画像表示装置
【課題】縦縞状の明暗を防止しつつも、装置の奥行きを短くし、光学系の構成の単純化を図ることができる画像表示装置を提供する。
【解決手段】透過型の液晶表示パネル７に対して出力する画像を、左眼用から右眼用に順次に切り換える際に、それぞれの画像に応じて面状光源１５の行の点灯を１ライン光照射ユニット２９ごとに制御する。面状光源１５からの光は、フレネルレンズ１９を介して右眼用方向と左眼用方向に交互に出射され、右眼用画像と左眼用画像とが交互に表示される。右眼用方向と左眼用方向との光は、奇数行と偶数行とに分けられているので、縦縞状の明暗が生じることはない。背面に面状光源１５を備え、それらの間にフレネルレンズ１９を備えることで面状光源１５からの光を所定方向に導くので、装置の薄型化を図ることができ、光学系の単純化を図ることができる。
【解決手段】透過型の液晶表示パネル７に対して出力する画像を、左眼用から右眼用に順次に切り換える際に、それぞれの画像に応じて面状光源１５の行の点灯を１ライン光照射ユニット２９ごとに制御する。面状光源１５からの光は、フレネルレンズ１９を介して右眼用方向と左眼用方向に交互に出射され、右眼用画像と左眼用画像とが交互に表示される。右眼用方向と左眼用方向との光は、奇数行と偶数行とに分けられているので、縦縞状の明暗が生じることはない。背面に面状光源１５を備え、それらの間にフレネルレンズ１９を備えることで面状光源１５からの光を所定方向に導くので、装置の薄型化を図ることができ、光学系の単純化を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型の液晶表示パネルに対して光源からの光を照射して、それぞれ異なる二方向に画像を表示させる画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、例えば、特殊なメガネを着用することなく両眼視差のある画像を観察者の左右の眼に分離して入力し、立体画像として認識させる画像表示装置がある。このような画像表示装置としては、例えば、液晶表示パネル側に右眼用と左眼用の一対の光源を配置し、液晶表示パネルの奥側にフレネルミラーを配置し、このフレネルミラーを用いて液晶表示パネル側へ一対の光源の光を反射させる構成のもの（第１の装置）がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、液晶表示パネル側の側方背面に左眼用と右眼用の一対の光源を配置し、一対の光源からの光を液晶表示パネル背面に導く導光体を液晶表示パネル背面に配置し、液晶表示パネルと導光体との間に、左方向または右方向へ光を分離するプリズムフィルムを備えたもの（第２の装置）が挙げられる（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
上記の第１の装置及び第２の装置は、視差がある右眼用画像と左眼用画像とを液晶表示パネルに時分割で交互に切り換え表示するとともに、画像の切り換え表示に同期して右眼用と左眼用の一対の光源を交互に点滅動作させている。これにより、右眼用画像と左眼用画像とが分離して観察者の右眼と左眼とに入射するので、観察者はいわゆる両眼視差に基づく３次元知覚により立体画像を見ることができる。
【特許文献１】特開２０００−１４７６６９号公報（図１〜図３）
【特許文献２】特開２００１−６６５４７号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の第１の装置は、立体画像表示装置としては奥行きの長さを短くすることができるものの、右眼用の光源と左眼用の光源からの光をそれぞれ右眼及び左眼方向に反射させるために、フレネルミラーが、右眼用の光源と左眼用の光源側に縦長状の反射面が形成された帯状のミラーを交互に組み合わせて構成されている。そのため、液晶表示パネルの同一行内において右方向と左方向に光が出射されるので、液晶表示パネルには縦縞状に明暗が発生し、画像の左右方向における明暗均一性が悪いという問題がある。
【０００６】
また、第２の装置は、第１の装置と同様に、立体画像表示装置としては奥行きの長さを短くすることができるものの、光を右眼方向に反射させる反射面と、光を左眼方向に反射させる反射面とが液晶表示パネルの同一行内で交互に形成されたプリズムフィルムが用いられている。そのため、上記第１の装置と同様に、液晶表示パネルには縦縞状に明暗が発生し、同様の問題が生じる。
【０００７】
上記の問題を解決するために、光を左右方向に拡散する拡散部材を配置することが考えられる。しかしながら、この場合には、クロストーク（右眼用画像が左眼に入射し、左眼用画像が右眼に入射するという現象）が悪化して、立体画像の立体感が著しく悪化するという別異の問題が生じる。
【０００８】
また、上記の明暗均一性が悪いという問題を解決するための異なる手法として、側方からの光を液晶表示パネルの背面に反射させる薄板状の楕円ミラーを、互いに反対側に向けた状態で積層配置してなる反射ユニットを備え、液晶表示パネルに右眼用と左眼用の光源の光を液晶表示パネルの表示ラインごと交互に導く構成のものが提案されている（特願２００７−３０７１６８号）。
【０００９】
しかしながら、上記の提案装置によると、液晶表示パネルにおける縦縞状の明暗は防止できるものの、楕円ミラーの構造上、装置の奥行きが通常の液晶表示装置よりも長くなり、光学系の構成が複雑化するという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、縦縞状の明暗を防止しつつも、装置の奥行きを短くし、光学系の構成の単純化を図ることができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、画像を表示するための画像表示装置において、画像を表示するための透過型の液晶表示パネルと、前記透過型の液晶表示パネルを背面から照射し、前記透過型の液晶表示パネルの表示ラインに沿って発光可能な複数の行を備えた面状光源と、前記面状光源と前記透過型の液晶表示パネルの間に介在し、前記面状光源の奇数行と偶数行の光を、それぞれ異なる第１の方向と第２の方向に出光させる屈折手段と、前記透過型の液晶表示パネルに第１の画像と第２の画像とを交互に出力させる画像出力手段と、前記画像出力手段が第１の画像から第２の画像に、または第２の画像から第１の画像に順次に切り換える際に、それぞれの画像に応じて前記面状光源の行の点灯を制御する光源制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、画像出力手段が透過型の液晶表示パネルに対して出力する画像を、第１の画像から第２の画像にまたは第２の画像から第１の画像に順次に切り換える際に、光源制御手段がそれぞれの画像に応じて面状光源の行の点灯を制御する。したがって、面状光源からの光は、屈折手段を介して第１の方向と第２の方向に交互に出射され、第１の画像と第２の画像とが交互に表示される。第１の方向と第２の方向との光は、奇数行と偶数行とに分けられているので、縦縞状の明暗が生じることはない。また、透過型の液晶表示パネルの背面に面状光源を備え、それらの間に屈折手段を備えることで面状光源からの光を所定方向に導くので、装置の薄型化を図ることができるとともに、光学系の単純化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明において、前記透過型の液晶表示パネルと前記屈折手段との間には、前記面状光源の複数の行が配置されている列方向と、前記面状光源の各行が沿う行方向のうち、列方向に対して前記屈折手段からの光を拡散させる拡散部材を備えていることが好ましい（請求項２）。面状光源の各行が配置されている列方向へ光を拡散させることにより、面状光源の奇数行と偶数行ごとに異なる方向へ光を導くことに起因する横縞状の明暗を抑制することができる。なお、拡散させる方向が列方向（縦方向）であるので、第１の画像と第２の画像との分離が悪化するな副作用は生じない。
【００１４】
また、本発明において、前記屈折手段は、前記面状光源の行に相当する幅を有し、光軸が中央に設定されている帯状のフレネルレンズを、前記面状光源の各行に配設するとともに、前記面状光源の奇数行に位置するフレネルレンズと、前記面状光源の偶数行に位置するフレネルレンズとを、互いの光軸が所定間隔となる位置関係で前記面状光源の各行に沿ってずらして配設して構成されていることが好ましい（請求項３）。同じ光軸を有するフレネルレンズを、面状光源の奇数行と偶数行に位置するものとで各行に沿ってずらして配設することにより、面状光源からの光を所定間隔で第１の方向と第２の方向に導くことができる。また、同じ構成のフレネルレンズだけで屈折手段を構成できるので、コスト的に有利になる。
【００１５】
また、本発明において、前記屈折手段は、前記面状光源の行に相当する幅を有し、光軸が中央から一方側に偏心して設定されている帯状のフレネルレンズを、前記面状光源の各行に配設するとともに、前記面状光源の奇数行に位置するフレネルレンズと、前記面状光源の偶数行に位置するフレネルレンズとを、互いの光軸が所定間隔となる位置関係で前記面状光源の各行に配設して構成されていることが好ましい（請求項４）。光軸が偏心されているフレネルレンズを行に沿って行ごとに互いに逆方向に向けて配設することにより、面状光源からの光を所定間隔で第１の方向と第２の方向に導くことができる。光軸が異なるフレネルレンズを互いに逆向きで配設するだけでよく、ずらして取り付ける等の作業が不要であるので、工数を低減することができる。また、フレネルレンズの両端をそろえて配設する場合には、表示の有効面積を大きくすることができる。
【００１６】
また、本発明において、前記屈折手段は、前記面状光源の行に相当する幅を有し、前記面状光源からの光を平行光にして所定の方向に傾斜させて出射させる帯状のプリズムを、前記面状光源の各行に配設するとともに、前記面状光源の奇数行に位置するプリズムと、前記面状光源の偶数行に位置するプリズムとを、互いの出射方向が異なる位置関係で前記面状光源の各行に配設して構成されていることが好ましい（請求項５）。面状光源からの光を平行光にして所定方向に傾斜して出射させるプリズムを行ごとに逆向きに配設するだけでよく、ずらして取り付ける等の作業が不要であるので、工数を低減することができる。また、面状光源の光を傾斜させるだけで集光させないので、視野角を広くすることができる。また、フレネルレンズまたはプリズムの両端をそろえて配設する場合には、表示の有効面積を大きくすることができる。
【００１７】
また、本発明において、前記面状光源の出光面からの光を収束させる第１のマイクロレンズアレイと、この第１のマイクロレンズアレイの各レンズに対応する位置にて光を絞るマスクと、このマスクを通過した光を平行光にする第２のマイクロレンズアレイとを備えた平行光ユニットを、前記面状光源の出光面側に備えていることが好ましい（請求項６）。面状光源からの光には平行光以外の光も含まれているが、平行光ユニットを通すことによって平行光だけに整形することができる。したがって、フレネルレンズやプリズムを通過した光の方向が意図しない方向へ向かうことを抑制することができる。その結果、画像のぼやけを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る画像表示装置によれば、画像出力手段が透過型の液晶表示パネルに対して出力する画像を、第１の画像から第２の画像にまたは第２の画像から第１の画像に順次に切り換える際に、光源制御手段がそれぞれの画像に応じて面状光源の行の点灯を制御する。したがって、面状光源からの光は、屈折手段を介して第１の方向と第２の方向に交互に出射され、第１の画像と第２の画像と表示される。第１の方向と第２の方向との光は、奇数行と偶数行とに分けられているので、縦縞状の明暗が生じることはない。また、透過型の液晶表示パネルの背面に面状光源を備え、それらの間に屈折手段を備えることで面状光源からの光を所定方向に導くので、装置の薄型化を図ることができるとともに、光学系の単純化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
本発明に係る画像表示装置の例として、両眼視差に基づく立体画像の表示を行う「立体画像表示装置」を例にとって説明する。
なお、図１は、実施例に係る立体画像表示装置の概略構成を示す横断面図であり、図２は、平行光ユニットの縦断面図であり、図３は、光照射ユニットの概略構成を示した模式図であり、図４は、光照射ユニットの概略構成を示した正面図である。
【００２０】
実施例に係る立体画像表示装置は、横断面がコの字状を呈する筐体３を備えている。この筐体３の前面５（図示の関係上、上を前面、下を後面としている）には、透過型の液晶表示パネル７（以下、適宜に液晶表示パネルと称する）がフロントベゼルを含む支持部９を介して取り付けられている。液晶表示パネル７の両端側にあたる支持部９の奥側には、支持枠１０を介して拡散部材１１が取り付けられている。この拡散部材１１は、光を縦方向（紙面方向）に拡散させる機能を有するものである。
【００２１】
拡散部材１１の奥側には、光照射ユニット１３が配設されている。
この光照射ユニット１３は、面状光源１５と、平行光ユニット１７と、フレネルレンズ１９とをその順に積層して備えている。面状光源１５は、液晶表示パネル７を背面から照射する光を出射する機能を備え、液晶表示パネル７の表示ラインに沿って発光可能な行を備えている。面状光源１５の具体例としては、例えば、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）がマトリックス状に配置され、行ごとに発光ラインを制御可能なものが挙げられる。フレネルレンズ１９は、面状光源１５からの光を、それぞれ異なる第１の方向と第２の方向とに向けて出射させる。平行光ユニット１７は、面状光源１５から出射される光を平行光に整形する。なお、ここでいう第１の方向は後述する右眼ＥＲであり、第２の方向は後述する左眼ＥＬである。
【００２２】
まず、平行光ユニット１７について、図２を参照して説明する。
平行光ユニット１７は、面状光源１５からの光を収束させる第１のマイクロレンズアレイ２１と、第１のマイクロレンズアレイ２１の各レンズに対応する位置にて光を絞るマスク２３と、このマスク２３を通過した光を平行光にする第２のマイクロレンズアレイ２５とを備えている。
【００２３】
第１のマイクロレンズアレイ２１は、面状光源１５側からフレネルレンズ１９側に凸形状を呈し、第２のマイクロレンズアレイ２５は、フレネルレンズ１９側から面状光源１５側に凸形状を呈する。
【００２４】
マスク２３は、面状光源１５からの光を遮断する材料で構成され、第１のマイクロレンズアレイ２１及び第２のマイクロレンズアレイ２５の光軸と一致する位置に、開口部２７が形成されている。開口部２７の直径は、第１のマクロレンズアレイ２１からの光を十分に絞れるように、第１のマイクロレンズアレイ２１及び第２のマイクロレンズアレイ２５の各レンズにおける有効径よりも充分に小さく形成されていることが好ましい。
【００２５】
フレネルレンズ１９は、帯状を呈し、光軸が中央に設定されたものだけを用いている。一つのフレネルレンズ１９を正面側（図４から見た方向）から見たときの幅は、例えば、２ｍｍ程度である。そして、図３に示すように、上述した平行光ユニット１７を挟んで面状光源１５に配設されている。ここでは、これを１ライン光照射ユニット２９と呼ぶことにする。この１ライン光照射ユニット２９を液晶表示パネル７にて画像を表示する領域に必要な数だけ用意し、液晶表示パネル７の表示ラインに対して１ライン光照射ユニット２９の長手方向を一致させた状態で配設する。液晶表示パネル７の表示ラインの幅と、１ライン光照射ユニット２９の幅は、拡散部材１１を備えて光を縦方向に拡散させるので、必ずしも一致させる必要はない。もちろん一致させるようにしてもよい。また、図３及び図４に示すように、隣接する１ライン光照射ユニット２９同士で、長手方向に沿って所定間隔Ｌだけ互いの光軸位置をずらして配設する。換言すると、液晶表示パネル７の表示ラインのうち、面状光源１５の奇数行にあたるものと偶数行にあたるものとで光軸をずらして配置する。所定間隔Ｌとは、観察者の右眼ＲＬと左眼ＥＬの標準的な間隔にほぼ等しい。但し、１ライン光照射ユニット２９同士の重複する部分が、液晶表示パネル７の有効表示面積とほぼ一致するようにしておく。
【００２６】
なお、上述したフレネルレンズ１９が本発明における「屈折手段」に相当する。
【００２７】
上述したように構成されている光照射ユニット１３は、同じ光軸を有するフレネルレンズ１９を、面状光源１５の奇数行と偶数行に位置するものとで各行に沿ってずらして配設することにより、面状光源１５からの光を所定間隔Ｌで第１の方向と第２の方向に導くことができる。また、同じ構成のフレネルレンズ１９だけで屈折手段を構成できるので、コスト的に有利になる。
【００２８】
＜光照射ユニットの変形例１＞
上述した光照射ユニット１３に代えて、図５及び図６に示すものを採用してもよい。なお、図５は、光照射ユニットの変形例を示す図であり、図６は、変形例に係る光照射ユニットの正面図である。
【００２９】
この光照射ユニット１３Ａは、光軸が中央から一方側に偏心した帯状のフレネルレンズ３１を備えている。その偏心距離は、二つのフレネルレンズ３１の両端を一致させた状態で、それぞれを長手方向に逆方向に向けて配置したとき、それぞれの光軸の間隔が所定距離Ｌとなるように設定してある。また、フレネルレンズ３１は、図５に示すように、上述した平行光ユニット１７を挟んで面状光源１５に配設されている。この１ライン光照射ユニット２９Ａを液晶表示パネル７に画像を表示する領域に必要な数だけ用意し、液晶表示パネル７の表示ラインに対して１ライン光照射ユニット２９Ａを配設する。液晶表示パネル７の表示ラインの幅と、１ライン光照射ユニット２９Ａの幅は、拡散部材１１を備えて光を縦方向に拡散させるので、必ずしも一致させる必要はない。もちろん一致させるようにしてもよい。また、図６に示すように、隣接する１ライン光照射ユニット２９Ａ同士で、長手方向に沿って逆方向に配置し、光軸の間隔が所定間隔Ｌとなる位置関係で配設する。換言すると、液晶表示パネル７の表示ラインのうち、面状光源１５の奇数行にあたるものと偶数行にあたるものとで光軸をずらして配置する。
【００３０】
なお、上述したフレネルレンズ３１が本発明における「屈折手段」に相当する。
【００３１】
上記の光照射ユニット１３Ａは、光軸が偏心されているフレネルレンズ３１を行に沿って行ごとに互いに逆方向に向けて配設することにより、面状光源１５からの光を所定間隔で第１の方向と第２の方向に導くことができる。光軸が異なるフレネルレンズ３１を互いに逆向きで配設するだけでよく、上述した光照射ユニット１３のように、ずらして取り付ける等の作業が不要であるので、工数を低減することができる。また、上述したようにフレネルレンズ３１の両端をそろえて配設する場合には、光照射ユニット１３に比較して表示の有効面積を大きくすることができる。
【００３２】
＜光照射ユニットの変形例２＞
上述した光照射ユニット１３，１３Ａに代えて、図７及び図８に示すものを採用してもよい。なお、図７は、光照射ユニットの他の変形例を示す図であり、図８は、他の変形例に係る光照射ユニットの正面図である。
【００３３】
この光照射ユニット１３Ｂは、所定の方向に光を傾斜させて出射させる帯状のプリズム３３を備えている。プリズム３３は、図７に示すように、上述した平行光ユニット１７を挟んで面状光源１５に配設されている。この１ライン光照射ユニット２９Ｂを液晶表示パネル７の表示ライン数に応じた数だけ用意し、液晶表示パネル７の表示ラインに対して１ライン光照射ユニット２９Ｂを配設する。液晶表示パネル７の表示ラインの幅と、１ライン光照射ユニット２９Ｂの幅は、拡散部材１１を備えて光を縦方向に拡散させるので、必ずしも一致させる必要はない。もちろん一致させるようにしてもよい。また、１ライン光照射ユニット２９Ｂごとに長手方向に沿って逆向きに配置して、出射方向が互いに逆方向となるようにする。これにより光照射ユニット１３Ｂから観察者の右眼ＥＲから左眼ＥＬにそれぞれ平行光を出射させることができる。
【００３４】
上記の光照射ユニット１３Ｂは、面状光源１５からの光を平行光にして所定方向に傾斜して出射させるプリズム３３を行ごとに逆向きに配設するだけでよく、ずらして取り付ける等の作業が不要であるので、工数を低減することができる。また、面状光源１５の光を傾斜させるだけで集光させないので、視野角を広くすることができる。また、上述したようにフレネルレンズ３１の両端をそろえて配設する場合には、光照射ユニット１３に比較して表示の有効面積を大きくすることができる。
【００３５】
＜点灯制御例＞
次に、図９を参照して、上述した立体画像表示装置における光照射ユニット１３の点灯制御の例について説明する。
【００３６】
制御部４１は、映像信号ＶＤを受け取るとともに液晶表示パネル７に右眼用画像を左眼用画像とに応じた映像信号を交互に出力する画像信号出力部４３と、画像信号出力部４３が右眼用画像と左眼用画像との映像信号を順次に切り換える際に、垂直同期信号ＶＳに応じて、画像（右眼用画像または左眼用画像）に対応した側の、光照射ユニット１３における面状光源１５を点灯させてゆく光源制御部４５とを備えている。
【００３７】
なお、画像信号出力部４３が本発明における「画像出力手段」に相当し、光源制御部４５が本発明における「光源制御手段」に相当する。また、右眼用画像が本発明における「第１の画像」に相当し、左眼用画像が本発明における「第２の画像」に相当する。
【００３８】
光源制御部４５は、画像信号出力部４３が右眼用画像と左眼用画像に相当する画像信号を液晶表示パネル７に出力する際に、光照射ユニット１３の各行を順次に点灯させる。具体的には、例えば、図１０に示すように制御してゆく。なお、図１０（ａ）〜（ｄ）は、面状光源の制御例を示す模式図である。また、ここでは、光照射ユニット１３の奇数行が左眼用で、偶数行が右眼用であるとする。
【００３９】
図１０（ａ）に示すように、まず左眼用画像だけが液晶表示パネル７に表示されている状態では、光照射ユニット１３のうち、左眼用にあたる奇数行の１ライン光照射ユニット２９を点灯させる。次に、右用画像に切り替わるが、図１０（ｂ），（ｃ）に示すように、その最初の段階では、液晶表示パネル７のうち上部が右眼用画像に書き換えられるだけである。その状態では、左眼用画像に対応する側の左眼用にあたる奇数行の１ライン光照射ユニット２９を点灯させるとともに、右眼用画像に対応する側の右眼用にあたる偶数行の１ライン光照射ユニット２９を点灯させる。
【００４０】
このようにして、図１０（ｄ）のように液晶表示パネル７の画像が右側用画像だけとなるまで、右眼用の偶数行の１ライン光照射ユニット２９と、左眼用の奇数行の１ライン光照射ユニット２９の点灯を独立して制御する。これにより、観察者は、右眼用画像と左眼用画像を交互に見ることになり、画像を立体視することができる。
【００４１】
上述したように、画像信号出力部４３が透過型の液晶表示パネル７に対して出力する画像を、左眼用から右眼用に順次に切り換える際に、光源制御部４５がそれぞれの画像に応じて面状光源１５の行の点灯を１ライン光照射ユニット２９ごとに制御する。したがって、面状光源１５からの光は、フレネルレンズ１９を介して右眼用方向と左眼用方向に交互に出射され、右眼用画像と左眼用画像とが交互に表示される。右眼用方向と左眼用方向との光は、奇数行と偶数行とに分けられているので、縦縞状の明暗が生じることはない。また、透過型の液晶表示パネル７の背面に面状光源１５を備え、それらの間にフレネルレンズ１９を備えることで面状光源１５からの光を所定方向に導くので、立体画像表示装置の薄型化を図ることができるとともに、光学系の単純化を図ることができる。
【００４２】
また、拡散部材１１を備えているので、面状光源１５の各行が配置されている方向へ光を拡散させることにより、面状光源１５の奇数行と偶数行ごとに異なる方向へ光を導くことに起因する横縞状の明暗を抑制することができる。なお、この拡散部材１１は、拡散させる方向が列方向（縦方向）であるので、右眼用画像と左眼用画像との分離が悪化するな副作用は生じない。
【００４３】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００４４】
（１）上述した実施例では、立体画像表示装置を例に画像表示装置について説明したが、本発明は立体画像の表示だけに限定されるものではない。例えば、第１の画像と第２の画像とで全く異なる画像を表示させ、第１の方向の観察者と第２の方向の観察者とにそれぞれ異なる画像を表示させる画像表示装置にも適用することができる。
【００４５】
（２）上述した実施例の点灯制御例では、光照射ユニット１３を例に点灯制御を説明したが、これに代えて光照射ユニット１３Ａ，１３Ｂを用いても同様の効果を奏する。
【００４６】
（３）上述した実施例では、面状光源１５を１ライン光照射ユニット２９ごとに備えているが、例えば、行ごとに発光制御が可能な、光照射ユニット１３の大きさを備えた大面積の光源を採用してもよい。例えば、面状大面積のバックライトと、その全面に配設された、行ごとに開閉自在の液晶シャッタを付設してなる面状光照射ユニット（透過型の白黒液晶表示パネル）が挙げられる。
【００４７】
（４）上述した実施例では、フレネルレンズとしてフレネルレンズ１９，３１を例示したが、このようなフレネルレンズ１９，３１に代えて、凸レンズを帯状に切断したものを採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例に係る立体画像表示装置の概略構成を示す横断面図である。
【図２】平行光ユニットの縦断面図である。
【図３】光照射ユニットの概略構成を示した模式図である。
【図４】光照射ユニットの概略構成を示した正面図である。
【図５】光照射ユニットの変形例を示す図である。
【図６】変形例に係る光照射ユニットの正面図である。
【図７】光照射ユニットの他の変形例を示す図である。
【図８】他の変形例に係る光照射ユニットの正面図である。
【図９】立体画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は面状光源の制御例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
３ … 筐体
７ … 透過型の液晶表示パネル
１１ … 拡散部材
１３ … 光照射ユニット
１５ … 面状光源
１７ … 平行光ユニット
１９ … フレネルレンズ
２９ … １ライン光照射ユニット
Ｌ … 所定間隔
４１ … 制御部
ＶＤ … 映像信号
４３ … 画像信号出力部
ＶＳ … 垂直同期信号
４５ … 光源制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型の液晶表示パネルに対して光源からの光を照射して、それぞれ異なる二方向に画像を表示させる画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、例えば、特殊なメガネを着用することなく両眼視差のある画像を観察者の左右の眼に分離して入力し、立体画像として認識させる画像表示装置がある。このような画像表示装置としては、例えば、液晶表示パネル側に右眼用と左眼用の一対の光源を配置し、液晶表示パネルの奥側にフレネルミラーを配置し、このフレネルミラーを用いて液晶表示パネル側へ一対の光源の光を反射させる構成のもの（第１の装置）がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、液晶表示パネル側の側方背面に左眼用と右眼用の一対の光源を配置し、一対の光源からの光を液晶表示パネル背面に導く導光体を液晶表示パネル背面に配置し、液晶表示パネルと導光体との間に、左方向または右方向へ光を分離するプリズムフィルムを備えたもの（第２の装置）が挙げられる（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
上記の第１の装置及び第２の装置は、視差がある右眼用画像と左眼用画像とを液晶表示パネルに時分割で交互に切り換え表示するとともに、画像の切り換え表示に同期して右眼用と左眼用の一対の光源を交互に点滅動作させている。これにより、右眼用画像と左眼用画像とが分離して観察者の右眼と左眼とに入射するので、観察者はいわゆる両眼視差に基づく３次元知覚により立体画像を見ることができる。
【特許文献１】特開２０００−１４７６６９号公報（図１〜図３）
【特許文献２】特開２００１−６６５４７号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の第１の装置は、立体画像表示装置としては奥行きの長さを短くすることができるものの、右眼用の光源と左眼用の光源からの光をそれぞれ右眼及び左眼方向に反射させるために、フレネルミラーが、右眼用の光源と左眼用の光源側に縦長状の反射面が形成された帯状のミラーを交互に組み合わせて構成されている。そのため、液晶表示パネルの同一行内において右方向と左方向に光が出射されるので、液晶表示パネルには縦縞状に明暗が発生し、画像の左右方向における明暗均一性が悪いという問題がある。
【０００６】
また、第２の装置は、第１の装置と同様に、立体画像表示装置としては奥行きの長さを短くすることができるものの、光を右眼方向に反射させる反射面と、光を左眼方向に反射させる反射面とが液晶表示パネルの同一行内で交互に形成されたプリズムフィルムが用いられている。そのため、上記第１の装置と同様に、液晶表示パネルには縦縞状に明暗が発生し、同様の問題が生じる。
【０００７】
上記の問題を解決するために、光を左右方向に拡散する拡散部材を配置することが考えられる。しかしながら、この場合には、クロストーク（右眼用画像が左眼に入射し、左眼用画像が右眼に入射するという現象）が悪化して、立体画像の立体感が著しく悪化するという別異の問題が生じる。
【０００８】
また、上記の明暗均一性が悪いという問題を解決するための異なる手法として、側方からの光を液晶表示パネルの背面に反射させる薄板状の楕円ミラーを、互いに反対側に向けた状態で積層配置してなる反射ユニットを備え、液晶表示パネルに右眼用と左眼用の光源の光を液晶表示パネルの表示ラインごと交互に導く構成のものが提案されている（特願２００７−３０７１６８号）。
【０００９】
しかしながら、上記の提案装置によると、液晶表示パネルにおける縦縞状の明暗は防止できるものの、楕円ミラーの構造上、装置の奥行きが通常の液晶表示装置よりも長くなり、光学系の構成が複雑化するという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、縦縞状の明暗を防止しつつも、装置の奥行きを短くし、光学系の構成の単純化を図ることができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、画像を表示するための画像表示装置において、画像を表示するための透過型の液晶表示パネルと、前記透過型の液晶表示パネルを背面から照射し、前記透過型の液晶表示パネルの表示ラインに沿って発光可能な複数の行を備えた面状光源と、前記面状光源と前記透過型の液晶表示パネルの間に介在し、前記面状光源の奇数行と偶数行の光を、それぞれ異なる第１の方向と第２の方向に出光させる屈折手段と、前記透過型の液晶表示パネルに第１の画像と第２の画像とを交互に出力させる画像出力手段と、前記画像出力手段が第１の画像から第２の画像に、または第２の画像から第１の画像に順次に切り換える際に、それぞれの画像に応じて前記面状光源の行の点灯を制御する光源制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、画像出力手段が透過型の液晶表示パネルに対して出力する画像を、第１の画像から第２の画像にまたは第２の画像から第１の画像に順次に切り換える際に、光源制御手段がそれぞれの画像に応じて面状光源の行の点灯を制御する。したがって、面状光源からの光は、屈折手段を介して第１の方向と第２の方向に交互に出射され、第１の画像と第２の画像とが交互に表示される。第１の方向と第２の方向との光は、奇数行と偶数行とに分けられているので、縦縞状の明暗が生じることはない。また、透過型の液晶表示パネルの背面に面状光源を備え、それらの間に屈折手段を備えることで面状光源からの光を所定方向に導くので、装置の薄型化を図ることができるとともに、光学系の単純化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明において、前記透過型の液晶表示パネルと前記屈折手段との間には、前記面状光源の複数の行が配置されている列方向と、前記面状光源の各行が沿う行方向のうち、列方向に対して前記屈折手段からの光を拡散させる拡散部材を備えていることが好ましい（請求項２）。面状光源の各行が配置されている列方向へ光を拡散させることにより、面状光源の奇数行と偶数行ごとに異なる方向へ光を導くことに起因する横縞状の明暗を抑制することができる。なお、拡散させる方向が列方向（縦方向）であるので、第１の画像と第２の画像との分離が悪化するな副作用は生じない。
【００１４】
また、本発明において、前記屈折手段は、前記面状光源の行に相当する幅を有し、光軸が中央に設定されている帯状のフレネルレンズを、前記面状光源の各行に配設するとともに、前記面状光源の奇数行に位置するフレネルレンズと、前記面状光源の偶数行に位置するフレネルレンズとを、互いの光軸が所定間隔となる位置関係で前記面状光源の各行に沿ってずらして配設して構成されていることが好ましい（請求項３）。同じ光軸を有するフレネルレンズを、面状光源の奇数行と偶数行に位置するものとで各行に沿ってずらして配設することにより、面状光源からの光を所定間隔で第１の方向と第２の方向に導くことができる。また、同じ構成のフレネルレンズだけで屈折手段を構成できるので、コスト的に有利になる。
【００１５】
また、本発明において、前記屈折手段は、前記面状光源の行に相当する幅を有し、光軸が中央から一方側に偏心して設定されている帯状のフレネルレンズを、前記面状光源の各行に配設するとともに、前記面状光源の奇数行に位置するフレネルレンズと、前記面状光源の偶数行に位置するフレネルレンズとを、互いの光軸が所定間隔となる位置関係で前記面状光源の各行に配設して構成されていることが好ましい（請求項４）。光軸が偏心されているフレネルレンズを行に沿って行ごとに互いに逆方向に向けて配設することにより、面状光源からの光を所定間隔で第１の方向と第２の方向に導くことができる。光軸が異なるフレネルレンズを互いに逆向きで配設するだけでよく、ずらして取り付ける等の作業が不要であるので、工数を低減することができる。また、フレネルレンズの両端をそろえて配設する場合には、表示の有効面積を大きくすることができる。
【００１６】
また、本発明において、前記屈折手段は、前記面状光源の行に相当する幅を有し、前記面状光源からの光を平行光にして所定の方向に傾斜させて出射させる帯状のプリズムを、前記面状光源の各行に配設するとともに、前記面状光源の奇数行に位置するプリズムと、前記面状光源の偶数行に位置するプリズムとを、互いの出射方向が異なる位置関係で前記面状光源の各行に配設して構成されていることが好ましい（請求項５）。面状光源からの光を平行光にして所定方向に傾斜して出射させるプリズムを行ごとに逆向きに配設するだけでよく、ずらして取り付ける等の作業が不要であるので、工数を低減することができる。また、面状光源の光を傾斜させるだけで集光させないので、視野角を広くすることができる。また、フレネルレンズまたはプリズムの両端をそろえて配設する場合には、表示の有効面積を大きくすることができる。
【００１７】
また、本発明において、前記面状光源の出光面からの光を収束させる第１のマイクロレンズアレイと、この第１のマイクロレンズアレイの各レンズに対応する位置にて光を絞るマスクと、このマスクを通過した光を平行光にする第２のマイクロレンズアレイとを備えた平行光ユニットを、前記面状光源の出光面側に備えていることが好ましい（請求項６）。面状光源からの光には平行光以外の光も含まれているが、平行光ユニットを通すことによって平行光だけに整形することができる。したがって、フレネルレンズやプリズムを通過した光の方向が意図しない方向へ向かうことを抑制することができる。その結果、画像のぼやけを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る画像表示装置によれば、画像出力手段が透過型の液晶表示パネルに対して出力する画像を、第１の画像から第２の画像にまたは第２の画像から第１の画像に順次に切り換える際に、光源制御手段がそれぞれの画像に応じて面状光源の行の点灯を制御する。したがって、面状光源からの光は、屈折手段を介して第１の方向と第２の方向に交互に出射され、第１の画像と第２の画像と表示される。第１の方向と第２の方向との光は、奇数行と偶数行とに分けられているので、縦縞状の明暗が生じることはない。また、透過型の液晶表示パネルの背面に面状光源を備え、それらの間に屈折手段を備えることで面状光源からの光を所定方向に導くので、装置の薄型化を図ることができるとともに、光学系の単純化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
本発明に係る画像表示装置の例として、両眼視差に基づく立体画像の表示を行う「立体画像表示装置」を例にとって説明する。
なお、図１は、実施例に係る立体画像表示装置の概略構成を示す横断面図であり、図２は、平行光ユニットの縦断面図であり、図３は、光照射ユニットの概略構成を示した模式図であり、図４は、光照射ユニットの概略構成を示した正面図である。
【００２０】
実施例に係る立体画像表示装置は、横断面がコの字状を呈する筐体３を備えている。この筐体３の前面５（図示の関係上、上を前面、下を後面としている）には、透過型の液晶表示パネル７（以下、適宜に液晶表示パネルと称する）がフロントベゼルを含む支持部９を介して取り付けられている。液晶表示パネル７の両端側にあたる支持部９の奥側には、支持枠１０を介して拡散部材１１が取り付けられている。この拡散部材１１は、光を縦方向（紙面方向）に拡散させる機能を有するものである。
【００２１】
拡散部材１１の奥側には、光照射ユニット１３が配設されている。
この光照射ユニット１３は、面状光源１５と、平行光ユニット１７と、フレネルレンズ１９とをその順に積層して備えている。面状光源１５は、液晶表示パネル７を背面から照射する光を出射する機能を備え、液晶表示パネル７の表示ラインに沿って発光可能な行を備えている。面状光源１５の具体例としては、例えば、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）がマトリックス状に配置され、行ごとに発光ラインを制御可能なものが挙げられる。フレネルレンズ１９は、面状光源１５からの光を、それぞれ異なる第１の方向と第２の方向とに向けて出射させる。平行光ユニット１７は、面状光源１５から出射される光を平行光に整形する。なお、ここでいう第１の方向は後述する右眼ＥＲであり、第２の方向は後述する左眼ＥＬである。
【００２２】
まず、平行光ユニット１７について、図２を参照して説明する。
平行光ユニット１７は、面状光源１５からの光を収束させる第１のマイクロレンズアレイ２１と、第１のマイクロレンズアレイ２１の各レンズに対応する位置にて光を絞るマスク２３と、このマスク２３を通過した光を平行光にする第２のマイクロレンズアレイ２５とを備えている。
【００２３】
第１のマイクロレンズアレイ２１は、面状光源１５側からフレネルレンズ１９側に凸形状を呈し、第２のマイクロレンズアレイ２５は、フレネルレンズ１９側から面状光源１５側に凸形状を呈する。
【００２４】
マスク２３は、面状光源１５からの光を遮断する材料で構成され、第１のマイクロレンズアレイ２１及び第２のマイクロレンズアレイ２５の光軸と一致する位置に、開口部２７が形成されている。開口部２７の直径は、第１のマクロレンズアレイ２１からの光を十分に絞れるように、第１のマイクロレンズアレイ２１及び第２のマイクロレンズアレイ２５の各レンズにおける有効径よりも充分に小さく形成されていることが好ましい。
【００２５】
フレネルレンズ１９は、帯状を呈し、光軸が中央に設定されたものだけを用いている。一つのフレネルレンズ１９を正面側（図４から見た方向）から見たときの幅は、例えば、２ｍｍ程度である。そして、図３に示すように、上述した平行光ユニット１７を挟んで面状光源１５に配設されている。ここでは、これを１ライン光照射ユニット２９と呼ぶことにする。この１ライン光照射ユニット２９を液晶表示パネル７にて画像を表示する領域に必要な数だけ用意し、液晶表示パネル７の表示ラインに対して１ライン光照射ユニット２９の長手方向を一致させた状態で配設する。液晶表示パネル７の表示ラインの幅と、１ライン光照射ユニット２９の幅は、拡散部材１１を備えて光を縦方向に拡散させるので、必ずしも一致させる必要はない。もちろん一致させるようにしてもよい。また、図３及び図４に示すように、隣接する１ライン光照射ユニット２９同士で、長手方向に沿って所定間隔Ｌだけ互いの光軸位置をずらして配設する。換言すると、液晶表示パネル７の表示ラインのうち、面状光源１５の奇数行にあたるものと偶数行にあたるものとで光軸をずらして配置する。所定間隔Ｌとは、観察者の右眼ＲＬと左眼ＥＬの標準的な間隔にほぼ等しい。但し、１ライン光照射ユニット２９同士の重複する部分が、液晶表示パネル７の有効表示面積とほぼ一致するようにしておく。
【００２６】
なお、上述したフレネルレンズ１９が本発明における「屈折手段」に相当する。
【００２７】
上述したように構成されている光照射ユニット１３は、同じ光軸を有するフレネルレンズ１９を、面状光源１５の奇数行と偶数行に位置するものとで各行に沿ってずらして配設することにより、面状光源１５からの光を所定間隔Ｌで第１の方向と第２の方向に導くことができる。また、同じ構成のフレネルレンズ１９だけで屈折手段を構成できるので、コスト的に有利になる。
【００２８】
＜光照射ユニットの変形例１＞
上述した光照射ユニット１３に代えて、図５及び図６に示すものを採用してもよい。なお、図５は、光照射ユニットの変形例を示す図であり、図６は、変形例に係る光照射ユニットの正面図である。
【００２９】
この光照射ユニット１３Ａは、光軸が中央から一方側に偏心した帯状のフレネルレンズ３１を備えている。その偏心距離は、二つのフレネルレンズ３１の両端を一致させた状態で、それぞれを長手方向に逆方向に向けて配置したとき、それぞれの光軸の間隔が所定距離Ｌとなるように設定してある。また、フレネルレンズ３１は、図５に示すように、上述した平行光ユニット１７を挟んで面状光源１５に配設されている。この１ライン光照射ユニット２９Ａを液晶表示パネル７に画像を表示する領域に必要な数だけ用意し、液晶表示パネル７の表示ラインに対して１ライン光照射ユニット２９Ａを配設する。液晶表示パネル７の表示ラインの幅と、１ライン光照射ユニット２９Ａの幅は、拡散部材１１を備えて光を縦方向に拡散させるので、必ずしも一致させる必要はない。もちろん一致させるようにしてもよい。また、図６に示すように、隣接する１ライン光照射ユニット２９Ａ同士で、長手方向に沿って逆方向に配置し、光軸の間隔が所定間隔Ｌとなる位置関係で配設する。換言すると、液晶表示パネル７の表示ラインのうち、面状光源１５の奇数行にあたるものと偶数行にあたるものとで光軸をずらして配置する。
【００３０】
なお、上述したフレネルレンズ３１が本発明における「屈折手段」に相当する。
【００３１】
上記の光照射ユニット１３Ａは、光軸が偏心されているフレネルレンズ３１を行に沿って行ごとに互いに逆方向に向けて配設することにより、面状光源１５からの光を所定間隔で第１の方向と第２の方向に導くことができる。光軸が異なるフレネルレンズ３１を互いに逆向きで配設するだけでよく、上述した光照射ユニット１３のように、ずらして取り付ける等の作業が不要であるので、工数を低減することができる。また、上述したようにフレネルレンズ３１の両端をそろえて配設する場合には、光照射ユニット１３に比較して表示の有効面積を大きくすることができる。
【００３２】
＜光照射ユニットの変形例２＞
上述した光照射ユニット１３，１３Ａに代えて、図７及び図８に示すものを採用してもよい。なお、図７は、光照射ユニットの他の変形例を示す図であり、図８は、他の変形例に係る光照射ユニットの正面図である。
【００３３】
この光照射ユニット１３Ｂは、所定の方向に光を傾斜させて出射させる帯状のプリズム３３を備えている。プリズム３３は、図７に示すように、上述した平行光ユニット１７を挟んで面状光源１５に配設されている。この１ライン光照射ユニット２９Ｂを液晶表示パネル７の表示ライン数に応じた数だけ用意し、液晶表示パネル７の表示ラインに対して１ライン光照射ユニット２９Ｂを配設する。液晶表示パネル７の表示ラインの幅と、１ライン光照射ユニット２９Ｂの幅は、拡散部材１１を備えて光を縦方向に拡散させるので、必ずしも一致させる必要はない。もちろん一致させるようにしてもよい。また、１ライン光照射ユニット２９Ｂごとに長手方向に沿って逆向きに配置して、出射方向が互いに逆方向となるようにする。これにより光照射ユニット１３Ｂから観察者の右眼ＥＲから左眼ＥＬにそれぞれ平行光を出射させることができる。
【００３４】
上記の光照射ユニット１３Ｂは、面状光源１５からの光を平行光にして所定方向に傾斜して出射させるプリズム３３を行ごとに逆向きに配設するだけでよく、ずらして取り付ける等の作業が不要であるので、工数を低減することができる。また、面状光源１５の光を傾斜させるだけで集光させないので、視野角を広くすることができる。また、上述したようにフレネルレンズ３１の両端をそろえて配設する場合には、光照射ユニット１３に比較して表示の有効面積を大きくすることができる。
【００３５】
＜点灯制御例＞
次に、図９を参照して、上述した立体画像表示装置における光照射ユニット１３の点灯制御の例について説明する。
【００３６】
制御部４１は、映像信号ＶＤを受け取るとともに液晶表示パネル７に右眼用画像を左眼用画像とに応じた映像信号を交互に出力する画像信号出力部４３と、画像信号出力部４３が右眼用画像と左眼用画像との映像信号を順次に切り換える際に、垂直同期信号ＶＳに応じて、画像（右眼用画像または左眼用画像）に対応した側の、光照射ユニット１３における面状光源１５を点灯させてゆく光源制御部４５とを備えている。
【００３７】
なお、画像信号出力部４３が本発明における「画像出力手段」に相当し、光源制御部４５が本発明における「光源制御手段」に相当する。また、右眼用画像が本発明における「第１の画像」に相当し、左眼用画像が本発明における「第２の画像」に相当する。
【００３８】
光源制御部４５は、画像信号出力部４３が右眼用画像と左眼用画像に相当する画像信号を液晶表示パネル７に出力する際に、光照射ユニット１３の各行を順次に点灯させる。具体的には、例えば、図１０に示すように制御してゆく。なお、図１０（ａ）〜（ｄ）は、面状光源の制御例を示す模式図である。また、ここでは、光照射ユニット１３の奇数行が左眼用で、偶数行が右眼用であるとする。
【００３９】
図１０（ａ）に示すように、まず左眼用画像だけが液晶表示パネル７に表示されている状態では、光照射ユニット１３のうち、左眼用にあたる奇数行の１ライン光照射ユニット２９を点灯させる。次に、右用画像に切り替わるが、図１０（ｂ），（ｃ）に示すように、その最初の段階では、液晶表示パネル７のうち上部が右眼用画像に書き換えられるだけである。その状態では、左眼用画像に対応する側の左眼用にあたる奇数行の１ライン光照射ユニット２９を点灯させるとともに、右眼用画像に対応する側の右眼用にあたる偶数行の１ライン光照射ユニット２９を点灯させる。
【００４０】
このようにして、図１０（ｄ）のように液晶表示パネル７の画像が右側用画像だけとなるまで、右眼用の偶数行の１ライン光照射ユニット２９と、左眼用の奇数行の１ライン光照射ユニット２９の点灯を独立して制御する。これにより、観察者は、右眼用画像と左眼用画像を交互に見ることになり、画像を立体視することができる。
【００４１】
上述したように、画像信号出力部４３が透過型の液晶表示パネル７に対して出力する画像を、左眼用から右眼用に順次に切り換える際に、光源制御部４５がそれぞれの画像に応じて面状光源１５の行の点灯を１ライン光照射ユニット２９ごとに制御する。したがって、面状光源１５からの光は、フレネルレンズ１９を介して右眼用方向と左眼用方向に交互に出射され、右眼用画像と左眼用画像とが交互に表示される。右眼用方向と左眼用方向との光は、奇数行と偶数行とに分けられているので、縦縞状の明暗が生じることはない。また、透過型の液晶表示パネル７の背面に面状光源１５を備え、それらの間にフレネルレンズ１９を備えることで面状光源１５からの光を所定方向に導くので、立体画像表示装置の薄型化を図ることができるとともに、光学系の単純化を図ることができる。
【００４２】
また、拡散部材１１を備えているので、面状光源１５の各行が配置されている方向へ光を拡散させることにより、面状光源１５の奇数行と偶数行ごとに異なる方向へ光を導くことに起因する横縞状の明暗を抑制することができる。なお、この拡散部材１１は、拡散させる方向が列方向（縦方向）であるので、右眼用画像と左眼用画像との分離が悪化するな副作用は生じない。
【００４３】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００４４】
（１）上述した実施例では、立体画像表示装置を例に画像表示装置について説明したが、本発明は立体画像の表示だけに限定されるものではない。例えば、第１の画像と第２の画像とで全く異なる画像を表示させ、第１の方向の観察者と第２の方向の観察者とにそれぞれ異なる画像を表示させる画像表示装置にも適用することができる。
【００４５】
（２）上述した実施例の点灯制御例では、光照射ユニット１３を例に点灯制御を説明したが、これに代えて光照射ユニット１３Ａ，１３Ｂを用いても同様の効果を奏する。
【００４６】
（３）上述した実施例では、面状光源１５を１ライン光照射ユニット２９ごとに備えているが、例えば、行ごとに発光制御が可能な、光照射ユニット１３の大きさを備えた大面積の光源を採用してもよい。例えば、面状大面積のバックライトと、その全面に配設された、行ごとに開閉自在の液晶シャッタを付設してなる面状光照射ユニット（透過型の白黒液晶表示パネル）が挙げられる。
【００４７】
（４）上述した実施例では、フレネルレンズとしてフレネルレンズ１９，３１を例示したが、このようなフレネルレンズ１９，３１に代えて、凸レンズを帯状に切断したものを採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例に係る立体画像表示装置の概略構成を示す横断面図である。
【図２】平行光ユニットの縦断面図である。
【図３】光照射ユニットの概略構成を示した模式図である。
【図４】光照射ユニットの概略構成を示した正面図である。
【図５】光照射ユニットの変形例を示す図である。
【図６】変形例に係る光照射ユニットの正面図である。
【図７】光照射ユニットの他の変形例を示す図である。
【図８】他の変形例に係る光照射ユニットの正面図である。
【図９】立体画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は面状光源の制御例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
３ … 筐体
７ … 透過型の液晶表示パネル
１１ … 拡散部材
１３ … 光照射ユニット
１５ … 面状光源
１７ … 平行光ユニット
１９ … フレネルレンズ
２９ … １ライン光照射ユニット
Ｌ … 所定間隔
４１ … 制御部
ＶＤ … 映像信号
４３ … 画像信号出力部
ＶＳ … 垂直同期信号
４５ … 光源制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示するための画像表示装置において、
画像を表示するための透過型の液晶表示パネルと、
前記透過型の液晶表示パネルを背面から照射し、前記透過型の液晶表示パネルの表示ラインに沿って発光可能な複数の行を備えた面状光源と、
前記面状光源と前記透過型の液晶表示パネルの間に介在し、前記面状光源の奇数行と偶数行の光を、それぞれ異なる第１の方向と第２の方向に出光させる屈折手段と、
前記透過型の液晶表示パネルに第１の画像と第２の画像とを交互に出力させる画像出力手段と、
前記画像出力手段が第１の画像から第２の画像に、または第２の画像から第１の画像に順次に切り換える際に、それぞれの画像に応じて前記面状光源の行の点灯を制御する光源制御手段と、
を備えていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置において、
前記透過型の液晶表示パネルと前記屈折手段との間には、前記面状光源の複数の行が配置されている列方向と、前記面状光源の各行が沿う行方向のうち、列方向に対して前記屈折手段からの光を拡散させる拡散部材を備えていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像表示装置において、
前記屈折手段は、前記面状光源の行に相当する幅を有し、光軸が中央に設定されている帯状のフレネルレンズを、前記面状光源の各行に配設するとともに、前記面状光源の奇数行に位置するフレネルレンズと、前記面状光源の偶数行に位置するフレネルレンズとを、互いの光軸が所定間隔となる位置関係で前記面状光源の各行に沿ってずらして配設して構成されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の画像表示装置において、
前記屈折手段は、前記面状光源の行に相当する幅を有し、光軸が中央から一方側に偏心して設定されている帯状のフレネルレンズを、前記面状光源の各行に配設するとともに、前記面状光源の奇数行に位置するフレネルレンズと、前記面状光源の偶数行に位置するフレネルレンズとを、互いの光軸が所定間隔となる位置関係で前記面状光源の各行に配設して構成されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の画像表示装置において、
前記屈折手段は、前記面状光源の行に相当する幅を有し、前記面状光源からの光を平行光にして所定の方向に傾斜させて出射させる帯状のプリズムを、前記面状光源の各行に配設するとともに、前記面状光源の奇数行に位置するプリズムと、前記面状光源の偶数行に位置するプリズムとを、互いの出射方向が異なる位置関係で前記面状光源の各行に配設して構成されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の画像表示装置において、
前記面状光源の出光面からの光を収束させる第１のマイクロレンズアレイと、この第１のマイクロレンズアレイの各レンズに対応する位置にて光を絞るマスクと、このマスクを通過した光を平行光にする第２のマイクロレンズアレイとを備えた平行光ユニットを、前記面状光源の出光面側に備えていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１】
画像を表示するための画像表示装置において、
画像を表示するための透過型の液晶表示パネルと、
前記透過型の液晶表示パネルを背面から照射し、前記透過型の液晶表示パネルの表示ラインに沿って発光可能な複数の行を備えた面状光源と、
前記面状光源と前記透過型の液晶表示パネルの間に介在し、前記面状光源の奇数行と偶数行の光を、それぞれ異なる第１の方向と第２の方向に出光させる屈折手段と、
前記透過型の液晶表示パネルに第１の画像と第２の画像とを交互に出力させる画像出力手段と、
前記画像出力手段が第１の画像から第２の画像に、または第２の画像から第１の画像に順次に切り換える際に、それぞれの画像に応じて前記面状光源の行の点灯を制御する光源制御手段と、
を備えていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置において、
前記透過型の液晶表示パネルと前記屈折手段との間には、前記面状光源の複数の行が配置されている列方向と、前記面状光源の各行が沿う行方向のうち、列方向に対して前記屈折手段からの光を拡散させる拡散部材を備えていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像表示装置において、
前記屈折手段は、前記面状光源の行に相当する幅を有し、光軸が中央に設定されている帯状のフレネルレンズを、前記面状光源の各行に配設するとともに、前記面状光源の奇数行に位置するフレネルレンズと、前記面状光源の偶数行に位置するフレネルレンズとを、互いの光軸が所定間隔となる位置関係で前記面状光源の各行に沿ってずらして配設して構成されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の画像表示装置において、
前記屈折手段は、前記面状光源の行に相当する幅を有し、光軸が中央から一方側に偏心して設定されている帯状のフレネルレンズを、前記面状光源の各行に配設するとともに、前記面状光源の奇数行に位置するフレネルレンズと、前記面状光源の偶数行に位置するフレネルレンズとを、互いの光軸が所定間隔となる位置関係で前記面状光源の各行に配設して構成されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の画像表示装置において、
前記屈折手段は、前記面状光源の行に相当する幅を有し、前記面状光源からの光を平行光にして所定の方向に傾斜させて出射させる帯状のプリズムを、前記面状光源の各行に配設するとともに、前記面状光源の奇数行に位置するプリズムと、前記面状光源の偶数行に位置するプリズムとを、互いの出射方向が異なる位置関係で前記面状光源の各行に配設して構成されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の画像表示装置において、
前記面状光源の出光面からの光を収束させる第１のマイクロレンズアレイと、この第１のマイクロレンズアレイの各レンズに対応する位置にて光を絞るマスクと、このマスクを通過した光を平行光にする第２のマイクロレンズアレイとを備えた平行光ユニットを、前記面状光源の出光面側に備えていることを特徴とする画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２５８５６５（Ｐ２００９−２５８５６５Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１０４４８（Ｐ２００８−１１０４４８）
【出願日】平成２０年４月２１日（２００８．４．２１）
【出願人】（３９１０１０１１６）株式会社ナナオ (160)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２１日（２００８．４．２１）
【出願人】（３９１０１０１１６）株式会社ナナオ (160)
【Ｆターム（参考）】
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