(57)【要約】【課題】縦向きに配置した場合および横向きに配置した場合の両方の場合に、観察者に立体画像を提供することが可能な画像表示装置を提供する。【解決手段】この画像表示装置１では、位相差板６は、表示パネル３の光出射側に配置される偏光板５に一体的に設けられている。また、偏光板５に一体的に設けられる位相差板６と偏光制御液晶パネル７とを設けるとともに、表示パネル３が縦向きに配置された状態で、位相差板６の偏光制御領域６ｂを透過した光により、左目用画像Ｌ１および右目用画像Ｒ１をそれぞれ左目１０ａおよび右目１０ｂに入射することにより観察者１０に立体画像を提供し、かつ、表示パネル３が横向きに配置された状態で、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｅを透過した光により、左目用画像Ｌ２および右目用画像Ｒ２をそれぞれ左目１０ａおよび右目１０ｂに入射することにより観察者１０に立体画像を提供する。【選択図】図３
2006337494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示するための表示手段と、
前記表示手段に光を照射するための光源と、
少なくとも第１の方向に前記表示手段が配置された状態で、前記光源から照射された光を第１の偏光軸を有する光と、第２の偏光軸を有する光とに分離するための第１偏光軸制御手段と、
前記表示手段が前記第１の方向と交差する第２の方向に配置された状態で、前記光源から照射された光を少なくとも２つの異なる偏光軸を有する光に分離するための第２偏光軸制御手段とを備え、
前記第１偏光軸制御手段は、前記表示手段に一体的に設けられており、
前記表示手段が前記第１の方向に配置された状態で、前記第１の偏光軸を有する光および前記第２の偏光軸を有する光の一方を観察者の目に向かって進行させることにより、前記観察者に立体画像を提供するとともに、
前記表示手段が前記第２の方向に配置された状態で、前記少なくとも２つの異なる偏光軸を有する光のうちの少なくとも１つの偏光軸を有する光を前記観察者の目に進行させることにより、前記観察者に立体画像を提供する、画像表示装置。
【請求項２】
前記第１偏光軸制御手段は、位相差板を含む、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記表示手段は、表示パネルと、前記表示パネルを挟み込むように配置される一対の偏光板とを含み、
前記第１偏光軸制御手段は、一方の前記偏光板に一体的に形成されている、請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記第２偏光軸制御手段は、偏光制御液晶パネルを含み、
前記第１偏光軸制御手段は、前記表示パネルの前記偏光制御液晶パネル側に配置された前記偏光板に一体的に形成されている、請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記偏光制御液晶パネルは、一対のガラス基板と、一方の前記ガラス基板に設けられ、液晶に電圧を印加するための電極とを有し、
前記電極は、前記表示手段が前記第２の方向に配置された状態で、前記観察者の左右の目を結んだ方向に対して実質的に垂直方向に延びるとともに、前記観察者の左右の目を結んだ方向に沿った方向に交互に形成されている、請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記表示手段に一体的に形成される前記第１偏光軸制御手段は、前記光源から照射された光を前記第１の偏光軸を有する光に変化させるための複数の第１偏光制御領域と、前記光源から照射された光を前記第２の偏光軸を有する光に変化させるための複数の第２偏光制御領域とを含み、
前記複数の第１偏光制御領域および前記複数の第２偏光制御領域は、前記表示手段が前記第１の方向に配置された状態で、前記第１の方向および前記第２の方向の両方に対して交差する方向に沿って配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記表示手段は、カラー表示するための複数のドット領域を含み、
前記表示手段に一体的に設けられる前記第１偏光軸制御手段の第１偏光制御領域および第２偏光制御領域は、それぞれ、前記表示手段の各々の前記ドット領域毎に配置されている、請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記表示手段が前記第１の方向に配置された状態で、前記表示手段に一体的に設けられた前記第１偏光軸制御手段により分離された前記第１の偏光軸を有する光および前記第２の偏光軸を有する光の一方により、左目用画像を前記観察者の左目に向かって進行させるとともに、右目用画像を前記観察者の右目に向かって進行させることによって、前記観察者に立体画像を提供し、
前記表示手段が前記第２の方向に配置された状態で、前記第２偏光軸制御手段により分離された前記少なくとも２つの異なる偏光軸を有する光のうちの少なくとも１つの偏光軸を有する光により、前記左目用画像を前記観察者の左目に向かって進行させるとともに、前記右目用画像を前記観察者の右目に向かって進行させることによって、前記観察者に立体画像を提供する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記第２偏光軸制御手段は、前記第１の偏光軸を有する光を、第３の偏光軸を有する光と第４の偏光軸を有する光とに分離するとともに、前記第２の偏光軸を有する光を、第５の偏光軸を有する光と第６の偏光軸を有する光とに分離し、
前記第１偏光軸制御手段が一体的に設けられる前記表示手段が前記第２の方向に配置された状態で、前記第４の偏光軸を有する光と前記第６の偏光軸を有する光とにより、前記左目用画像を前記観察者の左目に向かって進行させるとともに、前記右目用画像を前記観察者の右目に向かって進行させることによって、前記観察者に立体画像を提供する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記第２偏光軸制御手段は、前記第１の偏光軸を有する光を、第３の偏光軸を有する光と第４の偏光軸を有する光とに分離するための複数の第３偏光制御領域と、前記第２の偏光軸を有する光を、第５の偏光軸を有する光と第６の偏光軸を有する光とに分離するための複数の第４偏光制御領域とを含み、
前記第３偏光制御領域および前記第４偏光制御領域は、前記第１偏光軸制御手段が一体的に設けられた前記表示手段が前記第２の方向に配置された状態で、前記観察者の左右の目を結んだ方向に対して実質的に垂直方向に延びるとともに、前記観察者の左右の目を結んだ方向に沿った方向に交互に配置されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記表示手段が前記第１の方向に配置された状態で、前記第２偏光軸制御手段は、前記表示手段に一体的に設けられた前記第１偏光軸制御手段により分離された前記第１の偏光軸を有する光および前記第２の偏光軸を有する光に対して、偏光軸を制御していずれか一方の光を透過させる第１の状態と、偏光軸を制御せずに両方の光を透過させる第２の状態とを切り換え可能であり、
前記表示手段が前記第１の方向に配置された状態で、前記第２偏光軸制御手段が前記第１の偏光軸を有する光および前記第２の偏光軸を有する光に対して、偏光軸を制御していずれか一方の光を透過させる前記第１の状態で、前記観察者に立体画像を提供するとともに、
前記表示手段が前記第１の方向に配置された状態で、前記第２偏光軸制御手段が前記第１の偏光軸を有する光および前記第２の偏光軸を有する光に対して、偏光軸を制御せずに両方の光を透過させる前記第２の状態で、前記第１の偏光軸を有する光および前記第２の偏光軸を有する光の両方を前記観察者の目に向かって進行させることによって、前記観察者に平面画像を提供する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記表示手段が前記第２の方向に配置された状態で、前記第２偏光軸制御手段は、前記第１の偏光軸を有する光を、第３の偏光軸を有する光と第４の偏光軸を有する光とに分離するとともに、前記第２の偏光軸を有する光を、第５の偏光軸を有する光と第６の偏光軸を有する光とに分離し、かつ、少なくとも前記第４の偏光軸を有する光と前記第６の偏光軸を有する光とを透過する第３の状態と、前記第１の偏光軸を有する光および前記第２の偏光軸を有する光に対して、偏光軸を制御せずに両方の光を透過する第４の状態とを切り換え可能であり、
前記表示手段が前記第２の方向に配置された状態で、かつ、前記第４の偏光軸を有する光と前記第６の偏光軸を有する光との少なくとも一方を透過する前記第３の状態で、前記第４の偏光軸を有する光と前記第６の偏光軸を有する光とにより、前記観察者に立体画像を提供するとともに、
前記表示手段が前記第２の方向に配置された状態で、かつ、前記第２偏光軸制御手段が前記第１の偏光軸を有する光および前記第２の偏光軸を有する光に対して、偏光軸を制御せずに両方の光を透過する前記第４の状態で、前記第１の偏光軸を有する光および前記第２の偏光軸を有する光の両方を前記観察者の目に向かって進行させることによって、前記観察者に平面画像を提供する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像表示装置に関し、特に、立体画像を表示することが可能な画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、３次元の立体画像を表示することが可能な３次元画像表示装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、画像表示面の観察者側に配置された電子式パララックスバリアを、マイクロコンピュータなどの制御手段により制御することによって、電子式パララックスバリアの所定の位置に、所定の形状の開口部および遮光部を観察者の左目および右目を結んだ線分に対して実質的に垂直方向にストライプ状に形成することが可能な３次元画像表示装置が開示されている。この特許文献１に開示された３次元画像表示装置では、観察者に３次元画像を提供する場合には、観察者の左目に左眼用の画像が入射するとともに、観察者の右目に右目用画像が入射するように、電子式パララックスバリアの開口部が形成される。
【０００４】
また、従来、表示パネルの観察者側にスリット状の開口部および遮光部が設けられたバリアを配置することによって、観察者に立体画像を提示可能な立体画像表示装置が提案されている。図１７は、従来の一例による立体画像表示装置の原理を説明するための平面図である。図１７を参照して、従来の立体画像表示装置５００の構成について説明する。
【０００５】
従来の立体画像表示装置５００は、図１７に示すように、画像を表示するための表示パネル５０１と、表示パネル５０１の観察者５１０側に配置された偏光板５０２と、偏光板５０２の観察者５１０側に設けられたバリア５０３とを備えている。
【０００６】
また、表示パネル５０１は、ガラス基板５０１ａを有している。また、表示パネル５０１には、観察者５１０の左目５１０ａと右目５１０ｂとを結んだ線分に対して実質的に直交する方向（図１７の紙面に対して垂直方向）に延びる画素列５０１ｂおよび画素列５０１ｃが交互に設けられている。この画素列５０１ｂには、観察者５１０の左目５１０ａが見るための画像Ｌ１０が表示されているとともに、画素列５０１ｃには、観察者５１０の右目５１０ｂが見るための画像Ｒ１０が表示されている。
【０００７】
また、バリア５０３には、表示パネル５０１から出射された光を遮光するための遮光部５０３ａと、表示パネル５０１から出射された光を透過させるための開口部５０３ｂとが設けられている。この遮光部５０３ａおよび開口部５０３ｂは、表示パネル５０１の画素列５０１ｂおよび５０１ｃと同様に、観察者５１０の左目５１０ａおよび右目５１０ｂを結んだ線分に対して実質的に直交する方向（図１７の紙面に対して垂直な方向）に延びるように交互に設けられている。また、遮光部５０３ａおよび開口部５０３ｂは、表示パネル５０１の画素列５０１ｂおよび５０１ｃからなる組毎に対応して設けられている。
【０００８】
次に、図１７を参照して、従来の立体画像表示装置５００による立体画像表示方法について説明する。
【０００９】
従来の立体画像表示装置５００では、観察者５１０がバリア５０３の開口部５０３ｂを介して表示パネル５０１を観察する場合、観察者５１０の左目５１０ａには、表示パネル５０１の画素列５０１ｂに表示されている画像Ｌ１０が入射されるとともに、観察者５１０の右目５１０ｂには、表示パネル５０１の画素列５０１ｃに表示されている画像Ｒ１０が入射される。これにより、観察者５１０が、立体画像を観察することが可能となる。
【００１０】
【特許文献１】特許２８５７４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図１７に示した従来の立体画像表示装置５００では、立体画像表示装置５００を、たとえば、縦向きに配置した場合にのみ観察者５１０に立体画像を提供するように対応させており、立体画像表示装置５００を、たとえば、横向きに配置した場合には、観察者５１０に立体画像を提供することが困難であるという問題点があった。また、上記特許文献１についても、図１７に示した従来の立体画像表示装置５００と同様な問題点がある。
【００１２】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、縦向きに配置した場合および横向きに配置した場合の両方の場合に、観察者に立体画像を提供することが可能な画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および発明の効果】
【００１３】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による画像表示装置は、画像を表示するための表示手段と、表示手段に光を照射するための光源と、少なくとも第１の方向に表示手段が配置された状態で、光源から照射された光を第１の偏光軸を有する光と、第２の偏光軸を有する光とに分離するための第１偏光軸制御手段と、表示手段が第１の方向と交差する第２の方向に配置された状態で、光源から照射された光を少なくとも２つの異なる偏光軸を有する光に分離するための第２偏光軸制御手段とを備え、第１偏光軸制御手段は、表示手段に一体的に設けられており、表示手段が第１の方向に配置された状態で、第１の偏光軸を有する光および第２の偏光軸を有する光の一方を観察者の目に向かって進行させることにより、観察者に立体画像を提供するとともに、表示手段が第２の方向に配置された状態で、少なくとも２つの異なる偏光軸を有する光のうちの少なくとも１つの偏光軸を有する光を観察者の目に進行させることにより、観察者に立体画像を提供する。
【００１４】
この一の局面による画像表示装置では、上記のように、表示手段に一体的に設けられた第１偏光軸制御手段と、第２偏光軸制御手段とを設けるとともに、表示手段が第１の方向に配置された状態で、光源から照射されて第１偏光軸制御手段により分離された第１の偏光軸を有する光および第２の偏光軸を有する光の一方を観察者の目に向かって進行させることにより、観察者に立体画像を提供し、かつ、表示手段が第１の方向と交差する第２の方向に配置された状態で、光源から照射されて第２偏光軸制御手段により分離された少なくとも２つの異なる偏光軸を有する光のうちの少なくとも１つの偏光軸を有する光を観察者の目に向かって進行させることにより、観察者に立体画像を提供することによって、表示手段を第１の方向（縦向き）に配置した場合および第２の方向（横向き）に配置した場合の両方の場合に、観察者に立体画像を提供することができる。また、第１偏光軸制御手段を表示手段に一体的に設けることによって、第１偏光軸制御手段を表示手段とは別体で構成する場合に比べて、部品点数が増加するのを抑制することができる。
【００１５】
上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、第１偏光軸制御手段は、位相差板を含んでいる。このように位相差板を用いれば、光源から照射された光を第１の偏光軸を有する光と第２の偏光軸を有する光とに、容易に、分離することができる。
【００１６】
上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、表示手段は、表示パネルと、表示パネルを挟み込むように配置される一対の偏光板とを含み、第１偏光軸制御手段は、一方の偏光板に一体的に形成されている。このように構成すれば、第１偏光軸制御手段を設置するための専用の部材（たとえば、ガラス基板）が不要になるので、その分、部品点数を削減することができるとともに、画像表示装置の厚みを小さくすることができる。
【００１７】
上記一対の偏光板を含む表示手段を備えた画像表示装置において、好ましくは、第２偏光軸制御手段は、偏光制御液晶パネルを含み、第１偏光軸制御手段は、表示パネルの偏光制御液晶パネル側に配置された偏光板に一体的に形成されている。このように構成すれば、表示手段の偏光板から出射された光を、容易に、偏光板と一体的に形成された第１偏光軸制御手段に入射させて第１の偏光軸を有する光と第２の偏光軸を有する光とに分離することができる。
【００１８】
この場合、好ましくは、偏光制御液晶パネルは、一対のガラス基板と、一方のガラス基板に設けられ、液晶に電圧を印加するための電極とを有し、電極は、表示手段が第２の方向に配置された状態で、観察者の左右の目を結んだ方向に対して実質的に垂直方向に延びるとともに、観察者の左右の目を結んだ方向に沿った方向に交互に形成されている。このように構成すれば、偏光制御液晶パネルの電極を用いて、偏光制御液晶パネルの液晶に電圧を印加することができるので、液晶の電圧の印加状態を制御することによって、偏光制御液晶パネル（液晶）を通過する光の偏光状態を容易に変化させることができる。また、表示手段が第２の方向に配置された状態で、電極を観察者の左右の目を結んだ方向に対して実質的に垂直方向に延びるとともに、観察者の左右の目を結んだ方向に沿った方向に交互に形成することによって、容易に、偏光制御液晶パネルにより分離された少なくとも２つの異なる偏光軸を有する光のうち少なくとも１つの光を、観察者の目に進行させることができる。これにより、表示手段を第２の方向に配置した場合に、容易に、観察者に立体画像を提供することができる。
【００１９】
上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、表示手段に一体的に形成される第１偏光軸制御手段は、光源から照射された光を第１の偏光軸を有する光に変化させるための複数の第１偏光制御領域と、光源から照射された光を第２の偏光軸を有する光に変化させるための複数の第２偏光制御領域とを含み、複数の第１偏光制御領域および複数の第２偏光制御領域は、表示手段が第１の方向に配置された状態で、第１の方向および第２の方向の両方に対して交差する方向に沿って配置されている。このように構成すれば、第１の方向および第２の方向の両方に対して交差する方向（斜め方向）に沿って配置された複数の第１偏光制御領域および複数の第２偏光制御領域により、第１の偏光軸を有する光および第２の偏光軸を有する光の一方を、縦方向および横方向にほぼ均等に分散した状態で観察者の目に向かって進行させることができるので、表示手段の画像の解像度の低下を縦方向と横方向とに分散することができる。これにより、画像劣化の少ない立体画像を観察者に提供することができる。
【００２０】
上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、表示手段は、カラー表示するための複数のドット領域を含み、表示手段に一体的に設けられる第１偏光軸制御手段の第１偏光制御領域および第２偏光制御領域は、それぞれ、表示手段の各々のドット領域毎に配置されている。このように構成すれば、ドット領域毎に設けられた第１偏光制御領域および第２偏光制御領域により、表示手段の画像を細分化した状態で観察者の目に入射させることができる。これにより、より画像劣化の少ない立体画像を観察者に提供することができる。
【００２１】
上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、表示手段が第１の方向に配置された状態で、表示手段に一体的に設けられた第１偏光軸制御手段により分離された第１の偏光軸を有する光および第２の偏光軸を有する光の一方により、左目用画像を観察者の左目に向かって進行させるとともに、右目用画像を観察者の右目に向かって進行させることによって、観察者に立体画像を提供し、表示手段が第２の方向に配置された状態で、第２偏光軸制御手段により分離された少なくとも２つの異なる偏光軸を有する光のうちの少なくとも１つの偏光軸を有する光により、左目用画像を観察者の左目に向かって進行させるとともに、右目用画像を観察者の右目に向かって進行させることによって、観察者に立体画像を提供する。このように構成すれば、表示手段を第１の方向（縦向き）に配置した場合および第２の方向（横向き）に配置した場合の両方の場合に、容易に、観察者に立体画像を提供することができる。
【００２２】
上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、第２偏光軸制御手段は、第１の偏光軸を有する光を、第３の偏光軸を有する光と第４の偏光軸を有する光とに分離するとともに、第２の偏光軸を有する光を、第５の偏光軸を有する光と第６の偏光軸を有する光とに分離し、第１偏光軸制御手段が一体的に設けられる表示手段が第２の方向に配置された状態で、第４の偏光軸を有する光と第６の偏光軸を有する光とにより、左目用画像を観察者の左目に向かって進行させるとともに、右目用画像を観察者の右目に向かって進行させることによって、観察者に立体画像を提供する。このように構成すれば、表示手段が第２の方向に配置された状態で、第２偏光軸制御手段により分離された第４の偏光軸を有する光と第６の偏光軸を有する光とにより、容易に、左目用画像を観察者の左目に向かって進行させるとともに、右目用画像を観察者の右目に向かって進行させることができるので、容易に、観察者に立体画像を提供することができる。
【００２３】
上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、第２偏光軸制御手段は、第１の偏光軸を有する光を、第３の偏光軸を有する光と第４の偏光軸を有する光とに分離するための複数の第３偏光制御領域と、第２の偏光軸を有する光を、第５の偏光軸を有する光と第６の偏光軸を有する光とに分離するための複数の第４偏光制御領域とを含み、第３偏光制御領域および第４偏光制御領域は、第１偏光軸制御手段が一体的に設けられた表示手段が第２の方向に配置された状態で、観察者の左右の目を結んだ方向に対して実質的に垂直方向に延びるとともに、観察者の左右の目を結んだ方向に沿った方向に交互に配置されている。このように構成すれば、第１の偏光軸を有する光を、第３の偏光軸を有する光と第４の偏光軸を有する光とに、容易に、分離することができるとともに、第２の偏光軸を有する光を、第５の偏光軸を有する光と第６の偏光軸を有する光とに、容易に、分離することができるので、表示パネルが第２の方向に配置された状態で、第２偏光軸制御手段により分離された第４の偏光軸を有する光と第６の偏光軸を有する光とにより、容易に、左目用画像を観察者の左目に向かって進行させるとともに、右目用画像を観察者の右目に向かって進行させることができる。これにより、容易に、観察者に立体画像を提供することができる。
【００２４】
上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、表示手段が第１の方向に配置された状態で、第２偏光軸制御手段は、表示手段に一体的に設けられた第１偏光軸制御手段により分離された第１の偏光軸を有する光および第２の偏光軸を有する光に対して、偏光軸を制御していずれか一方の光を透過させる第１の状態と、偏光軸を制御せずに両方の光を透過させる第２の状態とを切り換え可能であり、表示手段が第１の方向に配置された状態で、第２偏光軸制御手段が第１の偏光軸を有する光および第２の偏光軸を有する光に対して、偏光軸を制御していずれか一方の光を透過させる第１の状態で、観察者に立体画像を提供するとともに、表示手段が第１の方向に配置された状態で、第２偏光軸制御手段が第１の偏光軸を有する光および第２の偏光軸を有する光に対して、偏光軸を制御せずに両方の光を透過させる第２の状態で、第１の偏光軸を有する光および第２の偏光軸を有する光の両方を観察者の目に向かって進行させることによって、観察者に平面画像を提供する。このように構成すれば、第２偏光軸制御手段を用いて、第１の偏光軸を有する光および第２の偏光軸を有する光の偏光軸を制御して、いずれか一方の光を透過させることにより観察者に立体画像を提供する場合と、第１の偏光軸を有する光および第２の偏光軸を有する光の偏光軸を制御せずに、両方の光を透過させることにより観察者に平面画像を提供する場合とに切り換えることにより、１つの画像表示装置で、観察者に立体画像および平面画像の両方を提供することができる。
【００２５】
上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、表示手段が第２の方向に配置された状態で、第２偏光軸制御手段は、第１の偏光軸を有する光を、第３の偏光軸を有する光と第４の偏光軸を有する光とに分離するとともに、第２の偏光軸を有する光を、第５の偏光軸を有する光と第６の偏光軸を有する光とに分離し、かつ、少なくとも第４の偏光軸を有する光と第６の偏光軸を有する光とを透過する第３の状態と、第１の偏光軸を有する光および第２の偏光軸を有する光に対して、偏光軸を制御せずに両方の光を透過する第４の状態とを切り換え可能であり、表示手段が第２の方向に配置された状態で、かつ、第４の偏光軸を有する光と第６の偏光軸を有する光との少なくとも一方を透過する第３の状態で、第４の偏光軸を有する光と第６の偏光軸を有する光とにより、観察者に立体画像を提供するとともに、表示手段が第２の方向に配置された状態で、かつ、第２偏光軸制御手段が第１の偏光軸を有する光および第２の偏光軸を有する光に対して、偏光軸を制御せずに両方の光を透過する第４の状態で、第１の偏光軸を有する光および第２の偏光軸を有する光の両方を観察者の目に向かって進行させることによって、観察者に平面画像を提供する。このように構成すれば、第２偏光軸制御手段を、第４の偏光軸を有する光と第６の偏光軸を有する光とにより観察者に立体画像を提供する場合と、第１の偏光軸を有する光および第２の偏光軸を有する光を偏光軸を制御せずに両方の光を透過することにより観察者に平面画像を提供する場合とに切り換えることにより、１つの画像表示装置で、観察者に立体画像および平面画像の両方を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態による画像表示装置を示した分解斜視図である。図２は、図１に示した本発明の一実施形態による表示パネルを縦向き（図１の状態）に配置した場合の表示パネル、位相差板および偏光制御液晶パネルを示した図である。図３は、図１に示した本発明の一実施形態による表示パネルを縦向き（図１の状態）に配置した場合の立体画像表示時において観察者が表示パネルを見た状態を上方から示した図である。図４は、図１に示した本発明の一実施形態による表示パネルを横向き（図１を９０°回転させた状態）に配置した場合の表示パネル、位相差板および偏光制御液晶パネルを示した図である。図５および図６は、図１に示した本発明の一実施形態による表示パネルを横向き（図１を９０°回転させた状態）に配置した場合の立体画像表示時において観察者が表示パネルを見た状態を、それぞれ、図４の１００−１００線および２００−２００線に沿って上方から示した図である。図７〜図１０は、図１に示した本発明の一実施形態による画像表示装置の構成を詳細に説明するための図である。まず、図１〜図１０を参照して、本発明の一実施形態による画像表示装置１の構成について説明する。
【００２８】
本発明の一実施形態による画像表示装置１は、図１に示すように、バックライト２と、バックライト２の光出射側に配置され、画像を表示する液晶表示パネルからなる表示パネル３と、表示パネル３を挟み込むように配置される偏光板４および５と、偏光板５の光出射側に配置される位相差板６と、位相差板６の光出射側に配置される偏光制御液晶パネル７と、偏光制御液晶パネル７の光出射側に配置される偏光板８とを備えている。なお、バックライト２は、本発明の「光源」の一例であり、位相差板６は、本発明の「第１偏光軸制御手段」の一例であり、偏光制御液晶パネル７および偏光板８は、本発明の「第２偏光軸制御手段」の一例である。
【００２９】
バックライト２は、偏光板４に光を照射する機能を有する。また、偏光板４は観察者１０側から見て約１３５°の偏光軸を有するように設定されているので、観察者１０側から見て約１３５°の偏光軸を有する光のみを透過する機能を有する。以下、特に記載のない限り、偏光軸の角度は、観察者１０側から見た角度を示す。なお、本実施形態では、偏光軸の角度は、表示パネル３を縦向きに配置した状態における角度を示す。
【００３０】
表示パネル３は、たとえば、ＯＦＦ状態で、入射した光の偏光軸を約９０°変化させた状態で出射させ、ＯＮ状態で、入射した光の偏光軸をほぼ変化させないで出射させるＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶パネルからなる。この表示パネル３は、図７に示すように、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の光の３原色をそれぞれ表示するための３つのドット領域３ａ〜３ｃからなる複数の画素領域３ｄと、光の３原色をそれぞれ表示するための３つのドット領域３ｅ〜３ｇからなる複数の画素領域３ｈとを有している。このドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇは、それぞれ、縦横比が約１：３になるような長方形形状を有する。
【００３１】
また、表示パネル３を縦向きに配置した場合（図２および図３の場合）には、ドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇに表示される左目用画像Ｌ１および右目用画像Ｒ１は、図７のＡ方向およびＢ方向の両方に対して交差する斜め方向であるＣ方向に沿った市松状（階段状）に配置されている。具体的には、図７に示した各ドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇにおいて、左目用画像Ｌ１の表示領域は、ハッチング（斜線）領域で示されており、右目用画像Ｒ１の表示領域は、ハッチング（斜線）が施されていない非ハッチング領域で示されている。図７に示すように、ハッチング領域に位置する左目用画像Ｌ１は、斜め方向（図７のＣ方向）にＲＧＢのドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇが連続するように表示される。また、非ハッチング領域に位置する右目用画像Ｒ１も、斜め方向（図７のＣ方向）にＲＧＢのドット領域が連続するように表示される。そして、左目用画像Ｌ１と右目用画像Ｒ１とは、ＲＧＢのドット領域が連続するように延びる斜め方向（図７のＣ方向）に交差する方向に交互に表示される。
【００３２】
また、表示パネル３を横向きに配置した場合（図４〜図６の場合）には、図８に示すように、光の３原色（ＲＧＢ）に対応するドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇは、それぞれ、観察者１０（図５および図６参照）の左目１０ａと右目１０ｂとを結んだ線分に対して実質的に垂直方向（縦方向）（Ａ方向）に延びるように配置される。図８に示した横向き配置の場合には、ハッチング（斜線）領域で示される左目用画像Ｌ２、および、非ハッチング領域で示される右目用画像Ｒ２は、それぞれ、縦方向（Ａ方向）にＲＧＢのドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇが連続して延びるように表示される。そして、図８に示した横向き配置の場合には、縦方向（Ａ方向）に延びる左目用画像Ｌ２と右目用画像Ｒ２とは、横方向（Ｂ方向）に交互に表示される。
【００３３】
偏光板５は、約４５°の偏光軸を有するように設定されているので、約４５°の偏光軸を有する光のみを透過する機能を有する。
【００３４】
ここで、本実施形態では、図９に示すように、位相差板６は、表示パネル３の偏光制御液晶パネル７側に配置された偏光板５に一体的に形成されている。この位相差板６は、複数の偏光制御領域６ａおよび６ｂを含んでいる。なお、偏光制御領域６ａは、本発明の「第１偏光制御領域」の一例であり、偏光制御領域６ｂは、本発明の「第２偏光制御領域」の一例である。また、偏光制御領域６ａは、図３に示すように、表示パネル３が縦向きに配置された場合（図２および図３の場合）に、表示パネル３の左目用画像Ｌ１が表示される領域と観察者１０の右目１０ｂとを結んだ線上に配置されるとともに、表示パネル３の右目用画像Ｒ１が表示される領域と観察者１０の左目１０ａとを結んだ線上に配置される。以下、特に記載のない限り、左目１０ａおよび右目１０ｂは、観察者１０の左目１０ａおよび右目１０ｂを示す。また、偏光制御領域６ｂは、表示パネル３の左目用画像Ｌ１が表示される領域と左目１０ａとを結んだ線上に配置されるとともに、表示パネル３の右目用画像Ｒ１が表示される領域と右目１０ｂとを結んだ線上に配置される。また、図９に示すように、位相差板６の偏光制御領域６ａおよび６ｂは、図７に示した縦向きに配置した状態の表示パネル３のドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇに対応する実質的に長方形の形状を有する。また、表示パネル３（図７参照）を縦向きに配置した場合には、表示パネル３のドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇと同様、位相差板６の偏光制御領域６ａおよび６ｂの長手方向が左目１０ａと右目１０ｂ（図３参照）とを結んだ線分に対して実質的に垂直方向（Ｂ方向）に配置される。また、位相差板６の偏光制御領域６ａおよび６ｂは、透過する光の偏光軸を位相差板６の偏光軸に対して線対称の偏光軸に変化させる機能を有する。具体的には、位相差板６は、入射した光にλ／２の位相差を付与する機能を有するので、位相差板６の偏光軸に対して、たとえば、角度αの偏光軸を有する光は、位相差板６の偏光軸により、角度−αの偏光軸を有する光に変化されて出射される。なお、本実施形態では、後述するように、偏光制御液晶パネル７も同様の機能を有している。
【００３５】
また、本実施形態では、位相差板６の偏光制御領域６ａおよび６ｂは、図９に示すように、表示パネル３の左目用画像Ｌ１（図７参照）および右目用画像Ｒ１（図７参照）の表示領域に対応するように、図９のＡ方向およびＢ方向の両方に対して交差する斜め方向であるＣ方向に沿った市松状（階段状）に配置されている。また、偏光制御領域６ａは、約７５°の偏光軸を有しており、偏光制御領域６ｂは、約１５°の偏光軸を有している。
【００３６】
また、本実施形態では、偏光制御液晶パネル７は、図３、図５および図６に示すように、一対のガラス基板７ａおよび７ｂと、ガラス基板７ａおよび７ｂの間に設けられる電極７ｃとを含んでいる。また、偏光制御液晶パネル７には、図１０に示すように、偏光制御領域７ｄおよび７ｅが設けられている。なお、偏光制御領域７ｄは、本発明の「第３偏光制御領域」の一例であり、偏光制御領域７ｅは、本発明の「第４偏光制御領域」の一例である。また、偏光制御領域７ｄおよび７ｅは、表示パネル３を横向きに配置した場合（図４〜図６の場合）には、左目１０ａと右目１０ｂとを結んだ線分に対して実質的に垂直方向（Ａ方向）（図１０参照）に延びるように配置されている。また、電極７ｃは、偏光制御領域７ｄおよび７ｅのそれぞれに対応するように、Ａ方向に延びるように設けられている。これにより、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄおよび７ｅに位置する液晶に電極７ｃを用いて電圧を印加することが可能となるので、液晶への電圧の印加状態を制御することによって、偏光制御領域７ｄおよび７ｅの偏光制御状態を容易に変化させることが可能となる。また、偏光制御領域７ｄおよび７ｅは、約１２０°の偏光軸を有している。また、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄおよび７ｅは、電圧印加状態（ＯＮ状態）にすることにより約１２０°の偏光軸を無効にして所定の偏光軸を有する光を偏光軸を変化させないで透過する機能を有する。また、偏光制御領域７ｄおよび７ｅは、電圧非印加状態（ＯＦＦ状態）にすることにより約１２０°の偏光軸を有効にしてその偏光軸に対して線対称に光の偏光軸を変化させる機能を有する。なお、立体画像表示時において、表示パネル３（図１参照）を縦向きに配置した場合（図２および図３の場合）には、偏光制御領域７ｄおよび７ｅは、電圧非印加状態（ＯＦＦ状態）になる。また、表示パネル３を横向きに配置した場合（図４〜図６の場合）には、偏光制御領域７ｄは、電圧非印加状態（ＯＦＦ状態）になるとともに、偏光制御領域７ｅは、電圧印加状態（ＯＮ状態）になる。
【００３７】
また、偏光制御液晶パネル７（図１０参照）の偏光制御領域７ｄおよび７ｅの表示パネル３を横向きに配置した場合の左目１０ａと右目１０ｂとを結んだ線分に沿った方向（Ｂ方向）の長さは、ドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇの左目１０ａと右目１０ｂとを結んだ線分に沿った方向（Ｂ方向）の長さに実質的に対応するように設けられている。
【００３８】
また、表示パネル３が横向きに配置された場合（図４〜図６の場合）には、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄは、図５および図６に示すように、左目用画像Ｌ２が表示される領域（ハッチング領域）と右目１０ｂとを結んだ線上に配置されるとともに、右目用画像Ｒ２が表示される領域（非ハッチング領域）と左目１０ａとを結んだ線上に配置される。また、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｅは、左目用画像Ｌ２が表示される領域（ハッチング領域）と左目１０ａとを結んだ線上に配置されるとともに、右目用画像Ｒ２が表示される領域（非ハッチング領域）と右目１０ｂとを結んだ線上に配置される。
【００３９】
また、偏光制御液晶パネル７は、図３および図５に示すように、表示パネル３の厚み方向の中央部から位相差板６の観察者１０側の表面までの距離（Ｗ１）と、表示パネル３の厚み方向の中央部から偏光制御液晶パネル７の観察者１０側の表面までの距離（Ｗ２）とが、ドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇの縦横比（約１：３）と同じ約１：３の比率になるように配置されている。このように構成すれば、表示パネル３を縦向きおよび横向きに配置した場合の表示パネル３から観察者１０までの距離をほぼ等しくすることが可能である。
【００４０】
偏光板８は、図１に示すように、約４５°の偏光軸を有するように設定されている。なお、偏光板８は、入射する光を、約４５°の偏光軸を有する光に変化させて透過する機能を有する。
【００４１】
（縦向き配置時の立体画像表示モード）
図１１は、図１に示した本発明の一実施形態による表示パネルの縦向き配置時における立体画像表示方法を説明するための図である。なお、図１１において、破線は、偏光板４、５、８、位相差板６および偏光制御液晶パネル７の偏光軸の角度を示すとともに、矢印は、透過光の偏光軸の角度を示す。次に、図３、図７、図１０および図１１を参照して、本発明の一実施形態による表示パネル３の縦向き配置時における立体画像表示方法について説明する。
【００４２】
まず、バックライト２（図３参照）から照射された光は、図１１に示すように、偏光板４により、約１３５°の偏光軸を有する光のみを透過する。また、偏光板４を出射した光は、表示パネル３のドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇに入射する。この場合、図７に示すように、ドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇのうちのハッチング（斜線）領域には、左目用画像Ｌ１が表示されているとともに、ドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇのうちの非ハッチング領域には、右目用画像Ｒ１が表示されている。また、表示パネル３に入射した光は、図１１に示すように、表示パネル３により偏光軸が９０°変化した状態で出射される。すなわち、表示パネル３を透過した光は、偏光軸が約４５°の偏光軸を有する。そして、表示パネル３を出射した光は、約４５°の偏光軸を有する偏光板５を透過する。また、偏光板５を透過した光は、偏光板５に一体的に形成される位相差板６の偏光制御領域６ａまたは６ｂに入射する。
【００４３】
また、本実施形態では、位相差板６に入射する光は約４５°の偏光軸を有しているので、図１１に示すように、位相差板６の偏光制御領域６ａに入射した光は、偏光制御領域６ａの約７５°の偏光軸に対して線対称の偏光軸に変化されて透過する。すなわち、偏光制御領域６ａを出射した光は、約１０５°の偏光軸を有する。なお、位相差板６の偏光制御領域６ａを出射した光は、本発明の「第１の偏光軸を有する光」の一例である。そして、位相差板６の偏光制御領域６ａを出射した光は、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄおよび７ｅを透過する。この際、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄおよび７ｅは、電極７ｃ（図１０参照）に電圧が印加されないＯＦＦ状態に制御されているので、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄおよび７ｅは約１２０°の偏光軸を有している。したがって、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄおよび７ｅに入射した光は、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄおよび７ｅの約１２０°の偏光軸に対して線対称の偏光軸に変化されて透過する。すなわち、偏光制御液晶パネル７を出射した光は、約１３５°の偏光軸を有する。その後、偏光制御液晶パネル７を出射した光は、約４５°の偏光軸を有する偏光板８により遮光される。この場合、位相差板６の偏光制御領域６ａは、図３に示すように、表示パネル３の左目用画像Ｌ１が表示される領域と右目１０ｂとを結ぶ線上に配置されているので、左目用画像Ｌ１が右目１０ｂに入射するのを抑制することが可能となる。また、位相差板６の偏光制御領域６ａは、表示パネル３の右目用画像Ｒ１が表示される領域と左目１０ａとを結ぶ線上に配置されているので、右目用画像Ｒ１が左目１０ａに入射するのを抑制することが可能となる。
【００４４】
一方、位相差板６の偏光制御領域６ｂに入射した光は、図１１に示すように、位相差板６の偏光制御領域６ｂの約１５°の偏光軸に対して線対称の偏光軸に変化されて透過する。すなわち、偏光制御領域６ｂを出射した光は、約１６５°の偏光軸を有する。なお、位相差板６の偏光制御領域６ｂを出射した光は、本発明の「第２の偏光軸を有する光」の一例である。そして、位相差板６の偏光制御領域６ｂを出射した光は、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄおよび７ｅを透過する。この際、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄおよび７ｅは、電極７ｃ（図１０参照）に電圧が印加されないＯＦＦ状態に制御されているので、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄおよび７ｅは約１２０°の偏光軸を有している。したがって、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄおよび７ｅに入射した光は、偏光制御領域７ｄおよび７ｅの約１２０°の偏光軸に対して線対称の偏光軸に変化されて透過する。すなわち、偏光制御液晶パネル７を出射した光は、約７５°の偏光軸を有する。その後、偏光制御液晶パネル７を出射した光は、約４５°の偏光軸に変化されて偏光板８から出射される。この場合、位相差板６の偏光制御領域６ｂは、図３に示すように、表示パネル３の左目用画像Ｌ１が表示される領域と、左目１０ａとを結ぶ線上に配置されているので、左目用画像Ｌ１を左目１０ａに入射することが可能となる。また、位相差板６の偏光制御領域６ｂは、表示パネル３の右目用画像Ｒ１が表示される領域と、右目１０ｂとを結ぶ線上に配置されているので、右目用画像Ｒ１を右目１０ｂに入射することが可能となる。
【００４５】
上記のように、縦向き配置時において、左目１０ａおよび右目１０ｂに、それぞれ、左目用画像Ｌ１および右目用画像Ｒ１が入射されることにより、観察者１０は、立体画像を見ることが可能となる。
【００４６】
（横向き配置時の立体画像表示モード）
図１２は、図１に示した本発明の一実施形態による表示パネルの横向き配置時における立体画像表示方法を説明するための図である。次に、図５、図６、図８、図１０および図１２を参照して、本発明の一実施形態による表示パネル３の縦向き配置時における立体画像表示方法について説明する。
【００４７】
まず、バックライト２（図５および図６参照）から照射された光は、図１２に示すように、偏光板４により、約１３５°の偏光軸を有する光のみを透過する。なお、横向き配置時には、縦向き配置時に比べて偏光軸が９０°ずつ回転するが、本実施形態では、簡略化のため、横向き配置時においても、縦向き配置時の偏光軸の角度をそのまま用いて説明する。また、偏光板４を出射した光は、表示パネル３のドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇに入射する。この場合、図８に示すように、ドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇのうちのハッチング（斜線）領域には、左目用画像Ｌ２が表示されているとともに、ドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇのうちの非ハッチング領域には、右目用画像Ｒ２が表示されている。また、表示パネル３に入射した光は、図１２に示すように、表示パネル３により偏光軸が９０°変化した状態で出射される。すなわち、表示パネル３を透過した光は、偏光軸が約４５°の偏光軸を有する。そして、表示パネル３を出射した光は、約４５°の偏光軸を有する偏光板５を透過する。また、偏光板５を透過した光は、偏光板５に一体的に形成される位相差板６の偏光制御領域６ａまたは６ｂに入射する。
【００４８】
また、位相差板６に入射する光は約４５°の偏光軸を有しているので、図１２に示すように、位相差板６の偏光制御領域６ａに入射した光は、位相差板６の偏光制御領域６ａの約７５°の偏光軸に対して線対称の偏光軸に変化されて透過する。すなわち、偏光制御領域６ａを出射した光は、約１０５°の偏光軸を有する。
【００４９】
また、横向き配置の場合には、偏光制御領域７ｄに対応する位置に形成される電極７ｃ（図１０参照）に電圧が印加されないので、偏光制御領域７ｄはＯＦＦ状態に制御されて、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄの約１２０°の偏光軸は有効になる。これにより、位相差板６の偏光制御領域６ａを出射して偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄに入射した光は、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄの約１２０°の偏光軸に対して線対称の偏光軸に変化されて透過する。すなわち、位相差板６の偏光制御領域６ａを出射して偏光制御領域７ｄを出射した光は、約１３５°の偏光軸を有する。なお、位相差板６の偏光制御領域６ａを出射して偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄを出射した光は、本発明の「第３の偏光軸を有する光」の一例である。そして、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄを出射した光は、約４５°の偏光軸を有する偏光板８により遮光される。この場合、図５および図６に示すように、両方を通過した光が遮光される位相差板６の偏光制御領域６ａおよび偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄは、左目１０ａと、表示パネル３の右目用画像Ｒ２の半分の表示領域（図５の場合は、右目用画像Ｒ２の右側の表示領域ＸＲであり、図６の場合は、右目用画像Ｒ２の左側の表示領域ＸＬ）とを結ぶ線上に配置されているので、右目用画像Ｒ２の半分が左目１０ａに入射するのを抑制することが可能となる。また、両方を通過した光が遮光される位相差板６の偏光制御領域６ａおよび偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄは、右目１０ｂと、表示パネル３の左目用画像Ｌ２の半分の表示領域（図５の場合は、左目用画像Ｌ２の左側の表示領域ＹＬであり、図６の場合は、左目用画像Ｌ２の右側の表示領域ＹＲ）とを結ぶ線上に配置されているので、左目用画像Ｌ２の半分が右目１０ｂに入射するのを抑制することが可能となる。
【００５０】
一方、横向き配置時には、偏光制御領域７ｅに対応する位置に形成される電極７ｃ（図１０参照）に電圧が印加されるので、偏光制御領域７ｅはＯＮ状態に制御されて、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｅの偏光軸は無効になる。したがって、位相差板６の偏光制御領域６ａを出射して偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｅに入射した光は、図１２に示すように、偏光軸を変化されることなく出射される。すなわち、位相差板６の偏光制御領域６ａを出射して偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｅから出射された光は、約１０５°の偏光軸を有する。なお、位相差板６の偏光制御領域６ａを出射して偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｅを出射した光は、本発明の「第４の偏光軸を有する光」の一例である。その後、偏光制御液晶パネル７を出射した光は、約４５°の偏光軸に変化されて偏光板８から出射される。この場合、図５および図６に示すように、位相差板６の偏光制御領域６ａおよび偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｅは、右目１０ｂと表示パネル３の右目用画像Ｒ２の半分の表示領域（図５の場合は、右目用画像Ｒ２の右側の表示領域ＸＲであり、図６の場合は、右目用画像Ｒ２の左側の表示領域ＸＬ）とを結ぶ線上に配置されているので、右目用画像Ｒ２の半分を右目１０ｂに入射させることが可能となる。また、位相差板６の偏光制御領域６ａおよび偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｅは、左目１０ａと、表示パネル３の左目用画像Ｌ２の半分の表示領域（図５の場合は、左目用画像Ｌ２の左側の表示領域ＹＬであり、図６の場合は、左目用画像Ｌ２の右側の表示領域ＹＲ）とを結ぶ線上に配置されているので、左目用画像Ｌ２の半分を左目１０ａに入射させることが可能となる。
【００５１】
また、位相差板６に入射する光は約４５°の偏光軸を有しているので、図１２に示すように、位相差板６の偏光制御領域６ｂに入射した光は、位相差板６の偏光制御領域６ｂの約１５°の偏光軸に対して線対称の偏光軸に変化されて透過する。すなわち、偏光制御領域６ｂを出射した光は、約１６５°の偏光軸を有する。
【００５２】
また、横向き配置の場合には、偏光制御領域７ｄに対応する位置に形成される電極７ｃ（図１０参照）に電圧が印加されないので、偏光制御領域７ｄはＯＦＦ状態に制御されて、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄの約１２０°の偏光軸は有効になる。これにより、位相差板６の偏光制御領域６ｂを出射して偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄに入射した光は、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄの約１２０°の偏光軸に対して線対称の偏光軸に変化されて透過する。すなわち、位相差板６の偏光制御領域６ｂを出射して偏光制御領域７ｄを出射した光は、約７５°の偏光軸を有する。なお、位相差板６の偏光制御領域６ｂを出射して偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄを出射した光は、本発明の「第５の偏光軸を有する光」の一例である。その後、偏光制御液晶パネル７を出射した光は、約４５°の偏光軸に変化されて偏光板８から出射される。この場合、図５および図６に示すように、位相差板６の偏光制御領域６ｂおよび偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄは、左目１０ａと、表示パネル３の右目用画像Ｒ２の半分の表示領域（図５の場合は、右目用画像Ｒ２の左側の表示領域ＸＬであり、図６の場合は、右目用画像Ｒ２の右側の表示領域ＸＲ）とを結ぶ線上に配置されているので、右目用画像Ｒ２の半分が左目１０ａに入射する。また、位相差板６の偏光制御領域６ｂおよび偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄは、右目１０ｂと、表示パネル３の左目用画像Ｌ２の半分の表示領域（図５の場合は、左目用画像Ｌ２の右側の表示領域ＹＲであり、図６の場合は、左目用画像Ｌ２の左側の表示領域ＹＬ）とを結ぶ線上に配置されているので、左目用画像Ｌ２の半分が右目１０ｂに入射する。
【００５３】
一方、横向き配置時には、偏光制御領域７ｅに対応する位置に形成される電極７ｃ（図１０参照）に電圧が印加されるので、偏光制御領域７ｅはＯＮ状態に制御されて、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｅの偏光軸は無効になる。したがって、位相差板６の偏光制御領域６ｂを出射して偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｅに入射した光は、図１２に示すように、偏光軸を変化されることなく出射される。すなわち、位相差板６の偏光制御領域６ｂを出射して偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｅから出射された光は、約１６５°の偏光軸を有する。なお、位相差板６の偏光制御領域６ｂを出射して偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｅを出射した光は、本発明の「第６の偏光軸を有する光」の一例である。その後、偏光制御液晶パネル７を出射した光は、約４５°の偏光軸に変化されて偏光板８から出射される。この場合、図５および図６に示すように、位相差板６の偏光制御領域６ｂおよび偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｅは、右目１０ｂと、表示パネル３の右目用画像Ｒ２の半分の表示領域（図５の場合は、右目用画像Ｒ２の左側の表示領域ＸＬであり、図６の場合は、右目用画像Ｒ２の右側の表示領域ＸＲ）とを結ぶ線上に配置されているので、右目用画像Ｒ２の半分が右目１０ｂに入射する。また、位相差板６の偏光制御領域６ｂおよび偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｅは、左目１０ａと、表示パネル３の左目用画像Ｌ２の半分の表示領域（図５の場合は、左目用画像Ｌ２の右側の表示領域ＹＲであり、図６の場合は、左目用画像Ｌ２の左側の表示領域ＹＬ）とを結ぶ線上に配置されているので、左目用画像Ｌ２の半分が左目１０ａに入射する。
【００５４】
上記のように、横向き配置時において、左目１０ａおよび右目１０ｂに、それぞれ、左目用画像Ｌ２および右目用画像Ｒ２が入射されることにより、観察者１０は、立体画像を見ることが可能となる。
【００５５】
（縦向き配置時の平面画像表示モード）
図１３は、図１に示した本発明の一実施形態による表示パネルを縦向きに配置した場合の平面画像表示時において観察者が表示パネルを見た状態を上方から示した図である。図１４は、図１に示した本発明の一実施形態による表示パネルの縦向き配置および横向き配置時における平面画像表示方法を説明するための図である。次に、図１３および図１４を参照して、本発明の一実施形態による表示パネル３の縦向き配置時における平面画像表示方法について説明する。
【００５６】
まず、バックライト２（図１３参照）から照射された光は、図１４に示すように、偏光板４により、約１３５°の偏光軸を有する光のみを透過する。また、偏光板４を出射した光は、表示パネル３に入射する。この場合、図１３に示すように、表示パネル３には、平面画像Ｓ１が表示されている。また、表示パネル３に入射した光は、図１４に示すように、表示パネル３により偏光軸が９０°変化した状態で出射される。すなわち、表示パネル３を透過した光は、偏光軸が約４５°の偏光軸を有する。そして、表示パネル３を出射した光は、約４５°の偏光軸を有する偏光板５を透過する。また、偏光板５を透過した光は、偏光板５に一体的に形成される位相差板６の偏光制御領域６ａまたは６ｂに入射する。
【００５７】
また、本実施形態では、位相差板６に入射する光は約４５°の偏光軸を有しているので、図１４に示すように、位相差板６の偏光制御領域６ａに入射した光は、位相差板６の偏光制御領域６ａの約７５°の偏光軸に対して線対称の偏光軸に変化されて透過する。すなわち、偏光制御領域６ａを出射した光は、約１０５°の偏光軸を有する。また、偏光制御液晶パネル７は、ＯＮ状態に制御されるので、偏光制御液晶パネル７の偏光軸は無効になる。これにより、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄおよび７ｅに入射した光は、偏光軸が変化されることなく偏光制御液晶パネル７から出射される。すなわち、偏光制御液晶パネル７を出射した光は、約１０５°の偏光軸を有する。その後、偏光制御液晶パネル７を出射した光は、約４５°の偏光軸に変化されて偏光板８から出射される。この偏光制御領域６ａを介して偏光板８から出射された光により、偏光制御領域６ａに対応する表示パネル３の平面画像Ｓ１が左目１０ａおよび右目１０ｂに入射される。
【００５８】
一方、位相差板６の偏光制御領域６ｂに入射した光は、図１４に示すように、位相差板６の偏光制御領域６ｂの約１５°の偏光軸に対して線対称の偏光軸に変化されて透過する。すなわち、偏光制御領域６ｂを出射した光は、約１６５°の偏光軸を有する。また、偏光制御液晶パネル７は、ＯＮ状態に制御されるので、偏光制御液晶パネル７の偏光軸は無効になる。これにより、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄおよび７ｅを出射した光は、偏光軸が変化されることなく偏光制御液晶パネル７から出射される。すなわち、偏光制御液晶パネル７を出射した光は、約１６５°の偏光軸を有する。その後、偏光制御液晶パネル７を出射した光は、約４５°の偏光軸に変化されて偏光板８から出射される。この偏光制御領域６ｂを介して偏光板８から出射された光により、偏光制御領域６ｂに対応する表示パネル３の平面画像Ｓ１が左目１０ａおよび右目１０ｂに入射される。
【００５９】
上記のように、左目１０ａおよび右目１０ｂに平面画像Ｓ１が入射されることにより、観察者１０は平面画像を見ることが可能となる。
【００６０】
（横向き配置時の平面画像表示モード）
図１５は、図１に示した本発明の一実施形態による表示パネルを横向きに配置した場合の平面画像表示時において観察者が表示パネルを見た状態を上方から示した図である。次に、図１４および図１５を参照して、本発明の一実施形態による表示パネル３の横向き配置時における平面画像表示方法について説明する。
【００６１】
まず、バックライト２（図１５参照）から照射された光は、図１４に示すように、偏光板４により、約１３５°の偏光軸を有する光のみを透過する。また、偏光板４を出射した光は、表示パネル３に入射する。この場合、図１５に示すように、表示パネル３には、平面画像Ｓ２が表示されている。また、表示パネル３に入射した光は、図１４に示すように、表示パネル３により偏光軸が９０°変化した状態で出射される。すなわち、表示パネル３を透過した光は、偏光軸が約４５°の偏光軸を有する。そして、表示パネル３を出射した光は、約４５°の偏光軸を有する偏光板５を透過する。また、偏光板５を透過した光は、偏光板５に一体的に形成される位相差板６の偏光制御領域６ａまたは６ｂに入射する。
【００６２】
また、本実施形態では、位相差板６に入射する光は約４５°の偏光軸を有しているので、図１４に示すように、位相差板６の偏光制御領域６ａに入射した光は、位相差板６の偏光制御領域６ａの約７５°の偏光軸に対して線対称の偏光軸に変化されて透過する。すなわち、偏光制御領域６ａを出射した光は、約１０５°の偏光軸を有する。また、偏光制御液晶パネル７は、ＯＮ状態に制御されるので、偏光制御液晶パネル７の偏光軸は無効になる。これにより、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄおよび７ｅに入射した光は、偏光軸が変化されることなく偏光制御液晶パネル７から出射される。すなわち、偏光制御液晶パネル７を出射した光は、約１０５°の偏光軸を有する。その後、偏光制御液晶パネル７を出射した光は、約４５°の偏光軸に変化されて偏光板８から出射される。この偏光制御領域６ａを介して偏光板８から出射された光により、偏光制御領域６ａに対応する表示パネル３の平面画像Ｓ２が左目１０ａおよび右目１０ｂに入射される。
【００６３】
一方、位相差板６の偏光制御領域６ｂに入射した光は、図１４に示すように、位相差板６の偏光制御領域６ｂの約１５°の偏光軸に対して線対称の偏光軸に変化されて透過する。すなわち、偏光制御領域６ｂを出射した光は、約１６５°の偏光軸を有する。また、偏光制御液晶パネル７は、ＯＮ状態に制御されるので、偏光制御液晶パネル７の偏光軸は無効になる。これにより、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄおよび７ｅを出射した光は、偏光軸が変化されることなく偏光制御液晶パネル７から出射される。すなわち、偏光制御液晶パネル７を出射した光は、約１６５°の偏光軸を有する。その後、偏光制御液晶パネル７を出射した光は、約４５°の偏光軸に変化されて偏光板８から出射される。この偏光制御領域６ｂを介して偏光板８から出射された光により、偏光制御領域６ｂに対応する表示パネル３の平面画像Ｓ２が左目１０ａおよび右目１０ｂに入射される。
【００６４】
上記のように、左目１０ａおよび右目１０ｂに平面画像Ｓ２が入射されることにより、観察者１０は平面画像を見ることが可能となる。
【００６５】
（本実施形態の効果）
本実施形態では、上記のように、偏光板５に一体的に設けられた位相差板６と、偏光制御液晶パネル７とを設けるとともに、表示パネル３が縦向きに配置された状態で、位相差板６の偏光制御領域６ｂを透過した光により、左目用画像Ｌ１および右目用画像Ｒ１をそれぞれ左目１０ａおよび右目１０ｂに入射することにより観察者１０に立体画像を提供し、かつ、表示パネル３が横向きに配置された状態で、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｅを透過した光により、左目用画像Ｌ２および右目用画像Ｒ２をそれぞれ左目１０ａおよび右目１０ｂに入射することにより観察者１０に立体画像を提供することによって、表示パネル３を縦向きに配置した場合および横向きに配置した場合の両方の場合に、観察者１０に立体画像を提供することができる。
【００６６】
また、本実施形態では、偏光板５に一体的に設けられた位相差板６に、複数の偏光制御領域６ａおよび６ｂを設けるとともに、複数の偏光制御領域６ａおよび６ｂを、表示パネル３が縦向きに配置された状態で、図９のＡ方向およびＢ方向の両方に対して交差する斜め方向であるＣ方向に沿った市松状（階段状）に配置することによって、Ｃ方向（斜め方向）に延びる市松状に配置された複数の偏光制御領域６ａおよび６ｂにより、偏光制御領域６ｂを透過した光を縦方向および横方向にほぼ均等に分散した状態で左目１０ａおよび右目１０ｂに向かって進行させることができるので、表示パネル３の左目用画像Ｌ１および右目用画像Ｒ１の解像度の低下を縦方向と横方向とに分散することができる。これにより、画像劣化の少ない立体画像を観察者１０に提供することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、位相差板６の偏光制御領域６ａおよび６ｂを、それぞれ、表示パネル３の各々のドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇ毎に配置することによって、ドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇ毎に設けられた偏光制御領域６ａおよび６ｂにより、表示パネル３の左目用画像Ｌ１および右目用画像Ｒ１を細分化した状態で左目１０ａおよび右目１０ｂに入射させることができる。これにより、より画像劣化の少ない立体画像を観察者１０に提供することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、表示パネル３に、光の３原色をそれぞれ表示するためのドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇを設けるとともに、表示パネル３の光の３原色（ＲＧＢ）をそれぞれ表示するためのドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇを、表示パネル３が横向きに配置された状態で、左目１０ａおよび右目１０ｂを結んだ方向に対して実質的に垂直方向（図８のＡ方向）に隣接するように配置することによって、左目１０ａおよび右目１０ｂを結んだ方向に対して実質的に垂直に延びるように設けられた偏光制御領域７ｄおよび７ｅに対応するように光の３原色をそれぞれ表示するためのドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇを配置することができるので、偏光制御領域７ｄおよび７ｅに所定の１原色を表示するドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇのみを配置する場合に比べて、観察者１０に画像劣化の少ない立体画像を提供することができる。
【００６９】
また、本実施形態では、位相差板６を偏光板５に一体的に設けることによって、部品点数の削減と小型化とが可能になる。以下、この効果を詳細に説明する。図１６は、本発明の比較例による一般的な位相差板を用いた画像表示装置を示した図である。この比較例による一般的な位相差板を用いた画像表示装置１００では、図１６に示すように、偏光板５の光出射側に配置される位相差板１０６は、専用のガラス基板１０７上に一体的に形成されている。また、位相差板１０６とバックライト２との間には、位相差板１０６および専用のガラス基板１０７とは別個に形成された表示パネル３と、表示パネル３を挟み込むように配置される偏光板４および５とが配置されている。これに対して、図３に示した本実施形態の画像表示装置１では、位相差板６を偏光板５に一体的に設けることによって、図１６に示した比較例による一般的な位相差板１０６を用いる画像表示装置１００に比べて、位相差板１０６を形成するための専用のガラス基板１０７が不要になるので、その分、部品点数を削減することができるとともに、画像表示装置１の厚みを小さくすることができる。その結果、画像表示装置１００と比べて、画像表示装置１を小型化することができる。
【００７０】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７１】
たとえば、上記実施形態では、位相差板６の偏光制御領域６ａおよび６ｂをドット領域毎に対応して設けるとともに、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄおよび７ｅの幅をドット領域の幅に対応して設ける例を示したが、本発明はこれに限らず、位相差板６の偏光制御領域６ａおよび６ｂを、たとえば、画素領域毎に対応して設けてもよいし、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄおよび７ｅを複数のドット領域の幅に対応して設けてもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、位相差板６の偏光制御領域６ａおよび６ｂをＣ方向（斜め方向）に延びる市松状（階段状）に配置した例を示したが、本発明はこれに限らず、位相差板６の偏光制御領域６ａおよび６ｂを所定の方向（図９のＢ方向）に延びるように配置してもよいし、市松状（階段状）以外の斜め方向に延びるように配置してもよい。なお、上記実施形態において、複数の観察者に立体画像を提供する場合には、位相差板６の偏光制御領域６ａおよび６ｂを市松状（階段状）ではない斜め方向に延びるように配置すればよい。
【００７３】
また、上記実施形態では、偏光制御液晶パネル７の電極７ｃを所定の方向に延びるように形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、偏光制御液晶パネル７の電極７ｃを、位相差板６の偏光制御領域６ａおよび６ｂのように、斜め方向に延びる市松状（階段状）に配置してもよい。
【００７４】
また、上記実施形態では、表示パネル３は、９０°ＴＮ方式を用い、表示パネル３を挟んで対向するように配置される偏光板４および５が、互いに直交する偏光軸を有する例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式およびＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）方式などの他の方式を用いてもよい。この場合、たとえば、ＶＡ方式を用いれば、表示パネル３を挟み込むように配置された偏光板４および５を、同じ偏光軸を有する偏光板により構成するとともに、表示パネル３、偏光板４および５の偏光軸に対応するように、画像表示装置により形成される画像に対応する光の偏光軸を設定すればよい。
【００７５】
また、上記実施形態では、偏光板４、５、７、位相差板６の偏光制御領域６ａ、６ｂおよび偏光制御液晶パネル７の偏光軸を、それぞれ、約１３５°、約４５°、約４５°、約７５°、約１５°、約１２０°に設定した例を示したが、本発明はこれに限らず、偏光板４、５、７、位相差板６の偏光制御領域６ａ、６ｂおよび偏光制御液晶パネル７の偏光軸を上記の値以外の値に設定してもよい。この場合、偏光軸を最適化することにより、表示パネルを横向きに配置した場合に、図１２に示した位相差板６の偏光制御領域６ｂを出射して、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ｄおよび偏光板８を透過する光の量を低減するのが好ましい。これにより、観察者の左目に入射する右目用画像の光の量を低減するとともに、観察者の右目に入射する左目用画像の光の量を低減することが可能になる。
【００７６】
また、上記実施形態では、偏光制御液晶パネル７を、表示パネル３の厚み方向の中央部から位相差板６の観察者１０側の表面までの距離（Ｗ１）と、表示パネル３の厚み方向の中央部から偏光制御液晶パネル７の観察者１０側の表面までの距離（Ｗ２）とが、表示パネル３のドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇの縦横比（約１：３）と同じ約１：３の比率になるように配置した例について示したが、本発明はこれに限らず、上記距離（Ｗ１）と距離（Ｗ２）とを表示パネル３のドット領域３ａ〜３ｃおよび３ｅ〜３ｇの縦横比とは異なる比率で配置してもよい。
【００７７】
また、上記実施形態では、表示パネルを縦向きおよび横向きに配置して観察者に立体画像を提供する例を示したが、上記実施形態の構成では、表示パネルを縦向きに配置した場合には、観察者の左目に右目用画像が入射するのをより抑制することができるとともに、観察者の右目に左目用画像が入射するのをより抑制することができる一方、表示パネルを横向きに配置した場合には、右目用画像の一部が観察者の左目に入射するとともに、左目用画像の一部が観察者の右目に入射するので、表示パネルを縦向きに配置するのを標準状態にして観察者に立体画像を提供するのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施形態による画像表示装置を示した分解斜視図である。
【図２】図１に示した本発明の一実施形態による表示パネルを縦向きに配置した場合の表示パネル、位相差板および偏光制御液晶パネルを示した図である。
【図３】図１に示した本発明の一実施形態による表示パネルを縦向きに配置した場合の立体画像表示時において観察者が表示パネルを見た状態を上方から示した図である。
【図４】図１に示した本発明の一実施形態による表示パネルを横向きに配置した場合の表示パネル、位相差板および偏光制御液晶パネルを示した図である。
【図５】図１に示した本発明の一実施形態による表示パネルを横向きに配置した場合の立体画像表示時において観察者が表示パネルを見た状態を図４の１００−１００線に沿って上方から示した図である。
【図６】図１に示した本発明の一実施形態による表示パネルを横向きに配置した場合の立体画像表示時において観察者が表示パネルを見た状態を図４の２００−２００線に沿って上方から示した図である。
【図７】図１に示した本発明の一実施形態による画像表示装置の表示パネルを縦向きに配置した場合の表示パネルの部分拡大図である。
【図８】図１に示した本発明の一実施形態による画像表示装置の表示パネルを横向きに配置した場合の表示パネルの部分拡大図である。
【図９】図１に示した本発明の一実施形態による画像表示装置の位相差板の部分拡大斜視図である。
【図１０】図１に示した本発明の一実施形態による偏光制御液晶パネルの部分拡大図である。
【図１１】図１に示した本発明の一実施形態による表示パネルの縦向き配置時における立体画像表示方法を説明するための図である。
【図１２】図１に示した本発明の一実施形態による表示パネルの横向き配置時における立体画像表示方法を説明するための図である。
【図１３】図１に示した本発明の一実施形態による表示パネルを縦向きに配置した場合の平面画像表示時において観察者が表示パネルを見た状態を上方から示した図である。
【図１４】図１に示した本発明の一実施形態による表示パネルの縦向き配置および横向き配置時における平面画像表示方法を説明するための図である。
【図１５】図１に示した本発明の一実施形態による表示パネルを横向きに配置した場合の平面画像表示時において観察者が表示パネルを見た状態を上方から示した図である。
【図１６】図１に示した本発明の比較例による一般的な位相差板を用いた画像表示装置を示した図である。
【図１７】従来の一例による立体画像表示装置の原理を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１  画像表示装置
２  バックライト（光源）
３  表示パネル（表示手段）
３ａ〜３ｃ、３ｅ〜３ｇ  ドット領域
４、５  偏光板（表示手段）
６  位相差板（第１偏光軸制御手段）
６ａ  偏光制御領域（第１偏光制御領域）
６ｂ  偏光制御領域（第２偏光制御領域）
７  偏光制御液晶パネル（第２偏光軸制御手段）
７ｃ  電極
７ｄ  偏光制御領域（第３偏光制御領域）
７ｅ  偏光制御領域（第４偏光制御領域）
８  偏光板（第２偏光軸制御手段）
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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