ１１ｋに対応しているとすると、単位画素組２１ｋの第１部分画素２２１から発した光がシリンドリカルレンズ１１ｋを経ることにより像面Ａ上に第１の像Ｉ１が形成される。単位画素組２１ｋの第２部分画素２２２から発した光がシリンドリカルレンズ１１ｋを経ることにより像面Ａ上に第２の像Ｉ２が形成される。単位画素組２１ｋの第３部分画素２２３から発した光がシリンドリカルレンズ１１ｋを経ることにより像面Ａ上に第３の像Ｉ３が形成される。像面Ａ上の第１および第２の像の形成範囲にある左目・右目により立体画像が視認され、像面Ａ上の第２および第３の像の形成範囲にある左目・右目により他の立体画像が視認される。
　しかし、この場合にも、像面Ａ上には、第１の像Ｉ１と第２の像Ｉ２との間、および、第２の像Ｉ２と第３の像Ｉ３との間に、遮蔽領域２３に対応する黒い領域ＩＢが生じる。この黒い領域ＩＢが像面Ａ上の位置によっては認識されることとなり、立体画像内で黒い筋となって観察されるので、画質が低下する。
　このような視点数が３である場合にも、既に説明した視点数が２であるの場合と同様に、図４（ｃ）に示されるようなレンズ部品１０を用いることにより、遮蔽領域２３に対応する黒い領域ＩＢ（観察の際に黒い筋となって見える領域）を狭くすることができ、或いは、黒い領域ＩＢを無くすことができる。
　次に、視点数が３である場合の第２比較例および第４参考例それぞれにおける像面Ａ上での光強度分布の計算例を説明する。第４参考例は、上記の視点数が３である場合の参考形態の具体的な例である。以下の計算例では、レンズは球面レンズであるとした。
　図２０は、第２比較例の計算条件を示す図である。図２１は、第２比較例の計算結果を示す図である。第２比較例では、図２０に示されるように、単位画素組のＹ方向の幅Ｐを０.２１ｍｍとした。単位画素組に含まれる各部分画素それぞれのＹ方向の幅ＷＰを０.０５６ｍｍとした。単位画素組に含まれる各部分画素の間の遮蔽領域２３のＹ方向の幅ＷＢを０.０１４ｍｍとした。
　レンズの出射側の主平面と像面Ａとの間の距離Ｌ１を３５０ｍｍとした。レンズの入射側の主平面と表示パネル２０との間の距離Ｌ２を０.３９ｍｍとした。レンズの厚さを０.２ｍｍとした。レンズの屈折率を１.６とした。レンズと表示パネル２０との間に厚さ０.４ｍｍで屈折率１.５のガラスがあるものとして、距離Ｌ２を０.３９ｍｍ（＝０．２／１．６＋０．４／１．５）とした。実際にはレンズと表示パネル２０との間に偏光板や接着剤が存在する場合があるが、これらを無視した。
　これらのパラメータの値を用いて光線行列を解くことにより、レンズの曲率半径は０.２３５ｍｍと計算された。表示パネル２０のＹ方向の幅を３３.８１ｍｍとして、表示パネル２０が１６１個の単位画素組を備えるものとした。
　図２０中において、Ｙ＝８０Ｐ＝１６.８ｍｍに位置する最外単位画素組は、中央（Ｙ＝０）に位置する単位画素組から数えて８０番目の単位画素組である。像面Ａ上において各単位画素組から到達した像を視認範囲で概ね重ねるために、Ｙ＝８０Ｐに位置する８０番目の単位画素組の中心位置の像が、Ｙ＝８０ＰＬに位置する８０番目のレンズを通って、像面Ａ上のＹ＝０の位置に来るようにした。前述と同様の三角形の相似関係から、単位レンズのＹ方向の幅ＰＬは０.２０９８ｍｍと計算された。
　第２比較例において、表示パネル２０の１６１個の単位画素組に含まれる３個の部分画素２２１～２２３の全てを光らせたときの像面Ａ上での光強度分布は、図２１に示されるようになる。像面Ａ上において、像Ｉ１～像Ｉ３の間に、光が到達しない領域ＩＢが存在している。
　図２２は、第４参考例の計算条件を示す図である。図２３は、第４参考例の計算結果を示す図である。第４参考例では、図２２に示されるように、単位レンズ形状以外のパラメータについての計算条件は上記の第２比較例の計算条件と同じである。第４参考例では、単位レンズは、第２比較例のレンズを－Ｙ方向（左方向）にｔ／２だけシフトしたレンズの一部に相当する部分レンズ１２１と、第２比較例のレンズを＋Ｙ方向（右方向）にｔ／２だけシフトしたレンズの一部に相当する部分レンズ１２２とを含む。ｔ／２＝ＷＢ／２＝０.００７ｍｍである。
　部分レンズ１２１，１２２それぞれの光軸は、Ｚ方向に平行であって、互いに距離ｔだけ離れている。レンズ部品１０の中央に位置する単位レンズに含まれる部分レンズ１２１，１２２それぞれの光軸のＹ方向の中心位置は、表示パネル２０の中央に位置する単位画素組のＹ方向の中心位置と一致している。部分レンズ１２１，１２２のＹ方向の幅の比を１：１とした。
　第４参考例において、表示パネル２０の１６１個の単位画素組に含まれる部分画素２２１～２２３の全てを光らせたときの像面Ａ上での光強度分布は、図２３に示されるようになる。像面Ａ上において、像Ｉ１～像Ｉ３の間に、光が到達しない領域ＩＢがなくなっており、画像を観察したときの黒い筋がなくなる。光強度が位置によって階段状に変化していて光強度が低い領域があるが、光強度０で黒となって観察される領域より、人間の眼には遥かに認識されにくい。
　これまで説明してきた比較例および参考形態では、単位レンズに含まれる各部分レンズが球面レンズ形状であったが、非球面レンズ形状であってもよい。単位レンズに含まれる各部分レンズを非球面レンズ形状とすることで、画素上の１点から出た光を像面Ａ上なるべく径の小さい１点に結像させることができる。本参考形態では、レンズがＸ方向に延在しているので、像面Ａ上なるべく細い線に結像させることができる。
　次に、単位レンズに含まれる各部分レンズが非球面レンズ形状である場合について説明する。図２４は、非球面レンズの断面形状を示す図である。光軸をＺ軸に一致させ、光軸からの距離をｒとし、ｒ＝０のときのレンズ高さとの差をΔｚとすると、非球面レンズの凸面の形状は下記（１２）式で表される。ｃは曲率である。ｋはコーニック係数である。ｃ２ｍは非球面係数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　これらｃ，ｋ，ｃ２ｍのレンズパラメータは、市販されているレンズ設計ソフトを用いて最適化し決定することができる。最適化の際の条件として、中央単位画素組から最外単位画素組までの数をＮとし、物体高（レンズ中心から最も遠い発光点のＹ方向の距離）を例えばＮ（Ｐ－ＰＬ）＋Ｐ／２
とし、レンズ倍率をＬ１／Ｌ２とすればよい。
　本参考形態における単位レンズに含まれる各部分レンズは、球面レンズ形状の場合と同様に、非球面レンズ形状の場合にも、遮蔽領域２３のＹ方向の幅ｔだけ互いにシフトしたレンズの一部同士を組み合わせることにより、像面Ａ上において光を到達しない部分をなくすことができ、画像の質を高めつつ、画面上に現れる黒い筋を無くすことができる。
　非球面レンズのパラメータは以下のようにして計算される。図２５に示されるように、屈折率１.５で厚さ０.５ｍｍの平行平板ガラスに、屈折率１.６で厚さ０.３ｍｍの片面が平面で片面が非球面凸形状のレンズが、平面側で密着したレンズ系において、レンズと密着しているガラスの面に対向する面を光源面とする。物体高０、０.１２４ｍｍ（＝８０×（０．２－０．１９９７）＋０．２／２）に対し、レンズ部品１０の出射側の主平面と像面Ａとの間の距離Ｌ１を３５０ｍｍとし、レンズ部品１０の入射側の主平面と表示パネル２０との間の距離Ｌ２を０.５２ｍｍとする。この条件の下で最適化することにより、ｃ＝３.１［ｍｍ－１］、ｋ＝－０.７６、ｃ４＝３.９、ｃ６＝－１４５.５が得られた。ｃ２およびｃ２ｍ（ｍ≧４）を０とした。
　次に、単位レンズに含まれる各部分レンズが非球面レンズである場合の第５参考例における像面Ａ上での光強度分布の計算例を説明する。
　図２６は、第５参考例の計算条件を示す図である。図２７は、第５参考例の計算結果を示す図である。第５参考例では、図２６に示されるように、単位レンズ形状以外のパラメータについての計算条件は上記の第２参考例の計算条件と同じである。この第５参考例では、単位レンズに含まれる各部分レンズを上記のような非球面レンズ形状とした。
　第５参考例において、表示パネル２０の１６１個の単位画素組に含まれる部分画素２２Ｌ，２２Ｒの全てを光らせたときの像面Ａ上での光強度分布は、図２７に示されるようになる。像面Ａ上において、右目用像ＩＲと左目用像ＩＬとの間に、光が到達しない領域ＩＢがなくなっており、画像を観察したときの黒い筋がなくなる。第５参考例では、像面Ａ上の光強度分布はＹ＝０の位置を中心として対称となるので、より自然な画像が得られる。第５参考例のレンズ部品１０は、不連続部分がなくなるので、製造がより容易になる。
　次に、参考形態のレンズ部品１０と対比しつつ、本実施形態のレンズ部品１０について説明する。これまで説明してきた参考形態のレンズ部品１０は、比較例のものと比べて、画像の画質の劣化を抑制することができる点で優れているが、製造の容易性の点では難がある。すなわち、参考形態のレンズ部品１０は、ＸＺ断面において各単位レンズ１１に含まれる部分レンズ１２１と部分レンズ１２２との間に窪みを有していることから、製造の際に用いられる金型の加工が容易ではない。以下に説明する本実施形態のレンズ部品１０は、参考形態のレンズ部品１０と同程度の画質劣化抑制の作用効果を奏することに加えて、容易に製造することができるものである。
　図２８は、本実施形態のレンズ部品１０の断面図である。図２９は、本実施形態のレンズ部品１０による結像を説明する図である。本実施形態のレンズ部品１０は、各々Ｘ方向に延在し共通の構成を有しＹ方向に最小周期ＰＬで並列配置されたＫ個の単位レンズ１１を備える。各単位レンズ１１は、Ｙ方向の最小周期ＰＬ内において区分される２個の部分レンズ１２１，１２２を含む。さらに、これら部分レンズ１２１，１２２の間に設けられた平坦部１３をも含む。各単位レンズ１１に含まれる部分レンズ１２１，１２２それぞれは、Ｚ方向に平行であって互いに異なる光軸Ａｘ１，Ａｘ２を有し、表示パネル２０を物体面として該物体面上の共通点を像面Ａ上の互いに異なる位置に結像する。部分レンズ１２１，１２２それぞれによる結像の位置の間の距離は、レンズ倍率αと光軸Ａｘ１，Ａｘ２間の距離とに依存する。部分レンズ１２１，１２２それぞれの焦点距離は互いに等しい。
　図２９は、物体面上の共通点から出た光線のうち部分レンズ１２１，１２２を通過する光線のみの光路を模式的に描いたものである。図２９には示されていないが、物体面上の共通点から出た光線のうち平坦部１３を通過する光線は、像面Ａ上で２つの結像点の間に分布して到達する。平坦部１３を通過して像面Ａ上に到達した光は、結像光に対する雑音となるが、面積当たりの光量では結像光に対して十分小さくなる。部分レンズ１２１，１２２に対する平坦部１３の大きさが大きすぎなければ、この雑音は問題ない。図２８に示された断面形状において周期ＰＬに占める平坦部１３の長さが０.５以下であれば問題ない。
　各単位レンズ１１に含まれる部分レンズ１２１，１２２それぞれは、図３０に示されるように、同じ形状の円筒レンズの一部である形状で構成することができる。図３０で示した断面図では、円Ｃ１と円Ｃ２とは互いに等しい同じ曲率半径を持ち、円Ｃ１の中心Ｏ１が光軸Ａｘ１上に存在し、円Ｃ２の中心Ｏ２が光軸Ａｘ２上に存在する。部分レンズ１２１，１２２は各円弧からなる円筒形状の一部である。
　次に、図３１～図３９を用いて第３比較例，第１実施例，第２実施例および第３実施例それぞれにおける像面Ａ上での光強度分布の計算例を説明する。第１実施例は、上記の本実施形態の具体的な例である。以下の計算例では、レンズは球面レンズであるとした。
　図３１は、第３比較例の計算条件を示す図である。図３２は、第３比較例の計算結果を示す図である。第３比較例では、図３１に示されるように、単位画素組のＹ方向の幅Ｐを０.２ｍｍとした。単位画素組に含まれる各部分画素それぞれのＹ方向の幅ＷＰを０.０６ｍｍとした。単位画素組に含まれる各部分画素の間の遮蔽領域２３のＹ方向の幅ＷＢを０.０４ｍｍとした。
　レンズの出射側の主平面と像面Ａとの間の距離Ｌ１を３５０ｍｍとした。レンズの入射側の主平面と表示パネル２０との間の距離Ｌ２を０.４６ｍｍとした。レンズの厚さを０.２ｍｍとした。レンズの屈折率を１.６とした。レンズと表示パネル２０との間に厚さ０.５ｍｍで屈折率１.５のガラスがあるものとして、距離Ｌ２を０.４６ｍｍ（＝０．２／１．６＋０．５／１．５）とした。実際にはレンズと表示パネル２０との間に偏光板や接着剤が存在する場合があるが、これらを無視した。
　これらのパラメータの値を用いて光線行列を解くことにより、レンズの曲率半径は０.２７ｍｍと計算された。表示パネル２０のＹ方向の幅を３２.２ｍｍとして、表示パネル２０が１６１個の単位画素組を備えるものとした。
　図３１中において、Ｙ＝８０Ｐ＝１６ｍｍに位置する最外単位画素組は、中央（Ｙ＝０）に位置する単位画素組から数えて８０番目の単位画素組である。像面Ａ上において各単位画素組から到達した像を視認範囲で概ね重ねるために、Ｙ＝８０Ｐに位置する８０番目の単位画素組の中心位置の像が、Ｙ＝８０ＰＬに位置する８０番目のレンズを通って、像面Ａ上のＹ＝０の位置に来るようにした。前述と同様の三角形の相似関係から、単位レンズのＹ方向の幅ＰＬは０.１９９７ｍｍと計算された。
　第３比較例において、表示パネル２０の１６１個の単位画素組に含まれる部分画素２２Ｌ，２２Ｒの全てを光らせたときの像面Ａ上での光強度分布は、図３２に示されるようになる。像面Ａ上において、右目用像ＩＲと左目用像ＩＬとの間に、光が到達しない領域ＩＢが存在している。遮蔽領域２３に対する黒い領域ＩＢは、前記（３）式で表されるＹ方向の範囲に形成される。
　図３３は、第１実施例の計算条件を示す図である。図３４は、第１実施例の計算結果を示す図である。第１実施例では、図３３に示されるように、単位レンズ形状以外のパラメータについての計算条件は上記の第３比較例の計算条件と同じである。この第１実施例では、各単位レンズ１１は、部分レンズ１２１，１２２および平坦部１３を含む。各単位レンズ１１に含まれる部分レンズ１２１，１２２それぞれの光軸の間の間隔を、単位画素組に含まれる各部分画素の間の遮蔽領域２３のＹ方向の幅ＷＢと等しく０.０４ｍｍとした。ＹＺ面におけるレンズ面接線の傾きを各単位レンズ面内で連続とした。各部分レンズの曲率半径を０.２７ｍｍとし、各部分レンズのＹ方向の幅を０.０７９８５ｍｍとした。
　物体面上の或る物点から出た光は、その点と光軸との距離のα倍だけ、光軸から物点と反対側に離れた像面Ａ上に結像する。右目用部分画素２２Ｒから出た光により形成される右目用像ＩＲは、部分レンズ１２１によって下記（１３）式で表されるＹ方向の範囲に形成され、部分レンズ１２２によって下記（１４）式で表されるＹ方向の範囲に形成され、全体として下記（１５）式で表されるＹ方向の範囲に形成される。左目用部分画素２２Ｌから出た光により形成される左目用像ＩＬは、全体として下記（１６）式で表されるＹ方向の範囲に形成される。よって、像面Ａ上において光が到達しない領域が存在しないことになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
　第１実施例において、表示パネル２０の１６１個の単位画素組に含まれる部分画素２２Ｌ，２２Ｒの全てを光らせたときの像面Ａ上での光強度分布は、図３４に示されるようになる。像面Ａ上において、右目用像ＩＲと左目用像ＩＬとの間に、光が到達しない領域ＩＢがなくなっており、画像を観察したときの黒い筋がなくなる。
　各単位レンズ１１において、第１実施例の構成から平坦部１３を除いて、部分レンズ１２１，１２２それぞれが同じ曲率を有したまま中央まで存在する場合（参考形態の構成とした場合）、像面Ａ上での光強度分布は、図３５に示されたようになる。図３５と比較して、図３４に示される第１実施例の計算結果は、若干の強度分布の違いがあるものの、左右方向への視点分離を維持しつつ、ｙ＝０ｍｍ付近の光強度０の領域がなくなっているので、十分な性能を有していると言える。
　図３６は、第２実施例の計算条件を示す図である。図３７は、第２実施例の計算結果を示す図である。第１実施例に対して、第２実施例では、部分レンズ１２１，１２２それぞれの光軸Ａｘ１，Ａｘ２の間の距離を０.０５ｍｍに変更し、平坦部１３のＹ方向の幅を０.０５ｍｍに変更した。第１実施例と比べて、第２実施例では、像面Ａ上でｙ＝０付近において、右目用像ＩＲと左目用像ＩＬとの重なり量が大きくなり、より効果的に黒い筋をなくすことができる。
　図３８は、第３実施例の計算条件を示す図である。図３９は、第３実施例の計算結果を示す図である。第１実施例に対して、第３実施例では、部分レンズ１２１，１２２それぞれの光軸Ａｘ１，Ａｘ２の間の距離を０.０４ｍｍのままとし、平坦部１３のＹ方向の幅を０.０９９ｍｍに変更した。第１実施例および第２実施例と同様、第３実施例でも、像面Ａ上でｙ＝０付近において、右目用像ＩＲと左目用像ＩＬとが互いに重なり、黒い筋をなくすことができる。第３実施例では、右目用像ＩＲと左目用像ＩＬとの重なり量がかなり大きくなり、一方視点に対する他方視点の入り込み量でありクロストークが若干悪くはなる。しかし、一般的な人の眼間距離は６０～６５ｍｍであり、片目の位置であるｙ＝±３０～３２.５ｍｍ付近には他視点の光が混入していないので、立体画像表示装置に用いることが可能である。
　上記の第１～第３の実施例のように、部分レンズ１２１，１２２の光軸間の距離を遮蔽領域２３の幅ＷＢと同じかそれ以上にしておけば、像面Ａ上でｙ＝０付近において、右目用像ＩＲと左目用像ＩＬとが互いに重なり、黒い筋をなくすことができる。
　本実施形態のレンズ部品１０は、図４０に断面図が示されるような構成、すなわち、各単位レンズ１１において平坦部１３の方向幅が部分レンズ１２１，１２２の光軸間の距離より狭い構成であってもよい。このような構成のレンズ部品１０であっても、参考形態のレンズ部品１０より容易に製造することができる。しかし、より容易に製造することができる構成としては、各単位レンズにおいて、平坦部１３のＹ方向の幅は、部分レンズ１２１，１２２それぞれの光軸の間隔と比べて等しいか又は大きいのが好ましい。
　一方、平坦部１３を通る光は結像に寄与しない雑音光となるので、平坦部１３のＹ方向の幅が大きすぎると雑音光が増してしまう。したがって、各単位レンズ１１において、平坦部１３のＹ方向の幅は、該単位レンズ１１のＹ方向の幅ＰＬの１／２より小さいのが好ましい。
　平坦部１３を通る光は雑音光となるだけであるので、平坦部１３は、通過後の光の進行方向を厳密に制御する必要はない。したがって、平坦部１３は、完全な平面でなくてもよく、例えば波長の１０倍程度以下の表面粗さであれば問題ない。平坦部１３は、部分レンズ１１１，１１２の曲率半径より大きい曲率半径を有する曲面であってもよい。部分レンズ１１１，１１２が非球面レンズである場合には、平坦部１３は、その非球面レンズの曲率半径の最小値より大きい曲率半径を有する曲面であってもよい。平坦部１３は、物体面上から発した光を像面Ａ上に結像しなければよい。
　次に、比較例、参考形態および本実施形態それぞれの場合におけるレンズ部品１０の製造方法について説明する。レンズ部品１０のレンズ面の形状の凹凸を反転させた形状を有する金型を作製し、溶かした材料を金型に流し込んで上から平板でプレスするか、或いは、溶かした材料を平板に流し込んで上から金型でプレスするかすることで、レンズ部品１０を製造する。図４１は、金型の作製方法を模式的に説明する図である。図４２は、金型の作製の際に用いるバイトの形状を説明する図である。バイト３１は本体部と刃先（図示せず）とから構成されており、刃先は本体部の先端にろう付けされて一体に構成されている。刃先はダイヤモンドなどの硬い材料で構成され得る。バイト３１は図示しないシャンクに保持された状態で所定方向に移動可能とされている。バイト３１を図中の矢印の方向に動かし、平板３２の一方の主面上に周期ＰＬで配列された複数の溝を形成して、金型を作製する。
　バイト３１の１回のライン加工で切り込める深さが限られるので、１本の溝を形成するためにはｍ回（深さに依存するが通常は３回）のライン加工が必要となる。ｎ個（通常は数百以上）の単位レンズ１１を備えるレンズ部品１０を製造するには、金型もｎ本の溝が必要である。したがって、全体のｍ×ｎ回のライン加工が必要となる。このようなバイト３１は研磨により作製される。
　バイト３１の先端（刃先）は単位レンズ１１と同じ形状を有する。比較例のレンズ部品１０を製造するための金型を作製する際に用いられるバイト３１は、その先端が１つの凸部を有する。参考形態のレンズ部品１０を製造するための金型を作製する際に用いられるバイト３１Ａは、図４２（ａ）に示されるように、その先端が２つの凸部の間に窪みを有する。このような形状を有するバイト３１Ａは、バイト３１の先端（刃先）を研磨することで作製され得る。しかし、バイト３１の先端（刃先）は、サイズが小さく、硬い材料で構成されているから、通常の研磨により作製することが困難であり、特殊な技術により作製する必要があるので、作製が容易でなく高価となる。バイト３１Ａに替えて、図４２（ｂ）に示されるような２本のバイト３１Ｂ，３１Ｃを用いることも考えられる。しかし、この場合には、必要なバイトの本数が増えるだけでなく、金型作成の際のライン加工の回数が２倍になるので、金型作製のコストが倍増する。さらに、こうして作製された金型は、２本のバイトの境界部に筋状の加工残りが発生してしまうから、単位レンズの光学特性が劣化する。
　本実施形態のレンズ部品１０を製造するための金型を作製する際に用いられるバイト３１Ｄは、図４２（ｃ）に示されるように、先端に窪みを有していないので、通常のバイト３１と同様に通常の研磨により作製することができる。したがって、本実施形態のレンズ部品１０は、通常のレンチキュラレンズと同じコストで容易に製造することができる。
　本実施形態においても、参考形態の場合と同様に、一般に視点数が２以上であってよく、単位レンズに含まれる各部分レンズが非球面レンズ形状であってもよい。
　これまで、立体画像を視認させる場合について主に説明してきた。立体画像を表示する画像表示装置や、視点を非対称に振り分けることを目的としていない画像表示装置では、図４３に示されるように、画像表示装置の正面中央で見たときに、左右に均等に各視点の像が形成されていることが好ましい。図４３は、本実施形態の画像表示装置の中央での単位レンズと単位画素組との位置関係を示す図である。
　図４３に示されるように、像面Ａ上において、Ｙ方向の中央（Ｙ＝０）の位置に対して負の方向を右視点とし、正の方向を左視点とすると、表示パネル２０において中央の単位画素組２１ｋの中心がＹ＝０に位置する。画素と像とは互いに反転するので、負側に左目用部分画素２２Ｌが配置され、正側に右目用部分画素２２Ｒが配置されている必要がある。これが大きくずれると、両視点の外側の虚像の部分が見えてしまい、完全に右目用部分画素と左目用部分画素が入れ替わると、右と左とで像が入れ替わってしまう。したがって、レンズ部品１０のＹ方向について中央付近にある何れかの単位レンズに含まれる２個の部分レンズそれぞれの光軸のＹ方向での中間位置と、表示パネル２０のＹ方向について中央付近にある何れかの単位画素組の中央位置とが、互いに等しいことが望ましい。
　図４３に示されるような望ましい単位レンズ１１と単位画素組２１ｋとの位置関係にするためには、レンズ部品１０と表示パネル２０とを組み立てる際に画像を表示させることで位置を確認しながら組み立てることが好ましい。或いは、図４４に示されるように、レンズ部品１０が位置合わせの為のマーク１４を縁に有し、表示パネル２０が位置合わせの為のマーク２４を縁に有するようにして、レンズ部品１０と表示パネル２０とを組み立てる際にマーク１４とマーク２４とを互いに一致させるようにすることが好ましい。
　本発明は、複数の視点それぞれに向けて画像を表示することができ、その画像の画質の劣化を抑制することができ、また、容易に製造することができる画像表示装置及びこの画像表示装置に含まれるレンズ部品として利用可能である。
　１，２…画像表示装置、１０…レンズ部品、１１…単位レンズ、１２…部分レンズ、１３…平坦部、２０…表示パネル、２１ｋ…単位画素組、２２…部分画素、２３…遮蔽領域。

Claims (8)

  1. 　物体面上の画像を像面上に結像するレンズ部品であって、
    　各々第１方向に延在し共通の構成を有し、前記第１方向に垂直な第２方向に最小周期ＰＬで並列配置されたＫ個の単位レンズを備え、
    　前記Ｋ個の単位レンズそれぞれが、前記第２方向の最小周期ＰＬ内において区分されるＭ個の部分レンズと、これらＭ個の部分レンズの間に設けられた平坦部とを含み、
    　各単位レンズに含まれる前記Ｍ個の部分レンズそれぞれが、前記第１方向および前記第２方向の双方に垂直な第３方向に平行であって互いに異なる光軸を有し、前記物体面上の共通点を前記像面上の互いに異なる位置に結像するレンズ部品（ただし、Ｋ，Ｍは２以上の整数）。
  2. 　各単位レンズにおいて、前記平坦部の第２方向の幅が、前記Ｍ個の部分レンズそれぞれの光軸の間隔と比べて等しいか又は大きい請求項１に記載のレンズ部品。
  3. 　各単位レンズにおいて、前記平坦部の第２方向の幅が、該単位レンズの第２方向幅の１／２より小さい請求項１に記載のレンズ部品。
  4. 　各単位レンズに含まれる前記Ｍ個の部分レンズそれぞれが、互いに等しい焦点距離を有する請求項１に記載のレンズ部品。
  5. 　互いに垂直な第１方向および第２方向の双方に平行な面上に複数の単位画素組が２次元配列され、前記複数の単位画素組それぞれが前記第２方向に沿って配列されたＮ個の部分画素を含む表示パネルと、
    　前記表示パネルを物体面として該物体面上の画像を像面上に結像し、前記第２方向について前記単位画素組に対応して前記単位レンズが設けられている請求項１～４の何れか１項に記載のレンズ部品とを備える画像表示装置（ただし、Ｎは２以上の整数）。
  6. 　前記表示パネルの前記複数の単位画素組それぞれにおいて前記第２方向に沿って前記Ｎ個の部分画素の相互の間に遮蔽領域が存在し、
    　前記遮蔽領域の前記第２方向での幅が、前記レンズ部品の各単位レンズに含まれる前記Ｍ個の部分レンズそれぞれの光軸の前記第２方向での間隔と比べて等しいか又は小さい請求項５に記載の画像表示装置。
  7. 　Ｍ値が２であり、
    　前記レンズ部品の前記Ｋ個の単位レンズのうち前記第２方向について中央付近にある何れかの単位レンズに含まれる２個の部分レンズそれぞれの光軸の前記第２方向での中間位置と、前記表示パネルの前記複数の単位画素組のうち前記第２方向について中央付近にある何れかの単位画素組の中央位置とが、互いに等しい請求項５に記載の画像表示装置。
  8. 　前記レンズ部品および前記表示パネルそれぞれが、両者を組み立てる際の位置合わせの為のマークを有する請求項５に記載の画像表示装置。
     
     
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