(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８ｂは、縦向き用液晶パネル８ａのガラス基板８ｃに一体的に設けられている。また、縦向き用液晶パネル８ａと位相差板８ｂと横向き用液晶パネル４とを設けるとともに、表示パネル５が縦向きに配置された状態で、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｆを透過した光により左目用画像Ｌ１を左目１０ａに入射し、右目用画像Ｒ１を右目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５が横向きに配置された状態で、横向き用液晶４の偏光制御領域４ｂを透過した光により左目用画像Ｌ２を左目１０ａに入射し、右目用画像Ｒ２を右目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２
2006337866.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パネルと、
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、
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第２偏光軸制御手段と、
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と前記第２の偏光軸を有する光とを、それぞれ、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制御する第３偏光軸制御手段とを備え、
前記第１偏光軸制御手段は、前記第３偏光軸制御手段に一体的に設けられており、
前記表示パネルが第１の方向に配置された状態で、前記第５の偏光軸を有する光および前記第６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、
前記表示パネルが前記第１の方向と交差する第２の方向に配置された状態で、前記第３の偏光軸を有する光および前記第４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、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】
前記第３偏光軸制御手段は、前記表示パネルが前記第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を前記第５の偏光軸を有する光に制御するとともに、前記第２の偏光軸を有する光を前記第６の偏光軸を有する光に制御する第１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を、偏光軸を制御せずに透過させる第２の状態とを切り換え可能な第１偏光制御液晶パネルを含み、
前記第１偏光軸制御手段は、前記第１偏光制御液晶パネル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１偏光制御液晶パネルは、透明基板を含み、
前記第１偏光軸制御手段は、前記第１偏光制御液晶パネルの透明基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】
前記第１偏光軸制御手段が一体的に設けられた前記第１偏光制御液晶パネルには、前記第５の偏光軸を有する光または前記第６の偏光軸を有する光を吸収する偏光板が設けられている、請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記第１偏光制御液晶パネルは、一対の透明基板を含み、
一方の前記透明基板には、前記第１偏光軸制御手段が一体的に設けられるとともに、他方の前記透明基板には、前記偏光板が配置されている、請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記表示パネルが前記第１の方向に配置された状態で、前記第１偏光軸制御手段が一体的に設けられた前記第３偏光軸制御手段により制御された前記第５の偏光軸を有する光および前記第６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、
前記表示パネルが前記第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第３の偏光軸を有する光および前記第４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する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記第３偏光軸制御手段に一体的に設けられた前記第１偏光軸制御手段は、光を前記第１の偏光軸を有する光に制御するための複数の第１偏光制御領域と、光を前記第２の偏光軸を有する光に制御するための複数の第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、前記表示パネルが前記第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１〜７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記表示パネルは、カラー表示するための複数のドット領域を含み、
前記第３偏光軸制御手段に一体的に設けられた前記第１偏光軸制御手段の前記第１偏光制御領域および前記第２偏光制御領域は、それぞれ、前記表示パネルの各々の前記ドット領域毎に配置されている、請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記第３偏光軸制御手段に一体的に設けられた前記第１偏光軸制御手段と、前記第２偏光軸制御手段とは、前記表示パネルを挟み込むように配置される、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】
前記第２偏光軸制御手段は、前記第３の偏光軸を有する光および前記第４の偏光軸を有する光の一方を前記観察者の目に向かって進行させる場合と、前記第３の偏光軸を有する光および前記第４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場合とに切り換え可能であるとともに、
前記第３偏光軸制御手段は、前記第５の偏光軸を有する光および前記第６の偏光軸を有する光の一方を前記観察者の目に向かって進行させる場合と、前記第５の偏光軸を有する光および前記第６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場合とに切り換え可能であり、
前記第２偏光軸制御手段が、前記第３の偏光軸を有する光および前記第４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とともに、前記第３偏光軸制御手段が、前記第５の偏光軸を有する光および前記第６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。
【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１８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１８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１８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１８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１８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１８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１８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、上記した従来の立体画像表示装置５００の場合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パネルと、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、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第２偏光軸制御手段と、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と第２の偏光軸を有する光とを、それぞれ、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制御する第３偏光軸制御手段とを備え、第１偏光軸制御手段は、第３偏光軸制御手段に一体的に設けられており、表示パネルが第１の方向に配置された状態で、第５の偏光軸を有する光および第６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、表示パネルが第１の方向と交差する第２の方向に配置された状態で、第３の偏光軸を有する光および第４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。
【００１４】
この一の局面による画像表示装置では、上記のように、第１偏光軸制御手段、第２偏光軸制御手段および第３偏光軸制御手段を設けるとともに、表示パネルが第１の方向に配置された状態で、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を、第３の偏光軸制御手段により第５の偏光軸を有する光および第６の偏光軸を有する光に制御して、その第５の偏光軸を有する光および第６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ことができる。また、表示パネルが第１の方向と交差する第２の方向に配置された状態で、第２偏光軸制御手段により分離された第３の偏光軸を有する光および第４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ことができる。これにより、表示パネルを第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偏光軸制御手段を第３偏光軸制御手段に一体的に設けることによって、第１偏光軸制御手段を第３偏光軸制御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、第３偏光軸制御手段は、表示パネルが第１の方向に配置された状態で、第１の偏光軸を有する光を第５の偏光軸を有する光に制御するとともに、第２の偏光軸を有する光を第６の偏光軸を有する光に制御する第１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を、偏光軸を制御せずに透過させる第２の状態とを切り換え可能な第１偏光制御液晶パネルを含み、第１偏光軸制御手段は、第１偏光制御液晶パネルに一体的に形成されている。このように構成すれば、第１偏光制御液晶パネルにより、表示パネルが第１の方向に配置されている場合および第２の方向に配置されている場合に応じて、上記第１の状態と第２の状態とを切り換えることができるので、容易に、表示パネルの配置状態に応じて偏光制御の有無を切り換えることができる。
【００１７】
上記第１偏光制御液晶パネルを備えた画像表示装置において、好ましくは、第１偏光制御液晶パネルは、透明基板を含み、第１偏光軸制御手段は、第１偏光制御液晶パネルの透明基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透明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。その結果、画像表示装置全体の厚みを小さくすることができる。
【００１８】
上記第１偏光制御液晶パネルを備えた画像表示装置において、好ましくは、第１偏光軸制御手段が一体的に設けられた第１偏光制御液晶パネルには、第５の偏光軸を有する光または第６の偏光軸を有する光を吸収する偏光板が設けられている。このように構成すれば、第５の偏光軸を有する光および第６の偏光軸を有する光の一方を観察者の左目および右目に入射させるとともに、第５の偏光軸を有する光および第６の偏光軸を有する光の他方を観察者の左目および右目に入射させずに吸収することができる。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。
【００１９】
この場合、好ましくは、第１偏光制御液晶パネルは、一対の透明基板を含み、一方の透明基板には、第１偏光軸制御手段が一体的に設けられるとともに、他方の透明基板には、偏光板が配置されている。このように構成すれば、偏光板が第１偏光制御液晶パネルに配置されている場合にも、容易に、第１偏光軸制御手段を第１偏光制御液晶パネルに一体的に形成することができる。
【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、表示パネルが第１の方向に配置された状態で、第１偏光軸制御手段が一体的に設けられた第３偏光軸制御手段により制御された第５の偏光軸を有する光および第６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３の偏光軸を有する光および第４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する。このように構成すれば、表示パネルを第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）に配置した場合に、容易に、観察者に立体画像を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、第３偏光軸制御手段に一体的に設けられた第１偏光軸制御手段は、光を第１の偏光軸を有する光に制御するための複数の第１偏光制御領域と、光を第２の偏光軸を有する光に制御するための複数の第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、表示パネルが第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を、第３偏光軸制御手段により第５の偏光軸を有する光および第６の偏光軸を有する光に制御して、その第５の偏光軸を有する光および第６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。これにより、表示パネル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ので、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。
【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、表示パネルは、カラー表示するための複数のドット領域を含み、第３偏光軸制御手段に一体的に設けられた第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、表示パネル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、表示パネル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。
【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３偏光軸制御手段に一体的に設けられた第１偏光軸制御手段と、第２偏光軸制御手段とは、表示パネルを挟み込むように配置される。このように構成すれば、たとえば、表示パネルと第１偏光軸制御手段との間に第２偏光軸制御手段を配置する場合に比べて、表示パネルと第１偏光軸制御手段との間隔を小さくすることができるので、表示パネルからの適視距離を小さくすることができる。これにより、本発明の画像表示装置を表示パネルが小さい携帯電話などに用いた場合に、表示パネルから観察者の目までの距離（適視距離）を小さくすることができるので、表示パネルの立体画像を見やすくすることができる。
【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、第２偏光軸制御手段は、第３の偏光軸を有する光および第４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場合と、第３の偏光軸を有する光および第４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場合とに切り換え可能であるとともに、第３偏光軸制御手段は、第５の偏光軸を有する光および第６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場合と、第５の偏光軸を有する光および第６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場合とに切り換え可能であり、第２偏光軸制御手段が、第３の偏光軸を有する光および第４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とともに、第３偏光軸制御手段が、第５の偏光軸を有する光および第６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３の偏光軸を有する光および第４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場合と、第３の偏光軸を有する光および第４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場合とに切り換えるとともに、第３偏光軸制御手段を、第５の偏光軸を有する光および第６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場合と、第５の偏光軸を有する光および第６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】
【００２５】
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。
【００２６】
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上方から示した図である。図４〜図７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７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。
【００２７】
本発明の一実施形態による画像表示装置１は、図１〜図３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る偏光板３と、偏光板３の光出射側に配置される横向き用の偏光制御液晶パネル４（以下、「横向き用液晶パネル４」という）と、横向き用液晶パネル４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５と、表示パネル５を挟み込むように配置される偏光板６および７と、偏光板７の光出射側に配置される縦向き用偏光制御部材８と、縦向き用偏光制御部材８の光出射側に配置される偏光板９とを備えている。なお、横向き用液晶パネル４は、本発明の「第２偏光軸制御手段」の一例である。
【００２８】
また、バックライト２は、偏光板３に光を照射する機能を有する。また、偏光板３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、偏光板の角度は、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５を縦向きに配置した状態における角度を示す。
【００２９】
横向き用液晶パネル４は、図４に示すように、偏光制御領域４ａおよび４ｂを有している。この偏光制御領域４ａおよび４ｂは、表示パネル５（図１参照）を横向きに配置した場合（図３および図４の場合）には、観察者１０（図３参照）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（Ａ方向）に延びるように配置されている。また、偏光制御領域４ａおよび４ｂには、それぞれ、Ａ方向に延びる電極４ｃが設けられている。これにより、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａおよび４ｂに位置する液晶に電極４ｃ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４ａおよび４ｂの偏光制御状態を容易に変化させることが可能となる。本実施形態では、横向き用液晶パネル４は、ＯＦＦ状態で、入射した光の偏光軸を変化させた状態で出射させるとともに、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。これにより、横向きに配置された場合のみ、横向き用液晶パネル４による偏光制御を行うようにすることが可能となる。また、偏光制御領域４ａおよび４ｂは、観察者１０側から見て水平方向（約０°）の偏光軸を有している。また、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａは、透過する光の偏光軸を横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａの水平方向（約０°）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、横向き用液晶パネル４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、横向き用液晶パネル４の水平方向（約０°）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、横向き用液晶パネル４の水平方向（約０°）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、縦向き用偏光制御部材８の縦向き用液晶パネル８ａおよび位相差板８ｂも同様の機能を有している。また、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａおよび４ｂは、電圧印加状態（ＯＮ状態）にすることにより水平方向（約０°）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とともに、電圧非印加状態（ＯＦＦ状態）にすることにより水平方向（約０°）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、表示パネル５（図１参照）を横向きに配置した場合（図３および図４の場合）には、偏光制御領域４ａは、電圧印加状態（ＯＮ状態）になるとともに、偏光制御領域４ｂは、電圧非印加状態（ＯＦＦ状態）になる。また、偏光板６は、図１に示すように、約１３５°の偏光軸を有するように設定されているので、約１３５°の偏光軸を有する光のみを透過する機能を有する。
【００３０】
表示パネル５は、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るとともに、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液晶パネルからなる。また、表示パネル５は、図５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５ａ〜５ｃからなる複数の画素領域５ｄ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５ｅ〜５ｇからなる複数の画素領域５ｈとを有している。
【００３１】
ここで、本実施形態では、表示パネル５を縦向きに配置した場合には、ドット領域５ａ〜５ｃおよび５ｅ〜５ｇに表示される左目用画像Ｌ１および右目用画像Ｒ１は、階段状の一例である千鳥格子状に配置されている。具体的には、図５に示した各ドット領域５ａ〜５ｃおよび５ｅ〜５ｇ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５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５のＣ方向）にＲＧＢのドット領域５ａ〜５ｃおよび５ｅ〜５ｇ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５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５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５を横向きに配置した場合には、図６に示すように、光の３原色（ＲＧＢ）に対応するドット領域５ａ〜５ｃおよび５ｅ〜５ｇは、それぞれ、観察者１０（図３参照）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。また、ドット領域５ａ〜５ｃおよび５ｅ〜５ｇの観察者１０（図３参照）の左目１０ａと右目１０ｂとを結んだ線分に沿った方向（横方向）（Ｂ方向）の長さは、横向き用液晶パネル４（図４参照）の偏光制御領域４ａおよび４ｂ（図４参照）の観察者１０の左目１０ａと右目１０ｂとを結んだ線分に沿った方向（縦方向）（Ｂ方向）の長さに対応するように設けられている。図６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５ａ〜５ｃおよび５ｅ〜５ｇが連続して延びるように表示される。また、図６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。また、左目用画像Ｌ２が表示される領域（ハッチング領域）は、図３に示すように、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ｂと観察者１０の左目１０ａとを結んだ線上に配置されるとともに、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａと観察者１０の右目１０ｂとを結んだ線上に配置される。また、右目用画像Ｒ２が表示される領域（非ハッチング領域）は、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａと観察者１０の左目１０ａとを結んだ線上に配置されるとともに、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ｂと観察者１０の右目１０ｂとを結んだ線上に配置される。
【００３３】
偏光板７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】
また、本実施形態では、図７に示すように、縦向き用偏光制御部材８は、縦向き用液晶パネル８ａおよび位相差板８ｂを有している。なお、縦向き用液晶パネル８ａは、本発明の「第３偏光軸制御手段」および「第１偏光制御液晶パネル」の一例であり、位相差板８ｂは、本発明の「第１偏光軸制御手段」の一例である。
【００３５】
また、本実施形態では、縦向き用液晶パネル８ａは、一対のガラス基板８ｃおよび８ｄを有している。なお、ガラス基板８ｃおよび８ｄは、本発明の「透明基板」の一例である。また、縦向き用液晶パネル８ａは、図１に示すように、約１６５°の偏光軸を有するように設定されており、透過する光の偏光軸を縦向き用液晶パネル８ａの約１６５°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、縦向き用液晶パネル８ａの液晶への電圧の印加状態を制御することによって、縦向き用液晶パネル８ａに入射する光の偏光制御状態を容易に変化させることが可能となる。本実施形態では、横向き用液晶パネル８ａは、ＯＦＦ状態で、入射した光の偏光軸を変化させた状態で出射させるとともに、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液晶パネルからなる。そして、縦向き用液晶パネル８ａは、ＯＮ状態にすることによって約１６５°の偏光軸を無効にする機能を有するとともに、ＯＦＦ状態にすることによって約１６５°の偏光軸を有効にする機能を有する。
【００３６】
ここで、本実施形態では、位相差板８ｂは、図１〜図３に示すように、縦向き用液晶パネル８ａの表示パネル５側に配置されるガラス基板８ｃに一体的に形成されている。また、位相差板８ｂは、図７に示すように、複数の偏光制御領域８ｅおよび８ｆを含んでいる。なお、偏光制御領域８ｅ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８ｆ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８ｅは、図２に示すように、表示パネル５が縦向きに配置された場合に、表示パネル５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５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８ｆは、表示パネル５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５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７に示すように、偏光制御領域８ｅおよび８ｆは、図５に示した縦向きに配置した状態の表示パネル５のドット領域５ａ〜５ｃおよび５ｅ〜５ｇ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５（図５参照）を縦向きに配置した場合には、表示パネル５のドット領域５ａ〜５ｃおよび５ｅ〜５ｇと同様、偏光制御領域８ｅおよび８ｆの長手方向が観察者１０（図２参照）の左目１０ａと右目１０ｂ（図２参照）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８ｂの偏光制御領域８ｅおよび８ｆは、平面画像および立体画像を提供するために最適に設定された偏光軸に対して、透過する光の偏光軸を線対称の偏光軸に変化させる機能を有している。
【００３７】
また、本実施形態では、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅおよび８ｆは、図７に示すように、表示パネル５の左目用画像Ｌ１および右目用画像Ｒ１の表示領域に対応するように、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。また、図７に示すように、偏光制御領域８ｅは、約７５°の偏光軸を有するように設定されているとともに、偏光制御領域８ｆは、約１５°の偏光軸を有するように設定されている。
【００３８】
また、本実施形態では、図１に示すように、偏光板９は、約１３５°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を吸収することが可能となる。なお、偏光板９は、入射する光の偏光軸と偏光板９の偏光軸との交差する角度をθ、光量（光の振幅）をＣとすると、入射する光を、約１３５°の偏光軸を有する光に変化させるとともに、Ｃ×（ｃｏｓθ）２の光量（光の振幅）を有する光に変化させて透過する機能を有する。
【００３９】
（縦向き配置時の立体画像表示モード）
図８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８において、破線は、偏光板３、６、７、１０、横向き用液晶パネル４、縦向き用液晶パネル８ａおよび位相差板８ｂ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２、図４および図８を参照して、本発明の一実施形態による表示パネル５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。
【００４０】
まず、バックライト２（図２参照）から照射された光は、図８に示すように、偏光板３により、約１３５°の偏光軸を有する光のみを透過する。そして、約１３５°の偏光軸を有する光が、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａおよび４ｂを透過する。この際、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａおよび４ｂは、電極４ｃ（図４参照）に電圧が印加されることにより、ＯＮ状態に制御されているので、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａおよび４ｂの偏光軸は無効になっている。これにより、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａおよび４ｂに入射した光は、偏光軸が変化されることなく透過する。その後、横向き用液晶パネル４を出射した光は、約１３５°の偏光軸を有する偏光板６を透過する。また、偏光板６を出射した光は、表示パネル５のドット領域５ａ〜５ｃおよび５ｅ〜５ｇに入射する。この場合、図４に示すように、ドット領域５ａ〜５ｃおよび５ｅ〜５ｇのうちのハッチング（斜線）領域には、左目用画像Ｌ１（図２参照）が表示されているとともに、ドット領域５ａ〜５ｃおよび５ｅ〜５ｇのうちの非ハッチング領域には、右目用画像Ｒ１（図２参照）が表示されている。また、表示パネル５に入射した光は、図８に示すように、表示パネル５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５を透過した光は、偏光軸が約４５°に変化された状態で出射される。そして、表示パネル５を出射した光は、約４５°の偏光軸を有する偏光板７を透過する。また、偏光板７を透過した光は、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅまたは８ｆに入射する。
【００４１】
また、本実施形態では、位相差板８ｂに入射する光は約４５°の偏光軸を有しているので、図８に示すように、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅに入射した光は、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅ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８ｅを出射した光は、約１０５°の偏光軸を有する。そして、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅを出射した光は、縦向き用液晶パネル８ａの約１６５°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、縦向き用液晶パネル８ａを出射した光は、約４５°の偏光軸を有する。その後、縦向き用液晶パネル８ａを出射した光は、約１３５°の偏光軸を有する偏光板９により遮光される。この場合、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅは、図２に示すように、表示パネル５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８ｂの偏光制御領域８ｅは、表示パネル５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。
【００４２】
一方、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｆに入射した光は、図８に示すように、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｆ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８ｆを出射した光は、約１６５°の偏光軸を有する。そして、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｆを出射した光は、縦向き用液晶パネル８ａの約１６５°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。この場合、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｆを出射した光の偏光軸の角度と縦向き用液晶パネル８ａの偏光軸の角度とが同じであるので、縦向き用液晶パネル８ａに入射した光は、偏光軸が約１６５°から変化されずに出射される。その後、縦向き用液晶パネル８ａを出射した光は、約１３５°の偏光軸に変化されるとともに、たとえば、光量（光の振幅）をＤとすると、Ｄ×（ｃｏｓθ１）２（θ１＝約１６５°−約１３５°＝約３０°）の光量（光の振幅）を有する光に変化された状態で偏光板９から出射される。この場合、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｆは、図２に示すように、表示パネル５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８ｂの偏光制御領域８ｆは、表示パネル５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。
【００４３】
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。
【００４４】
（横向き配置時の立体画像表示モード）
図９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３、図４および図９を参照して、本発明の一実施形態による表示パネル５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。
【００４５】
まず、バックライト２（図３参照）から照射された光は、図９に示すように、偏光板３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。そして、約１３５°の偏光軸を有する光が、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａおよび４ｂを透過する。
【００４６】
また、横向き配置の場合には、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａは、電極４ｃ（図４参照）に電圧を印加しないＯＦＦ状態に制御されているので、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａの水平方向（約０°）の偏光軸は有効になる。これにより、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａに入射した光は、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａの水平方向（約０°）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４ａを出射した光は、約４５°の偏光軸を有する。そして、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａを出射した光は、約１３５°の偏光軸を有する偏光板６により遮光される。この場合、図３に示すように、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａと左目１０ａとを結ぶ線上に、表示パネル５の右目用画像Ｒ２が表示される領域が配置されているので、右目用画像Ｒ２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、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａと右目１０ｂとを結ぶ線上に、表示パネル５の左目用画像Ｌ２が表示される領域が配置されているので、左目用画像Ｌ２が右目１０ｂに入射するのを抑制することが可能となる。
【００４７】
一方、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ｂは、横向き配置時には、電極４ｃ（図４参照）に電圧を印加するＯＮ状態に制御されているので、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ｂの偏光軸は無効になる。したがって、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ｂに入射した光は、図９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、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ｂから出射された光は、約１３５°の偏光軸を有する。
【００４８】
また、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ｂを出射した光は、約１３５°の偏光軸を有する偏光板６を透過する。また、偏光板６を出射した光は、表示パネル５のドット領域５ａ〜５ｃおよび５ｅ〜５ｇに入射する。また、表示パネル５に入射した光は、表示パネル５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５を透過した光は、偏光軸が約４５°に変化された状態で出射される。そして、表示パネル５を出射した光は、約４５°の偏光軸を有する偏光板７を透過する。また、偏光板７を透過した光は、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅまたは８ｆに入射する。
【００４９】
また、本実施形態では、位相差板８ｂに入射する光は約４５°の偏光軸を有しているので、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅに入射した光は、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅ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８ｅを出射した光は、約１０５°の偏光軸を有する。また、縦向き用液晶パネル８ａは、ＯＮ状態に制御されるので、縦向き用液晶パネル８ａの偏光軸は無効になる。これにより、縦向き用液晶パネル８ａに入射した光は、偏光軸が変化されることなく縦向き用液晶パネル８ａから出射される。すなわち、縦向き用液晶パネル８ａを出射した光は、約１０５°の偏光軸を有する。その後、縦向き用液晶パネル８ａを出射した光は、約１３５°の偏光軸に変化されるとともに、たとえば、光量（光の振幅）をＥとすると、Ｅ×（ｃｏｓθ２）２（θ２＝約１３５°−約１０５°＝約３０°）の光量（光の振幅）を有する光に変化された状態で偏光板９から出射される。このとき、図３に示すように、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ｂと左目１０ａとを結ぶ線上に、表示パネル５の左目用画像Ｌ２が表示される領域が配置されているので、左目用画像Ｌ２を左目１０ａに入射することが可能となる。また、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ｂと右目１０ｂとを結ぶ線上に、表示パネル５の右目用画像Ｒ２が表示される領域が配置されているので、右目用画像Ｒ２を右目１０ｂに入射することが可能となる。
【００５０】
一方、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｆに入射した光は、図９に示すように、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｆ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８ｆを出射した光は、約１６５°の偏光軸を有する。また、縦向き用液晶パネル８ａは、ＯＮ状態に制御されるので、縦向き用液晶パネル８ａの偏光軸は無効になる。これにより、縦向き用液晶パネル８ａを出射した光は、偏光軸が変化されることなく縦向き用液晶パネル８ａから出射される。すなわち、縦向き用液晶パネル８ａを出射した光は、約１６５°の偏光軸を有する。その後、縦向き用液晶パネル８ａを出射した光は、約１３５°の偏光軸に変化されるとともに、たとえば、光量（光の振幅）をＦとすると、Ｆ×（ｃｏｓθ３）２（θ３＝約１６５°−約１３５°＝約３０°）の光量（光の振幅）を有する光に変化された状態で偏光板９から出射される。このとき、図３に示すように、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ｂと左目１０ａとを結ぶ線上に、表示パネル５の左目用画像Ｌ２が表示される領域が配置されているので、左目用画像Ｌ２を左目１０ａに入射することが可能となる。また、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ｂと右目１０ｂとを結ぶ線上に、表示パネル５の右目用画像Ｒ２が表示される領域が配置されているので、右目用画像Ｒ２を右目１０ｂに入射することが可能となる。
【００５１】
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。
【００５２】
（縦向き配置時の平面画像表示モード）
図１０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４、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５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。
【００５３】
まず、バックライト２（図１０参照）から照射された光は、図１１に示すように、偏光板３により、約１３５°の偏光軸を有する光のみを透過する。そして、約１３５°の偏光軸を有する光が、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａおよび４ｂを透過する。この際、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａおよび４ｂは、電極４ｃ（図４参照）に電圧が印加されることにより、ＯＮ状態に制御されているので、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａおよび４ｂの偏光軸は無効になっている。これにより、図１１に示すように、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａおよび４ｂに入射した光は、偏光軸が変化されることなく透過する。その後、横向き用液晶パネル４を出射した光は、約１３５°の偏光軸を有する偏光板６を透過する。また、偏光板６を出射した光は、表示パネル５のドット領域５ａ〜５ｃおよび５ｅ〜５ｇに入射する。この場合、全てのドット領域５ａ〜５ｃおよび５ｅ〜５ｇ（図１０参照）には、平面画像Ｓ１（図１０参照）が表示されている。また、表示パネル５に入射した光は、表示パネル５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５を透過した光は、偏光軸が約４５°に変化された状態で出射される。そして、表示パネル５を出射した光は、約４５°の偏光軸を有する偏光板７を透過する。また、偏光板７を透過した光は、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅまたは８ｆに入射する。
【００５４】
また、本実施形態では、位相差板８ｂに入射する光は約４５°の偏光軸を有しているので、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅに入射した光は、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅ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８ｅを出射した光は、約１０５°の偏光軸を有する。また、縦向き用液晶パネル８ａは、ＯＮ状態に制御されるので、縦向き用液晶パネル８ａの偏光軸は無効になる。これにより、縦向き用液晶パネル８ａに入射した光は、偏光軸が変化されることなく縦向き用液晶パネル８ａから出射される。すなわち、縦向き用液晶パネル８ａを出射した光は、約１０５°の偏光軸を有する。その後、縦向き用液晶パネル８ａを出射した光は、約１３５°の偏光軸に変化されるとともに、たとえば、光量（光の振幅）をＨとすると、Ｈ×（ｃｏｓθ４）２（θ４＝約１３５°−約１０５°＝約３０°）の光量（光の振幅）を有する光に変化された状態で偏光板９から出射される。この偏光制御領域８ｅを介して偏光板９から出射された光により、偏光制御領域８ｅに対応する表示パネル５の平面画像Ｓ１が左目１０ａおよび右目１０ｂに入射される。
【００５５】
一方、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｆに入射した光は、図１１に示すように、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｆ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８ｆを出射した光は、約１６５°の偏光軸を有する。また、縦向き用液晶パネル８ａは、ＯＮ状態に制御されるので、縦向き用液晶パネル８ａの偏光軸は無効になる。これにより、縦向き用液晶パネル８ａを出射した光は、偏光軸が変化されることなく縦向き用液晶パネル８ａから出射される。すなわち、縦向き用液晶パネル８ａを出射した光は、約１６５°の偏光軸を有する。その後、縦向き用液晶パネル８ａを出射した光は、約１３５°の偏光軸に変化されるとともに、たとえば、光量（光の振幅）をＩとすると、Ｉ×（ｃｏｓθ５）２（θ５＝約１６５°−約１３５°＝約３０°）の光量（光の振幅）を有する光に変化された状態で偏光板９から出射される。この偏光制御領域８ｆを介して偏光板９から出射された光により、偏光制御領域８ｆに対応する表示パネル５の平面画像Ｓ１が左目１０ａおよび右目１０ｂに入射される。
【００５６】
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。
【００５７】
（横向き配置時の平面画像表示モード）
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４、図１１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５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。
【００５８】
まず、バックライト２（図１２参照）から照射された光は、図１１に示すように、偏光板３により、約１３５°の偏光軸を有する光のみを透過する。そして、約１３５°の偏光軸を有する光が、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａおよび４ｂを透過する。この際、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａおよび４ｂは、電極４ｃ（図４参照）に電圧が印加されることにより、ＯＮ状態に制御されているので、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａおよび４ｂの偏光軸は無効になっている。これにより、図１１に示すように、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａおよび４ｂに入射した光は、偏光軸が変化されることなく透過する。その後、横向き用液晶パネル４を出射した光は、約１３５°の偏光軸を有する偏光板６を透過する。また、偏光板６を出射した光は、表示パネル５のドット領域５ａ〜５ｃおよび５ｅ〜５ｇに入射する。この場合、全てのドット領域５ａ〜５ｃおよび５ｅ〜５ｇ（図１２参照）には、平面画像Ｓ２（図１２参照）が表示されている。また、表示パネル５に入射した光は、表示パネル５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５を透過した光は、偏光軸が約４５°に変化された状態で出射される。そして、表示パネル５を出射した光は、約４５°の偏光軸を有する偏光板７を透過する。また、偏光板７を透過した光は、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅまたは８ｆに入射する。
【００５９】
また、本実施形態では、位相差板８ｂに入射する光は約４５°の偏光軸を有しているので、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅに入射した光は、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅ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８ｅを出射した光は、約１０５°の偏光軸を有する。また、縦向き用液晶パネル８ａは、ＯＮ状態に制御されるので、縦向き用液晶パネル８ａの偏光軸は無効になる。これにより、縦向き用液晶パネル８ａに入射した光は、偏光軸が変化されることなく縦向き用液晶パネル８ａから出射される。すなわち、縦向き用液晶パネル８ａを出射した光は、約１０５°の偏光軸を有する。その後、縦向き用液晶パネル８ａを出射した光は、約１３５°の偏光軸に変化されるとともに、たとえば光量（光の振幅）をＨとすると、Ｈ×（ｃｏｓθ４）２（θ４＝約１３５°−約１０５°＝約３０°）の光量（光の振幅）を有する光に変化された状態で偏光板９から出射される。この偏光制御領域８ｅを介して偏光板９から出射された光により、偏光制御領域８ｅに対応する表示パネル５の平面画像Ｓ２が左目１０ａおよび右目１０ｂに入射される。
【００６０】
一方、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｆに入射した光は、図１１に示すように、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｆ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８ｆを出射した光は、約１６５°の偏光軸を有する。また、縦向き用液晶パネル８ａは、ＯＮ状態に制御されるので、縦向き用液晶パネル８ａの偏光軸は無効になる。これにより、縦向き用液晶パネル８ａを出射した光は、偏光軸が変化されることなく縦向き用液晶パネル８ａから出射される。すなわち、縦向き用液晶パネル８ａを出射した光は、約１６５°の偏光軸を有する。その後、縦向き用液晶パネル８ａを出射した光は、約１３５°の偏光軸に変化されるとともに、たとえば、光量（光の振幅）をＩとすると、Ｉ×（ｃｏｓθ５）２（θ５＝約１６５°−約１３５°＝約３０°）の光量（光の振幅）を有する光に変化された状態で偏光板９から出射される。この偏光制御領域８ｆを介して偏光板９から出射された光により、偏光制御領域８ｆに対応する表示パネル５の平面画像Ｓ２が左目１０ａおよび右目１０ｂに入射される。
【００６１】
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。
【００６２】
（本実施形態の効果）
本実施形態では、上記のように、縦向き用液晶パネル８ａおよび位相差板８ｂを含む縦向き用偏光制御部材８と、横向き用液晶パネル４とを設けるとともに、表示パネル５が縦向きに配置された状態で、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｆ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５が横向きに配置された状態で、横向き用液晶４の偏光制御領域４ｂ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５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。
【００６３】
また、本実施形態では、位相差板８ｂに、複数の偏光制御領域８ｅおよび８ｆを設けるとともに、複数の偏光制御領域８ｅおよび８ｆを、表示パネル５が縦向きに配置された状態で、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）に配置することによって、Ｃ方向（斜め方向）に延びる市松状（階段状）に配置された複数の偏光制御領域８ｅおよび８ｆにより、偏光制御領域８ｆ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５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。
【００６４】
また、本実施形態では、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅおよび８ｆを、それぞれ、表示パネル５の各々のドット領域５ａ〜５ｃおよび５ｅ〜５ｇ毎に配置することによって、ドット領域５ａ〜５ｃおよび５ｅ〜５ｇ毎に設けられた偏光制御領域８ｅおよび８ｆにより、表示パネル５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。
【００６５】
また、本実施形態では、位相差板８ｂおよび横向き用液晶パネル４を、表示パネル５を挟み込むように配置することによって、表示パネル５と位相差板８ｂとの間隔Ｗ１（図１３参照）を、たとえば、図１４に示すように、表示パネル５および位相差板８ｂを横向き用液晶パネル４を挟み込むように配置する場合の表示パネル５と位相差板８ｂとの間隔Ｗ２に比べて小さくすることができるので、表示パネル５からの適視距離Ｗ３（図１３参照）を、表示パネル５および位相差板８ｂを横向き用液晶パネル４を挟み込むように配置する場合の表示パネル５からの適視距離Ｗ４（図１４参照）に比べて小さくすることができる。これにより、たとえば、画像表示装置１を表示パネル５が小さい携帯電話などに用いた場合に、表示パネル５から左目１０ａおよび右目１０ｂまでの距離を小さくすることができるので、表示パネル５の立体画像を見やすくすることができる。
【００６６】
また、本実施形態では、上記のように、位相差板８ｂを縦向き用液晶パネル８ａのガラス基板８ｃ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１５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１５に示すように、偏光板７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の光出射側には、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縦向き用液晶パネル１０８および偏光板９が配置されている。これに対して、図２に示した本実施形態の画像表示装置１では、位相差板８ｂを縦向き用液晶パネル８ａのガラス基板８ｃに一体的に設けることによって、図１５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。
【００６７】
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。
【００６８】
たとえば、上記実施形態では、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅおよび８ｆをドット領域毎に対応して設けるとともに、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａおよび４ｂの幅をドット領域の幅に対応して設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅおよび８ｆを、たとえば、画素領域毎に対応して設けてもよいし、横向き用液晶パネル４の偏光制御領域４ａおよび４ｂを複数のドット領域の幅に対応して設けてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅおよび８ｆを、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）に配置した例を示したが、本発明はこれに限らず、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅおよび８ｆを所定の方向（図７のＢ方向）に延びるように配置してもよい。
【００７０】
また、上記実施形態では、表示パネルのドット領域を縦方向および横方向に直線的に配置した例を示したが、本発明はこれに限らず、図１６に示した本発明の一実施形態の変形例のように、表示パネル１５のドット領域１５ａ〜１５ｃを横方向に直線状に配置するとともに、ドット領域１５ｄ〜１５ｆを横方向に直線状に配置し、ドット領域１５ａ〜１５ｃと、ドット領域１５ｄ〜１５ｆとを縦方向に、それぞれ、ジグザグに配置してもよい。この場合、図１７に示すように、位相差板１８ｂの偏光制御領域１８ｅおよび１８ｆを表示パネル１５のドット領域１５ａ〜１５ｆに対応するように配置すればよい。たとえば、縦向きの配置状態で、立体画像を表示する場合には、図１６のハッチング（斜線）領域に左目用画像Ｌ３を表示し、図１６の非ハッチング領域に右目用画像Ｒ３を表示すればよい。この場合、図１７の偏光制御領域１８ｅおよび１８ｆは、それぞれ、図１６の左目用画像Ｌ３および右目用画像Ｒ３に対応するように配置すればよい。
【００７１】
また、上記実施形態では、表示パネル５は、９０°ＴＮ方式を用い、表示パネル５を挟んで対向するように配置される偏光板６および７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５を挟み込むように配置された偏光板６および７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５、偏光板６および７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。
【００７２】
また、上記実施形態では、横向き用液晶パネル４および縦向き用液晶パネル８ａは、ＯＦＦ状態で、入射した光の偏光軸を変化させた状態で出射させるとともに、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方式を用いる例について示したが、本発明はこれに限らず、上記したＶＡ方式およびＥＣＢ方式などの他の方式を用いてもよい。
【００７３】
また、上記実施形態では、バックライト（光源）からの光が照射される液晶表示パネルからなる表示パネルを用いることにより観察者に立体画像を提供する例について説明したが、本発明はこれに限らず、有機ＥＬやＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）などの自発光タイプの表示パネルを有する画像表示装置にも適用可能である。
【００７４】
また、上記実施形態では、偏光板３、６、７、９、横向き用液晶パネル４、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅ、８ｆおよび縦向き用液晶パネル８ａの偏光軸を、それぞれ、約１３５°、約１３５°、約４５°、約１３５°、水平方向（約０°）、約７５°、約１５°、約１６５°に設定した例を示したが、本発明はこれに限らず、偏光板３、６、７、９、横向き用液晶パネル４、位相差板８ｂの偏光制御領域８ｅ、８ｆおよび縦向き用液晶パネル８ａの偏光軸を上記の値以外の値に設定してもよい。
【００７５】
また、上記実施形態では、縦向き用液晶パネル８ａの透明基板の一例としてガラス基板８ｃに位相差板８ｂを一体的に形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、縦向き用液晶パネル８ａの透明基板としてガラス基板以外のたとえばプラスチック基板などの透明基板を用いるとともに、その透明基板に位相差板８ｂを一体的に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【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横向き用液晶パネルの部分拡大図である。
【図５】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６】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位相差板の部分拡大斜視図である。
【図８】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９】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１０】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１２】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１３】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効果を説明するための図である。
【図１４】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効果を説明するための図である。
【図１５】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１６】図１に示した本発明の一実施形態の変形例による画像表示装置の表示パネルを示した図である。
【図１７】図１に示した本発明の一実施形態の変形例による画像表示装置の位相差板を示した図である。
【図１８】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】
【００７７】
１  画像表示装置
２  バックライト（光源）
４  横向き用液晶パネル（第２偏光軸制御手段）
５  表示パネル
５ａ〜５ｃ、５ｅ〜５ｇ  ドット領域
８ａ  縦向き用液晶パネル（第３偏光軸制御手段、第１偏光制御液晶パネル）
８ｂ  位相差板（第１偏光軸制御手段）
８ｃ、８ｄ  ガラス基板（透明基板）
８ｅ  偏光制御領域（第１偏光制御領域）
８ｆ  偏光制御領域（第２偏光制御領域）
９  偏光板
【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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【図１８】
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