説明

光源デバイスおよび表示装置、ならびに電子機器

【課題】パララックスバリアと等価な機能を導光板を用いて実現すると共に、適切な輝度分布の照明光が得られるようにする。
【解決手段】第1の照明光を照射する第1の光源と、複数の散乱エリアを有し、側面方向から照射された前記第1の照明光を前記複数の散乱エリアで散乱させることによって外部に出射させる導光板と、前記導光板に対向配置され、前記第1の光源とは異なる方向から前記導光板に向けて第2の照明光を照射する第2の光源と、前記導光板と前記第2の光源との間において前記複数の散乱エリアとは異なる位置に配置され、前記第2の照明光を遮光する遮光部とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、パララックスバリア(視差バリア)方式による立体視を可能にする光源デバイスおよび表示装置、ならびに電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
特殊な眼鏡を装着する必要がなく、裸眼で立体視が可能な立体表示方式の一つとして、パララックスバリア方式の立体表示装置が知られている。この立体表示装置は、2次元表示パネルの前面(表示面側)に、パララックスバリアを対向配置したものである。パララックスバリアの一般的な構造は、2次元表示パネルからの表示画像光を遮蔽する遮蔽部と、表示画像光を透過するストライプ状の開口部(スリット部)とを水平方向に交互に設けたものである。
【0003】
パララックスバリア方式では、2次元表示パネルに立体視用の視差画像(2視点の場合には右眼用視点画像と左眼用視点画像)を空間分割して表示し、その視差画像をパララックスバリアによって水平方向に分離することで立体視が行われる。パララックスバリアにおけるスリット幅などを適切に設定することで、所定の位置、方向から観察者が立体表示装置を見た場合に、スリット部を介して観察者の左右の眼に異なる視差画像の光を別々に入射させることができる。
【0004】
なお、2次元表示パネルとして例えば透過型の液晶表示パネルを用いる場合、2次元表示パネルの背面側にパララックスバリアを配置する構成も可能である(特許文献1の図10、特許文献2の図3参照)。この場合、パララックスバリアは、透過型の液晶表示パネルとバックライトとの間に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第3565391号公報(図10)
【特許文献2】特開2007−187823号公報(図3)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、パララックスバリア方式の立体表示装置では、パララックスバリアという3次元表示用の専用部品を必要とするため、部品点数と配置スペースが通常の2次元表示用の表示装置に比べて多く必要になってしまうという問題がある。また、2次元表示と3次元表示とを任意に切り替え表示可能にした表示装置に対する需要がある。この場合、2次元表示と3次元表示との双方について良好な表示を行えるようにする必要がある。そのためには、2次元表示と3次元表示との双方について、適切な輝度分布の照明光が得られるようにする必要がある。
【0007】
本開示の目的は、パララックスバリアと等価な機能を導光板を用いて実現すると共に、適切な輝度分布の照明光が得られるようにした光源デバイスおよび表示装置、ならびに電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示による光源デバイスは、第1の照明光を照射する第1の光源と、複数の散乱エリアを有し、側面方向から照射された第1の照明光を複数の散乱エリアで散乱させることによって外部に出射させる導光板と、導光板に対向配置され、第1の光源とは異なる方向から導光板に向けて第2の照明光を照射する第2の光源と、導光板と第2の光源との間において複数の散乱エリアとは異なる位置に配置され、第2の照明光を遮光する遮光部とを備えたものである。
【0009】
本開示による表示装置は、画像表示を行う表示部と、表示部に向けて画像表示用の光を出射する光源デバイスとを備え、その光源デバイスを、上記本開示の光源デバイスで構成したものである。
また、本開示による電子機器は、上記本開示による表示装置を備えたものである。
【0010】
本開示による光源デバイス、表示装置または電子機器では、第1の光源からの第1の照明光が散乱エリアによって散乱され、導光板の外部に出射される。これにより、第1の照明光に対しては、導光板自体にパララックスバリアとしての機能を持たせることが可能となる。すなわち、等価的に、散乱エリアを開口部(スリット部)としたパララックスバリアとして機能させることができる。これにより、3次元表示に対応することが可能となる。また、第1の光源とは異なる方向から導光板に向けて第2の照明光を照射することで、2次元表示に対応することが可能となる。この場合において、導光板と第2の光源との間において複数の散乱エリアとは異なる位置に遮光部が配置されていることで、2次元表示における輝度分布が改善される。
【発明の効果】
【0011】
本開示の光源デバイス、表示装置または電子機器によれば、導光板に第1の照明光を散乱させる複数の散乱エリアを設けるようにしたので、第1の照明光に対しては、等価的に、導光板自体にパララックスバリアとしての機能を持たせることができる。また、導光板と第2の光源との間において複数の散乱エリアとは異なる位置に遮光部を配置するようにしたので、第2の照明光を照射した場合の輝度分布を改善することができる。これにより、適切な輝度分布の照明光を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本開示の第1の実施の形態に係る表示装置の一構成例を、第1の光源のみをオン(点灯)状態にした場合における光源デバイスからの光線の出射状態と共に示す断面図である。
【図2】(A)は図1に示した表示装置の一構成例を、第2の光源のみをオン(点灯)状態にした場合における光源デバイスからの光線の出射状態と共に示す断面図である。(B)は第2の光源のみをオン状態にした場合における輝度分布を示す説明図である。
【図3】図1に示した表示装置の散乱エリアと遮光部との配置パターンの一例を示す平面図である。
【図4】表示部の画素構造の一例を示す平面図である。
【図5】(A)は図1に示した表示装置における導光板表面の第1の構成例を示す断面図であり、(B)は(A)に示した導光板表面での光線の散乱反射状態を模式的に示す説明図である。
【図6】(A)は図1に示した表示装置における導光板表面の第2の構成例を示す断面図であり、(B)は(A)に示した導光板表面での光線の散乱反射状態を模式的に示す説明図である。
【図7】(A)は図1に示した表示装置における導光板表面の第3の構成例を示す断面図であり、(B)は(A)に示した導光板表面での光線の散乱反射状態を模式的に示す説明図である。
【図8】比較例に係る表示装置の一構成例を、第1の光源のみをオン(点灯)状態にした場合における光源デバイスからの光線の出射状態と共に示す断面図である。
【図9】は比較例に係る表示装置の一構成例を、第2の光源のみをオン(点灯)状態にした場合における光源デバイスからの理想的な光線の出射状態と共に示す断面図である。
【図10】(A)は比較例に係る表示装置の一構成例を、第2の光源のみをオン(点灯)状態にした場合における光源デバイスからの光線の出射状態と共に示す断面図である。(B)は第2の光源のみをオン状態にした場合における輝度分布を示す説明図である。
【図11】第1の変形例に係る表示装置の一構成例を示す断面図である。
【図12】第2の変形例に係る表示装置の一構成例を示す断面図である。
【図13】第2の変形例に係る表示装置の散乱エリアと遮光部との配置パターンの一例を示す平面図である。
【図14】第3の変形例に係る表示装置の一構成例を示す断面図である。
【図15】第4の変形例に係る表示装置の散乱エリアと遮光部との配置パターンの一例を示す平面図である。
【図16】第5の変形例に係る表示装置の一構成例を示す断面図である。
【図17】第6の変形例に係る表示装置の一構成例を示す断面図である。
【図18】第7の変形例に係る表示装置の一構成例を示す断面図である。
【図19】電子機器の一例を示す外観図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態
遮光部を導光板における第2の光源に対向する面に配置した表示装置の構成例。
2.第2の実施の形態
第1ないし第7の変形例。
3.その他の実施の形態
電子機器の構成例等
【0014】
<1.第1の実施の形態>
[表示装置の全体構成]
図1および図2(A)は、本開示の第1の実施の形態に係る表示装置の一構成例を示している。この表示装置は、画像表示を行う表示部1と、表示部1の背面側に配置され、表示部1に向けて画像表示用の光を出射する光源デバイスとを備えている。光源デバイスは、第1の光源2(2D/3D表示用光源)と、導光板3と、第2の光源7(2D表示用光源)とを備えている。光源デバイスはまた、導光板3と第2の光源7との間に配置された遮光部41を備えている。導光板3は、表示部1側に対向配置される第1の内部反射面3Aと、第2の光源7側に対向配置される第2の内部反射面3Bとを有している。なお、この表示装置は、その他にも、表示に必要な表示部1用の制御回路等を備えているが、その構成は一般的な表示用の制御回路等と同様であるので、その説明を省略する。また、光源デバイスは、図示しないが、第1の光源2および第2の光源7のオン(点灯)・オフ(非点灯)制御を行う制御回路を備えている。
【0015】
なお、本実施の形態では、表示部1の表示面(画素の配列面)、または導光板3の第2の内部反射面3Bに平行な面内における第1の方向(垂直方向)をY方向、第1の方向に直交する第2の方向(水平方向)をX方向とする。また、Y方向およびX方向に直交する方向(厚み方向)をZ方向とする。
【0016】
この表示装置は、全画面での2次元(2D)表示モードと、全画面での3次元(3D)表示モードとを任意に選択的に切り替えることが可能とされている。2次元表示モードと3次元表示モードとの切り替えは、表示部1に表示する画像データの切り替え制御と、第1の光源2および第2の光源7のオン・オフの切り替え制御とを行うことで可能となっている。図1は、第1の光源2のみをオン(点灯)状態にした場合における光源デバイスからの光線の出射状態を模式的に示しているが、これは3次元表示モードに対応している。図2(A)は、第2の光源7のみをオン(点灯)状態にした場合における光源デバイスからの光線の出射状態を模式的に示しているが、これは2次元表示モードに対応している。
【0017】
表示部1は、透過型の2次元表示パネル、例えば透過型の液晶表示パネルを用いて構成され、例えば図4に示したように、R(赤色)用画素11R、G(緑色)用画素11G、およびB(青色)用画素11Bからなる画素を複数有し、それら複数の画素がマトリクス状に配置されている。表示部1は、光源デバイスからの光を画像データに応じて画素を各色ごとに変調させることで2次元的な画像表示を行うようになっている。表示部1には、3次元画像データに基づく複数の視点画像と2次元画像データに基づく画像とが任意に選択的に切り替え表示されるようになっている。なお、3次元画像データとは、例えば、3次元表示における複数の視野角方向に対応した複数の視点画像を含むデータである。例えば2眼式の3次元表示を行う場合、右眼表示用と左眼表示用の視点画像のデータである。3次元表示モードでの表示を行う場合には、例えば、1画面内にストライプ状の複数の視点画像が含まれる合成画像を生成して表示する。
【0018】
第1の光源2は、例えば、CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)等の蛍光ランプや、LED(Light Emitting Diode)を用いて構成されている。第1の光源2は、導光板3内部に向けて側面方向から第1の照明光L1(図1)を照射するようになっている。第1の光源2は、導光板3の側面に少なくとも1つ配置されている。例えば、導光板3の平面形状が四角形である場合、側面は4つとなるが、第1の光源2は、少なくともいずれか1つの側面に配置されていれば良い。図1では、導光板3における互いに対向する2つの側面に第1の光源2を配置した構成例を示している。第1の光源2は、2次元表示モードと3次元表示モードとの切り替えに応じて、オン(点灯)・オフ(非点灯)制御されるようになっている。具体的には第1の光源2は、表示部1に3次元画像データに基づく画像を表示する場合(3次元表示モードの場合)には点灯状態に制御されると共に、表示部1に2次元画像データに基づく画像を表示する場合(2次元表示モードの場合)には非点灯状態または点灯状態に制御されるようになっている。
【0019】
第2の光源7は、導光板3に対して第2の内部反射面3Bが形成された側に対向配置されている。第2の光源7は、第1の光源2とは異なる方向から導光板3に向けて第2の照明光L10を照射するようになっている。より具体的には、第2の光源7は、第2の内部反射面3Bに向けて外側(導光板3の背面側)から第2の照明光L10を照射するようになっている(図2(A)参照)。第2の光源7は、一様な面内輝度の光を発する面状光源であれば良く、その構造自体は特定のものには限定されず、市販の面状バックライトを使用することが可能である。例えばCCFLやLED等の発光体と、面内輝度を均一化するための光拡散板とを用いた構造などが考えられる。第2の光源7は、2次元表示モードと3次元表示モードとの切り替えに応じて、オン(点灯)・オフ(非点灯)制御されるようになっている。具体的には第2の光源7は、表示部1に3次元画像データに基づく画像を表示する場合(3次元表示モードの場合)には非点灯状態に制御されると共に、表示部1に2次元画像データに基づく画像を表示する場合(2次元表示モードの場合)には点灯状態に制御されるようになっている。
【0020】
導光板3は、例えばアクリル樹脂等による透明なプラスチック板により構成されている。導光板3は、第2の内部反射面3B以外の面は、全面に亘って透明とされている。例えば、導光板3の平面形状が四角形である場合、第1の内部反射面3Aと、4つの側面とが全面に亘って透明とされている。
【0021】
第1の内部反射面3Aは、全面に亘って鏡面加工がなされており、導光板3内部において全反射条件を満たす入射角で入射した光線を内部全反射させると共に、全反射条件から外れた光線を外部に出射するようになっている。
【0022】
第2の内部反射面3Bは、散乱エリア31と全反射エリア32とを有している。散乱エリア31は、後述するように、導光板3の表面にレーザ加工、サンドブラスト加工、塗装加工、またはシート状の光散乱部材を貼り付けるなどすることで形成されている。第2の内部反射面3Bにおいて、散乱エリア31は3次元表示モードにしたときに、第1の光源2からの第1の照明光L1に対してパララックスバリアとしての開口部(スリット部)として機能し、全反射エリア32は遮蔽部として機能するようになっている。第2の内部反射面3Bにおいて、散乱エリア31と全反射エリア32は、パララックスバリアに相当する構造となるようなパターンで設けられている。すなわち、全反射エリア32はパララックスバリアにおける遮蔽部に相当するパターンで設けられ、散乱エリア31はパララックスバリアにおける開口部に相当するパターンで設けられている。なお、パララックスバリアのバリアパターンとしては例えば、縦長のスリット状の開口部が遮蔽部を介して水平方向に多数、並列配置されたようなストライプ状のパターン等、種々のタイプのものを用いることができ、特定のものには限定されない。
【0023】
第1の内部反射面3Aと第2の内部反射面3Bにおける全反射エリア32は、全反射条件を満たす入射角θ1で入射した光線を内部全反射させる(所定の臨界角αよりも大きい入射角θ1で入射した光線を内部全反射させる)ようになっている。これにより、全反射条件を満たす入射角θ1で入射した第1の光源2からの第1の照明光L1は、第1の内部反射面3Aと第2の内部反射面3Bにおける全反射エリア32との間で、内部全反射により側面方向に導光されるようになっている。全反射エリア32はまた、図2(A)に示したように、第2の光源7からの第2の照明光L10を透過させ、第1の内部反射面3Aに向けて全反射条件を外れた光線として出射するようになっている。
【0024】
なお、導光板3の屈折率をn1、導光板3の外側の媒質(空気層)の屈折率をn0(<n1)とすると臨界角αは、以下で表される。α,θ1は、導光板表面の法線に対する角度とする。全反射条件を満たす入射角θ1は、θ1>αとなる。
sinα=n0/n1
【0025】
散乱エリア31は、図1に示したように、第1の光源2からの第1の照明光L1を散乱反射させ、第1の照明光L1の少なくとも一部の光を第1の内部反射面3Aに向けて全反射条件を外れた光線(散乱光線L20)として出射するようになっている。
【0026】
遮光部41は、導光板3と第2の光源7との間に複数、配置されている。遮光部41は、導光板3における第2の光源7に対向する面(第2の内部反射面3B)に配置されている。遮光部41は、後述するように、第2の照明光L10の輝度分布を改善するために、第2の照明光L10を部分的に遮光するものである。導光板3に設けた散乱エリア31は導光板3の内部を導光している光(第1の照明光L1)を散乱反射させて、光を導光板3の外に取り出すことを目的としている。一方、遮光部41は、第1の照明光L1に対しては散乱作用がないような正反射(鏡面反射)材料であることが好ましい。反射率が高く正反射する材料としては、銀やアルミニウムなどを使用することができる。遮光部41の材料は高反射率でなく光の吸収があっても構わない。ただし、その場合、第1の照明光L1が吸収されるので3次元表示時の輝度が全体的に低下して暗くなる。
【0027】
図3は、散乱エリア31と遮光部41との配置パターンの一例を示している。遮光部41は、散乱エリア31とは異なる水平位置に配置されている。遮光部41は、隣り合う2つの散乱エリア31の間に対応する位置に1つずつ配置されている。図3の例では、散乱エリア31がストライプ状のパターンで配置されている。より具体的には、垂直方向に延在する散乱エリア31が、水平方向に所定の周期で複数、並列配置されている。遮光部41も散乱エリア31と同様にストライプ状のパターンで配置されている。また、図3の例では、散乱エリア31の水平方向の幅W1と遮光部41の水平方向の幅W2とが略同一とされ、水平方向に略同一の周期で配置されている。
【0028】
なお、図1に示した表示装置において、表示部1に表示された複数の視点画像の空間分離を行うためには、表示部1の画素部と導光板3の散乱エリア31とが所定の距離を保って対向配置されている必要がある。図1では表示部1と導光板3との間が空気間隔となっているが、所定の距離を保つために、表示部1と導光板3との間にスペーサが配置されていても良い。この場合、スペーサは、無色透明で散乱が少ない材料であればよく、例えばPMMAなどを使用することができる。このスペーサは表示部1の背面側の表面と導光板3の表面との全部を覆うように設けられていても良いし、所定の距離を保つために必要最小限、部分的に設けられていても構わない。また、導光板3の厚みを全体的に厚くして空気間隔をなくすようにしてもよい。
【0029】
[散乱エリア31の具体的な構成例]
図5(A)は、導光板3における第2の内部反射面3Bの第1の構成例を示している。図5(B)は図5(A)に示した第1の構成例における第2の内部反射面3Bでの光線の反射状態および散乱状態を模式的に示している。この第1の構成例は、散乱エリア31を、全反射エリア32に対して凹形状の散乱エリア31Aにした構成例である。このような凹形状の散乱エリア31Aは例えば、サンドブラスト加工やレーザ加工により形成することができる。例えば、導光板3の表面を鏡面加工した後、散乱エリア31Aに対応する部分をレーザ加工することで形成することができる。この第1の構成例の場合、第2の内部反射面3Bにおいて、全反射条件を満たす入射角θ1で入射した第1の光源2からの第1の照明光L11は、全反射エリア32で内部全反射される。一方、凹形状の散乱エリア31Aでは、全反射エリア32と同じ入射角θ1で入射したとしても、入射した第1の照明光L12の光線の一部が凹形状の側面部分33では全反射条件を満たさなくなり、一部が散乱透過し、その他は散乱反射する。この散乱反射した光線(散乱光線L20)の一部またはすべてが、図1に示したように、第1の内部反射面3Aに向けて全反射条件を外れた光線として出射される。
【0030】
図6(A)は、導光板3における第2の内部反射面3Bの第2の構成例を示している。図6(B)は図6(A)に示した第2の構成例における第2の内部反射面3Bでの光線の反射状態および散乱状態を模式的に示している。この第2の構成例は、散乱エリア31を、全反射エリア32に対して凸形状の散乱エリア31Bにした構成例である。このような凸形状の散乱エリア31Bは例えば、導光板3の表面を金型による成型加工することで形成することができる。この場合、金型の表面により全反射エリア32に対応する部分については鏡面加工を行う。この第2の構成例の場合、第2の内部反射面3Bにおいて、全反射条件を満たす入射角θ1で入射した第1の光源2からの第1の照明光L11は、全反射エリア32で内部全反射される。一方、凸形状の散乱エリア31Bでは、全反射エリア32と同じ入射角θ1で入射したとしても、入射した第1の照明光L12の光線の一部が凸形状の側面部分34では全反射条件を満たさなくなり、一部が散乱透過し、その他は散乱反射する。この散乱反射した光線(散乱光線L20)の一部またはすべてが、図1に示したように、第1の内部反射面3Aに向けて全反射条件を外れた光線として出射される。
【0031】
図7(A)は、導光板3における第2の内部反射面3Bの第3の構成例を示している。図7(B)は図7(A)に示した第3の構成例における第2の内部反射面3Bでの光線の反射状態および散乱状態を模式的に示している。図5(A)および図6(A)の構成例では、導光板3の表面を全反射エリア32とは異なる形状に表面加工することにより散乱エリア31を形成するようにした。これに対して図7(A)の構成例による散乱エリア31Cは、表面加工ではなく、第2の内部反射面3Bに対応する導光板3の表面に、導光板3の材料とは異なる材料による光散乱部材35を配置したものである。この場合、光散乱部材35として例えば白色塗料(例えば硫酸バリウム)をスクリーン印刷で導光板3の表面にパターニングすることで散乱エリア31Cを形成することができる。この第3の構成例の場合、第2の内部反射面3Bにおいて、全反射条件を満たす入射角θ1で入射した第1の光源2からの第1の照明光L11は、全反射エリア32で内部全反射される。一方、光散乱部材35を配置した散乱エリア31Cでは、全反射エリア32と同じ入射角θ1で入射したとしても、入射した第1の照明光L12が光散乱部材35によって一部が散乱透過し、その他は散乱反射する。この散乱反射した光線の一部またはすべてが、第1の内部反射面3Aに向けて全反射条件を外れた光線として出射される。
【0032】
[表示装置の基本動作]
この表示装置において、3次元表示モードでの表示を行う場合、表示部1には3次元画像データに基づく画像表示を行うと共に、第1の光源2と第2の光源7とを3次元表示用にオン(点灯)・オフ(非点灯)制御する。具体的には、図1に示したように、第1の光源2をオン(点灯)状態にすると共に、第2の光源7をオフ(非点灯)状態に制御する。この状態では、第1の光源2からの第1の照明光L1は、導光板3において第1の内部反射面3Aと第2の内部反射面3Bの全反射エリア32との間で、繰り返し内部全反射されることにより、第1の光源2が配置された側の一方の側面から、対向する他方の側面へと導光され、他方の側面から出射される。その一方で、第1の光源2による第1の照明光L1の一部が、導光板3の散乱エリア31で散乱反射されることで、導光板3の第1の内部反射面3Aを透過し、導光板3の外部に出射される。これにより、導光板自体にパララックスバリアとしての機能を持たせることが可能となる。すなわち、第1の光源2による第1の照明光L1に対しては、等価的に、散乱エリア31を開口部(スリット部)とし、全反射エリア32を遮蔽部とするようなパララックスバリアとして機能させることができる。これにより、等価的に、表示部1の背面側にパララックスバリアを配置したパララックスバリア方式による3次元表示が行われる。
なお、遮光部41は、例えば第1の照明光L1に対して散乱作用がないような正反射(鏡面反射)材料にすることで、第1の照明光L1に対しては全反射エリア32と同様に機能する。従って、導光板3の内部を導光している光は遮光部41に入射しても光の角度が変化しないので、そのまま内部を導光し続け第1の内部反射面3Aから外に出射されることはない。
【0033】
一方、2次元表示モードでの表示を行う場合には、表示部1には2次元画像データに基づく画像表示を行うと共に、第1の光源2と第2の光源7とを2次元表示用にオン(点灯)・オフ(非点灯)制御する。具体的には、例えば図2(A)に示したように、第1の光源2をオフ(非点灯)状態にすると共に、第2の光源7をオン(点灯)状態に制御する。この場合、第2の光源7による第2の照明光L10が、第2の内部反射面3Bにおける全反射エリア32を透過することで、第1の内部反射面3Aのほぼ全面から、全反射条件を外れた光線となって導光板3の外部に出射される。すなわち導光板3は、通常のバックライトと同様の面状光源として機能する。これにより、等価的に、表示部1の背面側に通常のバックライトを配置したバックライト方式による2次元表示が行われる。
【0034】
なお、第2の光源7のみを点灯させたとしても導光板3のほぼ全面から、第2の照明光L10が出射されるが、必要に応じて、第1の光源2を点灯するようにしても良い。これにより、例えば、第2の光源7のみを点灯しただけでは、散乱エリア31と全反射エリア32とに対応する部分で輝度分布に差が生じるような場合、第1の光源2の点灯状態を適宜調整する(オン・オフ制御、または点灯量の調整をする)ことで全面に亘って輝度分布を最適化することが可能である。ただし、2次元表示を行う場合において、例えば表示部1側で十分に輝度の補正を行える場合には、第2の光源7のみの点灯で構わない。
【0035】
[遮光部41を設けたことによる作用]
次に、遮光部41を設けたことによる作用について説明する。まず、比較例として、図8に示したように、図1の構成に対して遮光部41を設けない構成にした場合の問題点について説明する。図8は、この比較例に係る表示装置において、第1の光源2のみをオン(点灯)状態にした場合(3次元表示モード)における光線の出射状態を示している。これに対して、図9は、この比較例に係る表示装置において、第2の光源7のみをオン(点灯)状態にした場合(2次元表示モード)における、理想的な光線の出射状態を示している。第2の光源7のみをオン(点灯)状態にした場合、図9に示したように導光板3において第2の照明光L10が全反射エリア32および散乱エリア31を同等に透過し、第1の内部反射面3Aのほぼ全面から均一に外部に出射されることが理想である。しかしながら、実際には、散乱エリア31では第2の照明光L10に対して散乱透過や散乱反射がある。このため、全反射エリア32と比較すると、散乱エリア31に対応する位置では光線の出射方向が変化してしまい、導光板3の外部に出射される光線の輝度が低下し、輝度分布が不均一になってしまう。図10(A)は、上記したような散乱エリア31での散乱透過や散乱反射を考慮した場合の2次元表示モードにおける光線の出射状態を示している。図10(B)は、図10(A)の光線出射状態でのX方向の輝度分布を示している。
【0036】
図10(B)に示したように、この比較例では、散乱エリア31に対応する位置で輝度が低下する。特に、3次元表示の視点数を多くしようとすると、散乱エリア31の水平方向の配置間隔が大きくなり、散乱エリア31の水平方向の配置位置の周期が長くなる。この場合、輝度低下の周期が長くなり、目視観察でも輝度低下が見えやすくなってしまう。
【0037】
この比較例に対して、遮光部41を設けた場合の2次元表示モードにおけるX方向の輝度分布を図2(B)に示す。図2(B)に示したように、第2の光源7からの第2の照明光L10に対して、散乱エリア31と遮光部41とに対応する部分で輝度低下が発生する。しかしながら、図10(A),(B)の比較例に比べて、遮光部41を設けたことによって輝度低下の周期が短くなる。散乱エリア31と遮光部41とが、水平方向に略同一の周期で交互に配置されていることで、比較例に対して、輝度低下の周期が約1/2倍になる。これにより、目視観察では輝度低下を非常に認識し難くなる。遮光部41の水平方向の幅W2(図3参照)は、散乱エリア31で発生している輝度低下の度合いにより適宜、調整することが好ましい。
【0038】
[効果]
以上説明したように、本実施の形態に係る表示装置によれば、導光板3の第2の内部反射面3Bに散乱エリア31と全反射エリア32とを設け、第1の光源2による第1の照明光と、第2の光源7による第2の照明光L10とを選択的に導光板3の外部に出射可能にしたので、等価的に、導光板3自体にパララックスバリアとしての機能を持たせることができる。これにより、従来のパララックスバリア方式の立体表示装置に比べて部品点数を少なくし、省スペース化を図ることができる。
【0039】
また、本実施の形態に係る表示装置によれば、導光板3と第2の光源7との間において散乱エリア31とは異なる水平位置に遮光部41を配置するようにしたので、第2の照明光L10を照射した場合の輝度分布を改善することができる。これにより、適切な輝度分布の照明光を得ることができる。特に、2次元表示における輝度分布を改善することができる。
【0040】
<2.第2の実施の形態>
次に、本開示の第2の実施の形態に係る表示装置について説明する。なお、上記第1の実施の形態に係る表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【0041】
本実施の形態では、上記第1の実施の形態に係る表示装置に対する複数の変形例を説明する。
【0042】
[第1の変形例]
図11は、第1の変形例に係る表示装置の一構成例を、第2の光源7のみをオン(点灯)状態にした場合における光線の出射状態と共に示している。上記図1〜図3に示した構成例では、散乱エリア31と遮光部41とを、水平方向に略同一の周期で交互に配置し、遮光部41を設けなかった場合に比べて、輝度低下の周期を約1/2倍にしている。しかしながら、輝度低下の周期を1/2よりも短い周期となるようにしても構わない。この場合、水平方向における遮光部41の配置数を散乱エリア31よりも多くすれば良い。また、上記図1〜図3に示した構成例では隣り合う2つの散乱エリア31の間に対応する位置に遮光部41を1つずつ均等に配置するようにしたが、遮光部41の配置は均等でなくとも良い。図11では、水平方向の位置に応じて、2つの散乱エリア31の間に対応する位置に配置する遮光部41の数を変化させた例を示している。
【0043】
[第2の変形例]
図12は、第2の変形例に係る表示装置の一構成例を、第2の光源7のみをオン(点灯)状態にした場合における光線の出射状態と共に示している。図13は、第2の変形例に係る表示装置における、散乱エリア31と遮光部41との配置パターンの一例を示している。上記図1〜図3に示した構成例では、散乱エリア31の水平方向の幅W1と遮光部41の水平方向の幅W2とを略同一にしたが、場所によって遮光部41の水平方向の幅W2が異なっていても良い。例えば図13に示したように、散乱エリア31の水平方向の幅W1よりも広い幅W3を有する遮光部41Aと、小さい幅W4を有する遮光部41Bとが混在していても良い。
【0044】
[第3の変形例]
図14は、第3の変形例に係る表示装置の一構成例を、第2の光源7のみをオン(点灯)状態にした場合における光線の出射状態と共に示している。上記図1〜図3に示した構成例では、遮光部41を水平方向に所定の周期で複数、均等に並列配置するようにしたが、遮光部41の水平方向の配置ピッチを図14に示したように、場所によって変化させるようにしても良い。また、遮光部41は、水平方向において、隣り合う2つの散乱エリア31の中央に配置されていなくとも良い。
【0045】
[第4の変形例]
図15は、第4の変形例に係る表示装置における、散乱エリア31と遮光部41との配置パターンの一例を示している。上記図3の構成例では、散乱エリア31と遮光部41とを共に、垂直方向に連続的に延在するストライプ状のパターンにしたが、垂直方向のパターンはこれに限らない。散乱エリア31と遮光部41との垂直方向のパターンが異なっていても良い。例えば図15に示したように、散乱エリア31は全て垂直方向に連続的に延在するストライプ状のパターンとし、遮光部41は場所に応じて部分的に長さの異なるストライプ状のパターンとしても良い。
【0046】
[第5の変形例]
図16は、第5の変形例に係る表示装置の一構成例を、第2の光源7のみをオン(点灯)状態にした場合における光線の出射状態と共に示している。上記図1の構成例では、遮光部41を、導光板3における第2の光源7に対向する面(第2の内部反射面3B)に配置するようにしたが、遮光部41の配置位置はこれに限らない。例えば図16に示したように、遮光部41を、第2の光源7における導光板3に対向する面に配置するようにしても良い。
【0047】
[第6の変形例]
図17は、第6の変形例に係る表示装置の一構成例を、第2の光源7のみをオン(点灯)状態にした場合における光線の出射状態と共に示している。上記図1または図16の構成例では、遮光部41を、導光板3または第2の光源7の1つの面に配置するようにしたが、導光板3と第2の光源7とは別の部材に遮光部41を配置するようにしても良い。例えば図17に示したように、導光板3と第2の光源7との間にガラス基板などの透明基板40を配置し、その透明基板40上に遮光部41を配置しても良い。
【0048】
[第7の変形例]
図18は、第7の変形例に係る表示装置の一構成例を、第2の光源7のみをオン(点灯)状態にした場合における光線の出射状態と共に示している。上記上記第1の実施の形態では、導光板3において、散乱エリア31と全反射エリア32とを第2の内部反射面3B側に設けた構成例について説明したが、図18に示したように、散乱エリア31と全反射エリア32とを第1の内部反射面3A側に設けた構成であっても良い。この場合、第2の内部反射面3Bには、全面に亘って鏡面加工を施す。
【0049】
なお、以上の各変形例を任意に組み合わせた構成も可能である。例えば、第1の変形例と第2の変形例とを組み合わせ、水平方向における遮光部41の配置数を散乱エリア31よりも多くすると共に、場所によって遮光部41の水平方向の幅W2を異ならせるようにしても良い。また、場所によって遮光部41の材料(反射率)が異なっていても構わない。
【0050】
<3.その他の実施の形態>
本開示による技術は、上記各実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、上記各実施の形態に係る表示装置はいずれも、表示機能を有する種々の電子機器に適用可能である。図19は、そのような電子機器の一例としてテレビジョン装置の外観構成を表している。このテレビジョン装置は、フロントパネル210およびフィルターガラス220を含む映像表示画面部200を備えている。
【0051】
また例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
(1)
画像表示を行う表示部と、
前記表示部に向けて画像表示用の光を出射する光源デバイスと
を含み、
前記光源デバイスは、
第1の照明光を照射する第1の光源と、
複数の散乱エリアを有し、側面方向から照射された前記第1の照明光を前記複数の散乱エリアで散乱させることによって外部に出射させる導光板と、
前記導光板に対向配置され、前記第1の光源とは異なる方向から前記導光板に向けて第2の照明光を照射する第2の光源と、
前記導光板と前記第2の光源との間において前記複数の散乱エリアとは異なる位置に配置され、前記第2の照明光を遮光する遮光部と
を備えた表示装置。
(2)
前記遮光部は、隣り合う2つの前記散乱エリアの間に対応する位置に、少なくとも1つ位置されている
上記(1)に記載の表示装置。
(3)
前記遮光部は、前記導光板における前記第2の光源に対向する面に配置されている
上記(1)または(2)に記載の表示装置。
(4)
前記遮光部は、前記第2の光源における前記導光板に対向する面に配置されている
上記(1)または(2)に記載の表示装置。
(5)
前記導光板と前記第2の光源との間に配置された透明基板をさらに備え、
前記遮光部は、前記透明基板に設けられている
上記(1)または(2)に記載の表示装置。
(6)
前記表示部は、3次元画像データに基づく複数の視点画像と2次元画像データに基づく画像とを選択的に切り替え表示するものであり、
前記第2の光源は、前記表示部に前記複数の視点画像を表示する場合には、非点灯状態に制御され、前記表示部に前記2次元画像データに基づく画像を表示する場合には、点灯状態に制御される
上記(1)ないし(5)のいずれか1つに記載の表示装置。
(7)
前記第1の光源は、前記表示部に前記複数の視点画像を表示する場合には、点灯状態に制御され、前記表示部に前記2次元画像データに基づく画像を表示する場合には、非点灯状態または点灯状態に制御される
上記(6)に記載の表示装置。
(8)
第1の照明光を照射する第1の光源と、
複数の散乱エリアを有し、側面方向から照射された前記第1の照明光を前記複数の散乱エリアで散乱させることによって外部に出射させる導光板と、
前記導光板に対向配置され、前記第1の光源とは異なる方向から前記導光板に向けて第2の照明光を照射する第2の光源と、
前記導光板と前記第2の光源との間において前記複数の散乱エリアとは異なる位置に配置され、前記第2の照明光を遮光する遮光部と
を備えた光源デバイス。
(9)
表示装置を備え、
前記表示装置は、
画像表示を行う表示部と、
前記表示部に向けて画像表示用の光を出射する光源デバイスと
を含み、
前記光源デバイスは、
第1の照明光を照射する第1の光源と、
複数の散乱エリアを有し、側面方向から照射された前記第1の照明光を前記複数の散乱エリアで散乱させることによって外部に出射させる導光板と、
前記導光板に対向配置され、前記第1の光源とは異なる方向から前記導光板に向けて第2の照明光を照射する第2の光源と、
前記導光板と前記第2の光源との間において前記複数の散乱エリアとは異なる位置に配置され、前記第2の照明光を遮光する遮光部材と
を有する電子機器。
【符号の説明】
【0052】
1…表示部、2…第1の光源(2D/3D表示用光源)、3…導光板、3A…第1の内部反射面、3B…第2の内部反射面、7…第2の光源(2D表示用光源)、11R…赤色用画素、11G…緑色用画素、11B…青色用画素、31,31A,31B,31C…散乱エリア、32…全反射エリア、33…凹形状の側面部分、34…凸形状の側面部分、35…光散乱部材、40…透明基板、41,41A,41B…遮光部、200…映像表示画面部、210…フロントパネル、220…フィルターガラス、L1,L11,L12…第1の照明光、L10…第2の照明光,L20…散乱光線、θ1…入射角、W1…散乱エリアの幅、W2,W3,W4…遮光エリアの幅。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
画像表示を行う表示部と、
前記表示部に向けて画像表示用の光を出射する光源デバイスと
を含み、
前記光源デバイスは、
第1の照明光を照射する第1の光源と、
複数の散乱エリアを有し、側面方向から照射された前記第1の照明光を前記複数の散乱エリアで散乱させることによって外部に出射させる導光板と、
前記導光板に対向配置され、前記第1の光源とは異なる方向から前記導光板に向けて第2の照明光を照射する第2の光源と、
前記導光板と前記第2の光源との間において前記複数の散乱エリアとは異なる位置に配置され、前記第2の照明光を遮光する遮光部と
を備えた表示装置。
【請求項2】
前記遮光部は、隣り合う2つの前記散乱エリアの間に対応する位置に、少なくとも1つ位置されている
請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
前記遮光部は、前記導光板における前記第2の光源に対向する面に配置されている
請求項1に記載の表示装置。
【請求項4】
前記遮光部は、前記第2の光源における前記導光板に対向する面に配置されている
請求項1に記載の表示装置。
【請求項5】
前記導光板と前記第2の光源との間に配置された透明基板をさらに備え、
前記遮光部は、前記透明基板に設けられている
請求項1に記載の表示装置。
【請求項6】
前記表示部は、3次元画像データに基づく複数の視点画像と2次元画像データに基づく画像とを選択的に切り替え表示するものであり、
前記第2の光源は、前記表示部に前記複数の視点画像を表示する場合には、非点灯状態に制御され、前記表示部に前記2次元画像データに基づく画像を表示する場合には、点灯状態に制御される
請求項1に記載の表示装置。
【請求項7】
前記第1の光源は、前記表示部に前記複数の視点画像を表示する場合には、点灯状態に制御され、前記表示部に前記2次元画像データに基づく画像を表示する場合には、非点灯状態または点灯状態に制御される
請求項6に記載の表示装置。
【請求項8】
第1の照明光を照射する第1の光源と、
複数の散乱エリアを有し、側面方向から照射された前記第1の照明光を前記複数の散乱エリアで散乱させることによって外部に出射させる導光板と、
前記導光板に対向配置され、前記第1の光源とは異なる方向から前記導光板に向けて第2の照明光を照射する第2の光源と、
前記導光板と前記第2の光源との間において前記複数の散乱エリアとは異なる位置に配置され、前記第2の照明光を遮光する遮光部と
を備えた光源デバイス。
【請求項9】
表示装置を備え、
前記表示装置は、
画像表示を行う表示部と、
前記表示部に向けて画像表示用の光を出射する光源デバイスと
を含み、
前記光源デバイスは、
第1の照明光を照射する第1の光源と、
複数の散乱エリアを有し、側面方向から照射された前記第1の照明光を前記複数の散乱エリアで散乱させることによって外部に出射させる導光板と、
前記導光板に対向配置され、前記第1の光源とは異なる方向から前記導光板に向けて第2の照明光を照射する第2の光源と、
前記導光板と前記第2の光源との間において前記複数の散乱エリアとは異なる位置に配置され、前記第2の照明光を遮光する遮光部材と
を有する電子機器。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【公開番号】特開2013−104915(P2013−104915A)
【公開日】平成25年5月30日(2013.5.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−246773(P2011−246773)
【出願日】平成23年11月10日(2011.11.10)
【出願人】(000002185)ソニー株式会社 (34,172)
【Fターム(参考)】