(57)【要約】【課題】微細位相差板と液晶表示パネルとの相互位置を正確に合わせる必要がない画像表示装置を提供する。【解決手段】画像を表示する第１液晶表示パネル４と、特定の偏光の光と前記特定の偏光と直交する偏光の光とを液晶表示パネルに照射する光源１と、光源１と第１液晶表示パネル４との間に配置されて特定の偏光の光を透過する第１偏光板３と、光源１から照射された光の偏光軸を回転させることにより照射された光を前記第１偏光板を透過させるとともに、光源１から照射された光の偏光軸を回転させないことにより光源１から照射された光を第１偏光板３を透過させて、光源を選択する第２の液晶表示パネルと、を備える。【選択図】  図１
2004205956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する第１の液晶表示パネルと、
特定の偏光の光を前記第１の液晶表示パネルに照射する第１の光源と、
前記特定の偏光と直交する偏光の光を前記第１の液晶表示パネルに照射する第２の光源と、
前記第１の光源及び第２の光源と前記第１の液晶表示パネルとの間に配置されて特定の偏光の光を透過する第１偏光板と、
前記第１の光源及び第２の光源から照射された光の偏光軸を回転させることにより前記第２の光源から照射された光を前記第１偏光板を透過させるとともに、前記第１の光源及び第２の光源から照射された光の偏光軸を回転させないことにより前記第１の光源から照射された光を前記第１偏光板を透過させて、前記第１偏光板を透過する光源を選択する第２の液晶表示パネルと、を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記第２の液晶表示パネルは、液晶分子がツイスト配列することによって前記第２の光源から照射された光が前記第１偏光板を透過するように前記第１の光源及び第２の光源から照射された光の偏光軸を回転させる前記第１領域を構成し、液晶分子が垂直配列することによって前記第１の光源から照射された光が前記第１偏光板を透過するように前記第１の光源及び第２の光源から照射された光の偏光軸を回転させない前記第２領域を構成することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記第２の液晶表示パネルは、電圧の引加が停止しても偏光特性が維持されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記第２の液晶表示パネルは、強誘電性液晶表示パネルであることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記第２の液晶表示パネルは、電圧の印加が停止されることによって偏光特性が崩れることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記第１の液晶表示パネルの観察者側に、前記第１偏光板と透過する光の偏光軸が９０度ずれた偏光軸の光を透過する第２偏光板を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記光源は、偏光が特定されない光を放射する発光素子と、前記発光素子が放射した光を偏光が揃った状態で出力する偏光フィルタと、異なる偏光の光を左右各々の目に到達する方向に屈折させる光学手段と、を含んで構成されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の画像表示装置。
【請求項８】
光源と、
画像表示をする第１の液晶表示パネルと、
前記第１の液晶表示パネルを透過した特定の偏光の光の偏光軸を回転させることによって、又は、前記特定の偏光の光の偏光軸を回転させないことによって前記第１の液晶表示パネルを透過する光の偏光を切替可能な第２の液晶表示パネルと、を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
画像表示をする第１の液晶表示パネルと、前記第１の液晶表示パネルを透過した特定の偏光の光の偏光軸を回転させることによって、又は、前記特定の偏光の光の偏光軸を回転させないことによって前記第１の液晶表示パネルを透過する光の偏光を切替可能な第２の液晶表示パネルとを備える画像表示装置の製造方法であって、
前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとを重ね合わせる工程と、
前記重ね合わされた前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとの位置関係を検出する検出工程と、
前記第１の液晶表示パネルに表示された画像を前記第２の液晶表示パネルを透過して見たときの、該画像が適正なものであるか否かを判定する画像判定工程と、
前記画像判定工程によって、前記画像が適正なものでないと判定されたときに、前記第２の液晶表示パネルに印加する信号を変更する位相差変更工程と、を備え、
前記第２の液晶表示パネルの特性の設定することを特徴とする、画像表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は画像表示装置に関し、特に、観察者が特別なメガネをかけることなく立体視することができる三次元画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来三次元画像表示装置は、光源の前面左右に偏光方向が直交する右眼用偏光フィルタ部と左眼用偏光フィルタ部とを配置し、この各フィルタ部を通過した各光をフレネルレンズで平行光として液晶表示素子に照射し、この液晶表示素子の両面の偏光フィルタのそれぞれを、１水平ライン毎に互いに直交する直線偏光フィルタライン部を交互に配置し、且つ、光源側と観察側の対向する直線偏光フィルタライン部を直交する偏光方向とし、液晶表示素子の液晶表示パネルには２枚の偏光フィルタの透光ラインに合わせて１水平ライン毎に右眼用と左眼用の映像情報を交互に表示する構成であった。また、光源側の偏光フィルタを１水平ライン毎に互いに直交する直線偏光フィルタライン部を交互に配置し、観察側の偏光フィルタを光源側の偏光フィルタの一方の直線偏光フィルタライン部を有する直線偏光フィルタとし、液晶表示素子の液晶表示パネルには光源側の偏光フィルタの透光ラインに合わせて１水平ライン毎に右眼用と左眼用の映像情報を交互に表示する構成であった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
右目用画像及び左目用画像を表示する画像表示装置と、アクティブバリアストライプを発生するバリア発生装置とを備える３次元画像表示装置において、画像表示用液晶パネル上に、バリア発生素子を設け、バリア発生素子のバリア層を、熱により光透過状態と光不透過状態とが可逆的に変化する有機化合物やコレステリック液晶材料などを用いて形成して、３次元画像を観察することができる適視距離を短くし、より立体視を容易にすることも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−６３１９９号公報
【特許文献２】
特開平８−１０６０７０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の画像表示装置では、左眼画像となるか右眼画像となるかは、直線偏光フィルタライン部と液晶表示パネルとの位置関係で定まる。すなわち、左目に光を到達させる直線偏光フィルタライン部を、液晶表示パネルの左眼画像が表示されている水平ラインと重ね、右目に光を到達させる直線偏光フィルタライン部を、液晶表示パネルの右眼画像が表示されている水平ラインと重ねる必要がある。この位置がずれると、左眼画像と右眼画像とが逆になり、左右眼視差が逆方向に生じ、画像の飛び出しと引っ込みが逆転してしまう。このため、製造工程において、直線偏光フィルタライン部と液晶表示パネルとの相互位置を正確に合わせて、画像表示装置を組み立てる必要があった。
【０００６】
本発明は、観察者が特別なメガネをかけることなく立体視をすることができる三次元画像表示装置において、直線偏光フィルタライン部と液晶表示パネルとの相互位置を正確に合わせる必要がなく、組立工程を簡素化することができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、画像を表示する第１の液晶表示パネルと、特定の偏光の光を前記第１の液晶表示パネルに照射する第１の光源と、前記特定の偏光と直交する偏光の光を前記第１の液晶表示パネルに照射する第２の光源と、前記第１の光源及び第２の光源と前記第１の液晶表示パネルとの間に配置されて特定の偏光の光を透過する第１偏光板と、前記第１の光源及び第２の光源から照射された光の偏光軸を回転させることにより前記第２の光源から照射された光を前記第１偏光板を透過させるとともに、前記第１の光源及び第２の光源から照射された光の偏光軸を回転させないことにより前記第１の光源から照射された光を前記第１偏光板を透過させて、前記第１偏光板を透過する光源を選択する第２の液晶表示パネルと、を備える。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前記第２の液晶表示パネルは、液晶分子がツイスト配列することによって前記第２の光源から照射された光が前記第１偏光板を透過するように前記第１の光源及び第２の光源から照射された光の偏光軸を回転させる前記第１領域を構成し、液晶分子が垂直配列することによって前記第１の光源から照射された光が前記第１偏光板を透過するように前記第１の光源及び第２の光源から照射された光の偏光軸を回転させない前記第２領域を構成することを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記第２の液晶表示パネルは、電圧の引加が停止しても偏光特性が維持されることを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、第３の発明において、前記第２の液晶表示パネルは、強誘電性液晶表示パネルであることを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、第１又は第２の発明において、前記第２の液晶表示パネルは、電圧の印加が停止されることによって偏光特性が崩れることを特徴とする。
【００１２】
第６の発明は、第１から第５の発明において、前記第１の液晶表示パネルの観察者側に、前記第１偏光板と透過する光の偏光軸が９０度ずれた偏光軸の光を透過する第２偏光板を備えたことを特徴とする。
【００１３】
第７の発明は、第１から第６の発明において、前記光源は、偏光が特定されない光を放射する発光素子と、前記発光素子が放射した光を偏光が揃った状態で出力する偏光フィルタと、異なる偏光の光を左右各々の目に到達する方向に屈折させる光学手段と、を含んで構成されることを特徴とする。
【００１４】
第８の発明では、光源と、画像表示をする第１の液晶表示パネルと、前記第１の液晶表示パネルを透過した特定の偏光の光の偏光軸を回転させることにより、又は、前記特定の偏光の光の偏光軸を回転させないことにより前記第１の液晶表示パネルを透過する光の偏光を切替可能な第２の液晶表示パネルと、を備える。
【００１５】
第９の発明では、画像表示をする第１の液晶表示パネルと、前記第１の液晶表示パネルを透過した特定の偏光の光の偏光軸を回転させることによって、又は、前記特定の偏光の光の偏光軸を回転させないことによって前記第１の液晶表示パネルを透過する光の偏光を切替可能な第２の液晶表示パネルとを備える画像表示装置の製造方法であって、前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとを重ね合わせる工程と、前記重ね合わされた前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとの位置関係を検出する検出工程と、前記第１の液晶表示パネルに表示された画像を前記第２の液晶表示パネルを透過して見たときの、該画像が適正なものであるか否かを判定する画像判定工程と、前記画像判定工程によって、前記画像が適正なものでないと判定されたときに、前記第２の液晶表示パネルに印加する信号を変更する位相差変更工程と、を備え、前記第２の液晶表示パネルの特性の設定することを特徴とする。
【００１６】
【発明の作用および効果】
第１の発明では、画像を表示する第１の液晶表示パネルと、特定の偏光の光を前記第１の液晶表示パネルに照射する第１の光源と、前記特定の偏光と直交する偏光の光を前記第１の液晶表示パネルに照射する第２の光源と、前記第１の光源及び第２の光源と前記第１の液晶表示パネルとの間に配置されて特定の偏光の光を透過する第１偏光板と、前記第１の光源及び第２の光源から照射された光の偏光軸を回転させることにより前記第２の光源から照射された光を前記第１偏光板を透過させるとともに、前記第１の光源及び第２の光源から照射された光の偏光軸を回転させないことにより前記第１の光源から照射された光を前記第１偏光板を透過させて、前記第１偏光板を透過する光源を選択する第２の液晶表示パネルと、を備えるので、画像表示装置の組み立て後であっても、第２の液晶パネルによって、透過光の光源を選択することができる。また、透過光の光源が固定された従来の微細位相差板と比べ、組み立て後に特性を設定することができる第２液晶表示パネルを微細位相差板として用いることで、光源の選択の自由度が大きくなる。また、画像表示装置の組み立て後であっても、光源を選択することができるので、第１の液晶表示パネルと第２の液晶表示パネルとの位置関係を厳密に定めなくても、第２の液晶表示パネルの特性の設定によって位置ずれを補正することができ、第２の液晶表示パネルの貼付工程を簡素化することができる。
【００１７】
第２の発明では、前記第２の液晶表示パネルは、液晶分子がツイスト配列することによって前記第２の光源から照射された光が前記第１偏光板を透過するように前記第１の光源及び第２の光源から照射された光の偏光軸を回転させる前記第１領域を構成し、液晶分子が垂直配列することによって前記第１の光源から照射された光が前記第１偏光板を透過するように前記第１の光源及び第２の光源から照射された光の偏光軸を回転させない前記第２領域を構成するので、画像表示装置の組み立て後に透過光の光源を選択することができ、第２の液晶表示パネルの貼付工程を簡素化することができる。
【００１８】
第３の発明では、前記第２の液晶表示パネルは、電圧の引加が停止しても偏光特性が維持されるので、第２の液晶表示パネルの偏光特性を製造工程にて設定すれば、画像表示装置の動作中は第２の液晶表示パネルの偏光特性が維持されるため、第２液晶表示パネルを制御、駆動するための回路を簡素化することができる。
【００１９】
第４の発明では、前記第２の液晶表示パネルは、強誘電性液晶表示パネルで構成したので、第２液晶表示パネルを制御、駆動するための回路を簡素化することができる。
【００２０】
第５の発明では、前記第２の液晶表示パネルは、電圧の印加が停止されることによって偏光特性が崩れるので、電圧の引加中しか動作しない画像表示装置とすることができ、例えば、一次電池によって電圧を引加することで、画像表示装置を一定期間だけ動作させることができる。また、二次電池によって電圧を引加することで、画像表示装置を分解して再利用することを制限することができる。
【００２１】
第６の発明では、前記第１の液晶表示パネルの観察者側に、前記第１偏光板と透過する光の偏光軸が９０度ずれた偏光軸の光を透過する第２偏光板を備えたので、画像表示装置の組み立て後に透過光の光源を選択することができ、第２の液晶表示パネルの貼付工程を簡素化することができる。
【００２２】
第７の発明では、前記光源は、偏光が特定されない光を放射する発光素子と、前記発光素子が放射した光を偏光が揃った状態で出力する偏光フィルタと、異なる偏光の光を左右各々の目に到達する方向に屈折させる光学手段と、を含んで構成されるので、画像表示装置の組み立て後に透過光の光源を選択することができ、第２の液晶表示パネルの貼付工程を簡素化することができる。
【００２３】
第８の発明では、光源と、画像表示をする第１の液晶表示パネルと、前記第１の液晶表示パネルを透過した特定の偏光の光の偏光軸を回転させることにより、又は、前記特定の偏光の光の偏光軸を回転させないことにより前記第１の液晶表示パネルを透過する光の偏光を切替可能な第２の液晶表示パネルと、を備えるので、画像表示装置の組み立て後に透過光の光源を選択することができ、第２の液晶表示パネルの貼付工程を簡素化することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態の画像表示装置の構成を示す説明図である。
【００２６】
光源１は、発光素子１０、偏光フィルタ１１及びフレネルレンズ１２によって構成されている。発光素子１０には白色発光ダイオード等の点状の発光源を横に並べて用いたり、冷陰極管等の線状の発光源を水平に配置して構成されており、偏光の特定されない（様々な偏光の光を含む）光を放射している。偏光フィルタ１１は右側領域１１ａと左側領域１１ｂとで透過する光の偏光が異なる（例えば、右側領域１１ａと左側領域１１ｂとで透過する光の偏光を９０度ずらす）ように設定されている。すなわち、光源１は、特定の偏光の光を液晶表示パネルに照射する第１の光源（発光素子１０、偏光フィルタの右側領域１１ａ）と、前記特定の偏光と直交する偏光の光を液晶表示パネルに照射する第２の光源とが一体となって構成されたものである。フレネルレンズ１２は一側面に同心円上の凹凸を有するレンズ面を有している。
【００２７】
発光素子１０から放射された光は、一定の偏光の光のみが偏光フィルタ１１を透過する。すなわち、発光素子１０から放射された光のうち、偏光フィルタ１１の右側領域１１ａを通過した光と、左側領域１１ｂを通過した光とが異なる偏光の光としてフレネルレンズ１２に照射される。後述するように、偏光フィルタ１１の右側領域１１ａを通過した光は観察者の左目に到達し、左側領域１１ｂを通過した光は観察者の右目に到達するようになっている。
【００２８】
なお、発光素子と偏光フィルタを用いなくても、異なる偏光の光を異なる位置から照射するように構成すればよく、例えば、異なる偏光の光を発生する二つの光源を設けて、異なる偏光の光を異なる位置から第２液晶表示パネル２に照射するように構成してもよい。
【００２９】
偏光フィルタ１１を透過した光はフレネルレンズ１２に照射される。フレネルレンズ１２は凸レンズであり、フレネルレンズ１２では発光素子１０から拡散するように放射された光の光路を屈折して略平行光として第２液晶表示パネル２を透過させて、偏光フィルタ１１を透過した光を第１液晶表示パネル４に照射する。
【００３０】
このとき、微細位相差板２から照射される光は、上下方向に広がることがないように出射され、第１液晶表示パネル４に照射される。すなわち、第２液晶表示パネル２の特定の領域（水平ライン）を透過した光が、第１液晶表示パネル４の特定の表示単位の部分（水平ライン）を透過するようになっている。
【００３１】
また、第１液晶表示パネル４に照射される光のうち、偏光フィルタ１１の右側領域１１ａを通過した光と左側領域１１ｂを通過した光とは、異なる角度でフレネルレンズ１２に入射し、フレネルレンズ１２で屈折して左右異なる経路で第１液晶表示パネル４から放射される。
【００３２】
第２液晶表示パネル２は、２枚の透明板（例えば、ガラス板）の間に所定の角度（例えば、９０度）捩れてツイスト配向された液晶が配置されており、例えば、ＴＦＴ型の液晶表示パネルを構成している。第２液晶表示パネル２に入射した光は、液晶に電圧が加わっていない状態では、入射光の偏光が９０度ずらして出射される。一方、液晶に電圧が加わっている状態では、液晶のねじれが解けるので、入射光はそのままの偏光で出射される。また、第２液晶表示パネル２と三次元画像が表示される第１液晶表示パネル４とは、垂直方向の画素ピッチ（水平ラインピッチ）が等しく構成されている。すなわち、この第２液晶表示パネル２の偏光特性の繰り返しは、第１液晶表示パネル４の表示単位と略同一のピッチとして、表示単位毎（すなわち、表示単位の横方向の水平ライン毎）に透過する光の偏光が異なるようにする。
【００３３】
第２液晶表示パネル２は、透過する光の位相を変える領域が、第１液晶表示パネル４の画素の垂直方向の配置間隔と略等しい微細な間隔で繰り返して配置されることになる。すなわち、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の画素ピッチと、第１液晶表示パネル４の画素ピッチとは垂直方向においては等しいので、第１液晶表示パネル４の垂直方向の画素ピッチ毎に第２液晶表示パネル２は偏光特性を変える。
【００３４】
具体的には、第２液晶表示パネル２のある領域の電極に電圧を印加して液晶表示パネルの厚み方向に液晶分子を配向させる。このように電圧を印加した領域では、第２液晶表示パネル２を透過する光の偏光軸は変化しない。一方、第２液晶表示パネル２は、電極に電圧を印加していない状態では、両面のガラス板に設けられた配向膜の特性に応じて液晶分子が配向しているので、第２液晶表示パネル２を透過する光は、その偏光軸を９０度回転させられて透過する。この透過光の位相を変え、偏光軸を回転させる領域２１と、透過光の位相を変えず、偏光軸を回転させないで透過する領域２２とが、第１液晶表示パネルの水平ラインピッチに等しい微細な間隔で繰り返して設けられている。
【００３５】
このように第２液晶表示パネル２は、特定の領域に電圧を印加することによって透過光の偏光軸を回転させる領域と、透過光の偏光軸を回転させない領域とを作り出し、透過光の偏光軸を回転させ、位相を変化させる微細位相差板として機能している。
【００３６】
入射光の偏光軸を回転させる領域２１は、右側領域１１ａを透過した光の偏光軸を９０度回転させて出射する。すなわち、右側領域１１ａを透過した光の偏光軸を９０度回転させて、左側領域１１ｂを透過する光の偏光と等しくする。また、領域２２は左側領域１１ｂを通過した、偏光板３と同一の偏光を有する光をそのまま透過し、領域２１は右側領域１１ａを通過した、偏光板３と偏光軸が直交した光を、偏光板３の偏光軸と等しくなるように回転させて出射する。
【００３７】
つまり、第２液晶表示パネル２の偏光特性の繰り返しは、液晶表示パネル４の表示単位と略同一のピッチとして、第１液晶表示パネル４の表示単位の水平ライン（走査線）毎に対応する微細位相差板の偏光特性が異なるようになって、水平ライン毎に異なる方向から放射される光が透過して、水平ライン毎に出射する光の方向が異なる。
【００３８】
または、第２液晶表示パネル２の偏光特性の繰り返しは、第１液晶表示パネル４の表示単位のピッチの整数倍のピッチとして、第２液晶表示パネル２の偏光特性が複数の表示単位毎（すなわち、複数の表示単位の水平ライン毎）に変わるようにして、複数の表示単位毎に透過する光の偏光が異なるように設定してもよい（例えば、図１３）。このようにすると、第１液晶表示パネル４の表示単位の水平ライン（走査線）の複数本毎に微細位相差板の偏光特性が異なって、水平ラインの複数本毎に出射する光の方向が異なる。
【００３９】
そして、第２液晶表示パネル２を透過した光は偏光板３に入射するので、偏光板３が透過可能な偏光軸を有する光のみが第１液晶表示パネル４に到達可能である。
【００４０】
第２液晶表示パネル２の観察者側（第１液晶表示パネル４の光源側）には、第２液晶表示パネル２を透過した光のうち特定の偏光（偏光フィルタ１１の左側領域１１ｂを透過した光と同一の偏光）の光を透過する偏光特性を有する第１偏光板３が備わっている。
【００４１】
この第１偏光板３と第２液晶表示パネル２との組み合わせによって、偏光フィルタ１１の左側領域１１ｂを透過した光は、第２液晶表示パネル２の偏光軸を回転させないで光を透過する領域２２をそのまま透過し、第２液晶表示パネル２と第１液晶表示パネル４との間に設けられた第１偏光板３を透過して、第１液晶表示パネル４に到達する。また、偏光フィルタ１１の左側領域１１ｂを透過した光は、第２液晶表示パネル２の偏光軸を回転させて光を透過する領域２１を透過する際に、その偏光軸を９０度回転させられるので、第２液晶表示パネル２と第１液晶表示パネル４との間に設けられた第１偏光板３を透過せず、第１液晶表示パネル４に到達しない。
【００４２】
一方、偏光フィルタ１１の右側領域１１ａを透過した光は、第２液晶表示パネル２の偏光軸を回転させて光を透過する領域２１を透過する際に、その偏光軸を９０度回転させられて、左側領域１１ｂを透過した光の偏光軸と等しい偏光を有するようになり、第２液晶表示パネル２と第１液晶表示パネル４との間に設けられた第１偏光板３を透過して、第１液晶表示パネル４に到達する。また、偏光フィルタ１１の右側領域１１ａを透過した光は、第２液晶表示パネル２の偏光軸を回転させないで光を透過する領域２２をそのまま透過する。この偏光フィルタ１１の右側領域１１ａを透過した光の偏光軸と、第２液晶表示パネル２と第１液晶表示パネル４との間に設けられた第１偏光板３の偏光軸とは９０度異なっているので、偏光フィルタ１１の右側領域１１ａ、第２液晶表示パネル２の領域２２を透過した光は、第２液晶表示パネル２と第１液晶表示パネル４との間に設けられた第１偏光板３を透過せず、第１液晶表示パネル４に到達しない。
【００４３】
すなわち、偏光フィルタ１１の右側領域１１ａを透過した光は第２液晶表示パネルの領域２１を透過して、偏光フィルタ１１の左側領域１１ｂを透過した光は第２液晶表示パネルの領域２２を透過して、第１液晶表示パネル４の表示ライン毎に、異なる経路から到来した光が、異なる方向に出射されるように第１液晶表示パネル４を透過することになる。
【００４４】
このように、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の偏光特性の繰り返し毎に異なる光を第１液晶表示パネル４の表示素子（水平ライン）に照射する必要があるため、第２液晶表示パネル２を透過して第１液晶表示パネル４に照射される光は、上下方向の拡散を抑制したものである必要がある。
【００４５】
なお、この第２液晶表示パネル２に強誘電性液晶を用いると、画像表示装置の製造時に第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との位置あわせをした後に、第２液晶表示パネル２の偏光特性を決定するための電圧を印加すると、強誘電性液晶が有するメモリ特性によって、第２液晶表示パネル２の液晶分子の配向が保持されるので、第２液晶表示パネル２に常に電圧を印加しておく必要がない。一方、第２液晶表示パネル２に通常の液晶を用いると、画像表示装置の製造時に第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との位置あわせをした後に、第２液晶表示パネル２の偏光特性を決定するための電圧を印加して、この電圧を印加する電極位置の情報を記憶部に記憶する。そして、画像表示装置に三次元立体画像を表示している間は、第２液晶表示パネル２の該記憶された電極位置に電圧を印加して、第２液晶表示パネル２の液晶分子の配向を保持すればよい。
【００４６】
第１液晶表示パネル４は、２枚の透明板（例えば、ガラス板）の間に所定の角度（例えば、９０度）捩れて配向された液晶が配置されており、例えば、ＴＦＴ型の液晶表示パネルを構成している。液晶表示パネルに入射した光は、液晶に電圧が加わっていない状態では、入射光の偏光軸を９０度回転させて出射する。一方、液晶に電圧が加わっている状態では、液晶分子の捩れが解けるので、入射光の偏光軸は回転することなく、そのままの偏光で出射される。
【００４７】
第１液晶表示パネル４の観察者側には、第１偏光板３と偏光軸が９０度異なる偏光軸を有する光を透過する偏光特性を有する第２偏光板５が備わっている。
【００４８】
このとき、第１液晶表示パネルの画素（液晶）に電圧が加わった状態では、液晶分子の捩れが解けるので、第１偏光板３を透過した光は第２偏光板５を透過せず、該画素は黒く見える。一方、画素（液晶）に電圧が加わっていない状態では、液晶分子が捩れた状態で配向しているので、第１偏光板３を透過した光は第２偏光板も透過することができ、該素子はカラーフィルタの色を表示する。
【００４９】
ディフューザ６は、第１偏光板５の前面側（観察者側）に取り付けられており、液晶表示パネルを透過した光を上下方向に拡散する拡散手段として機能する。具体的には、一面又は両面に微少な凹凸が形成されたマット状拡散板や、水平方向に延伸したかまぼこ状の凹凸が縦方向に繰り返し設けられたレンチキュラーレンズを用い液晶表示パネルを透過した光を、上下に拡散する。
【００５０】
このように第２液晶表示パネル板２、第１偏光板３、第２偏光板５及びディフューザ６を順次重ねて、第１液晶表示パネル４の両面に貼り合わせて、これらを組み合わせて画像表示装置を構成する。
【００５１】
図２は、本発明の実施の形態の画像表示装置の駆動回路を示すブロック図である。
【００５２】
本発明の実施の形態の画像表示装置を駆動するための主制御回路には、ＣＰＵ１０１、プログラムなどを予め格納したＲＯＭ１０２、ＣＰＵ１０１の動作時にワークエリアとして使用されるメモリであるＲＡＭ１０３が設けられている。これらのＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３はバス１０８によって接続されている。このバス１０８はＣＰＵ１０１がデータの読み書きをするために使用するアドレスバス及びデータバスから構成されている。
【００５３】
また、外部との入出力を司る通信インターフェース１０５、入力インターフェース１０６及び出力インターフェース１０７が、バス１０８に接続されている。通信インターフェース１０５は、所定の通信プロトコルに従ってデータ通信を行うためのデータ入出力部である。入力インターフェース１０６、出力インターフェース１０７は、画像表示装置に表示する画像データを入出力する。
【００５４】
また、バス１０８には、表示制御回路のグラフィック・ディスプレイ・プロセッサ（ＧＤＰ）１５６が接続されている。ＧＤＰ１５６は、ＣＰＵ１０１によって生成された画像データを演算し、ＲＡＭ１５３に設けられたフレームバッファに書き込んで、画像表示装置に対して出力する信号（ＲＧＢ、Ｖ  ＢＬＡＮＫ、Ｖ＿ＳＹＮＣ、Ｈ＿ＳＹＮＣ）を生成する。ＧＤＰ１５６には、ＲＯＭ１５２及びＲＡＭ１５３が接続されており、ＲＡＭ１５３には、ＧＤＰ１５６が動作するためのワークエリア及び表示データを記憶するフレームバッファが設けられている。また、ＲＯＭ１５２には、ＧＤＰ１５６が動作するために必要なプログラム及びデータが記憶されている。
【００５５】
また、ＧＤＰ１５６には、ＧＤＰ１５６にクロック信号を供給する発振器１５８が接続されている。発振器１５８が生成するクロック信号は、ＧＤＰ１５６の動作周期を規定し、ＧＤＰ１５６から出力される同期信号（例えば、Ｖ＿ＳＹＮＣ、Ｖ  ＢＬＡＮＫ）の周期を生成する。
【００５６】
ＧＤＰ１５６から出力されるＲＧＢ信号は、γ補正回路１５９に入力されている。このγ補正回路１５９は、画像表示装置の信号電圧に対する照度の非線形特性を補正して、画像表示装置の表示照度を調整して、画像表示装置に対して出力するＲＧＢ信号を生成する。
【００５７】
合成変換装置１７０は、右目用フレームバッファ、左目用フレームバッファ及び立体視用フレームバッファが設けられており、ＧＤＰ１５６から送られてきた右目用画像を右目用フレームバッファに書き込み、左目用画像を左目用フレームバッファに書き込む。そして、右目用画像と左目用画像とを合成して立体視用画像を生成して立体視用フレームバッファに書き込んで、立体視用画像データをＲＧＢ信号として画像表示装置に出力する。
【００５８】
この右目用画像と左目用画像との合成による立体視用画像の生成は、第２液晶表示パネル２の透過光の偏光軸を回転させる領域２１と透過光の偏光軸を回転しない領域２２との間隔毎に、右目用画像と左目用画像とを組み合わせる。例えば、第２液晶表示パネル２の透過光の偏光軸を回転させる領域２１は第１液晶表示パネル４の表示単位（水平ライン）の間隔で構成されているので、第１液晶表示パネル４の表示単位の水平ライン（走査線）毎に右目用画像と左目用画像とが交互に表示されるように立体視用画像を表示する。
【００５９】
よって、合成変換装置１７０は、Ｌ信号出力中にＧＤＰ１５６から送信されてきた左目用画像データを左目用フレームバッファに書き込み、Ｒ信号出力中にＧＤＰ１５６から送信されてきた右目用画像データを右目用フレームバッファに書き込む。そして、左目用フレームバッファに書き込まれた左目用画像データと、右目用フレームバッファに書き込まれた右目用画像データとを走査線一本毎読み出して、立体視用フレームバッファに書き込んで、立体視用の合成画像を生成する。
【００６０】
画像表示装置内には液晶ドライバ（ＬＣＤ  ＤＲＶ）１８１、バックライトドライバ（ＢＬ  ＤＲＶ）１８２、位相差板ドライバ１８３が設けられている。液晶ドライバ１８１は、合成変換装置１７０から送られてきたＶ  ＢＬＡＮＫ信号、Ｖ＿ＳＹＮＣ信号、Ｈ＿ＳＹＮＣ信号及びＲＧＢ信号に基づいて、第１液晶表示パネル４の電極に順次電圧を印加して、第１液晶表示パネル４に立体視用の合成画像を表示する。
【００６１】
バックライトドライバ１８２は、ＧＤＰ１５６から出力されたＤＴＹ＿ＣＴＲ信号に基づいて発光素子（バックライト）１０に加わる電圧のデューティ比を変化させて、第１液晶表示パネル４の明るさを変化させる。
【００６２】
位相差板ドライバ１８３は、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の電極に電圧を印加し、第２液晶表示パネル２に前述した偏光特性を持たせる。この位相差板ドライバ１８３によって印加される電圧は、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との相互位置を決定し、両液晶表示パネルを組み合わせた後、第１液晶表示パネル４のどの水平ラインが左眼画像に対応するのか、どの水平ラインが右眼画像に対応するのかを定め、電圧を印加する電極の情報としてＲＡＭ１０３に記憶される。
【００６３】
なお、第２液晶表示パネル４に強誘電性液晶を使用した場合には、前述したように、第２液晶表示パネルへ４の電圧の印加は製造時のみでよいので、画像表示装置に位相差板ドライバ１８３を設ける必要はなく、画像表示装置の製造時にのみ位相差板ドライバ１８３を外部から接続して、第２液晶表示パネル４に電圧を印加して、第２液晶表示パネル４の偏光特性を決定すればよい。このために、第２液晶表示パネル４に強誘電性液晶を使用した場合には、第２液晶表示パネル４の電極に印加するための電気信号を供給する接続端子を設ける。
【００６４】
図３は、本発明の実施の形態の画像表示装置の光学系を示す平面図である。また、図４は、本発明の実施の形態の画像表示装置から放射される光の経路を説明する図である。
【００６５】
図３に示すように、発光素子１０から放射された光は偏光フィルタ１１を透過して放射状に広がっている。発光素子１０から放射された光のうち偏光フィルタ１１の右側領域１１ａを透過した光（一点鎖線で光路の中心を示す）は、フレネルレンズ１２に到達し、フレネルレンズ１２で光の進行方向を変えられて、第２液晶表示パネル２、偏光板３、第１液晶表示パネル４、偏光板５を略垂直（やや右側から左側）に透過して左目に至る。
【００６６】
一方、発光素子１０から放射された光のうち偏光フィルタ１１の左側領域１１ｂを透過した光（破線で光路の中心を示す）は、フレネルレンズ１２に到達し、フレネルレンズ１２で光の進行方向を変えられて、第２液晶表示パネル２、偏光板３、第１液晶表示パネル４、偏光板５を略垂直（やや左側から右側）に透過して右目に至る。
【００６７】
このように、発光素子１０から放射され偏光フィルタ１１を透過した光を、光学手段としてのフレネルレンズ１２によって、第１液晶表示パネル４に略垂直に照射するようにしている。すなわち、発光素子１０、偏光フィルタ１１及びフレネルレンズ１２によって、偏光面が異なる光を略垂直に、かつ、異なる経路で第１液晶表示パネル４に照射する光源１を構成し、第１液晶表示パネル４を透過した光を異なる経路で放射して、右目又は左目に到達させる。すなわち、第１液晶表示パネル４の走査線ピッチと、第２液晶表示パネル２の偏光特性の繰り返しピッチとを等しくして、第１液晶表示パネル４の走査線ピッチ毎に異なる方向から到来した光が照射され、異なる方向に光を出射する。
【００６８】
図４（ａ）は、偏光フィルタの右側領域１１ａを透過して左目に至る光の経路を示す。発光素子１０から放射され、偏光フィルタの右側領域１１ａを透過した光は、フレネルレンズ１２を透過して、第２液晶表示パネル２に到達し、第２液晶表示パネル２の領域２１を透過し、偏光を９０度回転させて出射する（右側領域１１ａを透過した光を透過する）。さらに、偏光板３、第１液晶表示パネル４、偏光板５を透過して、左目に至る。すなわち、第１液晶表示パネルの領域２１に対応する位置の第１液晶表示パネル４の表示素子によって表示された左眼画像が左目に到達する。
【００６９】
この第２液晶表示パネル２の領域２１と交互に並んで配置されている領域２２は透過する光の偏光を変化させないので、偏光フィルタの右側領域１１ａからの光は偏光板３を透過することなく、第１液晶表示パネル４の領域２２に対応する位置の表示素子に表示された右眼画像は左目に到達しない。
【００７０】
図４（ｂ）は、偏光フィルタの左側領域１１ｂを透過して右目に至る光の経路を示す。発光素子１０から放射され、偏光フィルタの左側領域１１ｂを透過した光は、フレネルレンズ１２を透過して、第２液晶表示パネル２に到達し、偏光フィルタの左側領域１１ｂを透過した光と同一の偏光を有する光を透過する第２液晶表示パネル２の領域２２を透過して、第１液晶表示パネル４、偏光板５を透過して、右目に至る。すなわち、第１液晶表示パネル４の領域２２に対応する位置の表示素子によって表示された右眼画像が右目に到達する。
【００７１】
この第２液晶表示パネル２の領域２２と交互に並んで配置されている領域２１は透過する光の偏光を変化させるので、偏光フィルタの左側領域１１ｂからの光は偏光板３を透過することなく、第１液晶表示パネル４の領域２１に対応する位置の表示素子に表示された左眼画像は右目に到達しない。
【００７２】
図５は、液晶表示パネルの動作原理を説明する図である。
【００７３】
液晶表示パネルは、２枚の透明板（例えば、ガラス板）の間に液晶分子が挟まれている。また、２枚の透明板には透明な電極が設けられており、該電極間に電圧を印加し、電極間に電界を生じさせることができる。また、２枚の透明板の内面には配向膜が設けられており、その配向膜の配向方向は互いに直交する方向に向いているので、液晶分子に電界がかかっていない状態（図５（ａ））では、液晶分子は２枚の透明板の間で９０度捩れた状態でツイスト配向する。一方、２枚の透明板の電極間に電圧を印加し、電極間に電界を生じさせた状態（図５（ｂ））では、２枚の透明板の間に挟まれた液晶分子は電界方向を向いて配列する。
【００７４】
この透明板の両面には、偏光軸が９０度ずれた偏光板が設けられており、液晶分子に電界がかかっていない状態（図５（ａ））では、捩れてツイスト配向した液晶分子によって透過する光の偏光軸が９０度回転するので、入射側の偏光板を透過した光は出射側の偏光板を透過する。一方、液晶分子に電界がかかっている状態（図５（ｂ））では、液晶分子は電界方向に沿って配向して透過する光の偏光軸は回転しないので、入射側の偏光板を透過した光は出射側の偏光板で遮られる。
【００７５】
図６は、従来の微細位相差板の動作原理を説明する図である。
【００７６】
図６に示す従来の微細位相差板は、光透過性の基材（透明板）と、光の偏光軸を回転させる波長板とから構成されている。波長板は微細幅を有し、微細な間隔を空けて繰り返し設けられている。なお、同図に示されている偏光板は液晶表示パネルの光源側に設けられている第１偏光板３である。
【００７７】
波長板が設けられていない領域（図６（ａ））では、微細位相差板は透過する光の偏光軸を回転させないので、偏光板の偏光軸と等しい偏光軸をもって入射した光は偏光板を透過し、偏光板の偏光軸と９０度ずれた偏光軸をもって入射した光は偏光板を透過しない。一方、波長板が設けられている領域（図６（ｂ））では、微細位相差板を透過する光の偏光軸は９０度回転させられるので、入射光のうち、偏光板の偏光軸と９０度ずれた偏光軸をもって入射した光は偏光板を透過し、偏光板の偏光軸と等しい偏光軸をもって入射した光は偏光板を透過しない。
【００７８】
すなわち、波長板が設けられた領域と波長板が設けられていない領域とでは、９０度偏光がずれた光が微細位相差板を透過し、微細位相差板から出射するときは、両者が等しい偏光の光となっている。
【００７９】
本発明はこのような微細位相差板と同様の動作を液晶表示パネルによって実現しようとするものであり、次に本発明に係る液晶表示パネルで構成した微細位相差板について説明する。
【００８０】
図７は、本発明の実施の形態の液晶表示パネルを用いた微細位相差板の動作原理を説明する図である。
【００８１】
図７に示す本発明の実施の形態の微細位相差板は、液晶分子の配列によって光の偏光軸を回転させる第２液晶表示パネル２によって構成されている。なお、同図に示されている偏光板は液晶表示パネルの光源側に設けられている第１偏光板３である。
【００８２】
液晶表示パネルの２枚の透明板（例えば、ガラス板）の間に挟まれた液晶分子は、液晶分子に電界がかかっていない状態（図７（ａ））では、液晶分子は２枚の透明板の間で９０度捩れた状態でツイスト配向するので、透過する光の偏光軸が９０度回転して、入射時と異なる偏光軸をもって第２液晶表示パネル２を出射する。よって、微細位相差板に入射した光は第２液晶表示パネル２によって、その偏光軸を９０度回転させられるので、入射光のうち、偏光板３の偏光軸と９０度ずれた偏光軸をもって入射した光は偏光板３を透過し、偏光板３の偏光軸と等しい偏光軸をもって入射した光は偏光板３を透過しない。
【００８３】
一方、２枚の透明板の電極間に電圧を印加し、電極間に電界を生じさせた状態（図７（ｂ））では、液晶分子は電界方向を向いて配列するので、透過する光の偏光軸は回転せず、入射光のうち、偏光板３の偏光軸と等しい偏光軸をもって入射した光は偏光板３を透過し、偏光板３の偏光軸と９０度ずれた偏光軸をもって入射した光は偏光板３を透過しない。
【００８４】
すなわち、第２液晶表示パネル４の電圧が加えられた領域と、電圧が加えられていない領域とでは、９０度偏光がずれた光が微細位相差板を透過し、微細位相差板から出射するときは、両者は等しい偏光の光となっている。
【００８５】
図８、図９は、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との位置関係を説明する図である。
【００８６】
図中Ｒ、Ｇ、Ｂが付された四角形は、画像の各色の表示を司る第１液晶表示パネル４のサブ画素を示し、水平ライン方向に並んだＲＧＢ各一つのサブ画素１セットで一画素を構成している。また、ＲＧＢ各１つを含む斜線が付された横長の四角形は、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の画素を示す。この第２液晶表示パネル２の一画素が、第１液晶表示パネル４の一画素（ＲＧＢの３色のサブ画素を１セットとした画素）に対応する大きさとなっている。また、図左側に付された符号（２ａ〜２ｅ）は第２液晶表示パネル２の水平ラインを示し、図右側に付された符号（４ａ〜４ｅ）は第１液晶表示パネル４の水平ラインを示す。
【００８７】
図８に示す実施の形態では、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とは、上端の画素によって構成される水平ライン同士（第１液晶表示パネルの４ａと第２液晶表示パネルの２ａ）が重なる位置関係となっている。
【００８８】
また、図８に示す状態では、第２液晶表示パネル２の画素は、透明電極間に電圧が印加されていないので、図７（ａ）に示すように、状態液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にあり、第２液晶表示パネル２を透過する光の偏光軸は９０度回転させられる。
【００８９】
また、第２液晶表示パネルの画素の間に、光が透過しない遮光領域が設けられているので、第１の液晶表示パネルの画素を透過した光が、隣接するラインに漏れることによるクロストークの発生を抑制することができる。
【００９０】
図９は、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とが図８に示す状態で重なっており、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２に電圧が印加された状態を示す。
【００９１】
第２液晶表示パネル２の画素のうち、斜線が付されている領域（２ａ、２ｃ、２ｅ）には、透明電極間に電圧が印加されていないので、液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にある。よって、この領域を透過する光は、第２液晶表示パネル２によってその偏光軸が９０度回転させられ、図７（ａ）に示す状態となる。一方、斜線が付されていない領域（２ｂ、２ｄ）には、透明電極間に電圧が印加され、液晶分子は電界方向に配向している状態にある。よって、この領域では偏光軸が回転しないで光が透過し、図７（ｂ）に示す状態となる。
【００９２】
すなわち、図１、図３及び図４において説明したように、発光素子１０から放射された光のうち偏光フィルタの右側領域１１ａを透過した光は、第２液晶表示パネル２に到達し、水平ライン２ａ、２ｃ、２ｅにおいて、偏光軸が９０度回転して透過して、偏光板３を透過可能な偏光となって、第１液晶表示パネル４、偏光板５を透過して、左目に至る。よって、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ａ、２ｃ、２ｅに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ａ、４ｃ、４ｅの画素）に表示された画像は左目に到達する左眼画像となる。
【００９３】
一方、発光素子１０から放射された光のうち偏光フィルタの左側領域１１ｂを透過した光は、第２液晶表示パネル２に到達し、水平ライン２ｂ、２ｄをそのまま透過し、偏光軸が等しい偏光板３を透過して、第１液晶表示パネル４、偏光板５を透過して、右目に至る。よって、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ｂ、２ｄに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ｂ、４ｄの画素）に表示された画像は右目に到達する右眼画像となる。
【００９４】
図１０、図１１は、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との位置関係を説明する図である。
【００９５】
本図に示す状態では、図８に示す状態と同様に、図中Ｒ、Ｇ、Ｂが付された四角形は、画像の各色の表示を司る第１液晶表示パネル４のサブ画素を示し、水平ライン方向に並んだＲＧＢ各一つのサブ画素１セットで一画素を構成している。
また、ＲＧＢ各１つを含む斜線が付された横長の四角形は、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の画素を示す。この第２液晶表示パネル２の一画素が、第１液晶表示パネル４の一画素（ＲＧＢの３色のサブ画素を１セットとした画素）に対応する大きさとなっている。また、図左側に付された符号（２ａ〜２ｅ）は第２液晶表示パネル２の水平ラインを示し、図右側に付された符号（４ａ〜４ｅ）は第１液晶表示パネル４の水平ラインを示す。
【００９６】
図１０に示す状態では、図８に示す状態と異なり、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２の上端の画素によって構成される水平ライン同士（第１液晶表示パネルの４ａと第２液晶表示パネルの２ａ）が重なっておらず、１水平ライン分だけ第２液晶表示パネル２が飛び出した状態で、両液晶表示パネルが重なる位置関係となっている。すなわち、第１液晶表示パネル４の奇数本目（１本目）の水平ライン４ａと第２液晶表示パネル２の偶数本目（２本目）の水平ライン２ｂとが重なる位置関係となっている。
【００９７】
また、図１０に示す状態では、第２液晶表示パネル２の画素は、透明電極間に電圧が印加されていないので、図７（ａ）に示すように、状態液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にあり、第２液晶表示パネル２を透過する光の偏光軸は９０度回転させられる。
【００９８】
図１１は、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とが図１０に示す状態で重なっており、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２に電圧が印加された状態を示す。
【００９９】
第２液晶表示パネル２の画素のうち、斜線が付されている領域（２ｂ、２ｄ、２ｆ）には、透明電極間に電圧が印加されていないので、液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にある。よって、この領域を透過する光は、第２液晶表示パネル２によってその偏光軸が９０度回転させられ、図７（ａ）に示す状態となる。一方、斜線が付されていない領域（２ａ、２ｃ、２ｅ）には、透明電極間に電圧が印加され、液晶分子は電界方向に配向している状態にある。よって、この領域では偏光軸が回転しないで光が透過し、図７（ｂ）に示す状態となる。
【０１００】
すなわち、図１、図３及び図４において説明したように、発光素子１０から放射された光のうち偏光フィルタの右側領域１１ａを透過した光は、第２液晶表示パネル２に到達し、水平ライン２ｂ、２ｄ、２ｆにおいて、偏光軸が９０度回転して透過して、偏光板３を透過可能な偏光となって、第１液晶表示パネル４、偏光板５を透過して、左目に至る。よって、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ｂ、２ｄ、２ｆに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ａ、４ｃ、４ｅの画素）に表示された画像は左目に到達する左眼画像となる。
【０１０１】
一方、発光素子１０から放射された光のうち偏光フィルタの左側領域１１ｂを透過した光は、第２液晶表示パネル２に到達し、水平ライン２ａ、２ｃ、２ｅをそのまま透過し、偏光軸が等しい偏光板３を透過し、第１液晶表示パネル４、偏光板５を透過して、右目に至る。よって、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ａ、２ｃ、２ｅに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ｂ、４ｄの画素）に表示された画像は右目に到達する右眼画像となる。
【０１０２】
以上、図９及び図１１において説明したように、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との相対的な位置が一水平ライン分（又は複数水平ライン分）ずれたとしても、右眼画像が表示される第１液晶表示パネル４の水平ラインに対応する位置の第２液晶表示パネル２の画素に信号を送り、液晶分子に電圧を印加して、該画素の偏光特性を設定するので、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との位置が決定された後に、第２液晶表示パネル２の水平ライン毎に偏光特性を設定することができる。
【０１０３】
すなわち、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とが１ラインずれて重なったとしても、第２液晶表示パネル２の偏光特性の設定を変えることによって、左眼画像を左目に、右眼画像を右目に到達させることができる。
【０１０４】
なお、前述したように、第２液晶表示パネル２に強誘電性液晶を用いると、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との位置を合わせた後に、第２液晶表示パネル２の偏光特性を決定するための電圧を一度印加すれば、第２液晶表示パネル２の液晶分子の配向が保持されるが、第２液晶表示パネル２に通常の液晶を用いる。そして、画像表示装置に三次元立体画像を表示している間は、第２液晶表示パネル２の該記憶して電極位置に電圧を印加して、第２液晶表示パネル２の液晶分子の配向を保持して、第２液晶表示パネル２の偏光特性を維持すればよい。
【０１０５】
図１２は、第２液晶表示パネル２の水平ラインの偏光特性を設定する工程の工程図（フローチャート）である。
【０１０６】
まず、画像の表示を司る第１液晶表示パネル４と、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２とを重ね合わせる（Ｓ１０１）。このとき、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との水平ラインが互いに傾いたり、水平ラインが半ピッチずれたりしないように相互の位置を決定して重ね合わせる。
【０１０７】
そして、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とを動作させ、相互の位置を検出する（Ｓ１０２）。この相互位置の検出は、第１液晶表示パネル４に片側の画像（左眼画像又は右眼画像）のみを表示して、第２液晶表示パネル２の画素に水平ライン毎に電圧を印加した状態で、第１液晶表示パネル４に表示された片側の画像（例えば、左眼画像）が、いずれの方向（左右どちらの目）に到達するかを測定することによって、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との相互位置を検出する。
【０１０８】
また、第１液晶表示パネル４に右眼画像と左眼画像とを表示して、第２液晶表示パネル２の画素に水平ライン毎に電圧を印加した状態で、第１液晶表示パネル４に表示された右眼画像が右方向（右目）に、左眼画像が左方向（左目）に到達するかを測定することによって、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との相互位置を検出する。このとき、第１液晶表示パネル４に表示される右眼画像と左眼画像とは両画像を判別可能な異なる画像としたり、右眼画像と左眼画像との色を変えたりした相互位置検出用の画像を表示する。
【０１０９】
そして、この左右眼画像を、第２液晶表示パネル２、４の正面右側又は正面左側に設置されたＣＣＤカメラで撮影することによって、左眼画像が左側カメラにて撮影されるか否か（右眼画像が右側カメラにて撮影されるか否か）によって左右眼画像が予定した方向に到達しているかを判定することができる。
【０１１０】
そして、この左右眼画像の撮影結果に基づいて、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との相互位置が正常であるのか否か（ずれているのか）を判定する（Ｓ１０３）。この相互位置の判定は、Ｓ１０２で検出した左右眼画像が予定した方向（予定した目の位置）に到達しているときは、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との相互位置が正常な位置にあると判断する。一方、Ｓ１０２で検出した左右眼画像が予定した方向に到達していないときは、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との相互位置が正常な位置にない（ずれた位置にある）と判断する。
【０１１１】
そして、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との相互位置が正常な位置にあると判定されると、Ｓ１０２において第２液晶表示パネルに印加した信号パターンを、画像表示装置の動作中に第２液晶表示パネルに印加すべき信号パターンとして決定して、第２液晶表示パネル２の偏光パターンを決定し（Ｓ１０４）、該信号パターンをＲＡＭ１０３に記憶して、第２液晶表示パネル２の偏光パターンを設定する（Ｓ１０５）。
【０１１２】
一方、Ｓ１０３において、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との相互位置が正常な位置にはないと判断されたなら、Ｓ１０２において第２液晶表示パネルに印加した信号パターンを逆転して（すなわち、Ｓ１０２において電圧を印加した画素に電圧を印加せず、電圧を印加しなかった画素に電圧を印加して）、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とを動作させ、相互の位置を再度検出する（Ｓ１０２）。
【０１１３】
そして、相互の位置が正常であれば（Ｓ１０３）、第２液晶表示パネル２の偏光パターンを決定し（Ｓ１０４）、第２液晶表示パネル２の偏光パターンを設定する（Ｓ１０５）。
【０１１４】
なお、バックアップ電源（例えば、一次電池、二次電池、コンデンサなど）によって、第２液晶表示パネル２に電圧を印加することで、画像表示装置の設定状態（第２の液晶表示パネルへの電圧印加状態、又は、該電圧印加状態を記憶する記憶手段（例えば、ＳＲＡＭ）の記憶状態）を一定期間だけ維持されるようにして、バックアップ電源による設定保持状態を制限することができる。また、二次電池やコンデンサなどの充電可能なバックアップ電源によって電圧を印加することで、定期的に通電される状態では、画像表示装置の稼動状態においてバックアップ電源に充電がされることによって設定保持期間が更新されるようにすることができる。また、このようにすれば、所定期間の非動作状態においてバックアップ電源が放電し、第２液晶表示パネル２の設定状態が失われる。
【０１１５】
また、画像表示装置を分解したときに、バックアップ電源を短絡して、バックアップ電源を放電したり、バックアップ電源の供給を遮断することによって、第２液晶表示パネルの設定状態を初期化して、画像表示装置の再利用を制限することもできる。
【０１１６】
図１３は、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とが重なった状態における、第２液晶表示パネル２へ電圧信号が印加された状態を説明する図である。
【０１１７】
本図では、図８と同様に、図中Ｒ、Ｇ、Ｂが付された四角形は、画像の各色の表示を司る第１液晶表示パネル４のサブ画素を示し、水平ライン方向に並んだＲＧＢ各一つのサブ画素１セットで一画素を構成している。また、ＲＧＢ各１つを含む斜線が付された横長の四角形は、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の画素を示す。この第２液晶表示パネル２の一画素が、第１液晶表示パネル４の一画素（ＲＧＢの３色のサブ画素を１セットとした画素）に対応する大きさとなっている。また、図左側に付された符号（２ａ〜２ｆ）は第２液晶表示パネル２の水平ラインを示し、図右側に付された符号（４ａ〜４ｆ）は第１液晶表示パネル４の水平ラインを示す。
【０１１８】
また、図１３に示す例では、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とは、上端の画素によって構成される水平ライン同士（第１液晶表示パネルの４ａと第２液晶表示パネルの２ａ）が重なる位置関係となっており、第２液晶表示パネル２に電圧が印加された状態を示す。
【０１１９】
第２液晶表示パネル２の画素のうち、斜線が付されている領域（２ａ、２ｂ、２ｅ、２ｆ）には、透明電極間に電圧が印加されていないので、液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にある。よって、この領域を透過する光は、第２液晶表示パネル２によってその偏光軸が９０度回転させられ、図７（ａ）に示す状態となり、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ｂ、２ｅ、２ｆに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ａ、４ｂ、４ｅ、４ｆの画素）に表示された画像は左目に到達する左眼画像となる。
【０１２０】
一方、斜線が付されていない領域（２ｃ、２ｄ）には、透明電極間に電圧が印加され、液晶分子は電界方向に配向している状態にある。よって、この領域では偏光軸が回転しないで光が透過し、図７（ｂ）に示す状態となり、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ｃ、２ｄに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ｃ、４ｄの画素）に表示された画像は右目に到達する右眼画像となる。
【０１２１】
このように、第２液晶表示パネル２の２本の水平ライン毎に画素に信号を送って、液晶分子に電圧を印加するか、画素に信号を送らずに、液晶分子に電圧を印加しないかを設定して、第２液晶表示パネル２の複数の水平ライン毎に偏光特性を変えて設定することができる。
【０１２２】
図１４は、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とが重なった状態における、第２液晶表示パネル２へ電圧信号が印加された状態を説明する図である。
【０１２３】
本図では、図８と同様に、図中Ｒ、Ｇ、Ｂが付された四角形は、画像の各色の表示を司る第１液晶表示パネル４のサブ画素を示し、水平ライン方向に並んだＲＧＢ各一つのサブ画素１セットで一画素を構成している。また、ＲＧＢ各１つを含む横長の四角形は、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の画素を示す。この第２液晶表示パネル２の一画素が、第１液晶表示パネル４の一画素（ＲＧＢの３色のサブ画素を１セットとした画素）に対応する大きさとなっている。また、図左側に付された符号（Ａ〜Ｅ）は第２液晶表示パネル２及び第１液晶表示パネル４の水平ラインを示し、図下側に付された符号（１０１〜１０３）は水平ライン方向の液晶表示パネルの画素を示す。すなわち、図中左最上部の画素は符号１０１Ａによって表される。
【０１２４】
また、図１４に示す例では、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とは、上端の画素によって構成される水平ライン同士が重なる位置関係となっており、第２液晶表示パネル２に電圧が印加された状態を示す。
【０１２５】
第２液晶表示パネル２の画素のうち、斜線が付されている領域（１０１Ｅ、１０２Ｅ、１０３Ａ〜１０３Ｅ）には、透明電極間に電圧が印加されていないので、液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にある。よって、この領域を透過する光は、第２液晶表示パネル２によってその偏光軸が９０度回転させられ、図７（ａ）に示す状態となり、第２液晶表示パネル２の電圧が印加された画素に対応する第１液晶表示パネル４の画素（１０１Ｅ、１０２Ｅ及び、１０３Ａ〜１０３Ｅ）に表示された画像は左目に到達する左眼画像となる。
【０１２６】
一方、斜線が付されていない領域（１０１Ａ〜１０１Ｄ、１０２Ａ〜１０２Ｄ）には、透明電極間に電圧が印加され、液晶分子は電界方向に配向している状態にある。よって、この領域では偏光軸が回転しないで光が透過し、図７（ｂ）に示す状態となり、第２液晶表示パネル２の電圧が印加されていない画素に対応する第１液晶表示パネル４の画素（１０１Ａ〜１０１Ｄ、１０２Ａ〜１０２Ｄ）に表示された画像は右目に到達する右眼画像となる。
【０１２７】
このように、第２液晶表示パネル２の特定の領域の画素に信号を送って、液晶分子に電圧を印加するか、画素に信号を送らずに、液晶分子に電圧を印加しないかを設定して、第２液晶表示パネル２の特定の領域の偏光特性を変えて設定することができるので、右目領域と左目領域とを任意の領域に設定することができる。また、第２液晶表示パネル２の全画素に信号を送って、第１液晶表示パネルに表示された画像を二次元平面画像として表示して、二次元平面画像の表示と三次元立体画像の表示とを切り替えることができる。さらに、任意の領域に三次元立体画像を表示し、任意の領域に二次元平面画像を表示するように切り替えることができる。
【０１２８】
なお、左目映像と右眼映像とに異なる映像を表示することによって、一つの画像表示装置で複数の映像を表示することもできる。そして、画像表示装置の動作中に、第２液晶表示パネル２の偏光特性を変化させることによって、画像表示装置の右側と左側とに表示された映像を瞬時に入れ替えることができる。
【０１２９】
図１５は、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とが重なった状態における、第２液晶表示パネル２へ印加される電圧信号の別な態様を示す図である。
【０１３０】
本図では、図中Ｒ、Ｇ、Ｂが付された四角形は、画像の各色の表示を司る第１液晶表示パネル４のサブ画素を示し、水平ライン方向に並んだＲＧＢ各一つのサブ画素１セットで一画素を構成している。また、複数のＲＧＢの画素を含む横長の四角形は、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の画素を示す。
この第２液晶表示パネル２の一画素は、第１液晶表示パネル４の一水平ラインに対応している。また、図左側に付された符号（２ａ〜２ｆ）は第２液晶表示パネル２の画素（水平ライン）を示し、図右側に付された符号（４ａ〜４ｆ）は第１液晶表示パネル４の水平ラインを示す。
【０１３１】
また、図１５に示す例では、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とは、上端の画素によって構成される水平ライン同士（第１液晶表示パネルの４ａと第２液晶表示パネルの２ａ）が重なる位置関係となっており、第２液晶表示パネル２に電圧が印加された状態を示す。
【０１３２】
第２液晶表示パネル２の画素のうち、斜線が付されている水平ライン（２ａ、２ｃ、２ｅ）においては、透明電極間に電圧が印加されていないので、液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にある。よって、この水平ラインを透過する光は、第２液晶表示パネル２によってその偏光軸が９０度回転させられ、図７（ａ）に示す状態となり、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ａ、２ｃ、２ｅに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ａ、４ｃ、４ｅの画素）に表示された画像は左目に到達する左眼画像となり、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ｂ、２ｄに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ｂ、４ｄの画素）に表示された画像は右目に到達する右眼画像となる。
【０１３３】
このように、第２液晶表示パネル２の画素を、第１液晶表示パネルの水平ライン毎に構成すると、水平ライン単位で左眼画像と右眼画像とを表示する場合に、第２液晶表示パネル２の電極配置を簡素化し、構造を簡単にして、第２液晶表示パネルのコストを低減することができる。
【０１３４】
図１６は、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とが重なった状態における、第２液晶表示パネル２へ電圧信号が印加された状態を説明する図である。
【０１３５】
本図では、図中Ｒ、Ｇ、Ｂが付された四角形は、画像の各色の表示を司る第１液晶表示パネル４のサブ画素を示し、水平ライン方向に並んだＲＧＢ各一つのサブ画素１セットで一画素を構成している。また、複数列（図１６に示す状態では２列）のＲＧＢの画素を含む横長の四角形は、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の画素を示す。この第２液晶表示パネル２の一画素は、第１液晶表示パネル４の２本の水平ラインに対応している。また、図左側に付された符号（２ａ、２ｃ、２ｄ）は第２液晶表示パネル２の画素（水平ライン）を示し、図右側に付された符号（４ａ〜４ｆ）は第１液晶表示パネル４の水平ラインを示す。
【０１３６】
また、図１６に示す例では、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とは、上端の画素によって構成される水平ライン同士（第１液晶表示パネルの４ａと第２液晶表示パネルの２ａ）が重なる位置関係となっており、第２液晶表示パネル２に電圧が印加された状態を示す。
【０１３７】
第２液晶表示パネル２の画素のうち、斜線が付されている水平ライン（２ａ、２ｃ、２ｅ）においては、透明電極間に電圧が印加されていないので、液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にある。よって、この水平ラインを透過する光は、第２液晶表示パネル２によってその偏光軸が９０度回転させられ、図７（ａ）に示す状態となり、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ａ、２ｅに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ａ、４ｂ、４ｅ、４ｆの画素）に表示された画像は左目に到達する左眼画像となり、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ｃに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ｃ、４ｄの画素）に表示された画像は右目に到達する右眼画像となる。
【０１３８】
このように、第２液晶表示パネル２の画素を、第１液晶表示パネルの複数の水平ライン毎に構成すると、水平ライン単位で左眼画像と右眼画像とを表示する場合に、第２液晶表示パネル２の電極配置を簡素化し、構造を簡単にして、第２液晶表示パネルのコストを低減することができる。
【０１３９】
図１７は、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とが重なった状態における、第２液晶表示パネル２へ印加される電圧信号の別な態様を示す図である。
【０１４０】
本図では、図中Ｒ、Ｇ、Ｂが付された四角形は、画像の各色の表示を司る第１液晶表示パネル４のサブ画素を示し、水平ライン方向に並んだＲＧＢ各一つのサブ画素１セットを一画素を構成している。また、第１液晶表示パネル４のサブ画素を囲む四角形は、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の画素を示す。この第２液晶表示パネル２の一画素は、第１液晶表示パネル４の一つのサブ画素に対応している。また、図左側に付された符号（２ａ〜２ｅ）は第２液晶表示パネル２の水平ラインを示し、図右側に付された符号（４ａ〜４ｅ）は第１液晶表示パネル４の水平ラインを示す。
【０１４１】
また、図１７に示す例では、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とは、上端側の画素によって構成される水平ライン同士（第１液晶表示パネルの４ａと第２液晶表示パネルの２ａ）が重なる位置関係となっており、第２液晶表示パネル２に電圧が印加された状態を示す。
【０１４２】
第２液晶表示パネル２の画素のうち、斜線が付されている水平ライン（２ａ、２ｃ、２ｅ）においては、透明電極間に電圧が印加されていないので、液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にある。よって、この水平ラインを透過する光は、第２液晶表示パネル２によってその偏光軸が９０度回転させられ、図７（ａ）に示す状態となり、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ａ、２ｃ、２ｅに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ａ、４ｃ、４ｅの画素）に表示された画像は左目に到達する左眼画像となる。
【０１４３】
一方、斜線が付されていない水平ライン（２ｂ、２ｄ）には、透明電極間に電圧が印加され、液晶分子は電界方向に配向している状態にある。よって、この水平ラインでは偏光軸が回転しないで光が透過し、図７（ｂ）に示す状態となり、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ｂ、２ｄに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ｂ、４ｄの画素）に表示された画像は右目に到達する右眼画像となる。
【０１４４】
このように、第２液晶表示パネル２の画素を、第１液晶表示パネル４のサブ画素に対応させて構成すると、第１液晶表示パネル４のサブ画素毎に左眼画像とするか右眼画像とするかを制御することができ、第２液晶表示パネル２を制御することによって左右画像の色調を変化させることができる。
【０１４５】
図１８、図１９は、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との位置関係を説明する図である。
【０１４６】
本図に示す状態では、図１７に示す状態と同様に、図中Ｒ、Ｇ、Ｂが付された四角形は、画像の各色の表示を司る第１液晶表示パネル４のサブ画素を示し、三角形状に並んだＲＧＢ各一つのサブ画素１セット（破線で表す三角形Ａ〜Ｆ）を一画素を構成している。また、第１液晶表示パネル４のサブ画素を囲む四角形は、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の画素を示す。この第２液晶表示パネル２の一画素は、第１液晶表示パネル４の一つのサブ画素に対応している。
【０１４７】
図１８に示す状態では、第２液晶表示パネル２の画素は、透明電極間に電圧が印加されていないので、図７（ａ）に示すように、状態液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にあり、第２液晶表示パネル２を透過する光の偏光軸は９０度回転させられる。
【０１４８】
図１９は、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とが図１８に示す状態で重なっており、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２へ電圧信号が印加された状態を示す。
【０１４９】
第２液晶表示パネル２の画素のうち、斜線が付されている画素（Ｂ、Ｄ、Ｆ）は、図７（ａ）に示すように液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にあり、この領域を透過する光は、第２液晶表示パネル２によってその偏光軸を９０度回転させられている。よって、第２液晶表示パネル２の画素Ｂ、Ｄ、Ｆに対応する第１液晶表示パネル４の画素Ｂ、Ｄ、Ｆに表示された画像は左目に到達する左眼画像となる。
【０１５０】
一方、斜線が付されていない画素（Ａ、Ｃ、Ｅ）には、透明電極間に電圧が印加され、液晶分子は電界方向に配向している状態にある。よって、この領域では偏光軸が回転しないで光が透過し、図７（ｂ）に示す状態となる。よって、第２液晶表示パネル２の画素Ａ、Ｃ、Ｅに対応する第１液晶表示パネル４の画素Ａ、Ｃ、Ｅに表示された画像は右目に到達する右眼画像となる。
【０１５１】
このように、図１８、図１９に示す実施の形態では、従来の波長板を用いた微細位相差板では対応が困難であったデルタ配列の液晶表示パネルを立体画像表示装置に使用することができ、水平方向又は垂直方向のうち一方のみの解像度低下させることなく、双方の解像度を向上させることができる。
【０１５２】
図２０は、本発明の実施の形態の画像表示装置の構成を示す説明図である。
【０１５３】
光源１は、発光素子１０及びフレネルレンズ１２によって構成されている。発光素子１０には白色発光ダイオード等の点状の発光源によって構成されており、偏光の特定されない（様々な偏光の光を含む）光を放射している。フレネルレンズ１２は一側面に同心円上の凹凸を有するレンズ面を有している。
【０１５４】
発光素子１０から放射された光はフレネルレンズ１２に照射される。フレネルレンズ１２は凸レンズであり、発光素子１０から拡散するように放射された光の光路を屈折して略平行にして第１液晶表示パネル４に照射する。すなわち、第１液晶表示パネル４には、上下方向に広がることがないように光が照射され、略平行状態で第２液晶表示パネル２に照射される。すなわち、第１液晶表示パネル４の特定の領域を透過した光が、第１液晶表示パネル４の特定の領域を透過するようになっている。
【０１５５】
第１偏光板３は、第１液晶表示パネル４の光源側に設けられており、光源１から発生した光のうち特定の偏光の光を透過する偏光特性を有する。
【０１５６】
第１液晶表示パネル４は、２枚の透明板（例えば、ガラス板）の間に所定の角度（例えば、９０度）捩れた状態でツイスト配向された液晶が配置されており、例えば、ＴＦＴ型の液晶表示パネルを構成している。液晶分子（画素に対応して設けられた透明電極）に電圧が加わっていない状態では、液晶表示パネルに入射した光は、その偏光軸を９０度回転させて出射される。一方、液晶分子（画素に対応して設けられた透明電極）に電圧が加わっている状態では、液晶分子の捩れが解けるので、入射光の偏光軸は回転することなく、そのままの偏光で出射される。
【０１５７】
第１液晶表示パネル４の観察者側には第２偏光板５が備わっており、第２偏光板５は、第１偏光板３と偏光軸が９０度異なる偏光軸を有する光を透過する偏光特性を有している。
【０１５８】
このとき、第１液晶表示パネルの画素（液晶）に電圧が加わった状態では、液晶分子の捩れが解けるので、第１偏光板３を透過した光は第２偏光板５を透過せず、該画素は黒く見える。一方、画素（液晶）に電圧が加わっていない状態では、液晶分子が捩れた状態で配向しているので、第１偏光板３を透過した光は第２偏光板も透過することができ、該素子は第１液晶表示パネルに設けられたカラーフィルタの色が表示される。
【０１５９】
第２偏光板５の観察者側には第２液晶表示パネル２が備わっており、第２液晶表示パネル２は、透過光の偏光軸を回転させる領域と有する微細位相差板として機能する。
【０１６０】
第２液晶表示パネル２は、２枚の透明板（例えば、ガラス板）の間に所定の角度（例えば、９０度）捩れた状態でツイスト配向された液晶が配置されており、例えば、ＴＦＴ型の液晶表示パネルを構成している。第２液晶表示パネル２に入射した光は、液晶に電圧が加わっていない状態では、入射光の偏光が９０度ずらして出射される。一方、液晶に電圧が加わっている状態では、液晶のねじれが解けるので、入射光はそのままの偏光で出射される。また、第２液晶表示パネル２と三次元画像が表示される第１液晶表示パネル４とは、垂直方向の画素ピッチ（水平ラインピッチ）が等しく構成されている。すなわち、第２液晶表示パネル２は、特定の領域に電圧を印加することによって透過光の偏光軸を回転させない領域と、透過光の偏光軸を回転させない領域とを作り出している。
【０１６１】
そして、第２液晶表示パネル２の垂直方向の画素ピッチ（水平ラインピッチ）は、三次元画像が表示される第１液晶表示パネル４と垂直方向の画素ピッチ（水平ラインピッチ）と等しく構成されている。すなわち、この第２液晶表示パネル２の偏光特性の繰り返しは、第１液晶表示パネル４の表示単位と略同一のピッチとして、表示単位毎（すなわち、表示単位の横方向の水平ライン毎）に透過する光の偏光が異なるようにする。よって、第１液晶表示パネル４の表示単位の水平ライン（走査線）毎に対応する微細位相差板の偏光特性が異なるようになって、水平ライン毎に出射する光の方向が異なる。
【０１６２】
第２液晶表示パネル２は、透過する光の位相を変える領域が、第１液晶表示パネル４の画素の垂直方向の配置間隔と略等しい微細な間隔で繰り返して配置されることになる。すなわち、第２液晶表示パネル２である第２液晶表示パネルの画素ピッチと、第１液晶表示パネル４の画素ピッチとは垂直方向においては等しいので、第１液晶表示パネル４の垂直方向の画素ピッチ毎に第２液晶表示パネル２である第２液晶表示パネルの偏光特性を変える。
【０１６３】
具体的には、第２液晶表示パネル２のある領域の電極に電圧を印加して液晶表示パネルの厚み方向に液晶分子を配向させる。このように電圧を印加した領域では、第２液晶表示パネル２を透過する光の偏光軸は変化しない。一方、第２液晶表示パネル２は、電極に電圧を印加していない状態では、両面のガラス板に設けられた配向膜の特性に応じて液晶分子が配向しているので、第２液晶表示パネル２を透過する光は、その偏光軸を９０度回転させられて透過する。
【０１６４】
この透過光の位相を変え、偏光軸を回転させる領域２１と、透過光の位相を変えず、偏光軸を回転させないで透過する領域２２とが、第１液晶表示パネルの水平ラインピッチに等しい微細な間隔で繰り返して設けられており、第２液晶表示パネル２は、透過光の偏光軸を回転させ、位相を変化させる位相差板として機能している。
【０１６５】
入射光の偏光軸を回転させる領域２１は、右側領域１１ａを透過した光の偏光軸を９０度回転させて出射する。すなわち、右側領域１１ａを透過した光の偏光軸を９０度回転させて、左側領域１１ｂを透過する光の偏光と等しくする。また、領域２２は左側領域１１ｂを通過した、偏光板３と同一の偏光を有する光をそのまま透過し、領域２１は右側領域１１ａを通過した、偏光板３と偏光軸が直交した光を、偏光板３の偏光軸と等しくなるように回転させて出射する。
【０１６６】
このように、第１液晶表示パネル４の表示素子（水平ライン）を透過した光を微細位相差板の偏光特性の繰り返しに対応して透過させる必要があるため、第２液晶表示パネル２を透過して第１液晶表示パネル４に照射される光は、上下方向の拡散を抑制した略平行光であることが必要となる。
【０１６７】
第２液晶表示パネル２と観察者の間には偏光板７が設けられており、観察者は偏光板７を透して、第１液晶表示パネル４に表示された画像を見ることになる。偏光板７は、第２偏光板５と等しい偏光特性を有する領域７ａ及び第２偏光板５の偏光軸と９０度ずれた偏光軸を有する領域７ｂとから構成されている。なお、本実施の形態では、偏光板７は、眼鏡形状となっており、右眼レンズが偏光領域７ａ、左眼レンズが偏光領域７ｂとなっている。
【０１６８】
第２偏光板５を透過した光のうち偏光軸を回転させる領域２１を透過した光は、偏光板７の領域７ｂの偏光軸と一致するので、領域７ｂを透過して左目に至るが、偏光板７の領域７ａの偏光軸とは異なるので、領域７ａを透過することなく右目には到達しない。一方、第２偏光板５を透過した光のうち偏光軸を回転させない領域２２を透過した光は、偏光板７の領域７ａの偏光軸と一致するので、領域７ａを透過して右目に至るが、偏光板７の領域７ｂの偏光軸とは異なるので、領域７ｂを透過することなく左目には到達しない。
【０１６９】
よって、第１液晶表示パネル４に表示された画像のうち、第２液晶表示パネル２の領域２１に対応する位置の画素に表示された画像は、左目に至る左眼画像となる。一方、第１液晶表示パネル４に表示された画像のうち、第２液晶表示パネル２の領域２２に対応する位置の画素に表示された画像は、右目に至る右眼画像となる。
【０１７０】
このような機能を有する第１偏光板３、第１液晶表示パネル４、第２偏光板５及び第２液晶表示パネル２を順次重ねて貼り合わせて、これらを組み合わせて画像表示装置を構成する。
【０１７１】
今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した発明の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び内容の範囲での全ての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の画像表示装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態の画像表示装置の駆動回路のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の画像表示装置の光学系の平面図である。
【図４】本発明の実施の形態の画像表示装置から放射される光の経路の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態の画像表示装置の液晶表示パネルの動作原理の説明図である。
【図６】従来の微細位相差板の動作原理の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態の画像表示装置の微細位相差板の動作原理の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態の画像表示装置の液晶表示パネル同士の位置関係の説明図である。
【図９】本発明の実施の形態の画像表示装置の液晶表示パネル同士の位置関係の説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態の画像表示装置の液晶表示パネル同士の位置関係の説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態の画像表示装置の液晶表示パネル同士の位置関係の説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態の画像表示装置の第２液晶表示パネル２の水平ラインの偏光特性設定工程のフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態の画像表示装置の第２液晶表示パネル２に電圧が印加された状態の説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態の画像表示装置の第２液晶表示パネル２に電圧が印加された状態の説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態の画像表示装置の液晶表示パネル同士の位置関係の説明図である。
【図１６】本発明の実施の形態の画像表示装置の液晶表示パネル同士の位置関係の説明図である。
【図１７】本発明の実施の形態の画像表示装置の液晶表示パネル同士の位置関係の説明図である。
【図１８】本発明の実施の形態の画像表示装置の液晶表示パネル同士の位置関係の説明図である。
【図１９】本発明の実施の形態の画像表示装置の第２液晶表示パネル２に電圧が印加された状態の説明図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態の画像表示装置の構成図である。
【符号の説明】
１      光源
１０    発光素子
１１    偏光フィルタ
１２    フレネルレンズ
１３    反射板
２      微細位相差板
３      偏光板（第２偏光板）
４      液晶表示パネル
５      偏光板（第１偏光板）
６      ディフューザ
７      ディフューザ
【図１】
2004205956.tif 000003
【図２】
2004205956.tif 000004
【図３】
2004205956.tif 000005
【図４】
2004205956.tif 000006
【図５】
2004205956.tif 000007
【図６】
2004205956.tif 000008
【図７】
2004205956.tif 000009
【図８】
2004205956.tif 000010
【図９】
2004205956.tif 000011
【図１０】
2004205956.tif 000012
【図１１】
2004205956.tif 000013
【図１２】
2004205956.tif 000014
【図１３】
2004205956.tif 000015
【図１４】
2004205956.tif 000016
【図１５】
2004205956.tif 000017
【図１６】
2004205956.tif 000018
【図１７】
2004205956.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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