JP2012093451A - Display indicator and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源からの光の進行方向を変更する光路変更部と、光路変更部からの光を予め規定された方向に回折する光回折部と、光回折部によって回折された光を拡散させる光拡散部とを備えて、視点位置毎に相違する画像を視認可能に複数の画像を表示する表示器、およびその表示器を備えて構成された表示装置に関するものである。 The present invention relates to an optical path changing unit that changes a traveling direction of light from a light source, an optical diffractive unit that diffracts light from the optical path changing unit in a predetermined direction, and diffuses light diffracted by the optical diffractive unit. The present invention relates to a display device that includes a light diffusing unit and displays a plurality of images so that different images can be visually recognized for each viewpoint position, and a display device that includes the display device.
この種の表示器を備えて構成された表示装置として、特開平９−３０４７３８号公報に立体像表示装置が開示されている。この立体像表示装置は、ＣＲＴ等で構成された表示装置（以下、「立体像表示装置」との区別を明確にするために「ＣＲＴ」という）と、投影レンズと、回折格子（複数の格子セル内に回折格子パターンによって回折格子がそれぞれ形成された板体：以下、各格子セル単位の回折格子との区別を明確にするために「回折格子パネル」という）とを備えて構成されている。この立体像表示装置では、観察者の視点位置に対応して規定された複数の視差領域毎に、その視差領域に対応する視差画像がそれぞれ視認されるように被対象物の画像（各視差画像を合成した合成画像）を表示させることで立体像（立体視画像）として視認させる構成が採用されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-304738 discloses a stereoscopic image display device as a display device including this type of display. This stereoscopic image display device includes a display device composed of a CRT or the like (hereinafter referred to as “CRT” in order to clarify the distinction from the “stereoscopic image display device”), a projection lens, and a diffraction grating (a plurality of gratings). A plate body in which diffraction grating patterns are respectively formed in a cell: hereinafter referred to as a “diffraction grating panel” in order to clarify the distinction from the diffraction grating of each grating cell unit) . In this stereoscopic image display apparatus, for each of a plurality of parallax areas defined corresponding to the viewpoint position of the observer, an image of the object (each parallax image) is displayed so that a parallax image corresponding to the parallax area is visually recognized. The composition which is visually recognized as a stereoscopic image (stereoscopic image) is displayed by displaying a combined image).
この場合、上記のＣＲＴは、各視差画像における各表示画素毎の光をそれぞれ出射する光源として機能する。また、上記の投影レンズは、ＣＲＴから出射された各光（立体像を構成する各表示画素に対応する光）を回折格子パネルの予め規定された格子セルにそれぞれ導光する（予め規定された格子セルにそれぞれ入射させる）導光部品として機能する。さらに、上記の回折格子パネルには、投影レンズによって導光された各光を回折して予め規定された視差領域に向けて出射可能に各格子セル毎に相違する回折格子パターンで回折格子がそれぞれ形成されている。 In this case, the CRT functions as a light source that emits light for each display pixel in each parallax image. In addition, the projection lens guides each light emitted from the CRT (light corresponding to each display pixel constituting the stereoscopic image) to a predetermined grating cell of the diffraction grating panel (preliminarily specified). It functions as a light guide component (each incident on a lattice cell). Furthermore, the diffraction grating panel has a diffraction grating pattern with a different diffraction grating pattern so that each light guided by the projection lens can be diffracted and emitted toward a predetermined parallax region. Is formed.
この立体像表示装置による立体像の表示に際しては、まず、立体像として視認させる被対象物の画像（合成画像）を生成する。具体的には、まず、被対象物を撮影して各視差領域毎の視差画像（一例として、左外側、左内側、右内側および右外側の４つの視差領域毎の４つの視差画像）をそれそれ生成する。次いで、画像合成装置によって各視差画像を合成して合成画像を生成する。この際には、左外側用の視差画像の画素、左内側用の視差画像の画素、右内側用の視差画像の画素、および右外側用の視差画像の画素が予め規定された配列パターンで周期的に並ぶように画像処理することによって上記の合成画像を生成する。これにより、立体像を表示するための前処理が完了する。 When displaying a stereoscopic image by the stereoscopic image display device, first, an image (composite image) of an object to be viewed as a stereoscopic image is generated. Specifically, first, an object is photographed and parallax images for each parallax region (for example, four parallax images for four parallax regions on the left outer side, the left inner side, the right inner side, and the right outer side) are obtained. Generate it. Next, the parallax images are synthesized by the image synthesis device to generate a synthesized image. At this time, the pixels of the left outer parallax image, the pixels of the left inner parallax image, the pixels of the right inner parallax image, and the pixels of the right outer parallax image are cycled in a predetermined arrangement pattern. The above-described composite image is generated by performing image processing so that the images are arranged in a line. Thereby, the preprocessing for displaying a stereoscopic image is completed.
次いで、生成した合成画像をＣＲＴに表示させる。この際には、ＣＲＴから出射された各光が投影レンズによって、回折格子パネルの予め規定された格子セルに導光される。また、回折格子パネル（格子セル）に入射した各光は、各格子セル毎の回折格子（格子パターン）によって回折されて、予め規定された視差領域に向かってそれぞれ出射される。これにより、各視差領域毎に互いに相違する視差画像が視認される。この場合、観察者の左目および右目が互いに相違する視差領域に位置している状態では、左目によって視認される視差画像と、右目によって視認される視差画像とが視差領域の位置に応じて相違しているため、表示されている画像が立体像として視認される。また、観察者が他の視差領域に移動したときには、視差領域の位置に応じて相違する視差画像が順次視認されるため、表示されている画像が運動視差によって立体像として視認される。 Next, the generated composite image is displayed on the CRT. At this time, each light emitted from the CRT is guided to a predetermined grating cell of the diffraction grating panel by the projection lens. In addition, each light incident on the diffraction grating panel (grating cell) is diffracted by the diffraction grating (grating pattern) for each grating cell and emitted toward a predetermined parallax region. Thereby, different parallax images are visually recognized for each parallax region. In this case, in a state where the left eye and the right eye of the observer are located in different parallax regions, the parallax image viewed by the left eye and the parallax image viewed by the right eye differ depending on the position of the parallax region. Therefore, the displayed image is visually recognized as a stereoscopic image. Further, when the observer moves to another parallax area, different parallax images are sequentially viewed according to the position of the parallax area, and thus the displayed image is viewed as a stereoscopic image by motion parallax.
ところが、従来の立体像表示装置には、以下の問題点がある。すなわち、従来の立体像表示装置では、ＣＲＴから出射された各光を投影レンズによって導光して回折格子パネルの所望の格子セル（回折格子）に入射させる構成が採用されている。また、従来の立体像表示装置における回折格子パネルは、そのパネル面に規定された各格子セル毎に、平行な直線群で構成された互いに相違する回折格子パターンによって回折格子が形成されている。したがって、従来の立体像表示装置における回折格子パネルでは、回折した光を出射すべき視差領域の位置（光を回折すべき方向）に応じて、各格子セル毎の回折格子パターン（直線群で構成された回折格子）のパネル面内における角度（パネル面内における直線群の傾き）が相違するものの、すべての回折格子パターンがパネル面と平行な同一平面内に形成されている。 However, the conventional stereoscopic image display device has the following problems. That is, the conventional stereoscopic image display apparatus employs a configuration in which each light emitted from the CRT is guided by a projection lens and is incident on a desired grating cell (diffraction grating) of the diffraction grating panel. In addition, the diffraction grating panel in the conventional stereoscopic image display device has a diffraction grating formed by different diffraction grating patterns formed of parallel straight line groups for each grating cell defined on the panel surface. Therefore, in a diffraction grating panel in a conventional stereoscopic image display device, a diffraction grating pattern (consisting of a straight line group) for each grating cell is selected according to the position of the parallax region where the diffracted light is to be emitted (direction in which the light is to be diffracted). All diffraction grating patterns are formed in the same plane parallel to the panel surface, although the angles of the diffraction grating) in the panel surface (inclination of the straight line group in the panel surface) are different.
この場合、図４３に示すように、従来の立体像表示装置１ｘ（以下の説明において、従来の立体像表示装置に関連する要素については符号の末尾に「ｘ」を付して説明する）では、回折格子パネル１３ｘの中央部に規定された格子セル（回折格子）に対して、投影レンズによって導光された光Ｌ２ｘが垂直に入射する。このような状態においては、光Ｌ２ｘの回折光として、０次回折光Ｌ３ａｘ、１次回折光Ｌ３ｂｘおよび−１次回折光Ｌ３ｃｘが回折格子パネル１３ｘから出射される。この際に、光Ｌ２ｘが格子セル（回折格子）に対して垂直に入射している状態においては、上記の１次回折光Ｌ３ｂｘの光量と、−１次回折光Ｌ３ｃｘの光量とが同量となる（１次回折光Ｌ３ｂｘの強度と、−１次回折光Ｌ３ｃｘの強度とが同程度となる）。
In this case, as shown in FIG. 43, in the conventional stereoscopic
したがって、従来の立体像表示装置１ｘでは、立体像の表示のために上記の１次回折光Ｌ３ｂｘおよび−１次回折光Ｌ３ｃｘのいずれを利用する構成を採用したとしても、回折格子パネル１３ｘの中央部においては、投影レンズによって導光された光Ｌ２ｘのうちの半分以上（１次回折光Ｌ３ｂｘおよび−１次回折光Ｌ３ｃｘのうちの立体像の表示には使用しない一方と、０次回折光Ｌ３ａｘとの和）が立体像の表示に寄与しないこととなり、ＣＲＴ（光源）から出射された光の利用効率が悪化しているという問題点がある。
Therefore, in the conventional stereoscopic
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、光源からの光の利用効率を向上し得る表示器および表示装置を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and a main object of the present invention is to provide a display and a display device that can improve the utilization efficiency of light from a light source.
上記目的を達成すべく、本発明に係る表示器は、光路変更部、光回折部および光拡散部を備えた表示器であって、当該表示器と対向し、かつ当該表示器の左右方向で相違する各視点位置から互いに相違する画像を視認可能に複数の画像を表示可能に構成され、前記光回折部は、各表示画素毎に回折格子が形成されて当該各回折格子毎に前記光路変更部からの光を予め規定された方向にそれぞれ回折し、前記光路変更部は、前記各表示画素に対応して光路変更素子が設けられて光源および前記光回折部の間に配設されると共に、当該光源から出射された光の進行方向を当該光路変更素子によって当該表示器の縦方向に変更して前記各回折格子における回折格子面に対して当該光を斜めに入射させ、前記光拡散部は、前記光回折部によって回折された光を当該表示器の縦方向に拡散させる。 In order to achieve the above object, a display device according to the present invention is a display device including an optical path changing unit, a light diffraction unit, and a light diffusion unit, facing the display device and in the left-right direction of the display device. A plurality of images can be displayed so that different images can be viewed from different viewpoint positions, and the optical diffraction section is formed with a diffraction grating for each display pixel, and the optical path is changed for each diffraction grating. The light from the light source is diffracted in a predetermined direction, and the light path changing unit is provided between the light source and the light diffracting unit with an optical path changing element corresponding to each display pixel. The traveling direction of the light emitted from the light source is changed to the vertical direction of the display by the optical path changing element, and the light is incident obliquely on the diffraction grating surface of each diffraction grating, and the light diffusion unit Is diffracted by the light diffraction section The light is diffused in the vertical direction of the display.
なお、上記の「光源」は、単に発光体を意味するものではなく、光路変更部に向けて光を出射するための光学的要素を意味する。したがって、例えば、発光体と光路変更部との間に他の光学部品（光変調素子や偏光パネル等）を配設することなく、発光体から出射された光を光路変更部に直接入射させてその進行方向を変更する構成においては、発光体そのものが「光源」に相当する。また、発光体から出射した光を、光変調素子や偏光パネル等の各種光学部品を透過させた後に光路変更部に入射させてその進行方向を変更する構成においては、発光体および光学部品が相俟って「光源」に相当する。 The above-mentioned “light source” does not simply mean a light emitter, but means an optical element for emitting light toward the optical path changing unit. Therefore, for example, the light emitted from the light emitter is directly incident on the optical path changing unit without arranging other optical components (light modulation element, polarizing panel, etc.) between the light emitter and the optical path changing unit. In the configuration in which the traveling direction is changed, the light emitter itself corresponds to a “light source”. In a configuration in which the light emitted from the light emitter is transmitted through various optical components such as a light modulation element and a polarizing panel and then incident on the optical path changing unit to change the traveling direction thereof, the light emitter and the optical component are compatible with each other. It corresponds to “light source”.
また、本発明に係る表示器は、前記光路変更部は、前記光路変更素子がプリズムで構成されている。 In the display device according to the present invention, the optical path changing unit is configured such that the optical path changing element is a prism.
また、本発明に係る表示器は、前記光路変更部は、前記光路変更素子が、電気光学効果によって光の進行方向を変更する素子で構成されている。 In the display device according to the present invention, the optical path changing unit is configured by an element in which the optical path changing element changes a traveling direction of light by an electro-optic effect.
さらに、本発明に係る表示器は、波長が相違する複数種類の色光によって１つの前記表示画素を表示可能に構成され、前記光路変更部は、１つの前記表示画素を表示するための前記各色光に対応して前記光路変更素子が設けられると共に、当該１つの表示画素を表示するための当該各色光に対応する当該光路変更素子が、同一の光学材料で、かつ互いに等しい形状となるように形成され、前記光回折部は、１つの前記表示画素を表示するための前記各色光毎に前記回折格子が形成され、前記１つの表示画素を表示するための前記各色光毎の前記回折格子は、波長が短い当該色光を回折する当該回折格子のペリスト回転角の大きさよりも、波長が長い当該色光を回折する当該回折格子のペリスト回転角の大きさの方が小さくなるように形成されている。なお、上記の［ペリスト回転角］とは、光が入射する側の面から回折格子面を見たときに、回折格子における各格子の格子ラインが水平の状態を０度とし、各格子の格子ラインが左下がりとなる回転角をプラスとし、各格子の格子ラインが右下がりとなる回転角をマイナスとする角度を意味する。 Furthermore, the display device according to the present invention is configured to be able to display one of the display pixels with a plurality of types of color light having different wavelengths, and the optical path changing unit is configured to display each of the color lights for displaying the one display pixel. And the optical path changing elements corresponding to the respective color lights for displaying the one display pixel are formed of the same optical material and have the same shape as each other. The light diffracting unit is formed with the diffraction grating for each color light for displaying one display pixel, and the diffraction grating for each color light for displaying the one display pixel is: It is formed so that the size of the perist rotation angle of the diffraction grating that diffracts the color light having a longer wavelength is smaller than the size of the perist rotation angle of the diffraction grating that diffracts the color light having a shorter wavelength. There. The above [Pelist rotation angle] means that when the diffraction grating surface is viewed from the light incident surface, the grating line of each grating in the diffraction grating is in a horizontal state of 0 degree, and the grating of each grating It means an angle in which the rotation angle at which the line descends to the left is positive and the rotation angle at which the lattice line of each lattice is downward to the right is negative.
さらに、本発明に係る表示器は、前記光路変更部および前記光回折部は、−１次回折光および＋１次回折光のいずれかが当該光回折部から出射しないように形成されている。この場合、「−１次回折光および＋１次回折光のいずれかが光回折部から出射しない」との状態は、「−１次回折光および＋１次回折光のいずれかが光回折部から光拡散部の側に出射されない」との状態を意味する。 Further, in the display device according to the present invention, the optical path changing unit and the light diffracting unit are formed so that either the −1st order diffracted light or the + 1st order diffracted light does not exit from the light diffracting unit. In this case, the state that “one of the −1st order diffracted light and the + 1st order diffracted light is not emitted from the light diffracting portion” means that “one of the −1st order diffracted light and the + 1st order diffracted light is on the light diffusing portion side from the light diffracting portion. Is not emitted ”.
また、本発明に係る表示装置は、上記のいずれかの表示器と、前記光源と、当該光源の点灯を制御して前記表示器に前記画像を表示させる制御部とを備えている。 In addition, a display device according to the present invention includes any one of the above-described displays, the light source, and a control unit that controls lighting of the light source and causes the display to display the image.
本発明に係る表示器によれば、光源から出射された光の進行方向を光路変更部の光路変更素子によって表示器の縦方向に変更して光回折部の各回折格子における回折格子面に対して光を斜めに入射させると共に、光路変更部からの光を光回折部の各回折格子によって予め規定された左右方向にそれぞれ回折し、かつ、光回折部によって回折された光を光拡散部によって表示器の縦方向に拡散させる構成を採用したことにより、表示器の左右方向で相違する各視点位置から互いに相違する画像を視認させるために光を左右方向に振り分けるための光回折部における各回折格子のうちの、主として表示器の縦方向に光を回折する回折格子（ペリスト回転角が０°の回折格子や、ペリスト回転角の絶対値が小さい回折格子）についても、その回折格子から出射される−１次回折光（または、１次回折光）の光量を十分に減少させる（−１次回折光（または、１次回折光）の強度を十分に低下させる）か、または、−１次回折光（または、１次回折光）の出射をなくして、１次回折光（または、−１次回折光）の光量を十分に増加させる（１次回折光（または、−１次回折光）の強度を十分に強める）ことができる。したがって、この表示器によれば、光源からの光の利用効率を十分に向上させることができると共に、光回折部からの光の出射方向を左右方向に十分に拡げることが可能となり、かつ、表示器の前方において、表示器に表示される画像を視認することができる範囲を縦方向に十分に拡げることができる。 According to the display device of the present invention, the traveling direction of the light emitted from the light source is changed to the vertical direction of the display device by the optical path changing element of the optical path changing unit, and the diffraction grating surface in each diffraction grating of the light diffracting unit is changed. The light is incident obliquely, the light from the optical path changing unit is diffracted in the left and right directions defined in advance by the diffraction gratings of the light diffracting unit, and the light diffracted by the light diffracting unit is By adopting a configuration that diffuses in the vertical direction of the display unit, each diffraction in the light diffracting unit for distributing light in the left-right direction so that different images can be viewed from different viewpoint positions in the left-right direction of the display unit Among diffraction gratings, diffraction gratings that mainly diffract light in the vertical direction of the display (diffraction gratings having a perist rotation angle of 0 ° or diffraction gratings having a small absolute value of the perist rotation angle) also have diffraction patterns. The amount of −1st order diffracted light (or 1st order diffracted light) emitted from the light source is sufficiently reduced (the intensity of −1st order diffracted light (or 1st order diffracted light) is sufficiently reduced), or the −1st order diffracted light (Or the emission of the first-order diffracted light) is eliminated, and the amount of light of the first-order diffracted light (or the first-order diffracted light) is sufficiently increased (the intensity of the first-order diffracted light (or the first-order diffracted light) is sufficiently increased). be able to. Therefore, according to this display, it is possible to sufficiently improve the light use efficiency from the light source, to sufficiently expand the light emission direction from the light diffraction section in the left-right direction, and to display The range in which the image displayed on the display can be viewed in front of the display can be sufficiently expanded in the vertical direction.
また、本発明に係る表示器によれば、光路変更部の光路変更素子をプリズムで構成したことにより、樹脂材料やガラス等によって光路変更部を容易に製造することができるため、表示器の製造コストを十分に低減することができる。 Moreover, according to the display device according to the present invention, since the optical path changing element of the optical path changing unit is configured by a prism, the optical path changing unit can be easily manufactured using a resin material, glass, or the like. Cost can be reduced sufficiently.
さらに、本発明に係る表示器によれば、光路変更部の光路変更素子を電気光学効果によって光の進行方向を変更する素子で構成したことにより、一対の電極間に印加する電圧を変更するだけで、光源からの光の進行方向の角度の大きさを任意の大きさに変更することができるため、光路変更部を容易に設計・製造することができる。 Furthermore, according to the display device according to the present invention, since the optical path changing element of the optical path changing unit is configured by an element that changes the traveling direction of light by the electro-optic effect, only the voltage applied between the pair of electrodes is changed. Thus, the angle of the light traveling direction from the light source can be changed to an arbitrary size, so that the optical path changing unit can be easily designed and manufactured.
また、本発明に係る表示器によれば、１つの表示画素を表示するための各色光に対応して光路変更素子を設けると共に、１つの表示画素を表示するための各色光に対応する光路変更素子を、同一の光学材料で、かつ互いに等しい形状となるように形成して光路変更部を構成し、１つの表示画素を表示するための各色光毎の回折格子を、波長が短い色光を回折する回折格子のペリスト回転角の大きさよりも、波長が長い色光を回折する回折格子のペリスト回転角の大きさの方が小さくなるように形成して光回折部を構成したことにより、１つの表示画素を、波長が相違する複数の色光によって表示する場合に、光回折部から出射される各色光の左右方向における出射角度を同一角度に揃えることができる。したがって、この表示器によれば、表示したカラー画像に左右方向における色滲みが生じたり、左右方向で相違する各視点位置のうちの１つにおいて視認されるべきカラー画像を構成する単色画像に対して他の視点位置において視認されるべきカラー画像の単色画像が重なって視認されたりする事態を回避して、鮮明なカラー画像として視認させることができる。また、光路変更部の設計および製造を容易に行うことができる結果、表示器の製造コストを十分に低減することができる。 According to the display device of the present invention, an optical path changing element is provided corresponding to each color light for displaying one display pixel, and an optical path change corresponding to each color light for displaying one display pixel is provided. Elements are made of the same optical material and have the same shape as each other to form an optical path changing unit, and a diffraction grating for each color light for displaying one display pixel is diffracted by a short wavelength color light. By forming the light diffraction section so that the size of the perist rotation angle of the diffraction grating that diffracts the color light having a longer wavelength is smaller than the size of the perist rotation angle of the diffraction grating to be configured, one display When a pixel is displayed with a plurality of color lights having different wavelengths, the emission angles in the left and right directions of the respective color lights emitted from the light diffraction section can be made the same angle. Therefore, according to this display device, the displayed color image has a color blur in the left-right direction, or a single-color image constituting a color image to be viewed at one of the viewpoint positions different in the left-right direction. Thus, it is possible to avoid a situation where single color images of color images to be visually recognized at other viewpoint positions are overlapped and visually recognized as a clear color image. Moreover, as a result of being able to design and manufacture the optical path changing unit easily, the manufacturing cost of the display can be sufficiently reduced.
さらに、本発明に係る表示器によれば、−１次回折光および＋１次回折光のいずれかが光回折部から出射しないように光路変更部および光回折部を形成したことにより、光回折部から出射された−１次回折光（または、１次回折光）の存在に起因して、いわゆるゴースト像が表示される事態を招くことなく、鮮明な画像を表示させることができる。 Furthermore, according to the display device of the present invention, the optical path changing unit and the light diffracting unit are formed so that either the −1st order diffracted light or the + 1st order diffracted light is not emitted from the light diffracting unit. Due to the presence of the -1st order diffracted light (or 1st order diffracted light), a clear image can be displayed without causing a so-called ghost image to be displayed.
また、本発明に係る表示装置によれば、上記のいずれかの表示器と、光源と、光源の点灯を制御して表示器に画像を表示させる制御部とを備えて表示装置を構成したことにより、光源からの光の利用効率を十分に向上させることができる。 Moreover, according to the display device according to the present invention, the display device is configured by including any one of the above-described indicators, a light source, and a control unit that controls lighting of the light source to display an image on the indicator. Thereby, the utilization efficiency of the light from a light source can fully be improved.
以下、添付図面を参照して、本発明に係る表示器および表示装置の実施の形態について説明する。 Embodiments of a display and a display device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図１，２に示す表示装置１は、視差による立体視画像を表示可能に構成された３Ｄ表示装置（「各視点位置から互いに相違する画像を視認可能に複数の画像を表示可能に構成され」との構成の一例）であって、表示器２および制御部３を備えて構成されている。表示器２は、図３に示すように、その背面側（同図における左側）から前面側（画像を視認する者が存在する側：同図における右側）に向かって、光源１１、光路変更パネル１２、回折格子パネル１３および拡散板１４がこの順で配置されて構成されている。なお、実際の表示装置１では、一例として、表示装置１の前面側における左右８１方向の各視点位置に対応して規定された８１箇所の視差領域毎に、互いに相違する８１種類の「横×縦＝１９２０×１０８０画素」のＲＧＢカラー画像を視認させることができるよう構成されているが、「表示器」および「表示装置」の構成に関する理解を容易とするために、以下、左右８１方向の各視点位置毎の各視差領域から、互いに相違する８１種類の「横×縦＝１９２０×１０８０画素」の単色画像において、互いに対応する８１個の画素（表示画素）を視認させるための構成（８１種類の単色画像からなる単色画像群における１つの表示画素群を表示するための構成）について説明する。
The
光源１１は、一例として、表示する立体視画像の各表示画素に対応して、平板状の基板の表面に複数の光出射部（ＬＥＤなど）が配列されて、全体として平板状に形成されている。この場合、光源１１において、上記単色画像群のうちの１つの表示画素群（互いに対応する８１個の表示画素の集合体）を表示させるための部位には、図４に示すように、「横×縦＝９×９＝８１箇所」の光出射部１０Ａ１〜１０Ｉ９（以下、区別しないときには「光出射部１０」ともいう）が設けられている。すなわち、単色画像を表示させる構成の表示器２におけるこの光源１１では、１つの単色画像を構成する各表示画素のうちの１つにつき１つの光出射部１０が設けられている。この光源１１は、制御部３からの制御信号Ｓに従い、図３に示すように、一例として、そのパネル面Ｆ１（上記の基板の基板面と平行な面）に対して垂直で互いに平行な光Ｌ１を各光出射部１０毎にそれぞれ出射する。また、同図および図２に示すように、この表示器２では、一例として、上記のパネル面Ｆ１が、後述する光路変更パネル１２のパネル面Ｆ２、回折格子パネル１３の各回折格子面Ｆ３、および拡散板１４のパネル面Ｆ４に対して平行になるように光源１１が配置されている。
As an example, the
光路変更パネル１２は、「光路変更部」に相当し、表示する立体視画像の各表示画素に対応して「光路変更素子」の一例である「プリズム」が設けられて、図２に示すように、全体として平板状に形成されると共に、光源１１および回折格子パネル１３の間に配設されている。この場合、図５に示すように、光路変更パネル１２には、「横×縦＝９×９＝８１箇所」のプリズム２０Ａ１〜２０Ｉ９（以下、区別しないときには「プリズム２０」ともいう）が並んで設けられている。すなわち、単色画像を表示させる構成の表示器２におけるこの光路変更パネル１２では、１つの単色画像を構成する各表示画素のうちの１つにつき１つのプリズム２０が設けられている。本明細書において、「１つの光路変更素子」は、入射した光の光路を変更可能に構成された光学的要素（入射した光を屈折させる光学的要素）のうちの「１つの光出射部」に対応して規定された部位を意味する。
The optical
なお、本例の光路変更パネル１２では、横方向で並ぶ９つのプリズム２０の間に物理的な境界がなく、この９つのプリズム２０が１つのプリズムのように一体的に連続して形成されている。以下、複数のプリズム２０が一体的に連続して形成されたプリズムを「プリズム２００」ともいう。すなわち、この光路変更パネル１２では、横方向に長い９つのプリズム２００−１〜２００−９が縦方向で並んでいるように形成されている。この場合、「光路変更素子がプリズムで構成されている」との構成を採用する場合において、一体的に連続して形成する「光路変更素子」の数は、「横方向に並ぶ９つ」に限定されず、１つの「光路変更素子」につき１つのプリズム２０を独立して形成することもできるし、縦方向で並ぶ複数の「光路変更素子」を１つのプリズム２００で構成することもできるし、横方向で並ぶ複数の「光路変更素子」、および縦方向で並ぶ複数の「光路変更素子」を１つのプリズム２００で構成することもできる。
In the optical
また、図６に示すように、この表示器２では、光路変更パネル１２における光源１１との対向面（パネル面Ｆ２）が光源１１のパネル面Ｆ１と平行に形成される（配置される）と共に、光路変更パネル１２における回折格子パネル１３との対向面に、下側ほど回折格子パネル１３側に向かって徐々に突出する向きの斜面が形成されて各プリズム２０（２００）が構成されている（各プリズム２０（２００）における光源１１との対向面（パネル面Ｆ２）に対して光Ｌ１が垂直に入射するように構成されている（配置されている））。なお、本例では、光路変更パネル１２の前面（画像を視認する者が存在する側）に斜面を形成して「プリズム」として機能させる構成を採用しているが、光路変更パネル１２の背面側（光源１１との対向面側）に斜面を形成して「プリズム」として機能させる構成を採用することもできる（図示せず）。
Further, as shown in FIG. 6, in this
この場合、この光路変更パネル１２では、上記の８１個のプリズム２０のすべて（すなわち、縦方向で並ぶ９つのプリズム２００）が、同一の光学材料で、かつ互いに等しい形状となるように形成されている。具体的には、この光路変更パネル１２では、各プリズム２０（２００）が同一種類の「光透過性を有する樹脂材料（一例として、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ＰＥＴ樹脂など）」で、そのプリズムの頂角の角度（図６に示す角度θｐ）がそれぞれ４０°となるように形成されている。この光路変更パネル１２は、光源１１の各光出射部１０から出射された光Ｌ１の進行方向を各プリズム２０によって表示器２の縦方向（上下方向）に変更して、後述する回折格子パネル１３の各回折格子面Ｆ３に対して光Ｌ２を斜めに入射させるように構成されている。
In this case, in the optical
回折格子パネル１３は、「光回折部」の一例であって、図３に示すように、光源１１から出射されて光路変更パネル１２によって光路を変更された光Ｌ２を回折して光Ｌ３を出射する。この場合、回折格子パネル１３において、上記単色画像群のうちの１つの表示画素群を表示させるための部位には、図７に示すように、表示すべき立体視画像の表示画素に対応して、「横×縦＝９×９＝８１個」の回折格子３０Ａ１〜３０Ｉ９（以下、区別しないときには「回折格子３０」ともいう）が形成されている（各表示画素毎に１つの回折格子が形成された構成の例）。
The diffraction
なお、本明細書において、「１つの回折格子」は、入射した光を回折可能に構成された光学的要素のうちの「１つの光出射部」に対応して規定された部位を意味する。この場合、単色画像を表示させる構成の表示器２におけるこの回折格子パネル１３では、上記の光源１１における１つの光出射部１０に対応して１つの回折格子３０が規定されて、１つの単色画像を構成する各表示画素のうちの１つにつき１つの回折格子３０が規定されている。なお、図７では、各回折格子３０毎の格子の格子ラインを実際の格子の形成ピッチよりも広いピッチで図示している。この回折格子パネル１３は、図８に示すように、各回折格子３０毎に、光路変更パネル１２からの光Ｌ２を予め規定された８１方向にそれぞれ回折して光Ｌ３を出射するように構成されている。なお、図８では、回折した光Ｌ３の出射方向をそれぞれ矢印で図示している。
In the present specification, “one diffraction grating” means a portion defined corresponding to “one light emitting portion” among optical elements configured to be able to diffract incident light. In this case, in the diffraction
この場合、この回折格子パネル１３は、図３に示すように、一例として、光路変更パネル１２と対向する面（すなわち、回折格子パネル１３の背面）に規定された各回折格子３０の形成領域毎に平面視直線状の互いに平行な複数の凸部３１、および平面視直線状の互いに平行な複数の凹部３２が所定の形成ピッチで形成された凹凸パターン（格子パターン）が形成され、この凹凸パターンが回折格子３０として機能して、光路変更パネル１２からの光Ｌ２を予め規定された方向に回折するように構成されている。なお、本例では、回折格子パネル１３の背面に形成した凹凸パターンを回折格子３０として機能させる構成を採用しているが、回折格子パネル１３の前面側（画像を視認する者が存在する側）に凹凸パターンを形成して回折格子として機能させる構成を採用することもできる（図示せず）。また、図６に示すように、この回折格子パネル１３は、光路変更パネル１２に対して距離Ｇだけ離間するように配置されている。
In this case, as shown in FIG. 3, the diffraction
なお、本明細書では、回折格子パネル１３における回折格子３０を構成する各凸部３１の突端面における幅方向（図３における上下方向）の各中心線を含む面（図３における各中心３１ｏを含む面）を「回折格子面」の一例である回折格子面Ｆ３とする。また、図１１に示す回折格子パネル１３ａや、図１２に示す回折格子パネル１３ｂのように、凸部３１の断面形状が上記の回折格子パネル１３とは相違する場合においても、回折格子３０を構成する各凸部３１の突端面における幅方向の各中心線を含む面（同図における各中心３１ｏを含む面）を「回折格子面」の一例である回折格子面Ｆ３とする。さらに、以下の説明において、上記の中心線、または上記の中心線と平行な線分（図２２等において実線Ｌｂで示す線）を格子ラインともいう。
In the present specification, a surface including each center line in the width direction (vertical direction in FIG. 3) of each
この場合、図６に示すように、回折格子パネル１３との対向面に、下側ほど回折格子パネル１３側に向かって徐々に突出する向きの斜面が形成されて各プリズム２０が構成された光路変更パネル１２を有するこの表示器２では、光源１１からの光Ｌ１が下向きに屈折させられて光Ｌ２として回折格子パネル１３（各回折格子３０の回折格子面Ｆ３）に入射させられる。したがって、この表示器２では、光路変更パネル１２から出射された光Ｌ２の回折格子パネル１３に対する入射位置が、光路変更パネル１２に対する光Ｌ１の入射位置や、光路変更パネル１２からの光Ｌ２の出射位置よりも距離Ｄだけ下側に位置ずれする。このため、この表示器２では、光源１１の各光出射部１０や、光路変更パネル１２の各プリズム２０に対して回折格子パネル１３の各回折格子３０を距離Ｄだけ下方に位置ずれさせるように配置する構成が採用されている。なお、本例とは相違するが、上記の距離Ｇが「０」または「ほぼ０」となるように光路変更パネル１２および回折格子パネル１３を配置した場合には、上記の距離Ｄを「０」または「ほぼ０」とすることができる。
In this case, as shown in FIG. 6, an optical path in which each
拡散板１４は、「光拡散部」に相当し、一例として、光透過性を有する樹脂材料で平板状に形成されたレンチキュラレンズで構成されている。この拡散板１４は、図９に示すように、一例として、回折格子パネル１３における回折格子３０の１つ当りに複数の凸レンズが位置するように（この例では、回折格子３０の１つ当りに３つの凸レンズが位置するように）、横方向に長い複数の凸レンズが、その前面側（画像を視認する者が存在する側）に形成されている。これにより、この拡散板１４では、回折格子パネル１３によって回折された（回折格子パネル１３から出射された）光Ｌ３が、拡散板１４を透過して各凸レンズによって縦方向（上下方向）に拡散されて光Ｌ４として出射される。なお、図９では、回折格子パネル１３における凹凸パターンの図示を省略している。
The diffusing
この場合、本明細書では、拡散板１４において回折格子パネル１３と対向する面（すなわち、拡散板１４の背面）をパネル面Ｆ４とする。なお、「光拡散部」としての「拡散板」については、凸レンズに代えて、凹レンズを形成して構成することもできる（図示せず）。また、その背面側（回折格子パネル１３と対向する面の側）に複数の凸レンズ、または、複数の凹レンズを形成して構成することもできる（図示せず）。なお、背面側に凸レンズまたは凹レンズを形成する構成を採用した場合においては、その拡散板における前面をパネル面とする。
In this case, in this specification, the surface of the
この表示器２では、後述するように、光路変更パネル１２のパネル面Ｆ２の法線、回折格子パネル１３の各回折格子面Ｆ３の法線、および拡散板１４のパネル面Ｆ４の法線と平行な向きに光源１１の各光出射部１０から光Ｌ１が出射されるように構成されている。また、この表示器２では、光源１１から出射された光Ｌ１が、光路変更パネル１２の各プリズム２０によって縦方向（本例では下向き）に屈折されて光路変更パネル１２から光Ｌ２として出射されて、図１０に示すように、回折格子３０の回折格子面Ｆ３に斜めに入射するように構成されている。さらに、本例では、図１３に示すように、１次回折光Ｌ３ｂおよび−１次回折光Ｌ３ｃのいずれか一方が回折格子パネル１３から出射しないように光路変更パネル１２および回折格子パネル１３が構成されている。
In this
一方、制御部３は、表示器２に表示させるべき立体視画像の画像データに応じて光源１１に制御信号Ｓを出力することにより、光源１１における各光出射部１０を、立体視画像の各表示画素の明るさに応じて点灯させる。なお、実際の表示装置１には、外部装置から出力された画像データや画像信号を処理する画像処理部等を備え、制御部３は、画像処理部によって処理されたデータや信号に基づいて表示器２に立体視画像を表示させるが、「表示器」および「表示装置」についての理解を容易とするために、表示器２および制御部３以外の構成要素に関する説明および図示を省略する。
On the other hand, the
この表示装置１（表示器２）では、光源１１から出射されて光路変更パネル１２によって屈折させられた光Ｌ２を各回折格子３０によって回折して左右８１方向に振り分けると共に、各回折格子３０によって左右方向に振り分けられた光Ｌ３を拡散板１４によって縦方向（上下方向）に拡散させることで、左右８１方向の各視差領域毎に縦方向（上下方向）における視域を拡げる構成（左右方向においては、互いに相違する視差画像が視認され、縦方向においては、同一の視差画像が視認されるように表示させる構成）が採用されている。具体的には、この表示装置１による立体視画像の表示に際しては、制御部３が表示器２の光源１１に制御信号Ｓを出力することにより、各光出射部１０を、表示すべき立体視画像の各表示画素の明度に応じた明るさで点灯させる。
In the display device 1 (display 2), the light L2 emitted from the
この際には、図３に示すように、光源１１の各光出射部１０から回折格子パネル１３における各回折格子３０の回折格子面Ｆ３の法線と平行な向きに出射された各光Ｌ１が、光路変更パネル１２の各プリズム２０を透過する際に屈折させられる結果、この光Ｌ２が回折格子パネル１３の回折格子面Ｆ３に対して斜めに入射する。また、回折格子パネル１３（回折格子面Ｆ３）に入射した光Ｌ２は、各回折格子３０によってそれぞれ回折されて、光Ｌ３（回折光）としてそれぞれ出射される。この際に、この表示装置１では、回折格子パネル１３における各回折格子３０が、各光Ｌ３を出射すべき方向に応じて、格子ラインの傾きや、凸部３１の形成ピッチ等が規定されて形成されている。これにより、図８に示すように、各回折格子３０からの光Ｌ３は、所定の間隔で左右８１方向に放射状に拡がるように回折格子パネル１３からそれぞれ出射される。
At this time, as shown in FIG. 3, each light L1 emitted from each
また、この表示器２では、前述したように、光源１１からの光Ｌ１が光路変更パネル１２における各プリズム２０によって屈折させられて、この光Ｌ２が回折格子パネル１３の各回折格子３０における回折格子面Ｆ３に対して斜めに入射するように、光路変更パネル１２の光学的特性（材質や形状（プリズムの角度））や、光路変更パネル１２と回折格子パネル１３との相互間の位置関係が規定されて構成されている。したがって、この表示器２では、光路変更パネル１２からの光Ｌ２が回折格子パネル１３の回折格子３０において回折されたときに、１次回折光Ｌ３ｂ（または、−１次回折光Ｌ３ｃ）の強度が十分に強くなる。このため、光源１１からの光Ｌ１の利用効率が十分に向上すると共に、その光量が十分に多い１次回折光Ｌ３ｂ（または、−１次回折光Ｌ３ｃ）を、立体視画像を視認させるための光として使用することで、その１次回折光Ｌ３ｂ（または、−１次回折光Ｌ３ｃ）に対応する表示画素が十分に明るく視認される。
In the
一方、表示器２から出射された１次回折光Ｌ３ｂ（または、−１次回折光Ｌ３ｃ）および０次回折光Ｌ３ａ（以下、これらを総称して「光Ｌ３」ともいう）は、図３，９に示すように、拡散板１４を構成するレンチキュラレンズによって縦方向に拡散されて、両図および図２に示すように、表示器２（表示装置１）の前方に向かって光Ｌ４として出射される。なお、この表示器２では、前述したように、１次回折光Ｌ３ｂおよび−１次回折光Ｌ３ｃのいずれか一方が回折格子パネル１３から出射しないように構成されている。したがって、図１３に示すように、この例では、１次回折光Ｌ３ｂ（または、−１次回折光Ｌ３ｃ）と、少量の０次回折光Ｌ３ａだけが拡散板１４に入射することとなる。この際に、上記の各光Ｌ４は、回折格子パネル１３の各回折格子３０による回折によって光源１１からの光Ｌ１が所定の間隔で左右８１方向に放射状に拡けられると共に、回折格子パネル１３からの光Ｌ３が拡散板１４によってそれぞれ縦方向に拡散された光として出射される。これにより、表示装置１の前方における左右８１方向の各位置毎に、縦方向の所定の高さ範囲内において、各視点位置に対応する画像（各光Ｌ４を表示画素とする画像）が視認される。
On the other hand, the first-order diffracted light L3b (or -1st-order diffracted light L3c) and 0th-order diffracted light L3a (hereinafter collectively referred to as “light L3”) emitted from the
したがって、画像を視認する者の左目および右目が互いに相違する視差領域（視点位置）に位置している状態では、左目によって視認される視差画像と、右目によって視認される視差画像とが視差領域の位置に応じて相違しているため、表示されている画像が立体視画像として認識される（両眼視差によって立体視画像として認識される）。また、画像を視認する者が表示装置１（表示器２）に表示されている画像を視認しながら、図２に示す矢印Ａ１，Ａ２の向き（左右方向）で各視差領域（各視点位置）に順次移動することにより、表示装置１（表示器２）に表示されている画像が、運動視差によって立体視画像として認識される。 Therefore, in a state where the left eye and the right eye of the person viewing the image are located in different parallax regions (viewpoint positions), the parallax image viewed by the left eye and the parallax image viewed by the right eye are Since they differ depending on the position, the displayed image is recognized as a stereoscopic image (recognized as a stereoscopic image by binocular parallax). In addition, each person viewing the image visually recognizes the image displayed on the display device 1 (display 2), and each parallax region (each viewpoint position) in the directions (left and right directions) of arrows A1 and A2 shown in FIG. The images displayed on the display device 1 (display device 2) are recognized as stereoscopic images by motion parallax.
次に、「表示器」および「表示装置」の他の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、前述した表示器２および表示装置１と同様の構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
Next, other embodiments of “display” and “display device” will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, about the component similar to the
前述した表示器２は、「光路変更素子」としてのプリズム２０を備えて構成された光路変更パネル１２を「光路変更部」として備えているが、図１４に示す表示器２Ａでは、この光路変更パネル１２に代えて、「光路変更素子」としての「電気光学効果（ＥＯ効果）によって光の進行方向を変更する素子：以下、「ＥＯ効果素子」ともいう」を備えて構成された光路変更パネル１２Ａを「光路変更部」として備えている。なお、前述した表示装置１や表示器２の構成と区別するために、以下、「ＥＯ効果素子」を備えて構成された光路変更パネル１２Ａを有する表示器２、およびその表示器２を有する表示装置１については、表示器２Ａおよび表示装置１Ａという。
The above-described
この場合、表示器２Ａにおける光路変更パネル１２Ａは、表示する立体視画像の各表示画素に対応して「光路変更素子」の他の一例である「ＥＯ効果素子」が設けられて、図２に示すように、全体として平板状に形成されると共に、光源１１および回折格子パネル１３の間に配設されている。この場合、図１５に示すように、光路変更パネル１２Ａには、「横×縦＝９×９＝８１箇所」のＥＯ効果素子２０ＡＡ１〜２０ＡＩ９（以下、区別しないときには「ＥＯ効果素子２０Ａ」ともいう）が並んで設けられている。すなわち、単色画像を表示させる構成の表示器２Ａにおけるこの光路変更パネル１２Ａでは、１つの単色画像を構成する各表示画素のうちの１つにつき１つのＥＯ効果素子２０Ａが設けられている。
In this case, the optical
なお、本例の光路変更パネル１２Ａでは、横方向で並ぶ９つのＥＯ効果素子２０Ａの間に物理的な境界がなく、この９つのＥＯ効果素子２０Ａが１つのＥＯ効果素子のように一体的に連続して形成されている。以下、複数のＥＯ効果素子２０Ａが一体的に連続して形成されたＥＯ効果素子を「ＥＯ効果素子２００Ａ」ともいう。すなわち、この光路変更パネル１２Ａでは、横方向に長い９つのＥＯ効果素子２００Ａ−１〜２００Ａ−９が縦方向で並んでいるように形成されている。この場合、「光路変更素子が電気光学効果によって光の進行方向を変更する素子で構成されている」との構成を採用する場合において、一体的に連続して形成する「光路変更素子」の数は、「横方向に並ぶ９つ」に限定されず、１つの「光路変更素子」につき１つのＥＯ効果素子２０Ａを独立して形成することもできるし、縦方向で並ぶ複数の「光路変更素子」を１つのＥＯ効果素子２００Ａで構成することもできるし、横方向で並ぶ複数の「光路変更素子」、および縦方向で並ぶ複数の「光路変更素子」を１つのＥＯ効果素子２００Ａで構成することもできる。
In the optical
また、図１４に示すように、この表示器２Ａでは、光路変更パネル１２Ａにおける光源１１との対向面（パネル面Ｆ２）および回折格子パネル１３との対向面の双方が光源１１のパネル面Ｆ１と平行に形成されている。この場合、この光路変更パネル１２Ａでは、上記の８１個のＥＯ効果素子２０Ａ（すなわち、縦方向で並ぶ９つのＥＯ効果素子２００Ａ）が、同一の光学材料で、かつ互いに等しい形状となるように形成されている。具体的には、この光路変更パネル１２Ａでは、各ＥＯ効果素子２０Ａ（２００Ａ）が、ＫＴＮ結晶体２１（タンタル酸ニオブ酸カリウム（ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３）の結晶体）と、このＫＴＮ結晶体２１の上面に配設された電極２２ａ（陽極）と、ＫＴＮ結晶体２１の下面に配設された電極２２ｂ（陰極）とで構成されると共に、ＫＴＮ結晶体２１の厚み（図１６における長さＴ）や長さ（図１６における長さＬ）が互いに等しくなるように各ＥＯ効果素子２０Ａが形成されている。なお、本例では、一例として、上記の「ｘ」が「０．３５」である組成のＫＴＮの結晶体をＫＴＮ結晶体２１として採用して形成されている。
Further, as shown in FIG. 14, in this
この場合、ＫＴＮ結晶体２１は、ペロブスカイト型の結晶構造を持つ酸化物であって、端面間に電圧を印加することにより、その屈折率が変化する「電気光学効果（ＥＯ効果）」を有していることが知られている。したがって、この光路変更パネル１２Ａでは、制御部３が、光路変更パネル１２Ａにおける各ＥＯ効果素子２０Ａの各電極２２ａ，２２ｂの間に互いに等しい電圧（一例として、５０Ｖ）を印加することにより、各ＥＯ効果素子２０Ａを、前述した表示器２の光路変更パネル１２における各プリズム２０と同様に機能させて、光源１１から出射された光Ｌ１の進行方向を各ＥＯ効果素子２０Ａ（ＫＴＮ結晶体２１）によって表示器２Ａの縦方向（上下方向）に変更して、回折格子パネル１３の各回折格子３０における回折格子面Ｆ３に対して光Ｌ２を斜めに入射させることが可能となっている。
In this case, the
したがって、この表示器２Ａでは、前述した表示器２と同様にして、光路変更パネル１２Ａからの光Ｌ２が回折格子パネル１３の回折格子３０において回折されたときに、１次回折光Ｌ３ｂ（または、−１次回折光Ｌ３ｃ）の強度が十分に強くなる。このため、光源１１からの光Ｌ１の利用効率が十分に向上すると共に、その光量が十分に多い１次回折光Ｌ３ｂ（または、−１次回折光Ｌ３ｃ）を立体視画像を視認させるための光として使用することで、その１次回折光Ｌ３ｂ（または、−１次回折光Ｌ３ｃ）に対応する表示画素が十分に明るく視認される。なお、光源１１の制御、および各ＥＯ効果素子２０Ａ（２００Ａ）における各電極２２ａ，２２ｂ間への電圧の印加の両処理を実行する「制御部」については、この表示装置１Ａのように、同一の「制御部」が実行する構成を採用することもできるし、光源１１の制御、および各電極２２ａ，２２ｂ間への電圧の印加を別個独立した「制御部」がそれぞれ実行する構成を採用することもできる。
Therefore, in the
次に、上記の表示器２（２Ａ）における回折格子パネル１３の回折格子面Ｆ３および拡散板１４のパネル面Ｆ４と、光路変更パネル１２（１２Ａ）からの光Ｌ２および回折格子パネル１３によって回折された光Ｌ３との関係について、図１７〜２９を参照しつつ、具体的に説明する。
Next, it is diffracted by the diffraction grating surface F3 of the diffraction
上記の表示器２（２Ａ）では、拡散板１４におけるパネル面Ｆ４の法線Ｌ１４と、回折格子パネル１３における各回折格子３０の回折格子面Ｆ３に入射する光Ｌ２の入射方向とのなす角度におけるＸ成分（拡散板１４における左右方向に対応する成分であって、光Ｌ２が入射する側の面から見たときに、光Ｌ２の入射方向がパネル面Ｆ４に対して斜め右向きに交差する状態の角度をプラスとし、光Ｌ２の入射方向がパネル面Ｆ４に対して斜め左向きに交差する状態の角度をマイナスとする角度）を「αＸ（図１７，１８参照）」とし、
拡散板１４におけるパネル面Ｆ４の法線Ｌ１４（光透過パネルにおける光透過パネル面の法線）と、回折格子パネル１３における各回折格子３０の回折格子面Ｆ３に入射する光Ｌ２の入射方向とのなす角度におけるＹ成分（拡散板１４における上下方向に対応する成分であって、光Ｌ２が入射する側の面から見たときに、光Ｌ２の入射方向がパネル面Ｆ４に対して斜め下向きに交差する状態の角度をプラスとし、光Ｌ２の入射方向がパネル面Ｆ４に対して斜め上向きに交差する状態の角度をマイナスとする角度）を「αＹ（図１７，１９参照）」とし、
パネル面Ｆ４の法線Ｌ１４に対する回折格子面Ｆ３の法線Ｌ１３の傾き角におけるＸ成分（拡散板１４における左右方向に対応する成分であって、光Ｌ２が入射する側の面から見たときに、回折格子面Ｆ３の法線Ｌ１３がパネル面Ｆ４に対して斜め左向きに交差する状態の角度をプラスとし、回折格子面Ｆ３の法線Ｌ１３がパネル面Ｆ４に対して斜め右向きに交差する状態の角度をマイナスとする角度）を「γＸ（図２０参照）」とし、
パネル面Ｆ４の法線Ｌ１４に対する回折格子面Ｆ３の法線Ｌ１３の傾き角におけるＹ成分（拡散板１４における上下方向に対応する成分であって、光Ｌ２が入射する側の面から見たときに、回折格子面Ｆ３の法線Ｌ１３がパネル面Ｆ４に対して斜め上向きに交差する状態の角度をプラスとし、回折格子面Ｆ３の法線Ｌ１３がパネル面Ｆ４に対して斜め下向きに交差する状態の角度をマイナスとする角度）を「γＹ（図２１参照）」とし、
回折格子３０における各格子の回折格子面Ｆ３内におけるペリスト回転角（光Ｌ２が入射する側の面から見たときに、各格子の格子ライン（図２２において実線Ｌｂで示すライン）が水平の状態（図２２において実線Ｌｃで示すラインと平行な状態）を０度とし、各格子の格子ラインが左下がりとなる回転角をプラスとし、各格子の格子ラインが右下がりとなる回転角をマイナスとする角度）を「ε（図２２参照）」としたときに、
回折格子面Ｆ３の法線Ｌ１３と、回折格子面Ｆ３に入射する光Ｌ２の入射方向とのなす角度におけるｘ成分（回折格子３０における各格子の格子ラインの延在方向（ペリスト回転角が０度の回折格子３０が形成された回折格子面Ｆ３においては、左右方向）に対応する成分であって、光Ｌ２が入射する側の面から見たときに、回折格子面Ｆ３に対して光Ｌ２が斜め右向き（ペリスト回転角が０度の回折格子３０の場合の方向）に入射する状態の角度をプラスとし、回折格子面Ｆ３に対して光Ｌ２が斜め左向き（ペリスト回転角が０度の回折格子３０の場合の方向）に入射する状態の角度をマイナスとする角度）である「αｘ（図２３，２４参照）」、および、回折格子面Ｆ３の法線Ｌ１３と、回折格子面Ｆ３に入射する光Ｌ２の入射方向とのなす角度におけるｙ成分（回折格子３０における各格子の格子ラインに対して回折格子面Ｆ３内において直交する方向（ペリスト回転角が０度の回折格子３０が形成された回折格子面Ｆ３においては、下方向）に対応する成分であって、光Ｌ２が入射する側の面から見たときに、回折格子面Ｆ３に対して光Ｌ２が斜め下向き（ペリスト回転角が０度の回折格子３０の場合の方向）に入射する状態の角度をプラスとし、回折格子面Ｆ３に対して光Ｌ２が斜め上向き（ペリスト回転角が０度の回折格子３０の場合の方向）に入射する状態の角度をマイナスとする角度）である「αｙ（図２３，２５参照）」は、次の２つの式で表される。
In the display 2 (2A), the normal line L14 of the panel surface F4 in the
The normal line L14 of the panel surface F4 in the diffusion plate 14 (the normal line of the light transmission panel surface in the light transmission panel) and the incident direction of the light L2 incident on the diffraction grating surface F3 of each
X component at the inclination angle of the normal line L13 of the diffraction grating surface F3 with respect to the normal line L14 of the panel surface F4 (a component corresponding to the horizontal direction of the
The Y component in the inclination angle of the normal line L13 of the diffraction grating surface F3 with respect to the normal line L14 of the panel surface F4 (a component corresponding to the vertical direction of the
The perist rotation angle (the line indicated by the solid line Lb in FIG. 22) of each grating in the diffraction grating plane F3 of the
The x component (the extension direction of the grating line of each grating in the diffraction grating 30 (the perist rotation angle is 0 degree) between the normal line L13 of the diffraction grating surface F3 and the incident direction of the light L2 incident on the diffraction grating surface F3. In the diffraction grating surface F3 on which the
αｘ＝ｔａｎ−１（ｔａｎ（αＸ＋γＸ）・ｃｏｓε）＋ｔａｎ−１（ｔａｎ（αＹ＋γＹ）・ｓｉｎ（−ε））
αｙ＝ｔａｎ−１（ｔａｎ（αＸ＋γＸ）・ｓｉｎε）＋ｔａｎ−１（ｔａｎ（αＹ＋γＹ）・ｃｏｓε）
αx = tan-1 (tan (αX + γX) · cosε) + tan-1 (tan (αY + γY) · sin (−ε))
αy = tan−1 (tan (αX + γX) · sinε) + tan−1 (tan (αY + γY) · cosε)
また、光Ｌ１の波長を「λ」とし、回折格子３０の格子間隔（回折格子３０における格子の形成ピッチ：この例では、凸部３１の形成ピッチ）を「ｄ（図１０，２６参照）」とし、
回折格子面Ｆ３の法線Ｌ１３に対する各凸部３１の延在方向（図１０，２６において実線Ｌａで示す方向）の傾き角におけるｙ成分（回折格子３０における各格子の格子ラインに対して回折格子面Ｆ３内において直交する方向（ペリスト回転角が０度の回折格子３０が形成された回折格子面Ｆ３においては、上下方向）に対応する成分であって、光Ｌ２が入射する側の面から見たときに、回折格子面Ｆ３に対して凸部３１の延在方向が斜め上向きで交差する状態の角度をプラスとし、回折格子面Ｆ３に対して凸部３１の延在方向が斜め下向きで交差する状態の角度をマイナスとする角度）を「δｙ（図２６，２７参照）」としたときに、
回折格子面Ｆ３の法線Ｌ１３と、回折格子面Ｆ３から出射する光Ｌ３の出射方向とのなす角度におけるｘ成分（回折格子３０における各格子の格子ラインの延在方向（ペリスト回転角が０度の回折格子３０が形成された回折格子面Ｆ３においては、左右方向）に対応する成分であって、光Ｌ２が入射する側の面から見たときに、回折格子面Ｆ３から斜め左向き（ペリスト回転角が０度の回折格子３０の場合の方向）に光Ｌ３が出射する状態の角度をプラスとし、回折格子面Ｆ３から斜め右向き（ペリスト回転角が０度の回折格子３０の場合の方向）に光Ｌ３が出射する状態の角度をマイナスとする角度）である「βｘ（図２８，２４参照）」、および、回折格子面Ｆ３の法線Ｌ１３と、回折格子面Ｆ３から出射する光Ｌ３の出射方向とのなす角度におけるｙ成分（回折格子３０における各格子の格子ラインに対して回折格子面Ｆ３内において直交する方向（ペリスト回転角が０度の回折格子３０が形成された回折格子面Ｆ３においては、上下方向）に対応する成分であって、光Ｌ２が入射する側の面から見たときに、回折格子面Ｆ３から斜め上向き（ペリスト回転角が０度の回折格子３０の場合の方向）に光Ｌ３が出射する状態の角度をプラスとし、回折格子面Ｆ３から斜め下向き（ペリスト回転角が０度の回折格子３０の場合の方向）に光Ｌ３が出射する状態の角度をマイナスとする角度）である「βｙ（図２８，２５参照）」は、次の２つの式で表される。
Further, the wavelength of the light L1 is “λ”, and the grating interval of the diffraction grating 30 (grating formation pitch in the diffraction grating 30: in this example, the formation pitch of the protrusions 31) is “d (see FIGS. 10 and 26)”. age,
The y component (diffraction grating with respect to the grating line of each grating in the diffraction grating 30) in the inclination angle of the extending direction of each protrusion 31 (the direction indicated by the solid line La in FIGS. 10 and 26) with respect to the normal line L13 of the diffraction grating surface F3 A component corresponding to a direction orthogonal to the plane F3 (vertical direction in the diffraction grating surface F3 on which the
The x component at the angle formed by the normal line L13 of the diffraction grating surface F3 and the emission direction of the light L3 emitted from the diffraction grating surface F3 (the extension direction of the grating lines of each grating in the diffraction grating 30 (the perist rotation angle is 0 degree) The diffraction grating surface F3 on which the
βｘ＝−αｘ
βｙ＝ｓｉｎ−１｛（ｎλ−ｄ・ｓｉｎ（αｙ＋δｙ））／ｄ｝＋δｙ
βx = −αx
βy = sin−1 {(nλ−d · sin (αy + δy)) / d} + δy
また、パネル面Ｆ４の法線Ｌ１４と、回折格子面Ｆ３から出射する光Ｌ３の出射方向とのなす角度におけるＸ成分（拡散板１４における左右方向に対応する成分であって、光Ｌ３が拡散板１４に入射する側の面から見たときに、光Ｌ３の出射方向が拡散板１４に対して斜め左向きに交差する状態の角度をプラスとし、光Ｌ３の出射方向が拡散板１４に対して斜め右向きに交差する状態の角度をマイナスとする角度）である「βＸ（図２９，１８参照）」、および、パネル面Ｆ４の法線Ｌ１４と、回折格子面Ｆ３から出射する光Ｌ３の出射方向とのなす角度におけるＹ成分（拡散板１４における上下方向に対応する成分であって、光Ｌ３が拡散板１４に入射する側の面から見たときに、光Ｌ３の出射方向が拡散板１４に対して斜め上向きに交差する状態の角度をプラスとし、光Ｌ３の出射方向が拡散板１４に対して斜め下向きに交差する状態の角度をマイナスとする角度）である「βＹ（図２９，１９参照）」は、次の２つの式で表される。
Further, the X component (the component corresponding to the left-right direction of the diffusion plate 14) in the angle formed by the normal L14 of the panel surface F4 and the emission direction of the light L3 emitted from the diffraction grating surface F3, the light L3 being the
βＸ＝ｔａｎ−１（ｔａｎβｘ・ｃｏｓε）＋ｔａｎ−１（ｔａｎβｙ・ｓｉｎε）＋γＸ
βＹ＝ｔａｎ−１（ｔａｎβｘ・ｓｉｎ（−ε））＋ｔａｎ−１（ｔａｎβｙ・ｃｏｓε）＋γＹ
βX = tan-1 (tanβx · cosε) + tan-1 (tanβy · sinε) + γX
βY = tan−1 (tan βx · sin (−ε)) + tan−1 (tan βy · cosε) + γY
したがって、表示器２（２Ａ）の設計に際しては、上記の「βＸ」および「βＹ」が所望の角度となるように、上記の６つの式に基づき、光路変更パネル１２（１２Ａ）によって屈折させた光Ｌ２（回折格子パネル１３に入射させる光Ｌ２）の「λ」に応じて、「αＸ」、「αＹ」、「ε」、「ｄ」、「γＸ」、「γＹ」、「δｙ」を適宜調整すればよい。この場合、後述する回折入射角θ（αｙ＋δｙ）の絶対値が０°よりも大きくなるほど、−１次回折光Ｌ３ｃ（または、１次回折光Ｌ３ｂ）が減少し、後述する条件を満たすと出射しなくなる。また、−１次回折光Ｌ３ｃ（または、１次回折光Ｌ３ｂ）の減少に伴って１次回折光Ｌ３ｂ（または、−１次回折光Ｌ３ｃ）が増加する。 Therefore, in designing the display 2 (2A), the light path changing panel 12 (12A) is refracted based on the above six formulas so that the above-mentioned “βX” and “βY” have desired angles. Depending on “λ” of the light L2 (light L2 incident on the diffraction grating panel 13), “αX”, “αY”, “ε”, “d”, “γX”, “γY”, “δy” are appropriately set. Adjust it. In this case, the −1st order diffracted light L3c (or the 1st order diffracted light L3b) decreases as the absolute value of a diffraction incident angle θ (αy + δy), which will be described later, becomes larger than 0 °. Further, the first-order diffracted light L3b (or the −1st-order diffracted light L3c) increases as the −1st-order diffracted light L3c (or the first-order diffracted light L3b) decreases.
なお、本明細書においては、「凸部３１の延在方向（図１０，２６に示す実線Ｌａの向き）と入射光（図１０，２６における光Ｌ２）の入射方向とのなす角度における各回折格子３０の格子ラインに対して回折格子面Ｆ３内において直交する向きの成分（上記の「αｙ」＋「δｙ」）」を「回折入射角θ」という。また、図１７〜１９，２３〜２５，２８，２９では、上記の各説明事項における「Ｘ成分」、「Ｙ成分」、「ｘ成分」および「ｙ成分」等について理解を容易とするために、回折格子面Ｆ３に対する光Ｌ２の入射方向と、回折格子面Ｆ３からの光Ｌ３の出射方向やパネル面Ｆ４に対する光Ｌ３の入射方向との関係を、表示器２（２Ａ）内における実際の光の進路とは相違する状態で図示している。また、図１７〜１９，２３〜２５，２８，２９では、一例として「ペリスト回転角ε≠０°」で、かつ「パネル面Ｆ４の法線Ｌ１４に対する回折格子面Ｆ３の法線Ｌ１３の傾き角が０°（γＸ＝０°、γＹ＝０°）」の例を図示している。 In the present specification, “each diffraction at an angle formed by the extending direction of the protrusion 31 (direction of the solid line La shown in FIGS. 10 and 26) and the incident direction of the incident light (light L2 in FIGS. 10 and 26). The component in the direction orthogonal to the grating line of the grating 30 in the diffraction grating surface F3 (the above-mentioned “αy” + “δy”) ”is referred to as“ diffraction incident angle θ ”. 17 to 19, 23 to 25, 28, and 29, in order to facilitate understanding of “X component”, “Y component”, “x component”, “y component”, and the like in the above explanation items. The relationship between the incident direction of the light L2 with respect to the diffraction grating surface F3 and the emission direction of the light L3 from the diffraction grating surface F3 and the incident direction of the light L3 with respect to the panel surface F4 is the actual light in the display 2 (2A). It is shown in a state different from the course of. 17 to 19, 23 to 25, 28, and 29, as an example, “Pelist rotation angle ε ≠ 0 °” and “the inclination angle of the normal L13 of the diffraction grating surface F3 with respect to the normal L14 of the panel surface F4” Is 0 ° (γX = 0 °, γY = 0 °) ”.
続いて、表示装置１，１Ａによってカラー画像を表示するための構成について、図面を参照して説明する。なお、上記の単色画像を表示するための表示装置１，１Ａ（表示器２，２Ａ）の構成と区別するために、カラー画像を表示可能な表示装置１，１Ａ（表示器２，２Ａ）については、表示装置１Ｃ，１ＡＣ（表示器２Ｃ，２ＡＣ）という。また、カラー画像表示用の表示器２Ｃ，２ＡＣにおける光源１１、光路変更パネル１２，１２Ａおよび回折格子パネル１３については、前述した単色画像表示用の表示器２，２Ａにおける光源１１、光路変更パネル１２，１２Ａおよび回折格子パネル１３と区別するために、光源１１ｃ、光路変更パネル１２ｃ，１２Ａｃおよび回折格子パネル１３ｃともいう。さらに、その他の構成要素において単色画像表示用の表示装置１，１Ａ（表示器２，２Ａ）と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
Next, a configuration for displaying a color image by the
この種の表示装置によってカラー画像を表示させる場合、カラー画像を構成する各表示画素毎に、複数の色光（一例として、Ｒ＝Red ＝赤色、Ｇ＝Green ＝緑色、Ｂ＝Blue＝青色の３色の色光：以下、単に「Ｒ，Ｇ，Ｂ」ともいう）を合成することによって各表示画素の色を任意の色として視認させる。この場合、１つの表示画素を表示するためのＲ，Ｇ，Ｂの各色光を同一のプリズム、または、同一のＥＯ効果素子に対して同一の方向で入射させたときには、光屈折現象の波長依存性に起因して、波長λが相違する各色光毎のプリズムやＥＯ効果素子からの出射角度（図６，１６に示す出射角度θｏ）が相違する状態となる。また、１つの表示画素を表示するためのＲ，Ｇ，Ｂの各色光を同一の回折格子における回折格子面に対して同一の方向で入射させたときには、回折現象の波長依存性に起因して、波長λが相違する各色光の回折角度が相違する状態（すなわち、回折格子面からの回折光の出射角度が相違する状態）となる。 When a color image is displayed by this type of display device, a plurality of color lights (for example, R = Red = red, G = Green = green, B = Blue = blue 3 are used for each display pixel constituting the color image. The color of each display pixel is visually recognized as an arbitrary color by synthesizing the color light of the color (hereinafter also simply referred to as “R, G, B”). In this case, when R, G, and B color lights for displaying one display pixel are incident on the same prism or the same EO effect element in the same direction, the wavelength dependence of the photorefractive phenomenon. Due to the characteristics, the emission angles from the prisms and EO effect elements for the respective color lights having different wavelengths λ (emission angles θo shown in FIGS. 6 and 16) are different. In addition, when R, G, and B light beams for displaying one display pixel are incident on the diffraction grating surface of the same diffraction grating in the same direction, due to the wavelength dependence of the diffraction phenomenon. In this state, the diffraction angles of the respective color lights having different wavelengths λ are different (that is, the emission angles of the diffracted light from the diffraction grating surface are different).
このため、１つの表示画素として視認されるべきＲ，Ｇ，Ｂ各色の１次回折光（または、−１次回折光）が互いに相違する向きに出射される結果、そのような表示画像で構成される画像を見たときに、色滲みが生じた状態に視認されるおそれがある。また、表示装置から遠く離れた位置においては、１つの表示画素として視認されるべきＲ，Ｇ，Ｂ各色の１次回折光（または、−１次回折光）のうちのいずれか一色分だけしか視認できない状態となり、このような状態においては、カラー画像を表示させているにも拘わらず、赤色の単色画像、緑色の単色画像、または青色の単色画像として視認される事態を招くおそれもある。 For this reason, as a result of emitting the first-order diffracted light (or -1st-order diffracted light) of each color of R, G, B to be visually recognized as one display pixel in different directions, it is constituted by such a display image. When the image is viewed, there is a risk that the color blur is visible. In addition, at a position far from the display device, only one color of the first-order diffracted light (or -1st-order diffracted light) of each of R, G, and B colors that should be viewed as one display pixel can be viewed. In such a state, although a color image is displayed, there is a risk of being visually recognized as a red single color image, a green single color image, or a blue single color image.
この場合、「光回折部からの各色光」を「光拡散部」によって縦方向に拡散させる構成の「表示器（表示装置）」では、「光回折部」から出射される各色光の出射角度が縦方向（上下方向）においてある程度相違したとしても、表示画像の視認に与える影響は殆どないが、「光回折部」から出射される各色光の出射角度が横方向（左右方向）で相違する場合には、上記したような問題が生じるおそれがある。このため、カラー画像の表示に際しては、各表示画素を構成する各色光が左右方向において実質的に同一方向に向けて出射されるように表示器を構成する必要がある。 In this case, in the “display (display device)” configured to diffuse “each color light from the light diffraction unit” in the vertical direction by the “light diffusion unit”, the emission angle of each color light emitted from the “light diffraction unit” Even if there is some difference in the vertical direction (up and down direction), there is almost no effect on the visual recognition of the display image, but the emission angle of each color light emitted from the “light diffraction part” is different in the horizontal direction (left and right direction). In such a case, the above-described problems may occur. For this reason, when displaying a color image, it is necessary to configure the display so that each color light constituting each display pixel is emitted in substantially the same direction in the left-right direction.
一方、図３０に示す表示装置１Ｃ，１ＡＣ（表示器２Ｃ，２ＡＣ）は、回折格子パネル１３ｃにおける各回折格子３０毎の凸部３１の形成ピッチや、回折格子パネル１３ｃにおける各回折格子３０毎のペリスト回転角を、回折すべき色光の波長に応じて互いに相違させることにより、上記の光屈折現象や回折現象の波長依存性に関する問題点を克服している。なお、実際の表示装置１Ｃ，１ＡＣにおける表示器２Ｃ，２ＡＣでは、一例として、表示装置１Ｃ，１ＡＣの前面側における左右８１方向の各視点位置毎の各視差領域から、各方向に応じて互いに相違する８１種類の「横×縦＝１９２０×１０８０画素」のＲＧＢカラー画像を視認させることができるよう構成されているが、表示装置１Ｃ，１ＡＣおよびその表示器２Ｃ，２ＡＣの構成についての理解を容易とするために、左右８１方向の各視点位置毎の各視差領域用のＲＧＢカラー画像のうちの１つの表示画素を視認させるための構成について説明する。
On the other hand, in the
この場合、光源１１ｃは、一例として、図３１に示すように、光Ｌ１Ｒ（赤色の色光）を出射する光出射部１０（光出射部１０Ａ１Ｒ〜１０Ｉ９Ｒ：赤色のサブピクセル：以下、これらを区別しないときには「光出射部１０Ｒ」ともいう）、光Ｌ１Ｇ（緑色の色光）を出射する光出射部１０（光出射部１０Ａ１Ｇ〜１０Ｉ９Ｇ：緑色のサブピクセル：以下、これらを区別しないときには「光出射部１０Ｇ」ともいう）、および光Ｌ１Ｂ（青色の色光）を出射する光出射部１０（光出射部１０Ａ１Ｂ〜１０Ｉ９Ｂ：青色のサブピクセル：以下、これらを区別しないときには「光出射部１０Ｂ」ともいう）がこの順で左右方向に並んで設けられ、１つの光出射部１０Ｒ、１つの光出射部１０Ｇおよび１つの光出射部１０Ｂによって、カラー画像を構成する１つの表示画素（以下、「カラー表示画素」ともいう）を視認させるための各色光を出射するように構成されている。すなわち、カラー画像を表示させる構成の表示器２Ｃ（２ＡＣ）におけるこの光源１１ｃでは、１つのカラー画像を構成する各表示画素のうちの１つを構成する各色の副画素（サブピクセル）毎に１つの光出射部１０（光出射部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのいずれか）が設けられている。
In this case, as an example, as illustrated in FIG. 31, the
なお、同図、および後に参照する図３４〜３７では、赤色（Ｒ）に関連する要素については「Ｒ」の符号を付し、緑色（Ｇ）に関連する要素については「Ｇ」の符号を付し、青色（Ｂ）に関連する要素については「Ｂ」の符号を付して図示している。また、以下の説明において、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）を区別して説明する必要があるときには、符号の末尾に「Ｒ」「Ｇ」「Ｂ」を付して説明する。なお、上記の光源１１ｃでは、１つの表示画素を視認させるための各色光を出射する光出射部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが左右方向に隣接するように配置されているが、後述する回折格子パネル１３ｃにおける各光Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂ用の各回折格子３０を、各光出射部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの位置に合わせて配置することで、１つの表示画素を視認させるための各色光を出射する光出射部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを任意の位置に配置することもできる（図示せず）。
In FIG. 34 and FIGS. 34 to 37 to be referred to later, elements associated with red (R) are denoted by “R”, and elements associated with green (G) are denoted by “G”. In addition, elements related to blue (B) are indicated with a symbol “B”. In the following description, when it is necessary to distinguish between red (R), green (G), and blue (B), “R”, “G”, and “B” are added to the end of the reference numerals. . In the
また、表示器２Ｃにおける光路変更パネル１２ｃは、図３２に示すように、一例として、光源１１ｃにおける各光出射部１０Ｒから出射された光Ｌ１Ｒの進行方向を変更して（屈折させて）光Ｌ２Ｒとして出射するプリズム２０（プリズム２０Ａ１Ｒ〜２０Ｉ９Ｒ：以下、これらを区別しないときには「プリズム２０Ｒ」ともいう）、各光出射部１０Ｇから出射された光Ｌ１Ｇの進行方向を変更して（屈折させて）光Ｌ２Ｇとして出射するプリズム２０（プリズム２０Ａ１Ｇ〜２０Ｉ９Ｇ：以下、これらを区別しないときには「プリズム２０Ｇ」ともいう）、および各光出射部１０Ｂから出射された光Ｌ１Ｂの進行方向を変更して（屈折させて）光Ｌ２Ｂとして出射するプリズム２０（プリズム２０Ａ１Ｂ〜２０Ｉ９Ｂ：以下、これらを区別しないときには「プリズム２０Ｂ」ともいう）がこの順で左右方向に並んで設けられ、１つのプリズム２０Ｒ、１つのプリズム２０Ｇおよび１つのプリズム２０Ｂによって、１つのカラー表示画素を視認させるための各色光の進行方向をそれぞれ変更するように構成されている（１つの表示画素を表示するための各色光毎に１つの光路変更素子としてのプリズムが形成された構成の例）。
In addition, as shown in FIG. 32, the optical
すなわち、カラー画像を表示させる構成の表示器２Ｃにおけるこの光路変更パネル１２ｃでは、一例として、１つのカラー画像を構成する各表示画素をそれぞれ構成する各色の副画素（９×９×３＝２４３個の副画素）の１つにつき１つのプリズム２０が設けられている。なお、本例の光路変更パネル１２ｃでは、横方向に並ぶ９×３＝２７個のプリズム２０の間に物理的な境界がなく、この２７個のプリズム２０が１つのプリズムのように一体的に連続して形成されている。このため、この光路変更パネル１２ｃでは、前述した光路変更パネル１２と同様にして、横方向に長い９つのプリズム２００−１〜２００−９（プリズム２００）が縦方向で並んでいるように形成されている。また、この光路変更パネル１２ｃでは、２４３個のプリズム２０のすべて（すなわち、縦方向で並ぶ９つのプリズム２００）が、同一の光学材料で、かつ互いに等しい形状となるように形成されている。
That is, in the optical
この場合、前述したように、波長λが相違する各色光を同一のプリズムに同一の方向で入射させたときには、光屈折現象の波長依存性に起因して、波長λが相違する各色光毎のプリズムからの出射角度θｏが相違する状態となる。具体的には、一例として、この光路変更パネル１２ｃの各プリズム２０は、「波長λ＝６３３ｎｍ」の光Ｌ１Ｒの屈折率が「１．５１４」で、「波長λ＝５３２ｎｍ」の光Ｌ１Ｇの屈折率が「１．５１９」で、「波長λ＝４７２ｎｍ」の光Ｌ１Ｂの屈折率が「１．５２３」であり、これにより、光Ｌ２Ｒの出射角度θｏが「３６．７０°」で、光Ｌ２Ｇの出射角度θｏが「３７．５３°」で、光Ｌ２Ｂの出射角度θｏが「３８．２３°」となっている。この光路変更パネル１２ｃは、光源１１ｃから出射された光Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂの進行方向を各プリズム２０によって表示器２Ｃの縦方向（上下方向）に変更して、後述する回折格子パネル１３ｃの各回折格子における回折格子面Ｆ３に対して光Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂを斜めに入射させる。
In this case, as described above, when each color light having a different wavelength λ is incident on the same prism in the same direction, due to the wavelength dependence of the photorefractive phenomenon, each color light having a different wavelength λ is different. The emission angle θo from the prism is different. Specifically, as an example, each
一方、表示器２ＡＣにおける光路変更パネル１２Ａｃは、図３３に示すように、一例として、光源１１ｃにおける各光出射部１０Ｒから出射された光Ｌ１Ｒの進行方向を変更して（屈折させて）光Ｌ２Ｒとして出射するＥＯ効果素子２０Ａ（ＥＯ効果素子２０ＡＡ１Ｒ〜２０ＡＩ９Ｒ：以下、これらを区別しないときには「ＥＯ効果素子２０ＡＲ」ともいう）、各光出射部１０Ｇから出射された光Ｌ１Ｇの進行方向を変更して（屈折させて）光Ｌ２Ｇとして出射するＥＯ効果素子２０Ａ（ＥＯ効果素子２０ＡＡ１Ｇ〜２０ＡＩ９Ｇ：以下、これらを区別しないときには「ＥＯ効果素子２０ＡＧ」ともいう）、および各光出射部１０Ｂから出射された光Ｌ１Ｂの進行方向を変更して（屈折させて）光Ｌ２Ｂとして出射するＥＯ効果素子２０Ａ（ＥＯ効果素子２０ＡＡ１Ｂ〜２０ＡＩ９Ｂ：以下、これらを区別しないときには「ＥＯ効果素子２０ＡＢ」ともいう）がこの順で左右方向に並んで設けられ、１つのＥＯ効果素子２０ＡＲ、１つのＥＯ効果素子２０ＡＧおよび１つのＥＯ効果素子２０ＡＢによって、１つのカラー表示画素を視認させるための各色光の進行方向をそれぞれ変更するように構成されている（１つの表示画素を表示するための各色光毎に１つの光路変更素子としてのＥＯ効果素子が形成された構成の例）。
On the other hand, as shown in FIG. 33, the optical path changing panel 12Ac in the display 2AC changes (refracts) the light L2R by changing the traveling direction of the light L1R emitted from each light emitting unit 10R in the
すなわち、カラー画像を表示させる構成の表示器２ＡＣにおけるこの光路変更パネル１２Ａｃでは、一例として、１つのカラー画像を構成する各表示画素をそれぞれ構成する各色の副画素（９×９×３＝２４３個の副画素）の１つにつき１つのＥＯ効果素子２０Ａが設けられている。なお、本例の光路変更パネル１２Ａｃでは、横方向に並ぶ９×３＝２７個のＥＯ効果素子２０Ａの間に物理的な境界がなく、この２７個のＥＯ効果素子２０Ａが１つのＥＯ効果素子のように一体的に連続して形成されている。このため、この光路変更パネル１２Ａｃでは、前述した光路変更パネル１２Ａと同様にして、横方向に長い９つのＥＯ効果素子２００Ａ−１〜２００Ａ−９（ＥＯ効果素子２００Ａ）が縦方向で並んでいるように形成されている。また、この光路変更パネル１２Ａｃでは、３×９×９＝２４３個のＥＯ効果素子２０Ａのすべて（すなわち、縦方向で並ぶ９つのＥＯ効果素子２００Ａ）が、同一の光学材料で、かつ互いに等しい形状となるように形成されている。
That is, in the optical path changing panel 12Ac in the display device 2AC configured to display a color image, as an example, sub-pixels (9 × 9 × 3 = 243) of each color configuring each display pixel configuring one color image. One
この場合、各ＥＯ効果素子２０Ａを構成するＫＴＮ結晶体２１は、電極２２ａ，２２ｂ間に電圧を印加しない状態において、前述したプリズム２０と同様にして、光屈折現象の波長依存性を有している。具体的には、この光路変更パネル１２Ａｃの各ＥＯ効果素子２０Ａは、電極２２ａ，２２ｂ間に電圧を印加しない状態において、「波長λ＝６３３ｎｍ」の光Ｌ１Ｒの屈折率が「２．２２６」で、「波長λ＝５３２ｎｍ」の光Ｌ１Ｇの屈折率が「２．２８３」で、「波長λ＝４７２ｎｍ」の光Ｌ１Ｂの屈折率が「２．２９２」となっている。
In this case, the
なお、「電圧を印加しない状態におけるＫＴＮ結晶体２１の屈折率」を「ｎ０」とし、「真空の誘電率」を「ε０＝８．８５４１８７８２×１０−１２Ｆ／ｍ」とし、「比誘電率」を「εｒ（この例では、３００００）」とし、「電極２２ａ，２２ｂ間に印加する電圧」を「Ｖ」とし、「ＫＴＮ結晶体２１における電極２２ａ，２２ｂと平行な方向の長さ」を「Ｌ（一例として、１０００μｍ）」とし、「ＫＴＮ結晶体２１における電極２２ａ，２２ｂ間の長さ」を「Ｔ（一例として、１００μｍ）」としたときに、各ＥＯ効果素子２０Ａからの光の出射角度θｏは「−０．１５３ｎ０ ３ε０ ２εｒ ２Ｖ２Ｌ／Ｔ３」との式によって算出することができる。具体的には、この光路変更パネル１２Ａｃでは、電極２２ａ，２２ｂ間に５０Ｖの電圧を印加した状態において、各ＥＯ効果素子２０Ａからの光Ｌ２Ｒの出射角度θｏが「１７．１°」で、各ＥＯ効果素子２０Ａからの光Ｌ２Ｇの出射角度θｏが「１８．４°」で、各ＥＯ効果素子２０Ａからの光Ｌ２Ｂの出射角度θｏが「１８．６°」となる。この光路変更パネル１２ａｃは、光源１１ｃから出射された光Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂの進行方向を各ＥＯ効果素子２０Ａによって表示器２ＡＣの縦方向（上下方向）に変更して、後述する回折格子パネル１３ｃの各回折格子における回折格子面Ｆ３に対して光Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂを斜めに入射させる。
The “refractive index of the
また、回折格子パネル１３ｃは、図３４に示すように、光路変更パネル１２ｃ，１２Ａｃによって屈折させられた光Ｌ２Ｒを回折するための回折格子３０（回折格子３０Ａ１Ｒ〜３０Ｉ９Ｒ：以下、これらを区別しないときには「回折格子３０Ｒ」ともいう）、光路変更パネル１２ｃ，１２Ａｃによって屈折させられた光Ｌ２Ｇを回折するための回折格子３０（回折格子３０Ａ１Ｇ〜３０Ｉ９Ｇ：以下、これらを区別しないときには「回折格子３０Ｇ」ともいう）、および光路変更パネル１２ｃ，１２Ａｃによって屈折させられた光Ｌ２Ｂを回折するための回折格子３０（回折格子３０Ａ１Ｂ〜３０Ｉ９Ｂ：以下、これらを区別しないときには「回折格子３０Ｂ」ともいう）がこの順で左右方向に並んで設けられ、１つの回折格子３０Ｒ、１つの回折格子３０Ｇおよび１つの回折格子３０Ｂによって、１つのカラー表示画素を視認させるための各色光をそれぞれ回折するように構成されている（１つの表示画素を表示するための各色光毎に１つの回折格子が形成された構成の例）。
Also, as shown in FIG. 34, the diffraction
なお、前述したように、本明細書において、「１つの回折格子」とは、入射した光を回折可能に構成された光学的要素のうちの「１つの光出射部」に対応して規定された部位を意味する。この場合、カラー画像を表示させる構成の表示器２Ｃにおけるこの回折格子パネル１３ｃでは、上記の光源１１ｃにおける１つの光出射部１０（光出射部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのいずれか）に対応して１つの回折格子３０（回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのいずれか）が規定されて、１つのカラー画像を構成する各表示画素のうちの１つを構成する各色の副画素毎に１つの回折格子３０（回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのいずれか）が規定されている。
As described above, in this specification, “one diffraction grating” is defined corresponding to “one light emitting portion” among optical elements configured to be able to diffract incident light. Means the site. In this case, in the diffraction
また、本例の表示器２Ｃ，２ＡＣでは、１つのカラー表示画素を視認させるための各色光を拡散板１４から左右方向において同じ向きに出射するために、拡散板１４のパネル面Ｆ４に対する回折格子面Ｆ３の傾きを互いに等しくした状態（この例では、各回折格子面Ｆ３をパネル面Ｆ４に対して平行にした状態）において、１つのカラー表示画素を表示するための各色光（光Ｌ２）をそれぞれ回折する回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂについて、波長λが短い光Ｌ２を回折する回折格子３０における格子の形成ピッチｄ（凸部３１の形成ピッチｄ）よりも、波長λが長い光Ｌ２を回折する回折格子３０における格子の形成ピッチｄ（凸部３１の形成ピッチｄ）の方が大きく、かつ、波長λが短い光Ｌ２を回折する回折格子３０のペリスト回転角εの大きさ（絶対値）よりも、波長λが長い光Ｌ２を回折する回折格子３０のペリスト回転角εの大きさ（絶対値）の方が小さくなるように回折格子パネル１３ｃが形成されている。
Further, in the
具体的には、格子の形成ピッチｄ（凸部３１の形成ピッチｄ）については、光Ｌ２Ｂよりも波長λが長い光Ｌ２Ｇを回折する回折格子３０Ｇの方が回折格子３０Ｂよりも大きくなり、かつ、光Ｌ２Ｇよりも波長λが長い光Ｌ２Ｒを回折する回折格子３０Ｒの方が回折格子３０Ｇよりも大きくなるように回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを形成する。より具体的には、この回折格子パネル１３ｃでは、「波長λ＝６３３ｎｍ」の光Ｌ２Ｒを回折する回折格子３０Ｒにおける格子が「形成ピッチｄ＝６３３ｎｍ」で、「波長λ＝５３２ｎｍ」の光Ｌ２Ｇを回折する回折格子３０Ｇにおける格子が「形成ピッチｄ＝５３２ｎｍ」で、「波長λ＝４７２ｎｍ」の光Ｌ２Ｂを回折する回折格子３０Ｂにおける格子が「形成ピッチｄ＝４７２ｎｍ」となっている（「各回折格子における格子の形成ピッチが、回折すべき光の波長λと等しい構成」の例）。このような構成を採用することにより、回折格子パネル１３ｃを容易に設計することができる。
Specifically, with respect to the grating formation pitch d (
また、回折格子３０のペリスト回転角εの大きさについては、光Ｌ２Ｒよりも波長λが短い光Ｌ２Ｇを回折する回折格子３０Ｇの方が回折格子３０Ｒよりも小さくなり、かつ、光Ｌ２Ｇよりも波長λが短い光Ｌ２Ｂを回折する回折格子３０Ｂの方が回折格子３０Ｇよりも小さくなるように回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを形成する。この場合、「光回折部からの各色光」を「光拡散部」によって縦方向に拡散させる構成の「表示器（表示装置）」では、前述した「ε」の絶対値が小さい（「βＸ」の絶対値が小さい）表示画素において、「光回折部からの各色光」が相違する方向に出射されても、各色光毎の出射方向のずれは、前述した「βＹ」の方向に生じるだけであるため、拡散板１４によって光Ｌ３が縦方向に拡散されることで、視認される画像に対する影響が十分に小さくなる。したがって、この表示器２Ｃ，２ＡＣの回折格子パネル１３ｃでは、「ε」の絶対値が小さい（「βＸ」の絶対値が小さい）表示画素に対応する回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂについては、そのペリスト回転角εの大きさが互いにほぼ等しい角度となっている。「ε＝０°」（「βＸ＝０°」）である表示画素Ｅ５に対応する回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂについては、そのペリスト回転角εが互いに等しい角度となっている。
Further, regarding the magnitude of the perist rotation angle ε of the
この場合、図６に示すように、回折格子パネル１３ｃとの対向面に、下側ほど回折格子パネル１３ｃ側に向かって徐々に突出する向きの斜面が形成されて各プリズム２０が構成された光路変更パネル１２ｃを有する表示器２Ｃでは、光源１１ｃからの光Ｌ１（光Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂ）が下向きに屈折させられて光Ｌ２（光Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂ）として回折格子パネル１３ｃ（回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの各回折格子面Ｆ３）に入射させられる。したがって、この表示器２Ｃでは、光路変更パネル１２ｃから出射された光Ｌ２の回折格子パネル１３ｃに対する入射位置が、光路変更パネル１２ｃに対する光Ｌ１の入射位置や、光路変更パネル１２ｃからの光Ｌ２の出射位置よりも距離Ｄだけ下側に位置ずれすることとなる。このため、この表示器２Ｃでは、光路変更パネル１２ｃにおける各プリズム２０の屈折率特性、および回折格子パネル１３ｃに対する光路変更パネル１２ｃの離間距離Ｇに応じて、光源１１ｃの各光出射部１０や、光路変更パネル１２ｃの各プリズム２０に対して回折格子パネル１３ｃの各回折格子３０を距離Ｄだけ下方に位置ずれさせるように配置する構成が採用されている。
In this case, as shown in FIG. 6, an optical path in which each
具体的には、この表示器２Ｃでは、一例として、１つの副画素の大きさを、縦：１００μｍ、横：３３μｍとしたときに、光路変更パネル１２ｃにおける各プリズム２０の大きさは、縦幅（図６における長さＴ）：１００μｍ、横幅：３３μｍで、各プリズム２００の大きさは、縦幅：１００μｍ、横幅：８９１μｍとなる。この場合、各プリズム２０の頂角の角度（図６における角度θｐ）が４０°であることから、各プリズム２０の突出長（図６における長さＨ）は、８３．９μｍとなる。また、各プリズム２０の各色光毎の屈折率や各色光の出射角度θｏについては、上記した値となっている。ここで、光路変更パネル１２ｃにおける各プリズム２０の先端部と回折格子パネル１３ｃにおける各回折格子３０の回折格子面Ｆ３との間の回折格子面Ｆ３の法線と平行な向きの距離Ｇが１０μｍとなるように光路変更パネル１２ｃおよび回折格子パネル１３ｃを配置したときに、プリズム２０からの光Ｌ２の出射位置の縦方向中心（図６における位置Ｐ１２）から、回折格子パネル１３ｃにおける回折格子３０の回折格子面Ｆ３までの隙間は、「Ｈ／２＋Ｇ＝５１．９５μｍとなる。
Specifically, in the
また、上記したように、プリズム２０における光屈折現象の波長依存性に起因して、光Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂが互いに相違する向きに出射されるため、光源１１ｃからの光Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂが、同一の光学材料で、かつ互いに等しい形状となるように形成されたプリズム２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに対してそれぞれ同一の方向で入射する構成の表示器２Ｃでは、位置Ｐ１２から出射した各光Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂの回折格子パネル１３ｃに対する入射位置（図６における位置Ｐ１３）がその波長λに応じて相違することとなる。このため、各プリズム２０からの光Ｌ２の出射位置の縦方向中心（図６における位置Ｐ１２）と、位置Ｐ１２から出射した各光Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂの回折格子パネル１３ｃに対する入射位置（図６における位置Ｐ１３）とのずれ量（図６に示す距離Ｄ）が光Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂ毎に相違することとなる。具体的には、光Ｌ２Ｒのずれ量（距離Ｄ）が３８．７２μｍで、光Ｌ２Ｇのずれ量（距離Ｄ）が３９．９０μｍで、光Ｌ２Ｂのずれ量（距離Ｄ）が４０．９２μｍとなる。
Further, as described above, the light L2R, L2G, and L2B are emitted in directions different from each other due to the wavelength dependency of the light refraction phenomenon in the
したがって、図３５に示すように、表示器２Ｃでは、光路変更パネル１２ｃにおけるプリズム２０Ｒに対して、光Ｌ２Ｒを回折する回折格子３０Ｒが距離ＤＲ（この例では、３８．７２μｍ）だけ下方に位置し、プリズム２０Ｇに対して、光Ｌ２Ｇを回折する回折格子３０Ｇが上記の距離ＤＲよりも長い距離ＤＧ（この例では、３９．９０μｍ）だけ下方に位置し、プリズム２０Ｂに対して、光Ｌ２Ｂを回折する回折格子３０Ｂが上記の距離ＤＧよりも長い距離ＤＢ（この例では、４０．９２μｍ）だけ下方に位置するように、各回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが縦方向で位置ずれして形成されている。なお、本例とは相違するが、上記の距離Ｇが「０」または「ほぼ０」となるように光路変更パネル１２ｃおよび回折格子パネル１３ｃを配置した場合には、上記の距離ＤＲ，ＤＧ，ＤＢを「０」または「ほぼ０」とすることができる。
Therefore, as shown in FIG. 35, in the
一方、光源１１ｃからの光Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂの進行方向を光路変更パネル１２Ａｃによって変更する表示器２ＡＣでは、電極２２ａ，２２ｂ間に電圧を印加した状態における各ＥＯ効果素子２０Ａからの光Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂの出射角度θｏが、前述した光路変更パネル１２ｃの各プリズム２０からの光Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂの出射角度θｏとは相違するため、前述した回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのずれ量（図３５に示す距離ＤＲ，ＤＧ，ＤＢ）が、表示器２Ｃの回折格子パネル１３ｃにおける回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのずれ量（図３５に示す距離ＤＲ，ＤＧ，ＤＢ）とは相違している。具体的には、この表示器２ＡＣの回折格子パネル１３ｃでは、一例として、各ＥＯ効果素子２０Ａと回折格子パネル１３ｃにおける各回折格子３０の回折格子面Ｆ３との間の回折格子面Ｆ３の法線と平行な向きの距離Ｇが１０μｍとなるように光路変更パネル１２Ａｃを配置したときに、光路変更パネル１２ＡｃにおけるＥＯ効果素子２０Ａに対して、光Ｌ２Ｒを回折する回折格子３０Ｒが距離ＤＲ＝１２２．５μｍだけ下方に位置し、光Ｌ２Ｇを回折する回折格子３０Ｇが距離ＤＧ＝１３２．１μｍだけ下方に位置し、光Ｌ２Ｂを回折する回折格子３０Ｂが距離ＤＢ＝１３３．７μｍだけ下方に位置するように、各回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが縦方向で位置ずれして形成されている。
On the other hand, in the display 2AC that changes the traveling direction of the light L1R, L1G, and L1B from the
この表示装置１Ｃ，１ＡＣ（表示器２Ｃ，２ＡＣ）では、光源１１ｃから出射されて光路変更パネル１２ｃ，１２Ａｃによって屈折させられた光Ｌ２を各回折格子３０によって回折して左右８１方向に振り分けると共に、各回折格子３０によって左右方向に振り分けられた光Ｌ３を拡散板１４によって縦方向（上下方向）に拡散させることで、左右８１方向の各視差領域毎に縦方向（上下方向）における視域を拡げる構成（左右方向においては、互いに相違する視差画像が視認され、縦方向においては、同一の視差画像が視認されるように表示させる構成）が採用されている。
In the
具体的には、この表示装置１Ｃ，１ＡＣによる立体視画像の表示に際しては、制御部３が、光源１１ｃを制御して、各光出射部１０を、表示すべき立体視画像の各表示画素の明度に応じた明るさで点灯させる。この際に、表示装置１ＡＣの表示器２ＡＣでは、制御部３が、光源１１ｃの制御と並行して、光路変更パネル１２Ａｃの各電極２２ａ，２２ｂの間に互いに等しい電圧（一例として、５０Ｖ）を印加する。より具体的な例を図３６，３７に示す。なお、図３６，３７では、８１個のカラー表示画素Ａ１〜Ｉ９のうちのカラー表示画素Ａ１，Ｃ３，Ｅ５，Ｇ７，Ｉ９の５つのみに関する各種パラメータを図示している。
Specifically, when the stereoscopic image is displayed by the
この表示装置１Ｃ，１ＡＣ（表示器２Ｃ，２ＡＣ）では、両図に示すように、１つのカラー表示画素を視認させるために回折格子パネル１３ｃ（各回折格子面Ｆ３）から出射される光Ｌ３（光Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂ：図３０参照）の出射角度における表示器２Ｃ，２ＡＣの左右方向の角度成分（前述したβＸ）が互いに等しくなっている。したがって、この表示装置１Ｃ，１ＡＣ（表示器２Ｃ，２ＡＣ）では、これらの光Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂが拡散板１４によって縦方向に拡散されつつ、光Ｌ４Ｒ，Ｌ４Ｇ，Ｌ４Ｂとして表示装置１Ｃ，１ＡＣ（表示器２Ｃ，２ＡＣ）の前方に向かって左右方向において同じ向きに出射されることとなる。
In the
なお、図３６，３７に示すように、上記の表示装置１Ｃ，１ＡＣ（表示器２Ｃ，２ＡＣ）における回折格子パネル１３ｃでは、「|（−λ−ｄ・ｓｉｎ（αｙ＋δｙ））／ｄ|≧１」との条件が満たされている。このような条件を満たす回折格子パネル１３ｃでは、−１次回折光Ｌ３ｃが回折格子パネル１３ｃから出射しないため、−１次回折光Ｌ３ｃの回折格子パネル１３ｃからの出射（拡散板１４への入射）に起因して、立体視画像（カラー画像）像がぼやける事態が生じるのが回避されている。また、１次回折光Ｌ３ｂを回折格子パネル１３ｃから出射させないようにするには、「|（λ−ｄ・ｓｉｎ（αｙ＋δｙ））／ｄ|≧１」との条件を満たすように構成すればよい。このような条件を満たすように構成することで、１次回折光Ｌ３ｂの回折格子パネル１３ｃからの出射（拡散板１４への入射）に起因して、立体視画像（カラー画像）像がぼやける事態が生じるのが回避される。
As shown in FIGS. 36 and 37, in the diffraction
この場合、上記の表示装置１Ｃ，１ＡＣ（表示器２Ｃ，２ＡＣ）では、回折格子パネル１３ｃにおける各回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂによって光路変更パネル１２ｃ，１２Ａｃからの光Ｌ２を回折することで左右方向の各視差領域に向けて回折格子パネル１３ｃから光Ｌ３を出射し（左右方向の各視差領域からの画像の視認を可能とし）、この光Ｌ３を拡散板１４によって縦方向に拡散させることで、各視差領域毎の縦方向における視域を拡げる（縦方向の所定の視域内における画像の視認を可能とする）構成が採用されている。言い換えれば、上記の表示装置１Ｃ，１ＡＣ（表示器２Ｃ，２ＡＣ）では、拡散板１４によって光Ｌ３を拡散させない「左右方向」については、回折格子パネル１３ｃにおける各回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ毎のペリスト回転角εを、ε＝０°を含む範囲で適宜規定することで、光Ｌ３を左右方向の任意の方向に出射させる構成が採用されている。
In this case, in the
このような構成の表示装置１Ｃ（表示器２Ｃ）では、光源１１ｃと回折格子パネル１３ｃとの間に、プリズム２０を有する光路変更パネル１２ｃを配設することにより、光源１１ｃからの各Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ、Ｌ１Ｂの進行方向を各プリズム２０によって表示器２Ｃの縦方向（拡散板１４が光を拡散させる方向）に変更してαＹ≠０°とすることで、αｙ≠０°としている。また、このような構成の表示装置１ＡＣ（表示器２ＡＣ）では、光源１１ｃと回折格子パネル１３ｃとの間に、ＥＯ効果素子２０Ａを有する光路変更パネル１２Ａｃを配設することにより、光源１１ｃからの各Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ、Ｌ１Ｂの進行方向を各ＥＯ効果素子２０Ａによって表示器２ＡＣの縦方向（拡散板１４が光を拡散させる方向）に変更してαＹ≠０°とすることで、αｙ≠０°としている。
In the
これにより、画像を視認できる範囲を左右方向に拡げるための回折格子パネル１３ｃにおいて、ペリスト回転角ε＝０°や、ペリスト回転角εの絶対値が小さい各種ペリスト回転角εの回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂであっても、各回折格子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂにおいて−１次回折光Ｌ３ｃ（または、１次回折光Ｌ３ｂ）を十分に減少させつつ、回折格子パネル１３ｃからの光Ｌ３の出射方向を左右方向に十分に拡げることが可能となっている。
Thereby, in the diffraction
なお、単色画像表示用の表示器２（表示装置１）においても、光源１１と回折格子パネル１３との間に、プリズム２０を有する光路変更パネル１２を配設し、単色画像表示用の表示器２Ａ（表示装置１Ａ）においても、光源１１と回折格子パネル１３との間に、ＥＯ効果素子２０Ａを有する光路変更パネル１２Ａを配設して、光源１１からの各Ｌ１の進行方向を各プリズム２０または各ＥＯ効果素子２０Ａによって表示器２または表示器２Ａの縦方向（拡散板１４が光を拡散させる方向）に変更してαＹ≠０°とすることで、αｙ≠０°とすることにより、回折格子パネル１３において、ペリスト回転角ε＝０°や、ペリスト回転角εの絶対値が小さい各種ペリスト回転角εの回折格子３０であっても、各回折格子３０において−１次回折光Ｌ３ｃ（または、１次回折光Ｌ３ｂ）を十分に減少させつつ、回折格子パネル１３からの光Ｌ３の出射方向を左右方向に十分に拡げることが可能となっている。
Also in the display device 2 (display device 1) for displaying a monochrome image, an optical
このように、この表示器２，２Ａ（２Ｃ，２ＡＣ）によれば、光源１１（１１ｃ）から出射された光Ｌ１（Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂ）の進行方向を光路変更パネル１２（１２ｃ）のプリズム２０、または、光路変更パネル１２Ａ（１２Ａｃ）のＥＯ効果素子２０Ａによって表示器２，２Ａ（２Ｃ，２ＡＣ）の縦方向に変更して回折格子パネル１３（１３ｃ）の各回折格子３０における回折格子面Ｆ３に対して光２（Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂ）を斜めに入射させると共に、光変更パネル１２（１２ｃ）、または光変更パネル１２Ａ（１２Ａｃ）からの光Ｌ２（Ｌ２Ｒ，２２Ｇ，Ｌ２Ｂ）を回折格子パネル１３（１３ｃ）の各回折格子３０によって予め規定された左右方向にそれぞれ回折し、かつ、回折格子パネル１３（１３ｃ）によって回折された光Ｌ３（Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂ）を拡散板１４によって表示器２，２Ａ（２Ｃ，２ＡＣ）の縦方向に拡散させる構成を採用したことにより、表示器２，２Ａの左右方向で相違する各視点位置から互いに相違する画像を視認させるために光を左右方向に振り分けるための回折格子パネル１３（１３ｃ）における各回折格子３０のうちの、主として表示器２，２Ａの縦方向に光を回折する回折格子３０（ペリスト回転角が０°の回折格子３０や、ペリスト回転角の絶対値が小さい回折格子３０）についても、その回折格子３０から出射される−１次回折光Ｌ３ｃ（または、１次回折光Ｌ３ｂ）の光量を十分に減少させる（−１次回折光Ｌ３ｃ（または、１次回折光Ｌ３ｂ）の強度を十分に低下させる）か、または、−１次回折光Ｌ３ｃ（または、１次回折光Ｌ３ｂ）の出射をなくして、１次回折光Ｌ３ｂ（または、−１次回折光Ｌ３ｃ）の光量を十分に増加させる（１次回折光Ｌ３ｂ（または、−１次回折光Ｌ３ｃ）の強度を十分に強める）ことができる。したがって、この表示器２，２Ａ（２Ｃ，２ＡＣ）によれば、光源１１（１１ｃ）からの光Ｌ１（Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂ）の利用効率を十分に向上させることができると共に、回折格子パネル１３（１３ｃ）からの光Ｌ３（Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂ）の出射方向を左右方向に十分に拡げることが可能となり、かつ、表示器２，２Ａ（２Ｃ，２ＡＣ）の前方において、表示器２，２Ａ（２Ｃ，２ＡＣ）に表示される画像を視認することができる範囲を縦方向に十分に拡げることができる。
Thus, according to the
また、この表示器２（２Ｃ）によれば、「光路変更素子」をプリズム２０で構成したことにより、樹脂材料やガラス等によって「光路変更部」を容易に製造することができるため、表示器２（２Ｃ）の製造コストを十分に低減することができる。
Further, according to the display device 2 (2C), since the “optical path changing element” is configured by the
また、この表示器２Ａ（２ＡＣ）によれば、「光路変更素子」をＥＯ効果素子２０Ａで構成したことにより、一対の電極２２ａ，２２ｂ間に印加する電圧を変更するだけで、光源１１（１１ｃ）からの光Ｌ１の進行方向の角度の大きさを任意の大きさに変更することができるため、光路変更パネル１２Ａ（１２ＡＣ）を容易に設計・製造することができる。
Further, according to the
さらに、この表示器２Ｃ，２ＡＣによれば、１つの表示画素を表示するための各色光に対応してプリズム２０、または、ＥＯ効果素子２０Ａを設けると共に、１つの表示画素を表示するための各色光に対応するプリズム２０、または、ＥＯ効果素子２０Ａを、同一の光学材料で、かつ互いに等しい形状となるように形成して光路変更パネル１２ｃ，１２Ａｃを構成し、１つの表示画素を表示するための各色光毎の回折格子３０を、波長が短い色光を回折する回折格子のペリスト回転角εの大きさよりも、波長が長い色光を回折する回折格子のペリスト回転角εの大きさの方が小さくなるように形成して回折格子パネル１３ｃを構成したことにより、１つの表示画素を、波長が相違する複数の色光（この例では、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の色光）によって表示する場合に、回折格子パネル１３ｃから出射される各色光の左右方向における出射角度を同一角度に揃えることができる。したがって、この表示器２Ｃ，２ＡＣによれば、表示したカラー画像に左右方向における色滲みが生じたり、左右方向で相違する各視点位置のうちの１つにおいて視認されるべきカラー画像を構成する単色画像に対して他の視点位置において視認されるべきカラー画像の単色画像が重なって視認されたりする事態を回避して、鮮明なカラー画像として視認させることができる。また、光路変更パネル１２ｃの設計および製造を容易に行うことができる結果、表示器２Ｃ，２ＡＣの製造コストを十分に低減することができる。
Further, according to the
また、この表示器２，２Ａ（２Ｃ，２ＡＣ）によれば、−１次回折光Ｌ３ｃおよび１次回折光Ｌ３ｂのいずれか（この例では、−１次回折光Ｌ３ｃ）が回折格子パネル１３（１３ｃ）から出射しないように光路変更パネル１２，１２Ａ（１２ｃ，１２Ａｃ）および回折格子パネル１３（１３ｃ）を形成したことにより、回折格子パネル１３（１３ｃ）から出射された−１次回折光Ｌ３ｃの存在に起因して、いわゆるゴースト像が表示される事態を招くことなく、鮮明な画像を表示させることができる。
Further, according to the
また、この表示装置１，１Ａ（１Ｃ，１ＡＣ）によれば、光源１１（１１ｃ）を有する表示器２，２Ａ（２Ｃ，２ＡＣ）と、光源１１（１１ｃ）の点灯を制御して表示器２，２Ａ（２Ｃ，２ＡＣ）に画像を表示させる制御部３とを備えて表示装置を構成したことにより、光源１１（１１ｃ）からの光Ｌ１（Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂ）の利用効率を十分に向上させることができる。
Further, according to the
なお、「表示器」および「表示装置」の構成は、上記の表示器２，２Ａ（２Ｃ，２ＡＣ）および表示装置１，１Ａ（１Ｃ，１ＡＣ）の構成に限定されない。例えば、平面視直線状の互いに平行な複数の凸部３１、および平面視直線状の互いに平行な複数の凹部３２が所定の形成ピッチで形成された凹凸パターン（格子パターン）を回折格子３０として機能させる構成の回折格子パネル１３（１３ｃ）を備えた例について説明したが、「回折格子」は、これに限らず、一例として、図３８，３９に示す回折格子パネル１３ｄにおける回折格子３０ａのように、互いに交差することのない平面視曲線状の複数の凸部、および互いに交差することのない平面視曲線状の複数の凹部で構成された凹凸パターン（格子パターン）を形成して「回折格子」として機能させる構成を採用することができる。なお、両図では、一例として、凸部の幅方向の中心を実線（曲線）で図示している。
The configurations of the “display device” and the “display device” are not limited to the configurations of the
この場合、前述したように、本明細書において、「１つの回折格子」とは、入射した光を回折可能に構成された光学的要素のうちの「１つの光出射部」に対応して規定された部位を意味する。したがって、平面視曲線状の凸部や平面視曲線状の凹部が格子パターンとして形成された回折格子パネルでは、光源における１つの光出射部（前述した光源１１における１つの光出射部１０、または、前述した光源１１ｃにおける光出射部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのうちの１つに対応する要素：つまり、単色画像を表示するための光源においては、１つの単色画像を構成する各表示画素のうちの１つに対応する光を出射する光学的要素であり、カラー画像を表示するための光源においては、１つの単色画像を構成する各表示画素のうちの１つにおける各色光に対応する各副画素のうちの１つに対応する光を出射する光学的要素）に対応して１つの回折格子３０ａ（両図において荒い破線で区切った方形状の領域）が規定されている。
In this case, as described above, in this specification, “one diffraction grating” is defined corresponding to “one light emitting portion” among optical elements configured to be able to diffract incident light. It means the part which was done. Therefore, in a diffraction grating panel in which convex portions in a plan view curve and concave portions in a plan view curve are formed as a grating pattern, one light emitting portion in the light source (one
なお、平面視曲線状の凸部や平面視曲線状の凹部を格子パターンとして形成した回折格子３０ａでは、図３９に示すように、一例として、格子としての凸部が回折格子３０ａの一端部（例えば、同図における左端部）と交差する交点Ｐ１と、凸部が回折格子３０ａの他端部（この例では、同図における右端部）と交差する交点Ｐ２とを結んだ実線Ｌｃを格子ラインとする。このような構成の回折格子パネル１３ｄにおいても、回折格子３０ａ毎に、各凸部の形成ピッチｄや、ペリスト回転角（格子ラインの回転角）などを規定することで、前述した回折格子パネル１３（１３ｃ）と同様にして、光路変更パネル１２（１２ｃ）からの光Ｌ２（Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂ）を回折して任意の向きに出射することができる。
In addition, in the
また、例えば、各回折格子３０の形成領域毎に複数の凸部３１および複数の凹部３２が所定の形成ピッチで形成された凹凸パターンが形成され、この凹凸パターンが回折格子３０として機能して、光路変更パネル１２（１２ｃ）からの光Ｌ２（Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂ）を予め規定された方向に回折するように構成された回折格子パネル１３（１３ｃ）を有する表示器２，２Ａ（２Ｃ，２ＡＣ）および表示装置１，１Ａ（１Ｃ，１ＡＣ）を例に挙げて説明したが、回折格子パネル１３（１３ｃ）に代えて、図４０〜４２に示す回折格子パネル１３ｅ〜１３ｇのいずれかによって光路変更パネル１２（１２ｃ）からの光Ｌ２（Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂ）を予め規定された方向に回折するように構成することもできる。
Further, for example, a concavo-convex pattern in which a plurality of
この場合、回折格子パネル１３ｅ〜１３ｇは、前述した回折格子パネル１３（１３ｃ）における凸部３１および凹部３２からなる格子パターン（凹凸パターン）に代えて、複数の凸部３１ａおよび複数の凹部（スリット）３２ａからなる格子パターンが形成されて、この格子パターンが回折格子３０ｂとして機能して、光路変更パネル１２（１２ｃ）からの光Ｌ２（Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂ）を予め規定された方向に回折するように構成されている。なお、この回折格子パネル１３ｅ〜１３ｇにおいて、前述した回折格子パネル１３（１３ｃ）の各要素と同様の要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
In this case, the
この場合、図４０，４１に示すように、回折格子パネル１３ｅ，１３ｆの回折格子３０ｂでは、凸部３１ａの延在方向（同図における実線Ｌａの方向）が、その回折格子面Ｆ３に対して垂直に交差する向き（回折格子面Ｆ３の法線と平行な向き：δｙ＝０°」となっている。したがって、この回折格子パネル１３ｅ，１３ｇの回折格子３０ｂは、δｙ＝０°の回折格子パネル１３（１３ｃ）の回折格子３０と同様に機能する。一方、図４２に示すように、回折格子パネル１３ｇの回折格子３０ｂでは、凸部３１ａの延在方向（同図における実線Ｌａの方向）が、その回折格子面Ｆ３に対して斜めに交差する向き（回折格子面Ｆ３の法線と非平行な向き：δｙ≠０°」となっている。したがって、この回折格子パネル１３ｇの回折格子３０ｂは、δｙ≠０°の回折格子パネル（例えば、図２６に示す回折格子パネル１３）の回折格子と同様に機能する。
In this case, as shown in FIGS. 40 and 41, in the
また、図４０〜４２に示す回折格子パネル１３ｈ〜１３ｊのいずれかによって光路変更パネル１２（１２ｃ）からの光Ｌ２（Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂ）を予め規定された方向に回折するように構成することもできる。この場合、回折格子パネル１３ｈ〜１３ｊは、前述した回折格子パネル１３（１３ｃ）における凸部３１および凹部３２からなる格子パターン（凹凸パターン）に代えて、高屈折率材料で形成された複数の高屈折率部３５、および低屈折率材料で形成された複数の低屈折率部３６からなる格子パターンが形成されて、この格子パターンが回折格子３０ｃとして機能して、光路変更パネル１２（１２ｃ）からの光Ｌ２（Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂ）を予め規定された方向に回折するように構成されている。この場合、本明細書では、回折格子パネル１３ｈ〜１３ｊの回折格子３０ｃにおける各高屈折率部３５を、前述した回折格子３０の凸部３１や回折格子３０ｂの凸部３１ａと同様の構成要素とする。すなわち、これら回折格子パネル１３ｈ〜１３ｊの回折格子３０ｃにおける「凸部の延在方向」は、高屈折率部３５の延在方向（各図における実線Ｌａの方向）を意味する。このような構成を採用した場合においても、前述した回折格子パネル１３（１３ｃ），１３ａ，１３ｂ，１３ｅ〜１３ｆ等と同様の「光回折部」として機能する。
Also, the light L2 (L2R, L2G, L2B) from the optical path changing panel 12 (12c) is diffracted in a predetermined direction by any one of the
さらに、光源１１（１１ｃ）を一体的に備えて構成した表示器２，２Ａ（２Ｃ，２ＡＣ）を例に挙げて説明したが、「表示器」の構成はこれに限定されない。例えば、外部装置としての「光源」から出射された光の進行方向を「光路変更部」によって変更して回折格子パネル（回折格子面）に入射させる構成の表示器（図示せず）においても、その表示器における「光路変更部」や「光屈折部」を、上記の表示器２，２Ａ（２Ｃ，２ＡＣ）における光路変更パネル１２，１２Ａ（１２ｃ，１２Ａｃ）や、回折格子パネル１３（１３ｃ）等と同様に構成することで、表示器２，２Ａ（２Ｃ，２ＡＣ）と同様の効果を奏することができる。
Further, the
また、「視差による立体視画像」を表示する利用形態を例に挙げて説明したが、「表示器」および「表示装置」によって表示する「画像」はこれに限定されない。例えば、複数種類の２次元画像（一例として、ニュース番組の画像、教育番組の画像、およびアニメーション番組の画像）を「互いに相違する画像」として「表示器」に表示させる利用形態を採用することができる。このような利用形態においては、一例として、「表示器」に向かって左側から「ニュース番組の画像」を視認させ、「表示器」に向かって正面から「教育番組の画像」を視認させ、「表示器」に向かって右側から「アニメーション番組の画像」を視認させることで、１台の「表示装置」によって、３人の視聴者に対してそれぞれ相違する画像を視認させることができる。 In addition, the usage form for displaying the “stereoscopic image by parallax” has been described as an example, but the “image” displayed by the “display device” and the “display device” is not limited to this. For example, it is possible to adopt a usage form in which a plurality of types of two-dimensional images (for example, news program images, educational program images, and animation program images) are displayed on the “display” as “different images”. it can. In such a usage mode, as an example, the “news program image” is visually recognized from the left side toward the “display”, and the “education program image” is viewed from the front toward the “display”. By making “an image of an animation program” visible from the right side toward the “display”, three viewers can visually recognize different images from one “display device”.
さらに、ＲＧＢカラー画像を表示可能に構成した表示器２Ｃ，２ＡＣ（表示装置１Ｃ，１ＡＣ）を例に挙げて説明したが、ＲＧＢカラー画像以外の、各種のカラー画像を表示可能に「表示器」および「表示装置」を構成することもできる。このような構成を採用する場合においては、カラー画像を構成する各色光毎の表示画素毎に、上記のｄやεなどを適宜調整すればよい。また、光出射部としてのＬＥＤを備えた光源１１（１１ｃ）を例に挙げて説明したが、「光源」は、これに限定されず、有機ＥＬや、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイおよび表面伝導型電子放出素子ディスプレイ（ＳＥＤ）などの各種光出射装置を備えて構成することができる。この場合、単色画像を表示するための表示装置に上記の各種光出射装置を使用する場合には、光出射装置において、１つの単色画像を構成する各表示画素のうちの１つに対応する光を出射するための光学的要素が「光出射部」に相当し、カラー画像を表示するための表示装置に上記の各種光出射装置を使用する場合には、光出射装置において、１つのカラー画像を構成する各表示画素のうちの１つにおける各色の副画素のうちの１つに対応する光を出射するための光学的要素が「光出射部」に相当する。
Further, the
また、拡散板１４を備えて構成した表示器２，２Ａ（２Ｃ，２ＡＣ）を例に挙げて説明したが、「光拡散部（拡散板１４）」に加えて、「光拡散部」等の傷付きや塵埃の付着を防止するための「保護板」や、ノングレア処理が施された「化粧板」などを配設して「表示器」を構成することもできる。
In addition, the
１，１Ａ，１Ｃ，１ＡＣ 表示装置
２，２Ａ，２Ｃ，２ＡＣ 表示器
３ 制御部
１１，１１ｃ 光源
１２，１２Ａ，１２ｃ，１２Ａｃ 光路変更パネル
１３，１３ａ〜１３ｊ 回折格子パネル
１４ 拡散板
２０，２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ，２００，２００−１〜２００−９ プリズム
２０Ａ，２０ＡＲ，２０ＡＧ，２０ＡＢ，２００Ａ，２００Ａ−１〜２００Ａ−９ ＥＯ効果素子
２１ ＫＴＮ結晶体
２２ａ，２２ｂ 電極
３０，３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ，３０ａ〜３０ｃ 回折格子
Ｆ３ 回折格子面
Ｌ１，Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂ，Ｌ２，Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂ，Ｌ３，Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂ，Ｌ４，Ｌ４Ｒ，Ｌ４Ｇ，Ｌ４Ｂ 光
Ｌ３ａ ０次回折光
Ｌ３ｂ １次回折光
Ｌ３ｃ −１次回折光
1, 1A, 1C,
Claims (6)
当該表示器と対向し、かつ当該表示器の左右方向で相違する各視点位置から互いに相違する画像を視認可能に複数の画像を表示可能に構成され、
前記光回折部は、各表示画素毎に回折格子が形成されて当該各回折格子毎に前記光路変更部からの光を予め規定された方向にそれぞれ回折し、
前記光路変更部は、前記各表示画素に対応して光路変更素子が設けられて光源および前記光回折部の間に配設されると共に、当該光源から出射された光の進行方向を当該光路変更素子によって当該表示器の縦方向に変更して前記各回折格子における回折格子面に対して当該光を斜めに入射させ、
前記光拡散部は、前記光回折部によって回折された光を当該表示器の縦方向に拡散させる表示器。 A display device comprising an optical path changing unit, a light diffracting unit and a light diffusing unit,
It is configured to be able to display a plurality of images so as to be able to visually recognize different images from each viewpoint position that is opposed to the display and is different in the left-right direction of the display,
The light diffracting unit diffracts the light from the optical path changing unit for each of the display pixels, a diffraction grating is formed for each display pixel,
The optical path changing unit is provided between the light source and the light diffracting unit by providing an optical path changing element corresponding to each display pixel, and changes the traveling direction of the light emitted from the light source. Change the vertical direction of the display by the element and make the light incident obliquely on the diffraction grating surface in each diffraction grating,
The light diffusing unit is a display that diffuses light diffracted by the light diffracting unit in a vertical direction of the display.
前記光路変更部は、１つの前記表示画素を表示するための前記各色光に対応して前記光路変更素子が設けられると共に、当該１つの表示画素を表示するための当該各色光に対応する当該光路変更素子が、同一の光学材料で、かつ互いに等しい形状となるように形成され、
前記光回折部は、１つの前記表示画素を表示するための前記各色光毎に前記回折格子が形成され、
前記１つの表示画素を表示するための前記各色光毎の前記回折格子は、波長が短い当該色光を回折する当該回折格子のペリスト回転角の大きさよりも、波長が長い当該色光を回折する当該回折格子のペリスト回転角の大きさの方が小さくなるように形成されている請求項２または３記載の表示器。 One display pixel can be displayed by a plurality of types of color lights having different wavelengths,
The optical path changing unit is provided with the optical path changing element corresponding to each color light for displaying one display pixel, and the optical path corresponding to each color light for displaying the one display pixel. The changing elements are formed of the same optical material and have the same shape as each other;
The light diffraction part is formed with the diffraction grating for each color light for displaying one display pixel,
The diffraction grating for each color light for displaying the one display pixel is the diffraction that diffracts the color light having a longer wavelength than the perist rotation angle of the diffraction grating that diffracts the color light having a short wavelength. 4. The display device according to claim 2, wherein the display is formed so that the perist rotation angle of the lattice is smaller.
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| WO2022061977A1 (en) * | 2020-09-23 | 2022-03-31 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | Three-dimensional multi-viewpoint display apparatus and manufacturing method |
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2010
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