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、所望の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を備える。前記散乱エリアを、表面に複数の凹凸形状を形成するか、または光散乱材料を分散させることによって光散乱特性が付加されたものとし、前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が位置に応じて変化する構造とする。
【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を備える。前記散乱エリアを、表面に複数の凹凸形状を形成するか、または光散乱材料を分散させることによって光散乱特性が付加されたものとし、前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が位置に応じて変化する構造とする。
【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。
【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、所望の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を備えたものである。そして、散乱エリアを、表面に複数の凹凸形状を形成するか、または光散乱材料を分散させることによって光散乱特性が付加されたものとし、凹凸形状の密度または光散乱材料の濃度が位置に応じて変化する構造にしたものである。
【０００９】
本開示による表示装置は、画像表示を行う表示部と、表示部に対向配置され、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、散乱エリアの凹凸形状の密度または光散乱材料の濃度が位置に応じて変化する構造なので、所望の輝度分布の照明光が得られる。
【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、散乱エリアにおける凹凸形状の密度または光散乱材料の濃度が位置に応じて変化する構造となるようにしたので、所望の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】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。
【図３】表示部の画素構造の一例を示す平面図である。
【図４】（Ａ）は図１に示した表示装置における導光板の平面図である。（Ｂ）は導光板の側面方向の断面図である。（Ｃ）は散乱エリアの基本構造を示す説明図である。（Ｄ）は散乱エリアにおける凹凸形状の密度分布を示す説明図である。
【図５】（Ａ）は図１に示した表示装置における導光板の平面図である。（Ｂ）は導光板の側面方向の断面図である。（Ｃ）は導光板のＸ方向の輝度分布を示す説明図である。
【図６】散乱エリアのＸ方向の輝度分布を示す説明図である。
【図７】（Ａ）は比較例に係る表示装置における導光板の平面図である。（Ｂ）は比較例に係る導光板の側面方向の断面図である。（Ｃ）は比較例に係る導光板のＹ方向の輝度分布および散乱エリアにおける凹凸形状の密度分布の一例を示す説明図である。
【図８】（Ａ）は図１に示した表示装置における導光板の平面図である。（Ｂ）は導光板の側面方向の断面図である。（Ｃ）は導光板のＹ方向の輝度分布および散乱エリアにおける凹凸形状の密度分布の一例を示す説明図である。
【図９】散乱エリアにおける凹凸形状の密度分布の一例を示す説明図である。
【図１０】導光板のＹ方向の輝度分布の一例を示す説明図である。
【図１１】（Ａ）は第２の実施の形態に係る表示装置における導光板の平面図である。（Ｂ）は導光板の側面方向の断面図である。（Ｃ）は散乱エリアの基本構造を示す説明図である。（Ｄ）は散乱エリアにおける光散乱材料の濃度分布を示す説明図である。
【図１２】（Ａ）は第２の実施の形態に係る表示装置における導光板の平面図である。（Ｂ）は導光板の側面方向の断面図である。（Ｃ）は導光板のＹ方向の輝度分布および散乱エリアにおける光散乱材料の濃度分布の一例を示す説明図である。
【図１３】（Ａ）は比較例に係る表示装置における導光板の平面図である。（Ｂ）は比較例に係る導光板の側面方向の断面図である。（Ｃ）は比較例に係る導光板のＹ方向の輝度分布および散乱エリアにおける光散乱材料の濃度分布の一例を示す説明図である。
【図１４】（Ａ）は第３の実施の形態の第１の構成例に係る表示装置における導光板の平面図である。（Ｂ）は導光板の側面方向の断面図である。（Ｃ）〜（Ｅ）は散乱エリアにおける凹凸形状の密度分布の一例を示す説明図である。
【図１５】（Ａ）は第３の実施の形態の第２の構成例に係る表示装置における導光板の平面図である。（Ｂ）は導光板の側面方向の断面図である。（Ｃ），（Ｄ）は散乱エリアにおける凹凸形状の密度分布の一例を示す説明図である。
【図１６】（Ａ）は図１５（Ｃ）に対応する部分の輝度分布の一例を示す説明図である。（Ｂ）は図１５（Ｄ）に対応する部分の輝度分布の一例を示す説明図である。
【図１７】第４の実施の形態に係る表示装置の構成例を光源デバイスからの光線の出射状態と共に示した示す断面図であり、（Ａ）は３次元表示時の光線出射状態を示し、（Ｂ）は２次元表示時の光線出射状態を示している。
【図１８】第５の実施の形態に係る表示装置の構成例を光源デバイスからの光線の出射状態と共に示した示す断面図であり、（Ａ）は３次元表示時の光線出射状態を示し、（Ｂ）は２次元表示時の光線出射状態を示している。
【図１９】第６の実施の形態に係る表示装置の構成例を光源デバイスからの光線の出射状態と共に示した示す断面図であり、（Ａ）は３次元表示時の光線出射状態を示し、（Ｂ）は２次元表示時の光線出射状態を示している。
【図２０】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
第１の光源と第２の光源とを用いる表示装置の例。
散乱エリアの凹凸の密度分布を位置に応じて変化させて輝度分布の均一化を図った構成の例。
２．第２の実施の形態
散乱エリアの光散乱材料の濃度分布を位置に応じて変化させて輝度分布の均一化を図った構成の例。
３．第３の実施の形態
散乱エリアの凹凸の密度分布を位置に応じて変化させて輝度分布に角度依存性を持たせた構成の例。
４．第４の実施の形態
散乱エリアが第１の内部反射面にある表示装置の例。
５．第５の実施の形態
第１の光源と電子ペーパーとを用いる表示装置の例。
６．第６の実施の形態
第１の光源とポリマー拡散板とを用いる表示装置の例。
７．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。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。
【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３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やサンドブラスト加工などすることで、光散乱特性が付加されている。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】
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。
【００２７】
［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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
［散乱エリア３１の具体的な構成例］
図４（Ａ）〜（Ｄ）は、散乱エリア３１の具体的な構成例を示している。以下では、図４（Ａ），（Ｂ）に示したように、導光板３におけるＹ方向の第１の側面および第２の側面に、第１の光源２を対向配置した場合を例に説明する。
【００３１】
散乱エリア３１は、図４（Ａ）に示したように、第１の側面と第２の側面との間でＹ方向に延在すると共に、Ｘ方向にストライプ状に複数、並列的に配列されている。１つの散乱エリア３１は、図４（Ｃ）に示したように、全体として凸状の立体的なパターンとなっている。そして、その立体パターンの表面（界面）に、例えばレーザ加工やサンドブラスト加工などにより、微小な複数の凹凸形状４１が形成されることによって光散乱特性が付加されている。さらに、その凹凸形状４１の密度が、図４（Ｄ）に示したように、第１の光源２からの距離（導光板３の第１の側面および第２の側面からの距離）に応じて変化する構造とされている。具体的には、第１の光源２からの距離が離れるに従って凹凸形状４１の密度が高くなるようにしている。第１の光源２はＹ方向の２つの側面に配置されているので、Ｙ方向の中央部では最も密度が高くなる構造となる。第１の光源２から離れるほど凹凸形状４１の密度を高くすることで、光が散乱エリア３１に入射した時に、凹凸形状４１の部分に当たる確率を高くする。凹凸形状４１の部分に当たる確率が高くなると、光が拡散反射して導光板３の外部に出射する確率も高くなる。すなわち、輝度が向上する。
【００３２】
（輝度分布の考察）
以上の構成とすることによって、３次元表示時において、均一な面内輝度分布を実現することができる。次に、導光板３の輝度分布について考察する。なお、以下で考察する輝度分布は、３次元表示時における輝度分布、すなわち、第１の光源２のみをオン（点灯）状態にした場合における輝度のことをいう。
【００３３】
まず、図５（Ａ）〜（Ｃ）のように、散乱エリア３１の立体パターンの延在方向に垂直な方向（Ｘ方向）の輝度分布を考察する。散乱エリア３１の立体パターンを拡大して輝度分布を見ると、図６のように立体パターンがある部分のみ光が拡散反射して導光板３の外部に出射する。このため、導光板３全体としては、図５（Ｃ）のような輝度分布を形成することとなる。この離散的な発光パターンによって、液晶パネル等の表示部１と組み合わせた際に３次元表示を実現することができる。
【００３４】
次に、図７〜図１０を参照して、散乱エリア３１の立体パターンの延在方向（Ｙ方向）の輝度分布を考察する。図７（Ａ）〜（Ｃ）は比較例としての輝度分布を示している。図７（Ａ）〜（Ｃ）の比較例では、散乱エリア３１の凹凸形状４１の密度分布が、第１の光源２からの距離に関係なく、Ｙ方向に一定の分布となっている。散乱エリア３１の立体パターンの表面（界面）が、光が立体パターンに当たった時に、ある一定の割合で拡散反射するような特性を持っている場合、シミュレーションを用いて面内輝度分布を計算すると、拡散反射の割合が、第１の光源２からの距離に関係なく、ある一定の割合である場合、図７（Ｃ）のように、多くの光が第１の光源２の近くで出射してしまう。このため、面内輝度分布を均一にすることができない。
【００３５】
一方、図８（Ａ）〜（Ｃ）は、散乱エリア３１の凹凸形状４１の密度を、第１の光源２からの距離が離れるに従って高くした場合の輝度分布を示している。第１の光源２から離れるほど凹凸形状４１の密度を高くし拡散反射の割合が高くなるようにすると、結果として、図８（Ｃ）のように、面内輝度分布を均一にすることができる。
【００３６】
図９および図１０には、輝度分布をシミュレーションした結果を示す。図９は、散乱エリア３１における凹凸形状４１の密度分布を一定にした場合と変化させた場合とを比較した密度分布の一例を示す。図１０には、図９のように密度分布を一定にした場合と変化させた場合とにおける輝度分布を比較した例を示す。図１０に示したように、凹凸形状４１の密度分布を変化させた場合には、輝度分布を均一化することできる。
【００３７】
なお、以上の説明では、第１の光源２を導光板３におけるＹ方向の第１の側面および第２の側面に対向配置した場合を例に説明したが、第１の光源２をＸ方向の第３の側面および第４の側面に対向配置した場合においても同様に、凹凸形状４１の密度分布を変化させるようにすればよい。第１の光源２をＸ方向に配置した場合、第１の光源２からの距離に応じてＸ方向に密度分布を変化させることで、３次元表示時における輝度分布を均一化することができる。
【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、散乱エリア３１の凹凸形状４１の密度分布を第１の光源２からの距離に応じて変化させるようにしたので、３次元表示における輝度分布を改善して面内輝度分布の均一化を図ることができる。
【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して、散乱エリア３１の構成の変形例を説明する。
【００４２】
［散乱エリア３１の変形例］
図１１（Ａ）〜（Ｄ）は、散乱エリア３１の変形例を示している。以下では、図１１（Ａ），（Ｂ）に示したように、導光板３におけるＹ方向の第１の側面および第２の側面に、第１の光源２を対向配置した場合を例に説明する。
【００４３】
本変形例では、散乱エリア３１の全体的な形状は、上記図４（Ａ）と同様であり、散乱エリア３１が、第１の側面と第２の側面との間でＹ方向に延在すると共に、Ｘ方向にストライプ状に複数、並列的に配列されている。散乱エリア３１は、全体として凸状の立体的なパターンとなっている。本変形例では、図１１（Ｃ）に示したように、散乱エリア３１の立体パターンの内部に、光散乱材料４２が充填されている。例えば樹脂に光散乱材料４２を分散させることで、光散乱特性が付加されている。本変形例では、図４（Ｃ）のような凹凸形状４１は必ずしも必要ではない。本変形例では、立体パターンの表面の凹凸形状４１の密度ではなく、図１１（Ｄ）のように、光散乱材料４２の濃度を変化させることによって、面内輝度分布の調整を行うことができる。具体的には、第１の光源２からの距離が離れるに従って光散乱材料４２の濃度が高くなるようにする。第１の光源２はＹ方向の２つの側面に配置されているので、Ｙ方向の中央部では最も濃度が高くなる構造となる。第１の光源２から離れるほど濃度を高くすることで、光が散乱エリア３１に入射した時に、光が拡散反射して導光板３の外部に出射する確率が高くなる。すなわち、輝度が向上する。
【００４４】
ここで、散乱エリア３１の立体パターンの延在方向（Ｙ方向）の輝度分布を考察する。図１２（Ａ）〜（Ｃ）は比較例としての輝度分布を示している。図１２（Ａ）〜（Ｃ）の比較例では、散乱エリア３１における光散乱材料４２の濃度分布が、第１の光源２からの距離に関係なく、Ｙ方向に一定の分布となっている。この場合、図１２（Ｃ）のように、多くの光が第１の光源２の近くで出射してしまう。このため、面内輝度分布を均一にすることができない。
【００４５】
一方、図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、散乱エリア３１の光散乱材料４２の濃度を、第１の光源２からの距離が離れるに従って高くした場合の輝度分布を示している。第１の光源２から離れるほど濃度を高くし拡散反射の割合が高くなるようにすると、結果として、図１３（Ｃ）のように、面内輝度分布を均一にすることができる。
【００４６】
なお、以上の説明では、第１の光源２を導光板３におけるＹ方向の第１の側面および第２の側面に対向配置した場合を例に説明したが、第１の光源２をＸ方向の第３の側面および第４の側面に対向配置した場合においても同様に、光散乱材料４２の濃度分布を変化させるようにすればよい。第１の光源２をＸ方向に配置した場合、第１の光源２からの距離に応じてＸ方向に濃度分布を変化させることで、３次元表示時における輝度分布を均一化することができる。
【００４７】
＜３．第３の実施の形態＞
次に、本開示の第３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または第２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。
【００４８】
上記第１の実施の形態では、輝度分布の均一化を図るために散乱エリア３１の凹凸形状４１の密度分布を変化させる例を示したが、以下の構成例のように、輝度分布に角度依存性を持たせる目的で、凹凸形状４１の密度分布を変化させるようにしても良い。
【００４９】
［第１の構成例］
図１４（Ａ）〜（Ｅ）は、散乱エリア３１の第１の構成例を示している。本変形例では、散乱エリア３１の全体的な形状は、上記図４（Ａ）と同様であり、散乱エリア３１が、第１の側面と第２の側面との間でＹ方向に延在すると共に、Ｘ方向にストライプ状に複数、並列的に配列されている。散乱エリア３１は、全体として凸状の立体的なパターンとなっている。そして、その立体パターンの表面（界面）に、微小な複数の凹凸形状４１が形成されることによって光散乱特性が付加されている。さらに、その凹凸形状４１の密度が、図１４（Ｃ）〜（Ｅ）に示したように、Ｘ方向の位置に応じて変化する構造とされている。具体的には、Ｘ方向において中心部方向では周辺部方向に比べて凹凸形状４１の密度が相対的に高くなるようにしている。例えば、図１４（Ｃ），（Ｅ）のように、Ｘ方向の両側部における散乱エリア３１については、立体パターンのＸ方向の中心部方向では凹凸形状４１の密度が相対的に高くなっている。また、図１４（Ｄ）のように、Ｘ方向の中心部に位置する散乱エリア３１については、凹凸形状４１の密度は略一定となっている。これにより、導光板３の光出射面に対して法線方向から見たときに相対的に輝度が高く、法線に対して角度を付けて左右方向から見たときには相対的に輝度が低くなるような、角度依存性を持たせることができる。
【００５０】
［第２の構成例］
図１５（Ａ）〜（Ｄ）は、散乱エリア３１の第２の構成例を示している。本変形例では、散乱エリア３１が、図１５（Ａ）に示したように、Ｙ方向に対して斜めに延在している。この斜めに延在する散乱エリア３１が、Ｘ方向にストライプ状に複数、並列的に配列されている。散乱エリア３１は、全体として凸状の立体的なパターンとなっている。そして、その立体パターンの表面（界面）に、微小な複数の凹凸形状４１が形成されることによって光散乱特性が付加されている。さらに、その凹凸形状４１の密度が、図１５（Ｃ），（Ｄ）に示したように、Ｘ方向の位置に応じて変化する構造とされている。具体的には、Ｘ方向において中心部方向では周辺部方向に比べて凹凸形状４１の密度が相対的に高くなるようにしている。例えば、図１５（Ｃ）のように、左側部分にある散乱エリア３１については、立体パターンのＸ方向の中心部方向は右側であり、右側方向では凹凸形状４１の密度が相対的に高くなっている。図１５（Ｄ）のように、右側部分にある散乱エリア３１については、立体パターンのＸ方向の中心部方向は左側であり、左側方向では凹凸形状４１の密度が相対的に高くなっている。これにより、導光板３の光出射面に対して法線方向から見たときに相対的に輝度が高く、法線に対して角度を付けて左右方向から見たときには相対的に輝度が低くなるような、角度依存性を持たせることができる。
【００５１】
図１６（Ａ）は、図１５（Ｃ）に対応する部分の輝度分布の一例を示している。図１６（Ｂ）は、図１５（Ｄ）に対応する部分の輝度分布の一例を示している。このように、輝度分布に角度依存性を持たせることができる。
【００５２】
なお、第２の実施の形態のように、凹凸形状４１の密度分布ではなく、光散乱材料４２の濃度分布を変化させることによっても同様の角度依存性を持たせることが可能である。
【００５３】
＜４．第４の実施の形態＞
次に、本開示の第４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ないし第３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。
【００５４】
［表示装置の全体構成］
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、第１の内部反射面３Ａ側に設けた構成であっても良い。
【００５５】
図１７（Ａ），（Ｂ）は、本開示の第４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、図１の表示装置と同様に、２次元表示モードと３次元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。図１７（Ａ）は３次元表示モードでの構成に対応し、図１７（Ｂ）は２次元表示モードでの構成に対応している。図１７（Ａ），（Ｂ）には、各表示モードにおける光源デバイスからの光線の出射状態も模式的に図示している。
【００５６】
第２の内部反射面３Ｂは、全面に亘って鏡面加工がなされており、全反射条件を満たす入射角θ１で入射した第１の照明光Ｌ１を内部全反射させるようになっている。第１の内部反射面３Ａは、散乱エリア３１と全反射エリア３２とを有している。第１の内部反射面３Ａにおいて、全反射エリア３２と散乱エリア３１は、上述の第１または第２の実施の形態と同様に、パララックスバリアに相当する構造となるような構造で設けられている。すなわち、３次元表示モードにしたときに、散乱エリア３１が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が遮蔽部として機能するような構造とされている。
【００５７】
全反射エリア３２は、全反射条件を満たす入射角θ１で入射した第１の照明光Ｌ１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で入射した第１の照明光Ｌ１を内部全反射させる）ようになっている。散乱エリア３１は、入射した光線Ｌ２のうち、全反射エリア３２における所定の全反射条件を満たす入射角θ１に対応する角度で入射した光線の少なくとも一部を外部に出射させる（所定の臨界角αよりも大きい入射角θ１に対応する角度で入射した光線の少なくとも一部を外部に出射させる）ようになっている。散乱エリア３１ではまた、入射した光線Ｌ２のうち、その他の一部の光線が内部反射するようになっている。
【００５８】
図１７（Ａ），（Ｂ）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１７（Ａ），（Ｂ）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。
【００５９】
［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（図１７（Ａ））、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２の光源７の状態を全面に亘ってオフ（非点灯）状態にする。導光板３の側面に配置された第１の光源２は、オン（点灯）状態にする。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の全反射エリア３２と第２の内部反射面３Ｂ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、導光板３において第１の内部反射面３Ａの散乱エリア３１に入射した光線Ｌ２のうち、全反射条件を外れた一部の光線が散乱エリア３１から外部に出射される。散乱エリア３１ではまた、その他の一部の光線が内部反射されるが、その光線は、導光板３の第２の内部反射面３Ｂを介して外部に出射され、画像の表示に寄与することはない。結果として、導光板３において第１の内部反射面３Ａからは、散乱エリア３１のみから光線が出射される。すなわち、導光板３の表面を等価的に、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。
【００６０】
一方、２次元表示モードでの表示を行う場合（図１７（Ｂ））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２の光源７の状態を全面に亘ってオン（点灯）状態にする。導光板３の側面に配置された第１の光源２は、例えば非点灯にする。この状態では、第２の光源７からの第２の照明光Ｌ１０が第２の内部反射面３Ｂを介して、ほぼ垂直に近い状態で導光板３に入射する。従って、その光線の入射角度は、全反射エリア３２における全反射条件を外れた状態となり、散乱エリア３１のみならず、全反射エリア３２からも外部に出射される。結果として、導光板３において第１の内部反射面３Ａの全面から光線が出射される。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。
【００６１】
なお、２次元表示モードでの表示を行う場合において、導光板３の側面に配置された第１の光源２も、第２の光源７と共にオン（点灯）状態に制御するようにしても良い。また、２次元表示モードでの表示を行う場合において、第１の光源２を、必要に応じて非点灯状態と点灯状態とに切り替え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。
【００６２】
［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１の内部反射面３Ａ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。
【００６３】
また、本実施の形態においても、散乱エリア３１の構造を、上述の第１ないし第３の実施の形態と同様の構成にすることにより、３次元表示における輝度分布を所望の分布にすることが可能である。
【００６４】
＜５．第５の実施の形態＞
次に、本開示の第５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ないし第４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。
【００６５】
［表示装置の全体構成］
図１８（Ａ），（Ｂ）は、本開示の第５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、図１７（Ａ），（Ｂ）の表示装置における第２の光源７に代えて、電子ペーパー４を備えたものである。
【００６６】
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。図１８（Ａ）は３次元表示モードでの構成に対応し、図１８（Ｂ）は２次元表示モードでの構成に対応している。図１８（Ａ），（Ｂ）には、各表示モードにおける光源デバイスからの光線の出射状態も模式的に図示している。
【００６７】
電子ペーパー４は、導光板３に対して、第１の照明光Ｌ１の外部への出射方向とは反対側（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。電子ペーパー４は、入射した光線に対する作用を、光吸収状態と散乱反射状態との２つの状態に選択的に切り替え可能な光学デバイスとなっている。電子ペーパー４は、例えば電気泳動（Electrophoresis）方式や電子粉流体方式による粒子移動型ディスプレイで構成されている。粒子移動型ディスプレイでは、対向する一対の基板間に、例えば正に帯電した黒色粒子と例えば負に帯電した白色粒子とを分散させ、基板間に印加する電圧に応じて粒子を移動させることで、黒色表示または白色表示を行う。特に電気泳動方式では溶液中に粒子を分散させ、電子粉流体方式では気体中に粒子を分散させている。上述の光吸収状態とは、図１８（Ａ）に示したように電子ペーパー４の表示面４１を全面黒表示状態にすることに相当し、散乱反射状態とは、図１８（Ｂ）に示したように電子ペーパー４の表示面４１を全面白色表示状態にすることに相当する。電子ペーパー４は、表示部１に３次元画像データに基づく複数の視点画像を表示する場合（３次元表示モードにする場合）には、入射した光線に対する作用を光吸収状態にするようになっている。電子ペーパー４はまた、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次元表示モードにする場合）には、入射した光線に対する作用を散乱反射状態にするようになっている。
【００６８】
図１８（Ａ），（Ｂ）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１８（Ａ），（Ｂ）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。
【００６９】
［表示装置の動作］
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（図１８（Ａ））、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、電子ペーパー４の表示面４１を全面黒表示状態（光吸収状態）にする。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の全反射エリア３２と第２の内部反射面３Ｂ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、導光板３において第１の内部反射面３Ａの散乱エリア３１に入射した光線Ｌ２のうち、全反射条件を外れた一部の光線が散乱エリア３１から外部に出射される。散乱エリア３１ではまた、その他の一部の光線Ｌ３が内部反射されるが、その光線Ｌ３は、導光板３の第２の内部反射面３Ｂを介して、電子ペーパー４の表示面４１に入射する。ここで、電子ペーパー４の表示面４１は全面黒表示状態になっているので、その光線Ｌ３は表示面４１で吸収される。結果として、導光板３において第１の内部反射面３Ａからは、散乱エリア３１のみから光線が出射される。すなわち、導光板３の表面を等価的に、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。
【００７０】
一方、２次元表示モードでの表示を行う場合（図１８（Ｂ））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、電子ペーパー４の表示面４１を全面白色表示状態（散乱反射状態）にする。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の全反射エリア３２と第２の内部反射面３Ｂ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、導光板３において第１の内部反射面３Ａの散乱エリア３１に入射した光線Ｌ２のうち、全反射条件を外れた一部の光線が散乱エリア３１から外部に出射される。散乱エリア３１ではまた、その他の一部の光線Ｌ３が内部反射されるが、その光線Ｌ３は、導光板３の第２の内部反射面３Ｂを介して、電子ペーパー４の表示面４１に入射する。ここで、電子ペーパー４の表示面４１は全面白色表示状態になっているので、その光線Ｌ３は表示面４１で散乱反射される。ここで散乱反射された光線は、第２の内部反射面３Ｂを介して再び導光板３に入射するが、その光線の入射角度は、全反射エリア３２における全反射条件を外れた状態となり、散乱エリア３１のみならず、全反射エリア３２からも外部に出射される。結果として、導光板３において第１の内部反射面３Ａの全面から光線が出射される。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。
【００７１】
［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１の内部反射面３Ａに全反射エリア３２と散乱エリア３１とを設けるようにしたので、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。また、電子ペーパー４の表示状態を切り替えるだけで、２次元表示モードと３次元表示モードとを容易に切り替えることができる。
【００７２】
また、本実施の形態においても、散乱エリア３１の構造を、上述の第１ないし第３の実施の形態と同様の構成にすることにより、３次元表示における輝度分布を所望の分布にすることが可能である。
【００７３】
＜６．第６の実施の形態＞
次に、本開示の第６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ないし第５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。
【００７４】
［表示装置の全体構成］
図１９（Ａ），（Ｂ）は、本開示の第６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、図１８（Ａ），（Ｂ）の表示装置と同様に、２次元表示モードと３次元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。図１９（Ａ）は３次元表示モードでの構成に対応し、図１９（Ｂ）は２次元表示モードでの構成に対応している。図１９（Ａ），（Ｂ）には、各表示モードにおける光源デバイスからの光線の出射状態も模式的に図示している。
【００７５】
この表示装置は、光源デバイスが、図１８（Ａ），（Ｂ）の表示装置における電子ペーパー４に代えてポリマー拡散板５を備えている。その他の構成は、図１８（Ａ），（Ｂ）の表示装置と同様である。ポリマー拡散板５は、ポリマー分散型液晶（polymer-dispersed liquid crystal）を用いて構成されている。ポリマー拡散板５は、導光板３に対して、第１の照明光Ｌ１の外部への出射方向（第１の内部反射面３Ａが形成された側）に対向配置されている。ポリマー拡散板５は、液晶層に印加する電圧に応じて、入射した光線に対する作用を、透明状態と拡散透過状態との２つの状態に選択的に切り替え可能な光学デバイスである。
【００７６】
［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（図１９（Ａ））、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、ポリマー拡散板５の状態を全面に亘って透明状態にする。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の全反射エリア３２と第２の内部反射面３Ｂ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、導光板３において第１の内部反射面３Ａの散乱エリア３１に入射した光線Ｌ２のうち、全反射条件を外れた一部の光線が散乱エリア３１から外部に出射される。散乱エリア３１を介して外部に出射された光線はポリマー拡散板５に入射するが、ポリマー拡散板５の状態は全面に亘って透明状態になっているので、散乱エリア３１からの出射角度を保った状態で、そのままポリマー拡散板５を透過して表示部１に入射する。散乱エリア３１ではまた、その他の一部の光線Ｌ３が内部反射されるが、その光線Ｌ３は、導光板３の第２の内部反射面３Ｂを介して外部に出射され、画像の表示に寄与することはない。結果として、導光板３において第１の内部反射面３Ａからは、散乱エリア３１のみから光線が出射される。すなわち、導光板３の表面を等価的に、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。
【００７７】
一方、２次元表示モードでの表示を行う場合（図１９（Ｂ））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、ポリマー拡散板５の状態を全面に亘って拡散透過状態にする。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の全反射エリア３２と第２の内部反射面３Ｂ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、導光板３において第１の内部反射面３Ａの散乱エリア３１に入射した光線Ｌ２のうち、全反射条件を外れた一部の光線が散乱エリア３１から外部に出射される。ここで、散乱エリア３１を介して外部に出射された光線はポリマー拡散板５に入射するが、ポリマー拡散板５の状態は全面に亘って拡散透過状態になっているので、表示部１に入射する光線は、ポリマー拡散板５によって全面に亘って拡散された状態となる。結果として、光源デバイス全体としては、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。
【００７８】
また、本実施の形態においても、散乱エリア３１の構造を、上述の第１ないし第３の実施の形態と同様の構成にすることにより、３次元表示における輝度分布を所望の分布にすることが可能である。
【００７９】
＜７．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２０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。
【００８０】
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
を備え、
前記散乱エリアは、表面に複数の凹凸形状を形成するか、または光散乱材料を分散させることによって光散乱特性が付加されたものであり、前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が位置に応じて変化する構造とされている
表示装置。
（２）
前記散乱エリアは、前記第１の光源からの距離に応じて前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が変化する構造とされている
上記（１）に記載の表示装置。
（３）
前記散乱エリアは、前記第１の光源からの距離が離れるに従って前記凹凸形状の密度が高くなる、または前記光散乱材料の濃度が高くなる構造とされている
上記（２）に記載の表示装置。
（４）
前記散乱エリアは、水平方向において中心部方向では周辺部方向に比べて前記凹凸形状の密度が相対的に高くなる、または前記光散乱材料の濃度が相対的に高くなる構造とされている
上記（１）に記載の表示装置。
（５）
前記第１の光源は、前記導光板の所定の側面に対向配置され、前記所定の側面からの距離に応じて前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が変化する構造とされている
上記（１）に記載の表示装置。
（６）
前記散乱エリアは、水平方向にストライプ状に複数、並列的に配列されている
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、
上記（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の表示装置。
（８）
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（７）に記載の表示装置。
（９）
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（８）に記載の表示装置。
（１０）
前記導光板に対して、前記第１の照明光の出射方向とは反対側に対向配置され、入射した光線に対する作用を、光吸収状態と散乱反射状態との２つの状態に選択的に切り替え可能な光学デバイスをさらに備えた
上記（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１１）
前記導光板に対して、前記第１の照明光の出射方向に対向配置され、入射した光線に対する作用を、透明状態と拡散透過状態との２つの状態に選択的に切り替え可能な光学デバイスをさらに備えた
上記（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１２）
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
を備え、
前記散乱エリアは、表面に複数の凹凸形状を形成するか、または光散乱材料を分散させることによって光散乱特性が付加されたものであり、前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が位置に応じて変化する構造とされている
光源デバイス。
（１３）
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
を有し、
前記散乱エリアは、表面に複数の凹凸形状を形成するか、または光散乱材料を分散させることによって光散乱特性が付加されたものであり、前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が位置に応じて変化する構造とされている
電子機器。
【符号の説明】
【００８１】
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、４…電子ペーパー、５…ポリマー拡散板、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…散乱エリア、３２…全反射エリア、４１…凹凸形状、４２…光散乱材料、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。
【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。
【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、所望の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を備えたものである。そして、散乱エリアを、表面に複数の凹凸形状を形成するか、または光散乱材料を分散させることによって光散乱特性が付加されたものとし、凹凸形状の密度または光散乱材料の濃度が位置に応じて変化する構造にしたものである。
【０００９】
本開示による表示装置は、画像表示を行う表示部と、表示部に対向配置され、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、散乱エリアの凹凸形状の密度または光散乱材料の濃度が位置に応じて変化する構造なので、所望の輝度分布の照明光が得られる。
【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、散乱エリアにおける凹凸形状の密度または光散乱材料の濃度が位置に応じて変化する構造となるようにしたので、所望の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】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。
【図３】表示部の画素構造の一例を示す平面図である。
【図４】（Ａ）は図１に示した表示装置における導光板の平面図である。（Ｂ）は導光板の側面方向の断面図である。（Ｃ）は散乱エリアの基本構造を示す説明図である。（Ｄ）は散乱エリアにおける凹凸形状の密度分布を示す説明図である。
【図５】（Ａ）は図１に示した表示装置における導光板の平面図である。（Ｂ）は導光板の側面方向の断面図である。（Ｃ）は導光板のＸ方向の輝度分布を示す説明図である。
【図６】散乱エリアのＸ方向の輝度分布を示す説明図である。
【図７】（Ａ）は比較例に係る表示装置における導光板の平面図である。（Ｂ）は比較例に係る導光板の側面方向の断面図である。（Ｃ）は比較例に係る導光板のＹ方向の輝度分布および散乱エリアにおける凹凸形状の密度分布の一例を示す説明図である。
【図８】（Ａ）は図１に示した表示装置における導光板の平面図である。（Ｂ）は導光板の側面方向の断面図である。（Ｃ）は導光板のＹ方向の輝度分布および散乱エリアにおける凹凸形状の密度分布の一例を示す説明図である。
【図９】散乱エリアにおける凹凸形状の密度分布の一例を示す説明図である。
【図１０】導光板のＹ方向の輝度分布の一例を示す説明図である。
【図１１】（Ａ）は第２の実施の形態に係る表示装置における導光板の平面図である。（Ｂ）は導光板の側面方向の断面図である。（Ｃ）は散乱エリアの基本構造を示す説明図である。（Ｄ）は散乱エリアにおける光散乱材料の濃度分布を示す説明図である。
【図１２】（Ａ）は第２の実施の形態に係る表示装置における導光板の平面図である。（Ｂ）は導光板の側面方向の断面図である。（Ｃ）は導光板のＹ方向の輝度分布および散乱エリアにおける光散乱材料の濃度分布の一例を示す説明図である。
【図１３】（Ａ）は比較例に係る表示装置における導光板の平面図である。（Ｂ）は比較例に係る導光板の側面方向の断面図である。（Ｃ）は比較例に係る導光板のＹ方向の輝度分布および散乱エリアにおける光散乱材料の濃度分布の一例を示す説明図である。
【図１４】（Ａ）は第３の実施の形態の第１の構成例に係る表示装置における導光板の平面図である。（Ｂ）は導光板の側面方向の断面図である。（Ｃ）〜（Ｅ）は散乱エリアにおける凹凸形状の密度分布の一例を示す説明図である。
【図１５】（Ａ）は第３の実施の形態の第２の構成例に係る表示装置における導光板の平面図である。（Ｂ）は導光板の側面方向の断面図である。（Ｃ），（Ｄ）は散乱エリアにおける凹凸形状の密度分布の一例を示す説明図である。
【図１６】（Ａ）は図１５（Ｃ）に対応する部分の輝度分布の一例を示す説明図である。（Ｂ）は図１５（Ｄ）に対応する部分の輝度分布の一例を示す説明図である。
【図１７】第４の実施の形態に係る表示装置の構成例を光源デバイスからの光線の出射状態と共に示した示す断面図であり、（Ａ）は３次元表示時の光線出射状態を示し、（Ｂ）は２次元表示時の光線出射状態を示している。
【図１８】第５の実施の形態に係る表示装置の構成例を光源デバイスからの光線の出射状態と共に示した示す断面図であり、（Ａ）は３次元表示時の光線出射状態を示し、（Ｂ）は２次元表示時の光線出射状態を示している。
【図１９】第６の実施の形態に係る表示装置の構成例を光源デバイスからの光線の出射状態と共に示した示す断面図であり、（Ａ）は３次元表示時の光線出射状態を示し、（Ｂ）は２次元表示時の光線出射状態を示している。
【図２０】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
第１の光源と第２の光源とを用いる表示装置の例。
散乱エリアの凹凸の密度分布を位置に応じて変化させて輝度分布の均一化を図った構成の例。
２．第２の実施の形態
散乱エリアの光散乱材料の濃度分布を位置に応じて変化させて輝度分布の均一化を図った構成の例。
３．第３の実施の形態
散乱エリアの凹凸の密度分布を位置に応じて変化させて輝度分布に角度依存性を持たせた構成の例。
４．第４の実施の形態
散乱エリアが第１の内部反射面にある表示装置の例。
５．第５の実施の形態
第１の光源と電子ペーパーとを用いる表示装置の例。
６．第６の実施の形態
第１の光源とポリマー拡散板とを用いる表示装置の例。
７．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。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。
【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３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やサンドブラスト加工などすることで、光散乱特性が付加されている。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】
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。
【００２７】
［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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
［散乱エリア３１の具体的な構成例］
図４（Ａ）〜（Ｄ）は、散乱エリア３１の具体的な構成例を示している。以下では、図４（Ａ），（Ｂ）に示したように、導光板３におけるＹ方向の第１の側面および第２の側面に、第１の光源２を対向配置した場合を例に説明する。
【００３１】
散乱エリア３１は、図４（Ａ）に示したように、第１の側面と第２の側面との間でＹ方向に延在すると共に、Ｘ方向にストライプ状に複数、並列的に配列されている。１つの散乱エリア３１は、図４（Ｃ）に示したように、全体として凸状の立体的なパターンとなっている。そして、その立体パターンの表面（界面）に、例えばレーザ加工やサンドブラスト加工などにより、微小な複数の凹凸形状４１が形成されることによって光散乱特性が付加されている。さらに、その凹凸形状４１の密度が、図４（Ｄ）に示したように、第１の光源２からの距離（導光板３の第１の側面および第２の側面からの距離）に応じて変化する構造とされている。具体的には、第１の光源２からの距離が離れるに従って凹凸形状４１の密度が高くなるようにしている。第１の光源２はＹ方向の２つの側面に配置されているので、Ｙ方向の中央部では最も密度が高くなる構造となる。第１の光源２から離れるほど凹凸形状４１の密度を高くすることで、光が散乱エリア３１に入射した時に、凹凸形状４１の部分に当たる確率を高くする。凹凸形状４１の部分に当たる確率が高くなると、光が拡散反射して導光板３の外部に出射する確率も高くなる。すなわち、輝度が向上する。
【００３２】
（輝度分布の考察）
以上の構成とすることによって、３次元表示時において、均一な面内輝度分布を実現することができる。次に、導光板３の輝度分布について考察する。なお、以下で考察する輝度分布は、３次元表示時における輝度分布、すなわち、第１の光源２のみをオン（点灯）状態にした場合における輝度のことをいう。
【００３３】
まず、図５（Ａ）〜（Ｃ）のように、散乱エリア３１の立体パターンの延在方向に垂直な方向（Ｘ方向）の輝度分布を考察する。散乱エリア３１の立体パターンを拡大して輝度分布を見ると、図６のように立体パターンがある部分のみ光が拡散反射して導光板３の外部に出射する。このため、導光板３全体としては、図５（Ｃ）のような輝度分布を形成することとなる。この離散的な発光パターンによって、液晶パネル等の表示部１と組み合わせた際に３次元表示を実現することができる。
【００３４】
次に、図７〜図１０を参照して、散乱エリア３１の立体パターンの延在方向（Ｙ方向）の輝度分布を考察する。図７（Ａ）〜（Ｃ）は比較例としての輝度分布を示している。図７（Ａ）〜（Ｃ）の比較例では、散乱エリア３１の凹凸形状４１の密度分布が、第１の光源２からの距離に関係なく、Ｙ方向に一定の分布となっている。散乱エリア３１の立体パターンの表面（界面）が、光が立体パターンに当たった時に、ある一定の割合で拡散反射するような特性を持っている場合、シミュレーションを用いて面内輝度分布を計算すると、拡散反射の割合が、第１の光源２からの距離に関係なく、ある一定の割合である場合、図７（Ｃ）のように、多くの光が第１の光源２の近くで出射してしまう。このため、面内輝度分布を均一にすることができない。
【００３５】
一方、図８（Ａ）〜（Ｃ）は、散乱エリア３１の凹凸形状４１の密度を、第１の光源２からの距離が離れるに従って高くした場合の輝度分布を示している。第１の光源２から離れるほど凹凸形状４１の密度を高くし拡散反射の割合が高くなるようにすると、結果として、図８（Ｃ）のように、面内輝度分布を均一にすることができる。
【００３６】
図９および図１０には、輝度分布をシミュレーションした結果を示す。図９は、散乱エリア３１における凹凸形状４１の密度分布を一定にした場合と変化させた場合とを比較した密度分布の一例を示す。図１０には、図９のように密度分布を一定にした場合と変化させた場合とにおける輝度分布を比較した例を示す。図１０に示したように、凹凸形状４１の密度分布を変化させた場合には、輝度分布を均一化することできる。
【００３７】
なお、以上の説明では、第１の光源２を導光板３におけるＹ方向の第１の側面および第２の側面に対向配置した場合を例に説明したが、第１の光源２をＸ方向の第３の側面および第４の側面に対向配置した場合においても同様に、凹凸形状４１の密度分布を変化させるようにすればよい。第１の光源２をＸ方向に配置した場合、第１の光源２からの距離に応じてＸ方向に密度分布を変化させることで、３次元表示時における輝度分布を均一化することができる。
【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、散乱エリア３１の凹凸形状４１の密度分布を第１の光源２からの距離に応じて変化させるようにしたので、３次元表示における輝度分布を改善して面内輝度分布の均一化を図ることができる。
【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して、散乱エリア３１の構成の変形例を説明する。
【００４２】
［散乱エリア３１の変形例］
図１１（Ａ）〜（Ｄ）は、散乱エリア３１の変形例を示している。以下では、図１１（Ａ），（Ｂ）に示したように、導光板３におけるＹ方向の第１の側面および第２の側面に、第１の光源２を対向配置した場合を例に説明する。
【００４３】
本変形例では、散乱エリア３１の全体的な形状は、上記図４（Ａ）と同様であり、散乱エリア３１が、第１の側面と第２の側面との間でＹ方向に延在すると共に、Ｘ方向にストライプ状に複数、並列的に配列されている。散乱エリア３１は、全体として凸状の立体的なパターンとなっている。本変形例では、図１１（Ｃ）に示したように、散乱エリア３１の立体パターンの内部に、光散乱材料４２が充填されている。例えば樹脂に光散乱材料４２を分散させることで、光散乱特性が付加されている。本変形例では、図４（Ｃ）のような凹凸形状４１は必ずしも必要ではない。本変形例では、立体パターンの表面の凹凸形状４１の密度ではなく、図１１（Ｄ）のように、光散乱材料４２の濃度を変化させることによって、面内輝度分布の調整を行うことができる。具体的には、第１の光源２からの距離が離れるに従って光散乱材料４２の濃度が高くなるようにする。第１の光源２はＹ方向の２つの側面に配置されているので、Ｙ方向の中央部では最も濃度が高くなる構造となる。第１の光源２から離れるほど濃度を高くすることで、光が散乱エリア３１に入射した時に、光が拡散反射して導光板３の外部に出射する確率が高くなる。すなわち、輝度が向上する。
【００４４】
ここで、散乱エリア３１の立体パターンの延在方向（Ｙ方向）の輝度分布を考察する。図１２（Ａ）〜（Ｃ）は比較例としての輝度分布を示している。図１２（Ａ）〜（Ｃ）の比較例では、散乱エリア３１における光散乱材料４２の濃度分布が、第１の光源２からの距離に関係なく、Ｙ方向に一定の分布となっている。この場合、図１２（Ｃ）のように、多くの光が第１の光源２の近くで出射してしまう。このため、面内輝度分布を均一にすることができない。
【００４５】
一方、図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、散乱エリア３１の光散乱材料４２の濃度を、第１の光源２からの距離が離れるに従って高くした場合の輝度分布を示している。第１の光源２から離れるほど濃度を高くし拡散反射の割合が高くなるようにすると、結果として、図１３（Ｃ）のように、面内輝度分布を均一にすることができる。
【００４６】
なお、以上の説明では、第１の光源２を導光板３におけるＹ方向の第１の側面および第２の側面に対向配置した場合を例に説明したが、第１の光源２をＸ方向の第３の側面および第４の側面に対向配置した場合においても同様に、光散乱材料４２の濃度分布を変化させるようにすればよい。第１の光源２をＸ方向に配置した場合、第１の光源２からの距離に応じてＸ方向に濃度分布を変化させることで、３次元表示時における輝度分布を均一化することができる。
【００４７】
＜３．第３の実施の形態＞
次に、本開示の第３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または第２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。
【００４８】
上記第１の実施の形態では、輝度分布の均一化を図るために散乱エリア３１の凹凸形状４１の密度分布を変化させる例を示したが、以下の構成例のように、輝度分布に角度依存性を持たせる目的で、凹凸形状４１の密度分布を変化させるようにしても良い。
【００４９】
［第１の構成例］
図１４（Ａ）〜（Ｅ）は、散乱エリア３１の第１の構成例を示している。本変形例では、散乱エリア３１の全体的な形状は、上記図４（Ａ）と同様であり、散乱エリア３１が、第１の側面と第２の側面との間でＹ方向に延在すると共に、Ｘ方向にストライプ状に複数、並列的に配列されている。散乱エリア３１は、全体として凸状の立体的なパターンとなっている。そして、その立体パターンの表面（界面）に、微小な複数の凹凸形状４１が形成されることによって光散乱特性が付加されている。さらに、その凹凸形状４１の密度が、図１４（Ｃ）〜（Ｅ）に示したように、Ｘ方向の位置に応じて変化する構造とされている。具体的には、Ｘ方向において中心部方向では周辺部方向に比べて凹凸形状４１の密度が相対的に高くなるようにしている。例えば、図１４（Ｃ），（Ｅ）のように、Ｘ方向の両側部における散乱エリア３１については、立体パターンのＸ方向の中心部方向では凹凸形状４１の密度が相対的に高くなっている。また、図１４（Ｄ）のように、Ｘ方向の中心部に位置する散乱エリア３１については、凹凸形状４１の密度は略一定となっている。これにより、導光板３の光出射面に対して法線方向から見たときに相対的に輝度が高く、法線に対して角度を付けて左右方向から見たときには相対的に輝度が低くなるような、角度依存性を持たせることができる。
【００５０】
［第２の構成例］
図１５（Ａ）〜（Ｄ）は、散乱エリア３１の第２の構成例を示している。本変形例では、散乱エリア３１が、図１５（Ａ）に示したように、Ｙ方向に対して斜めに延在している。この斜めに延在する散乱エリア３１が、Ｘ方向にストライプ状に複数、並列的に配列されている。散乱エリア３１は、全体として凸状の立体的なパターンとなっている。そして、その立体パターンの表面（界面）に、微小な複数の凹凸形状４１が形成されることによって光散乱特性が付加されている。さらに、その凹凸形状４１の密度が、図１５（Ｃ），（Ｄ）に示したように、Ｘ方向の位置に応じて変化する構造とされている。具体的には、Ｘ方向において中心部方向では周辺部方向に比べて凹凸形状４１の密度が相対的に高くなるようにしている。例えば、図１５（Ｃ）のように、左側部分にある散乱エリア３１については、立体パターンのＸ方向の中心部方向は右側であり、右側方向では凹凸形状４１の密度が相対的に高くなっている。図１５（Ｄ）のように、右側部分にある散乱エリア３１については、立体パターンのＸ方向の中心部方向は左側であり、左側方向では凹凸形状４１の密度が相対的に高くなっている。これにより、導光板３の光出射面に対して法線方向から見たときに相対的に輝度が高く、法線に対して角度を付けて左右方向から見たときには相対的に輝度が低くなるような、角度依存性を持たせることができる。
【００５１】
図１６（Ａ）は、図１５（Ｃ）に対応する部分の輝度分布の一例を示している。図１６（Ｂ）は、図１５（Ｄ）に対応する部分の輝度分布の一例を示している。このように、輝度分布に角度依存性を持たせることができる。
【００５２】
なお、第２の実施の形態のように、凹凸形状４１の密度分布ではなく、光散乱材料４２の濃度分布を変化させることによっても同様の角度依存性を持たせることが可能である。
【００５３】
＜４．第４の実施の形態＞
次に、本開示の第４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ないし第３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。
【００５４】
［表示装置の全体構成］
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、第１の内部反射面３Ａ側に設けた構成であっても良い。
【００５５】
図１７（Ａ），（Ｂ）は、本開示の第４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、図１の表示装置と同様に、２次元表示モードと３次元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。図１７（Ａ）は３次元表示モードでの構成に対応し、図１７（Ｂ）は２次元表示モードでの構成に対応している。図１７（Ａ），（Ｂ）には、各表示モードにおける光源デバイスからの光線の出射状態も模式的に図示している。
【００５６】
第２の内部反射面３Ｂは、全面に亘って鏡面加工がなされており、全反射条件を満たす入射角θ１で入射した第１の照明光Ｌ１を内部全反射させるようになっている。第１の内部反射面３Ａは、散乱エリア３１と全反射エリア３２とを有している。第１の内部反射面３Ａにおいて、全反射エリア３２と散乱エリア３１は、上述の第１または第２の実施の形態と同様に、パララックスバリアに相当する構造となるような構造で設けられている。すなわち、３次元表示モードにしたときに、散乱エリア３１が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が遮蔽部として機能するような構造とされている。
【００５７】
全反射エリア３２は、全反射条件を満たす入射角θ１で入射した第１の照明光Ｌ１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で入射した第１の照明光Ｌ１を内部全反射させる）ようになっている。散乱エリア３１は、入射した光線Ｌ２のうち、全反射エリア３２における所定の全反射条件を満たす入射角θ１に対応する角度で入射した光線の少なくとも一部を外部に出射させる（所定の臨界角αよりも大きい入射角θ１に対応する角度で入射した光線の少なくとも一部を外部に出射させる）ようになっている。散乱エリア３１ではまた、入射した光線Ｌ２のうち、その他の一部の光線が内部反射するようになっている。
【００５８】
図１７（Ａ），（Ｂ）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１７（Ａ），（Ｂ）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。
【００５９】
［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（図１７（Ａ））、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２の光源７の状態を全面に亘ってオフ（非点灯）状態にする。導光板３の側面に配置された第１の光源２は、オン（点灯）状態にする。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の全反射エリア３２と第２の内部反射面３Ｂ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、導光板３において第１の内部反射面３Ａの散乱エリア３１に入射した光線Ｌ２のうち、全反射条件を外れた一部の光線が散乱エリア３１から外部に出射される。散乱エリア３１ではまた、その他の一部の光線が内部反射されるが、その光線は、導光板３の第２の内部反射面３Ｂを介して外部に出射され、画像の表示に寄与することはない。結果として、導光板３において第１の内部反射面３Ａからは、散乱エリア３１のみから光線が出射される。すなわち、導光板３の表面を等価的に、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。
【００６０】
一方、２次元表示モードでの表示を行う場合（図１７（Ｂ））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２の光源７の状態を全面に亘ってオン（点灯）状態にする。導光板３の側面に配置された第１の光源２は、例えば非点灯にする。この状態では、第２の光源７からの第２の照明光Ｌ１０が第２の内部反射面３Ｂを介して、ほぼ垂直に近い状態で導光板３に入射する。従って、その光線の入射角度は、全反射エリア３２における全反射条件を外れた状態となり、散乱エリア３１のみならず、全反射エリア３２からも外部に出射される。結果として、導光板３において第１の内部反射面３Ａの全面から光線が出射される。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。
【００６１】
なお、２次元表示モードでの表示を行う場合において、導光板３の側面に配置された第１の光源２も、第２の光源７と共にオン（点灯）状態に制御するようにしても良い。また、２次元表示モードでの表示を行う場合において、第１の光源２を、必要に応じて非点灯状態と点灯状態とに切り替え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。
【００６２】
［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１の内部反射面３Ａ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。
【００６３】
また、本実施の形態においても、散乱エリア３１の構造を、上述の第１ないし第３の実施の形態と同様の構成にすることにより、３次元表示における輝度分布を所望の分布にすることが可能である。
【００６４】
＜５．第５の実施の形態＞
次に、本開示の第５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ないし第４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。
【００６５】
［表示装置の全体構成］
図１８（Ａ），（Ｂ）は、本開示の第５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、図１７（Ａ），（Ｂ）の表示装置における第２の光源７に代えて、電子ペーパー４を備えたものである。
【００６６】
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。図１８（Ａ）は３次元表示モードでの構成に対応し、図１８（Ｂ）は２次元表示モードでの構成に対応している。図１８（Ａ），（Ｂ）には、各表示モードにおける光源デバイスからの光線の出射状態も模式的に図示している。
【００６７】
電子ペーパー４は、導光板３に対して、第１の照明光Ｌ１の外部への出射方向とは反対側（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。電子ペーパー４は、入射した光線に対する作用を、光吸収状態と散乱反射状態との２つの状態に選択的に切り替え可能な光学デバイスとなっている。電子ペーパー４は、例えば電気泳動（Electrophoresis）方式や電子粉流体方式による粒子移動型ディスプレイで構成されている。粒子移動型ディスプレイでは、対向する一対の基板間に、例えば正に帯電した黒色粒子と例えば負に帯電した白色粒子とを分散させ、基板間に印加する電圧に応じて粒子を移動させることで、黒色表示または白色表示を行う。特に電気泳動方式では溶液中に粒子を分散させ、電子粉流体方式では気体中に粒子を分散させている。上述の光吸収状態とは、図１８（Ａ）に示したように電子ペーパー４の表示面４１を全面黒表示状態にすることに相当し、散乱反射状態とは、図１８（Ｂ）に示したように電子ペーパー４の表示面４１を全面白色表示状態にすることに相当する。電子ペーパー４は、表示部１に３次元画像データに基づく複数の視点画像を表示する場合（３次元表示モードにする場合）には、入射した光線に対する作用を光吸収状態にするようになっている。電子ペーパー４はまた、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次元表示モードにする場合）には、入射した光線に対する作用を散乱反射状態にするようになっている。
【００６８】
図１８（Ａ），（Ｂ）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１８（Ａ），（Ｂ）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。
【００６９】
［表示装置の動作］
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（図１８（Ａ））、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、電子ペーパー４の表示面４１を全面黒表示状態（光吸収状態）にする。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の全反射エリア３２と第２の内部反射面３Ｂ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、導光板３において第１の内部反射面３Ａの散乱エリア３１に入射した光線Ｌ２のうち、全反射条件を外れた一部の光線が散乱エリア３１から外部に出射される。散乱エリア３１ではまた、その他の一部の光線Ｌ３が内部反射されるが、その光線Ｌ３は、導光板３の第２の内部反射面３Ｂを介して、電子ペーパー４の表示面４１に入射する。ここで、電子ペーパー４の表示面４１は全面黒表示状態になっているので、その光線Ｌ３は表示面４１で吸収される。結果として、導光板３において第１の内部反射面３Ａからは、散乱エリア３１のみから光線が出射される。すなわち、導光板３の表面を等価的に、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。
【００７０】
一方、２次元表示モードでの表示を行う場合（図１８（Ｂ））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、電子ペーパー４の表示面４１を全面白色表示状態（散乱反射状態）にする。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の全反射エリア３２と第２の内部反射面３Ｂ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、導光板３において第１の内部反射面３Ａの散乱エリア３１に入射した光線Ｌ２のうち、全反射条件を外れた一部の光線が散乱エリア３１から外部に出射される。散乱エリア３１ではまた、その他の一部の光線Ｌ３が内部反射されるが、その光線Ｌ３は、導光板３の第２の内部反射面３Ｂを介して、電子ペーパー４の表示面４１に入射する。ここで、電子ペーパー４の表示面４１は全面白色表示状態になっているので、その光線Ｌ３は表示面４１で散乱反射される。ここで散乱反射された光線は、第２の内部反射面３Ｂを介して再び導光板３に入射するが、その光線の入射角度は、全反射エリア３２における全反射条件を外れた状態となり、散乱エリア３１のみならず、全反射エリア３２からも外部に出射される。結果として、導光板３において第１の内部反射面３Ａの全面から光線が出射される。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。
【００７１】
［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１の内部反射面３Ａに全反射エリア３２と散乱エリア３１とを設けるようにしたので、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。また、電子ペーパー４の表示状態を切り替えるだけで、２次元表示モードと３次元表示モードとを容易に切り替えることができる。
【００７２】
また、本実施の形態においても、散乱エリア３１の構造を、上述の第１ないし第３の実施の形態と同様の構成にすることにより、３次元表示における輝度分布を所望の分布にすることが可能である。
【００７３】
＜６．第６の実施の形態＞
次に、本開示の第６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ないし第５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。
【００７４】
［表示装置の全体構成］
図１９（Ａ），（Ｂ）は、本開示の第６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、図１８（Ａ），（Ｂ）の表示装置と同様に、２次元表示モードと３次元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。図１９（Ａ）は３次元表示モードでの構成に対応し、図１９（Ｂ）は２次元表示モードでの構成に対応している。図１９（Ａ），（Ｂ）には、各表示モードにおける光源デバイスからの光線の出射状態も模式的に図示している。
【００７５】
この表示装置は、光源デバイスが、図１８（Ａ），（Ｂ）の表示装置における電子ペーパー４に代えてポリマー拡散板５を備えている。その他の構成は、図１８（Ａ），（Ｂ）の表示装置と同様である。ポリマー拡散板５は、ポリマー分散型液晶（polymer-dispersed liquid crystal）を用いて構成されている。ポリマー拡散板５は、導光板３に対して、第１の照明光Ｌ１の外部への出射方向（第１の内部反射面３Ａが形成された側）に対向配置されている。ポリマー拡散板５は、液晶層に印加する電圧に応じて、入射した光線に対する作用を、透明状態と拡散透過状態との２つの状態に選択的に切り替え可能な光学デバイスである。
【００７６】
［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（図１９（Ａ））、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、ポリマー拡散板５の状態を全面に亘って透明状態にする。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の全反射エリア３２と第２の内部反射面３Ｂ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、導光板３において第１の内部反射面３Ａの散乱エリア３１に入射した光線Ｌ２のうち、全反射条件を外れた一部の光線が散乱エリア３１から外部に出射される。散乱エリア３１を介して外部に出射された光線はポリマー拡散板５に入射するが、ポリマー拡散板５の状態は全面に亘って透明状態になっているので、散乱エリア３１からの出射角度を保った状態で、そのままポリマー拡散板５を透過して表示部１に入射する。散乱エリア３１ではまた、その他の一部の光線Ｌ３が内部反射されるが、その光線Ｌ３は、導光板３の第２の内部反射面３Ｂを介して外部に出射され、画像の表示に寄与することはない。結果として、導光板３において第１の内部反射面３Ａからは、散乱エリア３１のみから光線が出射される。すなわち、導光板３の表面を等価的に、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。
【００７７】
一方、２次元表示モードでの表示を行う場合（図１９（Ｂ））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、ポリマー拡散板５の状態を全面に亘って拡散透過状態にする。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の全反射エリア３２と第２の内部反射面３Ｂ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、導光板３において第１の内部反射面３Ａの散乱エリア３１に入射した光線Ｌ２のうち、全反射条件を外れた一部の光線が散乱エリア３１から外部に出射される。ここで、散乱エリア３１を介して外部に出射された光線はポリマー拡散板５に入射するが、ポリマー拡散板５の状態は全面に亘って拡散透過状態になっているので、表示部１に入射する光線は、ポリマー拡散板５によって全面に亘って拡散された状態となる。結果として、光源デバイス全体としては、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。
【００７８】
また、本実施の形態においても、散乱エリア３１の構造を、上述の第１ないし第３の実施の形態と同様の構成にすることにより、３次元表示における輝度分布を所望の分布にすることが可能である。
【００７９】
＜７．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２０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。
【００８０】
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
を備え、
前記散乱エリアは、表面に複数の凹凸形状を形成するか、または光散乱材料を分散させることによって光散乱特性が付加されたものであり、前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が位置に応じて変化する構造とされている
表示装置。
（２）
前記散乱エリアは、前記第１の光源からの距離に応じて前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が変化する構造とされている
上記（１）に記載の表示装置。
（３）
前記散乱エリアは、前記第１の光源からの距離が離れるに従って前記凹凸形状の密度が高くなる、または前記光散乱材料の濃度が高くなる構造とされている
上記（２）に記載の表示装置。
（４）
前記散乱エリアは、水平方向において中心部方向では周辺部方向に比べて前記凹凸形状の密度が相対的に高くなる、または前記光散乱材料の濃度が相対的に高くなる構造とされている
上記（１）に記載の表示装置。
（５）
前記第１の光源は、前記導光板の所定の側面に対向配置され、前記所定の側面からの距離に応じて前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が変化する構造とされている
上記（１）に記載の表示装置。
（６）
前記散乱エリアは、水平方向にストライプ状に複数、並列的に配列されている
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、
上記（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の表示装置。
（８）
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（７）に記載の表示装置。
（９）
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（８）に記載の表示装置。
（１０）
前記導光板に対して、前記第１の照明光の出射方向とは反対側に対向配置され、入射した光線に対する作用を、光吸収状態と散乱反射状態との２つの状態に選択的に切り替え可能な光学デバイスをさらに備えた
上記（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１１）
前記導光板に対して、前記第１の照明光の出射方向に対向配置され、入射した光線に対する作用を、透明状態と拡散透過状態との２つの状態に選択的に切り替え可能な光学デバイスをさらに備えた
上記（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１２）
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
を備え、
前記散乱エリアは、表面に複数の凹凸形状を形成するか、または光散乱材料を分散させることによって光散乱特性が付加されたものであり、前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が位置に応じて変化する構造とされている
光源デバイス。
（１３）
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
を有し、
前記散乱エリアは、表面に複数の凹凸形状を形成するか、または光散乱材料を分散させることによって光散乱特性が付加されたものであり、前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が位置に応じて変化する構造とされている
電子機器。
【符号の説明】
【００８１】
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、４…電子ペーパー、５…ポリマー拡散板、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…散乱エリア、３２…全反射エリア、４１…凹凸形状、４２…光散乱材料、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。
【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
を備え、
前記散乱エリアは、表面に複数の凹凸形状を形成するか、または光散乱材料を分散させることによって光散乱特性が付加されたものであり、前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が位置に応じて変化する構造とされている
表示装置。
【請求項２】
前記散乱エリアは、前記第１の光源からの距離に応じて前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が変化する構造とされている
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記散乱エリアは、前記第１の光源からの距離が離れるに従って前記凹凸形状の密度が高くなる、または前記光散乱材料の濃度が高くなる構造とされている
請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記散乱エリアは、水平方向において中心部方向では周辺部方向に比べて前記凹凸形状の密度が相対的に高くなる、または前記光散乱材料の濃度が相対的に高くなる構造とされている
請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１の光源は、前記導光板の所定の側面に対向配置され、前記所定の側面からの距離に応じて前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が変化する構造とされている
請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記散乱エリアは、水平方向にストライプ状に複数、並列的に配列されている
請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
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、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
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７に記載の表示装置。
【請求項９】
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８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記導光板に対して、前記第１の照明光の出射方向とは反対側に対向配置され、入射した光線に対する作用を、光吸収状態と散乱反射状態との２つの状態に選択的に切り替え可能な光学デバイスをさらに備えた
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記導光板に対して、前記第１の照明光の出射方向に対向配置され、入射した光線に対する作用を、透明状態と拡散透過状態との２つの状態に選択的に切り替え可能な光学デバイスをさらに備えた
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１２】
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
を備え、
前記散乱エリアは、表面に複数の凹凸形状を形成するか、または光散乱材料を分散させることによって光散乱特性が付加されたものであり、前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が位置に応じて変化する構造とされている
光源デバイス。
【請求項１３】
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
を有し、
前記散乱エリアは、表面に複数の凹凸形状を形成するか、または光散乱材料を分散させることによって光散乱特性が付加されたものであり、前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が位置に応じて変化する構造とされている
電子機器。
【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
を備え、
前記散乱エリアは、表面に複数の凹凸形状を形成するか、または光散乱材料を分散させることによって光散乱特性が付加されたものであり、前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が位置に応じて変化する構造とされている
表示装置。
【請求項２】
前記散乱エリアは、前記第１の光源からの距離に応じて前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が変化する構造とされている
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記散乱エリアは、前記第１の光源からの距離が離れるに従って前記凹凸形状の密度が高くなる、または前記光散乱材料の濃度が高くなる構造とされている
請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記散乱エリアは、水平方向において中心部方向では周辺部方向に比べて前記凹凸形状の密度が相対的に高くなる、または前記光散乱材料の濃度が相対的に高くなる構造とされている
請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１の光源は、前記導光板の所定の側面に対向配置され、前記所定の側面からの距離に応じて前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が変化する構造とされている
請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記散乱エリアは、水平方向にストライプ状に複数、並列的に配列されている
請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
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、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
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７に記載の表示装置。
【請求項９】
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８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記導光板に対して、前記第１の照明光の出射方向とは反対側に対向配置され、入射した光線に対する作用を、光吸収状態と散乱反射状態との２つの状態に選択的に切り替え可能な光学デバイスをさらに備えた
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記導光板に対して、前記第１の照明光の出射方向に対向配置され、入射した光線に対する作用を、透明状態と拡散透過状態との２つの状態に選択的に切り替え可能な光学デバイスをさらに備えた
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１２】
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
を備え、
前記散乱エリアは、表面に複数の凹凸形状を形成するか、または光散乱材料を分散させることによって光散乱特性が付加されたものであり、前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が位置に応じて変化する構造とされている
光源デバイス。
【請求項１３】
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
を有し、
前記散乱エリアは、表面に複数の凹凸形状を形成するか、または光散乱材料を分散させることによって光散乱特性が付加されたものであり、前記凹凸形状の密度または前記光散乱材料の濃度が位置に応じて変化する構造とされている
電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１３−１０４９１７（Ｐ２０１３−１０４９１７Ａ）
【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２０１１−２４６８０６（Ｐ２０１１−２４６８０６）
【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）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【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）】
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