説明

光源デバイスおよび表示装置

【課題】パララックスバリアと等価な機能を実現することができる光源デバイスおよび表示装置を提供する。
【解決手段】所定の方向に間隔を空けて複数配列され、所定の励起光によって励起されて第1の可視光を発する蛍光体部と、前記所定の励起光を発する第1の光源とを備える。また、前記第1の光源とは独立して発光制御され、前記蛍光体部に向けて第2の可視光を発する第2の光源をさらに備える。前記所定の励起光として、紫外光を用いる。

【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視差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実現することができる光源デバイスおよび表示装置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、所定の方向に間隔を空けて複数配列され、所定の励起光によって励起されて第1の可視光を発する蛍光体部と、所定の励起光を発する第1の光源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。
【0010】
本開示による光源デバイスまたは表示装置では、第1の光源からの所定の励起光によって蛍光体部が励起され、第1の可視光が発せられる。蛍光体部は所定の方向に間隔を空けて複数配列されているので、蛍光体部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、蛍光体部を開口部(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。
【発明の効果】
【0011】
本開示の光源デバイスまたは表示装置によれば、蛍光体部を所定の方向に間隔を空けて複数配列し、所定の励起光によって蛍光体部を励起して第1の可視光を発するようにしたので、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。
【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】第2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4】図3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5】第3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6】第4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7】図6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。
【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。
【0014】
<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、観察者側(表示部1側)から順に、紫外線カットフィルタ(光学フィルタ)53と、透明基板51に形成された蛍光体部52と、第1の光源61(2D/3D表示用光源)および第2の光源62(2D表示用光源)とを備えている。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61および第2の光源62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】
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61および第2の光源62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61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62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。
【0016】
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、R(赤色)用画素、G(緑色)用画素、およびB(青色)用画素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。
【0017】
第1の光源61と第2の光源62は、同一の筐体60の内部に複数、例えば交互に設けられ、全体として1つの直下型のバックライトを構成している。第1の光源61と第2の光源62はそれぞれ互いに独立した駆動回路(図示せず)に接続され、明るさを互いに独立して制御することができるようになっている。第1の光源61と第2の光源62とのそれぞれが全体として面状の光源となり、蛍光体部52に対してほぼ均一な光線を照射できるように、筐体60内にはミキシング空間63が設けられている。出射光線の均一化を図るために、筐体60の上面に光拡散板等が配置されていても良い。ミキシング空間63を狭く、例えば深さ10mm程度とした場合、第1の光源61と第2の光源62とのそれぞれについて均一な光を取り出すには、例えば広い配光特性をもつ光源を10mmピッチで配置することで実現が可能である。
【0018】
第1の光源61は、図1に示したように、蛍光体部52を励起させて第1の可視光L61Aを発生させるための所定の励起光として、紫外光L61を発するものである。第2の光源62は、図2に示したように、第2の可視光L62を発するものである。第1の光源61および第2の光源62は例えば、LED(Light Emitting Diode)で構成することができる。ただし、第1の光源61および第2の光源62はそれぞれ、紫外光または可視光を発するものであればLEDでなくとも良い。例えば、レーザ光源であっても良いし、CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)等の蛍光ランプであっても良い。また、異なる種類の光源を組み合わせて使用してもよい。
【0019】
第1の光源61および第2の光源62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61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。また、第2の光源62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】
蛍光体部52は、透明基板51の表面に蛍光体を所定の配列パターンで塗布することで形成されている。透明基板51としては、無色透明なアクリル板やガラス板を用いることができる。透明基板51は板状のものではなく、PETフィルムなどでも構わない。なお、図1および図2では、透明基板51において蛍光体部52が表示部1側に形成されている例を示しているが、裏面側(第1の光源61および第2の光源62がある側)に形成するようにしていも良い。
【0021】
蛍光体部52は、3次元表示モード(第1の光源61のみを点灯状態にした場合)に、パララックスバリア方式における開口部(スリット部)として機能するようになっている。そのため、蛍光体部52は、パララックスバリアの開口部に相当する構造となるように、所定の方向に間隔を空けて複数配列されている。なお、蛍光体部52の配列パターンに相当する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。
【0022】
[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、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61と第2の光源62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61をオン(点灯)状態にして紫外光L61を発すると共に、第2の光源62をオフ(非点灯)状態に制御する。この状態では、第1の光源61から発せられた紫外光L61の一部は蛍光体部52で第1の可視光L61Aに変換される。この第1の可視光L61Aは紫外線カットフィルタ53を透過し、表示部1に入射する。この状態はパララックスバリア方式において、バックライトの光がパララックスバリアの開口部を透過して液晶パネル等に入射するのと光学的に等価である。なお、蛍光体部52で可視光に変換されない光は紫外線カットフィルタ53で吸収される。
【0023】
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61と第2の光源62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61をオフ(非点灯)状態にすると共に、第2の光源62をオン(点灯)状態に制御して第2の可視光L62を発する。この状態では、第2の光源62から発せられた第2の可視光L62は、透明基板51、蛍光体部52、および紫外線カットフィルタ53を、ほぼ全面に亘って透過し、表示部1に入射する。この状態は通常の面発光するバックライトと液晶パネル等との組み合わせと同じ状態である。
【0024】
なお、2次元表示モードでの表示を行う場合、透明基板51において蛍光体部52がある部分とない部分とでは第2の可視光L62の透過の状態が異なることが考えられる。この影響は蛍光体部52の幅、厚みなどにより異なるが、この影響が無視できない場合は、第1の光源61を補助的に点灯させることで改善することができる。
【0025】
[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、等価的に、蛍光体部52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。特に、蛍光体部52を形成する透明基板51をフィルム状のものにすれば、重量を抑えた実施が可能となる。
【0026】
<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。
【0027】
[表示装置の全体構成]
図3および図4は、本開示の第2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および図2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3は3次元表示モードでの構成に対応し、図4は2次元表示モードでの構成に対応している。図3および図4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。
【0028】
上記図1および図2の構成例では、第1の光源61と第2の光源62とを直下型のバックライトの構成にしたが、本実施の形態では、第1の光源61と第2の光源62とが同一の導光板70の側面に設けられ、全体として1つの導光型のバックライトを構成している。導光板70の底面には、例えば白色の反射ドット71が設けられている。反射ドット71は、導光板70の上面から均一の光が出射されるような所定のパターンで設けられている。
【0029】
第1の光源61は、導光板70内部に向けて側面方向から紫外光L61(図3)を照射するようになっている。第2の光源62は、導光板70内部に向けて側面方向から第2の可視光L62(図4)を照射するようになっている。第1の光源61および第2の光源62はそれぞれ、導光板70の側面に少なくとも1つずつ配置されている。例えば、導光板70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61および第2の光源62はそれぞれ、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3および図4では、導光板70における互いに対向する2つの側面に第1の光源61および第2の光源62を配置した構成例を示している。
【0030】
[表示装置の動作、効果]
この表示装置は、光源部分の構成が導光型のバックライトとなっている点で上記第1の実施の形態とは構成が異なるが、その表示動作(光源の制御動作)および効果は基本的に上記第1の実施の形態と同様である。
【0031】
<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。
【0032】
[表示装置の全体構成]
図5は、本開示の第3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および図2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3は3次元表示モードでの構成に対応している。
【0033】
この表示装置は、上記図1および図2の構成例における透明基板51を紫外線カットガラス51Aとし、その紫外線カットガラス51Aの裏面側(光源側)に蛍光体部52を形成したものである。蛍光体部52を形成する透明基板51を紫外線カットガラス51Aにしたことにより、紫外線カットフィルタ53を構成から省くことができる。
【0034】
[表示装置の動作、効果]
この表示装置は、紫外線カットを行う部分の構成が上記第1の実施の形態とは異なるが、その表示動作(光源の制御動作)および効果は基本的に上記第1の実施の形態と同様である。
【0035】
<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。
【0036】
[表示装置の全体構成]
図6および図7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および図2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6は3次元表示モードでの構成に対応し、図7は2次元表示モードでの構成に対応している。図6および図7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。
【0037】
この表示装置は、上記図1および図2の構成例における透明基板51に代えて、導光板3を備えている。導光板3は、互いに対向する第1の内部反射面3Aと第2の内部反射面3Bとを有している。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。
【0038】
本実施の形態では、第1の光源61が導光板3の側面に設けられている。第1の光源61は、導光板3内部に向けて側面方向から紫外光L61(図6)を照射するようになっている。第1の光源61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61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6および図7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61を配置した構成例を示している。
【0039】
本実施の形態では、導光板3の第2の内部反射面3Bに蛍光体部52が形成されている。第2の内部反射面3Bにおいて、蛍光体部52が形成されていない部分は、全反射エリア32となっている。例えば、導光板3の第2の内部反射面3Bにレーザ加工やサンドブラスト加工などにより溝を形成し、その溝内に蛍光体を充填することで、蛍光体部52を形成することが可能である。第2の内部反射面3Bにおいて、蛍光体部52は3次元表示モードにしたときに、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。すなわち、第2の内部反射面3Bがパララックスバリアに相当する構造となっている。導光板3の材質は、紫外線透過率が高い、例えば住友化学のスミペックス010を使用することができる。
【0040】
本実施の形態では、第2の光源62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。そして第2の光源62は、導光板3の背面側から導光板3に向けて第2の可視光L62(図7)を照射するようになっている。本実施の形態では、第2の光源62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。
【0041】
[表示装置の動作]
この表示装置は、第1の光源61の構成、および蛍光体部52を形成する部分の構成が上記第1の実施の形態とは異なるが、その表示動作(光源の制御動作)は基本的に上記第1の実施の形態と同様である。
【0042】
<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、上記第4の実施の形態(図6、図7)では、導光板3において、蛍光体部61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、それらを第1の内部反射面3A側に設けた構成であっても良い。
【0043】
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)
所定の方向に間隔を空けて複数配列され、所定の励起光によって励起されて第1の可視光を発する蛍光体部と、
前記所定の励起光を発する第1の光源と
を備えた光源デバイス。
(2)
前記第1の光源とは独立して発光制御され、前記蛍光体部に向けて第2の可視光を発する第2の光源をさらに備えた
上記(1)に記載の光源デバイス。
(3)
前記所定の励起光を吸収する光学フィルタをさらに備えた
上記(1)または(2)に記載の光源デバイス。
(4)
前記所定の励起光は、紫外光である
上記(1)ないし(3)のいずれか1つに記載の光源デバイス。
(5)
前記第1の光源と前記第2の光源とが同一の筐体内に設けられ、全体として1つの直下型のバックライトを構成している
上記(2)ないし(4)のいずれか1つに記載の光源デバイス。
(6)
前記第1の光源と前記第2の光源とが同一の導光板の側面に設けられ、全体として1つの導光型のバックライトを構成している
上記(2)ないし(4)のいずれか1つに記載の光源デバイス。
(7)
互いに対向する第1の内部反射面と第2の内部反射面とを有する導光板をさらに備え、
前記第1の内部反射面または前記第2の内部反射面に前記蛍光体部が形成され、
前記第1の光源は、前記導光板の側面から前記導光板内部に向けて前記所定の励起光を照射するようになされ、
前記第2の光源は、前記導光板に対向配置され、前記導光板の背面側から前記導光板に向けて前記第2の可視光を照射する
上記(2)ないし(4)のいずれか1つに記載の光源デバイス。
【符号の説明】
【0044】
1…表示部、3…導光板、3A…第1の内部反射面、3B…第2の内部反射面、32…全反射エリア、51…透明基板、51A…紫外線カットガラス、52…蛍光体部、53…紫外線カットフィルタ(光学フィルタ)、60…筐体、61…第1の光源(2D/3D表示用光源)、62…第2の光源(2D表示用光源)、63…ミキシング空間、70…導光板、71…反射ドット、L61…励起光(紫外光)、L61A…第1の可視光、L62…第2の可視光。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の方向に間隔を空けて複数配列され、所定の励起光によって励起されて第1の可視光を発する蛍光体部と、
前記所定の励起光を発する第1の光源と
を備えた光源デバイス。
【請求項2】
前記第1の光源とは独立して発光制御され、前記蛍光体部に向けて第2の可視光を発する第2の光源をさらに備えた
請求項1に記載の光源デバイス。
【請求項3】
前記所定の励起光を吸収する光学フィルタをさらに備えた
請求項1に記載の光源デバイス。
【請求項4】
前記所定の励起光は、紫外光である
請求項1に記載の光源デバイス。
【請求項5】
前記第1の光源と前記第2の光源とが同一の筐体内に設けられ、全体として1つの直下型のバックライトを構成している
請求項2に記載の光源デバイス。
【請求項6】
前記第1の光源と前記第2の光源とが同一の導光板の側面に設けられ、全体として1つの導光型のバックライトを構成している
請求項2に記載の光源デバイス。
【請求項7】
互いに対向する第1の内部反射面と第2の内部反射面とを有する導光板をさらに備え、
前記第1の内部反射面または前記第2の内部反射面に前記蛍光体部が形成され、
前記第1の光源は、前記導光板の側面から前記導光板内部に向けて前記所定の励起光を照射するようになされ、
前記第2の光源は、前記導光板に対向配置され、前記導光板の背面側から前記導光板に向けて前記第2の可視光を照射する
請求項2に記載の光源デバイス。
【請求項8】
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
を備え、
前記光源デバイスは、
所定の方向に間隔を空けて複数配列され、所定の励起光によって励起されて第1の可視光を発する蛍光体部と、
前記所定の励起光を発する第1の光源と
を有する表示装置。
【請求項9】
前記光源デバイスは、
前記第1の光源とは独立して発光制御され、前記蛍光体部に向けて第2の可視光を発する第2の光源をさらに有する
請求項8に記載の表示装置。
【請求項10】
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9に記載の表示装置。
【請求項11】
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10に記載の表示装置。

【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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【公開番号】特開2012−252937(P2012−252937A)
【公開日】平成24年12月20日(2012.12.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−126086(P2011−126086)
【出願日】平成23年6月6日(2011.6.6)
【出願人】(000002185)ソニー株式会社 (34,172)
【Fターム(参考)】