レンズシート、面光源装置、透過型表示装置、レンズシートの製造方法
【課題】両面に設けられた光学形状の位置合わせ精度が高く、製造が容易であり、かつ、明るく良好な３次元映像を表示可能なレンズシート、これを備える面光源装置及び透過型表示装置、及び、レンズシートの製造方法を提供する。
【解決手段】レンズシート１４は、基材層１４１と、基材層１４１の出射側に設けられたレンズ層１４５と、基材層１４１の入射側に設けられたプリズム層１４３とを備え、プリズム層１４３に形成される単位プリズム１４２は、その側面が凹曲面である略三角柱状であり、単位レンズ１４４の配列方向の中央においては、単位プリズム１４２とそれに対応する単位レンズ１４４とは、シート面の法線方向から見てその頂点１４２ｔ，１４４ｔの位置が一致しており、単位レンズ１４４の配列方向中央から端部に向かうにつれて、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔがより該端部側に位置するように単位プリズム１４２の形状が変化するものとした。
【解決手段】レンズシート１４は、基材層１４１と、基材層１４１の出射側に設けられたレンズ層１４５と、基材層１４１の入射側に設けられたプリズム層１４３とを備え、プリズム層１４３に形成される単位プリズム１４２は、その側面が凹曲面である略三角柱状であり、単位レンズ１４４の配列方向の中央においては、単位プリズム１４２とそれに対応する単位レンズ１４４とは、シート面の法線方向から見てその頂点１４２ｔ，１４４ｔの位置が一致しており、単位レンズ１４４の配列方向中央から端部に向かうにつれて、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔがより該端部側に位置するように単位プリズム１４２の形状が変化するものとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズシート、これを備える面光源装置及び透過型表示装置、レンズシートの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、立体映像を表示可能な表示装置に対する需要が高まっている。
立体映像を表示する方法としては、例えば、視差を有する左眼用映像光及び右眼用映像光を、偏光面の異なる直線偏光とし、偏光眼鏡を用いてそれぞれの眼に映像が届くようにするものや、時分割で表示される視差を有する左眼用映像、右眼用映像を、観察者の左右の眼にそれぞれ届くように、観察用眼鏡によって左右の目が視認できる映像を切り替えるもの等がある。しかし、このような眼鏡を使用する表示装置では、眼鏡の装着を観察者が煩わしく思う場合があった。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１に示す表示装置のように、裸眼で立体映像を観察可能な表示装置の開発も、進められている。特許文献１に示す表示装置では、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）パネルと導光板との間に設けられる両面プリズムシートによって、左右の眼用の映像を、それぞれ所定の方向へ出射させている。この両面プリズムシートは、入射側に三角柱レンズ列を有し、出射側に三角柱レンズ列と同一方向に配列され、三角柱レンズ列と同一ピッチであり、三角柱レンズと対応する位置に形成される円筒状レンズ列を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９３００２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の両面プリズムシートは、左右の眼にそれぞれ対応した視差映像を届けるために、円筒状レンズと三角柱プリズムとの位置合わせの精度や、形状や寸法の精度を高く維持する必要がある。位置合わせの精度や形状の精度等が低いと、例えば、本来左眼に届くはずの左眼用映像が右眼にも届いてしまうといったクロストーク等が発生し、立体視が困難となる。
また、より解像度が高く良好な映像を表示するために、ＬＣＤパネルの副画素（ドット）のファインピッチ化が進んでおり、これに合わせて円筒状レンズや三角柱レンズのさらなるファインピッチ化が必要となっている。
【０００６】
しかし、プリズム形状やレンズ形状のファインピッチ化を図りながら、形状や寸法の精度や位置合わせの精度の高い両面レンズシートを製造することは容易ではなく、また、金型の成形や設備投資等により生産コストもかかるという問題があった。
加えて、このような両面プリズムシートを用いた３次元映像表示装置では、三角柱プリズム及び円筒状レンズの配列方向において、その観察画面の中央部分は明瞭な３次元映像が観察可能であるが、その両端部側は、映像が暗くなったり、３次元映像が不明瞭となったりするという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、両面に設けられた光学形状の位置合わせ精度が高く、製造が容易であり、かつ、明るく良好な３次元映像を表示可能なレンズシート、これを備える面光源装置及び透過型表示装置、及び、レンズシートの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、右眼用映像光と左眼用映像光とを交互にそれぞれ所定の方向へ出射することにより立体映像を表示可能な透過型表示装置の透過型表示部を背面から照射する面光源装置に用いられ、両面に光学形状が形成されるレンズシートであって、シート状の基材層（１４１）と、前記基材層の出射側に、略円柱形状の一部形状又は略楕円柱形状の一部形状である凸形状の単位レンズ（１４４）が複数配列されて形成されたレンズ層（１４５）と、前記基材層の入射側に、凸形状の単位プリズム（１４２）が複数配列されて形成されたプリズム層（１４３）と、を備え、前記単位プリズムは、その側面（１４２ａ，１４２ｂ）が凹曲面である略三角柱状であり、前記単位レンズの配列方向と平行な方向に複数配列され、この配列方向において、１つの前記単位レンズに対して１つの前記単位プリズムが対応しており、前記単位レンズの配列方向の中央においては、前記単位プリズムとそれに対応する前記単位レンズとは、シート面の法線方向から見てその頂点（１４２ｔ，１４４ｔ）の位置が一致しており、前記単位レンズの配列方向中央から端部に向かうにつれて、前記単位プリズムの頂点（１４２ｔ）がより該端部側に位置するように前記単位プリズムの形状が変化しており、シート面の法線方向から見て、前記単位レンズの頂点とその単位レンズに対応する前記単位プリズムの頂点との前記単位レンズの配列方向におけるずれ量（Δｘ）がしだいに大きくなっていること、を特徴とするレンズシート（１４）である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のレンズシートにおいて、前記単位レンズ（１４４）の配列ピッチ（Ｐ４）は一定であり、前記単位プリズム（１４２）の配列方向における前記単位プリズムの頂点（１４２ｔ）間の寸法は、前記単位プリズムの配列方向において、中央から両端部に向かうにつれてしだいに大きくなること、を特徴とするレンズシート（１４）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレンズシートにおいて、前記単位プリズム（１４２）の頂点（１４２ｔ）は、その配列方向において、該単位プリズムに対応する前記単位レンズ（１４４）のレンズ幅内に位置すること、を特徴とするレンズシート（１４）である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレンズシートにおいて、前記単位プリズム（１４２）の頂点（１４２ｔ）は、前記単位レンズ（１４４）の配列方向における該レンズシートの中央を通りシート面に直交する直線上に位置する点から前記単位レンズの配列方向に発散する発散光を照射した場合の前記発散光の焦点位置（ｆ）よりも、該レンズシートの厚み方向において前記基材層（１４１）側に位置すること、を特徴とするレンズシート（１４）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のレンズシートにおいて、前記単位プリズム（１４２）は、電離放射線硬化型樹脂製であること、を特徴とするレンズシート（１４）である。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズシート（１４）と、前記レンズシートに対して前記プリズム層（１４３）側に配置される導光板（１３）と、前記単位プリズムの配列方向における前記導光板の両端面（１３ａ，１３ｂ）に対向する位置にそれぞれ配置される第１の光源部（１２Ａ）及び第２の光源部（１２Ｂ）と、を備える面光源装置（１２Ａ，１２Ｂ，１３，１４）である。
請求項７の発明は、請求項６に記載の面光源装置（１２Ａ，１２Ｂ，１３，１４）と、前記面光源装置により背面側から照明される透過型表示部（１１）と、を備え、前記第１の光源部（１２Ａ）及び前記第２の光源部（１２Ｂ）は、交互に点灯と消灯と繰り返し、前記透過型表示部は、前記第１の光源部が点灯して前記第２の光源部が消灯する場合に、右眼用映像を表示し、前記第２の光源部が点灯して前記第１の光源部が消灯する場合に、左眼用映像を表示し、前記第１の光源部及び前記第２の光源部の点灯及び消灯に同期して、表示する映像を切り替えること、を特徴とする透過型表示装置（１０）である。
【００１１】
請求項８の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズシートの製造方法において、一方の面に前記単位レンズ（１４４）が複数配列されて形成されたシート部材（１４１，１４５）の他方の面に電離放射線硬化型樹脂（１４３Ｒ）を塗布する塗布工程と、前記塗布工程の後に、前記シート部材の前記レンズ層側であって前記単位レンズの配列方向における中央を中心として前記単位レンズの配列方向に広がる発散光である電離放射線を照射して露光する露光工程と、前記露光工程の後に、未露光部分の電離放射線硬化型樹脂を現像により除去する未露光部分除去工程と、を備えること、を特徴とするレンズシートの製造方法である。
請求項９の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズシートの製造方法において、一方の面に前記単位レンズ（１４４）が複数配列されて形成されたシート部材（１４１，１４５）の他方の面に電離放射線硬化型樹脂（１４３Ｒ）を塗布する塗布工程と、前記塗布工程の後に、前記シート部材を前記レンズ層側が凸であり、前記単位レンズの配列方向における中央がその凸形状の頂点となるように湾曲させる湾曲工程と、前記湾曲工程の後に、前記レンズ層側からシート面の法線方向に平行な平行光である電離放射線を照射して前記電離放射線硬化型樹脂を露光する露光工程と、露光工程の後に、未露光部分の前記電離放射線硬化型樹脂を現像により除去する未露光部分除去工程と、を備えること、を特徴とするレンズシートの製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本発明によるレンズシートは、単位プリズムが、その側面が凹曲面である略三角柱状であり、単位レンズの配列方向と平行な方向に複数配列され、この配列方向において、１つの単位レンズに対して１つの単位プリズムが対応しており、単位レンズの配列方向の中央においては、単位プリズムとそれに対応する単位レンズとは、シート面の法線方向から見てその頂点の位置が一致しており、単位レンズの配列方向中央から端部に向かうにつれて、しだいに単位プリズムの頂点がよりその端部側に位置するように単位プリズムの形状が変化しており、シート面の法線方向から見て、単位レンズの頂点とその単位レンズに対応する単位プリズムの頂点との単位レンズの配列方向におけるずれ量がしだいに大きくなっている。
従って、単位プリズムの頂部近傍に入射した光を観察者側の所定の方向へ立ち上げることができる。また、単位プリズムの側面が入射側に凹となる曲面となっているので、単位プリズムの頂点近傍の形状や寸法の精度がそれほど高くない場合にも、観察者側へ光を立ち上げることができる。さらに、このレンズシートを、右眼用映像光と左眼用映像光とを交互に所定の方向へそれぞれ出射することにより立体映像を表示可能な透過型表示装置の面光源装置に用いることにより、右眼用映像光を右眼に届け、左眼用映像光を左眼に届けることができるので、良好な立体映像を観察者に提供できる。
その上、レンズシートの正面方向から見て、単位プリズム及び単位レンズの配列方向において、両端部が暗く、中央が明るいという輝度の不均一性を改善できる。
【００１３】
（２）レンズシートは、単位レンズの配列ピッチが一定であり、単位プリズムの配列方向における単位プリズムの頂点間の寸法が、単位プリズムの配列方向において、中央から両端部に向かうにつれてしだいに大きくなるので、シートの正面方向から見て、単位プリズム及び単位レンズの配列方向において、両端部が暗く、中央が明るいという輝度の不均一性を改善できる。
【００１４】
（３）単位プリズムの頂点は、その配列方向において、その単位プリズムに対応する前記単位レンズのレンズ幅内に位置するので、単位プリズムに入射した光は、その単位プリズムに対応する単位レンズから出射することができ、レンズシートに入射した光を所定の方向に出射することができる。
【００１５】
（４）単位プリズムの頂点は、単位レンズの配列方向におけるレンズシートの中央を通りシート面に直交する直線上に位置する点から単位レンズの配列方向に発散する発散光を照射した場合の発散光の焦点位置よりも、レンズシートの厚み方向において基材層側に位置するので、単位プリズムに入射した光を効率よく出射側に立ち上げ、所定の方向へ出射することができる。
【００１６】
（５）単位プリズムは、電離放射線硬化型樹脂製であるので、セルフアライメント方式を採用し、効率よく、かつ、単位レンズとの位置合わせ精度の高いものを容易に作製することが可能である。
【００１７】
（６）本発明によるレンズシートと、レンズシートに対してプリズム層側に配置される導光板と、単位プリズムの配列方向における導光板の両端面に対向する位置にそれぞれ配置される第１の光源部及び第２の光源部とを備える面光源装置であるので、各光源部からの光をそれぞれ所定の方向へ交互に光を出射することができ、また、正面方向からみた場合に画面の位置に依らず明るさの均一性の高い面光源装置とすることができる。
【００１８】
（７）本発明による面光源装置と、面光源装置により背面側から照明される透過型表示部とを備え、第１の光源部及び第２の光源部は、交互に点灯と消灯と繰り返し、透過型表示部は、第１の光源部が点灯して第２の光源部が消灯する場合に、右眼用映像を表示し、第２の光源部が点灯して第１の光源部が消灯する場合に、左眼用映像を表示し、第１の光源部及び第２の光源部の点灯及び消灯に同期して、表示する映像を切り替えるので、立体映像を表示可能とするので、観察者が、左右の眼用の映像の視認を制御する眼鏡等を用いることなく、立体映像を観察可能な映像を表示することができる。また、画面左右方向の両端部に生じやすい輝度の低下やクロストークを効果的に低減でき、良好な立体映像を観察者に提供できる。
【００１９】
（８）本発明のレンズシートの製造方法は、シート部材のレンズ層側であって単位レンズの配列方向における中央を中心として配列方向に広がる発散光である電離放射線を照射して露光する露光工程を備えるので、単位プリズムの配列方向において中央から両端部に向かうにつれて単位プリズムの頂点がしだいに端部側（外側）へ位置するように変形している単位プリズムを容易に作成できる。
【００２０】
（９）本発明のレンズシートの製造方法は、シート部材をレンズ層側が凸であり、単位レンズの配列方向における中央がその凸形状の頂点となるように湾曲させる湾曲工程と、湾曲工程の後に、レンズ層側からシート面の法線方向に平行な平行光である電離放射線を照射して電離放射線硬化型樹脂を露光する露光工程とを備えるので、単位プリズムの配列方向において中央から両端部に向かうにつれてしだいに単位プリズムの頂点が端部側（外側）へ位置するように変形している単位プリズムを容易に作成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態の表示装置及び面光源装置を説明する図である。
【図２】実施形態のレンズシートの形状を説明する図である。
【図３】実施形態のレンズシートの製造方法の一例を説明する図である。
【図４】実施形態のレンズシートの製造方法の別の例を説明する図である。
【図５】単位プリズムの頂点位置のずれとレンズシートからの光の出射強度分布を示す図である。
【図６】単位プリズムの頂点位置のずれとレンズシートからの光の出射強度分布を示す図である。
【図７】単位プリズムの頂点位置のずれとレンズシートからの光の出射強度分布を示す図である。
【図８】実施形態の表示装置と比較例の表示装置とにおける光の出射方向を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
また、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、特許請求の範囲の記載は、シートという記載で統一して使用した。従って、シート、板、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。例えば、レンズシートは、レンズフィルムとしてもよいし、レンズ板としてもよい。
さらに、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
【００２３】
（実施形態）
図１は、本実施形態の表示装置１０及び面光源装置を説明する図である。
表示装置１０は、ＬＣＤパネル１１と、光源部１２Ａ，１２Ｂと、導光板１３と、レンズシート１４と、制御部１５とを備え、ＬＣＤパネル１１に表示される映像を背面から照明して表示する透過型液晶表示装置である。この表示装置１０は、観察者Ｏが立体視用の眼鏡等を用いることなく、立体映像を観察可能とする立体映像表示装置である。
表示装置１０における面光源装置（バックライト）は、エッジライド型であり、本実施形態では光源部１２Ａ，１２Ｂ、導光板１３、レンズシート１４が相当する。
【００２４】
ＬＣＤパネル１１は、透過型の液晶表示素子を備える透過型表示部である。本実施形態のＬＣＤパネル１１は、例えば、画面サイズが対角２．８インチの略矩形状であり、解像度３２０×２４０ピクセルの表示が可能である。また、ＬＣＤパネル１１には、マトリクス状に複数の副画素が配列されている。この副画素は、それぞれ、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色を表示し、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの副画素が１セットで１画素を構成している。本実施形態では、１つの画素は、略正方形状であり、画面左右方向及び画面上下方向に配列されている。また、１つの画素は、画面左右方向に３分割され、Ｒ，Ｇ，Ｂの副画素が配列されている。画素の配列ピッチは、約１７８μｍであり、この副画素の画面左右方向における配列ピッチは、約５９μｍである。なお、上記の例に限らず、１つの画素は３つ以上の副画素からなるものとしてもよい。
【００２５】
以下の明細書においては、一例として、表示装置１０の使用状態における観察画面（ＬＣＤパネル１１）の短辺に平行な方向を使用状態における画面上下方向（画面垂直方向）とし、長辺に平行な方向を使用状態における画面左右方向（画面水平方向）とする。図１では、表示装置１０の画面左右方向に平行な断面における構成を示している。なお、以下の説明中において、特に断りが無い場合、画面左右方向、画面上下方向とは、表示装置１０の使用状態における画面左右方向、画面上下方向であるとする。
このＬＣＤパネル１１は、制御部１５からの指示により、視差を有する２つの視差映像である右眼用映像と左眼用映像とを交互に表示する。
【００２６】
光源部１２Ａ，１２Ｂは、ＬＣＤパネル１１を照明する光を発する部分である。光源部１２Ａ，１２Ｂは、導光板１３の画面左右方向の両端面１３ａ，１３ｂに面する位置に、それぞれ設けられている。そして、光源部１２Ａ，１２Ｂは、制御部１５の指示により、交互に点灯及び消灯する。この光源部１２Ａ，１２Ｂの点灯及び消灯は、ＬＣＤパネル１１の表示映像の切り替えと同期している。
本実施形態の光源部１２Ａ，１２Ｂは、白色光を発するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を発光源とし、導光板１３の画面左右方向の両端部に沿って画面上下方向へ延在する不図示のライトガイドと組み合わせて使用している。
【００２７】
導光板１３は、光源部１２Ａ，１２Ｂが発した光を導波する部材である。図１に示すように、単位レンズ１４４及び単位プリズム１４２の配列方向において対向する導光板１３の２つの端面１３ａ，１３ｂに面する位置には、光源部１２Ａ，１２Ｂが配置されている。
本実施形態の導光板１３は、アクリル系樹脂製であるが、これに限らず、例えば、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂製のもの等を適宜に選択して用いてよい。
この導光板１３は、その背面側の面１３ｄに印刷等により拡散作用を有するドット（不図示）が形成されている。また、導光板１３の出射側の面１３ｃに粗面化加工等を施してもよい。さらに、この導光板１３の背面側（レンズシート１４とは反対側）に、不図示の反射板等を設けてもよい。
【００２８】
レンズシート１４は、基材層１４１と、基材層１４１の入射側（導光板１３側）の面に単位プリズム１４２が複数配列されたプリズム層１４３と、基材層１４１の出射側（ＬＣＤパネル１１側）の面に単位レンズ１４４が複数配列されたレンズ層１４５とを有している。
このレンズシート１４は、入射側（導光板１３側）の単位プリズム１４２に入射した光を、単位レンズ１４４から略正面方向に位置する観察者Ｏの左右の眼にそれぞれ届く方向へ出射する。
【００２９】
図２は、本実施形態のレンズシート１４の形状を説明する図である。図２（ａ）は、レンズシート１４のシート面に直交し、単位プリズム１４２及び単位レンズ１４４の配列方向（画面左右方向）に平行な断面を示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）の断面において、配列方向における一方の端部（観察者Ｏから見て画面左右方向右側の端部）の拡大図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）の断面において、配列方向の中央部分（画面左右方向中央部分）の拡大図であり、図２（ｄ）は、図２（ａ）の断面において、配列方向における他方の端部（観察者Ｏから見て画面左右方向左側の端部）の拡大図である。
なお、シート面とは、例えば、レンズシート１４において、レンズシート１４全体として見たときにおける、レンズシート１４の平面方向となる面を示すものであり、本明細書中、及び、特許請求の範囲においても同一の定義として用いている。また、このレンズシート１４のシート面は、表示装置１０（ＬＣＤパネル１１）の観察面に平行である。
【００３０】
基材層１４１は、このレンズシート１４のベース（基材）となる層であり、光透過性を有するシート状の部材を用いている。基材層１４１の入射側（導光板１３側）には、プリズム層１４３が形成され、基材層１４１の出射側（ＬＣＤパネル１１側）には、レンズ層１４５が形成されている。
本実施形態の基材層１４１は、光透過性を有する熱可塑性樹脂製のシート状の部材が用いられている。基材層１４１の厚さは、Ｔである。
【００３１】
レンズ層１４５は、基材層１４１の出射側（ＬＣＤパネル１１側）の面に形成された層であり、その出射側の面に単位レンズ１４４がシート面に沿って画面左右方向に複数配列されている。
単位レンズ１４４は、略円柱状の一部形状であり、所謂、シリンドリカルレンズである。この単位レンズ１４４は、その形状により、光源部１２Ａ，１２Ｂから発せられ、導光板１３内を導光してレンズシート１４に入射した光を、それぞれ所定の方向へ出射させる作用を有している。
【００３２】
単位レンズ１４４の配列ピッチは、Ｐ４であり、単位レンズ１４４の配列方向（画面左右方向）における位置に依らず一定である。そして、シート面の法線方向において、１つの単位レンズ１４４は、基材層１４１を介して１つの単位プリズム１４２に対応している。なお、明瞭な立体映像を表示し、映像の筋感やモアレ等の表示不良の低減効果をより高めるという観点から、単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４及び後述の単位プリズム１４２の配列ピッチＰ２は、ＬＣＤパネル１１の副画素の画面左右方向の配列ピッチよりも小さいことがより好ましい。
【００３３】
プリズム層１４３は、基材層１４１の入射側（導光板１３側）の面に形成され、その入射側の面には、シート面に沿って画面左右方向に複数の単位プリズム１４２が配列されている。単位プリズム１４２の配列方向は、単位レンズ１４４の配列方向に平行である。
単位プリズム１４２は、略三角柱形状であるが、その側面１４２ａ，１４２ｂは、いずれも導光板１３側（入射側）から見て凹となる曲面となっている。そして隣接する単位プリズム１４２間は側面１４２ａ，１４２ｂにより滑らかに繋げられている。
【００３４】
単位プリズム１４２は、配列方向（画面左右方向）における位置によって、その形状が変化している。図２（ｃ）に示すように、配列方向において中央（観察画面中央）では、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔは、シート面の法線方向から見て、単位レンズ１４４の頂点１４４ｔと一致しており、シート面に直交し、単位レンズ１４４の頂点１４４ｔを通る仮想直線Ｈは、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔを通る。
【００３５】
本実施形態のレンズシート１４は、配列方向（画面左右方向）における中央においては、図１や図２（ｃ）に示すように、表示装置１０の観察面（レンズシート１４のシート面）に対して略正面方向に位置する観察者Ｏから見て、光源部１２Ａからの光Ｌａがシート面の法線方向に対して画面左右方向右側に出射し、光源部１２Ｂからの光Ｌｂをシート面の法線方向に対して画面左右方向左側に出射する。そして、本実施形態では、画面左右方向におけるシート面に対する出射強度分布おいて、光Ｌａのピーク強度の半値角が画面左右方向右側に０〜１５°であり、光Ｌｂのピーク強度の半値角が画面左右方向左側に０〜１５°となるように、レンズシート１４は、設計されている。
【００３６】
単位プリズム１４２は、配列方向において中央から端部側へ向かうにつれて、その頂点１４２ｔの位置が次第によりその端部側（外側）に位置するようにその形状が変化している。
例えば、図２（ｂ）に示すように、観察者Ｏから見て画面左右方向右側端部に向かうにつれて、頂点１４２ｔは、単位レンズの頂点１４４ｔを通りシート面に直交する直線Ｈに対して、より右側に位置するように単位プリズム１４２の形状が変化している。配列方向（画面左右方向）における単位レンズ１４４の頂点１４４ｔと単位プリズム１４２の頂点１４２ｔとのずれ量をΔｘとすると、観察者Ｏから見て画面左右方向右側端部に向かうにつれて、Δｘが大きくなっている。
また、図２（ｄ）に示すように、観察者Ｏから見て画面左右方向左側に向かうにつれて、単位プリズム１４２は、その頂点１４２ｔがより左側に位置するようにその形状が変化している。そして、配列方向（画面左右方向）における単位レンズ１４４の頂点１４４ｔと単位プリズム１４２の頂点１４２ｔとのずれ量Δｘは、観察者Ｏから見て画面左右方向左側端部に向かうにつれて、大きくなっている。
【００３７】
上述のような形状となっているため、配列方向における単位プリズム１４２の頂点１４２ｔ間の寸法、即ち、単位プリズム１４２の配列ピッチＰ２は、配列方向における中央から両端部に向かうにつれて僅かではあるがしだいに大きくなっている。また、この単位プリズム１４２の形状は、配列方向における中心を通りシート面に直交する直線を軸として左右対称である。
【００３８】
単位プリズム１４２は、それぞれが、基材層１４１を介して対向する位置にある単位レンズ１４４と１対１で対応している。そして、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔは、配列方向において端部側に向かうにつれて、その端部側に移動するが、シート面の法線方向からみて、その単位プリズム１４２が対応する単位レンズ１４４のレンズ幅より外側に位置することはない。即ち、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔは、その単位プリズム１４２に対応する単位レンズ１４４のレンズ幅内に位置している。
【００３９】
単位プリズム１４２は、その高さが一定である。また、配列方向の中央に位置する単位プリズム１４２の頂点１４２ｔは、図２（ｃ）に示すように、レンズシート１４の厚み方向（シート面の法線方向）において、単位レンズ１４４の仮想の焦点ｆよりも基材層１４１側に位置している。この焦点ｆとは、基材層１４１の入射側が単位プリズム１４２を形成する樹脂で十分な厚さで被覆されている状態で、単位レンズ１４４側からシート面に直交する方向から略平行光を照射したときに、その略平行光の焦点（集光点）となる点である。
本実施形態の単位プリズム１４２（プリズム層１４３）は、紫外線硬化型樹脂製である。なお、単位レンズ１４４は、紫外線硬化型樹脂に限らず、例えば、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂を用いてもよい。
【００４０】
本実施形態のレンズシート１４の実施例として、以下のような各部の寸法を有する実施例のレンズシート１４を用いることが可能である。実施例のレンズシート１４は、例えば、単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４＝約７０μｍであり、その曲率半径が約５０μｍであり、ランド厚が約１０μｍである。また、基材層１４１の厚さＴは、３８μｍである。さらに、単位プリズム１４２は、プリズム高さ（単位プリズム１４２間の谷底となる点から頂点１４２ｔまでの厚み方向における寸法）が約３０μｍである。単位プリズム１４２の配列ピッチＰ２は、配列方向の中央においては、単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４と略同一であるが、配列方向の両端部に向かうにつれて僅かではあるがしだいに大きくなっている。そして、単位レンズ１４４及び単位プリズム１４２の配列方向における頂点１４２ｔと頂点１４４ｔとのずれ量Δｘが単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４に対する比であるΔｘ／Ｐ４は、配列方向（画面左右方向）の中央部でΔｘ／Ｐ４＝０であり、両端部でΔｘ／Ｐ４＝約０．１５である。
【００４１】
導光板１３から単位プリズム１４２に入射する光の様子を説明する。
図２（ｃ）に示すように、配列方向において光源部１２Ａ側（観察者Ｏから見て右側）から単位プリズム１４２に入射する光Ｌａは、主として、曲面である側面１４２ａに入射する。そして、光Ｌａは、曲面である側面１４２ｂで全反射して、単位レンズ１４４から、配列方向において観察者Ｏから見て右側に出射する。また、図２（ｃ）に示すように、配列方向において光源部１２Ｂ側（観察者Ｏから見て左側）から単位プリズム１４２に入射する光Ｌｂは、主として、曲面である側面１４２ｂに入射する。そして、光Ｌｂは、曲面である側面１４２ａで全反射して、単位レンズ１４４から、配列方向において観察者Ｏから見て左側に出射する。
【００４２】
また、図２（ｂ）に示すように、単位プリズム１４２及び単位レンズ１４４の配列方向における右側端部では、光Ｌｂは、主として、側面１４２ｂに入射して側面１４２ａで全反射し、単位レンズ１４４から、正面方向に対して左側に出射する。このときの光Ｌｂの出射角度は、図２（ｃ）の示す配列方向中央での出射角度に比べて大きい。また、光Ｌａは、主として、側面１４２ａに入射して側面１４２ｂで全反射し、単位レンズ１４４から、配列方向において正面方向に対してやや左側に出射するが、その出射角度は小さく、観察者Ｏから見て、光Ｌａの出射方向は、光Ｌｂの出射方向に比べて右側となっている。
【００４３】
さらに、図２（ｄ）に示すように、単位プリズム１４２及び単位レンズ１４４の配列方向における左側端部では、光Ｌａは、主として、側面１４２ａに入射して側面１４２ｂで全反射し、単位レンズ１４４から、正面方向に対して右側に出射する。このときの光Ｌａの出射角度は、図２（ｃ）の示す配列方向中央での出射角度に比べて大きい。また、光Ｌｂは、主として、側面１４２ｂに入射して側面１４２ａで全反射し、単位レンズ１４４から、配列方向において正面方向に対してやや右側に出射するが、その出射角度は小さく、観察者Ｏから見て、光Ｌｂの出射方向は、光Ｌａの出射方向に比べて左側となっている。
【００４４】
図１に戻って、制御部１５は、光源部１２Ａ，１２Ｂの発光を交互に切り替え、かつ、この光源部１２Ａ，１２Ｂの発光に同期してＬＣＤパネル１１が表示する右眼用映像と左眼用映像とを切り替えるように指示する。即ち、制御部１５の指示により、例えば、光源部１２Ｂが消灯して光源部１２Ａが発光するときにＬＣＤパネル１１が右眼用映像を表示し、光源部１２Ａが消灯して光源部１２Ｂが発光するときにＬＣＤパネル１１が左眼用映像を表示する。
本実施形態の制御部１５は、ＬＣＤパネル１１の表示映像の切り替え及び光源部１２Ａ，１２Ｂの交互の発光を、所定の周波数で同期しながら行うように指示する。なお、この周波数は、使用するＬＣＤパネル１１の特性や使用環境等に応じて、適宜設定してよい。
【００４５】
本実施形態の表示装置１０の立体映像の表示方法を説明する。
図１に示す表示装置１０において、例えば、光源部１２Ａが発した光は、導光板１３内を進み、導光板１３の出射側の面１３ｃから出射し、レンズシート１４の単位プリズム１４２の一方の側面１４２ａに入射する。
単位プリズム１４２に入射した光は、側面１４２ａに対向する側面１４２ｂで全反射して単位レンズ１４４側へ向かう。そして単位レンズ１４４から略正面方向に位置する観察者Ｏの右眼側となる方向へ出射し、ＬＣＤパネル１１へ入射する。このとき、ＬＣＤパネル１１は、右眼用映像を表示しているので、観察者Ｏの右眼へ右眼用映像の光が到達する。一方、光源部１２Ｂは消灯しているので、左眼に到達する光は、非常に少なく、立体映像の視認に影響を与えることはない。
【００４６】
また、光源部１２Ｂが発した光は、導光板１３を導波して導光板１３の出射側の面１３ｃから出射し、レンズシート１４の単位プリズム１４２の一方の側面１４２ｂに入射する。入射した光は、対向する側面１４２ａで全反射して単位レンズ１４４側へ向かう。そして単位レンズ１４４から略正面方向に位置する観察者Ｏの左眼側となる方向へ出射し、ＬＣＤパネル１１へ入射する。このとき、ＬＣＤパネル１１は、左眼用映像を表示しているので、観察者Ｏの左眼へ左眼用映像の光が到達する。一方、光源部１２Ａは消灯しているので、右眼に到達する光は、非常に少なく、立体映像の視認に影響を与えることはない。
従って、観察者Ｏの右眼には右眼用映像が届き、左眼には左眼用映像が届き、これらが高速で切り替わるので、観察者Ｏは、これらの視差映像により裸眼で立体視が行え、３次元映像を観察できる。
【００４７】
（レンズシートの製造方法）
本実施形態のレンズシート１４の製造方法を説明する。以下に示す図３，４では、理解を容易にするために、枚葉状の基材層１４１を用いてレンズシート１４を作製する様子を示しているが、これに限らず、例えば、ロール状の基材層１４１を用いてレンズ層１４５及びプリズム層１４３を形成もよいし、ロール状の基材層１４１にレンズ層１４５及び単位レンズ１４４を形成した後にこれを枚葉状に切断し、プリズム層１４３を形成してもよい。
図３は、本実施形態のレンズシート１４の製造方法の一例を説明する図である。
まず、基材層１４１の一方の面に紫外線硬化型樹脂を充填した成形型を当て、紫外線を照射して硬化させ、成形型を離型する等により、単位レンズ１４４が複数形成されたレンズ層１４５を基材層１４１の片面に形成する（図３（ａ）参照）。
このレンズ層１４５（単位レンズ１４４）及び基材層１４１は、上述の例に限らず、例えば、熱溶融押出成形によりレンズ層１４５と基材層１４１とを一体に成形してもよく、他の公知の方法を適宜採用してよい。
次に、図３（ｂ）に示すように、基材層１４１の他方の面（単位レンズ１４４が形成された面とは反対側の面）に、感光性の紫外線硬化型樹脂を塗布して塗膜１４３Ｒを形成する（塗布工程）。
【００４８】
次に、図３（ｃ）に示すように、単位レンズ１４４側から、単位レンズ１４４の配列方向に発散する発散光である紫外線を照射する。このとき、この基材層１４１の単位レンズの配列方向における中央となる点を通りシート面に直交する直線状にその発散光の発光源が位置するようにして照射する。なお、この発散光の発散の度合い、即ち、レンズシート１４の配列方向の両端部における紫外線のシート面への入射角度θ１は、表示装置１０の画面サイズの大きさや光源部１２や導光板１３の光学特性等において適宜調整可能である。本実施形態では、角度θ１は約６°である。
【００４９】
これにより、塗膜１４３Ｒのうち、単位レンズ１４４によって集光された光が透過する部分がＵＶ露光し、硬化する（露光工程）。このとき、塗膜１４３Ｒのうち、紫外線が透過しない部分は未硬化のままである。
次に、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等を現像液として、塗膜１４３Ｒの未露光部分をＷＥＴ現像（湿式現像）により除去し（未露光部分除去工程）、単位プリズム１４２側から紫外線を照射してポストＵＶ露光を行う。
これらの工程を経て、図３（ｄ）に示すようなレンズシート１４が完成する。
【００５０】
図４は、本実施形態のレンズシート１４の製造方法の別の例を説明する図である。
まず、前述の製造方法と同様に、基材層１４１の一方の面に紫外線硬化型樹脂を充填した成形型を当て、紫外線を照射して硬化させ、成形型を離型する等により、単位レンズ１４４が複数形成されたレンズ層１４５を基材層１４１の片面に形成する（図４（ａ）参照）。レンズ層１４５（単位レンズ１４４）及び基材層１４１は、上述の例に限らず、例えば、熱溶融押出成形によりレンズ層１４５と基材層１４１とを一体に成形してもよく、他の公知の方法を適宜採用してよい。
【００５１】
次に、図４（ｂ）に示すように、前述の製造方法と同様に、基材層１４１の他方の面（単位レンズ１４４が形成された面とは反対側の面）に、感光性の紫外線硬化型樹脂を塗布して塗膜１４３Ｒを形成する（塗布工程）。
次に、図４（ｃ）に示すように、レンズ層１４５が形成された基材層１４１を、単位レンズ１４４の配列方向において、レンズ層１４５側が凸となるように湾曲させる。このとき、配列方向における中心がこの凸形状の頂点となるようにする。
【００５２】
そして、レンズ層１４５が形成された基材層１４１を湾曲させた状態のまま、単位レンズ１４４側から、平行光である紫外線を照射する。この平行光である紫外線は、基材層１４１を湾曲させない状態での基材層１４１のシート面の法線方向に平行（シート面に直交）である。このとき、基材層１４１の湾曲形状の曲率半径や、単位レンズ１４４の配列方向の両端部における基材層１４１の接線Ｓに対する紫外線の入射角度θ２は、表示装置１０の画面サイズの大きさや光源部１２や導光板１３の光学特性等において適宜調整可能である。本実施形態では、角度θ２は約６°である。
【００５３】
紫外線の照射により、塗膜１４３Ｒのうち、単位レンズ１４４によって集光された光が透過する部分がＵＶ露光され、硬化する（露光工程）。このとき、塗膜１４３Ｒのうち、紫外線が透過しない部分は未硬化のままである。
次に、露光後、基材層１４１の湾曲形状を元の平板状に戻し、ＩＰＡ等を現像液として、塗膜１４３Ｒの未露光部分をＷＥＴ現像により除去し（未露光部分除去工程）、単位プリズム１４２側から紫外線を照射してポストＵＶ露光を行う。
これらの工程を経て、図４（ｄ）に示すようなレンズシート１４が完成する。
【００５４】
なお、図３及び図４では、枚葉状の基材層１４１を用いてレンズシート１４を作成する例を示したが、これに限らず、ウェブ状の基材層１４１を用いて連続的にレンズシートを作成することも可能である。
また、紫外線を発するＵＶランプにルーバー構造等を付与することにより、紫外線の発散光による露光が可能である。この場合、紫外線の指向性を付与するために、基材層１４１とＵＶランプとは、５００〜１５００ｍｍ程度離すことが好ましい。
【００５５】
本実施形態のレンズシート１４を上述のような製造方法で製造することにより、プリズム層１４３のように、配列方向において中央から両端部に近づくにつれて、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔの位置がより外側に位置する単位プリズム１４２を、容易に形成することができる。
また、このような製造方法を用いることにより、単位レンズ１４４と単位プリズム１４２との位置合わせを、高い精度で確実に行うことができ、かつ、煩雑な位置合わせ工程も不要であり、容易に製造することができる。
また、このような製造方法を用いることにより、単位プリズム１４２の形状を賦形する成形型が不要となり、生産コストを低減することができる。
【００５６】
ここで、配列方向における単位プリズム１４２の頂点１４２ｔと単位レンズ１４４の頂点１４４ｔのずれとその作用について説明する。
図５〜７は、単位プリズムの頂点位置のずれとレンズシートからの光の出射強度分布を示す図である。図５〜７において、縦軸は、相対強度であり、ピーク強度を１とした場合の出光強度比率を示し、横軸は画面左右方向におけるシート面に対する出射角度を示しており、正の方向を観察者Ｏから見た画面左右方向右側、負の方向を観察者Ｏの画面左右方向左側としている。
【００５７】
図５〜７は、断面形状が二等辺三角形状の単位プリズムの頂点を、観察者Ｏから見て単位レンズ１４４の頂点１４４ｔの左側に所定量ずらして作製された評価用のレンズシートを面光源装置に用いた場合の光の出射強度分布をシミュレーションにより求めた結果を示している。各評価用のレンズシートは、単位プリズムの頂点のずれの大きさ（ずれ量Δｘ）が、配列方向における位置によらず所定の値で一定であり、単位プリズムが、その側面が平面状である略二等辺三角柱形状である点以外は本実施形態のレンズシート１４と略同様の形状である。
このシミュレーションは、評価用のレンズシートのシート面に対して±７５°（観察者Ｏから見て画面左右方向において右側から７５°、左側から７５°）方向から光が入射するものとして行った。シート面に対する入射角度±７５°とは、単位プリズム１４２の配列方向において、本実施形態の光源部１２Ａ，１２Ｂからそれぞれ発せられ、導光板１３から出射する光の出射角度のピーク方向の光がレンズシート１４に入射する入射角度に相当する。この導光板１３からの出射角度は、単位プリズム１４２の配列方向の位置に依らず略一定である。
【００５８】
なお、このシミュレーションに用いた評価用のレンズシートの単位プリズムは、側面が平面状である略二等辺三角柱形状であり、本実施形態のレンズシート１４の単位プリズム１４２のように側面が凹曲面であり、その断面形状が配列方向においてしだいに変化するものとは形状等が異なる点を有している。しかし、単位プリズムの頂点と単位レンズの頂点との位置のずれと出射強度分布との関係に関しては、単位プリズムの断面形状の差異に関わらず同様の傾向を示すと想定される。そのため、上述のように、略二等辺三角柱形状の単位プリズムとしてシミュレーションを行った。
【００５９】
図５は、配列方向における単位プリズムの頂点の位置と単位レンズ１４４の頂点１４４ｔの位置とが一致している場合（頂点位置のずれ量Δｘが０である場合）の光の出射角度分布を示している。
図６（ａ）は、配列方向において、単位レンズ１４４の頂点１４４ｔの位置に対する単位プリズムの頂点の位置のずれ量Δｘが、単位レンズ１４４のピッチＰ４の５％分である（Δｘ／Ｐ４＝０．０５）場合の光の出射角度分布を示し、図６（ｂ）は、配列方向において、ずれ量Δｘが、単位レンズ１４４のピッチＰ４の１０％分である（Δｘ／Ｐ４＝０．１０）場合の光の出射角度分布を示している。
図７（ａ）は、配列方向において、単位レンズ１４４の頂点１４４ｔの位置に対する単位プリズムの頂点の位置のずれ量Δｘが、単位レンズ１４４のピッチＰ４の１５％分である（Δｘ／Ｐ４＝０．１５）場合の光の出射角度分布を示し、図７（ｂ）は、ずれ量Δｘが、単位レンズ１４４のピッチＰ４の２０％分である（Δｘ／Ｐ４＝０．２０）場合の光の出射角度分布を示している。
【００６０】
図５に示すように、配列方向において、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔの位置と単位レンズ１４４の頂点１４４ｔの位置が一致している（Δｘ＝０）場合、シート面に対して入射角度±７５°の光の出射強度分布は、正面方向に対して対称となっている。
一方、図６，７に示すように、単位プリズムの頂点を単位レンズ１４４の頂点１４４ｔと一致する位置から、ずれ量Δｘを単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４の５％、１０％、１５％、２０％、観察者Ｏから見て左側へずらすことにより、入射角度７５°の光（光源部１２Ａからの光に相当）及び入射角度−７５°の光（光源部１２Ｂからの光に相当）は、いずれもそのピークとなる出射角度が観察者Ｏからみて右側（中央側）へ移動している。そして、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔのずれ量Δｘ／Ｐ４が大きくなるにつれて、入射角度±７５°の光のピークとなる出射角度が観察者Ｏから見てより右側（中央側）に変化している。このとき、２つのピーク方向のなす角度は略一定である。
【００６１】
従って、本実施形態のレンズシート１４においても、配列方向において中央から端部側となるにつれて、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔの位置が、配列方向において、単位レンズ１４４の頂点１４４ｔに対してより端部側（外側）に位置するように単位プリズム１４２の形状がしだいに変化するレンズシート１４を用いることにより、上述のような出射ピーク角度の変化を得ることができる。
【００６２】
本実施形態のレンズシート１４の画面左右方向の中央では、図２（ｃ）に示すように、光源部１２Ａ側（観察者Ｏから見て右側）から単位プリズム１４２に入射する光Ｌａは、配列方向において主として観察者Ｏから見て右側に出射する。また、図２（ｃ）に示すように、光源部１２Ｂ側（観察者Ｏから見て左側）から単位プリズム１４２に入射する光Ｌｂは、画面左右方向において主として観察者Ｏから見て左側に出射する。
そして、レンズシート１４の画面左右方向の両端部においても、同様に、光Ｌａ，Ｌｂは、単位プリズム１４２の側面１４２ａ，１４２ｂに入射し、対向する側面１４２ｂ，１４２ａで全反射して単位レンズ１４４からそれぞれの方向に出射される。
そのため、レンズシート１４の観察者Ｏから見て右側端部では、図２（ｂ）示すように、光Ｌａ，Ｌｂは、中央部での出射角度に比べて、画面左右方向の中央側に傾いた方向にそれぞれ出射する。また、レンズシート１４の観察者Ｏから見て左側端部においても、図２（ｄ）示すように、光Ｌａ，Ｌｂは、中央部での出射角度に比べて、画面左右方向の中央側に傾いた方向にそれぞれ出射する。しかも、その傾きは、画面左右方向において中央から両端部側に向かうにつれてしだいに大きくなる。
【００６３】
ここで、本実施形態のレンズシート１４を用いて、入射角度±７５°の光の各ずれ量Δｘにおける出射ピーク角度を測定したところ、以下の結果が得られた。
ずれ量Δｘ＝０では、入射角度＋７５°の光（光源部１２Ａからの光に相当）は、正面方向に対して右側約２．５°をピークとして出射し、入射角度−７５°の光（光源部１２Ｂからの光に相当）は、正面方向に対して左側約２．５°をピークとして出射していた。
ずれ量Δｘ／Ｐ４＝０．０５では、入射角度＋７５°の光は、正面方向に対して右側約３．５°をピークとして出射し、入射角度−７５°の光は、正面方向に対して左側約１．５°をピークとして出射していた。
ずれ量Δｘ／Ｐ４＝０．１０では、入射角度＋７５°の光は、正面方向に対して右側約５．５°をピークとして出射し、入射角度−７５°の光は、正面方向に対して約０°をピークとして出射していた。
【００６４】
ずれ量Δｘ／Ｐ４＝０．１５では、入射角度＋７５°の光は、正面方向に対して右側約７．５°をピークとして出射し、入射角度−７５°の光は、正面方向に対して右側約１．５°をピークとして出射していた。
ずれ量Δｘ／Ｐ４＝０．２０では、入射角度＋７５°の光は、正面方向に対して右側約９．５°をピークとして出射し、入射角度−７５°の光は、正面方向に対して右側約２．５°をピークとして出射していた。
【００６５】
次に、本実施形態のレンズシート１４を用いた本実施形態の表示装置１０と、比較例のレンズシート３４を用いた比較例の表示装置３０とを比較する。
図８は、本実施形態の表示装置と比較例の表示装置とにおける光の出射方向を示す図である。図８（ａ）は、本実施形態の表示装置１０における光の出射方向を示し、図８（ｂ）は、比較例の表示装置３０における光の出射方向を示している。なお、図８（ａ），（ｂ）において、理解を容易にするために表示装置は簡略化して示している。図８（ｃ）は、本実施形態の表示装置１０のレンズシート１４の画面左右方向中央において、光が入射する様子を示している。
【００６６】
比較例の表示装置３０に用いられる比較例のレンズシートは、単位プリズムが、本実施形態の単位プリズム１４２と同様にその側面が凹曲面となっているが、配列方向の位置によらず、Δｘ＝０である。すなわち、比較例のレンズシートは、シート面の法線方向から見て、単位プリズムの頂点と単位レンズの頂点とが配列方向の位置によらず一致している形態である。また、この比較例のレンズシートでは、単位プリズムの形状は、その配列方向の位置によらず一定である。
【００６７】
比較例の表示装置３０では、図８（ｂ）に示すように、画面左右方向において中央部分は、左眼用映像の光Ｌｂが左眼に、右眼用映像の光Ｌａが右眼に届くので、立体視が可能であり、観察者Ｏは、明るく良好な３次元映像が観察できる。
しかし、比較例の表示装置３０では、図８（ｂ）に示すように、画面左右方向の両端部においても、右眼用映像の光Ｌａ及び左眼用映像の光ｂの出射方向は中央部における出射方向と同じである。そのため、画面左右両端部から出射した光は、例えば、観察者Ｏに届く量が大幅に低減し、観察者Ｏから見て画面左右方向両端部が暗くなって映像が観察できなかったり、画面左右方向両端部から出射した右眼用映像の光が左眼に届くといったクロストークが生じ、画面左右方向両端部の立体視が不完全なものとなり、３次元映像が観察できなかったりするという問題が生じ、３次元映像の画質の低下が生じる。
【００６８】
これに対して、レンズシート１４を備える本実施形態の表示装置１０では、配列方向における中央部は、左眼用映像の光Ｌｂ及び右眼用映像の光Ｌａはそれぞれ所定の方向に出射されており、左眼用映像の光Ｌｂが左眼に、右眼用映像の光Ｌａが右眼に届き、観察者Ｏは、立体視が可能であり、明るく良好な３次元映像が観察できる。
また、画面左右方向両端部では、図８（ａ）に示すように、それぞれの映像光は、その出射角度が画面左右方向中央側（内側）へ傾いている。またその傾きは、画面左右方向両端部側に向かうにつれて大きくなっている。
これは、前述の図２や図５〜図７でも示したように、画面配列方向において中央部から外側に向かうにつれて、本実施形態の単位プリズム１４２の頂点１４２ｔがより外側に位置するように形成したことにより、単位レンズ１４４から出射する光は、その配列方向における位置が外側になるほど内側に向かって出射することに起因する。
これにより、画面左右方向両端部から出射した光であっても、観察者Ｏ側に届くので、画面左右方向の位置に依らず、明るい映像が観察される。また、右眼用映像は右眼に、左眼用映像は左眼に届くので、クロストークは大幅に低減され、画面の位置に依らず良好な３次元映像が観察される。従って、本実施形態によれば、良好な３次元映像を提供できる。
【００６９】
また、本実施形態のレンズシート１４では、単位プリズム１４２の側面が曲面となっているので、図８（ｃ）に示すように、入射時及び全反射時に、その曲面形状によって比較例のレンズシートよりも光束を若干広げることができる。従って、本実施形態のレンズシート１４を表示装置１０に用いることにより、映像の筋感やモアレの改善効果が見込まれ、明瞭な立体映像を表示できる。
また、単位プリズム１４２の賦形精度（作製された単位プリズムの設計形状に対する形状や寸法の精度）、特に、頂点１４２ｔ近傍の形状の精度が多少低くても、略正面方向に位置する観察者Ｏ側へ光を出射することができ、製造が容易となる。
【００７０】
以上のことから、本実施形態によれば、両面に設けられた光学形状の位置合わせ精度が高く、製造が容易であり、かつ、明るく良好な３次元映像を表示可能なレンズシート１４、これを備える面光源装置及び透過型表示装置を提供でき、かつ、このようなレンズシート１４を容易に製造することができる。
【００７１】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態において、レンズシート１４の単位レンズ１４４は、基材層１４１の入射側に紫外線硬化型樹脂によって形成される例を示したが、これに限らず、例えば、レンズ層１４５（単位レンズ１４４）及び基材層１４１を、熱可塑性樹脂製とし、押し出し成形すること等により一体に成形してもよい。このような形態とすることにより、一度に基材層１４１及び単位レンズが形成されるので製造が容易である。
【００７２】
（２）本実施形態において、図２等に示すように、単位プリズム１４２は、頂点１４２ｔを含む先端部が尖った形状である例を示したが、これに限らず、例えば、その先端部が導光板１３側に凸となる曲面によって形成される形態としてもよい。このような形態とすることにより、単位プリズム１４２の先端部が破損し難くなる。
【００７３】
（３）本実施形態において、単位プリズム１４２は、配列方向中央部から配列方向両端部に向かうにつれて、その配列ピッチが僅かに大きくなる例を示したが、これに限らず、例えば、単位プリズム１４２の配列ピッチＰ２が一定となるように、単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４を配列方向において変化させる等、調整した形態としてもよい。
【００７４】
（４）本実施形態において、単位レンズ１４４は、略円柱状のシリンドリカルレンズである例を示したが、これに限らず、例えば、長軸がシート面に直交する楕円柱形状の一部形状としてもよい。
【００７５】
（５）本実施形態において、基材層１４１は、ＰＥＴ樹脂製である例を示したが、これに限らず、例えば、ＰＣ樹脂や、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース），ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）樹脂製のシート状の部材を用いることができる。
【００７６】
（６）本実施形態において、導光板１３は、その背面側の面に印刷等により拡散作用を有するドット（不図示）が形成されている例を示したが、これに限らず、例えば、その背面側の面や出射側（ＬＣＤパネル１１側）の面に各種の単位レンズ等が配列された形態としてもよいし、その背面にドット等を備えていない形態としてもよい。また、導光板１３は、拡散材等を含有する形態としてもよい。
また、導光板１３の背面側に、不図示の反射板等を設けてもよい。この反射板は、光を反射可能であり、レンズシート１４等により導光板１３側へ反射された光を、反射して再度レンズシート１４側へ向ける部材である。このような反射板を設けることにより、光源部の光をより効率的に使用することができる。
【００７７】
（７）本実施形態において、表示装置１０は、ＬＣＤパネル１１の画面サイズが対角２．８インチである例を示したが、これに限らず、より大きな画面サイズ（例えば、４インチや、７インチ等）としてもよいし、より小さい画面サイズとしてもよい。このような大きな画面サイズの場合、特に配列方向における両端部の出射角度方向を中心側へ向けることにより、より良好な映像を表示できる。
【００７８】
（８）本実施形態において、光源部１２Ａ，１２Ｂは、発光源をＬＥＤ光源とし、ライトガイドと組み合わせて用いる例を示したが、これに限らず、例えば、光源部として冷陰極管を用いてもよい。このとき、冷陰極管と導光板１３との間に冷陰極管からの光を遮蔽可能なシャッターを設け、このシャッターの開閉とＬＣＤパネル１１の映像の表示とを同期させる形態としてもよい。さらに、ＬＥＤ等の点光源が、入光面１３ａ，１３ｂに沿って複数配列されている形態としてもよい。
【００７９】
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００８０】
１０ 表示装置
１１ ＬＣＤパネル
１２Ａ，１２Ｂ 光源部
１３ 導光板
１４ レンズシート
１４１ 基材層
１４２ 単位プリズム
１４３ プリズム層
１４４ 単位レンズ
１４５ レンズ層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズシート、これを備える面光源装置及び透過型表示装置、レンズシートの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、立体映像を表示可能な表示装置に対する需要が高まっている。
立体映像を表示する方法としては、例えば、視差を有する左眼用映像光及び右眼用映像光を、偏光面の異なる直線偏光とし、偏光眼鏡を用いてそれぞれの眼に映像が届くようにするものや、時分割で表示される視差を有する左眼用映像、右眼用映像を、観察者の左右の眼にそれぞれ届くように、観察用眼鏡によって左右の目が視認できる映像を切り替えるもの等がある。しかし、このような眼鏡を使用する表示装置では、眼鏡の装着を観察者が煩わしく思う場合があった。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１に示す表示装置のように、裸眼で立体映像を観察可能な表示装置の開発も、進められている。特許文献１に示す表示装置では、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）パネルと導光板との間に設けられる両面プリズムシートによって、左右の眼用の映像を、それぞれ所定の方向へ出射させている。この両面プリズムシートは、入射側に三角柱レンズ列を有し、出射側に三角柱レンズ列と同一方向に配列され、三角柱レンズ列と同一ピッチであり、三角柱レンズと対応する位置に形成される円筒状レンズ列を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９３００２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の両面プリズムシートは、左右の眼にそれぞれ対応した視差映像を届けるために、円筒状レンズと三角柱プリズムとの位置合わせの精度や、形状や寸法の精度を高く維持する必要がある。位置合わせの精度や形状の精度等が低いと、例えば、本来左眼に届くはずの左眼用映像が右眼にも届いてしまうといったクロストーク等が発生し、立体視が困難となる。
また、より解像度が高く良好な映像を表示するために、ＬＣＤパネルの副画素（ドット）のファインピッチ化が進んでおり、これに合わせて円筒状レンズや三角柱レンズのさらなるファインピッチ化が必要となっている。
【０００６】
しかし、プリズム形状やレンズ形状のファインピッチ化を図りながら、形状や寸法の精度や位置合わせの精度の高い両面レンズシートを製造することは容易ではなく、また、金型の成形や設備投資等により生産コストもかかるという問題があった。
加えて、このような両面プリズムシートを用いた３次元映像表示装置では、三角柱プリズム及び円筒状レンズの配列方向において、その観察画面の中央部分は明瞭な３次元映像が観察可能であるが、その両端部側は、映像が暗くなったり、３次元映像が不明瞭となったりするという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、両面に設けられた光学形状の位置合わせ精度が高く、製造が容易であり、かつ、明るく良好な３次元映像を表示可能なレンズシート、これを備える面光源装置及び透過型表示装置、及び、レンズシートの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、右眼用映像光と左眼用映像光とを交互にそれぞれ所定の方向へ出射することにより立体映像を表示可能な透過型表示装置の透過型表示部を背面から照射する面光源装置に用いられ、両面に光学形状が形成されるレンズシートであって、シート状の基材層（１４１）と、前記基材層の出射側に、略円柱形状の一部形状又は略楕円柱形状の一部形状である凸形状の単位レンズ（１４４）が複数配列されて形成されたレンズ層（１４５）と、前記基材層の入射側に、凸形状の単位プリズム（１４２）が複数配列されて形成されたプリズム層（１４３）と、を備え、前記単位プリズムは、その側面（１４２ａ，１４２ｂ）が凹曲面である略三角柱状であり、前記単位レンズの配列方向と平行な方向に複数配列され、この配列方向において、１つの前記単位レンズに対して１つの前記単位プリズムが対応しており、前記単位レンズの配列方向の中央においては、前記単位プリズムとそれに対応する前記単位レンズとは、シート面の法線方向から見てその頂点（１４２ｔ，１４４ｔ）の位置が一致しており、前記単位レンズの配列方向中央から端部に向かうにつれて、前記単位プリズムの頂点（１４２ｔ）がより該端部側に位置するように前記単位プリズムの形状が変化しており、シート面の法線方向から見て、前記単位レンズの頂点とその単位レンズに対応する前記単位プリズムの頂点との前記単位レンズの配列方向におけるずれ量（Δｘ）がしだいに大きくなっていること、を特徴とするレンズシート（１４）である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のレンズシートにおいて、前記単位レンズ（１４４）の配列ピッチ（Ｐ４）は一定であり、前記単位プリズム（１４２）の配列方向における前記単位プリズムの頂点（１４２ｔ）間の寸法は、前記単位プリズムの配列方向において、中央から両端部に向かうにつれてしだいに大きくなること、を特徴とするレンズシート（１４）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレンズシートにおいて、前記単位プリズム（１４２）の頂点（１４２ｔ）は、その配列方向において、該単位プリズムに対応する前記単位レンズ（１４４）のレンズ幅内に位置すること、を特徴とするレンズシート（１４）である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレンズシートにおいて、前記単位プリズム（１４２）の頂点（１４２ｔ）は、前記単位レンズ（１４４）の配列方向における該レンズシートの中央を通りシート面に直交する直線上に位置する点から前記単位レンズの配列方向に発散する発散光を照射した場合の前記発散光の焦点位置（ｆ）よりも、該レンズシートの厚み方向において前記基材層（１４１）側に位置すること、を特徴とするレンズシート（１４）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のレンズシートにおいて、前記単位プリズム（１４２）は、電離放射線硬化型樹脂製であること、を特徴とするレンズシート（１４）である。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズシート（１４）と、前記レンズシートに対して前記プリズム層（１４３）側に配置される導光板（１３）と、前記単位プリズムの配列方向における前記導光板の両端面（１３ａ，１３ｂ）に対向する位置にそれぞれ配置される第１の光源部（１２Ａ）及び第２の光源部（１２Ｂ）と、を備える面光源装置（１２Ａ，１２Ｂ，１３，１４）である。
請求項７の発明は、請求項６に記載の面光源装置（１２Ａ，１２Ｂ，１３，１４）と、前記面光源装置により背面側から照明される透過型表示部（１１）と、を備え、前記第１の光源部（１２Ａ）及び前記第２の光源部（１２Ｂ）は、交互に点灯と消灯と繰り返し、前記透過型表示部は、前記第１の光源部が点灯して前記第２の光源部が消灯する場合に、右眼用映像を表示し、前記第２の光源部が点灯して前記第１の光源部が消灯する場合に、左眼用映像を表示し、前記第１の光源部及び前記第２の光源部の点灯及び消灯に同期して、表示する映像を切り替えること、を特徴とする透過型表示装置（１０）である。
【００１１】
請求項８の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズシートの製造方法において、一方の面に前記単位レンズ（１４４）が複数配列されて形成されたシート部材（１４１，１４５）の他方の面に電離放射線硬化型樹脂（１４３Ｒ）を塗布する塗布工程と、前記塗布工程の後に、前記シート部材の前記レンズ層側であって前記単位レンズの配列方向における中央を中心として前記単位レンズの配列方向に広がる発散光である電離放射線を照射して露光する露光工程と、前記露光工程の後に、未露光部分の電離放射線硬化型樹脂を現像により除去する未露光部分除去工程と、を備えること、を特徴とするレンズシートの製造方法である。
請求項９の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズシートの製造方法において、一方の面に前記単位レンズ（１４４）が複数配列されて形成されたシート部材（１４１，１４５）の他方の面に電離放射線硬化型樹脂（１４３Ｒ）を塗布する塗布工程と、前記塗布工程の後に、前記シート部材を前記レンズ層側が凸であり、前記単位レンズの配列方向における中央がその凸形状の頂点となるように湾曲させる湾曲工程と、前記湾曲工程の後に、前記レンズ層側からシート面の法線方向に平行な平行光である電離放射線を照射して前記電離放射線硬化型樹脂を露光する露光工程と、露光工程の後に、未露光部分の前記電離放射線硬化型樹脂を現像により除去する未露光部分除去工程と、を備えること、を特徴とするレンズシートの製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本発明によるレンズシートは、単位プリズムが、その側面が凹曲面である略三角柱状であり、単位レンズの配列方向と平行な方向に複数配列され、この配列方向において、１つの単位レンズに対して１つの単位プリズムが対応しており、単位レンズの配列方向の中央においては、単位プリズムとそれに対応する単位レンズとは、シート面の法線方向から見てその頂点の位置が一致しており、単位レンズの配列方向中央から端部に向かうにつれて、しだいに単位プリズムの頂点がよりその端部側に位置するように単位プリズムの形状が変化しており、シート面の法線方向から見て、単位レンズの頂点とその単位レンズに対応する単位プリズムの頂点との単位レンズの配列方向におけるずれ量がしだいに大きくなっている。
従って、単位プリズムの頂部近傍に入射した光を観察者側の所定の方向へ立ち上げることができる。また、単位プリズムの側面が入射側に凹となる曲面となっているので、単位プリズムの頂点近傍の形状や寸法の精度がそれほど高くない場合にも、観察者側へ光を立ち上げることができる。さらに、このレンズシートを、右眼用映像光と左眼用映像光とを交互に所定の方向へそれぞれ出射することにより立体映像を表示可能な透過型表示装置の面光源装置に用いることにより、右眼用映像光を右眼に届け、左眼用映像光を左眼に届けることができるので、良好な立体映像を観察者に提供できる。
その上、レンズシートの正面方向から見て、単位プリズム及び単位レンズの配列方向において、両端部が暗く、中央が明るいという輝度の不均一性を改善できる。
【００１３】
（２）レンズシートは、単位レンズの配列ピッチが一定であり、単位プリズムの配列方向における単位プリズムの頂点間の寸法が、単位プリズムの配列方向において、中央から両端部に向かうにつれてしだいに大きくなるので、シートの正面方向から見て、単位プリズム及び単位レンズの配列方向において、両端部が暗く、中央が明るいという輝度の不均一性を改善できる。
【００１４】
（３）単位プリズムの頂点は、その配列方向において、その単位プリズムに対応する前記単位レンズのレンズ幅内に位置するので、単位プリズムに入射した光は、その単位プリズムに対応する単位レンズから出射することができ、レンズシートに入射した光を所定の方向に出射することができる。
【００１５】
（４）単位プリズムの頂点は、単位レンズの配列方向におけるレンズシートの中央を通りシート面に直交する直線上に位置する点から単位レンズの配列方向に発散する発散光を照射した場合の発散光の焦点位置よりも、レンズシートの厚み方向において基材層側に位置するので、単位プリズムに入射した光を効率よく出射側に立ち上げ、所定の方向へ出射することができる。
【００１６】
（５）単位プリズムは、電離放射線硬化型樹脂製であるので、セルフアライメント方式を採用し、効率よく、かつ、単位レンズとの位置合わせ精度の高いものを容易に作製することが可能である。
【００１７】
（６）本発明によるレンズシートと、レンズシートに対してプリズム層側に配置される導光板と、単位プリズムの配列方向における導光板の両端面に対向する位置にそれぞれ配置される第１の光源部及び第２の光源部とを備える面光源装置であるので、各光源部からの光をそれぞれ所定の方向へ交互に光を出射することができ、また、正面方向からみた場合に画面の位置に依らず明るさの均一性の高い面光源装置とすることができる。
【００１８】
（７）本発明による面光源装置と、面光源装置により背面側から照明される透過型表示部とを備え、第１の光源部及び第２の光源部は、交互に点灯と消灯と繰り返し、透過型表示部は、第１の光源部が点灯して第２の光源部が消灯する場合に、右眼用映像を表示し、第２の光源部が点灯して第１の光源部が消灯する場合に、左眼用映像を表示し、第１の光源部及び第２の光源部の点灯及び消灯に同期して、表示する映像を切り替えるので、立体映像を表示可能とするので、観察者が、左右の眼用の映像の視認を制御する眼鏡等を用いることなく、立体映像を観察可能な映像を表示することができる。また、画面左右方向の両端部に生じやすい輝度の低下やクロストークを効果的に低減でき、良好な立体映像を観察者に提供できる。
【００１９】
（８）本発明のレンズシートの製造方法は、シート部材のレンズ層側であって単位レンズの配列方向における中央を中心として配列方向に広がる発散光である電離放射線を照射して露光する露光工程を備えるので、単位プリズムの配列方向において中央から両端部に向かうにつれて単位プリズムの頂点がしだいに端部側（外側）へ位置するように変形している単位プリズムを容易に作成できる。
【００２０】
（９）本発明のレンズシートの製造方法は、シート部材をレンズ層側が凸であり、単位レンズの配列方向における中央がその凸形状の頂点となるように湾曲させる湾曲工程と、湾曲工程の後に、レンズ層側からシート面の法線方向に平行な平行光である電離放射線を照射して電離放射線硬化型樹脂を露光する露光工程とを備えるので、単位プリズムの配列方向において中央から両端部に向かうにつれてしだいに単位プリズムの頂点が端部側（外側）へ位置するように変形している単位プリズムを容易に作成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態の表示装置及び面光源装置を説明する図である。
【図２】実施形態のレンズシートの形状を説明する図である。
【図３】実施形態のレンズシートの製造方法の一例を説明する図である。
【図４】実施形態のレンズシートの製造方法の別の例を説明する図である。
【図５】単位プリズムの頂点位置のずれとレンズシートからの光の出射強度分布を示す図である。
【図６】単位プリズムの頂点位置のずれとレンズシートからの光の出射強度分布を示す図である。
【図７】単位プリズムの頂点位置のずれとレンズシートからの光の出射強度分布を示す図である。
【図８】実施形態の表示装置と比較例の表示装置とにおける光の出射方向を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
また、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、特許請求の範囲の記載は、シートという記載で統一して使用した。従って、シート、板、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。例えば、レンズシートは、レンズフィルムとしてもよいし、レンズ板としてもよい。
さらに、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
【００２３】
（実施形態）
図１は、本実施形態の表示装置１０及び面光源装置を説明する図である。
表示装置１０は、ＬＣＤパネル１１と、光源部１２Ａ，１２Ｂと、導光板１３と、レンズシート１４と、制御部１５とを備え、ＬＣＤパネル１１に表示される映像を背面から照明して表示する透過型液晶表示装置である。この表示装置１０は、観察者Ｏが立体視用の眼鏡等を用いることなく、立体映像を観察可能とする立体映像表示装置である。
表示装置１０における面光源装置（バックライト）は、エッジライド型であり、本実施形態では光源部１２Ａ，１２Ｂ、導光板１３、レンズシート１４が相当する。
【００２４】
ＬＣＤパネル１１は、透過型の液晶表示素子を備える透過型表示部である。本実施形態のＬＣＤパネル１１は、例えば、画面サイズが対角２．８インチの略矩形状であり、解像度３２０×２４０ピクセルの表示が可能である。また、ＬＣＤパネル１１には、マトリクス状に複数の副画素が配列されている。この副画素は、それぞれ、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色を表示し、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの副画素が１セットで１画素を構成している。本実施形態では、１つの画素は、略正方形状であり、画面左右方向及び画面上下方向に配列されている。また、１つの画素は、画面左右方向に３分割され、Ｒ，Ｇ，Ｂの副画素が配列されている。画素の配列ピッチは、約１７８μｍであり、この副画素の画面左右方向における配列ピッチは、約５９μｍである。なお、上記の例に限らず、１つの画素は３つ以上の副画素からなるものとしてもよい。
【００２５】
以下の明細書においては、一例として、表示装置１０の使用状態における観察画面（ＬＣＤパネル１１）の短辺に平行な方向を使用状態における画面上下方向（画面垂直方向）とし、長辺に平行な方向を使用状態における画面左右方向（画面水平方向）とする。図１では、表示装置１０の画面左右方向に平行な断面における構成を示している。なお、以下の説明中において、特に断りが無い場合、画面左右方向、画面上下方向とは、表示装置１０の使用状態における画面左右方向、画面上下方向であるとする。
このＬＣＤパネル１１は、制御部１５からの指示により、視差を有する２つの視差映像である右眼用映像と左眼用映像とを交互に表示する。
【００２６】
光源部１２Ａ，１２Ｂは、ＬＣＤパネル１１を照明する光を発する部分である。光源部１２Ａ，１２Ｂは、導光板１３の画面左右方向の両端面１３ａ，１３ｂに面する位置に、それぞれ設けられている。そして、光源部１２Ａ，１２Ｂは、制御部１５の指示により、交互に点灯及び消灯する。この光源部１２Ａ，１２Ｂの点灯及び消灯は、ＬＣＤパネル１１の表示映像の切り替えと同期している。
本実施形態の光源部１２Ａ，１２Ｂは、白色光を発するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を発光源とし、導光板１３の画面左右方向の両端部に沿って画面上下方向へ延在する不図示のライトガイドと組み合わせて使用している。
【００２７】
導光板１３は、光源部１２Ａ，１２Ｂが発した光を導波する部材である。図１に示すように、単位レンズ１４４及び単位プリズム１４２の配列方向において対向する導光板１３の２つの端面１３ａ，１３ｂに面する位置には、光源部１２Ａ，１２Ｂが配置されている。
本実施形態の導光板１３は、アクリル系樹脂製であるが、これに限らず、例えば、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂製のもの等を適宜に選択して用いてよい。
この導光板１３は、その背面側の面１３ｄに印刷等により拡散作用を有するドット（不図示）が形成されている。また、導光板１３の出射側の面１３ｃに粗面化加工等を施してもよい。さらに、この導光板１３の背面側（レンズシート１４とは反対側）に、不図示の反射板等を設けてもよい。
【００２８】
レンズシート１４は、基材層１４１と、基材層１４１の入射側（導光板１３側）の面に単位プリズム１４２が複数配列されたプリズム層１４３と、基材層１４１の出射側（ＬＣＤパネル１１側）の面に単位レンズ１４４が複数配列されたレンズ層１４５とを有している。
このレンズシート１４は、入射側（導光板１３側）の単位プリズム１４２に入射した光を、単位レンズ１４４から略正面方向に位置する観察者Ｏの左右の眼にそれぞれ届く方向へ出射する。
【００２９】
図２は、本実施形態のレンズシート１４の形状を説明する図である。図２（ａ）は、レンズシート１４のシート面に直交し、単位プリズム１４２及び単位レンズ１４４の配列方向（画面左右方向）に平行な断面を示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）の断面において、配列方向における一方の端部（観察者Ｏから見て画面左右方向右側の端部）の拡大図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）の断面において、配列方向の中央部分（画面左右方向中央部分）の拡大図であり、図２（ｄ）は、図２（ａ）の断面において、配列方向における他方の端部（観察者Ｏから見て画面左右方向左側の端部）の拡大図である。
なお、シート面とは、例えば、レンズシート１４において、レンズシート１４全体として見たときにおける、レンズシート１４の平面方向となる面を示すものであり、本明細書中、及び、特許請求の範囲においても同一の定義として用いている。また、このレンズシート１４のシート面は、表示装置１０（ＬＣＤパネル１１）の観察面に平行である。
【００３０】
基材層１４１は、このレンズシート１４のベース（基材）となる層であり、光透過性を有するシート状の部材を用いている。基材層１４１の入射側（導光板１３側）には、プリズム層１４３が形成され、基材層１４１の出射側（ＬＣＤパネル１１側）には、レンズ層１４５が形成されている。
本実施形態の基材層１４１は、光透過性を有する熱可塑性樹脂製のシート状の部材が用いられている。基材層１４１の厚さは、Ｔである。
【００３１】
レンズ層１４５は、基材層１４１の出射側（ＬＣＤパネル１１側）の面に形成された層であり、その出射側の面に単位レンズ１４４がシート面に沿って画面左右方向に複数配列されている。
単位レンズ１４４は、略円柱状の一部形状であり、所謂、シリンドリカルレンズである。この単位レンズ１４４は、その形状により、光源部１２Ａ，１２Ｂから発せられ、導光板１３内を導光してレンズシート１４に入射した光を、それぞれ所定の方向へ出射させる作用を有している。
【００３２】
単位レンズ１４４の配列ピッチは、Ｐ４であり、単位レンズ１４４の配列方向（画面左右方向）における位置に依らず一定である。そして、シート面の法線方向において、１つの単位レンズ１４４は、基材層１４１を介して１つの単位プリズム１４２に対応している。なお、明瞭な立体映像を表示し、映像の筋感やモアレ等の表示不良の低減効果をより高めるという観点から、単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４及び後述の単位プリズム１４２の配列ピッチＰ２は、ＬＣＤパネル１１の副画素の画面左右方向の配列ピッチよりも小さいことがより好ましい。
【００３３】
プリズム層１４３は、基材層１４１の入射側（導光板１３側）の面に形成され、その入射側の面には、シート面に沿って画面左右方向に複数の単位プリズム１４２が配列されている。単位プリズム１４２の配列方向は、単位レンズ１４４の配列方向に平行である。
単位プリズム１４２は、略三角柱形状であるが、その側面１４２ａ，１４２ｂは、いずれも導光板１３側（入射側）から見て凹となる曲面となっている。そして隣接する単位プリズム１４２間は側面１４２ａ，１４２ｂにより滑らかに繋げられている。
【００３４】
単位プリズム１４２は、配列方向（画面左右方向）における位置によって、その形状が変化している。図２（ｃ）に示すように、配列方向において中央（観察画面中央）では、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔは、シート面の法線方向から見て、単位レンズ１４４の頂点１４４ｔと一致しており、シート面に直交し、単位レンズ１４４の頂点１４４ｔを通る仮想直線Ｈは、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔを通る。
【００３５】
本実施形態のレンズシート１４は、配列方向（画面左右方向）における中央においては、図１や図２（ｃ）に示すように、表示装置１０の観察面（レンズシート１４のシート面）に対して略正面方向に位置する観察者Ｏから見て、光源部１２Ａからの光Ｌａがシート面の法線方向に対して画面左右方向右側に出射し、光源部１２Ｂからの光Ｌｂをシート面の法線方向に対して画面左右方向左側に出射する。そして、本実施形態では、画面左右方向におけるシート面に対する出射強度分布おいて、光Ｌａのピーク強度の半値角が画面左右方向右側に０〜１５°であり、光Ｌｂのピーク強度の半値角が画面左右方向左側に０〜１５°となるように、レンズシート１４は、設計されている。
【００３６】
単位プリズム１４２は、配列方向において中央から端部側へ向かうにつれて、その頂点１４２ｔの位置が次第によりその端部側（外側）に位置するようにその形状が変化している。
例えば、図２（ｂ）に示すように、観察者Ｏから見て画面左右方向右側端部に向かうにつれて、頂点１４２ｔは、単位レンズの頂点１４４ｔを通りシート面に直交する直線Ｈに対して、より右側に位置するように単位プリズム１４２の形状が変化している。配列方向（画面左右方向）における単位レンズ１４４の頂点１４４ｔと単位プリズム１４２の頂点１４２ｔとのずれ量をΔｘとすると、観察者Ｏから見て画面左右方向右側端部に向かうにつれて、Δｘが大きくなっている。
また、図２（ｄ）に示すように、観察者Ｏから見て画面左右方向左側に向かうにつれて、単位プリズム１４２は、その頂点１４２ｔがより左側に位置するようにその形状が変化している。そして、配列方向（画面左右方向）における単位レンズ１４４の頂点１４４ｔと単位プリズム１４２の頂点１４２ｔとのずれ量Δｘは、観察者Ｏから見て画面左右方向左側端部に向かうにつれて、大きくなっている。
【００３７】
上述のような形状となっているため、配列方向における単位プリズム１４２の頂点１４２ｔ間の寸法、即ち、単位プリズム１４２の配列ピッチＰ２は、配列方向における中央から両端部に向かうにつれて僅かではあるがしだいに大きくなっている。また、この単位プリズム１４２の形状は、配列方向における中心を通りシート面に直交する直線を軸として左右対称である。
【００３８】
単位プリズム１４２は、それぞれが、基材層１４１を介して対向する位置にある単位レンズ１４４と１対１で対応している。そして、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔは、配列方向において端部側に向かうにつれて、その端部側に移動するが、シート面の法線方向からみて、その単位プリズム１４２が対応する単位レンズ１４４のレンズ幅より外側に位置することはない。即ち、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔは、その単位プリズム１４２に対応する単位レンズ１４４のレンズ幅内に位置している。
【００３９】
単位プリズム１４２は、その高さが一定である。また、配列方向の中央に位置する単位プリズム１４２の頂点１４２ｔは、図２（ｃ）に示すように、レンズシート１４の厚み方向（シート面の法線方向）において、単位レンズ１４４の仮想の焦点ｆよりも基材層１４１側に位置している。この焦点ｆとは、基材層１４１の入射側が単位プリズム１４２を形成する樹脂で十分な厚さで被覆されている状態で、単位レンズ１４４側からシート面に直交する方向から略平行光を照射したときに、その略平行光の焦点（集光点）となる点である。
本実施形態の単位プリズム１４２（プリズム層１４３）は、紫外線硬化型樹脂製である。なお、単位レンズ１４４は、紫外線硬化型樹脂に限らず、例えば、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂を用いてもよい。
【００４０】
本実施形態のレンズシート１４の実施例として、以下のような各部の寸法を有する実施例のレンズシート１４を用いることが可能である。実施例のレンズシート１４は、例えば、単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４＝約７０μｍであり、その曲率半径が約５０μｍであり、ランド厚が約１０μｍである。また、基材層１４１の厚さＴは、３８μｍである。さらに、単位プリズム１４２は、プリズム高さ（単位プリズム１４２間の谷底となる点から頂点１４２ｔまでの厚み方向における寸法）が約３０μｍである。単位プリズム１４２の配列ピッチＰ２は、配列方向の中央においては、単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４と略同一であるが、配列方向の両端部に向かうにつれて僅かではあるがしだいに大きくなっている。そして、単位レンズ１４４及び単位プリズム１４２の配列方向における頂点１４２ｔと頂点１４４ｔとのずれ量Δｘが単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４に対する比であるΔｘ／Ｐ４は、配列方向（画面左右方向）の中央部でΔｘ／Ｐ４＝０であり、両端部でΔｘ／Ｐ４＝約０．１５である。
【００４１】
導光板１３から単位プリズム１４２に入射する光の様子を説明する。
図２（ｃ）に示すように、配列方向において光源部１２Ａ側（観察者Ｏから見て右側）から単位プリズム１４２に入射する光Ｌａは、主として、曲面である側面１４２ａに入射する。そして、光Ｌａは、曲面である側面１４２ｂで全反射して、単位レンズ１４４から、配列方向において観察者Ｏから見て右側に出射する。また、図２（ｃ）に示すように、配列方向において光源部１２Ｂ側（観察者Ｏから見て左側）から単位プリズム１４２に入射する光Ｌｂは、主として、曲面である側面１４２ｂに入射する。そして、光Ｌｂは、曲面である側面１４２ａで全反射して、単位レンズ１４４から、配列方向において観察者Ｏから見て左側に出射する。
【００４２】
また、図２（ｂ）に示すように、単位プリズム１４２及び単位レンズ１４４の配列方向における右側端部では、光Ｌｂは、主として、側面１４２ｂに入射して側面１４２ａで全反射し、単位レンズ１４４から、正面方向に対して左側に出射する。このときの光Ｌｂの出射角度は、図２（ｃ）の示す配列方向中央での出射角度に比べて大きい。また、光Ｌａは、主として、側面１４２ａに入射して側面１４２ｂで全反射し、単位レンズ１４４から、配列方向において正面方向に対してやや左側に出射するが、その出射角度は小さく、観察者Ｏから見て、光Ｌａの出射方向は、光Ｌｂの出射方向に比べて右側となっている。
【００４３】
さらに、図２（ｄ）に示すように、単位プリズム１４２及び単位レンズ１４４の配列方向における左側端部では、光Ｌａは、主として、側面１４２ａに入射して側面１４２ｂで全反射し、単位レンズ１４４から、正面方向に対して右側に出射する。このときの光Ｌａの出射角度は、図２（ｃ）の示す配列方向中央での出射角度に比べて大きい。また、光Ｌｂは、主として、側面１４２ｂに入射して側面１４２ａで全反射し、単位レンズ１４４から、配列方向において正面方向に対してやや右側に出射するが、その出射角度は小さく、観察者Ｏから見て、光Ｌｂの出射方向は、光Ｌａの出射方向に比べて左側となっている。
【００４４】
図１に戻って、制御部１５は、光源部１２Ａ，１２Ｂの発光を交互に切り替え、かつ、この光源部１２Ａ，１２Ｂの発光に同期してＬＣＤパネル１１が表示する右眼用映像と左眼用映像とを切り替えるように指示する。即ち、制御部１５の指示により、例えば、光源部１２Ｂが消灯して光源部１２Ａが発光するときにＬＣＤパネル１１が右眼用映像を表示し、光源部１２Ａが消灯して光源部１２Ｂが発光するときにＬＣＤパネル１１が左眼用映像を表示する。
本実施形態の制御部１５は、ＬＣＤパネル１１の表示映像の切り替え及び光源部１２Ａ，１２Ｂの交互の発光を、所定の周波数で同期しながら行うように指示する。なお、この周波数は、使用するＬＣＤパネル１１の特性や使用環境等に応じて、適宜設定してよい。
【００４５】
本実施形態の表示装置１０の立体映像の表示方法を説明する。
図１に示す表示装置１０において、例えば、光源部１２Ａが発した光は、導光板１３内を進み、導光板１３の出射側の面１３ｃから出射し、レンズシート１４の単位プリズム１４２の一方の側面１４２ａに入射する。
単位プリズム１４２に入射した光は、側面１４２ａに対向する側面１４２ｂで全反射して単位レンズ１４４側へ向かう。そして単位レンズ１４４から略正面方向に位置する観察者Ｏの右眼側となる方向へ出射し、ＬＣＤパネル１１へ入射する。このとき、ＬＣＤパネル１１は、右眼用映像を表示しているので、観察者Ｏの右眼へ右眼用映像の光が到達する。一方、光源部１２Ｂは消灯しているので、左眼に到達する光は、非常に少なく、立体映像の視認に影響を与えることはない。
【００４６】
また、光源部１２Ｂが発した光は、導光板１３を導波して導光板１３の出射側の面１３ｃから出射し、レンズシート１４の単位プリズム１４２の一方の側面１４２ｂに入射する。入射した光は、対向する側面１４２ａで全反射して単位レンズ１４４側へ向かう。そして単位レンズ１４４から略正面方向に位置する観察者Ｏの左眼側となる方向へ出射し、ＬＣＤパネル１１へ入射する。このとき、ＬＣＤパネル１１は、左眼用映像を表示しているので、観察者Ｏの左眼へ左眼用映像の光が到達する。一方、光源部１２Ａは消灯しているので、右眼に到達する光は、非常に少なく、立体映像の視認に影響を与えることはない。
従って、観察者Ｏの右眼には右眼用映像が届き、左眼には左眼用映像が届き、これらが高速で切り替わるので、観察者Ｏは、これらの視差映像により裸眼で立体視が行え、３次元映像を観察できる。
【００４７】
（レンズシートの製造方法）
本実施形態のレンズシート１４の製造方法を説明する。以下に示す図３，４では、理解を容易にするために、枚葉状の基材層１４１を用いてレンズシート１４を作製する様子を示しているが、これに限らず、例えば、ロール状の基材層１４１を用いてレンズ層１４５及びプリズム層１４３を形成もよいし、ロール状の基材層１４１にレンズ層１４５及び単位レンズ１４４を形成した後にこれを枚葉状に切断し、プリズム層１４３を形成してもよい。
図３は、本実施形態のレンズシート１４の製造方法の一例を説明する図である。
まず、基材層１４１の一方の面に紫外線硬化型樹脂を充填した成形型を当て、紫外線を照射して硬化させ、成形型を離型する等により、単位レンズ１４４が複数形成されたレンズ層１４５を基材層１４１の片面に形成する（図３（ａ）参照）。
このレンズ層１４５（単位レンズ１４４）及び基材層１４１は、上述の例に限らず、例えば、熱溶融押出成形によりレンズ層１４５と基材層１４１とを一体に成形してもよく、他の公知の方法を適宜採用してよい。
次に、図３（ｂ）に示すように、基材層１４１の他方の面（単位レンズ１４４が形成された面とは反対側の面）に、感光性の紫外線硬化型樹脂を塗布して塗膜１４３Ｒを形成する（塗布工程）。
【００４８】
次に、図３（ｃ）に示すように、単位レンズ１４４側から、単位レンズ１４４の配列方向に発散する発散光である紫外線を照射する。このとき、この基材層１４１の単位レンズの配列方向における中央となる点を通りシート面に直交する直線状にその発散光の発光源が位置するようにして照射する。なお、この発散光の発散の度合い、即ち、レンズシート１４の配列方向の両端部における紫外線のシート面への入射角度θ１は、表示装置１０の画面サイズの大きさや光源部１２や導光板１３の光学特性等において適宜調整可能である。本実施形態では、角度θ１は約６°である。
【００４９】
これにより、塗膜１４３Ｒのうち、単位レンズ１４４によって集光された光が透過する部分がＵＶ露光し、硬化する（露光工程）。このとき、塗膜１４３Ｒのうち、紫外線が透過しない部分は未硬化のままである。
次に、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等を現像液として、塗膜１４３Ｒの未露光部分をＷＥＴ現像（湿式現像）により除去し（未露光部分除去工程）、単位プリズム１４２側から紫外線を照射してポストＵＶ露光を行う。
これらの工程を経て、図３（ｄ）に示すようなレンズシート１４が完成する。
【００５０】
図４は、本実施形態のレンズシート１４の製造方法の別の例を説明する図である。
まず、前述の製造方法と同様に、基材層１４１の一方の面に紫外線硬化型樹脂を充填した成形型を当て、紫外線を照射して硬化させ、成形型を離型する等により、単位レンズ１４４が複数形成されたレンズ層１４５を基材層１４１の片面に形成する（図４（ａ）参照）。レンズ層１４５（単位レンズ１４４）及び基材層１４１は、上述の例に限らず、例えば、熱溶融押出成形によりレンズ層１４５と基材層１４１とを一体に成形してもよく、他の公知の方法を適宜採用してよい。
【００５１】
次に、図４（ｂ）に示すように、前述の製造方法と同様に、基材層１４１の他方の面（単位レンズ１４４が形成された面とは反対側の面）に、感光性の紫外線硬化型樹脂を塗布して塗膜１４３Ｒを形成する（塗布工程）。
次に、図４（ｃ）に示すように、レンズ層１４５が形成された基材層１４１を、単位レンズ１４４の配列方向において、レンズ層１４５側が凸となるように湾曲させる。このとき、配列方向における中心がこの凸形状の頂点となるようにする。
【００５２】
そして、レンズ層１４５が形成された基材層１４１を湾曲させた状態のまま、単位レンズ１４４側から、平行光である紫外線を照射する。この平行光である紫外線は、基材層１４１を湾曲させない状態での基材層１４１のシート面の法線方向に平行（シート面に直交）である。このとき、基材層１４１の湾曲形状の曲率半径や、単位レンズ１４４の配列方向の両端部における基材層１４１の接線Ｓに対する紫外線の入射角度θ２は、表示装置１０の画面サイズの大きさや光源部１２や導光板１３の光学特性等において適宜調整可能である。本実施形態では、角度θ２は約６°である。
【００５３】
紫外線の照射により、塗膜１４３Ｒのうち、単位レンズ１４４によって集光された光が透過する部分がＵＶ露光され、硬化する（露光工程）。このとき、塗膜１４３Ｒのうち、紫外線が透過しない部分は未硬化のままである。
次に、露光後、基材層１４１の湾曲形状を元の平板状に戻し、ＩＰＡ等を現像液として、塗膜１４３Ｒの未露光部分をＷＥＴ現像により除去し（未露光部分除去工程）、単位プリズム１４２側から紫外線を照射してポストＵＶ露光を行う。
これらの工程を経て、図４（ｄ）に示すようなレンズシート１４が完成する。
【００５４】
なお、図３及び図４では、枚葉状の基材層１４１を用いてレンズシート１４を作成する例を示したが、これに限らず、ウェブ状の基材層１４１を用いて連続的にレンズシートを作成することも可能である。
また、紫外線を発するＵＶランプにルーバー構造等を付与することにより、紫外線の発散光による露光が可能である。この場合、紫外線の指向性を付与するために、基材層１４１とＵＶランプとは、５００〜１５００ｍｍ程度離すことが好ましい。
【００５５】
本実施形態のレンズシート１４を上述のような製造方法で製造することにより、プリズム層１４３のように、配列方向において中央から両端部に近づくにつれて、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔの位置がより外側に位置する単位プリズム１４２を、容易に形成することができる。
また、このような製造方法を用いることにより、単位レンズ１４４と単位プリズム１４２との位置合わせを、高い精度で確実に行うことができ、かつ、煩雑な位置合わせ工程も不要であり、容易に製造することができる。
また、このような製造方法を用いることにより、単位プリズム１４２の形状を賦形する成形型が不要となり、生産コストを低減することができる。
【００５６】
ここで、配列方向における単位プリズム１４２の頂点１４２ｔと単位レンズ１４４の頂点１４４ｔのずれとその作用について説明する。
図５〜７は、単位プリズムの頂点位置のずれとレンズシートからの光の出射強度分布を示す図である。図５〜７において、縦軸は、相対強度であり、ピーク強度を１とした場合の出光強度比率を示し、横軸は画面左右方向におけるシート面に対する出射角度を示しており、正の方向を観察者Ｏから見た画面左右方向右側、負の方向を観察者Ｏの画面左右方向左側としている。
【００５７】
図５〜７は、断面形状が二等辺三角形状の単位プリズムの頂点を、観察者Ｏから見て単位レンズ１４４の頂点１４４ｔの左側に所定量ずらして作製された評価用のレンズシートを面光源装置に用いた場合の光の出射強度分布をシミュレーションにより求めた結果を示している。各評価用のレンズシートは、単位プリズムの頂点のずれの大きさ（ずれ量Δｘ）が、配列方向における位置によらず所定の値で一定であり、単位プリズムが、その側面が平面状である略二等辺三角柱形状である点以外は本実施形態のレンズシート１４と略同様の形状である。
このシミュレーションは、評価用のレンズシートのシート面に対して±７５°（観察者Ｏから見て画面左右方向において右側から７５°、左側から７５°）方向から光が入射するものとして行った。シート面に対する入射角度±７５°とは、単位プリズム１４２の配列方向において、本実施形態の光源部１２Ａ，１２Ｂからそれぞれ発せられ、導光板１３から出射する光の出射角度のピーク方向の光がレンズシート１４に入射する入射角度に相当する。この導光板１３からの出射角度は、単位プリズム１４２の配列方向の位置に依らず略一定である。
【００５８】
なお、このシミュレーションに用いた評価用のレンズシートの単位プリズムは、側面が平面状である略二等辺三角柱形状であり、本実施形態のレンズシート１４の単位プリズム１４２のように側面が凹曲面であり、その断面形状が配列方向においてしだいに変化するものとは形状等が異なる点を有している。しかし、単位プリズムの頂点と単位レンズの頂点との位置のずれと出射強度分布との関係に関しては、単位プリズムの断面形状の差異に関わらず同様の傾向を示すと想定される。そのため、上述のように、略二等辺三角柱形状の単位プリズムとしてシミュレーションを行った。
【００５９】
図５は、配列方向における単位プリズムの頂点の位置と単位レンズ１４４の頂点１４４ｔの位置とが一致している場合（頂点位置のずれ量Δｘが０である場合）の光の出射角度分布を示している。
図６（ａ）は、配列方向において、単位レンズ１４４の頂点１４４ｔの位置に対する単位プリズムの頂点の位置のずれ量Δｘが、単位レンズ１４４のピッチＰ４の５％分である（Δｘ／Ｐ４＝０．０５）場合の光の出射角度分布を示し、図６（ｂ）は、配列方向において、ずれ量Δｘが、単位レンズ１４４のピッチＰ４の１０％分である（Δｘ／Ｐ４＝０．１０）場合の光の出射角度分布を示している。
図７（ａ）は、配列方向において、単位レンズ１４４の頂点１４４ｔの位置に対する単位プリズムの頂点の位置のずれ量Δｘが、単位レンズ１４４のピッチＰ４の１５％分である（Δｘ／Ｐ４＝０．１５）場合の光の出射角度分布を示し、図７（ｂ）は、ずれ量Δｘが、単位レンズ１４４のピッチＰ４の２０％分である（Δｘ／Ｐ４＝０．２０）場合の光の出射角度分布を示している。
【００６０】
図５に示すように、配列方向において、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔの位置と単位レンズ１４４の頂点１４４ｔの位置が一致している（Δｘ＝０）場合、シート面に対して入射角度±７５°の光の出射強度分布は、正面方向に対して対称となっている。
一方、図６，７に示すように、単位プリズムの頂点を単位レンズ１４４の頂点１４４ｔと一致する位置から、ずれ量Δｘを単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４の５％、１０％、１５％、２０％、観察者Ｏから見て左側へずらすことにより、入射角度７５°の光（光源部１２Ａからの光に相当）及び入射角度−７５°の光（光源部１２Ｂからの光に相当）は、いずれもそのピークとなる出射角度が観察者Ｏからみて右側（中央側）へ移動している。そして、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔのずれ量Δｘ／Ｐ４が大きくなるにつれて、入射角度±７５°の光のピークとなる出射角度が観察者Ｏから見てより右側（中央側）に変化している。このとき、２つのピーク方向のなす角度は略一定である。
【００６１】
従って、本実施形態のレンズシート１４においても、配列方向において中央から端部側となるにつれて、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔの位置が、配列方向において、単位レンズ１４４の頂点１４４ｔに対してより端部側（外側）に位置するように単位プリズム１４２の形状がしだいに変化するレンズシート１４を用いることにより、上述のような出射ピーク角度の変化を得ることができる。
【００６２】
本実施形態のレンズシート１４の画面左右方向の中央では、図２（ｃ）に示すように、光源部１２Ａ側（観察者Ｏから見て右側）から単位プリズム１４２に入射する光Ｌａは、配列方向において主として観察者Ｏから見て右側に出射する。また、図２（ｃ）に示すように、光源部１２Ｂ側（観察者Ｏから見て左側）から単位プリズム１４２に入射する光Ｌｂは、画面左右方向において主として観察者Ｏから見て左側に出射する。
そして、レンズシート１４の画面左右方向の両端部においても、同様に、光Ｌａ，Ｌｂは、単位プリズム１４２の側面１４２ａ，１４２ｂに入射し、対向する側面１４２ｂ，１４２ａで全反射して単位レンズ１４４からそれぞれの方向に出射される。
そのため、レンズシート１４の観察者Ｏから見て右側端部では、図２（ｂ）示すように、光Ｌａ，Ｌｂは、中央部での出射角度に比べて、画面左右方向の中央側に傾いた方向にそれぞれ出射する。また、レンズシート１４の観察者Ｏから見て左側端部においても、図２（ｄ）示すように、光Ｌａ，Ｌｂは、中央部での出射角度に比べて、画面左右方向の中央側に傾いた方向にそれぞれ出射する。しかも、その傾きは、画面左右方向において中央から両端部側に向かうにつれてしだいに大きくなる。
【００６３】
ここで、本実施形態のレンズシート１４を用いて、入射角度±７５°の光の各ずれ量Δｘにおける出射ピーク角度を測定したところ、以下の結果が得られた。
ずれ量Δｘ＝０では、入射角度＋７５°の光（光源部１２Ａからの光に相当）は、正面方向に対して右側約２．５°をピークとして出射し、入射角度−７５°の光（光源部１２Ｂからの光に相当）は、正面方向に対して左側約２．５°をピークとして出射していた。
ずれ量Δｘ／Ｐ４＝０．０５では、入射角度＋７５°の光は、正面方向に対して右側約３．５°をピークとして出射し、入射角度−７５°の光は、正面方向に対して左側約１．５°をピークとして出射していた。
ずれ量Δｘ／Ｐ４＝０．１０では、入射角度＋７５°の光は、正面方向に対して右側約５．５°をピークとして出射し、入射角度−７５°の光は、正面方向に対して約０°をピークとして出射していた。
【００６４】
ずれ量Δｘ／Ｐ４＝０．１５では、入射角度＋７５°の光は、正面方向に対して右側約７．５°をピークとして出射し、入射角度−７５°の光は、正面方向に対して右側約１．５°をピークとして出射していた。
ずれ量Δｘ／Ｐ４＝０．２０では、入射角度＋７５°の光は、正面方向に対して右側約９．５°をピークとして出射し、入射角度−７５°の光は、正面方向に対して右側約２．５°をピークとして出射していた。
【００６５】
次に、本実施形態のレンズシート１４を用いた本実施形態の表示装置１０と、比較例のレンズシート３４を用いた比較例の表示装置３０とを比較する。
図８は、本実施形態の表示装置と比較例の表示装置とにおける光の出射方向を示す図である。図８（ａ）は、本実施形態の表示装置１０における光の出射方向を示し、図８（ｂ）は、比較例の表示装置３０における光の出射方向を示している。なお、図８（ａ），（ｂ）において、理解を容易にするために表示装置は簡略化して示している。図８（ｃ）は、本実施形態の表示装置１０のレンズシート１４の画面左右方向中央において、光が入射する様子を示している。
【００６６】
比較例の表示装置３０に用いられる比較例のレンズシートは、単位プリズムが、本実施形態の単位プリズム１４２と同様にその側面が凹曲面となっているが、配列方向の位置によらず、Δｘ＝０である。すなわち、比較例のレンズシートは、シート面の法線方向から見て、単位プリズムの頂点と単位レンズの頂点とが配列方向の位置によらず一致している形態である。また、この比較例のレンズシートでは、単位プリズムの形状は、その配列方向の位置によらず一定である。
【００６７】
比較例の表示装置３０では、図８（ｂ）に示すように、画面左右方向において中央部分は、左眼用映像の光Ｌｂが左眼に、右眼用映像の光Ｌａが右眼に届くので、立体視が可能であり、観察者Ｏは、明るく良好な３次元映像が観察できる。
しかし、比較例の表示装置３０では、図８（ｂ）に示すように、画面左右方向の両端部においても、右眼用映像の光Ｌａ及び左眼用映像の光ｂの出射方向は中央部における出射方向と同じである。そのため、画面左右両端部から出射した光は、例えば、観察者Ｏに届く量が大幅に低減し、観察者Ｏから見て画面左右方向両端部が暗くなって映像が観察できなかったり、画面左右方向両端部から出射した右眼用映像の光が左眼に届くといったクロストークが生じ、画面左右方向両端部の立体視が不完全なものとなり、３次元映像が観察できなかったりするという問題が生じ、３次元映像の画質の低下が生じる。
【００６８】
これに対して、レンズシート１４を備える本実施形態の表示装置１０では、配列方向における中央部は、左眼用映像の光Ｌｂ及び右眼用映像の光Ｌａはそれぞれ所定の方向に出射されており、左眼用映像の光Ｌｂが左眼に、右眼用映像の光Ｌａが右眼に届き、観察者Ｏは、立体視が可能であり、明るく良好な３次元映像が観察できる。
また、画面左右方向両端部では、図８（ａ）に示すように、それぞれの映像光は、その出射角度が画面左右方向中央側（内側）へ傾いている。またその傾きは、画面左右方向両端部側に向かうにつれて大きくなっている。
これは、前述の図２や図５〜図７でも示したように、画面配列方向において中央部から外側に向かうにつれて、本実施形態の単位プリズム１４２の頂点１４２ｔがより外側に位置するように形成したことにより、単位レンズ１４４から出射する光は、その配列方向における位置が外側になるほど内側に向かって出射することに起因する。
これにより、画面左右方向両端部から出射した光であっても、観察者Ｏ側に届くので、画面左右方向の位置に依らず、明るい映像が観察される。また、右眼用映像は右眼に、左眼用映像は左眼に届くので、クロストークは大幅に低減され、画面の位置に依らず良好な３次元映像が観察される。従って、本実施形態によれば、良好な３次元映像を提供できる。
【００６９】
また、本実施形態のレンズシート１４では、単位プリズム１４２の側面が曲面となっているので、図８（ｃ）に示すように、入射時及び全反射時に、その曲面形状によって比較例のレンズシートよりも光束を若干広げることができる。従って、本実施形態のレンズシート１４を表示装置１０に用いることにより、映像の筋感やモアレの改善効果が見込まれ、明瞭な立体映像を表示できる。
また、単位プリズム１４２の賦形精度（作製された単位プリズムの設計形状に対する形状や寸法の精度）、特に、頂点１４２ｔ近傍の形状の精度が多少低くても、略正面方向に位置する観察者Ｏ側へ光を出射することができ、製造が容易となる。
【００７０】
以上のことから、本実施形態によれば、両面に設けられた光学形状の位置合わせ精度が高く、製造が容易であり、かつ、明るく良好な３次元映像を表示可能なレンズシート１４、これを備える面光源装置及び透過型表示装置を提供でき、かつ、このようなレンズシート１４を容易に製造することができる。
【００７１】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態において、レンズシート１４の単位レンズ１４４は、基材層１４１の入射側に紫外線硬化型樹脂によって形成される例を示したが、これに限らず、例えば、レンズ層１４５（単位レンズ１４４）及び基材層１４１を、熱可塑性樹脂製とし、押し出し成形すること等により一体に成形してもよい。このような形態とすることにより、一度に基材層１４１及び単位レンズが形成されるので製造が容易である。
【００７２】
（２）本実施形態において、図２等に示すように、単位プリズム１４２は、頂点１４２ｔを含む先端部が尖った形状である例を示したが、これに限らず、例えば、その先端部が導光板１３側に凸となる曲面によって形成される形態としてもよい。このような形態とすることにより、単位プリズム１４２の先端部が破損し難くなる。
【００７３】
（３）本実施形態において、単位プリズム１４２は、配列方向中央部から配列方向両端部に向かうにつれて、その配列ピッチが僅かに大きくなる例を示したが、これに限らず、例えば、単位プリズム１４２の配列ピッチＰ２が一定となるように、単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４を配列方向において変化させる等、調整した形態としてもよい。
【００７４】
（４）本実施形態において、単位レンズ１４４は、略円柱状のシリンドリカルレンズである例を示したが、これに限らず、例えば、長軸がシート面に直交する楕円柱形状の一部形状としてもよい。
【００７５】
（５）本実施形態において、基材層１４１は、ＰＥＴ樹脂製である例を示したが、これに限らず、例えば、ＰＣ樹脂や、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース），ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）樹脂製のシート状の部材を用いることができる。
【００７６】
（６）本実施形態において、導光板１３は、その背面側の面に印刷等により拡散作用を有するドット（不図示）が形成されている例を示したが、これに限らず、例えば、その背面側の面や出射側（ＬＣＤパネル１１側）の面に各種の単位レンズ等が配列された形態としてもよいし、その背面にドット等を備えていない形態としてもよい。また、導光板１３は、拡散材等を含有する形態としてもよい。
また、導光板１３の背面側に、不図示の反射板等を設けてもよい。この反射板は、光を反射可能であり、レンズシート１４等により導光板１３側へ反射された光を、反射して再度レンズシート１４側へ向ける部材である。このような反射板を設けることにより、光源部の光をより効率的に使用することができる。
【００７７】
（７）本実施形態において、表示装置１０は、ＬＣＤパネル１１の画面サイズが対角２．８インチである例を示したが、これに限らず、より大きな画面サイズ（例えば、４インチや、７インチ等）としてもよいし、より小さい画面サイズとしてもよい。このような大きな画面サイズの場合、特に配列方向における両端部の出射角度方向を中心側へ向けることにより、より良好な映像を表示できる。
【００７８】
（８）本実施形態において、光源部１２Ａ，１２Ｂは、発光源をＬＥＤ光源とし、ライトガイドと組み合わせて用いる例を示したが、これに限らず、例えば、光源部として冷陰極管を用いてもよい。このとき、冷陰極管と導光板１３との間に冷陰極管からの光を遮蔽可能なシャッターを設け、このシャッターの開閉とＬＣＤパネル１１の映像の表示とを同期させる形態としてもよい。さらに、ＬＥＤ等の点光源が、入光面１３ａ，１３ｂに沿って複数配列されている形態としてもよい。
【００７９】
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００８０】
１０ 表示装置
１１ ＬＣＤパネル
１２Ａ，１２Ｂ 光源部
１３ 導光板
１４ レンズシート
１４１ 基材層
１４２ 単位プリズム
１４３ プリズム層
１４４ 単位レンズ
１４５ レンズ層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
右眼用映像光と左眼用映像光とを交互にそれぞれ所定の方向へ出射することにより立体映像を表示可能な透過型表示装置の透過型表示部を背面から照射する面光源装置に用いられ、両面に光学形状が形成されるレンズシートであって、
シート状の基材層と、
前記基材層の出射側に、略円柱形状の一部形状又は略楕円柱形状の一部形状である凸形状の単位レンズが複数配列されて形成されたレンズ層と、
前記基材層の入射側に、凸形状の単位プリズムが複数配列されて形成されたプリズム層と、
を備え、
前記単位プリズムは、その側面が凹曲面である略三角柱状であり、前記単位レンズの配列方向と平行な方向に複数配列され、この配列方向において、１つの前記単位レンズに対して１つの前記単位プリズムが対応しており、
前記単位レンズの配列方向の中央においては、前記単位プリズムとそれに対応する前記単位レンズとは、シート面の法線方向から見てその頂点の位置が一致しており、
前記単位レンズの配列方向中央から端部に向かうにつれて、しだいに前記単位プリズムの頂点がより該端部側に位置するように前記単位プリズムの形状が変化しており、シート面の法線方向から見て、前記単位レンズの頂点とその単位レンズに対応する前記単位プリズムの頂点との前記単位レンズの配列方向におけるずれ量がしだいに大きくなっていること、
を特徴とするレンズシート。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズシートにおいて、
前記単位レンズの配列ピッチは一定であり、
前記単位プリズムの配列方向における前記単位プリズムの頂点間の寸法は、前記単位プリズムの配列方向において、中央から両端部に向かうにつれてしだいに大きくなること、
を特徴とするレンズシート。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のレンズシートにおいて、
前記単位プリズムの頂点は、その配列方向において、該単位プリズムに対応する前記単位レンズのレンズ幅内に位置すること、
を特徴とするレンズシート。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレンズシートにおいて、
前記単位プリズムの頂点は、前記単位レンズの配列方向における該レンズシートの中央を通りシート面に直交する直線上に位置する点から前記単位レンズの配列方向に発散する発散光を照射した場合の前記発散光の焦点位置よりも、該レンズシートの厚み方向において前記基材層側に位置すること、
を特徴とするレンズシート。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のレンズシートにおいて、
前記単位プリズムは、電離放射線硬化型樹脂製であること、
を特徴とするレンズシート。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズシートと、
前記レンズシートに対して前記プリズム層側に配置される導光板と、
前記単位プリズムの配列方向における前記導光板の両端面に対向する位置にそれぞれ配置される第１の光源部及び第２の光源部と、
を備える面光源装置。
【請求項７】
請求項６に記載の面光源装置と、
前記面光源装置により背面側から照明される透過型表示部と、
を備え、
前記第１の光源部及び前記第２の光源部は、交互に点灯と消灯と繰り返し、
前記透過型表示部は、
前記第１の光源部が点灯して前記第２の光源部が消灯する場合に、右眼用映像を表示し、
前記第２の光源部が点灯して前記第１の光源部が消灯する場合に、左眼用映像を表示し、
前記第１の光源部及び前記第２の光源部の点灯及び消灯に同期して、表示する映像を切り替えること、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項８】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズシートの製造方法において、
一方の面に前記単位レンズが複数配列されて形成されたシート部材の他方の面に電離放射線硬化型樹脂を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程の後に、前記シート部材の前記レンズ層側であって前記単位レンズの配列方向における中央を中心として配列方向に広がる発散光である電離放射線を照射して露光する露光工程と、
前記露光工程の後に、未露光部分の電離放射線硬化型樹脂を現像により除去する未露光部分除去工程と、
を備えること、
を特徴とするレンズシートの製造方法。
【請求項９】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズシートの製造方法において、
一方の面に前記単位レンズが複数配列されて形成されたシート部材の他方の面に電離放射線硬化型樹脂を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程の後に、前記シート部材を前記レンズ層側が凸であり、前記単位レンズの配列方向における中央がその凸形状の頂点となるように湾曲させる湾曲工程と、
前記湾曲工程の後に、前記レンズ層側からシート面の法線方向に平行な平行光である電離放射線を照射して前記電離放射線硬化型樹脂を露光する露光工程と、
露光工程の後に、未露光部分の前記電離放射線硬化型樹脂を現像により除去する未露光部分除去工程と、
を備えること、
を特徴とするレンズシートの製造方法。
【請求項１】
右眼用映像光と左眼用映像光とを交互にそれぞれ所定の方向へ出射することにより立体映像を表示可能な透過型表示装置の透過型表示部を背面から照射する面光源装置に用いられ、両面に光学形状が形成されるレンズシートであって、
シート状の基材層と、
前記基材層の出射側に、略円柱形状の一部形状又は略楕円柱形状の一部形状である凸形状の単位レンズが複数配列されて形成されたレンズ層と、
前記基材層の入射側に、凸形状の単位プリズムが複数配列されて形成されたプリズム層と、
を備え、
前記単位プリズムは、その側面が凹曲面である略三角柱状であり、前記単位レンズの配列方向と平行な方向に複数配列され、この配列方向において、１つの前記単位レンズに対して１つの前記単位プリズムが対応しており、
前記単位レンズの配列方向の中央においては、前記単位プリズムとそれに対応する前記単位レンズとは、シート面の法線方向から見てその頂点の位置が一致しており、
前記単位レンズの配列方向中央から端部に向かうにつれて、しだいに前記単位プリズムの頂点がより該端部側に位置するように前記単位プリズムの形状が変化しており、シート面の法線方向から見て、前記単位レンズの頂点とその単位レンズに対応する前記単位プリズムの頂点との前記単位レンズの配列方向におけるずれ量がしだいに大きくなっていること、
を特徴とするレンズシート。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズシートにおいて、
前記単位レンズの配列ピッチは一定であり、
前記単位プリズムの配列方向における前記単位プリズムの頂点間の寸法は、前記単位プリズムの配列方向において、中央から両端部に向かうにつれてしだいに大きくなること、
を特徴とするレンズシート。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のレンズシートにおいて、
前記単位プリズムの頂点は、その配列方向において、該単位プリズムに対応する前記単位レンズのレンズ幅内に位置すること、
を特徴とするレンズシート。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレンズシートにおいて、
前記単位プリズムの頂点は、前記単位レンズの配列方向における該レンズシートの中央を通りシート面に直交する直線上に位置する点から前記単位レンズの配列方向に発散する発散光を照射した場合の前記発散光の焦点位置よりも、該レンズシートの厚み方向において前記基材層側に位置すること、
を特徴とするレンズシート。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のレンズシートにおいて、
前記単位プリズムは、電離放射線硬化型樹脂製であること、
を特徴とするレンズシート。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズシートと、
前記レンズシートに対して前記プリズム層側に配置される導光板と、
前記単位プリズムの配列方向における前記導光板の両端面に対向する位置にそれぞれ配置される第１の光源部及び第２の光源部と、
を備える面光源装置。
【請求項７】
請求項６に記載の面光源装置と、
前記面光源装置により背面側から照明される透過型表示部と、
を備え、
前記第１の光源部及び前記第２の光源部は、交互に点灯と消灯と繰り返し、
前記透過型表示部は、
前記第１の光源部が点灯して前記第２の光源部が消灯する場合に、右眼用映像を表示し、
前記第２の光源部が点灯して前記第１の光源部が消灯する場合に、左眼用映像を表示し、
前記第１の光源部及び前記第２の光源部の点灯及び消灯に同期して、表示する映像を切り替えること、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項８】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズシートの製造方法において、
一方の面に前記単位レンズが複数配列されて形成されたシート部材の他方の面に電離放射線硬化型樹脂を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程の後に、前記シート部材の前記レンズ層側であって前記単位レンズの配列方向における中央を中心として配列方向に広がる発散光である電離放射線を照射して露光する露光工程と、
前記露光工程の後に、未露光部分の電離放射線硬化型樹脂を現像により除去する未露光部分除去工程と、
を備えること、
を特徴とするレンズシートの製造方法。
【請求項９】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズシートの製造方法において、
一方の面に前記単位レンズが複数配列されて形成されたシート部材の他方の面に電離放射線硬化型樹脂を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程の後に、前記シート部材を前記レンズ層側が凸であり、前記単位レンズの配列方向における中央がその凸形状の頂点となるように湾曲させる湾曲工程と、
前記湾曲工程の後に、前記レンズ層側からシート面の法線方向に平行な平行光である電離放射線を照射して前記電離放射線硬化型樹脂を露光する露光工程と、
露光工程の後に、未露光部分の前記電離放射線硬化型樹脂を現像により除去する未露光部分除去工程と、
を備えること、
を特徴とするレンズシートの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−３３２０（Ｐ２０１３−３３２０Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３３６８２（Ｐ２０１１−１３３６８２）
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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