表示装置及び光源装置
【課題】観視者が微小レンズの境界線を意識することのない、一様な照明の表示装置を与える。
【解決手段】第１の偏光成分を含む光を照射する第１の光源と、第２の偏光成分を含む光を照射する第２の光源と、第１の光源および第２の光源が照射する光をそれぞれ異なる方向に射出するレンズとを含む光源ユニットを行方向および列方向にマトリクス状に有する光源装置と、光源装置から入射される入射光の第１の偏光成分を透過して画像を表示する第１の表示領域と、入射光の第２の偏光成分を透過して画像を表示する第２の表示領域とが、列方向に沿って交互に配列された表示部とを備え、行方向において光源ユニットは予め定められたピッチで配列され、それぞれの光源ユニットは、列方向に配列された他の光源ユニットの少なくとも１つに対して、行方向における位置が、予め定められたピッチよりも小さい量だけ異なって設けられた表示装置が提供される。
【解決手段】第１の偏光成分を含む光を照射する第１の光源と、第２の偏光成分を含む光を照射する第２の光源と、第１の光源および第２の光源が照射する光をそれぞれ異なる方向に射出するレンズとを含む光源ユニットを行方向および列方向にマトリクス状に有する光源装置と、光源装置から入射される入射光の第１の偏光成分を透過して画像を表示する第１の表示領域と、入射光の第２の偏光成分を透過して画像を表示する第２の表示領域とが、列方向に沿って交互に配列された表示部とを備え、行方向において光源ユニットは予め定められたピッチで配列され、それぞれの光源ユニットは、列方向に配列された他の光源ユニットの少なくとも１つに対して、行方向における位置が、予め定められたピッチよりも小さい量だけ異なって設けられた表示装置が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及び光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型表示モニタおよびレンズを用いて立体画像を視認させる技術として、透過型表示モニタの裏面側から右眼用光源および左眼用光源で照射して、右眼用光源からの光および左眼用光源からの光をレンズによりそれぞれ観視者の右眼上および左眼上に結像させる技術が知られている。例えば、下記特許文献には立体視に関連する技術が記載されている。
特許文献１ 特開２００９−９８５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、立体視用のレンズとして、レンチキュラレンズが知られている。レンチキュラレンズは、垂直方向に延伸する断面が半月形状の複数の微小レンズを水平方向に並べて配列したものである。従来の表示装置では、複数の微小レンズの境界線が直線状なので観視者に見えてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、画像を表示する表示装置であって、第１の偏光成分を含む光を照射する第１の光源と、第２の偏光成分を含む光を照射する第２の光源と、第１の光源および第２の光源が照射する光をそれぞれ異なる方向に射出するレンズとを含む光源ユニットを行方向および列方向にマトリクス状に有する光源装置と、光源装置から入射される入射光の第１の偏光成分を透過して画像を表示する第１の表示領域と、入射光の第２の偏光成分を透過して画像を表示する第２の表示領域とが、列方向に沿って交互に配列された表示部とを備え、行方向において光源ユニットは予め定められたピッチで配列され、それぞれの光源ユニットは、列方向に配列された他の光源ユニットの少なくとも１つに対して、行方向における位置が、予め定められたピッチよりも小さい量だけ異なって設けられた表示装置が提供される。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本実施形態に係る表示装置１０を示す。
【図２Ａ】本実施形態に係る表示装置１０の構成を示す。
【図２Ｂ】本実施形態に係る表示装置１０の構成を示す。
【図２Ｃ】本実施形態に係る表示装置１０の変形例の構成を示す。
【図３】本実施形態に係る表示装置１０から観視者に与えられる光の光路例を示す。
【図４Ａ】本実施形態に係る光源部１４を示す。
【図４Ｂ】本実施形態に係る光学系１６を示す。
【図４Ｃ】本実施形態に係る光源装置４０を示す。
【図５Ａ】本実施形態に係る光源部１４の変形例を示す。
【図５Ｂ】本実施形態に係る光学系１６の変形例を示す。
【図５Ｃ】本実施形態に係る光源装置４０の変形例を示す。
【図６Ａ】本実施形態に係る光源部１４の変形例を示す。
【図６Ｂ】本実施形態に係る光学系１６の変形例を示す。
【図６Ｃ】本実施形態に係る光源装置４０の変形例を示す。
【図７Ａ】本実施形態に係る光学系１６の変形例を示す。
【図７Ｂ】本実施形態に係る光源装置４０の変形例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、本実施形態に係る表示装置１０の全体を示す。本実施形態に係る表示装置１０は、光源部１４、光学系１６、表示部１２を備える。表示装置１０は、立体表示用の右眼用画像および左眼用画像を含む画像データを受信装置または再生装置等から受け取る。表示装置１０は、右眼用画像を表示して観視者６０の右眼に与え、左眼用画像を表示して観視者６０の左眼に与える。このような表示装置１０は、画像分離用の専用メガネを装着しない観視者６０、即ち、裸眼の観視者６０に対して、立体像を観察させることができる。
【０００９】
光源部１４は、表示部１２の裏面に光を照射する。表示部１２は、光源部１４から照射された光を透過させ、観視者６０に与える。光学系１６は、光源部１４と表示部１２との間に配置され、光源部１４から照射された光を観視者の視点方向に屈折させる。これにより、観視者６０は、表示部１２に表示された画像を観賞することができる。
【００１０】
図２Ａは、本実施形態に係る表示装置１０の構成を示す。光源部１４には、それぞれ右眼用光源および左眼用光源として機能可能な複数の光源が配列されている。光源部１４は、それぞれの光源を、右眼用画像を表示する光を照射する右眼用光源３２と、左眼用画像を表示する光を照射する左眼用光源３４のいずれかとして機能させる。
【００１１】
右眼用光源３２および左眼用光源３４は、行方向および列方向の双方において交互に設けられてよい。それぞれの光源は、右眼用光源３２として機能する場合に第１の偏光成分の光を発光し、左眼用光源３４として機能する場合に第２の偏光成分の光を発光してよい。つまり、複数の右眼用光源３２は、表示部１２の裏面から第１の偏光成分の光を照射する。そして、複数の左眼用光源３４は、表示部１２の裏面から第２の偏光成分の光を照射する。
【００１２】
表示部１２には、右眼用光源３２からの光により表示される右眼用画像、および、左眼用光源３４からの光により表示される左眼用画像を表示する。表示部１２は、裏面側から照射された光を透過することにより、表示した画像を観視者６０に与える透過型パネルであってよい。
【００１３】
表示部１２は、入射光の第１の偏光成分を透過する複数の第１の表示領域２２と、入射光の第２の偏光成分を透過する複数の第２の表示領域２４とが交互に配列される。表示部１２は、画像を観視する観視者６０の右眼に向けて表示すべき右眼用画像を第１の表示領域２２に表示し、観視者６０の左眼に向けて表示すべき左眼用画像を第２の表示領域２４に表示してよい。第１の偏光成分の光および第２の偏光成分の光は、偏光方向が互いに直交する直線偏光（Ｓ偏光およびＰ偏光）であってよい。
【００１４】
第１の表示領域２２および第２の表示領域２４は、水平方向に延伸して設けられ、且つ、水平方向と垂直な方向において交互に設けられてよい。例えば、複数の第１の表示領域２２および複数の第２の表示領域２４のそれぞれは、表示部１２の水平方向（左右方向）に延伸し、表示部１２の垂直方向（上下方向）に交互に配列される。表示部１２は、一例として、第１の偏光成分の光を透過する水平ラインと、第２の偏光成分の光を透過する水平ラインとを１ラインずつ交互に含む構成であってよい。水平ラインは、表示部１２における１画素分の幅を有するラインを指す。
【００１５】
光学系１６は、表示部１２および光源部１４の間に設けられる。光学系１６は、右眼用光源３２および左眼用光源３４が照射する光をそれぞれ異なる方向に射出するレンズ４２を、規則的に配列したレンズアレイであってよい。レンズアレイは、レンズ４２が、行方向において、予め定められたピッチで設けられ、且つ、列方向において、当該ピッチの半分だけずれて交互に設けられて構成されてよい。ここで、ピッチとは、レンズ４２の行方向の幅を指す。レンズ４２は断面が半月形状のレンチキュラレンズであってよい。当該ピッチは、右眼用光源３２の幅と左眼用光源３４の幅との和に等しくてよい。
【００１６】
光学系１６は、複数の右眼用光源３２からの光を、複数の第１の表示領域２２を透過させて観視者６０の右眼に対応する第１視点に集光させる。さらに、光学系１６は、複数の左眼用光源３４からの光を、複数の第２の表示領域２４を透過させて観視者６０の左眼に対応する第２視点に集光させる。レンズ４２が列方向においてずれて設けられるので、光源の輝度ムラを低減できる。
【００１７】
図２Ｂは、図２Ａの表示装置１０の構成を具体的に示す。表示部１２は、具体的には、液晶表示装置１２２と、偏光板１２４からなる。偏光板１２４は、複数の第１の偏光領域２２０と複数の第２の偏光領域２４０とが水平方向に延伸して設けられ、かつ、垂直方向において交互に設けられる。例えば、第１の偏光領域２２０は、Ｓ偏光の光だけを透過し、第２の偏光領域２４０はＰ偏光の光だけを透過する。第１の偏光領域２２０および第２の偏光領域２４０の配置パターンは、第１の表示領域２２および第２の表示領域２４の配置パターンと同一である。
【００１８】
光源部１４は、具体的には、平面光源１４２と、偏光板１４４からなる。偏光板１４４は、複数の第１の偏光領域３２０と、複数の第２の偏光領域３４０が水平方向及び垂直方向の双方において交互に設けられる。例えば、第１の偏光領域３２０はＳ偏光の光だけを透過し、第２の偏光領域３４０はＰ偏光の光だけを透過する。第１の偏光領域３２０および第２の偏光領域３４０の配置パターンは、右眼用光源３２および左眼用光源３４の配置パターンと同一である。
【００１９】
平面光源１４２からの光は、偏光板１４４に入射する。平面光源１４２は、少なくともＳ偏光、Ｐ偏光の成分を含む光を照射する。偏光板１４４の第１の偏光領域３２０を通過した光は、例えば、右眼用光源の光に対応する。偏光板１４４の第２の偏光領域３４０を通過した光は、例えば、左眼用光源の光に対応する。それぞれの偏光成分の光は、光学系１６で所定の方向に屈折し、偏光板１２４に入射する。
【００２０】
例えば、偏光板１２４の第１の偏光領域２２０を通過した光は、液晶表示装置１２２の表示面において、観視者６０の右眼に向けて表示すべき右眼用画像が表示される領域に入射する。偏光板１２４の第２の偏光領域２４０を通過した光は、液晶表示装置１２２の表示面において、観視者６０の左眼に向けて表示すべき左眼用画像が表示される領域に入射する。液晶表示装置１２２は、第１の偏光領域２２０に対向する領域に右眼用画像、第２の偏光領域２４０に対向する領域に左眼用画像を表示する。
【００２１】
図２Ｃは、表示装置１０の変形例の構成を示す。表示部１２は、具体的には、液晶表示装置１２２と、偏光板１２６と、位相板１２８からなる。光源部１４は、具体的には、平面光源１４２と、偏光板１４６と、位相板１４８からなる。液晶表示装置１２２と光学系１６との間には、液晶表示装置１２２側から順にフィルム状の偏光板１２６および位相板１２８が設けられている。平面光源１４２と光学系１６との間には、平面光源１４２側から順にフィルム状の偏光板１４６および位相板１４８が設けられている。平面光源１４２、光学系１６、および液晶表示装置１２２は図２Ｂと同一の構成を有する。
【００２２】
偏光板１２６および偏光板１４６は、それぞれ直交する方向の偏光成分の光を透過する。位相板１２８は、複数の第１の位相領域２６０と複数の第２の位相領域２８０とが水平方向に延伸して設けられ、かつ、垂直方向において交互に設けられる。位相板１４８は、複数の第１の位相領域３６０と複数の第２の位相領域３８０とが水平方向および垂直方向の双方において交互に設けられる。
【００２３】
例えば、第１の位相領域２６０および３６０は、通過する光の位相をπ／４だけ進める。第２の位相領域２８０および３８０は、通過する光の位相をπ／４だけ遅らせる。第１の位相領域２６０及び第２の位相領域２８０の配置パターンは第１の表示領域２２および第２の表示領域２４と同一である。第１の位相領域３６０および第２の位相領域３８０の配置パターンは右眼用光源３２および左眼用光源３４の配置パターンと同一である。
【００２４】
平面光源１４２からの光は、偏光板１４６を通過すると、所定の方向（図面の偏光板１４６における矢印方向）の偏光成分を有する直線偏光の光となる。直線偏光の光は、位相板１４８を通過するときに、例えば、第１の位相領域３６０を通過した光が右回りの円偏光、第２の位相領域３８０を通過した光が左回りの円偏光となるように変換される。例えば、右回りの円偏光は右眼用光源の光に対応し、左回りの円偏光は左眼用光源の光に対応する。位相板１４８を通過したそれぞれの円偏光の光は、光学系１６において、円偏光ごとに所定の方向に屈折される。光学系１６で屈折したそれぞれの円偏光は、位相板１２８で直線偏光に変換される。
【００２５】
第１の位相領域２６０は回転方向が逆の２つの円偏光を偏光方向が直交する２つの直線偏光に変換する。第２の位相領域２８０も回転方向が逆の２つの円偏光を偏光方向が直交する２つの直線偏光に変換する。偏光板１２６は位相板１２８が出力する光のうち、所定の方向（図面の偏光板１２６における矢印方向）の偏光成分の光のみを通過させる。つまり、偏光板１２６は、第１の位相領域２６０が出力する光のうち、例えば、観視者６０の右眼に向かう光を通過させる。また偏光板１２６は、第２の位相領域２８０が出力する光のうち、例えば、観視者６０の左眼に向かう光を通過させる。
【００２６】
図３は、本実施形態に係る表示装置１０から観視者６０に与えられる光の光路例を示す。本例の表示装置１０は、光学系１６と表示部１２との間に拡散板４４を更に備える。表示装置１０において、複数の右眼用光源３２のそれぞれから出力された第１の偏光成分の光は、光学系１６により観視者６０の右眼に対応する第１視点Ｒの方向に屈折される。そして、光学系１６により屈折された第１の偏光成分の光は、拡散板４４により拡散された後、表示部１２の複数の第１の表示領域２２を通過して、観視者６０の右眼に与えられる。拡散板４４は、左右方向に比べて上下方向により強く光りを拡散する異方性拡散板であってよい。
【００２７】
また、表示装置１０において、複数の左眼用光源３４のそれぞれから出力された第２の偏光成分の光は、光学系１６により観視者６０の左眼に対応する第２視点Ｌの方向に屈折される。そして、光学系１６により屈折された第２の偏光成分の光は、拡散板４４により拡散された後、表示部１２の複数の第２の表示領域２４を通過して、観視者６０の左眼に与えられる。
【００２８】
ここで、表示部１２は、複数の第１の表示領域２２に右眼用画像を表示する。また、表示部１２は、複数の第２の表示領域２４に左眼用画像を表示する。従って、当該表示装置１０は、観視者６０の右眼に対応する第１視点Ｒに対して複数の第１の表示領域２２に表示した右眼用画像を与え、観視者６０の左眼に対応する第２視点Ｌに対して複数の第２の表示領域２４に表示した左眼用画像を与えることができる。これにより、表示装置１０によれば、専用メガネを用いない裸眼の観視者６０に対して立体像を観察させることができる。
【００２９】
表示装置１０は、画像を観視する観視者６０の位置を検出する検出部５８と、検出部５８が検出した観視者６０の位置に基づいて、列方向におけるいずれの位置の光源ユニットから光を射出させるかを制御する制御部５４を備えてよい。ここで、光源ユニットとは、右眼用光源３２及び左眼用光源３４の少なくとも一部と、レンズ４２とを重ね合わせて構成した光源の単位を指す。
【００３０】
検出部５８は、画像の観視者６０の位置を検出する。ここで、観視者６０の位置とは、右眼用光源３２及び左眼用光源３４の配列方向に平行な方向（水平方向）での観視者６０の位置を指す。検出部５８は、観視者６０の位置が変化した場合に、その変化を検出して制御部５４に信号を出力する。
【００３１】
検出部５８は、不可視光を観視者６０に対して照射し、観視者６０の眼からの反射光を検出して、観視者６０の位置を検出してよい。不可視光を用いることで、観視者６０の観察を邪魔することなく当該観視者６０の位置情報を検出することができる。不可視光は、例えば、赤外線である。
【００３２】
また、検出部５８は、表示部１２が表示した画像の、観視者６０の眼からの反射光を検出して、観視者６０の位置を検出してよい。この場合、位置検出部５８は、表示部１２が表示した画像の明るさが、予め定められた基準値以上の場合に、観視者６０の眼からの反射光を検出してよい。基準値を設けることで、反射光を検出するときの信号ノイズ比を一定以上に維持することができる。また、位置検出部５８は、表示部１２が表示した画像に基づいて、観視者６０の眼から検出した光が、画像の反射光であるか否かを判定してよい。例えば位置検出部５８は、表示部１２が表示した画像の色成分と、観視者６０の眼から検出した光の色成分とを比較して、検出した光が画像の反射光であるか否かを判定する。
【００３３】
図４Ａは、本実施形態に係る光源部１４の正面図である。光源部１４は、右眼用光源３２と左眼用光源３４が行方向及び列方向の双方において交互に設けられてよい。右眼用光源３２は、第１の偏光成分を含む光を照射し、左眼用光源３４は、第２の偏光成分を含む光を照射してよい。
【００３４】
図４Ｂは、本実施形態に係る光学系１６の正面図である。光学系１６は、光源部１４に対向して設けられ、行方向において、レンズ４２が予め定められたピッチで設けられ、且つ、列方向において、行方向の位置が第１の位置となるレンズ４２と、行方向の位置が第１の位置に対して予め定められたピッチの半分だけずれた第２の位置となるレンズとが交互に設けられたレンズアレイであってよい。例えば、光学系１６は、複数のレンズ４２が、所定のピッチＰ１で行方向に配列され、かつ、列方向にＰ１／２だけずれて交互に配列されて構成される。所定のピッチは、右眼用光源３２のピッチと左眼用光源３４のピッチの和に等しい。
【００３５】
図４Ｃは、本実施形態に係る光源装置４０の正面図である。光源装置４０は、光源部１４と光学系１６を重ね合わせて構成してよい。光源装置４０は、第１の偏光成分を含む光を照射する右眼用光源３２と、第２の偏光成分を含む光を照射する左眼用光源３４と、右眼用光源３２および左眼用光源３４が照射する光をそれぞれ異なる方向に射出するレンズ４２とを含む光源ユニット５０を行方向および列方向にマトリクス状に配列して構成されてよい。各光源ユニット５０は、同一構造を有してよい。
【００３６】
つまり、それぞれの光源ユニット５０は、行方向において予め定められたピッチで配列され、列方向に配列された他の光源ユニットの少なくとも１つに対して、行方向における位置が、予め定められたピッチよりも小さい量だけ異なって設けられてよい。例えば、光源ユニット５０は、行方向において所定のピッチＰ１で配列され、列方向においてピッチＰ１の半分（すなわち、Ｐ１／２）だけずらして交互に配列されてよい。
【００３７】
光源装置４０を光源ユニットに分割し、各光源ユニットを列方向において、所定のピッチだけずらして配列することにより、観視者６０は、光源ユニット５０の縦方向の境界線を認識しにくくなる。したがって、観視者は、輝度ムラが低減された立体画像を鑑賞することができる。
【００３８】
次に、本実施形態に係る光源装置４０の変形例について説明する。図５Ａから図５Ｃは、本例における光源装置４０を説明する図である。図４Ａから図４Ｃで説明した光源装置４０と機能が同一の部材は同一の符号で示し、説明を省略する。
【００３９】
図５Ａは、本実施形態に係る光源部１４の変形例の正面図である。本例の光源部１４における、右眼用光源３２のピッチまたは左眼用光源３４のピッチは、図４Ａに示す光源部１４の右眼用光源３２のピッチまたは左眼用光源３４のピッチの半分であってよい。
【００４０】
図５Ｂは、本実施形態に係る光学系１６の変形例の正面図である。本例における光学系１６のレンズアレイのピッチＰ２は、Ｐ１の半分であってよい。
【００４１】
図５Ｃは、本実施形態に係る光源装置４０の変形例の正面図である。本例における光源ユニット５０は、行方向において、ピッチＰ１の半分のピッチＰ２で配列され、かつ、列方向において、ピッチＰ２の半分だけずれて交互に配列されてよい。
【００４２】
ピッチを小さく設定することにより、レンズアレイを構成するレンズ４２の幅が狭くなり、光源ユニット５０の幅もピッチに応じて狭くなる。こうすることにより、表示部１２が表示する画像の輝度ムラを低減しつつ、分解能の高い立体画像を表示することができる。
【００４３】
次に、本実施形態に係る光源装置４０の他の変形例について説明する。図６Ａ及び図６Ｂは、本例における光源装置４０を説明する図である。図４Ａから図４Ｃで説明した光源装置４０と機能が同一の部材は同一の符号で示し、説明を省略する。
【００４４】
図６Ａは、本例における光源部１４の正面図である。本例における光源部１４は、右眼用光源３２および左眼用光源３４が、行方向においてレンズ４２のピッチの半分のピッチで交互に設けられ、且つ、列方向において、行方向の位置がレンズ４２のピッチの半分より小さい量ずつ変化して設けられてよい。例えば、本例の光源部１４において、右眼用光源３２及び左眼用光源３４は、行方向においてレンズ４２の予め定められたピッチＰ１の半分のピッチ（すなわち、Ｐ１／２）で交互に設けられ、かつ、列方向において、行方向の位置がピッチＰ１の半分より小さい量（例えば、Ｐ１／４）ずつ交互にずれて配列されている。
【００４５】
図６Ｂは、本例における光学系１６の正面図である。光学系１６は、光源部１４に対向して設けられ、行方向において、レンズ４２が予め定められたピッチで設けられ、且つ、列方向において、行方向の位置が第１の位置となるレンズ４２と、行方向の位置が第１の位置に対して予め定められたピッチの１／４だけずれた第２の位置となるレンズ４２とが交互に設けられたレンズアレイであってよい。例えば、光学系１６は、複数のレンズ４２が、所定のピッチＰ１で行方向に配列され、かつ、列方向にＰ１／４だけずれて交互に配列されて構成される。
【００４６】
図６Ｃは、本例における光源装置４０の正面図である。本例における光源装置４０は、図６Ａに示す光源部１４と、図４Ｂに示す光学系１６とを重ね合わせて構成される。本例において、列方向における光源ユニットの位置に応じて、右眼用光源３２および左眼用光源３４と、レンズ４２との行方向における相対位置が異なってよい。つまり、ひとつの光源ユニットの中における、右眼用光源３２及び左眼用光源３４の形状及び光源ユニット内でのそれぞれの光源の位置が異なっていてもよい。
【００４７】
例えば、図６Ｂにおいて、光源ユニット４１０、４３０、４５０は、ひとつの右眼用光源３２とひとつの左眼用光源３４を含む。これに対して、光源ユニット４２０、４４０、４６０は、右眼用光源３２のピッチの半分のピッチを有する２つの左眼用光源３４とそれらの間に位置するひとつの右眼用光源３２とを含む。
【００４８】
光源ユニット内での各光源の位置及び形状が異なることにより、本例における光源ユニットは、列方向の位置に応じて、異なる視点に光を照射することができる。つまり、光源ユニット４１０、４３０、４５０が照射する光は、第１の視点にいる観視者６０に与えられ、光源ユニット４２０、４４０、４６０が照射する光は、第２の視点にいる観視者６０に与えられる。
【００４９】
ここで、本例における光源装置４０の動作について説明する。観視者６０が第１の視点位置にいる場合、制御部５４は、光源ユニット４１０、４３０、４５０を選択してよい。選択された複数の光源ユニット４１０、４３０、４５０の右眼用光源３２及び左眼用光源３４から出力された光は、レンズ４２により屈折され、拡散板４４により拡散された後、表示部１２の対応する第１の表示領域２２及び第２の表示領域２４を通過して、第１の視点位置にいる観視者６０に与えられる。
【００５０】
観視者６０が水平方向に移動した場合には、検出部５８が観視者６０の位置の変化を検出する。制御部５４は、検出部５８からの信号を受信し、光源装置４０の光源ユニット４２０、４４０、４６０を選択してよい。選択された複数の光源ユニット４２０、４４０、４６０の右眼用光源３２及び左眼用光源３４から出力された光は、レンズ４２により屈折され、拡散板４４により拡散された後、表示部１２の対応する第１の表示領域２２及び第２の表示領域２４を通過して、第２の位置にいる観視者６０に与えられる。
【００５１】
光源装置４０を本例のように構成することにより、観視者６０は、光源ユニット５０の縦方向の境界線を認識しにくくなる。また、観視者６０が移動した場合であっても、各視点に対して、立体画像を提供できる。
【００５２】
次に、本実施形態に係る光源装置４０の他の変形例について説明する。図７Ａ及び図７Ｂは、本例における光源装置４０を説明する図である。図４Ａから図４Ｃで説明した光源装置４０と機能が同一の部材は同一の符号で示し、説明を省略する。
【００５３】
図７Ａは、本例における光学系１６の正面図である。本例において光学系１６は、光源部１４に対向して設けられ、列方向に対して予め定められた角度θを有する方向に延伸して設けられる微小レンズ４２が、行方向に沿って複数設けられるレンズアレイを構成して良い。光学系１６は、断面が半月形状の微小レンズ４２を複数斜めに配列したレンチキュラレンズであってよい。
【００５４】
図７Ｂは、本例における光源装置４０の正面図である。本例において、光源装置４０は、図４Ａに示す光源部１４と図７Ａに示す光学系１６を重ね合わせて構成される。それぞれの微小レンズ４２は、列方向に配列された複数の光源ユニットにおけるレンズとして機能してよい。
【００５５】
つまり、本例において、斜め方向に延伸する微小レンズ４２と行方向に配列される右眼用光源３２及び左眼用光源３４とにより、平行四辺形の光源ユニット５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、５６０が形成される。光源装置４０は、これらの光源ユニットを行方向及び列方向にマトリクス状に配列して構成されてよい。
【００５６】
本例において、列方向における光源ユニットの位置に応じて、右眼用光源３２および左眼用光源３４と、レンズ４２との行方向における相対位置が異なってよい。つまり、ひとつの平行四辺形の光源ユニット内における、右眼用光源３２及び左眼用光源３４の形状及び光源ユニット内でのそれぞれの光源の位置が異なっていてもよい。光源ユニット内での各光源の位置及び形状が異なることによって、本例における光源ユニットは、列方向の位置に応じて、異なる視点に光を照射することができる。
【００５７】
例えば、本例において、第１行目の光源ユニット５１０と、第４行目の光源ユニット５４０とは、ひとつの光源ユニットに含まれる各光源の形状及びひとつの光源ユニット内での各光源の位置が同一である。第２行目の光源ユニット５２０と、第５行目の光源ユニット５５０とは、ひとつの光源ユニットに含まれる各光源の形状及びひとつの光源ユニット内での各光源の位置が同一である。第３行目の光源ユニット５３０と第６行目の光源ユニット５６０とは、ひとつの光源ユニットに含まれる各光源の形状及びひとつの光源ユニットに含まれる各光源の位置が同一である。
【００５８】
したがって、光源ユニット５１０、５４０が照射する光は、第１の視点位置にいる観視者６０に与えられる。光源ユニット５２０、５５０が照射する光は、第２の視点位置にいる観視者６０に与えられる。光源ユニット５３０、５６０が照射する光は、第３の視点位置にいる観視者６０に与えられる。
【００５９】
ここで、本例における光源装置４０の動作について説明する。観視者６０が第１の位置にいる場合、制御部５４は、光源ユニット５１０、５４０を選択してよい。選択された複数の光源ユニット５１０、５４０の右眼用光源３２及び左眼用光源３４から出力された光は、レンズ４２により屈折され、拡散板４４により上下方向に拡散された後、表示部１２の対応する第１の表示領域２２及び第２の表示領域２４を通過して、第１の視点位置にいる観視者６０に与えられる。
【００６０】
観視者６０が水平方向に移動した場合には、検出部５８が観視者６０の位置の変化を検出する。制御部５４は、検出部５８からの信号を受信し、光源装置４０の光源ユニット５２０、５５０を選択してよい。選択された複数の光源ユニット５２０、５５０の右眼用光源３２及び左眼用光源３４から出力された光は、レンズ４２により屈折され、拡散板４４により拡散された後、表示部１２の対応する第１の表示領域２２及び第２の表示領域２４を通過して、第２の視点位置にいる観視者６０に与えられる。
【００６１】
観視者が水平方向にさらに移動した場合には、検出部５８が観視者６０の位置のさらなる変化を検出する。制御部５４は、検出部５８からの信号を受信し、光源装置４０の光源ユニット５３０、５６０を選択してよい。選択された複数の光源ユニット５３０、５６０の右眼用光源３２及び左眼用光源３４から出力された光は、レンズ４２により屈折され、拡散板４４により拡散された後、表示部１２の対応する第１の表示領域２２及び第２の表示領域２４を通過して、第３の視点位置にいる観視者６０に与えられる。
【００６２】
光源装置４０を本例のように構成することにより、観視者６０は、光源ユニット５０の縦方向の境界線を認識しにくくなる。また、観視者６０が移動した場合であっても、各視点に対して立体画像を提供できる。
【００６３】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６４】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６５】
１０・・・表示装置、１２・・・表示部、１４・・・光源部、１６・・・光学系、２２・・・第１の表示領域、２４・・・第２の表示領域、３２・・・右眼用光源、３４・・・左眼用光源、４０・・・光源装置、４２・・・レンズ、４４・・・拡散板、５０・・・光源ユニット、５４・・・制御部、５８・・・検出部、６０・・・観視者、１２２・・・液晶表示装置、１２４・・・偏光板、１２６・・・偏光板、１２８・・・位相板、１４２・・・平面光源、１４４・・・偏光板、１４６・・・偏光板、１４８・・・位相板、２２０・・・第１の偏光領域、２４０・・・第２の偏光領域、２６０・・・第１の位相領域、２８０・・・第２の位相領域、３２０・・・第１の偏光領域、３４０・・・第２の偏光領域、３６０・・・第１の位相領域、３８０・・・第２の位相領域、４１０・・・光源ユニット、４２０・・・光源ユニット、４３０・・・光源ユニット、４４０・・・光源ユニット、４５０・・・光源ユニット、４６０・・・光源ユニット、５１０・・・光源ユニット、５２０・・・光源ユニット、５３０・・・光源ユニット、５４０・・・光源ユニット、５５０・・・光源ユニット、５６０・・・光源ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及び光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型表示モニタおよびレンズを用いて立体画像を視認させる技術として、透過型表示モニタの裏面側から右眼用光源および左眼用光源で照射して、右眼用光源からの光および左眼用光源からの光をレンズによりそれぞれ観視者の右眼上および左眼上に結像させる技術が知られている。例えば、下記特許文献には立体視に関連する技術が記載されている。
特許文献１ 特開２００９−９８５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、立体視用のレンズとして、レンチキュラレンズが知られている。レンチキュラレンズは、垂直方向に延伸する断面が半月形状の複数の微小レンズを水平方向に並べて配列したものである。従来の表示装置では、複数の微小レンズの境界線が直線状なので観視者に見えてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、画像を表示する表示装置であって、第１の偏光成分を含む光を照射する第１の光源と、第２の偏光成分を含む光を照射する第２の光源と、第１の光源および第２の光源が照射する光をそれぞれ異なる方向に射出するレンズとを含む光源ユニットを行方向および列方向にマトリクス状に有する光源装置と、光源装置から入射される入射光の第１の偏光成分を透過して画像を表示する第１の表示領域と、入射光の第２の偏光成分を透過して画像を表示する第２の表示領域とが、列方向に沿って交互に配列された表示部とを備え、行方向において光源ユニットは予め定められたピッチで配列され、それぞれの光源ユニットは、列方向に配列された他の光源ユニットの少なくとも１つに対して、行方向における位置が、予め定められたピッチよりも小さい量だけ異なって設けられた表示装置が提供される。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本実施形態に係る表示装置１０を示す。
【図２Ａ】本実施形態に係る表示装置１０の構成を示す。
【図２Ｂ】本実施形態に係る表示装置１０の構成を示す。
【図２Ｃ】本実施形態に係る表示装置１０の変形例の構成を示す。
【図３】本実施形態に係る表示装置１０から観視者に与えられる光の光路例を示す。
【図４Ａ】本実施形態に係る光源部１４を示す。
【図４Ｂ】本実施形態に係る光学系１６を示す。
【図４Ｃ】本実施形態に係る光源装置４０を示す。
【図５Ａ】本実施形態に係る光源部１４の変形例を示す。
【図５Ｂ】本実施形態に係る光学系１６の変形例を示す。
【図５Ｃ】本実施形態に係る光源装置４０の変形例を示す。
【図６Ａ】本実施形態に係る光源部１４の変形例を示す。
【図６Ｂ】本実施形態に係る光学系１６の変形例を示す。
【図６Ｃ】本実施形態に係る光源装置４０の変形例を示す。
【図７Ａ】本実施形態に係る光学系１６の変形例を示す。
【図７Ｂ】本実施形態に係る光源装置４０の変形例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、本実施形態に係る表示装置１０の全体を示す。本実施形態に係る表示装置１０は、光源部１４、光学系１６、表示部１２を備える。表示装置１０は、立体表示用の右眼用画像および左眼用画像を含む画像データを受信装置または再生装置等から受け取る。表示装置１０は、右眼用画像を表示して観視者６０の右眼に与え、左眼用画像を表示して観視者６０の左眼に与える。このような表示装置１０は、画像分離用の専用メガネを装着しない観視者６０、即ち、裸眼の観視者６０に対して、立体像を観察させることができる。
【０００９】
光源部１４は、表示部１２の裏面に光を照射する。表示部１２は、光源部１４から照射された光を透過させ、観視者６０に与える。光学系１６は、光源部１４と表示部１２との間に配置され、光源部１４から照射された光を観視者の視点方向に屈折させる。これにより、観視者６０は、表示部１２に表示された画像を観賞することができる。
【００１０】
図２Ａは、本実施形態に係る表示装置１０の構成を示す。光源部１４には、それぞれ右眼用光源および左眼用光源として機能可能な複数の光源が配列されている。光源部１４は、それぞれの光源を、右眼用画像を表示する光を照射する右眼用光源３２と、左眼用画像を表示する光を照射する左眼用光源３４のいずれかとして機能させる。
【００１１】
右眼用光源３２および左眼用光源３４は、行方向および列方向の双方において交互に設けられてよい。それぞれの光源は、右眼用光源３２として機能する場合に第１の偏光成分の光を発光し、左眼用光源３４として機能する場合に第２の偏光成分の光を発光してよい。つまり、複数の右眼用光源３２は、表示部１２の裏面から第１の偏光成分の光を照射する。そして、複数の左眼用光源３４は、表示部１２の裏面から第２の偏光成分の光を照射する。
【００１２】
表示部１２には、右眼用光源３２からの光により表示される右眼用画像、および、左眼用光源３４からの光により表示される左眼用画像を表示する。表示部１２は、裏面側から照射された光を透過することにより、表示した画像を観視者６０に与える透過型パネルであってよい。
【００１３】
表示部１２は、入射光の第１の偏光成分を透過する複数の第１の表示領域２２と、入射光の第２の偏光成分を透過する複数の第２の表示領域２４とが交互に配列される。表示部１２は、画像を観視する観視者６０の右眼に向けて表示すべき右眼用画像を第１の表示領域２２に表示し、観視者６０の左眼に向けて表示すべき左眼用画像を第２の表示領域２４に表示してよい。第１の偏光成分の光および第２の偏光成分の光は、偏光方向が互いに直交する直線偏光（Ｓ偏光およびＰ偏光）であってよい。
【００１４】
第１の表示領域２２および第２の表示領域２４は、水平方向に延伸して設けられ、且つ、水平方向と垂直な方向において交互に設けられてよい。例えば、複数の第１の表示領域２２および複数の第２の表示領域２４のそれぞれは、表示部１２の水平方向（左右方向）に延伸し、表示部１２の垂直方向（上下方向）に交互に配列される。表示部１２は、一例として、第１の偏光成分の光を透過する水平ラインと、第２の偏光成分の光を透過する水平ラインとを１ラインずつ交互に含む構成であってよい。水平ラインは、表示部１２における１画素分の幅を有するラインを指す。
【００１５】
光学系１６は、表示部１２および光源部１４の間に設けられる。光学系１６は、右眼用光源３２および左眼用光源３４が照射する光をそれぞれ異なる方向に射出するレンズ４２を、規則的に配列したレンズアレイであってよい。レンズアレイは、レンズ４２が、行方向において、予め定められたピッチで設けられ、且つ、列方向において、当該ピッチの半分だけずれて交互に設けられて構成されてよい。ここで、ピッチとは、レンズ４２の行方向の幅を指す。レンズ４２は断面が半月形状のレンチキュラレンズであってよい。当該ピッチは、右眼用光源３２の幅と左眼用光源３４の幅との和に等しくてよい。
【００１６】
光学系１６は、複数の右眼用光源３２からの光を、複数の第１の表示領域２２を透過させて観視者６０の右眼に対応する第１視点に集光させる。さらに、光学系１６は、複数の左眼用光源３４からの光を、複数の第２の表示領域２４を透過させて観視者６０の左眼に対応する第２視点に集光させる。レンズ４２が列方向においてずれて設けられるので、光源の輝度ムラを低減できる。
【００１７】
図２Ｂは、図２Ａの表示装置１０の構成を具体的に示す。表示部１２は、具体的には、液晶表示装置１２２と、偏光板１２４からなる。偏光板１２４は、複数の第１の偏光領域２２０と複数の第２の偏光領域２４０とが水平方向に延伸して設けられ、かつ、垂直方向において交互に設けられる。例えば、第１の偏光領域２２０は、Ｓ偏光の光だけを透過し、第２の偏光領域２４０はＰ偏光の光だけを透過する。第１の偏光領域２２０および第２の偏光領域２４０の配置パターンは、第１の表示領域２２および第２の表示領域２４の配置パターンと同一である。
【００１８】
光源部１４は、具体的には、平面光源１４２と、偏光板１４４からなる。偏光板１４４は、複数の第１の偏光領域３２０と、複数の第２の偏光領域３４０が水平方向及び垂直方向の双方において交互に設けられる。例えば、第１の偏光領域３２０はＳ偏光の光だけを透過し、第２の偏光領域３４０はＰ偏光の光だけを透過する。第１の偏光領域３２０および第２の偏光領域３４０の配置パターンは、右眼用光源３２および左眼用光源３４の配置パターンと同一である。
【００１９】
平面光源１４２からの光は、偏光板１４４に入射する。平面光源１４２は、少なくともＳ偏光、Ｐ偏光の成分を含む光を照射する。偏光板１４４の第１の偏光領域３２０を通過した光は、例えば、右眼用光源の光に対応する。偏光板１４４の第２の偏光領域３４０を通過した光は、例えば、左眼用光源の光に対応する。それぞれの偏光成分の光は、光学系１６で所定の方向に屈折し、偏光板１２４に入射する。
【００２０】
例えば、偏光板１２４の第１の偏光領域２２０を通過した光は、液晶表示装置１２２の表示面において、観視者６０の右眼に向けて表示すべき右眼用画像が表示される領域に入射する。偏光板１２４の第２の偏光領域２４０を通過した光は、液晶表示装置１２２の表示面において、観視者６０の左眼に向けて表示すべき左眼用画像が表示される領域に入射する。液晶表示装置１２２は、第１の偏光領域２２０に対向する領域に右眼用画像、第２の偏光領域２４０に対向する領域に左眼用画像を表示する。
【００２１】
図２Ｃは、表示装置１０の変形例の構成を示す。表示部１２は、具体的には、液晶表示装置１２２と、偏光板１２６と、位相板１２８からなる。光源部１４は、具体的には、平面光源１４２と、偏光板１４６と、位相板１４８からなる。液晶表示装置１２２と光学系１６との間には、液晶表示装置１２２側から順にフィルム状の偏光板１２６および位相板１２８が設けられている。平面光源１４２と光学系１６との間には、平面光源１４２側から順にフィルム状の偏光板１４６および位相板１４８が設けられている。平面光源１４２、光学系１６、および液晶表示装置１２２は図２Ｂと同一の構成を有する。
【００２２】
偏光板１２６および偏光板１４６は、それぞれ直交する方向の偏光成分の光を透過する。位相板１２８は、複数の第１の位相領域２６０と複数の第２の位相領域２８０とが水平方向に延伸して設けられ、かつ、垂直方向において交互に設けられる。位相板１４８は、複数の第１の位相領域３６０と複数の第２の位相領域３８０とが水平方向および垂直方向の双方において交互に設けられる。
【００２３】
例えば、第１の位相領域２６０および３６０は、通過する光の位相をπ／４だけ進める。第２の位相領域２８０および３８０は、通過する光の位相をπ／４だけ遅らせる。第１の位相領域２６０及び第２の位相領域２８０の配置パターンは第１の表示領域２２および第２の表示領域２４と同一である。第１の位相領域３６０および第２の位相領域３８０の配置パターンは右眼用光源３２および左眼用光源３４の配置パターンと同一である。
【００２４】
平面光源１４２からの光は、偏光板１４６を通過すると、所定の方向（図面の偏光板１４６における矢印方向）の偏光成分を有する直線偏光の光となる。直線偏光の光は、位相板１４８を通過するときに、例えば、第１の位相領域３６０を通過した光が右回りの円偏光、第２の位相領域３８０を通過した光が左回りの円偏光となるように変換される。例えば、右回りの円偏光は右眼用光源の光に対応し、左回りの円偏光は左眼用光源の光に対応する。位相板１４８を通過したそれぞれの円偏光の光は、光学系１６において、円偏光ごとに所定の方向に屈折される。光学系１６で屈折したそれぞれの円偏光は、位相板１２８で直線偏光に変換される。
【００２５】
第１の位相領域２６０は回転方向が逆の２つの円偏光を偏光方向が直交する２つの直線偏光に変換する。第２の位相領域２８０も回転方向が逆の２つの円偏光を偏光方向が直交する２つの直線偏光に変換する。偏光板１２６は位相板１２８が出力する光のうち、所定の方向（図面の偏光板１２６における矢印方向）の偏光成分の光のみを通過させる。つまり、偏光板１２６は、第１の位相領域２６０が出力する光のうち、例えば、観視者６０の右眼に向かう光を通過させる。また偏光板１２６は、第２の位相領域２８０が出力する光のうち、例えば、観視者６０の左眼に向かう光を通過させる。
【００２６】
図３は、本実施形態に係る表示装置１０から観視者６０に与えられる光の光路例を示す。本例の表示装置１０は、光学系１６と表示部１２との間に拡散板４４を更に備える。表示装置１０において、複数の右眼用光源３２のそれぞれから出力された第１の偏光成分の光は、光学系１６により観視者６０の右眼に対応する第１視点Ｒの方向に屈折される。そして、光学系１６により屈折された第１の偏光成分の光は、拡散板４４により拡散された後、表示部１２の複数の第１の表示領域２２を通過して、観視者６０の右眼に与えられる。拡散板４４は、左右方向に比べて上下方向により強く光りを拡散する異方性拡散板であってよい。
【００２７】
また、表示装置１０において、複数の左眼用光源３４のそれぞれから出力された第２の偏光成分の光は、光学系１６により観視者６０の左眼に対応する第２視点Ｌの方向に屈折される。そして、光学系１６により屈折された第２の偏光成分の光は、拡散板４４により拡散された後、表示部１２の複数の第２の表示領域２４を通過して、観視者６０の左眼に与えられる。
【００２８】
ここで、表示部１２は、複数の第１の表示領域２２に右眼用画像を表示する。また、表示部１２は、複数の第２の表示領域２４に左眼用画像を表示する。従って、当該表示装置１０は、観視者６０の右眼に対応する第１視点Ｒに対して複数の第１の表示領域２２に表示した右眼用画像を与え、観視者６０の左眼に対応する第２視点Ｌに対して複数の第２の表示領域２４に表示した左眼用画像を与えることができる。これにより、表示装置１０によれば、専用メガネを用いない裸眼の観視者６０に対して立体像を観察させることができる。
【００２９】
表示装置１０は、画像を観視する観視者６０の位置を検出する検出部５８と、検出部５８が検出した観視者６０の位置に基づいて、列方向におけるいずれの位置の光源ユニットから光を射出させるかを制御する制御部５４を備えてよい。ここで、光源ユニットとは、右眼用光源３２及び左眼用光源３４の少なくとも一部と、レンズ４２とを重ね合わせて構成した光源の単位を指す。
【００３０】
検出部５８は、画像の観視者６０の位置を検出する。ここで、観視者６０の位置とは、右眼用光源３２及び左眼用光源３４の配列方向に平行な方向（水平方向）での観視者６０の位置を指す。検出部５８は、観視者６０の位置が変化した場合に、その変化を検出して制御部５４に信号を出力する。
【００３１】
検出部５８は、不可視光を観視者６０に対して照射し、観視者６０の眼からの反射光を検出して、観視者６０の位置を検出してよい。不可視光を用いることで、観視者６０の観察を邪魔することなく当該観視者６０の位置情報を検出することができる。不可視光は、例えば、赤外線である。
【００３２】
また、検出部５８は、表示部１２が表示した画像の、観視者６０の眼からの反射光を検出して、観視者６０の位置を検出してよい。この場合、位置検出部５８は、表示部１２が表示した画像の明るさが、予め定められた基準値以上の場合に、観視者６０の眼からの反射光を検出してよい。基準値を設けることで、反射光を検出するときの信号ノイズ比を一定以上に維持することができる。また、位置検出部５８は、表示部１２が表示した画像に基づいて、観視者６０の眼から検出した光が、画像の反射光であるか否かを判定してよい。例えば位置検出部５８は、表示部１２が表示した画像の色成分と、観視者６０の眼から検出した光の色成分とを比較して、検出した光が画像の反射光であるか否かを判定する。
【００３３】
図４Ａは、本実施形態に係る光源部１４の正面図である。光源部１４は、右眼用光源３２と左眼用光源３４が行方向及び列方向の双方において交互に設けられてよい。右眼用光源３２は、第１の偏光成分を含む光を照射し、左眼用光源３４は、第２の偏光成分を含む光を照射してよい。
【００３４】
図４Ｂは、本実施形態に係る光学系１６の正面図である。光学系１６は、光源部１４に対向して設けられ、行方向において、レンズ４２が予め定められたピッチで設けられ、且つ、列方向において、行方向の位置が第１の位置となるレンズ４２と、行方向の位置が第１の位置に対して予め定められたピッチの半分だけずれた第２の位置となるレンズとが交互に設けられたレンズアレイであってよい。例えば、光学系１６は、複数のレンズ４２が、所定のピッチＰ１で行方向に配列され、かつ、列方向にＰ１／２だけずれて交互に配列されて構成される。所定のピッチは、右眼用光源３２のピッチと左眼用光源３４のピッチの和に等しい。
【００３５】
図４Ｃは、本実施形態に係る光源装置４０の正面図である。光源装置４０は、光源部１４と光学系１６を重ね合わせて構成してよい。光源装置４０は、第１の偏光成分を含む光を照射する右眼用光源３２と、第２の偏光成分を含む光を照射する左眼用光源３４と、右眼用光源３２および左眼用光源３４が照射する光をそれぞれ異なる方向に射出するレンズ４２とを含む光源ユニット５０を行方向および列方向にマトリクス状に配列して構成されてよい。各光源ユニット５０は、同一構造を有してよい。
【００３６】
つまり、それぞれの光源ユニット５０は、行方向において予め定められたピッチで配列され、列方向に配列された他の光源ユニットの少なくとも１つに対して、行方向における位置が、予め定められたピッチよりも小さい量だけ異なって設けられてよい。例えば、光源ユニット５０は、行方向において所定のピッチＰ１で配列され、列方向においてピッチＰ１の半分（すなわち、Ｐ１／２）だけずらして交互に配列されてよい。
【００３７】
光源装置４０を光源ユニットに分割し、各光源ユニットを列方向において、所定のピッチだけずらして配列することにより、観視者６０は、光源ユニット５０の縦方向の境界線を認識しにくくなる。したがって、観視者は、輝度ムラが低減された立体画像を鑑賞することができる。
【００３８】
次に、本実施形態に係る光源装置４０の変形例について説明する。図５Ａから図５Ｃは、本例における光源装置４０を説明する図である。図４Ａから図４Ｃで説明した光源装置４０と機能が同一の部材は同一の符号で示し、説明を省略する。
【００３９】
図５Ａは、本実施形態に係る光源部１４の変形例の正面図である。本例の光源部１４における、右眼用光源３２のピッチまたは左眼用光源３４のピッチは、図４Ａに示す光源部１４の右眼用光源３２のピッチまたは左眼用光源３４のピッチの半分であってよい。
【００４０】
図５Ｂは、本実施形態に係る光学系１６の変形例の正面図である。本例における光学系１６のレンズアレイのピッチＰ２は、Ｐ１の半分であってよい。
【００４１】
図５Ｃは、本実施形態に係る光源装置４０の変形例の正面図である。本例における光源ユニット５０は、行方向において、ピッチＰ１の半分のピッチＰ２で配列され、かつ、列方向において、ピッチＰ２の半分だけずれて交互に配列されてよい。
【００４２】
ピッチを小さく設定することにより、レンズアレイを構成するレンズ４２の幅が狭くなり、光源ユニット５０の幅もピッチに応じて狭くなる。こうすることにより、表示部１２が表示する画像の輝度ムラを低減しつつ、分解能の高い立体画像を表示することができる。
【００４３】
次に、本実施形態に係る光源装置４０の他の変形例について説明する。図６Ａ及び図６Ｂは、本例における光源装置４０を説明する図である。図４Ａから図４Ｃで説明した光源装置４０と機能が同一の部材は同一の符号で示し、説明を省略する。
【００４４】
図６Ａは、本例における光源部１４の正面図である。本例における光源部１４は、右眼用光源３２および左眼用光源３４が、行方向においてレンズ４２のピッチの半分のピッチで交互に設けられ、且つ、列方向において、行方向の位置がレンズ４２のピッチの半分より小さい量ずつ変化して設けられてよい。例えば、本例の光源部１４において、右眼用光源３２及び左眼用光源３４は、行方向においてレンズ４２の予め定められたピッチＰ１の半分のピッチ（すなわち、Ｐ１／２）で交互に設けられ、かつ、列方向において、行方向の位置がピッチＰ１の半分より小さい量（例えば、Ｐ１／４）ずつ交互にずれて配列されている。
【００４５】
図６Ｂは、本例における光学系１６の正面図である。光学系１６は、光源部１４に対向して設けられ、行方向において、レンズ４２が予め定められたピッチで設けられ、且つ、列方向において、行方向の位置が第１の位置となるレンズ４２と、行方向の位置が第１の位置に対して予め定められたピッチの１／４だけずれた第２の位置となるレンズ４２とが交互に設けられたレンズアレイであってよい。例えば、光学系１６は、複数のレンズ４２が、所定のピッチＰ１で行方向に配列され、かつ、列方向にＰ１／４だけずれて交互に配列されて構成される。
【００４６】
図６Ｃは、本例における光源装置４０の正面図である。本例における光源装置４０は、図６Ａに示す光源部１４と、図４Ｂに示す光学系１６とを重ね合わせて構成される。本例において、列方向における光源ユニットの位置に応じて、右眼用光源３２および左眼用光源３４と、レンズ４２との行方向における相対位置が異なってよい。つまり、ひとつの光源ユニットの中における、右眼用光源３２及び左眼用光源３４の形状及び光源ユニット内でのそれぞれの光源の位置が異なっていてもよい。
【００４７】
例えば、図６Ｂにおいて、光源ユニット４１０、４３０、４５０は、ひとつの右眼用光源３２とひとつの左眼用光源３４を含む。これに対して、光源ユニット４２０、４４０、４６０は、右眼用光源３２のピッチの半分のピッチを有する２つの左眼用光源３４とそれらの間に位置するひとつの右眼用光源３２とを含む。
【００４８】
光源ユニット内での各光源の位置及び形状が異なることにより、本例における光源ユニットは、列方向の位置に応じて、異なる視点に光を照射することができる。つまり、光源ユニット４１０、４３０、４５０が照射する光は、第１の視点にいる観視者６０に与えられ、光源ユニット４２０、４４０、４６０が照射する光は、第２の視点にいる観視者６０に与えられる。
【００４９】
ここで、本例における光源装置４０の動作について説明する。観視者６０が第１の視点位置にいる場合、制御部５４は、光源ユニット４１０、４３０、４５０を選択してよい。選択された複数の光源ユニット４１０、４３０、４５０の右眼用光源３２及び左眼用光源３４から出力された光は、レンズ４２により屈折され、拡散板４４により拡散された後、表示部１２の対応する第１の表示領域２２及び第２の表示領域２４を通過して、第１の視点位置にいる観視者６０に与えられる。
【００５０】
観視者６０が水平方向に移動した場合には、検出部５８が観視者６０の位置の変化を検出する。制御部５４は、検出部５８からの信号を受信し、光源装置４０の光源ユニット４２０、４４０、４６０を選択してよい。選択された複数の光源ユニット４２０、４４０、４６０の右眼用光源３２及び左眼用光源３４から出力された光は、レンズ４２により屈折され、拡散板４４により拡散された後、表示部１２の対応する第１の表示領域２２及び第２の表示領域２４を通過して、第２の位置にいる観視者６０に与えられる。
【００５１】
光源装置４０を本例のように構成することにより、観視者６０は、光源ユニット５０の縦方向の境界線を認識しにくくなる。また、観視者６０が移動した場合であっても、各視点に対して、立体画像を提供できる。
【００５２】
次に、本実施形態に係る光源装置４０の他の変形例について説明する。図７Ａ及び図７Ｂは、本例における光源装置４０を説明する図である。図４Ａから図４Ｃで説明した光源装置４０と機能が同一の部材は同一の符号で示し、説明を省略する。
【００５３】
図７Ａは、本例における光学系１６の正面図である。本例において光学系１６は、光源部１４に対向して設けられ、列方向に対して予め定められた角度θを有する方向に延伸して設けられる微小レンズ４２が、行方向に沿って複数設けられるレンズアレイを構成して良い。光学系１６は、断面が半月形状の微小レンズ４２を複数斜めに配列したレンチキュラレンズであってよい。
【００５４】
図７Ｂは、本例における光源装置４０の正面図である。本例において、光源装置４０は、図４Ａに示す光源部１４と図７Ａに示す光学系１６を重ね合わせて構成される。それぞれの微小レンズ４２は、列方向に配列された複数の光源ユニットにおけるレンズとして機能してよい。
【００５５】
つまり、本例において、斜め方向に延伸する微小レンズ４２と行方向に配列される右眼用光源３２及び左眼用光源３４とにより、平行四辺形の光源ユニット５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、５６０が形成される。光源装置４０は、これらの光源ユニットを行方向及び列方向にマトリクス状に配列して構成されてよい。
【００５６】
本例において、列方向における光源ユニットの位置に応じて、右眼用光源３２および左眼用光源３４と、レンズ４２との行方向における相対位置が異なってよい。つまり、ひとつの平行四辺形の光源ユニット内における、右眼用光源３２及び左眼用光源３４の形状及び光源ユニット内でのそれぞれの光源の位置が異なっていてもよい。光源ユニット内での各光源の位置及び形状が異なることによって、本例における光源ユニットは、列方向の位置に応じて、異なる視点に光を照射することができる。
【００５７】
例えば、本例において、第１行目の光源ユニット５１０と、第４行目の光源ユニット５４０とは、ひとつの光源ユニットに含まれる各光源の形状及びひとつの光源ユニット内での各光源の位置が同一である。第２行目の光源ユニット５２０と、第５行目の光源ユニット５５０とは、ひとつの光源ユニットに含まれる各光源の形状及びひとつの光源ユニット内での各光源の位置が同一である。第３行目の光源ユニット５３０と第６行目の光源ユニット５６０とは、ひとつの光源ユニットに含まれる各光源の形状及びひとつの光源ユニットに含まれる各光源の位置が同一である。
【００５８】
したがって、光源ユニット５１０、５４０が照射する光は、第１の視点位置にいる観視者６０に与えられる。光源ユニット５２０、５５０が照射する光は、第２の視点位置にいる観視者６０に与えられる。光源ユニット５３０、５６０が照射する光は、第３の視点位置にいる観視者６０に与えられる。
【００５９】
ここで、本例における光源装置４０の動作について説明する。観視者６０が第１の位置にいる場合、制御部５４は、光源ユニット５１０、５４０を選択してよい。選択された複数の光源ユニット５１０、５４０の右眼用光源３２及び左眼用光源３４から出力された光は、レンズ４２により屈折され、拡散板４４により上下方向に拡散された後、表示部１２の対応する第１の表示領域２２及び第２の表示領域２４を通過して、第１の視点位置にいる観視者６０に与えられる。
【００６０】
観視者６０が水平方向に移動した場合には、検出部５８が観視者６０の位置の変化を検出する。制御部５４は、検出部５８からの信号を受信し、光源装置４０の光源ユニット５２０、５５０を選択してよい。選択された複数の光源ユニット５２０、５５０の右眼用光源３２及び左眼用光源３４から出力された光は、レンズ４２により屈折され、拡散板４４により拡散された後、表示部１２の対応する第１の表示領域２２及び第２の表示領域２４を通過して、第２の視点位置にいる観視者６０に与えられる。
【００６１】
観視者が水平方向にさらに移動した場合には、検出部５８が観視者６０の位置のさらなる変化を検出する。制御部５４は、検出部５８からの信号を受信し、光源装置４０の光源ユニット５３０、５６０を選択してよい。選択された複数の光源ユニット５３０、５６０の右眼用光源３２及び左眼用光源３４から出力された光は、レンズ４２により屈折され、拡散板４４により拡散された後、表示部１２の対応する第１の表示領域２２及び第２の表示領域２４を通過して、第３の視点位置にいる観視者６０に与えられる。
【００６２】
光源装置４０を本例のように構成することにより、観視者６０は、光源ユニット５０の縦方向の境界線を認識しにくくなる。また、観視者６０が移動した場合であっても、各視点に対して立体画像を提供できる。
【００６３】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６４】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６５】
１０・・・表示装置、１２・・・表示部、１４・・・光源部、１６・・・光学系、２２・・・第１の表示領域、２４・・・第２の表示領域、３２・・・右眼用光源、３４・・・左眼用光源、４０・・・光源装置、４２・・・レンズ、４４・・・拡散板、５０・・・光源ユニット、５４・・・制御部、５８・・・検出部、６０・・・観視者、１２２・・・液晶表示装置、１２４・・・偏光板、１２６・・・偏光板、１２８・・・位相板、１４２・・・平面光源、１４４・・・偏光板、１４６・・・偏光板、１４８・・・位相板、２２０・・・第１の偏光領域、２４０・・・第２の偏光領域、２６０・・・第１の位相領域、２８０・・・第２の位相領域、３２０・・・第１の偏光領域、３４０・・・第２の偏光領域、３６０・・・第１の位相領域、３８０・・・第２の位相領域、４１０・・・光源ユニット、４２０・・・光源ユニット、４３０・・・光源ユニット、４４０・・・光源ユニット、４５０・・・光源ユニット、４６０・・・光源ユニット、５１０・・・光源ユニット、５２０・・・光源ユニット、５３０・・・光源ユニット、５４０・・・光源ユニット、５５０・・・光源ユニット、５６０・・・光源ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する表示装置であって、
第１の偏光成分を含む光を照射する第１の光源と、第２の偏光成分を含む光を照射する第２の光源と、前記第１の光源および前記第２の光源が照射する光をそれぞれ異なる方向に射出するレンズとを含む光源ユニットを行方向および列方向にマトリクス状に有する光源装置と、
前記光源装置から入射される入射光の前記第１の偏光成分を透過して画像を表示する第１の表示領域と、前記入射光の前記第２の偏光成分を透過して画像を表示する第２の表示領域とが、前記列方向に沿って交互に配列された表示部と
を備え、
前記行方向において前記光源ユニットは予め定められたピッチで配列され、
それぞれの前記光源ユニットは、前記列方向に配列された他の前記光源ユニットの少なくとも１つに対して、前記行方向における位置が、前記予め定められたピッチよりも小さい量だけ異なって設けられた表示装置。
【請求項２】
前記第１の光源および前記第２の光源が、前記行方向および前記列方向の双方において交互に設けられた光源部と、
前記光源部に対向して設けられ、前記行方向において、前記レンズが前記予め定められたピッチで設けられ、且つ、前記列方向において、前記行方向の位置が第１の位置となる前記レンズと、前記行方向の位置が前記第１の位置に対して前記予め定められたピッチの半分だけずれた第２の位置となる前記レンズとが交互に設けられたレンズアレイと
を更に備える請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記列方向における前記光源ユニットの位置に応じて、前記第１の光源および前記第２の光源と、前記レンズとの前記行方向における相対位置が異なる
請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１の光源および前記第２の光源が、前記行方向において前記予め定められたピッチの半分のピッチで交互に設けられ、且つ、前記列方向において、前記行方向の位置が前記予め定められたピッチの半分より小さい量ずつ変化して設けられた光源部と、
前記光源部に対向して設けられ、前記行方向において、前記レンズが前記予め定められたピッチで設けられ、且つ、前記列方向において、前記行方向の位置が第１の位置となる前記レンズと、前記行方向の位置が前記第１の位置に対して前記予め定められたピッチの半分だけずれた第２の位置となる前記レンズとが交互に設けられたレンズアレイと
を更に備える請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１の光源および前記第２の光源が、前記行方向および前記列方向の双方において交互に設けられた光源部と、
前記光源部に対向して設けられ、前記列方向に対して予め定められた角度を有する方向に延伸して設けられる微小レンズが、前記行方向に沿って複数設けられるレンズアレイと
を更に備え、
それぞれの前記微小レンズは、前記列方向に配列された複数の前記光源ユニットにおける前記レンズとして機能する請求項３に記載の表示装置。
【請求項６】
前記画像を観視する観視者の位置を検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記観視者の位置に基づいて、前記列方向におけるいずれの位置の前記光源ユニットから光を射出させるかを制御する光源制御部と
を更に備える請求項３から５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記検出部は、不可視光を前記観視者に対して照射し、前記観視者の眼からの反射光を検出して、前記観視者の位置を検出する
請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記検出部は、前記表示部が表示した画像の、前記観視者の眼からの反射光を検出して、前記観視者の位置を検出する
請求項６に記載の表示装置。
【請求項９】
前記検出部は、前記表示部が表示した画像の明るさが、予め定められた基準値以上の場合に、前記観視者の眼からの前記反射光を検出する
請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記表示部は、前記画像を観視する観視者の右眼に向けて表示すべき右眼用画像を前記第１の表示領域に表示し、前記観視者の左眼に向けて表示すべき左眼用画像を前記第２の表示領域に表示する
請求項１から９のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１１】
光を照射する光源装置であって、
第１の偏光成分を含む光を照射する第１の光源と、第２の偏光成分を含む光を照射する第２の光源と、前記第１の光源および前記第２の光源が照射する光をそれぞれ異なる方向に射出するレンズとを有する光源ユニットを行方向および列方向にマトリクス状に備え、
前記行方向において前記光源ユニットは予め定められたピッチで配列され、
それぞれの前記光源ユニットは、前記列方向に配列された他の前記光源ユニットの少なくとも１つに対して、前記行方向における位置が、前記予め定められたピッチよりも小さい量だけ異なって設けられる光源装置。
【請求項１】
画像を表示する表示装置であって、
第１の偏光成分を含む光を照射する第１の光源と、第２の偏光成分を含む光を照射する第２の光源と、前記第１の光源および前記第２の光源が照射する光をそれぞれ異なる方向に射出するレンズとを含む光源ユニットを行方向および列方向にマトリクス状に有する光源装置と、
前記光源装置から入射される入射光の前記第１の偏光成分を透過して画像を表示する第１の表示領域と、前記入射光の前記第２の偏光成分を透過して画像を表示する第２の表示領域とが、前記列方向に沿って交互に配列された表示部と
を備え、
前記行方向において前記光源ユニットは予め定められたピッチで配列され、
それぞれの前記光源ユニットは、前記列方向に配列された他の前記光源ユニットの少なくとも１つに対して、前記行方向における位置が、前記予め定められたピッチよりも小さい量だけ異なって設けられた表示装置。
【請求項２】
前記第１の光源および前記第２の光源が、前記行方向および前記列方向の双方において交互に設けられた光源部と、
前記光源部に対向して設けられ、前記行方向において、前記レンズが前記予め定められたピッチで設けられ、且つ、前記列方向において、前記行方向の位置が第１の位置となる前記レンズと、前記行方向の位置が前記第１の位置に対して前記予め定められたピッチの半分だけずれた第２の位置となる前記レンズとが交互に設けられたレンズアレイと
を更に備える請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記列方向における前記光源ユニットの位置に応じて、前記第１の光源および前記第２の光源と、前記レンズとの前記行方向における相対位置が異なる
請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１の光源および前記第２の光源が、前記行方向において前記予め定められたピッチの半分のピッチで交互に設けられ、且つ、前記列方向において、前記行方向の位置が前記予め定められたピッチの半分より小さい量ずつ変化して設けられた光源部と、
前記光源部に対向して設けられ、前記行方向において、前記レンズが前記予め定められたピッチで設けられ、且つ、前記列方向において、前記行方向の位置が第１の位置となる前記レンズと、前記行方向の位置が前記第１の位置に対して前記予め定められたピッチの半分だけずれた第２の位置となる前記レンズとが交互に設けられたレンズアレイと
を更に備える請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１の光源および前記第２の光源が、前記行方向および前記列方向の双方において交互に設けられた光源部と、
前記光源部に対向して設けられ、前記列方向に対して予め定められた角度を有する方向に延伸して設けられる微小レンズが、前記行方向に沿って複数設けられるレンズアレイと
を更に備え、
それぞれの前記微小レンズは、前記列方向に配列された複数の前記光源ユニットにおける前記レンズとして機能する請求項３に記載の表示装置。
【請求項６】
前記画像を観視する観視者の位置を検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記観視者の位置に基づいて、前記列方向におけるいずれの位置の前記光源ユニットから光を射出させるかを制御する光源制御部と
を更に備える請求項３から５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記検出部は、不可視光を前記観視者に対して照射し、前記観視者の眼からの反射光を検出して、前記観視者の位置を検出する
請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記検出部は、前記表示部が表示した画像の、前記観視者の眼からの反射光を検出して、前記観視者の位置を検出する
請求項６に記載の表示装置。
【請求項９】
前記検出部は、前記表示部が表示した画像の明るさが、予め定められた基準値以上の場合に、前記観視者の眼からの前記反射光を検出する
請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記表示部は、前記画像を観視する観視者の右眼に向けて表示すべき右眼用画像を前記第１の表示領域に表示し、前記観視者の左眼に向けて表示すべき左眼用画像を前記第２の表示領域に表示する
請求項１から９のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１１】
光を照射する光源装置であって、
第１の偏光成分を含む光を照射する第１の光源と、第２の偏光成分を含む光を照射する第２の光源と、前記第１の光源および前記第２の光源が照射する光をそれぞれ異なる方向に射出するレンズとを有する光源ユニットを行方向および列方向にマトリクス状に備え、
前記行方向において前記光源ユニットは予め定められたピッチで配列され、
それぞれの前記光源ユニットは、前記列方向に配列された他の前記光源ユニットの少なくとも１つに対して、前記行方向における位置が、前記予め定められたピッチよりも小さい量だけ異なって設けられる光源装置。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【公開番号】特開２０１２−２２１５５（Ｐ２０１２−２２１５５Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６００２２（Ｐ２０１０−１６００２２）
【出願日】平成２２年７月１４日（２０１０．７．１４）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１４日（２０１０．７．１４）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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