レンズシート、面光源装置、透過型表示装置
【課題】画面左右方向における輝度の不均一性や３次元映像の視認性の低下等を改善し、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を提供する。
【解決手段】レンズシート１４は、入射側のプリズム層１４３に形成される単位プリズム１４２は、略三角柱状であり、出射側のレンズ層１４５に形成される略円柱形状の単位レンズ１４４の配列方向と平行な方向に複数配列され、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の位置が一致し、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、しだいに単位プリズム１４２の頂点が単位レンズ１４４の頂点１４４ｔよりもより端部側に位置するものとした。
【解決手段】レンズシート１４は、入射側のプリズム層１４３に形成される単位プリズム１４２は、略三角柱状であり、出射側のレンズ層１４５に形成される略円柱形状の単位レンズ１４４の配列方向と平行な方向に複数配列され、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の位置が一致し、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、しだいに単位プリズム１４２の頂点が単位レンズ１４４の頂点１４４ｔよりもより端部側に位置するものとした。
【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、透過型表示装置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】
しかし、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。
【０００６】
本発明の課題は、画面左右方向における輝度の不均一性や３次元映像の視認性の低下等を改善し、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を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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（１４２，２４２）が複数配列されて形成されたプリズム層（１４３，２４３）と、を備え、前記単位プリズムは、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、前記基材層を介して、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，２４２ｔ）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（１４２ｔ，２４２ｔ）が前記単位レンズの頂点（１４４ｔ）に対してより該端部側に位置し、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（１４，２４）である。
【０００８】
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、前記単位プリズム（１４２，２４２）の配列ピッチ（Ｐ２）は、前記単位レンズ（１４４）の配列ピッチ（Ｐ４）よりも大きいこと、を特徴とするレンズシート（１４，２４）である。
請求項３の発明は、請求項１に記載のレンズシートにおいて、前記単位プリズムの配列ピッチは、一定であり、前記単位レンズの配列ピッチは、そ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小さくなること、を特徴とするレンズシートである。
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（１４２，２４２）の頂点（１４２ｔ、２４２ｔ）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（１４，２４）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（２４２）の側面（２４２ａ，２４２ｂ）は、凹曲面であること、を特徴とするレンズシート（２４）である。
請求項６の発明は、請求項５に記載のレンズシートにおいて、前記単位プリズム（２４２）の頂点（２４２ｔ）は、前記単位レンズ（１４４）の配列方向の中央において、前記単位レンズ側から平行光を照射した場合の該平行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（２４）である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項６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（１４，２４）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である。
【０００９】
請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のレンズシート（１４，２４）と、前記レンズシートに対して前記プリズム層（１４３，２４３）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，１３，１４，２４）である。
請求項９の発明は、請求項８に記載の面光源装置（１２Ａ，１２Ｂ，１３，１４，２４）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。
【発明の効果】
【００１０】
（１）本発明によるレンズシートは、基材層の入射側に、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た単位プリズムを有し、基材層を介して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いる。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単位レンズの頂点に対してよりその端部側に位置し、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、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って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。そして、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や、両端部の３次元映像が不完全になるという３次元映像の品位の低下を改善できる。
【００１１】
（２）単位プリズムの配列ピッチは、単位レンズの配列ピッチよりも大きいので、単位プリズムの配列方向に沿って両端部に向かうにつれて、単位プリズムの頂点が単位レンズの頂点に対してより外側（端部側）に位置することとなる。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、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って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。そして、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や、両端部の３次元映像が不完全になるという３次元映像の品位の低下を改善できる。
【００１２】
（３）単位プリズムの配列ピッチは、一定であり、単位レンズの配列ピッチは、そ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小さくなるので、単位プリズムの頂点が単位レンズの頂点に対してより外側（端部側）に位置することとなる。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、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って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。そして、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や、両端部の３次元映像が不完全になるという３次元映像の品位の低下を改善できる。
【００１３】
（４）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が、その殆どが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、迷光を低減できる。
【００１４】
（５）単位プリズムの側面は、凹曲面であるので、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。
【００１５】
（６）単位プリズムの頂点は、その配列方向の中央において、単位レンズ側から平行光を照射した場合の平行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。単位プリズムは、その側面が凹曲面であるので、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、焦点位置よりも単位プリズムの頂点が基材層側に位置する場合であっても、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ることができる。
【００１６】
（７）単位プリズムは、電離放射線硬化型樹脂製であるので、製造が容易である。
【００１７】
（８）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】
（９）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ことを特徴とする透過型表示装置である。従って、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観察可能な３次元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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第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】第１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】配列方向における単位レンズの頂点に対する単位プリズムの頂点の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４】配列方向における単位レンズの頂点に対する単位プリズムの頂点の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】配列方向における単位レンズの頂点に対する単位プリズムの頂点の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】第１実施形態のレンズシートの画面左右方向各部における光の様子を示す図である。
【図７】第１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】第２実施形態のレンズシートの形状を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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、光学シートは、光学フィルムとしてもよいし、光学板としてもよい。
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。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、第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。
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の面光源装置（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。
【００２２】
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（ピクセル）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、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。
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
導光板１３は、光源部１２Ａ，１２Ｂが発した光を導光する部材である。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。なお、導光板１３は、出射側の面１３ｃに粗面化加工等を施してもよい。
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。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。
【００２６】
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）の面に形成されたプリズム層１４３と、基材層１４１の出射側（ＬＣＤパネル１１側）の面に形成されたレンズ層１４５とを有している。プリズム層１４３は、複数配列された単位プリズム１４２を有し、レンズ層１４５は、単位プリズム１４２の配列方向と平行な方向を配列方向として複数配列された単位レンズ１４４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。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。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。
【００２７】
図２は、第１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（画面左右方向中央）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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
単位レンズ１４４は、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その形状が一定であり、その配列ピッチがＰ４である。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。
【００３０】
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、略二等辺三角柱状である。単位プリズム１４２の画面左右方向に平行であってシート面に直交する断面の断面形状は、略二等辺三角形形状であり、その断面形状における側面１４２ａ，１４２ｂに相当する辺の長さが等しい。
単位プリズム１４２は、配列方向（画面左右方向）における位置によらず形状が一定であり、その配列ピッチＰ２は、単位レンズの配列ピッチＰ４よりも大きい。
【００３１】
図２（ｃ）に示すように、配列方向において中央（観察画面左右方向中央）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。
しかし、単位プリズム１４２の配列ピッチＰ２が単位レンズの配列ピッチＰ４よりも大きいため、単位レンズ１４４及び単位プリズム１４２の配列方向の中央では、単位レンズ１４４の頂点１４４ｔをと単位プリズム１４２の頂点１４２ｔとはシート面の法線方向から見て一致しているが、配列方向において端部側へ向かうにつれて単位プリズム１４２と単位レンズ１４４との位置がしだいに端部側（外側）へずれていく。そして、単位レンズ１４４及び単位プリズム１４２の配列方向において中央から端部側へ向かうにつれて、しだいに単位プリズムの頂点１４２ｔと、対応する単位レンズ１４４の頂点１４４ｔとの配列方向におけるずれ量は、大きくなる。
【００３２】
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、しだいに画面左右方向右側に位置するようになる。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右側に向かうにつれて大きくなる。
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、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、しだいに画面左右方向左側に位置するようになる。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に向かうにつれて大きくなる。
【００３３】
この単位プリズム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、略１対１で対応しており、シート面の法線方向からみて、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。
【００３４】
単位プリズム１４２の配列方向の中央に位置する単位プリズム１４２の頂点１４２ｔは、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の仮想の焦点に略等しい。この焦点とは、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。
【００３５】
本実施形態のレンズシート１４の実施例として、例えば、以下のような各部の寸法を有するレンズシート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、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＝３８μｍである。さらに、単位プリズム１４２は、そのプリズム高さ（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６０μｍであり、ランド厚が約１０μｍであり、頂角が約６０°である。また、単位プリズム１４２の配列ピッチＰ２は、巨視的には単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４と略同ピッチであるが、実施際には、その差の測定が困難な程度に単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４よりわずかに大きい。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Δｘ／Ｐは、配列方向（画面左右方向）の中央部でΔｘ／Ｐ４＝０（即ち、Δｘ＝０）であり、両端部でΔｘ／Ｐ４＝約０．１５である。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
ここで、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔの単位レンズ１４４の頂点１４４ｔに対する配列方向における位置のずれとその作用について説明する。
図３〜５は、配列方向における単位レンズの頂点に対する単位プリズムの頂点の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３〜５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。
図３〜５は、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔ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１４２の頂点１４２ｔのずれの大きさ（ずれ量Δｘ）が所定の値で一定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。
【００４０】
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。
【００４１】
図３は、配列方向における単位プリズム１４２の頂点１４２ｔの位置と単位レンズ１４４の頂点１４４ｔの位置とが一致している場合（配列方向における頂点位置のずれ量Δｘ＝０である場合）の光の出射角度分布を示している。
図４（ａ）は、配列方向における単位レンズ１４４の頂点１４４ｔの位置に対する単位プリズム１４２の頂点１４２ｔの位置のずれ量Δｘが、単位レンズ１４４のピッチＰ４の５％に相当する（Δｘ／Ｐ４＝０．０５）場合の光の出射角度分布を示し、図４（ｂ）は、配列方向における単位レンズ１４４の頂点１４４ｔの位置に対する単位プリズム１４２の頂点１４２ｔの位置のすれ量Δｘが、単位レンズ１４４のピッチＰ４の１０％に相当する（Δｘ／Ｐ４＝０．１０）場合の光の出射角度分布を示している。
【００４２】
図５（ａ）は、配列方向における単位レンズ１４４の頂点１４４ｔの位置に対する単位プリズム１４２の頂点１４２ｔの位置のずれ量Δｘが、単位レンズ１４４のピッチＰ４の１５％に相当する（Δｘ／Ｐ４＝０．１５）場合の光の出射角度分布を示し、図５（ｂ）は、配列方向における単位レンズ１４４の頂点１４４ｔの位置に対する単位プリズム１４２の頂点１４２ｔの位置のずれ量Δｘが、単位レンズ１４４のピッチＰ４の２０％に相当する（Δｘ／Ｐ４＝０．２０）場合の光の出射角度分布を示している。
【００４３】
図３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場合、入射角度＋７５°の光（光源部１２Ａからの光に相当）は、観察者Ｏから見て右側約２．５度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、観察者Ｏから見て左側約２．５度をピークとして出射している。
しかし、図４，５に示すように、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔを単位レンズ１４４の頂点１４４ｔと一致する位置から、それぞれずれ量Δｘの単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４に対する比を５％、１０％、１５％、２０％とし、それぞれ観察者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。
【００４４】
図４（ａ）に示すように、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。
また、図４（ｂ）に示すように、ずれ量Δｘ／Ｐ４＝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。
図５（ａ）に示すように、ずれ量Δｘ／Ｐ４＝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。
また、図５（ｂ）に示すように、ずれ量Δｘ／Ｐ４＝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。
上述のように、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔのずれ量の比Δｘ／Ｐ４（即ち、ずれ量Δｘ）が大きくなるにつれて、入射角度±７５°の光（光源部１２Ａ，１２Ｂからの光に相当）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。しかも、２つのピーク方向のなす角度は略一定である。
【００４５】
図６は、第１実施形態のレンズシートの画面左右方向各部における光の様子を示す図である。図６（ａ）は、画面左右方向右側端部での光の様子を示し、図６（ｂ）は、画面左右方向中央での光の様子を示し、図６（ｃ）は、画面左右方向左側端部での光の様子を示している。
図３〜図５に示す結果から、図６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が対応する単位レンズ１４４の頂点１４４ｔよりも外側に位置する領域では、そのずれ量の大きさに応じて、光のシート面に対する出射角度方向が、配列方向中央に比べて、内側に傾くことがわかる。
【００４６】
例えば、画面左右方向中央では、図６（ｂ）に示すように、光源部１２Ａ，１２Ｂからの光Ｌａ，Ｌｂは、それぞれ、画面法線方向に対して所定の角度をなす方向へ出射する。
また、画面左右方向右側端部では、図６（ａ）に示すように、単位プリズムの頂点１４２ｔが単位レンズの頂点１４４ｔに対して配列方向において右側に位置しており、光Ｌａ，Ｌｂの出射方向は、画面左右方向中央での出射角度に比べて、いずれも画面左右方向左側（中央側）へ変化する。さらに、画面左右方向左側端部では、図６（ｃ）に示すように、単位プリズムの頂点１４２ｔが単位レンズの頂点１４４ｔに対して配列方向において左側に位置しており、光Ｌａ，Ｌｂの出射角度は、画面左右方向中央での出射方向に比べて、いずれも画面左右方向右側（中央側）へ変化している。
そして、光Ｌａ，Ｌｂの出射角度の中央側への変化量の大きさは、頂点のずれ量Δｘに応じて、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。
【００４７】
ここで、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を用いた比較例の表示装置３０とを比較する。
図７は、第１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７（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７（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７（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。
比較例の表示装置３０に用いられるレンズシート（不図示）は、単位プリズムの側面が平面である略二等辺三角柱状であり、単位プリズムは、配列ピッチが単位レンズの配列ピッチに等しく、その頂点は、シート面の法線方向から見て、配列方向の位置によらず単位レンズの頂点と一致している。これらの点が本実施形態とは異なる以外は、比較例のレンズシート及び表示装置３０は、本実施形態のレンズシート１４及び表示装置１０と略同様の形状である。
【００４８】
比較例の表示装置３０では、図７（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、画面左右方向の両端部において、右眼用映像の光Ｌａ及び左眼用映像の光ｂの出射方向は、画面左右方向の中央における出射方向と同じである。そのため、比較例の表示装置３０では、画面左右方向両端部から出射した光は、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て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。
【００４９】
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、図７（ａ）に示すように、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７（ａ）に示すように、それぞれの映像光Ｌａ，Ｌｂ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。
【００５０】
これは、前述の図３〜図６に示したように、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（配列方向中央側）に向かって出射することに起因する。
これにより、本実施形態の表示装置１０であれば、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。
【００５１】
以上のことから、本実施形態によれば、画面左右方向において両端部の映像が暗くなるような輝度の不均一性や、画面左右方向両端部における３次元映像の視認性の低下を極力低減でき、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る。
また、配列方向における単位プリズム１４２の頂点１４２ｔの単位レンズ１４４の頂点１４４ｔに対する位置のずれ量Δｘの大きさ、即ち、単位プリズム１４２の配列ピッチＰ２及び単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４を調整することにより、画面サイズや観察距離等に応じた対応が容易に行える。
【００５２】
（第２実施形態）
図８は、第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８（ａ）は、第２実施形態のレンズシート２４のシート面に直交して単位プリズム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８（ｂ）は、図８（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端部）の拡大図であり、図８（ｃ）は、図８（ａ）の断面において、配列方向の中央（画面左右方向中央）の拡大図であり、図８（ｄ）は、図８（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端部）の拡大図である。
第２実施形態のレンズシート２４は、単位プリズム２４２の形状が第１実施形態に示した単位プリズム１４２とは異なる点以外は、前述のレンズシート１４と略同様の形態である。従って、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第２実施形態のレンズシート２４は、単位レンズ１４４が配列されたレンズ層１４５と、基材層１４１と、単位プリズム２４２が配列されたプリズム層２４３を備えている。このレンズシート２４は、第１実施形態のレンズシート１４と同様に、面光源装置及び表示装置１０に用いることができる。
【００５３】
プリズム層２４３は、基材層１４１の入射側の面に形成され、その入射側の面には単位プリズム２４２が複数配列されている。単位プリズム２４２は、略二等辺三角柱状であるが、その側面２４２ａ，２４２ｂは、入射側（導光板１３側）から見て凹となる凹曲面であり、単位プリズム１４２の谷底となる点で側面２４２ａ，２４２ｂは滑らかに繋げられている。単位プリズム２４２の側面２４２ａとこれに隣接する単位プリズム２４２の側面２４２ｂがなす曲面は、図８に示す断面において、略放物線状である。なお、単位プリズム２４２の配列方向に平行であってシート面に直交する断面において、隣り合う単位プリズム２４２の側面２４２ａ，２４２ｂが形成する曲線は、略カテナリー曲線状であってもよい。
【００５４】
この単位プリズム２４２は、単位レンズ１４４の配列方向に平行な方向に配列されている。単位プリズム２４２は、その配列方向における位置によらず、その形状が一定である。単位プリズム２４２の配列ピッチＰ２は、その配列方向における位置に依らず一定であり、単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４よりも大きい。なお、本実施形態では、単位プリズム２４２形状が一定である例を示したが、これに限らず、単位プリズム２４２は、形状変化していてもよい。
単位プリズム２４２の頂点２４２ｔは、配列方向中央ではシート面の法線方向から見て、単位レンズ１４４の頂点１４４ｔと一致している。しかし、配列方向に沿って端部側となるにつれて、単位プリズム２４２の頂点２４２ｔは、しだいに頂点１４４ｔに対してより端部側（外側）に位置し、そのずれ量Δｘも大きくなる。
【００５５】
この単位プリズム２４２の頂点２４２ｔは、画面配列方向中央において、単位レンズ１４４側から平行光を照射した場合の単位レンズの焦点位置よりも基材層１４１側に位置していてもよいし、焦点位置に一致していてもよい。焦点位置より基材層側に頂点２４２ｔが位置していた場合にも、本実施形態の単位プリズム２４２であれば、導光板からの光を効率よく出射側へ立ち上げることができる。
【００５６】
本実施形態のレンズシート２４の実施例として、例えば、以下のような各部の寸法を有するレンズシート２４を用いることが可能である。実施例のレンズシート２４は、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＝３８μｍである。さらに、単位プリズム２４２は、そのプリズム高さ（単位プリズム２４２間の谷底となる点から頂点２４２ｔまでの厚み方向における寸法）が約３０μｍであり、ランド厚が約１５μｍであり、単位プリズム２４２の配列ピッチＰ２は、巨視的には単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４と略同ピッチであるが、実施際には、その差の測定が困難な程度に単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４よりわずかに大きい。そして、単位レンズ１４４及び単位プリズム２４２の配列方向における頂点１４４ｔと頂点２４２ｔ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Δｘ／Ｐは、配列方向（画面左右方向）の中央部でΔｘ／Ｐ４＝０（即ち、Δｘ＝０）であり、両端部でΔｘ／Ｐ４＝０．１５である。
【００５７】
このような形態とした場合にも、前述の第１実施形態と同様に、画面左右方向における両端部での輝度の低下や３次元映像の視認性の低下等を極力低減することができ、観察者に対してより良好な３次元映像を表示できる。
また、本実施形態のレンズシート２４では、単位プリズム２４２の側面が凹曲面となっているので、単位プリズム２４２への頂点２４２ｔ近傍に入射する光束を、入射時及び全反射時に、その側面の凹曲面形状によって出射方向を広げることができる。従って、本実施形態のレンズシート２４を表示装置１０に用いることにより、側面が平面からなる単位プリズムを使用した場合に生じやすい映像の筋感やモアレの改善効果が期待できる。さらに、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Ｏ側へ光を立ち上げることができる。
【００５８】
（変形形態）
以上説明した各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）各実施形態において、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。
【００５９】
（２）各実施形態において、図２及び図８等に示すように、単位プリズム１４２，２４２は、頂点１４２ｔ，２４２ｔ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（入射側）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１４２，２４２の先端部が破損し難くなる。
【００６０】
（３）各実施形態において、単位レンズ１４４は、配列方向のにおいてピッチが一定である例を示したが、これに限らず、例えば、単位プリズムの配列ピッチＰ２を一定とし、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。
【００６１】
（４）各実施形態において、レンズシート１４，２４の単位レンズ１４４は、基材層１４１の出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。
【００６２】
（５）各実施形態において、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。
【００６３】
（６）各実施形態において、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。
【００６４】
（７）各実施形態において、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、対角４インチや７インチのものとしてもよいし、より小さいサイズにしてもよい。このような大きな画面サイズの場合、特に画面左右方向の両端部でのクロストークによる３次元映像の視認性の低下や映像の輝度の低下が問題となりやすいが、各実施形態のレンズシート１４，２４を採用することにより、それらの問題を改善し、より良好な３次元映像を表示できる。
【００６５】
（８）各実施形態において、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。
【００６６】
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】
【００６７】
１０ 表示装置
１１ ＬＣＤパネル
１２Ａ，１２Ｂ 光源部
１３ 導光板
１４，２４ レンズシート
１４１ 基材層
１４２，２４２ 単位プリズム
１４３，２４３ プリズム層
１４４ 単位レンズ
１４５ レンズ層
１５ 制御部
【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、透過型表示装置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】
しかし、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。
【０００６】
本発明の課題は、画面左右方向における輝度の不均一性や３次元映像の視認性の低下等を改善し、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を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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（１４２，２４２）が複数配列されて形成されたプリズム層（１４３，２４３）と、を備え、前記単位プリズムは、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、前記基材層を介して、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，２４２ｔ）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（１４２ｔ，２４２ｔ）が前記単位レンズの頂点（１４４ｔ）に対してより該端部側に位置し、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（１４，２４）である。
【０００８】
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、前記単位プリズム（１４２，２４２）の配列ピッチ（Ｐ２）は、前記単位レンズ（１４４）の配列ピッチ（Ｐ４）よりも大きいこと、を特徴とするレンズシート（１４，２４）である。
請求項３の発明は、請求項１に記載のレンズシートにおいて、前記単位プリズムの配列ピッチは、一定であり、前記単位レンズの配列ピッチは、そ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小さくなること、を特徴とするレンズシートである。
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（１４２，２４２）の頂点（１４２ｔ、２４２ｔ）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（１４，２４）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（２４２）の側面（２４２ａ，２４２ｂ）は、凹曲面であること、を特徴とするレンズシート（２４）である。
請求項６の発明は、請求項５に記載のレンズシートにおいて、前記単位プリズム（２４２）の頂点（２４２ｔ）は、前記単位レンズ（１４４）の配列方向の中央において、前記単位レンズ側から平行光を照射した場合の該平行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（２４）である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項６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（１４，２４）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である。
【０００９】
請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のレンズシート（１４，２４）と、前記レンズシートに対して前記プリズム層（１４３，２４３）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，１３，１４，２４）である。
請求項９の発明は、請求項８に記載の面光源装置（１２Ａ，１２Ｂ，１３，１４，２４）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。
【発明の効果】
【００１０】
（１）本発明によるレンズシートは、基材層の入射側に、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た単位プリズムを有し、基材層を介して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いる。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単位レンズの頂点に対してよりその端部側に位置し、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、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って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。そして、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や、両端部の３次元映像が不完全になるという３次元映像の品位の低下を改善できる。
【００１１】
（２）単位プリズムの配列ピッチは、単位レンズの配列ピッチよりも大きいので、単位プリズムの配列方向に沿って両端部に向かうにつれて、単位プリズムの頂点が単位レンズの頂点に対してより外側（端部側）に位置することとなる。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、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って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。そして、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や、両端部の３次元映像が不完全になるという３次元映像の品位の低下を改善できる。
【００１２】
（３）単位プリズムの配列ピッチは、一定であり、単位レンズの配列ピッチは、そ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小さくなるので、単位プリズムの頂点が単位レンズの頂点に対してより外側（端部側）に位置することとなる。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、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って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。そして、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や、両端部の３次元映像が不完全になるという３次元映像の品位の低下を改善できる。
【００１３】
（４）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が、その殆どが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、迷光を低減できる。
【００１４】
（５）単位プリズムの側面は、凹曲面であるので、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。
【００１５】
（６）単位プリズムの頂点は、その配列方向の中央において、単位レンズ側から平行光を照射した場合の平行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。単位プリズムは、その側面が凹曲面であるので、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、焦点位置よりも単位プリズムの頂点が基材層側に位置する場合であっても、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ることができる。
【００１６】
（７）単位プリズムは、電離放射線硬化型樹脂製であるので、製造が容易である。
【００１７】
（８）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】
（９）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ことを特徴とする透過型表示装置である。従って、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観察可能な３次元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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第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】第１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】配列方向における単位レンズの頂点に対する単位プリズムの頂点の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４】配列方向における単位レンズの頂点に対する単位プリズムの頂点の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】配列方向における単位レンズの頂点に対する単位プリズムの頂点の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】第１実施形態のレンズシートの画面左右方向各部における光の様子を示す図である。
【図７】第１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】第２実施形態のレンズシートの形状を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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、光学シートは、光学フィルムとしてもよいし、光学板としてもよい。
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。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、第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。
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の面光源装置（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。
【００２２】
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（ピクセル）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、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。
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
導光板１３は、光源部１２Ａ，１２Ｂが発した光を導光する部材である。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。なお、導光板１３は、出射側の面１３ｃに粗面化加工等を施してもよい。
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。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。
【００２６】
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）の面に形成されたプリズム層１４３と、基材層１４１の出射側（ＬＣＤパネル１１側）の面に形成されたレンズ層１４５とを有している。プリズム層１４３は、複数配列された単位プリズム１４２を有し、レンズ層１４５は、単位プリズム１４２の配列方向と平行な方向を配列方向として複数配列された単位レンズ１４４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。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。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。
【００２７】
図２は、第１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（画面左右方向中央）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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
単位レンズ１４４は、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その形状が一定であり、その配列ピッチがＰ４である。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。
【００３０】
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、略二等辺三角柱状である。単位プリズム１４２の画面左右方向に平行であってシート面に直交する断面の断面形状は、略二等辺三角形形状であり、その断面形状における側面１４２ａ，１４２ｂに相当する辺の長さが等しい。
単位プリズム１４２は、配列方向（画面左右方向）における位置によらず形状が一定であり、その配列ピッチＰ２は、単位レンズの配列ピッチＰ４よりも大きい。
【００３１】
図２（ｃ）に示すように、配列方向において中央（観察画面左右方向中央）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。
しかし、単位プリズム１４２の配列ピッチＰ２が単位レンズの配列ピッチＰ４よりも大きいため、単位レンズ１４４及び単位プリズム１４２の配列方向の中央では、単位レンズ１４４の頂点１４４ｔをと単位プリズム１４２の頂点１４２ｔとはシート面の法線方向から見て一致しているが、配列方向において端部側へ向かうにつれて単位プリズム１４２と単位レンズ１４４との位置がしだいに端部側（外側）へずれていく。そして、単位レンズ１４４及び単位プリズム１４２の配列方向において中央から端部側へ向かうにつれて、しだいに単位プリズムの頂点１４２ｔと、対応する単位レンズ１４４の頂点１４４ｔとの配列方向におけるずれ量は、大きくなる。
【００３２】
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、しだいに画面左右方向右側に位置するようになる。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右側に向かうにつれて大きくなる。
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、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、しだいに画面左右方向左側に位置するようになる。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に向かうにつれて大きくなる。
【００３３】
この単位プリズム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、略１対１で対応しており、シート面の法線方向からみて、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。
【００３４】
単位プリズム１４２の配列方向の中央に位置する単位プリズム１４２の頂点１４２ｔは、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の仮想の焦点に略等しい。この焦点とは、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。
【００３５】
本実施形態のレンズシート１４の実施例として、例えば、以下のような各部の寸法を有するレンズシート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、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＝３８μｍである。さらに、単位プリズム１４２は、そのプリズム高さ（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６０μｍであり、ランド厚が約１０μｍであり、頂角が約６０°である。また、単位プリズム１４２の配列ピッチＰ２は、巨視的には単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４と略同ピッチであるが、実施際には、その差の測定が困難な程度に単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４よりわずかに大きい。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Δｘ／Ｐは、配列方向（画面左右方向）の中央部でΔｘ／Ｐ４＝０（即ち、Δｘ＝０）であり、両端部でΔｘ／Ｐ４＝約０．１５である。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
ここで、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔの単位レンズ１４４の頂点１４４ｔに対する配列方向における位置のずれとその作用について説明する。
図３〜５は、配列方向における単位レンズの頂点に対する単位プリズムの頂点の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３〜５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。
図３〜５は、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔ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１４２の頂点１４２ｔのずれの大きさ（ずれ量Δｘ）が所定の値で一定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。
【００４０】
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。
【００４１】
図３は、配列方向における単位プリズム１４２の頂点１４２ｔの位置と単位レンズ１４４の頂点１４４ｔの位置とが一致している場合（配列方向における頂点位置のずれ量Δｘ＝０である場合）の光の出射角度分布を示している。
図４（ａ）は、配列方向における単位レンズ１４４の頂点１４４ｔの位置に対する単位プリズム１４２の頂点１４２ｔの位置のずれ量Δｘが、単位レンズ１４４のピッチＰ４の５％に相当する（Δｘ／Ｐ４＝０．０５）場合の光の出射角度分布を示し、図４（ｂ）は、配列方向における単位レンズ１４４の頂点１４４ｔの位置に対する単位プリズム１４２の頂点１４２ｔの位置のすれ量Δｘが、単位レンズ１４４のピッチＰ４の１０％に相当する（Δｘ／Ｐ４＝０．１０）場合の光の出射角度分布を示している。
【００４２】
図５（ａ）は、配列方向における単位レンズ１４４の頂点１４４ｔの位置に対する単位プリズム１４２の頂点１４２ｔの位置のずれ量Δｘが、単位レンズ１４４のピッチＰ４の１５％に相当する（Δｘ／Ｐ４＝０．１５）場合の光の出射角度分布を示し、図５（ｂ）は、配列方向における単位レンズ１４４の頂点１４４ｔの位置に対する単位プリズム１４２の頂点１４２ｔの位置のずれ量Δｘが、単位レンズ１４４のピッチＰ４の２０％に相当する（Δｘ／Ｐ４＝０．２０）場合の光の出射角度分布を示している。
【００４３】
図３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場合、入射角度＋７５°の光（光源部１２Ａからの光に相当）は、観察者Ｏから見て右側約２．５度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、観察者Ｏから見て左側約２．５度をピークとして出射している。
しかし、図４，５に示すように、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔを単位レンズ１４４の頂点１４４ｔと一致する位置から、それぞれずれ量Δｘの単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４に対する比を５％、１０％、１５％、２０％とし、それぞれ観察者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。
【００４４】
図４（ａ）に示すように、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。
また、図４（ｂ）に示すように、ずれ量Δｘ／Ｐ４＝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。
図５（ａ）に示すように、ずれ量Δｘ／Ｐ４＝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。
また、図５（ｂ）に示すように、ずれ量Δｘ／Ｐ４＝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。
上述のように、単位プリズム１４２の頂点１４２ｔのずれ量の比Δｘ／Ｐ４（即ち、ずれ量Δｘ）が大きくなるにつれて、入射角度±７５°の光（光源部１２Ａ，１２Ｂからの光に相当）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。しかも、２つのピーク方向のなす角度は略一定である。
【００４５】
図６は、第１実施形態のレンズシートの画面左右方向各部における光の様子を示す図である。図６（ａ）は、画面左右方向右側端部での光の様子を示し、図６（ｂ）は、画面左右方向中央での光の様子を示し、図６（ｃ）は、画面左右方向左側端部での光の様子を示している。
図３〜図５に示す結果から、図６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が対応する単位レンズ１４４の頂点１４４ｔよりも外側に位置する領域では、そのずれ量の大きさに応じて、光のシート面に対する出射角度方向が、配列方向中央に比べて、内側に傾くことがわかる。
【００４６】
例えば、画面左右方向中央では、図６（ｂ）に示すように、光源部１２Ａ，１２Ｂからの光Ｌａ，Ｌｂは、それぞれ、画面法線方向に対して所定の角度をなす方向へ出射する。
また、画面左右方向右側端部では、図６（ａ）に示すように、単位プリズムの頂点１４２ｔが単位レンズの頂点１４４ｔに対して配列方向において右側に位置しており、光Ｌａ，Ｌｂの出射方向は、画面左右方向中央での出射角度に比べて、いずれも画面左右方向左側（中央側）へ変化する。さらに、画面左右方向左側端部では、図６（ｃ）に示すように、単位プリズムの頂点１４２ｔが単位レンズの頂点１４４ｔに対して配列方向において左側に位置しており、光Ｌａ，Ｌｂの出射角度は、画面左右方向中央での出射方向に比べて、いずれも画面左右方向右側（中央側）へ変化している。
そして、光Ｌａ，Ｌｂの出射角度の中央側への変化量の大きさは、頂点のずれ量Δｘに応じて、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。
【００４７】
ここで、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を用いた比較例の表示装置３０とを比較する。
図７は、第１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７（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７（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７（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。
比較例の表示装置３０に用いられるレンズシート（不図示）は、単位プリズムの側面が平面である略二等辺三角柱状であり、単位プリズムは、配列ピッチが単位レンズの配列ピッチに等しく、その頂点は、シート面の法線方向から見て、配列方向の位置によらず単位レンズの頂点と一致している。これらの点が本実施形態とは異なる以外は、比較例のレンズシート及び表示装置３０は、本実施形態のレンズシート１４及び表示装置１０と略同様の形状である。
【００４８】
比較例の表示装置３０では、図７（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、画面左右方向の両端部において、右眼用映像の光Ｌａ及び左眼用映像の光ｂの出射方向は、画面左右方向の中央における出射方向と同じである。そのため、比較例の表示装置３０では、画面左右方向両端部から出射した光は、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て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。
【００４９】
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、図７（ａ）に示すように、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７（ａ）に示すように、それぞれの映像光Ｌａ，Ｌｂ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。
【００５０】
これは、前述の図３〜図６に示したように、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（配列方向中央側）に向かって出射することに起因する。
これにより、本実施形態の表示装置１０であれば、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。
【００５１】
以上のことから、本実施形態によれば、画面左右方向において両端部の映像が暗くなるような輝度の不均一性や、画面左右方向両端部における３次元映像の視認性の低下を極力低減でき、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る。
また、配列方向における単位プリズム１４２の頂点１４２ｔの単位レンズ１４４の頂点１４４ｔに対する位置のずれ量Δｘの大きさ、即ち、単位プリズム１４２の配列ピッチＰ２及び単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４を調整することにより、画面サイズや観察距離等に応じた対応が容易に行える。
【００５２】
（第２実施形態）
図８は、第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８（ａ）は、第２実施形態のレンズシート２４のシート面に直交して単位プリズム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８（ｂ）は、図８（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端部）の拡大図であり、図８（ｃ）は、図８（ａ）の断面において、配列方向の中央（画面左右方向中央）の拡大図であり、図８（ｄ）は、図８（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端部）の拡大図である。
第２実施形態のレンズシート２４は、単位プリズム２４２の形状が第１実施形態に示した単位プリズム１４２とは異なる点以外は、前述のレンズシート１４と略同様の形態である。従って、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第２実施形態のレンズシート２４は、単位レンズ１４４が配列されたレンズ層１４５と、基材層１４１と、単位プリズム２４２が配列されたプリズム層２４３を備えている。このレンズシート２４は、第１実施形態のレンズシート１４と同様に、面光源装置及び表示装置１０に用いることができる。
【００５３】
プリズム層２４３は、基材層１４１の入射側の面に形成され、その入射側の面には単位プリズム２４２が複数配列されている。単位プリズム２４２は、略二等辺三角柱状であるが、その側面２４２ａ，２４２ｂは、入射側（導光板１３側）から見て凹となる凹曲面であり、単位プリズム１４２の谷底となる点で側面２４２ａ，２４２ｂは滑らかに繋げられている。単位プリズム２４２の側面２４２ａとこれに隣接する単位プリズム２４２の側面２４２ｂがなす曲面は、図８に示す断面において、略放物線状である。なお、単位プリズム２４２の配列方向に平行であってシート面に直交する断面において、隣り合う単位プリズム２４２の側面２４２ａ，２４２ｂが形成する曲線は、略カテナリー曲線状であってもよい。
【００５４】
この単位プリズム２４２は、単位レンズ１４４の配列方向に平行な方向に配列されている。単位プリズム２４２は、その配列方向における位置によらず、その形状が一定である。単位プリズム２４２の配列ピッチＰ２は、その配列方向における位置に依らず一定であり、単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４よりも大きい。なお、本実施形態では、単位プリズム２４２形状が一定である例を示したが、これに限らず、単位プリズム２４２は、形状変化していてもよい。
単位プリズム２４２の頂点２４２ｔは、配列方向中央ではシート面の法線方向から見て、単位レンズ１４４の頂点１４４ｔと一致している。しかし、配列方向に沿って端部側となるにつれて、単位プリズム２４２の頂点２４２ｔは、しだいに頂点１４４ｔに対してより端部側（外側）に位置し、そのずれ量Δｘも大きくなる。
【００５５】
この単位プリズム２４２の頂点２４２ｔは、画面配列方向中央において、単位レンズ１４４側から平行光を照射した場合の単位レンズの焦点位置よりも基材層１４１側に位置していてもよいし、焦点位置に一致していてもよい。焦点位置より基材層側に頂点２４２ｔが位置していた場合にも、本実施形態の単位プリズム２４２であれば、導光板からの光を効率よく出射側へ立ち上げることができる。
【００５６】
本実施形態のレンズシート２４の実施例として、例えば、以下のような各部の寸法を有するレンズシート２４を用いることが可能である。実施例のレンズシート２４は、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＝３８μｍである。さらに、単位プリズム２４２は、そのプリズム高さ（単位プリズム２４２間の谷底となる点から頂点２４２ｔまでの厚み方向における寸法）が約３０μｍであり、ランド厚が約１５μｍであり、単位プリズム２４２の配列ピッチＰ２は、巨視的には単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４と略同ピッチであるが、実施際には、その差の測定が困難な程度に単位レンズ１４４の配列ピッチＰ４よりわずかに大きい。そして、単位レンズ１４４及び単位プリズム２４２の配列方向における頂点１４４ｔと頂点２４２ｔ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Δｘ／Ｐは、配列方向（画面左右方向）の中央部でΔｘ／Ｐ４＝０（即ち、Δｘ＝０）であり、両端部でΔｘ／Ｐ４＝０．１５である。
【００５７】
このような形態とした場合にも、前述の第１実施形態と同様に、画面左右方向における両端部での輝度の低下や３次元映像の視認性の低下等を極力低減することができ、観察者に対してより良好な３次元映像を表示できる。
また、本実施形態のレンズシート２４では、単位プリズム２４２の側面が凹曲面となっているので、単位プリズム２４２への頂点２４２ｔ近傍に入射する光束を、入射時及び全反射時に、その側面の凹曲面形状によって出射方向を広げることができる。従って、本実施形態のレンズシート２４を表示装置１０に用いることにより、側面が平面からなる単位プリズムを使用した場合に生じやすい映像の筋感やモアレの改善効果が期待できる。さらに、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Ｏ側へ光を立ち上げることができる。
【００５８】
（変形形態）
以上説明した各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）各実施形態において、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。
【００５９】
（２）各実施形態において、図２及び図８等に示すように、単位プリズム１４２，２４２は、頂点１４２ｔ，２４２ｔ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（入射側）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１４２，２４２の先端部が破損し難くなる。
【００６０】
（３）各実施形態において、単位レンズ１４４は、配列方向のにおいてピッチが一定である例を示したが、これに限らず、例えば、単位プリズムの配列ピッチＰ２を一定とし、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。
【００６１】
（４）各実施形態において、レンズシート１４，２４の単位レンズ１４４は、基材層１４１の出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。
【００６２】
（５）各実施形態において、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。
【００６３】
（６）各実施形態において、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。
【００６４】
（７）各実施形態において、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、対角４インチや７インチのものとしてもよいし、より小さいサイズにしてもよい。このような大きな画面サイズの場合、特に画面左右方向の両端部でのクロストークによる３次元映像の視認性の低下や映像の輝度の低下が問題となりやすいが、各実施形態のレンズシート１４，２４を採用することにより、それらの問題を改善し、より良好な３次元映像を表示できる。
【００６５】
（８）各実施形態において、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。
【００６６】
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】
【００６７】
１０ 表示装置
１１ ＬＣＤパネル
１２Ａ，１２Ｂ 光源部
１３ 導光板
１４，２４ レンズシート
１４１ 基材層
１４２，２４２ 単位プリズム
１４３，２４３ プリズム層
１４４ 単位レンズ
１４５ レンズ層
１５ 制御部
【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、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、前記基材層を介して、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前記単位レンズの頂点に対してより該端部側に位置し、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、
前記単位プリズムの配列ピッチは、前記単位レンズの配列ピッチよりも大きいこと、
を特徴とするレンズシート。
【請求項３】
請求項１に記載のレンズシートにおいて、
前記単位プリズムの配列ピッチは、一定であり、
前記単位レンズの配列ピッチは、そ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小さくなること、
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、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、
前記単位プリズムの側面は、凹曲面であること、
を特徴とするレンズシート。
【請求項６】
請求項５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の中央において、前記単位レンズ側から平行光を照射した場合の該平行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７】
請求項１から請求項６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８】
請求項１から請求項７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、
を備る面光源装置。
【請求項９】
請求項８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、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、前記基材層を介して、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前記単位レンズの頂点に対してより該端部側に位置し、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、
前記単位プリズムの配列ピッチは、前記単位レンズの配列ピッチよりも大きいこと、
を特徴とするレンズシート。
【請求項３】
請求項１に記載のレンズシートにおいて、
前記単位プリズムの配列ピッチは、一定であり、
前記単位レンズの配列ピッチは、そ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小さくなること、
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、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、
前記単位プリズムの側面は、凹曲面であること、
を特徴とするレンズシート。
【請求項６】
請求項５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の中央において、前記単位レンズ側から平行光を照射した場合の該平行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７】
請求項１から請求項６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８】
請求項１から請求項７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、
を備る面光源装置。
【請求項９】
請求項８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。
【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２０１３−３３２１（Ｐ２０１３−３３２１Ａ）
【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２０１１−１３３６８３（Ｐ２０１１−１３３６８３）
【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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