透過型表示装置
【課題】本発明の課題は、観察者が裸眼で観察可能な良好な３次元映像を表示でき、かつ、２次元映像表示時にも良好な２次元映像を表示できる立体映像表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置１０は、表示用ＬＣＤパネル１３と、光源部１１と、表示用ＬＣＤパネル１３と光源部１１との間に配置され、一方の面に単位レンズ１２１が複数配列されているレンズシート１２とを備え、３次元映像を表示する場合には、表示用ＬＣＤパネル１３は、２つ以上の視差映像を所定の周期で切り替えながら表示し、光源部１１は、表示用ＬＣＤパネル１３が表示する映像の切り替えに同期して、視差映像に対応する所定のドットから光を出射し、レンズシートは、単位レンズから視差映像に対応した所定の方向へ出射し、２次元映像を表示する場合には、表示用ＬＣＤパネル１３は、２次元映像を表示し、光源部１１は、全てのドットから光を出射するものとした。
【解決手段】表示装置１０は、表示用ＬＣＤパネル１３と、光源部１１と、表示用ＬＣＤパネル１３と光源部１１との間に配置され、一方の面に単位レンズ１２１が複数配列されているレンズシート１２とを備え、３次元映像を表示する場合には、表示用ＬＣＤパネル１３は、２つ以上の視差映像を所定の周期で切り替えながら表示し、光源部１１は、表示用ＬＣＤパネル１３が表示する映像の切り替えに同期して、視差映像に対応する所定のドットから光を出射し、レンズシートは、単位レンズから視差映像に対応した所定の方向へ出射し、２次元映像を表示する場合には、表示用ＬＣＤパネル１３は、２次元映像を表示し、光源部１１は、全てのドットから光を出射するものとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元映像及び３次元映像を表示可能な透過型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、立体映像を表示可能な、様々な表示装置が開発されている。
立体映像を表示する方法としては、例えば、視差を有する左眼用映像光及び右眼用映像光を、偏光面の異なる直線偏光とし、偏光眼鏡を用いてそれぞれの眼に映像が届くようにするものや、時分割で表示される視差を有する左眼用映像、右眼用映像を観察者の左右の眼にそれぞれ届くように、観察用眼鏡によって左右の目が視認できる映像を切り替えるもの等がある。しかし、このような眼鏡を使用する表示装置では、眼鏡の装着を観察者が煩わしく思う場合があった。
そこで、例えば、特許文献１〜４に示す表示装置のように、裸眼で立体映像を観察可能な表示装置の開発が、進められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９４０４５６号公報
【特許文献２】特許第３０５１６０４号公報
【特許文献３】特表２００９−５２８５６５号公報
【特許文献４】特許４３６７７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１や特許文献２に示すような表示装置では、視差を有する映像を同時に表示しているため、表示される立体映像の解像度が低下するという問題があった。特許文献１の表示装置では、レンチキュラーレンズをＬＣＤパネルの画素の配列方向に対して斜めに配列することによって、水平方向における解像度の低下の軽減を図っているが、この表示装置であっても、ＬＣＤパネル本来の解像度で映像を表示することはできない。
また、特許文献１，２の表示装置では、２次元映像を表示すると、レンチキュラーレンズによって映像光が断続的に出射するスプリットが生じ、映像が見える位置と見えない位置が生じる等の画質の低下が生じるため、良好な２次元映像の表示が困難であるという問題があった。
【０００５】
特許文献３の表示装置では、２次元映像と３次元映像との切り替えを容易とし、かつ、良好な２次元映像を表示するために屈折率変調可能な層を設けている。しかし、この特許文献３の表示装置においても、３次元映像表示における映像の解像度の低下に関して改善はなされていない。
また、特許文献４の表示装置では、視差バリアＬＣＤパネルと表示用のＬＣＤパネルとを用いており、２次元映像表示時には、上述のようなスプリットもなく良好な映像を表示できるが、３次元映像表示時の解像度の低下は改善されていない。
【０００６】
本発明の課題は、観察者が裸眼で観察可能な良好な３次元映像を表示でき、かつ、２次元映像表示時にも良好な２次元映像を表示できる立体映像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、２次元映像又は３次元映像を選択して表示可能であり、映像を表示可能な表示用透過型表示部（１３）と、前記表示用透過型表示部を背面側から照明する光源部（１１，２１，３１，４１）と、前記表示用透過型表示部と前記光源部との間に配置され、一方の面にシート面に沿って一方向に略円柱形状の一部形状又は略楕円柱形状の一部形状である単位レンズ（１２１）が複数配列されているレンズシート（１２，２２）と、を備え、３次元映像を表示する場合には、前記表示用透過型表示部は、３次元映像の表示に用いられる２つ以上の視差映像を所定の周期で切り替えながら表示し、前記光源部は、前記単位レンズの配列方向において、各前記単位レンズに対応する領域内に、前記視差映像の数に等しい数の光を出射する出射部（１１５ａ〜１１５ｄ，２１２ａ〜２１２ｄ，３１２ａ〜３１２ｄ）を有し、前記表示用透過型表示部が表示する映像の切り替えに同期して、前記視差映像に対応する所定の前記出射部から光を出射し、前記単位レンズは、前記光源部が出射した光を前記視差映像に対応した所定の方向へ出射し、２次元映像を表示する場合には、前記表示用透過型表示部は、２次元映像を表示し、前記光源部は、全ての前記出射部から光を出射すること、を特徴とする透過型表示装置（１０，２０，３０，４０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の透過型表示装置において、前記光源部（１１，２１，３１，４１）は、光を透過可能であってマトリクス状に配置されたドットを有する視差用透過型表示部（１１２）と、前記視差用透過型表示部を背面側から照明する面光源部（１１１）と、を備え、前記視差用透過型表示部は、前記表示用透過型表示部が表示する前記視差映像に合わせて、所定の前記出射部である前記ドット（１１５ａ〜１１５ｄ）が面光源部の光を透過又は遮蔽すること、を特徴とする透過型表示装置（１０）である。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の透過型表示装置において、前記光源部（２１，３１，４１）は、光を発する複数の光源が少なくとも一方向に配列されていること、を特徴とする透過型表示装置（２０，３０，４０）である。
請求項４の発明は、請求項３に記載の透過型表示装置において、前記光源部（２１，３１，４１）は、マトリクス状に配列された点光源（２１２，３１２）を備えること、を特徴とする透過型表示装置（２０，３０，４０）である。
請求項５の発明は、請求項３又は請求項４に記載の透過型表示装置において、前記光源部（２１，３１，４１）は、前記表示用透過型表示部（１３）が表示する前記視差映像の数に応じた複数の点光源（２１２ａ〜２１２ｄ，３１２ａ〜３１２ｄ）が、前記レンズシート（２２）の焦点位置近傍に配置されること、を特徴とする透過型表示装置（２０，３０，４０）である。
【０００９】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の透過型表示装置において、前記レンズシートの前記光源部（４１）側に、光学シート（４５）が配置されており、前記光学シートは、シート面に直交し、前記単位レンズ（１２１）の配列方向に平行な断面において、前記光源部側における幅よりも前記レンズシート側における幅のほうが広い略台形形状であり、シート面に沿って複数配列された光透過部（４５１）と、該断面においてシート面に沿って前記光透過部と交互に形成され、光を吸収する作用を有する光吸収部（４５２）と、を備えること、を特徴とする透過型表示装置（４０）である。
請求項７の発明は、請求項６に記載の透過型表示装置において、前記光吸収部（４５２）の屈折率は、前記光透過部の屈折率と略等しいこと、を特徴とする透過型表示装置（４０）である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本発明による透過型表示装置は、表示用透過型表示部と、光源部と、表示用透過型表示部と光源部との間に配置され、一方の面にシート面に沿って一方向に略円柱形状の一部形状又は略楕円柱形状の一部形状である単位レンズが複数配列されているレンズシートとを備え、３次元映像を表示する場合には、表示用透過型表示部は、３次元映像の表示に用いられる２つ以上の視差映像を所定の周期で切り替えながら表示し、光源部は、単位レンズの配列方向において、各単位レンズに対応する領域内に、視差映像の数に等しい数の光を出射する出射部を有し、表示用透過型表示部が表示する映像の切り替えに同期して、視差映像に対応する所定の出射部から光を出射し、単位レンズは、光源部が出射した光を視差映像に対応した所定の方向へ出射し、２次元映像を表示する場合には、表示用透過型表示部は、２次元映像を表示し、光源部は、全ての出射部から光を出射する。
従って、光源部から出射する光は、単位レンズによって所定の出射角度方向へ出射されるので、例えば、左眼に届くはずの左眼用映像が右眼にも届いてしまうといったクロストーク等の発生を大幅に低減し、立体視用の眼鏡等を用いることなく、明瞭な３次元映像を表示できる。また、３次元映像及の表示時に、１フレームにつき１つの視差映像しか表示しないので、３次元映像の解像度の低下が生じない。
また、２次元映像表示には、光源部は全ての出射部から光を出射し、光は、レンズシートによって集光・拡散された後に表示用透過型表示部に入射するので、スプリット等の生じない明瞭な２次元映像を表示できる。また、２次元映像表示に、表示用の透過型表示部の画素を略全て使用できるので、２次元映像の解像度の低下が生じない。
従って、２次元映像も３次元映像も、解像度が高く明瞭な映像を表示できる。
【００１１】
（２）光源部は、光を透過可能であってマトリクス状に配置されたドットを有する視差用透過型表示部と、視差用透過型表示部を背面側から照明する面光源部とを備え、視差用透過型表示部は、表示用透過型表示部が表示する視差映像に合わせて、所定の出射部であるドットが面光源部の光を透過又は遮蔽するので、容易に視差映像に合わせた方向へ光を出射することができる。
【００１２】
（３）光源部は、光を発する複数の光源が少なくとも一方向に配列されているので、視差映像に合わせて所定の位置の光源を発光又は消灯することにより、明瞭な３次元映像を表示することができる。また、自発光する光源を用いることにより、明るい映像を表示することができる。
【００１３】
（４）光源部は、マトリクス状に配列された点光源を備えるので、視差映像に合わせて所定の位置の点光源を発光又は消灯することにより、明瞭な３次元映像を表示することができる。また、自発光する光源を用いることにより、明るい映像を表示することができる。
【００１４】
（５）光源部は、表示用透過型表示部が表示する視差映像の数に応じた複数の点光源が、レンズシートの焦点位置近傍に配置されるので、隣接する単位レンズ等から所定の方向からそれた方向へ出射して、ゴーストとなる光を大幅に低減できる。従って、ゴーストの低減された明瞭な３次元映像を表示できる。
【００１５】
（６）レンズシートの光源部側に、光学シートが配置されており、この光学シートは、シート面に直交し、単位レンズの配列方向に平行な断面において、光源部側における幅よりもレンズシート側における幅のほうが広い略台形形状であり、シート面に沿って複数配列された光透過部と、その断面においてシート面に沿って光透過部と交互に形成され、光を吸収する作用を有する光吸収部とを備えるので、隣接する単位レンズ等から所定の方向からそれた方向へ出射して、ゴーストとなる光を大幅に低減できる。従って、ゴーストの低減された明瞭な３次元映像を表示できる。
【００１６】
（７）光吸収部の屈折率と光透過部の屈折率差とは、略等しいので、光透過部と光吸収部との界面で光を全反射させることなく、吸収することができる。従って、ゴースト低減効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態の表示装置１０を示す図である。
【図２】第１実施形態のレンズシート１２及び光源部１１の一部を拡大した図である。
【図３】第２実施形態の表示装置２０を示す図である。
【図４】第２実施形態のレンズシート２２及び光源部２１の一部を拡大した図である。
【図５】第３実施形態の表示装置３０を示す図である。
【図６】第３実施形態の光源部３１の他の例を示す図である。
【図７】第３実施形態のレンズシート２２及び光源部３１の一部を拡大した図である。
【図８】第４実施形態の表示装置４０を示す図である。
【図９】第４実施形態のレンズシート２２，光学シート４５及び光源部４１の一部を拡大した図である。
【図１０】実施例１の面光源装置（光源部１１及びレンズシート１２からなる部分）における画面左右方向における光の出射強度分布を示す図である。
【図１１】実施例３の面光源装置（光源部３１及びレンズシート２２からなる部分）の画面左右方向における光の出射強度分布を示す図である。
【図１２】実施例４の面光源装置（光源部１１，光学シート４５，レンズシート１２からなる部分）及び比較例の面光源装置（光源部１１，レンズシート１２からなる部分）のドット１１５ａを点灯した場合における光の出射強度分布を比較する図である。
【図１３】実施例４の面光源装置（光源部１１，光学シート４５，レンズシート１２からなる部分）及び比較例の面光源装置（光源部１１，レンズシート１２からなる部分）のドット１１５ｂを点灯した場合における光の出射強度分布を比較する図である。
【図１４】変形形態のレンズシートの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
また、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、特許請求の範囲の記載は、シートという記載で統一して使用した。従って、シート、板、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。例えば、光学シートは、光学フィルムとしてもよいし、光学板としてもよい。
さらに、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の表示装置１０を示す図である。図１（ａ）は、表示装置１０の構成を説明する図であり、図１（ｂ）は、光源部１１の視差用ＬＣＤパネル１１２のドットの一部を正面方向から見た図である。
表示装置１０は、光源部１１と、レンズシート１２と、表示用ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）パネル１３と、制御部１４とを備える液晶透過型表示装置である。表示装置１０は、表示用ＬＣＤパネル１３に表示された映像を、光源部１１及びレンズシート１２によって背面側から照明することにより、映像を表示可能である。この表示装置１０は、制御部１４の指示により、２次元映像の表示と３次元映像の表示とを切り替えて行うことができる。
以下の明細書において、表示装置１０の使用状態における観察画面（表示用ＬＣＤパネル１３）の短辺に平行な方向を使用状態における画面上下方向（画面鉛直方向）とし、長辺に平行な方向を使用状態における画面左右方向（画面水平方向）とする。また、以下の説明中において、特に断りが無い場合、画面左右方向、画面上下方向とは、表示装置１０の使用状態における画面左右方向、画面上下方向であるとする。
【００２０】
表示用ＬＣＤパネル１３は、映像を表示する液晶透過型表示部である。表示用ＬＣＤパネル１３は、略矩形状の略平板状の部材であり、例えば、有効画面サイズが対角４２インチ（９２９．８ｍｍ×５２３．０ｍｍ）、解像度１９２０×１０８０ピクセルのものを用いることができる。この表示用ＬＣＤパネル１３は、制御部１４の指示により、２次元映像の表示と３次元映像の表示とを切り替える。なお、視差用ＬＣＤパネル１３は、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）をそれぞれ表示する３つのドットが１組で１ピクセルを形成している。
表示用ＬＣＤパネル１３は、３次元映像表示時には、制御部１４の指示により、３次元映像用の視差を有する映像（視差映像）を、所定の周波数で順次切り替えて表示する。本実施形態の表示用ＬＣＤパネル１３は、右眼用の２つの映像（第１右眼用映像、第２右眼用映像）と左眼用の２つの映像（第１左眼用映像、第２左眼用映像）の合計４つの視差映像を表示する。なお、表示する視差映像の数は、４つに限らず、適宜設定してよい。
【００２１】
光源部１１は、面光源部１１１と、視差用ＬＣＤパネル１１２とを備え、表示用ＬＣＤパネル１３を背面から照明する光を発光する装置である。
面光源部１１１は、面状に光を発する部分であり、視差用ＬＣＤパネル１１２を背面から照明する。面光源部１１１は、例えば、直下型の面光源装置や、エッジライト型の面光源装置等を用いることができる。面光源部１１１は、発光源として、冷陰極管等の線光源や、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の点光源を用いてもよいし、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）や無機ＥＬのような面光源を用いてもよい。
【００２２】
視差用ＬＣＤパネル１１２は、２枚のガラス基板１１３，１１４と、２枚のガラス基板１１３，１１４の間に封止された液晶層１１５とを備える略平板状の部材であり、表示用ＬＣＤパネル１３と略同様の画面サイズを有している。視差用ＬＣＤパネル１１２は、液晶層１１５に、マトリクス状に画素（ドット）が配列されており、５７６０×１０８０ドット（１９２０×１０８０ピクセル相当）である。この視差用ＬＣＤパネル１１２は、カラーフィルター等を備えておらず、面光源部１１１からの光を、制御部１４の指示により所定のドットから透過させる。
【００２３】
本実施形態の視差用ＬＣＤパネル１１２は、図１（ｂ）に示すように、画素（ドット）が、画面上下方向及び画面左右方向に配列されており、画面上下方向よりも画面左右方向の方が密に配列されている。本実施形態において、画面左右方向のドットの配列ピッチはＰ１であり、画面上下方向のドットの配列ピッチはＰ２である。
また、ドットは、画面左右方向に４列で１組となっており、この１組におけるドットの画面左右方向の列の数は、表示用ＬＣＤパネルが表示する視差映像の数（本実施形態では、４つ）に対応している。
視差用ＬＣＤパネル１１２は、制御部１４の指示により、３次元映像表示時には、表示用ＬＣＤパネル１３の視差映像の表示の切り替えと同期して、表示用ＬＣＤパネル１３が表示する視差映像に対応するドットから光を透過し、それ以外のドットは光を遮蔽する。本実施形態では、視差映像に対応して、画面左右方向の列ごとに光を透過又は遮蔽する。また、２次元映像表示時には、全てのドットから透過する。
【００２４】
レンズシート１２は、光源部１１の観察面側（表示用ＬＣＤパネル１３の背面側）に配置されている。図１（ａ）では、レンズシート１２と視差用ＬＣＤパネル１１２は、厚み方向に所定の距離を離して配置されている様子を示しているが、視差用ＬＣＤパネル１１２の出射側のガラス基板１１４に接して配置される形態としてもよい。
このレンズシート１２は、出射側の面に、凸形状の単位レンズ１２１がシート面に沿って一方向に複数配列された基材層１２２を、接合層１２３を介してガラス基板１２４に接合して一体に形成されている。
基材層１２２は、熱可塑性樹脂製等のシート状の部材であり、その出射側の面に単位レンズ１２１が複数配列されて形成されている。
単位レンズ１２１は、いわゆるシリンドリカルレンズであり、略円柱形状の一部形状である。単位レンズ１２１は、画面上下方向を長手方向とし、画面左右方向に配列されている。この単位レンズ１２１は、紫外線硬化型樹脂製である。この単位レンズ１２１の配列ピッチはＰである。単位レンズ１２１は、略楕円柱形状の一部形状としてもよい。
ここで、シート面とは、各シートにおいて、そのシート全体として見たときにおける、シートの平面方向となる面を示すものであり、本明細書中、及び、特許請求の範囲においても同一の定義として用いている。例えば、レンズシート１２のシート面は、レンズシート１２全体として見たときにおける、レンズシート１２の平面方向となる面であり、レンズシート１２の入射面（光源部１１側の面）と平行な面である。
【００２５】
接合層１２３は、基材層１２２の光源部１１側（背面側）の面とガラス基板１２４の観察面側の面とを接合する層である。接合層１２３としては、例えば、感圧接着剤や紫外線硬化型の粘着剤や接着剤等が用いられる。
ガラス基板１２４は、レンズシート１２の最も光源部１１側に配置される。このガラス基板１２４は、レンズシート１２と視差用ＬＣＤパネル１１２とが積層される場合等に、シート面の法線方向における単位レンズ１２１の焦点の位置が、視差用ＬＣＤの画素の位置（液晶層１１５の位置）と略一致するように、その厚みが設計される。
なお、このレンズシート１２は、基材層１２２の厚さをより厚くする等してガラス基板１２４を接合しない形態としてもよいし、熱溶融押出成形により基材層１２２と単位レンズ１２１とを一体に形成してもよい。
【００２６】
制御部１４は、表示用ＬＣＤパネル１３に２次元映像の表示と３次元映像の表示との切り替えを指示したり、３次元映像表示時には、表示用ＬＣＤパネル１３の視差映像の表示の切り替えと視差用ＬＣＤパネル１１２の開口するドットの切り替えとを同期させ、それぞれの切り替えを指示する。
【００２７】
本実施形態の表示用ＬＣＤパネル１３は、ドット１１５ａが光を透過するときに、第１左眼用映像を表示し、ドット１１５ｂが光を透過するときに、第２左眼用映像を表示し、ドット１１５ｃが光を透過するときに、第２右眼用映像を表示し、ドット１１５ｄが光を透過するときに、第１右眼用映像を表示する。
また、本実施形態の表示装置１０は、画面左右方向において、観察者Ｏから見て、第１左眼用映像光は、画面正面方向に対して約１０°左側に主として出射し、第２左眼用映像光は、画面正面方向に対して約５°左側に主として出射し、第２右眼用映像光は、画面正面方向に対して約５°右側に主として出射し、第１右眼用映像光は、画面正面方向に対して約１０°右側に主として出射し、これらの視差映像が所定の周波数で表示され、切り替わることにより、良好な３次元映像が観察可能となるように設計されている。
【００２８】
図２は、第１実施形態のレンズシート１２及び光源部１１の一部を拡大した図である。図２は、レンズシート１２及び視差用ＬＣＤパネル１１２を画面左右方向に平行な断面で切断した断面の一部を拡大して示しており、図２（ａ）〜（ｄ）は、それぞれドット１１５ａ〜１１５ｄが光を透過する場合を示している。なお、図２では、理解を容易にするために、レンズシート１２の各部（単位レンズ１２１、基材層１２２、接合層１２３、ガラス基板１２４）や視差用ＬＣＤパネル１１２出射側のガラス基板１１４等は、全て同じ屈折率であるとして示している。
面光源部１１１から出射した光（拡散光）は、視差用ＬＣＤ１１２へ入射する。ここで、制御部１４の指示により、表示用ＬＣＤパネル１３は、第１左眼用映像を表示しているとすると、制御部１４の指示により、図２（ａ）に示すように、視差用ＬＣＤパネル１１２は、その視差映像にあわせた出射部であるドット１１５ａから光を透過し、他のドット１１５ｂ，１１５ｃ，１１５ｄを遮蔽している。従って、ドット１１５ａを通った光が、レンズシート１２に入射する。
そして、レンズシート１２に入射した光は、図２（ａ）中に矢印で示すように、対応する単位レンズ１２１から、画面左右方向において観察者Ｏから見て左側へ約１０°の方向をピークとして約５〜１５°の範囲内へ出射される。このとき、表示用ＬＣＤパネル１３が第１左眼用映像を表示しているので、第１左眼用映像の光は、観察者Ｏの左眼側であって、画面左右方向において観察者Ｏから見て左側へ約１０°の方向をピークとして約５〜１５°の範囲内へ出射される。
【００２９】
同様に、例えば、表示用ＬＣＤパネル１３が第２左眼用映像を表示するとき、制御部１４の指示より、図２（ｂ）に示すように、第２左眼用映像に対応するドット１１５ｂが光を透過する。そして、面光源部１１１から出射した光は、ドット１１５ｂを透過してレンズシート１２に入射し、対応する単位レンズ１２１から画面正面方向において観察者Ｏから見て左側へ対して約５°の方向をピークとして約０〜１０°の範囲内へ出射される。これにより、第２左眼用映像の光は、観察者Ｏの左眼側であって、画面左右方向において観察者Ｏから見て左側へ約５°の方向をピークとして約０〜１０°の範囲内へ出射される。
【００３０】
また、表示用ＬＣＤパネル１３が第２右眼用映像を表示するとき、制御部１４の指示より、図２（ｃ）に示すように、第２右眼用映像に対応するドット１１５ｃが光を透過する。そして、面光源部１１１から出射した光は、ドット１１５ｃを透過してレンズシート１２に入射し、対応する単位レンズ１２１から画面正面方向において観察者Ｏから見て右側へ対して約５°の方向をピークとして約０〜１０°の範囲内へ出射される。これにより、第２右眼用映像の光は、観察者Ｏの右眼側であって、画面左右方向において観察者Ｏから見て右側へ約５°の方向をピークとして約０〜１０°の範囲内へ出射される。
【００３１】
さらに、表示用ＬＣＤパネル１３が第１右眼用映像を表示するとき、制御部１４の指示より、図２（ｄ）に示すように、第１右眼用映像に対応するドット１１５ｄが光を透過する。そして、面光源部１１１から出射した光は、ドット１１５ｄを透過してレンズシート１２に入射し、対応する単位レンズ１２１から、画面正面方向において観察者Ｏから見て右側へ対して約１０°の方向をピークとして約５〜１５°の範囲内へ出射される。これにより、第１右眼用映像の光は、観察者Ｏの右眼側であって、画面左右方向において観察者Ｏから見て右側へ約１０°の方向をピークとして約５〜１５°の範囲内へ出射される。
【００３２】
表示用ＬＣＤパネル１３の表示する４つの視差映像は、高速で順次切り替わり（例えば、２４０Ｈｚ）、表示用ＬＣＤパネル１３の表示する４つの視差映像の切り替えと、視差用ＬＣＤパネル１１２のドット１１５ａ〜１１５ｄからの光の出射とは、制御部１４の指示により、同期して高速で行われるので、表示用ＬＣＤパネル１３の観察面に表示される映像を、観察者Ｏが立体視用の眼鏡を使わなくても３次元映像として観察可能である。
また、各視差映像は、１フレームにおいて表示用ＬＣＤパネル１３の有効範囲内の画素を略全て使用して表示され、表示用ＬＣＤパネル１３の画面の解像度を落とすことなく３次元映像を表示できるので、良好な３次元映像を表示できる。
【００３３】
また、表示用ＬＣＤパネル１３が２次元映像を表示する場合には、制御部１４の指示により、視差用ＬＣＤパネル１１２のドット１１５ａ〜１１５ｄの全てから光が出射する。そして、視差用ＬＣＤパネル１１２を透過した光は、レンズシート１２によって集光・拡散されて表示用ＬＣＤパネル１３に入射し、表示用ＬＣＤパネル１３に表示される映像を背面から照明し、良好な２次元映像を表示できる。
また、本実施形態の表示装置１０は、２次元映像に関しても、１フレームを表示用ＬＣＤパネル１３の有効画面内の全ての画素を使用して表示できるので、２次元映像の解像度も落とすことなく、良好な映像を表示できる。
さらに、表示用のＬＣＤパネルの観察面上にレンズシートを配置した従来の３次元映像表示可能な表示装置では、２次元映像を表示する場合に、単位レンズによって映像光が断続的に出射するために生じるスプリット等の表示不良が問題であった。しかし、本実施形態の表示装置１０は、レンズシート１２が表示用ＬＣＤパネル１３の背面側に配置されるので、そのようなスプリットが生じることがない。
【００３４】
以上のことから、本実施形態によれば、観察者が裸眼で観察可能な３次元映像を高い解像度で良好に表示でき、かつ、２次元映像表示時にもスプリット等が低減され、解像度の高い良好な２次元映像を表示できる。
【００３５】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態の表示装置２０を示す図である。図３（ａ）は、表示装置２０の構成を説明する図であり、図３（ｂ）は、光源部２１の一部を正面方向から見た図である。
第２実施形態の表示装置２０は、視差用ＬＣＤパネル１１２等を備える光源部１１を備えず、光源部２１を備えている点が、前述の第１実施形態の表示装置１０とは異なる以外は、第１実施形態の表示装置１０と略同様の形態である。従って、前述の第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
表示装置２０は、光源部２１と、レンズシート２２と、表示用ＬＣＤパネル１３と、制御部１４等とを備える液晶透過型表示装置である。この表示装置２０は、表示用ＬＣＤパネル１３に表示された映像を、光源部２１及びレンズシート２２によって背面側から照明することにより、２次元映像や３次元映像の表示が可能である。
【００３６】
本実施形態のレンズシート２２は、基材層２２２と単位レンズ１２１とを備えており、接合層やガラス基板を備えていない。基材層２２２は、熱可塑樹脂製のシート状の部材であり、このレンズシートのベースとなる層である。また、単位レンズ１２１は、前述の第１実施形態の単位レンズ１２１と略同様の形状である。なお、本実施形態のレンズシートとして、ガラス基板１２４を備える第１実施形態のレンズシート１２と同様の形態のレンズシートを使用することも可能である。
【００３７】
光源部２１は、板状の支持部材２１１上に、マトリクス状に点光源２１２が配列されており、表示用ＬＣＤパネル１３を背面から照明する。点光源２１２は、ＬＥＤ等が用いられる。
この光源部２１の点光源２１２は、図３（ｂ）に示すように、画面左右方向及び画面上下方向に所定のピッチで複数配列されている。本実施形態の表示用ＬＣＤパネル１３が４つの視差映像を表示するので、これに対応し、画面左右方向において１つの単位レンズ１２１に対応する点光源２１２は、４つ（点光源２１２ａ〜２１２ｄ）となっている。
この光源部２１は、２次元映像表示時には、制御部１４の指示により、全ての点光源２１２を点灯する。また、光源部２１は、３次元映像表示には、制御部１４の指示により、表示用ＬＣＤパネル１３の表示する視差映像の切り替えに合わせて、対応する点光源２１２の発光と消灯とを繰り返す。本実施形態では、視差映像に対応して、画面左右方向の列ごとに点光源２１２が点灯又は消灯する。
【００３８】
図４は、第２実施形態のレンズシート２２及び光源部２１の一部を拡大した図である。図４では、一例として、表示用ＬＣＤパネル１３が第２左眼用映像を表示し、点光源２１２ｂが点灯している様子を示している。なお、図４では、理解を容易にするために、レンズシート２２の単位レンズ１２１と基材層２２２とは、同じ屈折率であるとして示している。
制御部１４の指示により、表示用ＬＣＤパネル１３が、第２左眼用映像を表示するとき、光源部２１は、制御部１４の指示により、第２左眼用映像に対応する点光源２１２ｂを点灯し、他の点光源２１２ａ，２１２ｃ，２１２ｄを消灯する。
このとき、点光源２１２ｂから出射した光は、図４中に矢印で示すように、レンズシート２２に入射し、対応する単位レンズ１２１から、画面左右方向において、画面正面方向に対して観察者Ｏから見て左側へ約５°の方向をピークとして約０〜１０°の範囲内へ出射される。これにより、第２左眼用映像の光は、観察者Ｏの左眼側であって、画面左右方向において画面正面方向に対して観察者Ｏから見て左側へ約５°の方向をピークとして約０〜１０°の範囲内へ出射される。
【００３９】
同様に、制御部１４の指示により、表示用ＬＣＤパネル１３が第１左眼用映像を表示するとき、光源部２１は、点光源２１２ａが点灯し、他の点光源２１２ｂ，２１２ｃ，２１２ｄが消灯する。このとき、点光源２１２ａから出射した光は、レンズシート２２に入射し、対応する単位レンズ１２１から、画面左右方向において、画面正面方向に対して観察者Ｏから見て左側へ約１０°の方向をピークとして約５〜１５°の範囲内へ出射される。これにより、第１左眼用映像の光は、観察者Ｏの左眼側であって、画面左右方向において画面正面方向に対して観察者Ｏから見て左側へ約１０°の方向をピークとして約５〜１５°の範囲内へ出射される。
【００４０】
また、制御部１４の指示により、表示用ＬＣＤパネル１３が第２右眼用映像を表示するとき、光源部２１は、点光源２１２ｃが点灯し、他の点光源２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｄが消灯する。このとき、点光源２１２ｃから出射した光は、レンズシート２２に入射し、対応する単位レンズ１２１から、画面左右方向において、画面正面方向に対して観察者Ｏから見て右側へ約５°の方向をピークとして主として約０〜１０°の範囲内へ出射される。これにより、第２右眼用映像の光は、観察者Ｏの右眼側であって、画面左右方向において画面正面方向に対して観察者Ｏから見て右側へ約５°の方向をピークとして主として約０〜１０°の範囲内へ出射される。
【００４１】
さらに、制御部１４の指示により、表示用ＬＣＤパネル１３が第１右眼用映像を表示するとき、光源部２１は、点光源２１２ｄが点灯し、他の点光源２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃが消灯する。このとき、点光源２１２ｄから出射した光は、レンズシート２２に入射し、対応する単位レンズ１２１から、画面左右方向において、画面正面方向に対して観察者Ｏから見て右側へ約１０°の方向をピークとして主として約５〜１５°の範囲内へ出射される。これにより、第１右眼用映像の光は、観察者Ｏの右眼側であって、画面左右方向において画面正面方向に対して観察者Ｏから見て右側へ約１０°の方向をピークとして主として約５〜１５°の範囲内へ出射される。
【００４２】
表示用ＬＣＤパネル１３の表示する４つの視差映像と、各点光源２１２ａ〜２１２ｄの点灯及び消灯とは同期しており、制御部１４の指示により、高速で表示用ＬＣＤパネルの表示する視差映像及び各点光源２１２ａ〜２１２ｄの発光は切り替わるので、表示用ＬＣＤパネル１３の観察面には、観察者Ｏが立体視用の眼鏡を使わなくても観察可能な３次元映像が表示される。また、表示される３次元映像は、１フレームが表示用ＬＣＤパネル１３の略全ての画素を用いて表示できるので、３次元映像の解像度が低下することがない。
【００４３】
表示装置２０は、２次元映像表示時には、点光源２１２が全て点灯し、レンズシート２２によって集光・拡散されて表示用ＬＣＤパネル１３に入射し、その表示される映像を背面から照明して、良好な２次元映像を表示できる。
また、表示装置２０は、２次元映像に関しても、１フレームに表示用ＬＣＤパネル１３の有効画面内の画素を全て使用して表示できるので、２次元映像の解像度も落とすことなく、良好な映像を表示できる。
さらに、表示装置２０は、レンズシート２２が表示用ＬＣＤパネル１３の背面側に設けられており、従来の３次元映像表示可能な表示装置で問題となっていた２次元映像表示時のスプリット等の表示不良が生じない。
【００４４】
従って、本実施形態によれば、解像度を落とすことなく３次元映像、２次元映像を表示できる。また、本実施形態によれば、立体視用の眼鏡等を用いることなく観察可能な３次元映像を表示できる。さらに、本実施形態によれば、２次元映像表示時のスプリット等の表示不良が生じない。
加えて、本実施形態によれば、表示装置２０の構成を簡単にすることができ、第１実施形態の表示装置１０に比べて、より薄型化することができる。
【００４５】
（第３実施形態）
図５は、第３実施形態の表示装置３０を示す図である。図５（ａ）は、表示装置３０の構成を説明する図であり、図５（ｂ）は、光源部３１の一部を正面方向から見た図である。
第３実施形態の表示装置３０は、点光源３１２が、シート面の法線方向及び画面左右方向（単位レンズの配列方向）において、単位レンズ１２１の焦点近傍に配列されている点が、前述の第２実施形態の表示装置２０とは異なる以外は、第２実施形態の表示装置２０と略同様の形態である。従って、前述の第１実施形態及び第２実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
表示装置３０は、光源部３１と、レンズシート２２と、表示用ＬＣＤパネル１３と、制御部１４とを備える液晶透過型表示装置である。この表示装置３０は、表示用ＬＣＤパネル１３に表示された映像を、光源部３１及びレンズシート２２によって背面側から照明することにより、２次元映像の表示及び３次元映像の表示が可能である。
【００４６】
光源部３１は、板状の支持部材２１１の出射側の面上に、点光源３１２が、シート面の法線方向及び画面左右方向（単位レンズの配列方向）において、単位レンズ１２１の焦点近傍となる位置に画面左右方向に配列されている。光源部３１は、表示用ＬＣＤパネル１３を背面から照明する光源装置である。点光源３１２は、ＬＥＤ等が用いられる。
本実施形態では、点光源３１２が、画面左右方向に４つ配列されて１組の点光源部３１３となっている。この１組の点光源部３１３を形成する点光源３１２の数は、表示用ＬＣＤパネル１３が表示する視差映像の数（本実施形態であれば４つ）に等しい。この点光源部３１３は、画面左右方向において単位レンズ１２１の焦点位置近傍となる位置に配置され、画面上下方向及び画面左右方向に複数配列されている。
【００４７】
図６は、第３実施形態の光源部３１の他の例を示す図である。図６（ａ）は、レンズシート２２及び光源部３１の一部を画面正面方向から観察した様子を示し、図６（ｂ）は、画面左右方向に平行であって観察面に直交する断面の一部を拡大して示している。
本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、点光源部３１３を構成する点光源３１２ａ〜３１２ｄは、画面左右方向に一列に配列されている例を示しているが、これに限らず、例えば、図６（ａ），（ｂ）に示すように、画面左右方向において単位レンズ１２１の焦点位置近傍となる位置であって画面上下方向に各点光源３１２が１つずつ段違いに配列され、点光源部３１３の各点光源３１２のなす列が画面左右方向に対して角度をなす形態としてもよい。
点光源３１２にＬＥＤ等を用いる場合、図６（ａ）に示すように、その外形が発光部分ｅに比べて大きく、図５（ｂ）のように画面左右方向に密接して配置することが困難な場合がある。このような場合には、図６（ａ），（ｂ）に示すような配置方法を用いることにより、点光源部３１３の点光源を単位レンズ１２１の焦点位置近傍に配置することができる。
【００４８】
図７は、第３実施形態のレンズシート２２及び光源部３１の一部を拡大した図である。図７では、一例として、表示用ＬＣＤパネル１３が第２左眼用映像を表示し、点光源３１２ｂが点灯している状態を示している。なお、図７では、理解を容易にするために、レンズシート２２の単位レンズ１２１と基材層２２２とは、同じ屈折率であるとして示している。
表示用ＬＣＤパネルが第２左眼用映像を表示するとき、図７に示すように、制御部１４の指示により、光源部３１は、点光源３１２ｂを点灯し、他の点光源３１２ａ，３１２ｃ，３１２ｄは消灯する。点光源３１２ｂから出射した光は、レンズシート２２に入射し、対応する単位レンズ１２１から、画面左右方向において画面正面方向に対して観察者Ｏから見て左側へ約５°をピークとして約０〜１０°の範囲内へ出射する。
【００４９】
３次元映像表示には、光源部３１は、制御部１４の指示により、前述の第２実施形態のように、表示用ＬＣＤパネル１３が表示する視差映像の切り替えに同期して、順次、各点光源３１２ａ〜３１２ｄの発光と消灯とを繰り返す。従って、表示装置３０は、立体視用の眼鏡等を用いることなく、また、解像度を落とすことなく、良好な３次元映像を表示できる。
一方、２次元映像表示時には、光源部３１は、制御部１４の指示により、全ての点光源３１２を点灯する。光源部３１から発せられた光は、レンズシート２２によって集光・拡散されて表示用ＬＣＤパネル１３に入射し、表示される２次元映像を背面から照明する。従って、表示装置３０は、スプリット等の表示不良が生じることがなく、また、解像度も落とすことなく、良好な２次元映像を表示できる。
【００５０】
以上のことから、本実施形態によれば、解像度を落とすことなく良好な３次元映像や２次元映像を表示できる。
また、本実施形態によれば、表示装置３０の構成を簡単にすることができ、第１実施形態の表示装置１０に比べて、より薄型化することができる。
さらに、点光源部３１３は、単位レンズ１２１の焦点位置近傍に位置するので、３次元映像表示時に、点光源３１２ａ〜３１２ｄから出射した光が、対応する単位レンズ１２１ではなく、隣接する別の単位レンズ１２１に到達し、所望する方向から大きくはずれた方向へ出射する光量を大幅に低減できる。従って、ゴーストを低減し、良好な３次元映像を表示することができる。
【００５１】
（第４実施形態）
図８は、第４実施形態の表示装置４０を示す図である。図８（ａ）には、表示装置４０の構成を説明する図であり、図８（ｂ）は、光学シート４５の画面左右方向の断面の一部を拡大した図を示している。
図８に示す第４実施形態の表示装置４０は、光源部４１とレンズシート２２との間に、光学シート４５を備えている点が、前述の第２実施形態の表示装置２０とは異なる以外は、第２実施形態の表示装置２０と略同様の形態である。従って、前述の第１実施形態及び第２実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
表示装置４０は、光源部４１と、レンズシート２２と、光学シート４５と、表示用ＬＣＤパネル１３と、制御部１４とを備える液晶透過型表示装置である。この表示装置４０は、表示用ＬＣＤパネル１３に表示された映像を、光源部４１，光学シート４５、レンズシート２２によって背面側から照明することにより、２次元映像や３次元映像の表示が可能である。
【００５２】
本実施形態の光源部４１は、支持部材２１１と点光源２１２とを備えており、前述の第２実施形態の光源部２１と略同様の光源部である。この光源部４１は、この例に限らず、例えば、面光源部１１１及び視差用ＬＣＤパネル１１２等を備える第１実施形態の光源部１１を用いてもよい。また、本実施形態のレンズシート２２は、第１実施形態のレンズシート１２としてもよい。
光学シート４５は、図８（ｂ）に示すように、光学シート基材層４５３と、光透過部４５１と光吸収部４５２とを有しており、そのシート面に直交し、画面左右方向（単位レンズ１２１の配列方向）に平行な断面において、光透過部４５１と光吸収部４５２とがシート面に沿って交互に配列されている。
光学シート基材層４５３は、光透過性を有する熱可塑性樹脂製等のシート状の部材であり、この光学シート４５のベースとなる層である。
【００５３】
光透過部４５１は、光学シート基材層４５３の光源部４１側（背面側）に設けられ、光学シート４５のシート面に直交し、画面左右方向（単位レンズ１２１の配列方向）に平行な断面における断面形状が、光源部４１側における幅よりも観察面側における幅の方が広い略台形形状である。光吸収部４５２は、光学シート４５のシート面に直交し、画面左右方向に平行な断面における断面形状が略楔形形状であり、スクリーン面に沿って光透過部４５１と交互に形成されている。なお、本実施形態の光吸収部４５２は、上述の断面における断面形状が光源部４１側を底面側とする略二等辺三角形形状である。この光吸収部が配列されるピッチは、単位レンズの配列ピッチＰ以下である。
光透過部４５１は、光透過性を有する紫外線硬化型樹脂製であり、光吸収部４５２は、例えば、黒色顔料等を含有した紫外線硬化型樹脂である。この光透過部４５１と光吸収部４５２とは、その屈折率が等しい。
この光学シート４５は、その厚さがＴ２であり、光透過部４５１の高さがｈ２であり、光吸収部４５２の配列ピッチがＰ３（ただし、Ｐ３≦Ｐ）、光学シート４５の厚み方向における光吸収部４５２の高さはｈ２、底辺の幅はＷである。
【００５４】
図９は、第４実施形態のレンズシート２２，光学シート４５及び光源部４１の一部を拡大した図である。図９では、一例として、表示用ＬＣＤパネル１３が第２左眼用映像を表示し、点光源２１２ｂが点灯している状態を示している。図９では、理解を容易にするために、レンズシート２２の各部（単位レンズ１２１、基材層２２２）及び光学シート４５の各部（光学シート基材層４５３、光透過部４５１）は、全て同じ屈折率であるとして示している。
３次元映像表示には、光源部４１は、制御部１４の指示により、前述の第２実施形態のように、表示用ＬＣＤパネル１３が表示する視差映像の切り替えに同期して、順次、各点光源２１２ａ〜２１２ｄの発光と消灯とを繰り返す。
表示用ＬＣＤパネルが第２左眼用映像を表示するとき、図９に示すように、制御部１４の指示により、光源部４１は、点光源２１２ｂを点灯し、他の点光源２１２ａ，２１２ｃ，２１２ｄは消灯する。点光源２１２ｂから出射した光は、レンズシート２２に入射し、対応する単位レンズ１２１から、画面左右方向において画面正面方向に対して観察者Ｏから見て左側へ約５°をピークとして約０〜１０°の範囲内へ出射する。
このとき、一般的に点光源２１２が発する光は拡散光であるため、対応する単位レンズ１２１だけではなく、隣接する単位レンズ１２１から所望する方向とは大きくはずれた方向へ光が出射する場合がある。
しかし、光学シート４５を用いることにより、そのような光（例えば、図９中の光Ｌｄ）を吸収することができ、そのような光が迷光となって生じるゴースト等を低減できる。
【００５５】
一方、２次元映像表示時には、光源部４１は、制御部１４の指示により、全ての点光源２１２を点灯する。光源部４１から発せられた光は、レンズシート２２によって集光・拡散されて表示用ＬＣＤパネル１３に入射し、表示される２次元映像を背面から照明する。従って、表示装置４０は、スプリット等の表示不良が生じることがなく、また、解像度も落とすことなく、良好な２次元映像を表示できる。
【００５６】
よって、本実施形態によれば、解像度を落とすことなくゴーストを低減し、良好な３次元映像を表示することができる。
また、２次元映像表示時においても、良好な映像を表示できる。
【００５７】
（実施例１）
実施例１の表示装置について説明する。実施例１の表示装置は、第１実施形態の表示装置１０の実施例に相当する。
実施例１の表示装置１０は、以下の通りである。
表示用ＬＣＤパネル１３は、有効画面サイズが４２インチワイドサイズ、ＦＨＤ（ｆｕｌｌ ｈｉｇｈ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ：フルハイビジョン）であり、１画素（ＲＧＢ１セット）のピッチは４８４．５μｍであり、その解像度は、１９２０×１０８０ピクセルである。
【００５８】
レンズシート１２の単位レンズ１２１の曲率半径が０．７５０ｍｍ、単位レンズ１２１の配列ピッチＰが０．６４６ｍｍであり、単位レンズ１２１は、紫外線硬化型樹脂（ウレタンアクリレート系樹脂）製であり、その屈折率は１．５５である。また、レンズシート１２の基材層１２２は、ＰＥＴ樹脂製であり、その厚さが０．１ｍｍである。単位レンズ１２１は、基材層１２２と単位レンズ１２１を成型する金型との間に紫外線硬化型樹脂を滴下して、基材層１２２を金型に押圧し、紫外線を照射して（１０００ｍＪ／ｃｍ２、λ＝３６５ｎｍ）硬化させた後、金型を離型することにより形成される。単位レンズ１２１が形成された基材層１２２とガラス基板１２４とは、紫外線硬化型の接着剤の層である接合層１２３により貼り合せられ、レンズシート１２が形成されている。
ガラス基板１２４は、屈折率１．５６（λ＝５７８．３ｎｍ）のガラス製（ＢＫ−７）であり、その厚さが２．０ｍｍである。
視差用ＬＣＤパネル１１２は、有効画面サイズが４２インチワイドサイズ（５７６０×１０８０ドット）であり、開口率が９０％であり、画面左右方向における画素（ドット）の配列ピッチＰ１＝０．１６１５ｍｍ、画面上下方向における画素（ドット）の配列ピッチＰ２＝０．４８４５ｍｍである。
【００５９】
面光源部１１１は、直下型の面光源装置である。この面光源部１１１は、±４５°のランバート分布を有する。
制御部１４は、表示用ＬＣＤパネル１３に４視差分の映像を逐次表示させるものとし、各映像は、それぞれ２４０Ｈｚで切り替えられるものとしている。また、制御部１４は、この表示用ＬＣＤパネルの映像表示の切り替えに同期して、視差用ＬＣＤパネル１１２の各ドットの透過及び遮蔽を制御している。
この実施例１の表示装置１０は、光源部１１及びレンズシート１２を組み合わせることにより、各ドット１１５ａ〜１１５ｄから透過した光が、それぞれ、画面左右方向において、画面正面方向に対して右側へ１０°、５°、左側へ５°、１０°方向に出射するように設計している。
【００６０】
ここで、実施例１の表示装置１０において、表示用ＬＣＤパネル１３を背面から照明する面光源装置に相当する部分、即ち、レンズシート１２及び光源部１１からなる部分の画面左右方向における光強度分布を調べた。この光強度分布は、面光源部１１１を点灯して視差用ＬＣＤパネル１１２の各ドット１１５ａ〜１１５ｄから光を透過する場合について、それぞれシミュレーションにより求めた。この光強度分布は、画面の略中心を通り画面左右方向に平行な直線上において表示用ＬＣＤパネル１３に到達する光の強度分布に相当する。
図１０は、実施例１の面光源装置（光源部１１及びレンズシート１２からなる部分）における画面左右方向における光の出射強度分布を示す図である。縦軸は、最も大きい光強度を１とした場合の相対強度であり、横軸は画面左右方向における出射角度であり、横軸のマイナス方向は、観察者Ｏから見て画面左方向であり、横軸のプラス方向は、観察者Ｏから見て画面右方向である。
【００６１】
図１０に示すように、ドット１１５ａから出射した光は、出射角度約−１１°をピークとする方向へ出射し、ドット１１５ｂから出射した光は、出射角度約−２．２°をピークとする方向へ出射している。また、ドット１１５ｃから出射した光は、出射角度＋２．２°をピークとする方向へ出射し、ドット１５１ｄから出射した光は、出射角度約＋１１°をピークとする方向へ出射している。これにより、表示装置１０の正面方向に位置する観察者Ｏに対して、第１及び第２右眼用映像の光は、右眼側へ入射し、第１及び第２左眼用映像の光は左眼側へ入射し、これらの映像光は高速で切り替わるので、観察者Ｏが立体視用の眼鏡等を用いることなく観察可能であり、解像度の高い良好な３次元映像を表示できる。実際に、実施例１の表示装置１０に３次元映像を表示したところ、解像度が高く、良好な３次元映像が裸眼で観察された。
【００６２】
また、制御部１４により、表示装置１０の表示用ＬＣＤパネル１３が表示する映像を２次元映像に切り替えた場合には、全てのドット１１５ａ〜１１５ｂから光が出射し、レンズシート１２によって光源部１１からの光は集光・拡散され、表示用ＬＣＤパネル１３が背面から照明される。このとき、表示装置１０は、スプリットのような表示不良がなく、高い解像度の２次元映像を表示できる。実際に実施例１の表示装置１０に２次元映像を表示したところ、スプリット等がなく、解像度が高く、良好な２次元映像が観察された。
【００６３】
（実施例２）
実施例２の表示装置について説明する。実施例２の表示装置２０は、図３に示す第２実施形態の表示装置２０の実施例に相当する。
実施例２の表示装置２０は、点光源２１２として、白色光を発光するＬＥＤ光源（日亜化学社製 ＮＳＳＷ２０６ＡＴ、ケース外形：３．８ｍｍ×０．６ｍｍ×１．０ｍｍ）を用いている。
レンズシート２２の単位レンズ１２１の曲率半径が１５．０９ｍｍ、単位レンズ１２１の配列ピッチＰが２．４ｍｍであり、単位レンズ１２１は紫外線硬化型樹脂製であり、その屈折率が１．５５である。レンズシート２２の基材層２２２は、アクリル樹脂製であり、その屈折率が１．４９であり、その厚みが７．５ｍｍである。なお、実施例１のレンズシート１２のように、実施例２のレンズシート２２も、基材層２２２の厚みを薄くし、ガラス基板１２４を備える形態としてもよい。
実施例２の表示用ＬＣＤパネル１３は、前述の実施例１の表示用ＬＣＤパネル１３と同一仕様のものを用いる。
【００６４】
実施例２の表示装置２０により、３次元映像を表示して観察したところ、立体視用の眼鏡等を用いることなく、かつ、映像の解像度を落とすことなく、良好な３次元映像が視認可能であった。
また、２次元映像表示時に関しても、解像度を落とすことなく、かつスプリット等の表示不良もなく、良好な映像が観察された。
【００６５】
（実施例３）
実施例３の表示装置は、図５に示す第３実施形態の表示装置の実施例である。
実施例３の表示装置は、点光源として、実施例２と同様のＬＥＤを用いている。このＬＥＤは、前述のようにその外形の幅が０．６ｍｍ程度あり、図５に示すように単位レンズの焦点近傍に配置する場合、対応する単位レンズのレンズピッチは、非常に大きなものとなる。
従って、実施例３の表示装置では、図６に示すように、点光源部３１３の各点光源３１２ａ〜３１２ｄは、各点光源（ＬＥＤ光源）の発光部分ｅの形状（外形φ＝３５０μｍ）分ずつ上下方向にずらして画面左右方向に配列された配置とした。
また、レンズシート２２は、単位レンズ１２１の曲率半径が１．６３ｍｍ、単位レンズ１２１の配列ピッチＰが２．６８ｍｍであり、単位レンズ１２１は紫外線硬化型樹脂製であり、その屈折率が１．５５である。基材層２２２は、ＰＥＴ樹脂製（コスモシャイン、Ａ４３００）であり、その厚さが０．２５０ｍｍである。
実施例３の表示用ＬＣＤパネル１３は、前述の実施例１の表示用ＬＣＤパネル１３と同一仕様のものを用いている。
【００６６】
図１１は、実施例３の面光源装置（光源部３１及びレンズシート２２からなる部分）の画面左右方向における光の出射強度分布を示す図である。前述の図１０と同様に、図１１の縦軸は、相対強度であり、横軸は、画面左右方向における出射角度である。なお、横軸のマイナス方向は、観察者Ｏから見て画面右方向であり、横軸のプラス方向は、観察者Ｏから見て画面左方向である。この図１１に示す光の出射強度分布は、前述の実施例１の面光源装置の光の出射強度分布と同様に、実施例３の面光源装置において、シミュレーションにより求めた。
図１１に示すように、点光源３１２ａ〜３１２ｄから出射した光は、それぞれ、出射角度約−１１°、出射角度約−２．２°、出射角度＋２．２°、出射角度＋１１°をピークとする方向へ出射している。これにより、実施例３の表示装置３０により表示される３次元映像は、観察者Ｏが立体視用の眼鏡等を用いることなく、裸眼で明瞭に観察可能であり、かつ、解像度の高い明瞭な３次元映像を表示することができる。実際に、実施例３の表示装置３０により３次元映像を表示したところ、解像度が高い良好な３次元映像が裸眼で観察された。
【００６７】
また、実施例３の表示装置３０により２次元映像を表示する場合には、点光源３１２がすべて点灯し、レンズシート２２によって拡散・集光されて表示用ＬＣＤパネル１３を照明する。そして、表示装置３０は、スプリット等がなく、解像度の高い良好な２次元映像を表示することができる。実際に、実施例３の表示装置３０により２次元映像を表示したところ、スプリット等がなく、解像度の高い良好な２次元映像が観察された。
さらに、図１１に示す実施例３の面光源装置の光の出射強度分布では、図１０に示す実施例１の面光源装置の光の出射強度分布に比べて、所定のピーク強度以外の方向に生じる光の強度のピークが大幅に低減されている。このような所望の方向からはずれた方向に生じる強度のピークを形成する光は、その強度が大きいと、表示装置をある角度から観察した場合、ゴーストとなって観察され、３次元映像が不明瞭となり、画質の低下を招く。
しかし、実施例３の面光源装置では、そのようなゴーストを生じさせる迷光が大幅に低減されており、実施例３の表示装置３０は、ゴーストのない、より良好な３次元映像を表示することができる。
【００６８】
（実施例４）
実施例４の表示装置４０について説明する。
実施例４の表示装置４０は、前述の図８に示す第４実施形態の表示装置４０の実施例である。なお、実施例４の表示装置４０は、表示用ＬＣＤパネル１３、レンズシート１２はいずれも実施例１の表示装置１０と同一仕様のものを用いた。また、実施例４の表示装置４０では、光源部４１として実施例１の光源部１１と同一仕様のものを用いており、この光源部４１は、±４５°のランバート分布を有する面光源部１１１を用いている。
光学シート４５は、その厚さＴ２＝３５８μｍであり、光透過部４５１の高さｈ２＝１７０μｍ、光吸収部４５２の配列ピッチＰ３＝６０μｍ、光吸収部４５２の底辺の幅Ｗ＝２８μｍ、光吸収部４５２の高さｈ３＝１５０μｍである。
【００６９】
ここで、比較例の表示装置を用意して、実施例４の表示装置４０と、その面光源装置部分の光の出射強度分布を比較した。比較例の表示装置は、光学シート４５を備えていない点が異なる以外は、実施例４の表示装置４０と略同形状の表示装置である。
図１２は、実施例４の面光源装置（光源部１１，光学シート４５，レンズシート１２からなる部分）及び比較例の面光源装置（光源部１１，レンズシート１２からなる部分）のドット１１５ａ（図１参照）を点灯した場合における光の出射強度分布を比較する図である。図１２（ａ）は、比較例の面光源装置の強度分布を示し、図１２（ｂ）は、実施例４の面光源装置の強度分布を示している。図１２（ａ），（ｂ）の縦軸は、相対強度であり、横軸は、画面左右方向における出射角度であり、横軸のマイナス方向は、観察者Ｏから見て画面左方向であり、横軸のプラス方向は、観察者Ｏから見て画面右方向である。
図１３は、実施例４の面光源装置（光源部１１，光学シート４５，レンズシート１２からなる部分）及び比較例の面光源装置（光源部１１，レンズシート１２からなる部分）のドット１１５ｂ（図１参照）を点灯した場合における光の出射強度分布を比較する図である。図１３（ａ）は、比較例の面光源装置の強度分布を示し、図１３（ｂ）は、実施例４の面光源装置の強度分布を示している。
図１２及び図１３に示すように、光学シート４５を備えている実施例４の面光源装置では、光学シート４５を備えていない比較例の面光源装置よりも、設定された出射強度のピークとなる方向から大きくそれた方向に生じる強度ピークが大幅に低減している。従って、実施例４の表示装置４０は、迷光が大幅に低減され、ゴーストの低減効果が高く、良好な３次元映像を表示できる。
【００７０】
以上のことから、各実施形態の表示装置によれば、３次元映像も２次元映像も、表示用ＬＣＤパネル１３の有効画面内の画素を略全て使用して１フレームの画像を表示できるので、解像度を落とすことなく、良好な映像を表示できる。
また、各実施形態の表示装置によれば、立体視用の眼鏡等が不要であり、３次元映像を観察者Ｏが裸眼で観察できるので、観察者Ｏは、眼鏡をかける煩雑さや不快感もなく、快適に３次元映像を観察できる。
さらに、第３実施形態及び第４実施形態によれば、迷光によるゴーストを大幅に低減でき、より明瞭な３次元映像を提供できる。
加えて、各実施形態の表示装置によれば、表示用ＬＣＤパネル１３より観察者側にレンズシート１２を配置する従来の表示装置において２次元映像表示時に発生していたスプリット等の表示不良が発生しないので、２次元映像表示時の表示不良が大幅に改善される。
【００７１】
（変形形態）
以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）各実施形態において、レンズシート１２，２２の単位レンズ１２１は、画面左右方向に配列される例を示したが、これに限らず、例えば、画面左右方向に対してシート面内で角度α（０°＜α＜９０°）をなす方向に配列してもよい。このように配列することにより、視差用ＬＣＤパネル１１２の画素等との間で生じるモアレを低減することができる。
【００７２】
（２）第１実施形態において、視差用ＬＣＤパネル１１２を用いる例を示したが、この視差用ＬＣＤパネル１１２として、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）パネルを用いてもよい。高分子分散型液晶パネルは、偏光板、配向板を使用せず、制御部１４の指示により、透過と拡散反射とを切り替える形態である。そのため、通常のＴＮ液晶を用いる視差用ＬＣＤパネルよりも、光量の減衰が大幅に低減される。従って、高分子分散型液晶パネルを視差用ＬＣＤパネル１１２として用いることにより、より明るい画面を、より少ない電力で表示することができる。また、高分子分散型液晶パネルは、応答速度も速く、より多くの視差映像を表示する場合にも有効である。
【００７３】
（３）各実施形態において、レンズシート１２を、表示用ＬＣＤパネル１３と光源部１１，２１，３１，４１の間に配置する例を示したが、これに限らず、例えば、レンズシートをＬＣＤパネルの下側偏光板に配置する等してもよい。
図１４は、変形形態のレンズシートの一例を示す図である。
図１４（ａ）に示すように、表示用ＬＣＤパネル１３の光源側の偏光板表面にレンズシート５２を積層し、単位レンズ１２１が光源側に凸となる形状として配置してもよい。このレンズシート５２は、例えば、前述の第２実施形態と同様な基材層２２２の入射側の面に単位レンズ１２１が形成されている。
また、図１４（ｂ）に示すように、単位レンズ１２１の逆型となるような凹形状の単位レンズ６２１を有するレンズシートを、表示用ＬＣＤパネル１３の光源側の偏光板表面にレンズシート６２を積層してもよい。
【００７４】
（４）第２〜第４実施形態において、光源部２１，３１，４１はＬＥＤが複数配列される例を示したが、これに限らず、例えば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を用いた光源や、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）等を光源として用いてもよい。
【００７５】
（５）各実施形態において、レンズシート１２，２２の表面に、ハードコート処理や、反射防止処理等を適宜施してもよい。反射防止処理は、ＷＥＴ方式やＤＲＹ方式等の処理によるものや、モスアイ型の微小形状を形成する方式等、適宜選択して用いることができる。反射防止処理をレンズシートの表面に施す事により、光の透過率を高め、より明るい映像の表示を行うことができる。
【００７６】
（６）第１実施形態において、面光源部にエッジライト型の面光源装置を用いる場合、導光板側の面に単位プリズムが複数配列されたプリズムシートを導光板より出射側に配置してもよい。このようなプリズムシートを配置することにより、導光板から出射する光を観察者Ｏの方向へ効率よく立ち上げることができる。
【００７７】
（７）各実施形態において、表示用ＬＣＤパネル１３が表示する視差映像は、４つ（第１左眼用映像、第２左眼用映像、第２右眼用映像、第１右眼用映像）である例を示したが、これに限らず、表示用ＬＣＤパネル１３が表示する視差映像の数は２つでもよいし、６つ等でもよいし、適宜自由に設定してよい。
【００７８】
（８）第２〜第４実施形態において、点光源が配置される支持板の点光源側の表面は、黒色等の光を吸収する色に形成してもよい。このような構成とすることにより、支持板表面で反射した光が迷光となることを大幅に低減できる。
【００７９】
（９）第４実施形態において、光透過部４５１は、画面左右方向における断面形状が、その光源部４１側の幅がレンズシート側の幅よりも小さい略台形形状である例を示したが、これに限らず、例えば、光透過部４５１のその断面形状は、その光源部４１側の幅がレンズシート側の幅よりも大きい略台形形状としてもよいし、略正方形形状や、略矩形形状等としてもよい。
また、光透過部４５１及び光吸収部４５２の屈折率は等しい例を示したが、これに限らず、例えば、光透過部４５１と光吸収部４５２とは、僅かに屈折率を有していてもよい。
【００８０】
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００８１】
１０，２０，３０，４０ 表示装置
１１，２１，３１，４１ 光源部
１１１ 面光源部
１１２ 視差用ＬＣＤパネル
２１１ 支持板
２１２，３１２ 点光源
３１３ 点光源部
１２，２２ レンズシート
１２１ 単位レンズ
１３ 表示用ＬＣＤパネル
１４ 制御部
４５ 光学シート
４５１ 光透過部
４５２ 光吸収部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元映像及び３次元映像を表示可能な透過型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、立体映像を表示可能な、様々な表示装置が開発されている。
立体映像を表示する方法としては、例えば、視差を有する左眼用映像光及び右眼用映像光を、偏光面の異なる直線偏光とし、偏光眼鏡を用いてそれぞれの眼に映像が届くようにするものや、時分割で表示される視差を有する左眼用映像、右眼用映像を観察者の左右の眼にそれぞれ届くように、観察用眼鏡によって左右の目が視認できる映像を切り替えるもの等がある。しかし、このような眼鏡を使用する表示装置では、眼鏡の装着を観察者が煩わしく思う場合があった。
そこで、例えば、特許文献１〜４に示す表示装置のように、裸眼で立体映像を観察可能な表示装置の開発が、進められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９４０４５６号公報
【特許文献２】特許第３０５１６０４号公報
【特許文献３】特表２００９−５２８５６５号公報
【特許文献４】特許４３６７７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１や特許文献２に示すような表示装置では、視差を有する映像を同時に表示しているため、表示される立体映像の解像度が低下するという問題があった。特許文献１の表示装置では、レンチキュラーレンズをＬＣＤパネルの画素の配列方向に対して斜めに配列することによって、水平方向における解像度の低下の軽減を図っているが、この表示装置であっても、ＬＣＤパネル本来の解像度で映像を表示することはできない。
また、特許文献１，２の表示装置では、２次元映像を表示すると、レンチキュラーレンズによって映像光が断続的に出射するスプリットが生じ、映像が見える位置と見えない位置が生じる等の画質の低下が生じるため、良好な２次元映像の表示が困難であるという問題があった。
【０００５】
特許文献３の表示装置では、２次元映像と３次元映像との切り替えを容易とし、かつ、良好な２次元映像を表示するために屈折率変調可能な層を設けている。しかし、この特許文献３の表示装置においても、３次元映像表示における映像の解像度の低下に関して改善はなされていない。
また、特許文献４の表示装置では、視差バリアＬＣＤパネルと表示用のＬＣＤパネルとを用いており、２次元映像表示時には、上述のようなスプリットもなく良好な映像を表示できるが、３次元映像表示時の解像度の低下は改善されていない。
【０００６】
本発明の課題は、観察者が裸眼で観察可能な良好な３次元映像を表示でき、かつ、２次元映像表示時にも良好な２次元映像を表示できる立体映像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、２次元映像又は３次元映像を選択して表示可能であり、映像を表示可能な表示用透過型表示部（１３）と、前記表示用透過型表示部を背面側から照明する光源部（１１，２１，３１，４１）と、前記表示用透過型表示部と前記光源部との間に配置され、一方の面にシート面に沿って一方向に略円柱形状の一部形状又は略楕円柱形状の一部形状である単位レンズ（１２１）が複数配列されているレンズシート（１２，２２）と、を備え、３次元映像を表示する場合には、前記表示用透過型表示部は、３次元映像の表示に用いられる２つ以上の視差映像を所定の周期で切り替えながら表示し、前記光源部は、前記単位レンズの配列方向において、各前記単位レンズに対応する領域内に、前記視差映像の数に等しい数の光を出射する出射部（１１５ａ〜１１５ｄ，２１２ａ〜２１２ｄ，３１２ａ〜３１２ｄ）を有し、前記表示用透過型表示部が表示する映像の切り替えに同期して、前記視差映像に対応する所定の前記出射部から光を出射し、前記単位レンズは、前記光源部が出射した光を前記視差映像に対応した所定の方向へ出射し、２次元映像を表示する場合には、前記表示用透過型表示部は、２次元映像を表示し、前記光源部は、全ての前記出射部から光を出射すること、を特徴とする透過型表示装置（１０，２０，３０，４０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の透過型表示装置において、前記光源部（１１，２１，３１，４１）は、光を透過可能であってマトリクス状に配置されたドットを有する視差用透過型表示部（１１２）と、前記視差用透過型表示部を背面側から照明する面光源部（１１１）と、を備え、前記視差用透過型表示部は、前記表示用透過型表示部が表示する前記視差映像に合わせて、所定の前記出射部である前記ドット（１１５ａ〜１１５ｄ）が面光源部の光を透過又は遮蔽すること、を特徴とする透過型表示装置（１０）である。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の透過型表示装置において、前記光源部（２１，３１，４１）は、光を発する複数の光源が少なくとも一方向に配列されていること、を特徴とする透過型表示装置（２０，３０，４０）である。
請求項４の発明は、請求項３に記載の透過型表示装置において、前記光源部（２１，３１，４１）は、マトリクス状に配列された点光源（２１２，３１２）を備えること、を特徴とする透過型表示装置（２０，３０，４０）である。
請求項５の発明は、請求項３又は請求項４に記載の透過型表示装置において、前記光源部（２１，３１，４１）は、前記表示用透過型表示部（１３）が表示する前記視差映像の数に応じた複数の点光源（２１２ａ〜２１２ｄ，３１２ａ〜３１２ｄ）が、前記レンズシート（２２）の焦点位置近傍に配置されること、を特徴とする透過型表示装置（２０，３０，４０）である。
【０００９】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の透過型表示装置において、前記レンズシートの前記光源部（４１）側に、光学シート（４５）が配置されており、前記光学シートは、シート面に直交し、前記単位レンズ（１２１）の配列方向に平行な断面において、前記光源部側における幅よりも前記レンズシート側における幅のほうが広い略台形形状であり、シート面に沿って複数配列された光透過部（４５１）と、該断面においてシート面に沿って前記光透過部と交互に形成され、光を吸収する作用を有する光吸収部（４５２）と、を備えること、を特徴とする透過型表示装置（４０）である。
請求項７の発明は、請求項６に記載の透過型表示装置において、前記光吸収部（４５２）の屈折率は、前記光透過部の屈折率と略等しいこと、を特徴とする透過型表示装置（４０）である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本発明による透過型表示装置は、表示用透過型表示部と、光源部と、表示用透過型表示部と光源部との間に配置され、一方の面にシート面に沿って一方向に略円柱形状の一部形状又は略楕円柱形状の一部形状である単位レンズが複数配列されているレンズシートとを備え、３次元映像を表示する場合には、表示用透過型表示部は、３次元映像の表示に用いられる２つ以上の視差映像を所定の周期で切り替えながら表示し、光源部は、単位レンズの配列方向において、各単位レンズに対応する領域内に、視差映像の数に等しい数の光を出射する出射部を有し、表示用透過型表示部が表示する映像の切り替えに同期して、視差映像に対応する所定の出射部から光を出射し、単位レンズは、光源部が出射した光を視差映像に対応した所定の方向へ出射し、２次元映像を表示する場合には、表示用透過型表示部は、２次元映像を表示し、光源部は、全ての出射部から光を出射する。
従って、光源部から出射する光は、単位レンズによって所定の出射角度方向へ出射されるので、例えば、左眼に届くはずの左眼用映像が右眼にも届いてしまうといったクロストーク等の発生を大幅に低減し、立体視用の眼鏡等を用いることなく、明瞭な３次元映像を表示できる。また、３次元映像及の表示時に、１フレームにつき１つの視差映像しか表示しないので、３次元映像の解像度の低下が生じない。
また、２次元映像表示には、光源部は全ての出射部から光を出射し、光は、レンズシートによって集光・拡散された後に表示用透過型表示部に入射するので、スプリット等の生じない明瞭な２次元映像を表示できる。また、２次元映像表示に、表示用の透過型表示部の画素を略全て使用できるので、２次元映像の解像度の低下が生じない。
従って、２次元映像も３次元映像も、解像度が高く明瞭な映像を表示できる。
【００１１】
（２）光源部は、光を透過可能であってマトリクス状に配置されたドットを有する視差用透過型表示部と、視差用透過型表示部を背面側から照明する面光源部とを備え、視差用透過型表示部は、表示用透過型表示部が表示する視差映像に合わせて、所定の出射部であるドットが面光源部の光を透過又は遮蔽するので、容易に視差映像に合わせた方向へ光を出射することができる。
【００１２】
（３）光源部は、光を発する複数の光源が少なくとも一方向に配列されているので、視差映像に合わせて所定の位置の光源を発光又は消灯することにより、明瞭な３次元映像を表示することができる。また、自発光する光源を用いることにより、明るい映像を表示することができる。
【００１３】
（４）光源部は、マトリクス状に配列された点光源を備えるので、視差映像に合わせて所定の位置の点光源を発光又は消灯することにより、明瞭な３次元映像を表示することができる。また、自発光する光源を用いることにより、明るい映像を表示することができる。
【００１４】
（５）光源部は、表示用透過型表示部が表示する視差映像の数に応じた複数の点光源が、レンズシートの焦点位置近傍に配置されるので、隣接する単位レンズ等から所定の方向からそれた方向へ出射して、ゴーストとなる光を大幅に低減できる。従って、ゴーストの低減された明瞭な３次元映像を表示できる。
【００１５】
（６）レンズシートの光源部側に、光学シートが配置されており、この光学シートは、シート面に直交し、単位レンズの配列方向に平行な断面において、光源部側における幅よりもレンズシート側における幅のほうが広い略台形形状であり、シート面に沿って複数配列された光透過部と、その断面においてシート面に沿って光透過部と交互に形成され、光を吸収する作用を有する光吸収部とを備えるので、隣接する単位レンズ等から所定の方向からそれた方向へ出射して、ゴーストとなる光を大幅に低減できる。従って、ゴーストの低減された明瞭な３次元映像を表示できる。
【００１６】
（７）光吸収部の屈折率と光透過部の屈折率差とは、略等しいので、光透過部と光吸収部との界面で光を全反射させることなく、吸収することができる。従って、ゴースト低減効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態の表示装置１０を示す図である。
【図２】第１実施形態のレンズシート１２及び光源部１１の一部を拡大した図である。
【図３】第２実施形態の表示装置２０を示す図である。
【図４】第２実施形態のレンズシート２２及び光源部２１の一部を拡大した図である。
【図５】第３実施形態の表示装置３０を示す図である。
【図６】第３実施形態の光源部３１の他の例を示す図である。
【図７】第３実施形態のレンズシート２２及び光源部３１の一部を拡大した図である。
【図８】第４実施形態の表示装置４０を示す図である。
【図９】第４実施形態のレンズシート２２，光学シート４５及び光源部４１の一部を拡大した図である。
【図１０】実施例１の面光源装置（光源部１１及びレンズシート１２からなる部分）における画面左右方向における光の出射強度分布を示す図である。
【図１１】実施例３の面光源装置（光源部３１及びレンズシート２２からなる部分）の画面左右方向における光の出射強度分布を示す図である。
【図１２】実施例４の面光源装置（光源部１１，光学シート４５，レンズシート１２からなる部分）及び比較例の面光源装置（光源部１１，レンズシート１２からなる部分）のドット１１５ａを点灯した場合における光の出射強度分布を比較する図である。
【図１３】実施例４の面光源装置（光源部１１，光学シート４５，レンズシート１２からなる部分）及び比較例の面光源装置（光源部１１，レンズシート１２からなる部分）のドット１１５ｂを点灯した場合における光の出射強度分布を比較する図である。
【図１４】変形形態のレンズシートの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
また、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、特許請求の範囲の記載は、シートという記載で統一して使用した。従って、シート、板、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。例えば、光学シートは、光学フィルムとしてもよいし、光学板としてもよい。
さらに、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の表示装置１０を示す図である。図１（ａ）は、表示装置１０の構成を説明する図であり、図１（ｂ）は、光源部１１の視差用ＬＣＤパネル１１２のドットの一部を正面方向から見た図である。
表示装置１０は、光源部１１と、レンズシート１２と、表示用ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）パネル１３と、制御部１４とを備える液晶透過型表示装置である。表示装置１０は、表示用ＬＣＤパネル１３に表示された映像を、光源部１１及びレンズシート１２によって背面側から照明することにより、映像を表示可能である。この表示装置１０は、制御部１４の指示により、２次元映像の表示と３次元映像の表示とを切り替えて行うことができる。
以下の明細書において、表示装置１０の使用状態における観察画面（表示用ＬＣＤパネル１３）の短辺に平行な方向を使用状態における画面上下方向（画面鉛直方向）とし、長辺に平行な方向を使用状態における画面左右方向（画面水平方向）とする。また、以下の説明中において、特に断りが無い場合、画面左右方向、画面上下方向とは、表示装置１０の使用状態における画面左右方向、画面上下方向であるとする。
【００２０】
表示用ＬＣＤパネル１３は、映像を表示する液晶透過型表示部である。表示用ＬＣＤパネル１３は、略矩形状の略平板状の部材であり、例えば、有効画面サイズが対角４２インチ（９２９．８ｍｍ×５２３．０ｍｍ）、解像度１９２０×１０８０ピクセルのものを用いることができる。この表示用ＬＣＤパネル１３は、制御部１４の指示により、２次元映像の表示と３次元映像の表示とを切り替える。なお、視差用ＬＣＤパネル１３は、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）をそれぞれ表示する３つのドットが１組で１ピクセルを形成している。
表示用ＬＣＤパネル１３は、３次元映像表示時には、制御部１４の指示により、３次元映像用の視差を有する映像（視差映像）を、所定の周波数で順次切り替えて表示する。本実施形態の表示用ＬＣＤパネル１３は、右眼用の２つの映像（第１右眼用映像、第２右眼用映像）と左眼用の２つの映像（第１左眼用映像、第２左眼用映像）の合計４つの視差映像を表示する。なお、表示する視差映像の数は、４つに限らず、適宜設定してよい。
【００２１】
光源部１１は、面光源部１１１と、視差用ＬＣＤパネル１１２とを備え、表示用ＬＣＤパネル１３を背面から照明する光を発光する装置である。
面光源部１１１は、面状に光を発する部分であり、視差用ＬＣＤパネル１１２を背面から照明する。面光源部１１１は、例えば、直下型の面光源装置や、エッジライト型の面光源装置等を用いることができる。面光源部１１１は、発光源として、冷陰極管等の線光源や、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の点光源を用いてもよいし、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）や無機ＥＬのような面光源を用いてもよい。
【００２２】
視差用ＬＣＤパネル１１２は、２枚のガラス基板１１３，１１４と、２枚のガラス基板１１３，１１４の間に封止された液晶層１１５とを備える略平板状の部材であり、表示用ＬＣＤパネル１３と略同様の画面サイズを有している。視差用ＬＣＤパネル１１２は、液晶層１１５に、マトリクス状に画素（ドット）が配列されており、５７６０×１０８０ドット（１９２０×１０８０ピクセル相当）である。この視差用ＬＣＤパネル１１２は、カラーフィルター等を備えておらず、面光源部１１１からの光を、制御部１４の指示により所定のドットから透過させる。
【００２３】
本実施形態の視差用ＬＣＤパネル１１２は、図１（ｂ）に示すように、画素（ドット）が、画面上下方向及び画面左右方向に配列されており、画面上下方向よりも画面左右方向の方が密に配列されている。本実施形態において、画面左右方向のドットの配列ピッチはＰ１であり、画面上下方向のドットの配列ピッチはＰ２である。
また、ドットは、画面左右方向に４列で１組となっており、この１組におけるドットの画面左右方向の列の数は、表示用ＬＣＤパネルが表示する視差映像の数（本実施形態では、４つ）に対応している。
視差用ＬＣＤパネル１１２は、制御部１４の指示により、３次元映像表示時には、表示用ＬＣＤパネル１３の視差映像の表示の切り替えと同期して、表示用ＬＣＤパネル１３が表示する視差映像に対応するドットから光を透過し、それ以外のドットは光を遮蔽する。本実施形態では、視差映像に対応して、画面左右方向の列ごとに光を透過又は遮蔽する。また、２次元映像表示時には、全てのドットから透過する。
【００２４】
レンズシート１２は、光源部１１の観察面側（表示用ＬＣＤパネル１３の背面側）に配置されている。図１（ａ）では、レンズシート１２と視差用ＬＣＤパネル１１２は、厚み方向に所定の距離を離して配置されている様子を示しているが、視差用ＬＣＤパネル１１２の出射側のガラス基板１１４に接して配置される形態としてもよい。
このレンズシート１２は、出射側の面に、凸形状の単位レンズ１２１がシート面に沿って一方向に複数配列された基材層１２２を、接合層１２３を介してガラス基板１２４に接合して一体に形成されている。
基材層１２２は、熱可塑性樹脂製等のシート状の部材であり、その出射側の面に単位レンズ１２１が複数配列されて形成されている。
単位レンズ１２１は、いわゆるシリンドリカルレンズであり、略円柱形状の一部形状である。単位レンズ１２１は、画面上下方向を長手方向とし、画面左右方向に配列されている。この単位レンズ１２１は、紫外線硬化型樹脂製である。この単位レンズ１２１の配列ピッチはＰである。単位レンズ１２１は、略楕円柱形状の一部形状としてもよい。
ここで、シート面とは、各シートにおいて、そのシート全体として見たときにおける、シートの平面方向となる面を示すものであり、本明細書中、及び、特許請求の範囲においても同一の定義として用いている。例えば、レンズシート１２のシート面は、レンズシート１２全体として見たときにおける、レンズシート１２の平面方向となる面であり、レンズシート１２の入射面（光源部１１側の面）と平行な面である。
【００２５】
接合層１２３は、基材層１２２の光源部１１側（背面側）の面とガラス基板１２４の観察面側の面とを接合する層である。接合層１２３としては、例えば、感圧接着剤や紫外線硬化型の粘着剤や接着剤等が用いられる。
ガラス基板１２４は、レンズシート１２の最も光源部１１側に配置される。このガラス基板１２４は、レンズシート１２と視差用ＬＣＤパネル１１２とが積層される場合等に、シート面の法線方向における単位レンズ１２１の焦点の位置が、視差用ＬＣＤの画素の位置（液晶層１１５の位置）と略一致するように、その厚みが設計される。
なお、このレンズシート１２は、基材層１２２の厚さをより厚くする等してガラス基板１２４を接合しない形態としてもよいし、熱溶融押出成形により基材層１２２と単位レンズ１２１とを一体に形成してもよい。
【００２６】
制御部１４は、表示用ＬＣＤパネル１３に２次元映像の表示と３次元映像の表示との切り替えを指示したり、３次元映像表示時には、表示用ＬＣＤパネル１３の視差映像の表示の切り替えと視差用ＬＣＤパネル１１２の開口するドットの切り替えとを同期させ、それぞれの切り替えを指示する。
【００２７】
本実施形態の表示用ＬＣＤパネル１３は、ドット１１５ａが光を透過するときに、第１左眼用映像を表示し、ドット１１５ｂが光を透過するときに、第２左眼用映像を表示し、ドット１１５ｃが光を透過するときに、第２右眼用映像を表示し、ドット１１５ｄが光を透過するときに、第１右眼用映像を表示する。
また、本実施形態の表示装置１０は、画面左右方向において、観察者Ｏから見て、第１左眼用映像光は、画面正面方向に対して約１０°左側に主として出射し、第２左眼用映像光は、画面正面方向に対して約５°左側に主として出射し、第２右眼用映像光は、画面正面方向に対して約５°右側に主として出射し、第１右眼用映像光は、画面正面方向に対して約１０°右側に主として出射し、これらの視差映像が所定の周波数で表示され、切り替わることにより、良好な３次元映像が観察可能となるように設計されている。
【００２８】
図２は、第１実施形態のレンズシート１２及び光源部１１の一部を拡大した図である。図２は、レンズシート１２及び視差用ＬＣＤパネル１１２を画面左右方向に平行な断面で切断した断面の一部を拡大して示しており、図２（ａ）〜（ｄ）は、それぞれドット１１５ａ〜１１５ｄが光を透過する場合を示している。なお、図２では、理解を容易にするために、レンズシート１２の各部（単位レンズ１２１、基材層１２２、接合層１２３、ガラス基板１２４）や視差用ＬＣＤパネル１１２出射側のガラス基板１１４等は、全て同じ屈折率であるとして示している。
面光源部１１１から出射した光（拡散光）は、視差用ＬＣＤ１１２へ入射する。ここで、制御部１４の指示により、表示用ＬＣＤパネル１３は、第１左眼用映像を表示しているとすると、制御部１４の指示により、図２（ａ）に示すように、視差用ＬＣＤパネル１１２は、その視差映像にあわせた出射部であるドット１１５ａから光を透過し、他のドット１１５ｂ，１１５ｃ，１１５ｄを遮蔽している。従って、ドット１１５ａを通った光が、レンズシート１２に入射する。
そして、レンズシート１２に入射した光は、図２（ａ）中に矢印で示すように、対応する単位レンズ１２１から、画面左右方向において観察者Ｏから見て左側へ約１０°の方向をピークとして約５〜１５°の範囲内へ出射される。このとき、表示用ＬＣＤパネル１３が第１左眼用映像を表示しているので、第１左眼用映像の光は、観察者Ｏの左眼側であって、画面左右方向において観察者Ｏから見て左側へ約１０°の方向をピークとして約５〜１５°の範囲内へ出射される。
【００２９】
同様に、例えば、表示用ＬＣＤパネル１３が第２左眼用映像を表示するとき、制御部１４の指示より、図２（ｂ）に示すように、第２左眼用映像に対応するドット１１５ｂが光を透過する。そして、面光源部１１１から出射した光は、ドット１１５ｂを透過してレンズシート１２に入射し、対応する単位レンズ１２１から画面正面方向において観察者Ｏから見て左側へ対して約５°の方向をピークとして約０〜１０°の範囲内へ出射される。これにより、第２左眼用映像の光は、観察者Ｏの左眼側であって、画面左右方向において観察者Ｏから見て左側へ約５°の方向をピークとして約０〜１０°の範囲内へ出射される。
【００３０】
また、表示用ＬＣＤパネル１３が第２右眼用映像を表示するとき、制御部１４の指示より、図２（ｃ）に示すように、第２右眼用映像に対応するドット１１５ｃが光を透過する。そして、面光源部１１１から出射した光は、ドット１１５ｃを透過してレンズシート１２に入射し、対応する単位レンズ１２１から画面正面方向において観察者Ｏから見て右側へ対して約５°の方向をピークとして約０〜１０°の範囲内へ出射される。これにより、第２右眼用映像の光は、観察者Ｏの右眼側であって、画面左右方向において観察者Ｏから見て右側へ約５°の方向をピークとして約０〜１０°の範囲内へ出射される。
【００３１】
さらに、表示用ＬＣＤパネル１３が第１右眼用映像を表示するとき、制御部１４の指示より、図２（ｄ）に示すように、第１右眼用映像に対応するドット１１５ｄが光を透過する。そして、面光源部１１１から出射した光は、ドット１１５ｄを透過してレンズシート１２に入射し、対応する単位レンズ１２１から、画面正面方向において観察者Ｏから見て右側へ対して約１０°の方向をピークとして約５〜１５°の範囲内へ出射される。これにより、第１右眼用映像の光は、観察者Ｏの右眼側であって、画面左右方向において観察者Ｏから見て右側へ約１０°の方向をピークとして約５〜１５°の範囲内へ出射される。
【００３２】
表示用ＬＣＤパネル１３の表示する４つの視差映像は、高速で順次切り替わり（例えば、２４０Ｈｚ）、表示用ＬＣＤパネル１３の表示する４つの視差映像の切り替えと、視差用ＬＣＤパネル１１２のドット１１５ａ〜１１５ｄからの光の出射とは、制御部１４の指示により、同期して高速で行われるので、表示用ＬＣＤパネル１３の観察面に表示される映像を、観察者Ｏが立体視用の眼鏡を使わなくても３次元映像として観察可能である。
また、各視差映像は、１フレームにおいて表示用ＬＣＤパネル１３の有効範囲内の画素を略全て使用して表示され、表示用ＬＣＤパネル１３の画面の解像度を落とすことなく３次元映像を表示できるので、良好な３次元映像を表示できる。
【００３３】
また、表示用ＬＣＤパネル１３が２次元映像を表示する場合には、制御部１４の指示により、視差用ＬＣＤパネル１１２のドット１１５ａ〜１１５ｄの全てから光が出射する。そして、視差用ＬＣＤパネル１１２を透過した光は、レンズシート１２によって集光・拡散されて表示用ＬＣＤパネル１３に入射し、表示用ＬＣＤパネル１３に表示される映像を背面から照明し、良好な２次元映像を表示できる。
また、本実施形態の表示装置１０は、２次元映像に関しても、１フレームを表示用ＬＣＤパネル１３の有効画面内の全ての画素を使用して表示できるので、２次元映像の解像度も落とすことなく、良好な映像を表示できる。
さらに、表示用のＬＣＤパネルの観察面上にレンズシートを配置した従来の３次元映像表示可能な表示装置では、２次元映像を表示する場合に、単位レンズによって映像光が断続的に出射するために生じるスプリット等の表示不良が問題であった。しかし、本実施形態の表示装置１０は、レンズシート１２が表示用ＬＣＤパネル１３の背面側に配置されるので、そのようなスプリットが生じることがない。
【００３４】
以上のことから、本実施形態によれば、観察者が裸眼で観察可能な３次元映像を高い解像度で良好に表示でき、かつ、２次元映像表示時にもスプリット等が低減され、解像度の高い良好な２次元映像を表示できる。
【００３５】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態の表示装置２０を示す図である。図３（ａ）は、表示装置２０の構成を説明する図であり、図３（ｂ）は、光源部２１の一部を正面方向から見た図である。
第２実施形態の表示装置２０は、視差用ＬＣＤパネル１１２等を備える光源部１１を備えず、光源部２１を備えている点が、前述の第１実施形態の表示装置１０とは異なる以外は、第１実施形態の表示装置１０と略同様の形態である。従って、前述の第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
表示装置２０は、光源部２１と、レンズシート２２と、表示用ＬＣＤパネル１３と、制御部１４等とを備える液晶透過型表示装置である。この表示装置２０は、表示用ＬＣＤパネル１３に表示された映像を、光源部２１及びレンズシート２２によって背面側から照明することにより、２次元映像や３次元映像の表示が可能である。
【００３６】
本実施形態のレンズシート２２は、基材層２２２と単位レンズ１２１とを備えており、接合層やガラス基板を備えていない。基材層２２２は、熱可塑樹脂製のシート状の部材であり、このレンズシートのベースとなる層である。また、単位レンズ１２１は、前述の第１実施形態の単位レンズ１２１と略同様の形状である。なお、本実施形態のレンズシートとして、ガラス基板１２４を備える第１実施形態のレンズシート１２と同様の形態のレンズシートを使用することも可能である。
【００３７】
光源部２１は、板状の支持部材２１１上に、マトリクス状に点光源２１２が配列されており、表示用ＬＣＤパネル１３を背面から照明する。点光源２１２は、ＬＥＤ等が用いられる。
この光源部２１の点光源２１２は、図３（ｂ）に示すように、画面左右方向及び画面上下方向に所定のピッチで複数配列されている。本実施形態の表示用ＬＣＤパネル１３が４つの視差映像を表示するので、これに対応し、画面左右方向において１つの単位レンズ１２１に対応する点光源２１２は、４つ（点光源２１２ａ〜２１２ｄ）となっている。
この光源部２１は、２次元映像表示時には、制御部１４の指示により、全ての点光源２１２を点灯する。また、光源部２１は、３次元映像表示には、制御部１４の指示により、表示用ＬＣＤパネル１３の表示する視差映像の切り替えに合わせて、対応する点光源２１２の発光と消灯とを繰り返す。本実施形態では、視差映像に対応して、画面左右方向の列ごとに点光源２１２が点灯又は消灯する。
【００３８】
図４は、第２実施形態のレンズシート２２及び光源部２１の一部を拡大した図である。図４では、一例として、表示用ＬＣＤパネル１３が第２左眼用映像を表示し、点光源２１２ｂが点灯している様子を示している。なお、図４では、理解を容易にするために、レンズシート２２の単位レンズ１２１と基材層２２２とは、同じ屈折率であるとして示している。
制御部１４の指示により、表示用ＬＣＤパネル１３が、第２左眼用映像を表示するとき、光源部２１は、制御部１４の指示により、第２左眼用映像に対応する点光源２１２ｂを点灯し、他の点光源２１２ａ，２１２ｃ，２１２ｄを消灯する。
このとき、点光源２１２ｂから出射した光は、図４中に矢印で示すように、レンズシート２２に入射し、対応する単位レンズ１２１から、画面左右方向において、画面正面方向に対して観察者Ｏから見て左側へ約５°の方向をピークとして約０〜１０°の範囲内へ出射される。これにより、第２左眼用映像の光は、観察者Ｏの左眼側であって、画面左右方向において画面正面方向に対して観察者Ｏから見て左側へ約５°の方向をピークとして約０〜１０°の範囲内へ出射される。
【００３９】
同様に、制御部１４の指示により、表示用ＬＣＤパネル１３が第１左眼用映像を表示するとき、光源部２１は、点光源２１２ａが点灯し、他の点光源２１２ｂ，２１２ｃ，２１２ｄが消灯する。このとき、点光源２１２ａから出射した光は、レンズシート２２に入射し、対応する単位レンズ１２１から、画面左右方向において、画面正面方向に対して観察者Ｏから見て左側へ約１０°の方向をピークとして約５〜１５°の範囲内へ出射される。これにより、第１左眼用映像の光は、観察者Ｏの左眼側であって、画面左右方向において画面正面方向に対して観察者Ｏから見て左側へ約１０°の方向をピークとして約５〜１５°の範囲内へ出射される。
【００４０】
また、制御部１４の指示により、表示用ＬＣＤパネル１３が第２右眼用映像を表示するとき、光源部２１は、点光源２１２ｃが点灯し、他の点光源２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｄが消灯する。このとき、点光源２１２ｃから出射した光は、レンズシート２２に入射し、対応する単位レンズ１２１から、画面左右方向において、画面正面方向に対して観察者Ｏから見て右側へ約５°の方向をピークとして主として約０〜１０°の範囲内へ出射される。これにより、第２右眼用映像の光は、観察者Ｏの右眼側であって、画面左右方向において画面正面方向に対して観察者Ｏから見て右側へ約５°の方向をピークとして主として約０〜１０°の範囲内へ出射される。
【００４１】
さらに、制御部１４の指示により、表示用ＬＣＤパネル１３が第１右眼用映像を表示するとき、光源部２１は、点光源２１２ｄが点灯し、他の点光源２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃが消灯する。このとき、点光源２１２ｄから出射した光は、レンズシート２２に入射し、対応する単位レンズ１２１から、画面左右方向において、画面正面方向に対して観察者Ｏから見て右側へ約１０°の方向をピークとして主として約５〜１５°の範囲内へ出射される。これにより、第１右眼用映像の光は、観察者Ｏの右眼側であって、画面左右方向において画面正面方向に対して観察者Ｏから見て右側へ約１０°の方向をピークとして主として約５〜１５°の範囲内へ出射される。
【００４２】
表示用ＬＣＤパネル１３の表示する４つの視差映像と、各点光源２１２ａ〜２１２ｄの点灯及び消灯とは同期しており、制御部１４の指示により、高速で表示用ＬＣＤパネルの表示する視差映像及び各点光源２１２ａ〜２１２ｄの発光は切り替わるので、表示用ＬＣＤパネル１３の観察面には、観察者Ｏが立体視用の眼鏡を使わなくても観察可能な３次元映像が表示される。また、表示される３次元映像は、１フレームが表示用ＬＣＤパネル１３の略全ての画素を用いて表示できるので、３次元映像の解像度が低下することがない。
【００４３】
表示装置２０は、２次元映像表示時には、点光源２１２が全て点灯し、レンズシート２２によって集光・拡散されて表示用ＬＣＤパネル１３に入射し、その表示される映像を背面から照明して、良好な２次元映像を表示できる。
また、表示装置２０は、２次元映像に関しても、１フレームに表示用ＬＣＤパネル１３の有効画面内の画素を全て使用して表示できるので、２次元映像の解像度も落とすことなく、良好な映像を表示できる。
さらに、表示装置２０は、レンズシート２２が表示用ＬＣＤパネル１３の背面側に設けられており、従来の３次元映像表示可能な表示装置で問題となっていた２次元映像表示時のスプリット等の表示不良が生じない。
【００４４】
従って、本実施形態によれば、解像度を落とすことなく３次元映像、２次元映像を表示できる。また、本実施形態によれば、立体視用の眼鏡等を用いることなく観察可能な３次元映像を表示できる。さらに、本実施形態によれば、２次元映像表示時のスプリット等の表示不良が生じない。
加えて、本実施形態によれば、表示装置２０の構成を簡単にすることができ、第１実施形態の表示装置１０に比べて、より薄型化することができる。
【００４５】
（第３実施形態）
図５は、第３実施形態の表示装置３０を示す図である。図５（ａ）は、表示装置３０の構成を説明する図であり、図５（ｂ）は、光源部３１の一部を正面方向から見た図である。
第３実施形態の表示装置３０は、点光源３１２が、シート面の法線方向及び画面左右方向（単位レンズの配列方向）において、単位レンズ１２１の焦点近傍に配列されている点が、前述の第２実施形態の表示装置２０とは異なる以外は、第２実施形態の表示装置２０と略同様の形態である。従って、前述の第１実施形態及び第２実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
表示装置３０は、光源部３１と、レンズシート２２と、表示用ＬＣＤパネル１３と、制御部１４とを備える液晶透過型表示装置である。この表示装置３０は、表示用ＬＣＤパネル１３に表示された映像を、光源部３１及びレンズシート２２によって背面側から照明することにより、２次元映像の表示及び３次元映像の表示が可能である。
【００４６】
光源部３１は、板状の支持部材２１１の出射側の面上に、点光源３１２が、シート面の法線方向及び画面左右方向（単位レンズの配列方向）において、単位レンズ１２１の焦点近傍となる位置に画面左右方向に配列されている。光源部３１は、表示用ＬＣＤパネル１３を背面から照明する光源装置である。点光源３１２は、ＬＥＤ等が用いられる。
本実施形態では、点光源３１２が、画面左右方向に４つ配列されて１組の点光源部３１３となっている。この１組の点光源部３１３を形成する点光源３１２の数は、表示用ＬＣＤパネル１３が表示する視差映像の数（本実施形態であれば４つ）に等しい。この点光源部３１３は、画面左右方向において単位レンズ１２１の焦点位置近傍となる位置に配置され、画面上下方向及び画面左右方向に複数配列されている。
【００４７】
図６は、第３実施形態の光源部３１の他の例を示す図である。図６（ａ）は、レンズシート２２及び光源部３１の一部を画面正面方向から観察した様子を示し、図６（ｂ）は、画面左右方向に平行であって観察面に直交する断面の一部を拡大して示している。
本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、点光源部３１３を構成する点光源３１２ａ〜３１２ｄは、画面左右方向に一列に配列されている例を示しているが、これに限らず、例えば、図６（ａ），（ｂ）に示すように、画面左右方向において単位レンズ１２１の焦点位置近傍となる位置であって画面上下方向に各点光源３１２が１つずつ段違いに配列され、点光源部３１３の各点光源３１２のなす列が画面左右方向に対して角度をなす形態としてもよい。
点光源３１２にＬＥＤ等を用いる場合、図６（ａ）に示すように、その外形が発光部分ｅに比べて大きく、図５（ｂ）のように画面左右方向に密接して配置することが困難な場合がある。このような場合には、図６（ａ），（ｂ）に示すような配置方法を用いることにより、点光源部３１３の点光源を単位レンズ１２１の焦点位置近傍に配置することができる。
【００４８】
図７は、第３実施形態のレンズシート２２及び光源部３１の一部を拡大した図である。図７では、一例として、表示用ＬＣＤパネル１３が第２左眼用映像を表示し、点光源３１２ｂが点灯している状態を示している。なお、図７では、理解を容易にするために、レンズシート２２の単位レンズ１２１と基材層２２２とは、同じ屈折率であるとして示している。
表示用ＬＣＤパネルが第２左眼用映像を表示するとき、図７に示すように、制御部１４の指示により、光源部３１は、点光源３１２ｂを点灯し、他の点光源３１２ａ，３１２ｃ，３１２ｄは消灯する。点光源３１２ｂから出射した光は、レンズシート２２に入射し、対応する単位レンズ１２１から、画面左右方向において画面正面方向に対して観察者Ｏから見て左側へ約５°をピークとして約０〜１０°の範囲内へ出射する。
【００４９】
３次元映像表示には、光源部３１は、制御部１４の指示により、前述の第２実施形態のように、表示用ＬＣＤパネル１３が表示する視差映像の切り替えに同期して、順次、各点光源３１２ａ〜３１２ｄの発光と消灯とを繰り返す。従って、表示装置３０は、立体視用の眼鏡等を用いることなく、また、解像度を落とすことなく、良好な３次元映像を表示できる。
一方、２次元映像表示時には、光源部３１は、制御部１４の指示により、全ての点光源３１２を点灯する。光源部３１から発せられた光は、レンズシート２２によって集光・拡散されて表示用ＬＣＤパネル１３に入射し、表示される２次元映像を背面から照明する。従って、表示装置３０は、スプリット等の表示不良が生じることがなく、また、解像度も落とすことなく、良好な２次元映像を表示できる。
【００５０】
以上のことから、本実施形態によれば、解像度を落とすことなく良好な３次元映像や２次元映像を表示できる。
また、本実施形態によれば、表示装置３０の構成を簡単にすることができ、第１実施形態の表示装置１０に比べて、より薄型化することができる。
さらに、点光源部３１３は、単位レンズ１２１の焦点位置近傍に位置するので、３次元映像表示時に、点光源３１２ａ〜３１２ｄから出射した光が、対応する単位レンズ１２１ではなく、隣接する別の単位レンズ１２１に到達し、所望する方向から大きくはずれた方向へ出射する光量を大幅に低減できる。従って、ゴーストを低減し、良好な３次元映像を表示することができる。
【００５１】
（第４実施形態）
図８は、第４実施形態の表示装置４０を示す図である。図８（ａ）には、表示装置４０の構成を説明する図であり、図８（ｂ）は、光学シート４５の画面左右方向の断面の一部を拡大した図を示している。
図８に示す第４実施形態の表示装置４０は、光源部４１とレンズシート２２との間に、光学シート４５を備えている点が、前述の第２実施形態の表示装置２０とは異なる以外は、第２実施形態の表示装置２０と略同様の形態である。従って、前述の第１実施形態及び第２実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
表示装置４０は、光源部４１と、レンズシート２２と、光学シート４５と、表示用ＬＣＤパネル１３と、制御部１４とを備える液晶透過型表示装置である。この表示装置４０は、表示用ＬＣＤパネル１３に表示された映像を、光源部４１，光学シート４５、レンズシート２２によって背面側から照明することにより、２次元映像や３次元映像の表示が可能である。
【００５２】
本実施形態の光源部４１は、支持部材２１１と点光源２１２とを備えており、前述の第２実施形態の光源部２１と略同様の光源部である。この光源部４１は、この例に限らず、例えば、面光源部１１１及び視差用ＬＣＤパネル１１２等を備える第１実施形態の光源部１１を用いてもよい。また、本実施形態のレンズシート２２は、第１実施形態のレンズシート１２としてもよい。
光学シート４５は、図８（ｂ）に示すように、光学シート基材層４５３と、光透過部４５１と光吸収部４５２とを有しており、そのシート面に直交し、画面左右方向（単位レンズ１２１の配列方向）に平行な断面において、光透過部４５１と光吸収部４５２とがシート面に沿って交互に配列されている。
光学シート基材層４５３は、光透過性を有する熱可塑性樹脂製等のシート状の部材であり、この光学シート４５のベースとなる層である。
【００５３】
光透過部４５１は、光学シート基材層４５３の光源部４１側（背面側）に設けられ、光学シート４５のシート面に直交し、画面左右方向（単位レンズ１２１の配列方向）に平行な断面における断面形状が、光源部４１側における幅よりも観察面側における幅の方が広い略台形形状である。光吸収部４５２は、光学シート４５のシート面に直交し、画面左右方向に平行な断面における断面形状が略楔形形状であり、スクリーン面に沿って光透過部４５１と交互に形成されている。なお、本実施形態の光吸収部４５２は、上述の断面における断面形状が光源部４１側を底面側とする略二等辺三角形形状である。この光吸収部が配列されるピッチは、単位レンズの配列ピッチＰ以下である。
光透過部４５１は、光透過性を有する紫外線硬化型樹脂製であり、光吸収部４５２は、例えば、黒色顔料等を含有した紫外線硬化型樹脂である。この光透過部４５１と光吸収部４５２とは、その屈折率が等しい。
この光学シート４５は、その厚さがＴ２であり、光透過部４５１の高さがｈ２であり、光吸収部４５２の配列ピッチがＰ３（ただし、Ｐ３≦Ｐ）、光学シート４５の厚み方向における光吸収部４５２の高さはｈ２、底辺の幅はＷである。
【００５４】
図９は、第４実施形態のレンズシート２２，光学シート４５及び光源部４１の一部を拡大した図である。図９では、一例として、表示用ＬＣＤパネル１３が第２左眼用映像を表示し、点光源２１２ｂが点灯している状態を示している。図９では、理解を容易にするために、レンズシート２２の各部（単位レンズ１２１、基材層２２２）及び光学シート４５の各部（光学シート基材層４５３、光透過部４５１）は、全て同じ屈折率であるとして示している。
３次元映像表示には、光源部４１は、制御部１４の指示により、前述の第２実施形態のように、表示用ＬＣＤパネル１３が表示する視差映像の切り替えに同期して、順次、各点光源２１２ａ〜２１２ｄの発光と消灯とを繰り返す。
表示用ＬＣＤパネルが第２左眼用映像を表示するとき、図９に示すように、制御部１４の指示により、光源部４１は、点光源２１２ｂを点灯し、他の点光源２１２ａ，２１２ｃ，２１２ｄは消灯する。点光源２１２ｂから出射した光は、レンズシート２２に入射し、対応する単位レンズ１２１から、画面左右方向において画面正面方向に対して観察者Ｏから見て左側へ約５°をピークとして約０〜１０°の範囲内へ出射する。
このとき、一般的に点光源２１２が発する光は拡散光であるため、対応する単位レンズ１２１だけではなく、隣接する単位レンズ１２１から所望する方向とは大きくはずれた方向へ光が出射する場合がある。
しかし、光学シート４５を用いることにより、そのような光（例えば、図９中の光Ｌｄ）を吸収することができ、そのような光が迷光となって生じるゴースト等を低減できる。
【００５５】
一方、２次元映像表示時には、光源部４１は、制御部１４の指示により、全ての点光源２１２を点灯する。光源部４１から発せられた光は、レンズシート２２によって集光・拡散されて表示用ＬＣＤパネル１３に入射し、表示される２次元映像を背面から照明する。従って、表示装置４０は、スプリット等の表示不良が生じることがなく、また、解像度も落とすことなく、良好な２次元映像を表示できる。
【００５６】
よって、本実施形態によれば、解像度を落とすことなくゴーストを低減し、良好な３次元映像を表示することができる。
また、２次元映像表示時においても、良好な映像を表示できる。
【００５７】
（実施例１）
実施例１の表示装置について説明する。実施例１の表示装置は、第１実施形態の表示装置１０の実施例に相当する。
実施例１の表示装置１０は、以下の通りである。
表示用ＬＣＤパネル１３は、有効画面サイズが４２インチワイドサイズ、ＦＨＤ（ｆｕｌｌ ｈｉｇｈ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ：フルハイビジョン）であり、１画素（ＲＧＢ１セット）のピッチは４８４．５μｍであり、その解像度は、１９２０×１０８０ピクセルである。
【００５８】
レンズシート１２の単位レンズ１２１の曲率半径が０．７５０ｍｍ、単位レンズ１２１の配列ピッチＰが０．６４６ｍｍであり、単位レンズ１２１は、紫外線硬化型樹脂（ウレタンアクリレート系樹脂）製であり、その屈折率は１．５５である。また、レンズシート１２の基材層１２２は、ＰＥＴ樹脂製であり、その厚さが０．１ｍｍである。単位レンズ１２１は、基材層１２２と単位レンズ１２１を成型する金型との間に紫外線硬化型樹脂を滴下して、基材層１２２を金型に押圧し、紫外線を照射して（１０００ｍＪ／ｃｍ２、λ＝３６５ｎｍ）硬化させた後、金型を離型することにより形成される。単位レンズ１２１が形成された基材層１２２とガラス基板１２４とは、紫外線硬化型の接着剤の層である接合層１２３により貼り合せられ、レンズシート１２が形成されている。
ガラス基板１２４は、屈折率１．５６（λ＝５７８．３ｎｍ）のガラス製（ＢＫ−７）であり、その厚さが２．０ｍｍである。
視差用ＬＣＤパネル１１２は、有効画面サイズが４２インチワイドサイズ（５７６０×１０８０ドット）であり、開口率が９０％であり、画面左右方向における画素（ドット）の配列ピッチＰ１＝０．１６１５ｍｍ、画面上下方向における画素（ドット）の配列ピッチＰ２＝０．４８４５ｍｍである。
【００５９】
面光源部１１１は、直下型の面光源装置である。この面光源部１１１は、±４５°のランバート分布を有する。
制御部１４は、表示用ＬＣＤパネル１３に４視差分の映像を逐次表示させるものとし、各映像は、それぞれ２４０Ｈｚで切り替えられるものとしている。また、制御部１４は、この表示用ＬＣＤパネルの映像表示の切り替えに同期して、視差用ＬＣＤパネル１１２の各ドットの透過及び遮蔽を制御している。
この実施例１の表示装置１０は、光源部１１及びレンズシート１２を組み合わせることにより、各ドット１１５ａ〜１１５ｄから透過した光が、それぞれ、画面左右方向において、画面正面方向に対して右側へ１０°、５°、左側へ５°、１０°方向に出射するように設計している。
【００６０】
ここで、実施例１の表示装置１０において、表示用ＬＣＤパネル１３を背面から照明する面光源装置に相当する部分、即ち、レンズシート１２及び光源部１１からなる部分の画面左右方向における光強度分布を調べた。この光強度分布は、面光源部１１１を点灯して視差用ＬＣＤパネル１１２の各ドット１１５ａ〜１１５ｄから光を透過する場合について、それぞれシミュレーションにより求めた。この光強度分布は、画面の略中心を通り画面左右方向に平行な直線上において表示用ＬＣＤパネル１３に到達する光の強度分布に相当する。
図１０は、実施例１の面光源装置（光源部１１及びレンズシート１２からなる部分）における画面左右方向における光の出射強度分布を示す図である。縦軸は、最も大きい光強度を１とした場合の相対強度であり、横軸は画面左右方向における出射角度であり、横軸のマイナス方向は、観察者Ｏから見て画面左方向であり、横軸のプラス方向は、観察者Ｏから見て画面右方向である。
【００６１】
図１０に示すように、ドット１１５ａから出射した光は、出射角度約−１１°をピークとする方向へ出射し、ドット１１５ｂから出射した光は、出射角度約−２．２°をピークとする方向へ出射している。また、ドット１１５ｃから出射した光は、出射角度＋２．２°をピークとする方向へ出射し、ドット１５１ｄから出射した光は、出射角度約＋１１°をピークとする方向へ出射している。これにより、表示装置１０の正面方向に位置する観察者Ｏに対して、第１及び第２右眼用映像の光は、右眼側へ入射し、第１及び第２左眼用映像の光は左眼側へ入射し、これらの映像光は高速で切り替わるので、観察者Ｏが立体視用の眼鏡等を用いることなく観察可能であり、解像度の高い良好な３次元映像を表示できる。実際に、実施例１の表示装置１０に３次元映像を表示したところ、解像度が高く、良好な３次元映像が裸眼で観察された。
【００６２】
また、制御部１４により、表示装置１０の表示用ＬＣＤパネル１３が表示する映像を２次元映像に切り替えた場合には、全てのドット１１５ａ〜１１５ｂから光が出射し、レンズシート１２によって光源部１１からの光は集光・拡散され、表示用ＬＣＤパネル１３が背面から照明される。このとき、表示装置１０は、スプリットのような表示不良がなく、高い解像度の２次元映像を表示できる。実際に実施例１の表示装置１０に２次元映像を表示したところ、スプリット等がなく、解像度が高く、良好な２次元映像が観察された。
【００６３】
（実施例２）
実施例２の表示装置について説明する。実施例２の表示装置２０は、図３に示す第２実施形態の表示装置２０の実施例に相当する。
実施例２の表示装置２０は、点光源２１２として、白色光を発光するＬＥＤ光源（日亜化学社製 ＮＳＳＷ２０６ＡＴ、ケース外形：３．８ｍｍ×０．６ｍｍ×１．０ｍｍ）を用いている。
レンズシート２２の単位レンズ１２１の曲率半径が１５．０９ｍｍ、単位レンズ１２１の配列ピッチＰが２．４ｍｍであり、単位レンズ１２１は紫外線硬化型樹脂製であり、その屈折率が１．５５である。レンズシート２２の基材層２２２は、アクリル樹脂製であり、その屈折率が１．４９であり、その厚みが７．５ｍｍである。なお、実施例１のレンズシート１２のように、実施例２のレンズシート２２も、基材層２２２の厚みを薄くし、ガラス基板１２４を備える形態としてもよい。
実施例２の表示用ＬＣＤパネル１３は、前述の実施例１の表示用ＬＣＤパネル１３と同一仕様のものを用いる。
【００６４】
実施例２の表示装置２０により、３次元映像を表示して観察したところ、立体視用の眼鏡等を用いることなく、かつ、映像の解像度を落とすことなく、良好な３次元映像が視認可能であった。
また、２次元映像表示時に関しても、解像度を落とすことなく、かつスプリット等の表示不良もなく、良好な映像が観察された。
【００６５】
（実施例３）
実施例３の表示装置は、図５に示す第３実施形態の表示装置の実施例である。
実施例３の表示装置は、点光源として、実施例２と同様のＬＥＤを用いている。このＬＥＤは、前述のようにその外形の幅が０．６ｍｍ程度あり、図５に示すように単位レンズの焦点近傍に配置する場合、対応する単位レンズのレンズピッチは、非常に大きなものとなる。
従って、実施例３の表示装置では、図６に示すように、点光源部３１３の各点光源３１２ａ〜３１２ｄは、各点光源（ＬＥＤ光源）の発光部分ｅの形状（外形φ＝３５０μｍ）分ずつ上下方向にずらして画面左右方向に配列された配置とした。
また、レンズシート２２は、単位レンズ１２１の曲率半径が１．６３ｍｍ、単位レンズ１２１の配列ピッチＰが２．６８ｍｍであり、単位レンズ１２１は紫外線硬化型樹脂製であり、その屈折率が１．５５である。基材層２２２は、ＰＥＴ樹脂製（コスモシャイン、Ａ４３００）であり、その厚さが０．２５０ｍｍである。
実施例３の表示用ＬＣＤパネル１３は、前述の実施例１の表示用ＬＣＤパネル１３と同一仕様のものを用いている。
【００６６】
図１１は、実施例３の面光源装置（光源部３１及びレンズシート２２からなる部分）の画面左右方向における光の出射強度分布を示す図である。前述の図１０と同様に、図１１の縦軸は、相対強度であり、横軸は、画面左右方向における出射角度である。なお、横軸のマイナス方向は、観察者Ｏから見て画面右方向であり、横軸のプラス方向は、観察者Ｏから見て画面左方向である。この図１１に示す光の出射強度分布は、前述の実施例１の面光源装置の光の出射強度分布と同様に、実施例３の面光源装置において、シミュレーションにより求めた。
図１１に示すように、点光源３１２ａ〜３１２ｄから出射した光は、それぞれ、出射角度約−１１°、出射角度約−２．２°、出射角度＋２．２°、出射角度＋１１°をピークとする方向へ出射している。これにより、実施例３の表示装置３０により表示される３次元映像は、観察者Ｏが立体視用の眼鏡等を用いることなく、裸眼で明瞭に観察可能であり、かつ、解像度の高い明瞭な３次元映像を表示することができる。実際に、実施例３の表示装置３０により３次元映像を表示したところ、解像度が高い良好な３次元映像が裸眼で観察された。
【００６７】
また、実施例３の表示装置３０により２次元映像を表示する場合には、点光源３１２がすべて点灯し、レンズシート２２によって拡散・集光されて表示用ＬＣＤパネル１３を照明する。そして、表示装置３０は、スプリット等がなく、解像度の高い良好な２次元映像を表示することができる。実際に、実施例３の表示装置３０により２次元映像を表示したところ、スプリット等がなく、解像度の高い良好な２次元映像が観察された。
さらに、図１１に示す実施例３の面光源装置の光の出射強度分布では、図１０に示す実施例１の面光源装置の光の出射強度分布に比べて、所定のピーク強度以外の方向に生じる光の強度のピークが大幅に低減されている。このような所望の方向からはずれた方向に生じる強度のピークを形成する光は、その強度が大きいと、表示装置をある角度から観察した場合、ゴーストとなって観察され、３次元映像が不明瞭となり、画質の低下を招く。
しかし、実施例３の面光源装置では、そのようなゴーストを生じさせる迷光が大幅に低減されており、実施例３の表示装置３０は、ゴーストのない、より良好な３次元映像を表示することができる。
【００６８】
（実施例４）
実施例４の表示装置４０について説明する。
実施例４の表示装置４０は、前述の図８に示す第４実施形態の表示装置４０の実施例である。なお、実施例４の表示装置４０は、表示用ＬＣＤパネル１３、レンズシート１２はいずれも実施例１の表示装置１０と同一仕様のものを用いた。また、実施例４の表示装置４０では、光源部４１として実施例１の光源部１１と同一仕様のものを用いており、この光源部４１は、±４５°のランバート分布を有する面光源部１１１を用いている。
光学シート４５は、その厚さＴ２＝３５８μｍであり、光透過部４５１の高さｈ２＝１７０μｍ、光吸収部４５２の配列ピッチＰ３＝６０μｍ、光吸収部４５２の底辺の幅Ｗ＝２８μｍ、光吸収部４５２の高さｈ３＝１５０μｍである。
【００６９】
ここで、比較例の表示装置を用意して、実施例４の表示装置４０と、その面光源装置部分の光の出射強度分布を比較した。比較例の表示装置は、光学シート４５を備えていない点が異なる以外は、実施例４の表示装置４０と略同形状の表示装置である。
図１２は、実施例４の面光源装置（光源部１１，光学シート４５，レンズシート１２からなる部分）及び比較例の面光源装置（光源部１１，レンズシート１２からなる部分）のドット１１５ａ（図１参照）を点灯した場合における光の出射強度分布を比較する図である。図１２（ａ）は、比較例の面光源装置の強度分布を示し、図１２（ｂ）は、実施例４の面光源装置の強度分布を示している。図１２（ａ），（ｂ）の縦軸は、相対強度であり、横軸は、画面左右方向における出射角度であり、横軸のマイナス方向は、観察者Ｏから見て画面左方向であり、横軸のプラス方向は、観察者Ｏから見て画面右方向である。
図１３は、実施例４の面光源装置（光源部１１，光学シート４５，レンズシート１２からなる部分）及び比較例の面光源装置（光源部１１，レンズシート１２からなる部分）のドット１１５ｂ（図１参照）を点灯した場合における光の出射強度分布を比較する図である。図１３（ａ）は、比較例の面光源装置の強度分布を示し、図１３（ｂ）は、実施例４の面光源装置の強度分布を示している。
図１２及び図１３に示すように、光学シート４５を備えている実施例４の面光源装置では、光学シート４５を備えていない比較例の面光源装置よりも、設定された出射強度のピークとなる方向から大きくそれた方向に生じる強度ピークが大幅に低減している。従って、実施例４の表示装置４０は、迷光が大幅に低減され、ゴーストの低減効果が高く、良好な３次元映像を表示できる。
【００７０】
以上のことから、各実施形態の表示装置によれば、３次元映像も２次元映像も、表示用ＬＣＤパネル１３の有効画面内の画素を略全て使用して１フレームの画像を表示できるので、解像度を落とすことなく、良好な映像を表示できる。
また、各実施形態の表示装置によれば、立体視用の眼鏡等が不要であり、３次元映像を観察者Ｏが裸眼で観察できるので、観察者Ｏは、眼鏡をかける煩雑さや不快感もなく、快適に３次元映像を観察できる。
さらに、第３実施形態及び第４実施形態によれば、迷光によるゴーストを大幅に低減でき、より明瞭な３次元映像を提供できる。
加えて、各実施形態の表示装置によれば、表示用ＬＣＤパネル１３より観察者側にレンズシート１２を配置する従来の表示装置において２次元映像表示時に発生していたスプリット等の表示不良が発生しないので、２次元映像表示時の表示不良が大幅に改善される。
【００７１】
（変形形態）
以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）各実施形態において、レンズシート１２，２２の単位レンズ１２１は、画面左右方向に配列される例を示したが、これに限らず、例えば、画面左右方向に対してシート面内で角度α（０°＜α＜９０°）をなす方向に配列してもよい。このように配列することにより、視差用ＬＣＤパネル１１２の画素等との間で生じるモアレを低減することができる。
【００７２】
（２）第１実施形態において、視差用ＬＣＤパネル１１２を用いる例を示したが、この視差用ＬＣＤパネル１１２として、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）パネルを用いてもよい。高分子分散型液晶パネルは、偏光板、配向板を使用せず、制御部１４の指示により、透過と拡散反射とを切り替える形態である。そのため、通常のＴＮ液晶を用いる視差用ＬＣＤパネルよりも、光量の減衰が大幅に低減される。従って、高分子分散型液晶パネルを視差用ＬＣＤパネル１１２として用いることにより、より明るい画面を、より少ない電力で表示することができる。また、高分子分散型液晶パネルは、応答速度も速く、より多くの視差映像を表示する場合にも有効である。
【００７３】
（３）各実施形態において、レンズシート１２を、表示用ＬＣＤパネル１３と光源部１１，２１，３１，４１の間に配置する例を示したが、これに限らず、例えば、レンズシートをＬＣＤパネルの下側偏光板に配置する等してもよい。
図１４は、変形形態のレンズシートの一例を示す図である。
図１４（ａ）に示すように、表示用ＬＣＤパネル１３の光源側の偏光板表面にレンズシート５２を積層し、単位レンズ１２１が光源側に凸となる形状として配置してもよい。このレンズシート５２は、例えば、前述の第２実施形態と同様な基材層２２２の入射側の面に単位レンズ１２１が形成されている。
また、図１４（ｂ）に示すように、単位レンズ１２１の逆型となるような凹形状の単位レンズ６２１を有するレンズシートを、表示用ＬＣＤパネル１３の光源側の偏光板表面にレンズシート６２を積層してもよい。
【００７４】
（４）第２〜第４実施形態において、光源部２１，３１，４１はＬＥＤが複数配列される例を示したが、これに限らず、例えば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を用いた光源や、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）等を光源として用いてもよい。
【００７５】
（５）各実施形態において、レンズシート１２，２２の表面に、ハードコート処理や、反射防止処理等を適宜施してもよい。反射防止処理は、ＷＥＴ方式やＤＲＹ方式等の処理によるものや、モスアイ型の微小形状を形成する方式等、適宜選択して用いることができる。反射防止処理をレンズシートの表面に施す事により、光の透過率を高め、より明るい映像の表示を行うことができる。
【００７６】
（６）第１実施形態において、面光源部にエッジライト型の面光源装置を用いる場合、導光板側の面に単位プリズムが複数配列されたプリズムシートを導光板より出射側に配置してもよい。このようなプリズムシートを配置することにより、導光板から出射する光を観察者Ｏの方向へ効率よく立ち上げることができる。
【００７７】
（７）各実施形態において、表示用ＬＣＤパネル１３が表示する視差映像は、４つ（第１左眼用映像、第２左眼用映像、第２右眼用映像、第１右眼用映像）である例を示したが、これに限らず、表示用ＬＣＤパネル１３が表示する視差映像の数は２つでもよいし、６つ等でもよいし、適宜自由に設定してよい。
【００７８】
（８）第２〜第４実施形態において、点光源が配置される支持板の点光源側の表面は、黒色等の光を吸収する色に形成してもよい。このような構成とすることにより、支持板表面で反射した光が迷光となることを大幅に低減できる。
【００７９】
（９）第４実施形態において、光透過部４５１は、画面左右方向における断面形状が、その光源部４１側の幅がレンズシート側の幅よりも小さい略台形形状である例を示したが、これに限らず、例えば、光透過部４５１のその断面形状は、その光源部４１側の幅がレンズシート側の幅よりも大きい略台形形状としてもよいし、略正方形形状や、略矩形形状等としてもよい。
また、光透過部４５１及び光吸収部４５２の屈折率は等しい例を示したが、これに限らず、例えば、光透過部４５１と光吸収部４５２とは、僅かに屈折率を有していてもよい。
【００８０】
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００８１】
１０，２０，３０，４０ 表示装置
１１，２１，３１，４１ 光源部
１１１ 面光源部
１１２ 視差用ＬＣＤパネル
２１１ 支持板
２１２，３１２ 点光源
３１３ 点光源部
１２，２２ レンズシート
１２１ 単位レンズ
１３ 表示用ＬＣＤパネル
１４ 制御部
４５ 光学シート
４５１ 光透過部
４５２ 光吸収部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元映像又は３次元映像を選択して表示可能であり、
映像を表示可能な表示用透過型表示部と、
前記表示用透過型表示部を背面側から照明する光源部と、
前記表示用透過型表示部と前記光源部との間に配置され、一方の面にシート面に沿って一方向に略円柱形状の一部形状又は略楕円柱形状の一部形状である単位レンズが複数配列されているレンズシートと、
を備え、
３次元映像を表示する場合には、
前記表示用透過型表示部は、３次元映像の表示に用いられる２つ以上の視差映像を所定の周期で切り替えながら表示し、
前記光源部は、前記単位レンズの配列方向において、各前記単位レンズに対応する領域内に、前記視差映像の数に等しい数の光を出射する出射部を有し、前記表示用透過型表示部が表示する映像の切り替えに同期して、前記視差映像に対応する所定の前記出射部から光を出射し、
前記単位レンズは、前記光源部が出射した光を前記視差映像に対応した所定の方向へ出射し、
２次元映像を表示する場合には、
前記表示用透過型表示部は、２次元映像を表示し、
前記光源部は、全ての前記出射部から光を出射すること、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の透過型表示装置において、
前記光源部は、
光を透過可能であってマトリクス状に配置されたドットを有する視差用透過型表示部と、
前記視差用透過型表示部を背面側から照明する面光源部と、
を備え、
前記視差用透過型表示部は、前記表示用透過型表示部が表示する前記視差映像に合わせて、所定の前記出射部である前記ドットが面光源部の光を透過又は遮蔽すること、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の透過型表示装置において、
前記光源部は、光を発する複数の光源が少なくとも一方向に配列されていること、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の透過型表示装置において、
前記光源部は、マトリクス状に配列された点光源を備えること、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の透過型表示装置において、
前記光源部は、前記表示用透過型表示部が表示する前記視差映像の数に応じた複数の点光源が、前記レンズシートの焦点位置近傍に配置されること、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の透過型表示装置において、
前記レンズシートの前記光源部側に、光学シートが配置されており、
前記光学シートは、
シート面に直交し、前記単位レンズの配列方向に平行な断面において、前記光源部側における幅よりも前記レンズシート側における幅のほうが広い略台形形状であり、シート面に沿って複数配列された光透過部と、
該断面においてシート面に沿って前記光透過部と交互に形成され、光を吸収する作用を有する光吸収部と、
を備えること、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の透過型表示装置において、
前記光吸収部の屈折率と前記光透過部の屈折率差とは、略等しいこと、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項１】
２次元映像又は３次元映像を選択して表示可能であり、
映像を表示可能な表示用透過型表示部と、
前記表示用透過型表示部を背面側から照明する光源部と、
前記表示用透過型表示部と前記光源部との間に配置され、一方の面にシート面に沿って一方向に略円柱形状の一部形状又は略楕円柱形状の一部形状である単位レンズが複数配列されているレンズシートと、
を備え、
３次元映像を表示する場合には、
前記表示用透過型表示部は、３次元映像の表示に用いられる２つ以上の視差映像を所定の周期で切り替えながら表示し、
前記光源部は、前記単位レンズの配列方向において、各前記単位レンズに対応する領域内に、前記視差映像の数に等しい数の光を出射する出射部を有し、前記表示用透過型表示部が表示する映像の切り替えに同期して、前記視差映像に対応する所定の前記出射部から光を出射し、
前記単位レンズは、前記光源部が出射した光を前記視差映像に対応した所定の方向へ出射し、
２次元映像を表示する場合には、
前記表示用透過型表示部は、２次元映像を表示し、
前記光源部は、全ての前記出射部から光を出射すること、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の透過型表示装置において、
前記光源部は、
光を透過可能であってマトリクス状に配置されたドットを有する視差用透過型表示部と、
前記視差用透過型表示部を背面側から照明する面光源部と、
を備え、
前記視差用透過型表示部は、前記表示用透過型表示部が表示する前記視差映像に合わせて、所定の前記出射部である前記ドットが面光源部の光を透過又は遮蔽すること、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の透過型表示装置において、
前記光源部は、光を発する複数の光源が少なくとも一方向に配列されていること、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の透過型表示装置において、
前記光源部は、マトリクス状に配列された点光源を備えること、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の透過型表示装置において、
前記光源部は、前記表示用透過型表示部が表示する前記視差映像の数に応じた複数の点光源が、前記レンズシートの焦点位置近傍に配置されること、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の透過型表示装置において、
前記レンズシートの前記光源部側に、光学シートが配置されており、
前記光学シートは、
シート面に直交し、前記単位レンズの配列方向に平行な断面において、前記光源部側における幅よりも前記レンズシート側における幅のほうが広い略台形形状であり、シート面に沿って複数配列された光透過部と、
該断面においてシート面に沿って前記光透過部と交互に形成され、光を吸収する作用を有する光吸収部と、
を備えること、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の透過型表示装置において、
前記光吸収部の屈折率と前記光透過部の屈折率差とは、略等しいこと、
を特徴とする透過型表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【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】
【公開番号】特開２０１２−７８５８３（Ｐ２０１２−７８５８３Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２４０９４（Ｐ２０１０−２２４０９４）
【出願日】平成２２年１０月１日（２０１０．１０．１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１日（２０１０．１０．１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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