(57)【要約】【課題】収差を補正して精度良く画像を表示する。【解決手段】観察者の視点に向けて画像を表示する表示装置であって、平行光を出射するバックライト部と、水平方向に並んだ複数のプリズムを有し、バックライト部からの光を観察方向へと向かうように水平方向に屈折させる屈折光学系と、屈折光学系を透過した光を観察者の視点に集光する集光光学系と、集光光学系からの光を透過して画像を表示する表示パネルと、を備え、複数のプリズムは、光軸に近い領域よりも光軸から遠い領域の方が、屈折角が緩やかである表示装置を提供する。【選択図】図３
2014102275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察者の視点に向けて画像を表示する表示装置であって、
平行光を出射するバックライト部と、
水平方向に並んだ複数のプリズムを有し、前記バックライト部からの光を観察方向へと向かうように水平方向に屈折させる屈折光学系と、
前記屈折光学系を透過した光を観察者の視点に集光する集光光学系と、
前記集光光学系からの光を透過して画像を表示する表示パネルと、
を備え、
前記複数のプリズムは、光軸に近い領域よりも光軸から遠い領域の方が、屈折角が緩やかである
表示装置。
【請求項２】
前記集光光学系からの光を複数の視点のそれぞれに対応する複数の光束のそれぞれに分離するレンチキュラーレンズを更に備える
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記集光光学系は、前記屈折光学系を透過した光を観察者の視点に集光する
請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
当該表示装置は、水平方向の異なる複数の観察方向のそれぞれへと光を屈折させて画像を表示する表示装置であって、
前記複数の観察方向のそれぞれに対応して設けられ、対応する観察方向へと前記バックライト部からの光を屈折させる複数の前記屈折光学系を更に備え、
前記複数の屈折光学系は、垂直方向に並んで配置される
請求項１から３の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記集光光学系は、水平方向に光を集光するシリンドリカルフレネルレンズである
請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記屈折光学系および前記シリンドリカルフレネルレンズは、一体的に形成されている
請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記屈折光学系および前記シリンドリカルフレネルレンズを一体形成した一体形成レンズは、視点までの距離に一致する焦点距離を有する大型シリンドリカルフレネルレンズにおける一部の領域を切り出して形成される
請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記屈折光学系からの光を透過して垂直方向に拡散する垂直方向拡散部を更に備え、
前記垂直方向拡散部は、
第１垂直方向拡散板と、
前記第１垂直方向拡散板により形成される隣接する光スポットの少なくとも一部同士が重複して照射される距離以上、前記第１垂直方向拡散板から離間して配置される第２垂直方向拡散板と、
を有する請求項４から７の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記バックライト部は、
光を予め定められた範囲に投射するプロジェクタ部と、
前記プロジェクタ部から投射された光を集光して平行光を出力する照射光学系と、
を有する請求項１から８の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記照射光学系は、
前記プロジェクタ部からの光を第１の方向に集光する前段シリンドリカルフレネルレンズと、
前記前段シリンドリカルフレネルレンズを透過した光を前記第１の方向と９０度異なる方向に集光する後段シリンドリカルフレネルレンズと
を有する請求項９に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンチキュラーを用いて、専用レンズを装着していない観察者の左右の目に対して異なる画像を表示する裸眼用の立体表示装置が知られている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２０１２−１３３０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の立体表示装置は、バックライトからの平行光をプリズムにより屈折させ、屈折後の光をレンズにより観察者の眼に集光することにより、視野角を広くしている。しかしながら、このような立体表示装置は、レンズに入射する光がプリズムにより屈折された後の斜めからの光であるので、レンズによる収差が大きくなってしまっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、観察者の視点に向けて画像を表示する表示装置であって、平行光を出射するバックライト部と、水平方向に並んだ複数のプリズムを有し、前記バックライト部からの光を前記観察方向へと向かうように水平方向に屈折させる屈折光学系と、前記屈折光学系を透過した光を観察者の視点に集光する集光光学系と、前記屈折光学系からの光を透過して画像を表示する表示パネルと、を備え、前記複数のプリズムは、光軸に近い領域よりも光軸から遠い領域の方が、屈折角が緩やかである表示装置を提供する。
【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の構成を示す。
【図２】本実施形態に係る表示装置１０に備えられる、表示パネル２０、照射光学系２２、プリズムパネル２３、集光光学系２４、レンチキュラー２５および垂直方向拡散部２６の配置を示す。
【図３】本実施形態に係る表示装置１０を上側から見た場合の構成を示す。
【図４】表示装置１０の構成、および、光源パターン４０から第１の観察者の視点までの光路を示す。
【図５】表示装置１０の構成、および、光源パターン４０から第２の観察者の視点までの光路を示す。
【図６】屈折角が均一な屈折光学系により屈折された平行光を集光光学系２４が集光する場合の光路の一例を示す。
【図７】屈折角が光軸に近い部分よりも周縁部分の方が緩やかな屈折光学系５１を用いた場合の光路の一例を示す。
【図８】一体形成レンズ７０の一例を示す。
【図９】大型シリンドリカルフレネルレンズ７２、および、大型シリンドリカルフレネルレンズ７２の一部分である一体形成レンズ７０の一例を示す。
【図１０】大型シリンドリカルフレネルレンズ７２から各視点に対応した一体形成レンズ７０−１〜９を切り出す場合の切り出し位置の一例を示す。
【図１１】光源側からレンチキュラー２５→集光光学系２４の順で配列した場合における、光路の一例を示す。
【図１２】光源側から集光光学系２４→レンチキュラー２５の順で配列した場合における、光路の一例を示す。
【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の構成を示す。図２は、本実施形態に係る表示装置１０に備えられる、表示パネル２０、照射光学系２２、プリズムパネル２３、集光光学系２４、レンチキュラー２５および垂直方向拡散部２６の配置を示す。図３は、本実施形態に係る表示装置１０を上側から見た場合の構成を示す。
【０００９】
表示装置１０は、画像分離用メガネを装着していない複数の観察者に同時に立体的画像を表示する。例えば、表示装置１０は、観察範囲を左右に２分割した場合における、左側の領域に位置する第１の観察者及び右側の領域に位置する第２の観察者のそれぞれに対して、右眼に右眼用画像を照射し、左眼に左眼用画像を照射する。
【００１０】
表示装置１０は、図１〜図３に示されるように、表示パネル２０と、プロジェクタ部２１と、照射光学系２２と、プリズムパネル２３と、集光光学系２４と、レンチキュラー２５と、垂直方向拡散部２６とを備える。表示パネル２０は、裏面に照射された光を透過して、表面側に位置する複数の観察者に対して、右眼用画像および左眼用画像を表示する。
【００１１】
プロジェクタ部２１は、表示パネル２０の裏面側に設けられる。そして、プロジェクタ部２１は、表示パネル２０の裏面に対して光を出射する。プロジェクタ部２１は、外部から画像信号を受け取ることにより、予め設定されたパターンの光学像を表示パネル２０の裏面側に対して投影することができる。
【００１２】
本実施形態においては、プロジェクタ部２１は、右眼用プロジェクタ３１と、左眼用プロジェクタ３２と、ビームスプリッタ３３とを有する。右眼用プロジェクタ３１は、表示パネル２０等を通過して観察者の右眼へと向う光を出射する。左眼用プロジェクタ３２は、表示パネル２０等を通過して観察者の左眼へと向う光を出射する。ビームスプリッタ３３は、右眼用プロジェクタ３１から出射された光および左眼用プロジェクタ３２から出射された光のうち一方を透過し、他方を反射することにより、右眼用プロジェクタ３１から出射された光と左眼用プロジェクタ３２から出射された光とを合成し、合成した光を表示パネル２０の裏面に照射する。
【００１３】
照射光学系２２は、プロジェクタ部２１から出射された光を集光して平行光とする。そして、照射光学系２２は、平行光を表示パネル２０の裏面へと投影する。
【００１４】
照射光学系２２は、一例として、前段シリンドリカルレンズ３４と、後段シリンドリカルレンズ３５とを有する。前段シリンドリカルレンズ３４は、プロジェクタ部２１からの光を第１の方向（本例においては、表示パネル２０の垂直方向）に集光する。後段シリンドリカルレンズ３５は、前段シリンドリカルレンズ３４を透過した光を第１の方向と９０度異なる方向（本例においては、表示パネル２０の水平方向）に集光する。本例においては、前段シリンドリカルレンズ３４および後段シリンドリカルレンズ３５は、それぞれフレネルレンズである。
【００１５】
このようなプロジェクタ部２１および照射光学系２２は、表示パネル２０の裏面側に平行光を投射することができる。また、プロジェクタ部２１は、入力した画像信号に応じて予め設定された平面発光パターンの光を出射し、複数の光源の像を有する光源パターン４０を表示パネル２０の裏面側に投影する。このようなプロジェクタ部２１および照射光学系２２は、平行光を発光する複数の光源を有するバックライト部として機能する。なお、表示パネル２０の裏面に投影される光源パターン４０については、図４及び図５において更に説明する。
【００１６】
プリズムパネル２３は、照射光学系２２と表示パネル２０との間に配置され、プロジェクタ部２１及び照射光学系２２により出射された平行光を裏面から入射する。プリズムパネル２３は、裏面から入射された平行光を、水平方向の異なる複数の領域のそれぞれに向う方向に屈折させる。
【００１７】
本例においては、プリズムパネル２３は、観察範囲を左右に２分割した場合における左側の領域に向う方向、および、右側の領域に向う方向の２方向に屈折する。このようなプリズムパネル２３は、平行光を屈折するので、屈折により生じる色収差を小さくすることができる。
【００１８】
本実施形態において、プリズムパネル２３は、屈折する方向が異なる複数の屈折光学系５１を有する。複数の屈折光学系５１は、観察範囲を水平方向に複数に分割した場合における、それぞれの領域へと向う観察方向に対応して設けられる。複数の屈折光学系５１のそれぞれは、予め定められたピッチで水平方向に並んだ複数のプリズム５２を有し、照射光学系２２からの平行光を、対応する観察方向へ向うように屈折させる。
【００１９】
複数の屈折光学系５１のそれぞれは、表示パネル２０の水平方向に延伸した帯状である。そして、このような形状の複数の屈折光学系５１は、垂直方向に並んで配置される。
【００２０】
本例においては、プリズムパネル２３は、左側の観察方向へと平行光を屈折させる複数の第１の屈折光学系５１−１、および、右側の観察方向へと平行光を屈折させる複数の第２の屈折光学系５１−２を有する。そして、プリズムパネル２３は、第１の屈折光学系５１−１と第２の屈折光学系５１−２とが垂直方向に交互に配置される。
【００２１】
また、更に、複数の屈折光学系５１のそれぞれが有する複数のプリズム５２は、集光光学系２４の光軸（本例の場合、表示パネル２０の中心軸）に近い領域よりも、その光軸から遠い領域の方が、屈折角が緩やかである。これにより、複数のプリズム５２は、後段の集光光学系２４において生じるコマ収差を予め補正することができる。なお、その詳細については、図６から図１０において更に説明する。
【００２２】
集光光学系２４は、表示パネル２０の裏面側に設けられ、プリズムパネル２３が有する各屈折光学系５１を透過した光を、対応する観察者の視点に集光する。集光光学系２４は、一例として、水平方向に光を集光するシリンドリカルフレネルレンズである。
【００２３】
本例においては、集光光学系２４は、第１の屈折光学系５１−１により屈折された光を左側の領域に位置する第１の観察者の視点に集光する。更に、集光光学系２４は、第２の屈折光学系５１−２により屈折された光を右側の領域に位置する第２の観察者の視点に集光する。
【００２４】
更に、この場合において、集光光学系２４は、右眼用プロジェクタ３１から出射された光を複数の観察者（本例においては、第１の観察者および第２の観察者）のそれぞれの右眼に集光する。また、集光光学系２４は、左眼用プロジェクタ３２から出射された光を複数の観察者（本例においては、第１の観察者および第２の観察者）のそれぞれの左眼に集光する。
【００２５】
レンチキュラー２５は、集光光学系２４と表示パネル２０との間に設けられ、集光光学系２４からの光を裏面から入射する。レンチキュラー２５は、集光光学系２４からの光を、水平方向に並んだ複数の視点のそれぞれに対応する複数の光束のそれぞれに分離する。レンチキュラー２５は、一例として、表示パネル２０の垂直方向に伸びた帯状のシリンドリカルレンズを複数個有する。複数のシリンドリカルレンズのそれぞれは、裏面に入射された光を水平方向に分離（発散）させる。レンチキュラー２５は、このような複数のシリンドリカルレンズが水平方向に配列して形成される。
【００２６】
このようなレンチキュラー２５は、屈折光学系５１により屈折された光を、更に複数の視点のそれぞれに向うように分離する。従って、レンチキュラー２５は、観察範囲を水平方向に大きく分割した各領域内において、表示装置１０を観察可能な視点数を、２視点、５視点、７視点及び９視点といったように増やすことができる。本例においては、レンチキュラー２５は、表示装置１０の左側の領域及び右側の領域のそれぞれ内において、観察可能な視点数を、２視点、５視点、７視点及び９視点といったように増やすことができる。
【００２７】
垂直方向拡散部２６は、レンチキュラー２５と表示パネル２０との間に設けられ、レンチキュラー２５からの光を裏面から入射する。垂直方向拡散部２６は、レンチキュラー２５からの光を透過して垂直方向に拡散する。これにより、垂直方向拡散部２６は、特定の観察方向へと屈折する屈折光学系５１が垂直方向に離散的に配置されていても、その特定の観察方向に向う光を垂直方向に均一にして、表示パネル２０の裏面の全体に照射することができる。
【００２８】
垂直方向拡散部２６は、一例として、第１垂直方向拡散板５５と、第２垂直方向拡散板５６とを有する。第１垂直方向拡散板５５は、レンチキュラー２５側に設けられ、レンチキュラー２５からの光を垂直方向に拡散する。第２垂直方向拡散板５６は、表示パネル２０側に設けられ、第１垂直方向拡散板５５からの光を更に垂直方向に拡散する。
【００２９】
ここで、拡散板は、拡散する方向とは直交する方向に延伸したシリンドリカルレンズが、拡散する方向に複数個配列された構成を有する。従って、１枚の拡散板を透過した光は、個々のシリンドリカルレンズの中心の光量が周囲よりも大きくなり、多少のムラが生じる。そこで、第２垂直方向拡散板５６は、第１垂直方向拡散板５５により形成される垂直方向に隣接する光スポット（光量が周囲より大きな領域）の少なくとも一部同士が重複して照射される距離以上、第１垂直方向拡散板５５から離間して配置される。これにより、第１垂直方向拡散板５５及び第２垂直方向拡散板５６は、一つの拡散板により光を拡散する場合よりも、垂直方向にムラなく均一な光を出射することができる。
【００３０】
表示パネル２０は、垂直方向拡散部２６からの光に応じて画像を表示する。この場合において、表示パネル２０は、右眼用プロジェクタ３１から出射された光に応じて右眼用画像を表示し、左眼用プロジェクタ３２から出射された光に応じて左眼用画像を表示する。
【００３１】
例えば、右眼用プロジェクタ３１は、第１の偏光の光を発光し、左眼用プロジェクタ３２は、第１の偏光と直交する又は逆方向の第２の偏光の光を発光したとする。この場合、表示パネル２０は、第１偏光を透過し且つ第２偏光を遮断する領域と、第２偏光を透過し且つ第１偏光を遮断する表示領域とを有する。そして、表示パネル２０は、第１の偏光を透過し且つ第２の偏光を遮断する領域に右眼に与える右眼用画像を表示し、第２の偏光を透過し且つ第１の偏光を遮断する領域に左眼に与える左眼用画像を表示する。
【００３２】
また、例えば、右眼用プロジェクタ３１および左眼用プロジェクタ３２は、一定の時間間隔毎に交互に異なるタイミングで発光したとする。この場合、表示パネル２０は、右眼用プロジェクタ３１の発光タイミングにおいて右眼に与える右眼用画像を表示し、左眼用プロジェクタ３２の発光タイミングにおいて左眼に与える左眼用画像を表示する。
【００３３】
以上のような構成の表示装置１０は、観察者の右眼に対してのみ右眼用画像を表示し、観察者の左眼に対してのみ左眼用画像を表示することができる。このことにより、表示装置１０によれば、画像分離用メガネを装着していない観察者に対して、立体的画像を表示することができる。
【００３４】
図４は、表示装置１０の構成、および、光源パターン４０から第１の観察者の視点までの光路を示す。図５は、表示装置１０の構成、および、光源パターン４０から第２の観察者の視点までの光路を示す。
【００３５】
プロジェクタ部２１および照射光学系２２は、表示パネル２０の裏面側（より具体的には、プリズムパネル２３の裏面）に対して、それぞれが平行光を発光する複数の光源の像を含む光源パターン４０を投影する。より具体的には、右眼用プロジェクタ３１は、出射する光がプリズムパネル２３、集光光学系２４及びレンチキュラー２５を通過して各観察者の右眼へと向う、プリズムパネル２３の裏面上における複数の位置のそれぞれに、複数の右眼用光源の像４１のそれぞれを投影する。また、左眼用プロジェクタ３２は、出射する光がプリズムパネル２３、集光光学系２４及びレンチキュラー２５を通過して各観察者の左眼へと向う、プリズムパネル２３の裏面上における複数の位置のそれぞれに、複数の左眼用光源の像４２のそれぞれを投影する。
【００３６】
本例においては、図４に示されるように、プロジェクタ部２１は、第１の屈折光学系５１−１の裏面に、観察領域の左側に位置する第１の観察者へと向う光を発光する第１の右眼用光源の像４１−１および第１の左眼用光源の像４２−１を投影する。これにより、第１の右眼用光源の像４１−１により出射された光は、第１の屈折光学系５１−１、集光光学系２４、レンチキュラー２５、垂直方向拡散部２６および表示パネル２０を順次に通過して、第１の観察者の右眼に集光される。また、第１の左眼用光源の像４２−１により出射された光は、第１の屈折光学系５１−１、集光光学系２４、レンチキュラー２５、垂直方向拡散部２６および表示パネル２０を順次に通過して、第１の観察者の左眼に集光される。
【００３７】
また、図５に示されるように、プロジェクタ部２１は、第２の屈折光学系５１−２の裏面に、観察領域の右側に位置する第２の観察者へと向う光を発光する第２の右眼用光源の像４１−２および第２の左眼用光源の像４２−２を投影する。これにより、第２の右眼用光源の像４１−２により出射された光は、第２の屈折光学系５１−２、集光光学系２４、レンチキュラー２５、垂直方向拡散部２６および表示パネル２０を順次に通過して、第２の観察者の右眼に集光される。また、第２の左眼用光源の像４２−２により出射された光は、第２の屈折光学系５１−２、集光光学系２４、レンチキュラー２５、垂直方向拡散部２６および表示パネル２０を順次に通過して、第２の観察者の左眼に集光される。
【００３８】
以上のように、プロジェクタ部２１は、表示パネル２０の裏面側に光源パターン４０を投影することにより、観察者の右眼に対してのみ右眼用画像を表示させ、観察者の左眼に対してのみ左眼用画像を表示させることができる。
【００３９】
なお、プロジェクタ部２１は、合成すると白色光になるような複数の色（例えば、赤、青、緑）毎の光源の像を有する光源パターン４０を投影してもよい。各色毎の光源の像は、それぞれが右眼又は左眼へと向うように、位置が調整される。これにより、白色光源の像を投影した場合には色収差により色毎に光路のズレが生じてしまう場合であっても、プロジェクタ部２１は、色収差を予め補正する位置にそれぞれの色の光源を投影することができる。
【００４０】
図６は、屈折角が均一な屈折光学系を用いた場合の光路の一例を示す。レンズに光軸に対して斜め方向の平行光が入射された場合、レンズの中心部分を通過した光束における像面（視点位置の面）上の位置と、レンズの周縁部分を通過した光束の像面上の位置とには、収差（コマ収差）によりズレが生じる。従って、本実施形態のように、集光光学系２４が、屈折光学系５１により屈折された斜め方向の平行光を集光する場合、もしその屈折光学系５１が有する各プリズム５２の屈折角が全て均一であれば、図６に示されるように、集光光学系２４の光軸近傍を通過する光束と、集光光学系２４の光軸から遠い位置を通過する光束とで像面上における位置にズレが生じる。
【００４１】
図７は、屈折角が光軸の中心よりも周縁部分の方が緩やかな屈折光学系５１を用いた場合の光路の一例を示す。ここで、本実施形態においては、屈折光学系５１が有する複数のプリズム５２の屈折角は、集光光学系２４の光軸に近い中心部分よりも、光軸から遠い周縁部分の方が、屈折角が緩やか（鈍角）となっている。これにより、複数のプリズム５２は、集光光学系２４において生じるコマ収差を予め補正した光束を集光光学系２４へと入射することができる。
【００４２】
また、複数のプリズム５２は、集光光学系２４において生じるコマ収差を予め補正するように、水平方向における位置毎に屈折角が調整されていてもよい。これにより、複数のプリズム５２は、予め定められた像面上に、集光光学系２４の中心部分を通過した光束の像面上の位置と集光光学系２４の周縁部分を通過した光束の像面上の位置とを一致させることができる。
【００４３】
このように表示装置１０は、集光光学系２４において生じる収差を小さくして、観察者に鮮明な画像を見せることができる。
【００４４】
図８は、一体形成レンズ７０の一例を示す。図９は、大型シリンドリカルフレネルレンズ７２、および、大型シリンドリカルフレネルレンズ７２の一部分である一体形成レンズ７０の一例を示す。図１０は、大型シリンドリカルフレネルレンズ７２から各視点に対応した一体形成レンズ７０−１〜９を切り出す場合の切り出し位置の一例を示す。
【００４５】
本実施形態において、集光光学系２４（シリンドリカルフレネルレンズ）およびプリズムパネル２３は、一体的に形成されていてもよい。即ち、本実施形態においては、表示装置１０は、図８に示されるような、集光光学系２４（シリンドリカルフレネルレンズ）およびプリズムパネル２３を一体的に形成したレンズである合成パネル７４を、プリズムパネル２３および集光光学系２４に代えて備えてもよい。これにより、表示装置１０は、光学部材を少なくして容易に製造することが可能となる。
【００４６】
ここで、図９に示されるように、合成パネル７４における垂直方向のある一部分のレンズ構成（一体形成レンズ７０）は、水平方向が当該一体形成レンズ７０の水平方向の幅より大きな大型シリンドリカルフレネルレンズ７２の一部分と同一形状となる。この大型シリンドリカルフレネルレンズ７２は、当該一体形成レンズ７０から視点までの距離に一致する焦点距離を有する。
【００４７】
また、合成パネル７４は、集光位置が水平方向に異なる複数の一体形成レンズ７０を、垂直方向に並べて配列した構成である。従って、例えば、水平方向の位置が異なる９個の視点のそれぞれに集光させるための合成パネル７４を製造する場合には、図１０（Ａ）に示されるように、切り出し位置を水平方向の所定量ずつずらした、同一幅の９種類の一体形成レンズ７０−１〜７０−９を大型シリンドリカルフレネルレンズ７２から切り出した形状を算出する。そして、図１０（Ｂ）に示されるように、これら９種類の一体形成レンズ７０−１〜７０−９を垂直方向に順番且つ巡回的に配列することにより合成パネル７４を設計することができる。これにより、合成パネル７４は、複雑な設計をせずに容易に製造することができる。
【００４８】
図１１は、光源側からレンチキュラー２５→集光光学系２４の順で配列した場合における、光路の一例を示す。例えば、図１１に示されるようにレンチキュラー２５の後段に集光光学系２４を配置した場合、レンチキュラー２５の各シリンドリカルレンズにより拡大された光束は、集光光学系２４により像面（視点位置の面）に集光される。ここで、集光光学系２４の中心近傍を通過する光束の像面までの光路長と、集光光学系２４の周縁を通過する光束の像面までの光路長とには、差がある。レンチキュラー２５から像面までの光路長に差があると、レンチキュラー２５の各シリンドリカルレンズの拡大像の像面上での倍率に差が生じる。
【００４９】
例えば、視点が中心近傍に位置する場合、集光光学系２４の中心近傍を通過する光束の像面までの光路長は、周縁を通過する光束の像面までの光路長より短くなる。従って、中心近傍のシリンドリカルレンズの拡大像の像面上での倍率は、周縁のシリンドリカルレンズの拡大像の像面上での倍率より小さくなる。このように中心部分と周縁部分とで集光光学系２４のシリンドリカルレンズの拡大像に倍率差が生じると、均一な光を表示パネル２０の裏面に照射することができない。
【００５０】
図１２は、光源側から集光光学系２４→レンチキュラー２５の順で配列した場合における、光路の一例を示す。そこで、本実施形態に係る表示装置１０においては、図１２に示されるように、集光光学系２４の後段にレンチキュラー２５が配置されている。
【００５１】
このように集光光学系２４の後段にレンチキュラー２５が配置された場合、レンチキュラー２５の中心近傍と周縁との間で、入射角度に差が生じる。具体的には、レンチキュラー２５の中心部分のシリンドリカルレンズに入射される光束は入射角が小さく、レンチキュラー２５の周縁のシリンドリカルレンズに入射される光束は入射角が大きい。
【００５２】
シリンドリカルレンズは、そのレンズの特性から入射角が大きいほど見かけ上の倍率が小さくなる。従って、集光光学系２４の後段にレンチキュラー２５が配置された場合には、レンチキュラー２５の中心部分のシリンドリカルレンズの見かけ上の倍率よりも、レンチキュラー２５の周縁のシリンドリカルレンズの見かけ上の倍率の方が小さくなる。この結果、中心近傍のシリンドリカルレンズの拡大像の像面上での倍率と、周縁のシリンドリカルレンズの拡大像の像面上での倍率とが均一に近くなる。
【００５３】
従って、表示装置１０によれば、均一な光を表示パネル２０の裏面に照射することができる。これにより、表示装置１０によれば、観察者に鮮明な画像を見せることができる。
【００５４】
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。
【００５５】
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】
【００５６】
１０  表示装置、２０  表示パネル、２１  プロジェクタ部、２２  照射光学系、２３  プリズムパネル、２４  集光光学系、２５  レンチキュラー、２６  垂直方向拡散部、３１  右眼用プロジェクタ、３２  左眼用プロジェクタ、３３  ビームスプリッタ、３４  前段シリンドリカルレンズ、３５  後段シリンドリカルレンズ、４０  光源パターン、４１  右眼用光源の像、４２  左眼用光源の像、５１  屈折光学系、５２  プリズム、５５  第１垂直方向拡散板、５６  第２垂直方向拡散板、７０  一体形成レンズ、７２  大型シリンドリカルフレネルレンズ、７４  合成パネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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