三维影像显示装置.pdf

实施方式提供一种三维影像显示装置。通过倾斜地配置光学性的开口部并改变像素形状，从而消除波纹提高画质。在三维图像显示装置中，显示部沿着第1以及第2方向矩阵状地排列像素，像素由显示不同的颜色的多个子像素构成。与该显示部相对向地设置光线控制元件，光线控制元件由以相对于第2方向形成某角度(θ)的方式倾斜地延伸、并沿着与该延伸方向正交的方向排列的多个光学性的开口部构成。子像素构成为在开口部以及遮光部中具有第1以及第2图案的一方，沿着第2方向按照第1与第2图案的交替排列或者第2与第1图案的交替排列的方式排列相同颜色的子像素，子像素以不相互提供线对称或者点对称的关系的方式配置于显示部。

权利要求书一种三维图像显示装置，其特征在于，具备：
显示部，沿着第1方向以及与该第1方向正交的第2方向按像素周期pp矩阵状地排列有像素，该像素由显示不同的颜色的多个子像素构成，并且所述子像素分别构成为在显示该子像素的颜色的开口部以及确定该开口部的遮光部中具有第1以及第2图案的一方，沿着所述第2方向以所述第1与第2图案交替排列或者所述第2与第1图案交替排列的方式排列所述相同颜色的子像素，所述子像素以不会相互提供线对称或者点对称的方式矩阵状地被排列；以及
光线控制元件，与所述显示部相对地设置，由多个光学性的开口部构成，该多个光学性的开口部以相对于所述第2方向形成某角度θ的方式倾斜而直线状地延伸、并且沿着与该延伸方向正交的方向排列。
根据权利要求1所述的三维影像显示装置，其特征在于，
所述某角度θ被确定为由沿着所述第1方向的第1周期L1以及沿着所述第2方向的第2周期L2之比所提供的arctan(L1/L2)。
根据权利要求1所述的三维影像显示装置，其特征在于，
所述子像素具有沿着所述光学性的开口部的延伸方向的开口长度Ly，沿着与所述延伸方向正交的方向的位置处的所述子像素具有的所述开口长度Ly的合计沿着与所述延伸方向正交的方向发生变化，对于基于该变化的频率分量，波长比由来于所述子像素的形成间距的(pp·sinθ)长的分量被抑制。
根据权利要求1所述的三维图像显示装置，其特征在于，
所述子像素的遮光部包括构成与电容器对应的遮光部的图案段，该图案段的配置在所述第1以及第2图案中不同，该图案段的配置提供矩阵状排列，该矩阵状排列不提供所述相互线对称或者点对称。
根据权利要求4所述的三维影像显示装置，其特征在于，
在相互邻接的所述子像素中，构成与所述电容器对应的遮光部的所述图案段位于所述开口部内的同一位置。
根据权利要求3所述的三维图像显示装置，其特征在于，
所述图案段的配置提供矩阵状排列，而且基于所述子像素具有的所述开口长度Ly的变化的所述频率分量中的振幅的变动被抑制，该矩阵状排列不提供所述相互线对称或者点对称。

说明书三维影像显示装置
技术领域
实施方式涉及显示三维影像的三维影像显示装置。
背景技术
在能够进行动画显示的三维影像显示装置所谓三维显示器中，已知各种方式。近年来，特别迫切期望平板型并且不需要专用的眼镜等的方式。作为该不需要专用的眼镜的类型的三维影像显示装置之一，有如直视型或者投影型的液晶显示装置或者等离子体显示装置等那样在固定了像素位置的显示面板(显示装置)之前设置光线控制元件，控制来自显示面板的光线而使其朝向观察者的方式。此处，光线控制元件提供即使观察了光线控制元件上的同一位置，根据所观察的角度不同而看得到不同的影像那样的功能。
使用了这样的光线控制元件的三维图像显示方式根据视差(由于从不同的方向观察而引起的外观的差异)的数量、设计指针，而被分类为2眼式、多眼式、超多眼式(多眼式的超多眼条件)、积分成像(以下，还称为II)式等。在2眼式中，根据两眼视差实现立体视觉，但在除此以外的方式中，不同程度上伴有运动视差，所以与2眼式的立体影像相区分而被称为三维影像。用于显示这些三维影像的基本原理与在100年左右前发明并应用于三维照像的积分摄影(IP)的原理实质上相同。
在这些各方式中，II方式实现了如下特征：通过增加提示视差的方向来提高视点位置的自由度，而能够在比较宽的范围内实现立体视觉。能够根据与光学性的开口部对应的像素的数量，增加视差的提示方向。但是，光学性的开口部与三维影像的分辨率直接相关，所以在使用相同分辨率的显示装置的情况下，分辨率容易降低。因此，在一维II方式中，通过使提示视差的方向限定为水平，能够如非专利文献1记载的那样，实现分辨率高的显示装置。另一方面，在2眼方式或者多眼方式中，通过限定能够实现立体视觉的视点位置，并放弃在除此以外的位置进行立体视觉的情况，减少了提示视差的方向。因此，2眼方式或者多眼方式相比于一维II式，能够比较容易地提高分辨率。另外，由于能够仅通过从视点位置取得的图像来生成三维图像，所以能够降低用于制作影像的负荷。但是，由于视点位置受限，而还有难以长时间地视听三维影像的问题。
在这样的使用了光学性的开口部的直视型裸眼三维显示装置中，存在由于光学性的开口部在1个方向上的周期构造、和将在平面显示装置中设置成矩阵状的像素隔开的遮光部或者像素的彩色排列在水平方向(第1方向)上的周期构造光学上干涉，而产生波纹(moire)或者彩色波纹这样的问题。作为其对策，在专利文献1、2以及3中公开了研究像素的遮光部的布局这样的技巧。但是，例如如专利文献4所公开的那样，通过对光线控制元件电气地进行ON/OFF，即使在没有光线控制元件的状态下，在实现高精细的二维显示那样的系统中，期望即使在没有光线控制元件的状态下，也维持原有的显示质量。对于这样的情况，在专利文献5中，已知有公开了针对光线控制元件的周期性和像素的周期性形成角度即使光学性的开口部倾斜的方法。但是，很显然仅通过倾斜的控制，有时无法完全消除波纹。虽然还可以如专利文献6所公开的那样，采用追加漫射分量来消除波纹的方法，但由于使视差信息的分离恶化，所以存在无法避免画质降低的问题。
【专利文献1】日本专利第3525995号公报
【专利文献2】日本专利第4197716号公报
【专利文献3】日本特开2008‑249887号公报
【专利文献4】日本专利第3940725号公报
【专利文献5】美国专利第6,064,424号公报
【专利文献6】日本特开2005‑86414号公报
发明内容
如上所述，在组合了具有被限定于1个方向的周期性的光线控制元件和二维地排列了像素的平面显示装置的以往的三维影像显示装置中，存在周期性地设置的光学性的开口部和平面显示装置的像素的周期性相互干涉而产生亮度不均(波纹)的问题。虽然已知通过调整光学性的开口部的角度，控制光学性的开口部的周期性与像素的周期性的关系来抑制波纹的方法，很显然但仅凭此，存在无法充分消除波纹的情形，具体而言，在像素的开口形状并非单一的情况下将产生问题。
本实施方式的目的在于通过倾斜地配置光学性的开口部并且改变像素形状，从而消除波纹，提高三维影像的画质。
实施方式涉及的三维图像显示装置，其特征在于，具备：
显示部，沿着第1方向以及与该第1方向正交的第2方向按像素周期pp矩阵状地排列有像素，该像素由显示不同的颜色的多个子像素构成；光线控制元件，与所述显示部相对地设置，由多个光学性的开口部构成，该多个光学性的开口部以相对于所述第2方向形成某角度θ的方式倾斜而直线状地延伸、并且沿着与该延伸方向正交的方向排列。
在该实施方式涉及的三维图像显示装置中，
所述子像素分别构成为在显示该子像素的颜色的开口部以及确定该开口部的遮光部中具有第1以及第2图案的一方，沿着所述第2方向以所述第1与第2图案交替排列或者所述第2与第1图案交替排列的方式排列所述相同颜色的子像素，所述子像素以不会相互提供线对称或者点对称的方式矩阵状地被排列。
附图说明
图1是概略地示出实施方式涉及的三维影像显示装置的立体图。
图2是用于说明像素排列的比较例1涉及的说明图，是概略地示出图1所示的三维影像显示装置中的被观察的像素排列的一部分的平面图。
图3是概略地示出图1所示的三维影像显示装置中的通过光学性的开口部的来自像素的光线轨迹的三维图像显示装置的部分的水平剖面图，是用于以说明的方式被示出被观察的像素根据观察位置而变化的水平剖面图。
图4是示出说明在图1所示的三维影像显示装置中，根据观察位置而隔着光学性的开口部所观察的亮度发生变化的比较例1涉及的亮度特性的曲线。
图5是用于说明像素排列的比较例2涉及的说明图，是概略地示出图1所示的三维影像显示装置中的所观察的像素排列的一部分的平面图。
图6是示出说明在图1所示的三维影像显示装置中，根据观察位置，隔着光学性的开口部所观察的亮度发生变化的比较例2涉及的亮度特性的曲线。
图7是说明图1所示的三维影像显示装置中的构成像素的按线对称形成的子像素的图案的示意图。
图8是说明图1所示的三维影像显示装置中的构成像素的按点对称形成的子像素的图案的示意图。
图9是用于说明在图1所示的三维影像显示装置中，比较例3涉及的子像素排列的说明图，是概略地示出相间的方格花纹状地设置了2种子像素的像素排列的一部分的平面图。
图10是示出在使用了具有图9所示的比较例3涉及的像素排列的显示装置的三维影像显示装置中所观察的波纹图案的平面图。
图11(a)是抽出图9所示的比较例3涉及的1列的像素排列并使光线控制元件的光学开口向某坐标轴Y例如垂直方向Y以一致的方式倾斜并示出的平面图，并且(b)是示出通过在光学开口的法线方向即X方向上排列在Y方向上搜索(a)的光学开口并进行加法而得到的结果而求出的、依赖于X方向的亮度变化的曲线。
图12是示出对图11(b)所示的比较例3涉及的亮度分布进行傅立叶变换而求出的频率分布的曲线。
图13是用于说明在图1所示的三维影像显示装置中，比较例4涉及的子像素排列的说明图，是概略地示出仅由第1图案的子像素构成的像素排列的一部分的平面图。
图14是示出在使用了具有图10所示的比较例4涉及的像素排列的显示装置的三维影像显示装置中观察的波纹图案的平面图。
图15(a)是抽出图10所示的比较例4涉及的1列的像素排列并使光线控制元件的1个光学开口向垂直方向Y以一致的方式倾斜地示出的平面图，并且(b)是示出通过在光学开口的法线方向即X方向上排列在Y方向上搜索(a)的光学开口并进行加法而得到的结果而求出的、依赖于X方向的亮度变化的曲线。
图16是示出对图15(b)所示的比较例4涉及的亮度分布进行傅立叶变换而求出的频率分布的曲线。
图17是用于说明在图1所示的三维影像显示装置中，实施例1涉及的子像素排列的说明图，是概略地示出相间的方格花纹状地设置2种子像素，且遮光部的一部分的布局被变更的像素排列的一部分的平面图。
图18是示出在使用了具有图17所示的实施例1涉及的像素排列的显示装置的三维影像显示装置中观察的波纹图案的平面图。
图19(a)是抽出图17所示的实施例1涉及的1列的像素排列并使光线控制元件的1个光学开口向垂直方向Y以一致的方式倾斜地示出的平面图，并且(b)是示出通过在光学开口的法线方向即X方向上排列在Y方向上搜索(a)的光学开口并进行加法而得到的结果而求出的、依赖于X方向的亮度变化的曲线。
图20是示出对图19(b)所示的实施例1涉及的亮度分布进行傅立叶变换而求出的频率分布的曲线。
图21是用于说明在图1所示的三维影像显示装置中，实施例2涉及的子像素排列的说明图，是概略地示出相间的方格花纹状地设置2种子像素且以部分性地附加遮光部来丧失对称性的方式变更了布局的像素排列的一部分的平面图。
图22是示出在使用了具有图21所示的实施例2的像素排列的显示装置的三维影像显示装置中观察的波纹图案的平面图。
图23(a)是抽出图21所示的实施例2涉及的1列的像素排列并使光线控制元件的1个光学开口向垂直方向Y以一致的方式倾斜地示出的平面图，并且(b)是示出通过在光学开口的法线方向即X方向上排列在Y方向搜索(a)的光学开口并进行加法而得到的结果而求出的、依赖于X方向的亮度变化的曲线。
图24是示出对图23(b)所示的实施例2涉及的亮度分布进行傅立叶变换而求出的频率分布的曲线。
图25是用于说明在图1所示的三维影像显示装置中，实施例3涉及的子像素排列的说明图，是概略地示出相间的方格花纹状地设置2种子像素且以部分性地附加遮光部而丧失对称性的方式变更了布局的像素排列的一部分的平面图。
图26是示出在使用了具有图25所示的实施例3涉及的像素排列的显示装置的三维影像显示装置中观察的波纹图案的平面图。
图27(a)是抽出图25所示的实施例3涉及的1列的像素排列并使光线控制元件的1个光学开口向垂直方向Y以一致的方式倾斜地示出的平面图，并且(b)是示出通过在光学开口的法线方向即X方向上排列在Y方向上搜索(a)的光学开口并进行加法而得到的结果而求出的、依赖于X方向的亮度变化的曲线。
图28是示出对图27(b)所示的实施例3涉及的亮度分布进行傅立叶变换而求出的频率分布的曲线。
(符号说明)
1：显示装置；2：光线控制元件；3：光学性的开口部；4：像素；5、5A、5B、5C：子像素；6：子像素开口部；7：子像素遮光部；8：光学性的开口部的棱线；9、10、11：子像素；12：像素；13A、13B：与电极对应的遮光部；14：与电极对应的遮光部；15：与电容器对应的遮光部。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明实施方式涉及的三维影像显示装置。
图1是概略地示出实施方式涉及的三维影像显示装置的立体图。在平面显示装置1的前表面，配置了光线控制元件2。在该光线控制元件2中，沿着第1方向例如水平方向配置了光学性的开口部3(此处为柱面透镜)，相对与该第1方向正交的第2方向例如垂直方向形成某角度θ而延伸。更详细而言，光学性的开口部3(例如，柱面透镜)的水平间距(第1方向间距)定为L1[pp]，垂直间距(第2方向间距)定为L2[pp]，光学性的开口部3的延伸方向(柱面透镜的棱线方向)以相对第2方向形成角度θ＝arctan(L1/L2)的方式延伸，沿着第1方向例如水平方向以间距L1[pp]周期性地配置。
在光线控制元件2仅提供左右视差(水平视差)的情况下，在光线控制元件2中，在一维方向上周期性地配置了狭缝(视差屏障)或者柱面透镜那样的光学性的开口部。这样的光线控制元件被称为屏障或者双凸状薄片。
另外，在本实施方式中，具体说明使用了柱面透镜的光线控制元件，但光线控制元件2也可以由用液晶透镜等构成的光学元件构成。在这样的光学元件中，能够在其内部形成多个液晶透镜，仅在显示三维影像时，能够根据需要产生液晶透镜，在显示二维影像时，能够使该液晶透镜消失。因此，能够实现能够选择性地显示二维影像以及三维影像的显示装置。在是由液晶透镜等构成的光学元件时，根据所施加的电压，光学元件内的液晶的折射率变化，在光线控制元件2内，能够产生与例如柱面透镜同样的液晶透镜而控制液晶光线。
图2是像素排列的说明图，将图1所示的平面显示装置1中的沿着第2方向的像素4的排列的一部分放大而概略地示出。在平面显示装置1中，沿着水平以及垂直方向(第1以及第2方向)以像素间距pp矩阵状地配置像素4而构成显示面，各像素4由沿着水平方向(第1方向)排列的子像素5构成，该子像素5具有使光线透过的像素开口部6以及使光线遮蔽的像素遮光部7。一般地，各像素4由像素区域内在水平方向上被分割为3段而具有R(红)、G(绿)以及B(蓝)的滤色片功能的子像素形成为大致正方形(pp×pp的正方形)。因此，各子像素1形成为边的长度是1∶3的长方形。从平面显示装置1的背面中配置的背光源(未图示)射出的光线通过经由该像素开口部6，作为RGB中的某一个颜色的光线而照射到显示部的前方。该光线通过光线控制元件2的光学性的开口部3，从而成为射出方向被控制的光线并投射到前方而显示出三维图像。
在这样的三维影像显示装置中，通常，针对光学性的开口部3以具有周期性的方式配置了子像素5，所以在观察三维影像的观察者中，观察到基于周期性的干涉的波纹。在本实施方式中，根据发明者的想法，在子像素的像素开口部6的形状是2种以上的情况下，通过设计为不相互提供线对称或者点对称的关系，从而能够抑制波纹。在以下的说明中，为了更易于理解本实施方式最佳地抑制波纹，参照图2～图8所示的比较例1至3来说明波纹的产生。
(比较例1)
在图2中，作为产生波纹的简单的光学系统的一个例子(比较例1)，示出光学性的开口部3的棱线8(光学开口3的轴线或者中心线)与第2方向(垂直方向)一致的光学配置。此处，在从某方向(某角度)观察光学性的开口部3的情况下，表示在像素4上所观察的棱线8(光学开口3的轴线或者中心线)的虚线如图2所示。在这样的光学配置中，如在图3中水平剖面图所示那样，从像素4放出的光线由于经由光学性的开口部3，所以射出方向被控制而照射到显示装置的前方。对于该控制，依据其他观点意味着，根据观察位置的变化(观察角度的变化)，经由光学性的开口部3而观察的像素4上的位置发生偏移，从该变化了的位置，仅观察应该能看得见的视差信息被显示的像素。此处，在像素4中，如上所述设置了遮光部7，所以依赖于观察角度而如图4所示，亮度周期性地变化。该亮度是依赖于第1方向(水平方向)的位置处的像素开口部6的开口高度(作为第2方向的垂直方向的开口部的长度)的合计而确定的，在第1方向(水平方向)的某位置处，如果在第2方向(垂直方向)上遮光部7连续，则开口高度的合计值成为零，亮度成为零。另外，在第1方向(水平方向)的其他位置处，如果在第2方向(垂直方向)上排列像素开口部6，则开口高度的合计值变大，亮度变高。如从图4可知，在光学性的开口部3的延伸方向与第2方向一致的光学配置中，根据观察角度，观察到第1方向(水平方向)的某位置上的直线的区域，在仅观察遮光部7(开口高度的合计值为零)的情况下，亮度成为零，并且，在观察开口部6的情况(开口高度的合计值增加的情况)下，亮度增加，其结果，伴随观察角度的变化，亮度变化周期性地产生。因此，如图4所示，在图2所示的比较例1涉及的光学配置中，根据该周期性的亮度变化，观察者识别出波纹。
(比较例2)
图5示出光学性的开口部3的棱线8相对排列有显示部的像素4的垂直方向所成的角θ被设定为θ＝arctan(1/3)的光学配置(比较例2)。通过提供角度θ，经由光线控制元件5而可观察的像素开口部6的比例的变动如图6所示被抑制。但是，即使在该状态下，仍存在亮度变化大而无法达到实用级别(产品级别)的范围的问题。具体而言，在所有行中，亮度变化的相位一致，图6的亮度变化被视觉辨认为与面内或者观察位置对应的亮度变化即波纹。
为了防止波纹，需要求出通过使经由光学性的开口部3而观察的每个行的亮度变化的相位错开并且使光学性的开口部3的每一个的相位错开、即控制光学性的开口部3的倾斜以及间距，从而不论从哪一个角度观察三维显示装置的面内的亮度都恒定这样的条件。此处，关于该条件不作详述。
如上所述，判明了存在即使调整光学性的开口部3的角度，也无法消除波纹的事例。更具体而言，显然在将像素4的开口形状仅为一个种类的TN(扭曲向列)模式的液晶显示器用作显示装置1的情况下，即使以所求出的使波纹消除的角度θ设计了光线控制元件2，在VA(焰火状排列)模式或者IPS模式下，也产生波纹。
从以上的结果可知，通过调整光线控制元件2的光学性的开口部3的倾斜和间距，能够抑制亮度不均(波纹)，但仅凭此，无法完全消除波纹。发明者参照图7～图16如以下那样考察其原因。
在平面显示装置特别是液晶显示装置中的VA(焰火状排列)模式等下，以消除视场角特性的非对称性为目的，有时设计2个以上的不同形状的子像素5。一般，采用设计某子像素5A的开口形状并且以相对该子像素5A成为线对称(图7)的方式设计与子像素5A不同的开口形状的子像素5B、5C的方法、或者代替线对称而针对子像素5A点对称(图8)地设计而设计与子像素5A不同的开口形状的子像素5B的方法。更详细而言，如图7所示，相对某子像素5A在行方向以及列方向上邻接的相同颜色的子像素5B、5C被设计成具有相对该子像素5A线对称的开口形状。另外，在图8所示的例子中，相对某子像素5A在行方向以及列方向上邻接的相同颜色的子像素5D被设计成具有相对像素5A点对称的开口形状。
在本说明书中，某像素5A的开口形状相当于作为基准的图案，所以称为第1图案(基准图案)，并且相对该作为基准的图案线对称或者点对称的像素5B、5C的开口形状成为与基准图案不同的图案，所以称为第2图案(对称图案)。
这样，进行与第1以及第2图案的组合相关的像素设计，交替组合具有第2图案的开口的子像素5B、5C和具有第1图案的开口的子像素5A，例如相间的方格花纹状地配置，从而能够改善视场角特性的非对称性，其在显示装置的领域中是公知的。但是，在这样的像素设计中，由于产生比子像素间距长的周期性，所以在与光线控制元件2的组合中，以该新产生的周期性为原因而产生新的干涉(波纹)即亮度变化。
(比较例3)
图9示出根据上述像素设计排列了子像素的某液晶显示装置(比较例3)中的子像素排列与光线控制元件2的光学开口3的关系。
在图9所示的比较例3涉及的子像素排列中，与图2所示的排列同样地在沿着垂直方向(第2方向)的同一列中排列同一颜色(例如，R)的子像素9，并且在与该子像素9的排列邻接的同一列中排列其他同一颜色(例如，G)的子像素10，进而，在与该子像素10的排列邻接的同一列中进一步排列其他同一颜色(例如，B)的子像素11。同一行的RGB子像素9、10以及11被确定为1个像素12。如图9所示，在各子像素9、10、以及11中，设置由遮光部13A以及13B以及遮光部14、15形成的图案，该遮光部13A以及13B与电极对应(由来)，该遮光部14以将各子像素9、10、以及11的区域划分为2个段的区域的方式横切中央附近，并且与对应于(由来)电极的遮光部13A以及13B电连接与电极布线所对应(由来)，该遮光部15作为与对应于电极布线的遮光部14连接的图案段与电容器所对应(由来)。子像素9和与该子像素9在行方向上邻接的相同颜色的子像素10形成为线对称的图案，并且，子像素10和与该子像素10在行方向上邻接的相同颜色的子像素11也形成为线对称的图案，进而，该子像素11和与该子像素11在行方向上邻接的相同颜色的子像素9形成为线对称的图案。此处，如果仅着眼于图9所示的配置而用矩阵来指定各子像素，则第1行第1列的子像素9的图案和第1行第3列的子像素11的图案是同一图案，如果将其设为第1图案，则第1行第2列的子像素10相当于第2图案。另外，第2行第1列的子像素9的图案和第2行第3列的子像素11的图案是同一图案，相当于第2图案，第2行第2列的子像素10相当于第1图案。另外，在子像素9的行排列中，被配置成交替排列第1图案以及第2图案并沿着列第1图案以及第2图案提供相间的方格花纹花样。在子像素10以及11的行排列中，也交替排列第2图案以及第1图案或者第1图案以及第2图案而生成相间的方格花纹花样。
此处，如果设为水平间距(第1方向间距的透镜间距)L1[pp]以及垂直间距(第2方向间距的透镜间距)L2[pp]，则光学性的开口部3的倾斜θ成为θ＝arctan(L1/L2)。
此处，如果确定为水平间距(第1方向间距)L1＝1.552[pp]、并且垂直间距(第2方向间距)L2＝9.000[pp]，则成为θ＝arctan(1/5.8)。
本来，该倾斜θ是应消除波纹的条件之一，但其结果在面内产生图10所示那样的波纹。此处，pp是由3个子像素构成的1个像素的间距，水平方向间距L1以及L2用该像素的间距pp的比来表示。
如上所述，在某列的子像素排列(例如，R的子像素排列)中，沿着列，按照交替排列的方式例如相间的方格花纹花样地配置了第1图案以及第2图案的子像素9。同样地，在其他列的子像素排列(例如，G以及B的子像素排列)中，也沿着列，相间的方格花纹花样地配置了第2图案以及第1图案的子像素10以及第1图案以及第2图案的子像素11。此处，如果着眼于1个子像素排列例如G的子像素排列，来考虑与某1个光学性的开口部3的关系，则如以下那样仿真产生波纹的情况。此处，着眼于G的子像素排列而进行了说明，但同样地对于R以及B的子像素也是同样的，能够同样地考察。
在图11(a)中，为了以1个光学性的开口部3的长轴为基准而对与图3所示同样地使观察角度变化了时的亮度变化进行仿真，假想地抽出G的子像素排列10，倾斜θ而描绘出。此处，将光学性的开口部3的、沿着光学性的开口部3的轴作为Y轴，将与该长轴(Y轴)正交的方向作为X轴，在Y轴上绘出沿着该X轴的子像素开口部6的合计高度(开口部长度Ly的合计)与遮光部7的合计高度(遮光部长度Sy的合计)的比例，而得到图11(b)所示那样的周期性地变化的波形。在该图11(b)中，虚线所示的范围相当于将也是子像素的第2方向的形成间隔的像素间距pp换算(投影)到X轴而得到的距离(pp×sinθ)。此处，X轴相当于光学性的开口部3的棱线8(Y轴)的法线方向。另外，子像素开口部6的合计高度表示法线方向(X轴上)的某位置处的1个以上的子像素开口部6的高度(Y轴上的距离)的合计。同样地，遮光部7的合计高度也表示法线方向(X轴上)位置处的1个以上的遮光部7的高度(Y轴上的距离)的合计。在图11(b)中，与图3所示同样地，对应于使观察角度相对子像素一列的光学性的开口部3变化了时的亮度变化，在图4以及图6中相当于基于观察角度的变化的强度分布。根据隔着光线控制子的光学性的开口部3如何对该亮度变化进行取样，来决定实际的波纹的外观。
在这样的具有周期性的子像素排列和光学性的开口部3的光学配置中，对于是否产生比将子像素的形成间隔即pp换算到X轴而得到的距离(pp×sinθ)长的分量，如果根据傅立叶变换对图11(b)所示的开口部6相对遮光部7的比例(相当于亮度变化)进行变换，则得到图12所示那样的频谱(频率分量的有无和其振幅)。如从示出该频率分量的分布的图12可判明，产生由来于子像素间距的频率分量(pp×sinθ)以及频率比该频率分量(pp×sinθ)低的频率分量(pp×sinθ×1/2)的频率分量的振幅而产生波纹。
(比较例4)
在图13中，作为比较例4，示出了不使用第2图案而仅由图9所示的第1图案的子像素构成像素12，与图9所示的子像素排列不同而不包括具有第2图案的子像素，不形成相间的方格花纹花样的子像素排列。
此处，与图9所示的光学系统同样地，以相对第2方向(垂直方向)形成倾斜θ的方式，配置光学性的开口部3，但在该配置中，如图14所示，图10所示那样的波纹被抑制。即，以抑制波纹的方式，设计了光线控制元件的光学性的开口部。在该图13所示的配置中，如果如图15(a)所示，着眼于1个子像素排列例如G的子像素排列，与图11(b)所示同样地，以某光学性的开口部3的长轴为基准，而计算出使观察角度变化了时的亮度变化，则与图11(b)同样地，得到图15(b)所示那样的周期性地变化的波形。此处，仅叙述了G的子像素，但即使着眼于R或者B的子像素排列，也能够分别同样地得到周期性地变化的波形。在图15(a)中，虚线所示的范围相当于1个像素的X轴上距离(pp×sinθ)。此处，X轴相当于光学性的开口部3的棱线8(Y轴)的法线方向。另外，在图15(b)中，在Y轴上，作为X方向的变化，绘出了子像素开口部6的合计高度(开口部长度Ly的合计)与遮光部7的合计高度(遮光部长度Sy的合计)的比例。如从该图15(b)可知，开口部6相对遮光部7的比例按距离(pp×sinθ)的周期变动，该图15(b)所示的亮度变化的特性表示子像素的形状是单一的。能够将图15(b)通过傅立叶变换而变换为图16所示那样的频谱(频率分量的有无和其振幅)。
如果比较图12和图16，则图12中产生的由来于子像素的频率的1/2的频率分量(pp×sinθ×1/2)在图16中完全消失。于是，判明了在图10中产生的波纹在图14中消除。即，显然由于交替排列例如相间的方格花纹状地设置了第1图案和第2图案这2种子像素9、10、以及11，所以在亮度变化中，产生频率比起因于子像素9、10、以及11的波长分量(pp×sinθ)低的、波长分量(pp×sinθ×1/2)的频率分量，以其为原因而产生新的波纹。
(实施例1)
对于子像素9、10、11以及由该子像素9、10、以及11构成的像素12的开口形状，在为了实现最佳的显示特性而设计的三维影像显示装置中，正因为产生波纹，而无法自由地变更在该平面显示部中显示的子像素以及像素的形态。但是，依据上述考察，如果比(pp×sinθ)长的亮度变化的频率特性是波纹的1个原因，则能够在大致维持了像素的开口形状的状态下，抑制比亮度变化的(pp×sinθ)长的频率分量。换言之，即使像素形状并非单一，也能够抑制亮度变化的长波长分量，抑制波纹。
在该考察下，发明者着眼于能够针对即使其位置移动也不会对显示特性造成影响的遮光部的一部分(图案段)变更布局(配置)，认为能够通过变更布局(配置)来抑制波纹。更具体而言，在遮光部中，存在与电极对应(由来)的遮光部13A、13B、与电极14以及电容器对应(由来)的遮光部15等，但着眼于作为遮光部的一部分的与电容器对应(由来)的遮光部15，如图17所示变更了构成图案段的与电容器对应(由来)的遮光部15的布局。在图17的配置中，采用了图9所示的基本配置，但与第1图案的子像素9、10以及11的电容器对应的遮光部(图案段)15配置于子像素中的区域的左下，同样地与第2图案的子像素9、10以及11的电容器对应的遮光部15也配置于子像素中的区域的左下，与第1图案的子像素9、10以及11的电容器对应的遮光部(图案段)15和与第2图案的子像素9、10以及11的电容器对应的遮光部(图案段)15偏移到大致同一位置。通过该偏移，在相互邻接的子像素的开口部6内，在大致同一位置(开口部内的相对位置相同)配置了与电容器对应的遮光部(图案段)15。此处，除了与电容器对应的遮光部(图案段)15，子像素9和与该子像素9在行方向上邻接的子像素10形成为线对称的图案。另外，同样地，除了与电容器对应的遮光部(图案段)15，子像素10和与该子像素10在行方向上邻接的子像素11也形成为线对称的图案，进而，除了与电容器对应的遮光部(图案段)15，该子像素11和与该子像素11在行方向上邻接且属于不同的像素的子像素9形成为线对称的图案。另外，在同一列中，交替配置了第1图案的子像素以及第2图案的子像素。
另外，在图17所示的显示装置中，除了与电容器对应的遮光部(图案段)15的位置，与图9所示的子像素图案相同，所以附加同一符号而省略其说明。对于图17所示的配置，参照与图9所示的配置相关的说明。
另外，在实际的设计中，伴随遮光部的一部分的偏移、上述实施方式中与电容器对应的遮光部(图案段)15的偏移，垂直方向的布线也在水平方向上偏移，而需要进行维持子像素内的左右的面积比等其他变更。但是，限于说明需要维持子像素内的左右的面积比，关于与该变更相关的设计事项的详细内容将省略说明。
如参照图9进行说明那样，通过采用具有线对称性的第1图案以及第2图案这2种像素，从而产生2倍波长的分量，依据这样的机理，为了抑制2倍波长分量，对于无需成为对称的元件例如在上述实施方式中与电容器对应的遮光部(图案段)15，尽可能设置于相同的位置对于波纹抑制是有效的。通过这样变更配置，1/2倍频率分量的振幅被大幅抑制，如图18所示波纹也被大幅抑制。
在图19(a)中，与图11(a)以及图15(a)同样地，与某1个光学性的开口部3一起示出了图17所示的像素排列中的1个子像素排列例如G的子像素排列。根据该图19(a)的排列，如图19(b)所示，在Y轴上绘出沿着X轴的子像素开口部6的合计高度(开口部长度Ly的合计)与遮光部7的合计高度(遮光部长度Sy的合计)的比例，与图11(b)以及图15(b)同样地，得到周期性地变化的波形。同样地，对于R以及B的子像素排列，也能够得到周期性地变化的波形。然后，对图19(b)所示的开口部6相对遮光部7的比例(相当于亮度变化)进行傅立叶变换而得到图20所示的频谱(频率分量的有无和其振幅)。如从该图20可理解出，由来于子像素间距的频率分量(pp×sinθ)以及频率比该频率分量(pp×sinθ)低的频率分量(pp×sinθ×1/2)的频率分量的振幅被抑制而波纹被进一步抑制。这样，由于1/2倍的频率分量的干涉引起的波纹如图18所示被大幅抑制。
(实施例2)
图21进一步示出了其他的实施例2涉及的显示装置。在图21所示的显示装置中，与图17所示的子像素9、10以及11同样地，作为遮光部的一部分的与电容器对应的遮光部(图案段)15配置于子像素9、10以及11内的区域的同一位置，并且为了进一步抑制波纹，为了调整开口部6而附加的遮光部16A、16B设置于子像素9、10以及11内的区域。换言之，在图21所示的像素排列中，相间的方格花纹状地设置了2种子像素，且以部分性地附加遮光部而丧失对称性的方式变更了布局。通过对子像素9、10、以及11内的区域附加该遮光部16A、16B，调整开口部6的形状以及面积而进一步抑制2倍的波长分量，如图22所示那样进一步降低波纹。
在图23(a)中，与图11(a)、图15(a)以及图19(a)同样地，与某1个光学性的开口部3一起示出了图22所示的像素排列中的1个子像素排列例如G的子像素排列。根据该图23(a)的排列，如图23(b)所示，在Y轴上绘出沿着X轴的子像素开口部6的合计高度(开口部长度Ly的合计)与遮光部7的合计高度(遮光部长度Sy的合计)的比例，而与图11(b)、图15(b)以及图19(b)同样地，得到周期性地变化的波形。同样地，对于R以及B的子像素排列，也能够得到周期性地变化的波形。然后，对图23(b)所示的开口部6相对遮光部7的比例(相当于亮度变化)进行傅立叶变换而得到图24所示的频谱(频率分量的有无和其振幅)。如从该图24可理解出，由来于子像素间距的频率分量(pp×sinθ)以及频率比该频率分量(pp×sinθ)低的频率分量(pp×sinθ×1/2)的频率分量的振幅被抑制，波纹被进一步抑制。这样，亮度变化显著的1/2倍频率分量被大幅抑制，如图18所示波纹也被进一步大幅抑制。
无论2倍波长分量如何都抑制亮度变化的振幅，能够对提高面内亮度均匀性有所帮助。其原因为，通过控制光学性的开口部3的倾斜，能够使从光学性的开口部3取样的亮度之差在面积上均匀化，从而消除波纹，亮度差自身小具有能够例如扩大光线控制元件的粘贴误差的余量，能够降低由于面内的亮度分布而引起的粗糙的印象的优点。
(实施例3)
图25进一步示出其他实施方式涉及的显示装置。在图25所示的显示装置中，与图17所示的子像素9、10以及11同样地，作为遮光部的一部分的与电容器对应的遮光部(图案段)15配置于子像素9、10以及11内的区域的同一位置，并且为了进一步抑制波纹，为了调整开口部6而附加的遮光部16A、16B设置于子像素9、10以及11内的区域，进而，对与电极对应的遮光部13A附加了其他遮光部17A、17B。对与电极对应的遮光部13A附加了遮光部17A、17B的结果，相对于由来于图21所示的电极的遮光部13A是正方形，与图25所示的电极对应的遮光部13A形成为长方形。通过这样在适合的位置追加遮光部16A、16B以及17A、17B，能够抑制还包括频率分量(pp×sinθ)在内的长波长侧的频率分量，如图26所示，能够进一步抑制面内的亮度分布，抑制生成波纹。
在图27(a)中，与图11(a)、图15(a)、图19(a)以及图23(a)同样地，与某1个光学性的开口部3一起示出了图25所示的像素排列中的1个子像素排列例如G的子像素排列。根据该图27(a)的排列，如图27(b)所示，在Y轴上绘出沿着X轴的子像素开口部6的合计高度(开口部长度Ly的合计)与遮光部7的合计高度(遮光部长度Sy的合计)的比例，与图11(b)、图15(b)、图19(a)以及图23(a)同样地，得到周期性地变化的波形。同样地，对于R以及B的子像素排列，也能够得到周期性地变化的波形。然后，对图27(b)所示的开口部6相对遮光部7的比例(相当于亮度变化)进行傅立叶变换而得到图28所示的频谱(频率分量的有无和其振幅)。如从该图28可理解出，由来于子像素间距的频率分量(pp×sinθ)以及频率比该频率分量(pp×sinθ)低的频率分量(pp×sinθ×1/2)的频率分量被降低而波纹被进一步抑制。这样，1/2倍的频率分量的振幅被抑制，以1/2的频率分量为原因的面内的亮度分布的变动也被进一步抑制，而如图26所示波纹也被进一步大幅抑制。
在以上的实施方式中，叙述了第1以及第2图案的组合，但在本实施方式的应用中，不限于此，即使将第1图案作为基准图案，将第2图案作为相对于基准图案的线对称图案，进而，将第3图案作为相对于基准图案的点对称图案，组合排列第1、第2以及第3图案，通过针对R、G、B各颜色分别应用以上叙述的方法，也能够消除波纹。
更进一步叙述，在周期性地设置了多个图案的像素的情况下，一定产生由来于该周期性的比子像素的周期长的周期，但通过使用在本实施方式中叙述的方法，根据亮度变动抑制比子像素的周期长的周期，从而改善波纹。
如上所述，根据该实施例，在组合了周期性被限定于1个方向的光线控制元件和平面显示装置的三维影像显示装置中，通过除了光学性的开口部3的倾斜的控制以外还改变像素形状，能够消除波纹，提高三维影像的画质。
虽然说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式作为例子提示出来，而不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够通过其他各种形态来实施，能够在不脱离发明的要旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、要旨中，并且包含于权利要求书记载的发明和其均等的范围中。