(57)【要約】【課題】発熱量を抑えながら、明るい画像を確保すると共に、液晶式の立体画像表示のクロストークを低減する。また、広い視野角を得る。【解決手段】特定の偏光の光を透過する第１領域と、特定の偏光の光と直交する偏光の光を透過する第２領域とが、縦方向に繰り返して設けられたフィルタを備え、光源２０１は、発光源２１０と、その光を特定の偏光の光と特定の偏光と直交する偏光の光とで出力する偏光手段２１２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て液晶表示パネル２０５に照射する光学手段２０３と、を含んで構成された画像表示装置において、発光源２１０は、立体画像表示用の光源部を中央部に、視野拡大用の光源部を両端部にして線状に発光する発光源であって、発光源の中央部は、線状に配置した複数の点状発光源３０５から構成し、発光源の両端部は、冷陰極管３１０から構成する。【選択図】        図１
2004279895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
後方から照射された光を透過可能な液晶表示パネルと、
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、前記液晶表示パネルに照射する光源と、
前記液晶表示パネルと前記光源との間に配置され、前記特定の偏光の光を透過する第１領域と、前記特定の偏光の光と直交する偏光の光を透過する第２領域とが、縦方向に繰り返して設けられたフィルタと、を備え、
前記光源は、偏光が特定されない光を放射する発光源と、前記偏光が特定されない光を前記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で出力する偏光手段と、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て前記液晶表示パネルに照射する光学手段と、を含んで構成された画像表示装置において、
前記発光源は、立体画像表示用の光源部を中央部に、視野拡大用の光源部を両端部にして線状に発光するとともに、前記液晶表示パネルに対して左右方向に配置される線状発光源であって、
前記線状発光源の中央部は、線状に配置した複数の点状発光源から構成し、
前記線状発光源の両端部は、冷陰極管から構成したことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記線状発光源は、前記光学手段の中心部からほぼ等距離に発光部位が位置するように、中央部に配置される点状発光源と、両端部に配置される冷陰極管とで、折れ線状または曲線状に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】
前記線状発光源の中央部に、発光源の照射範囲を絞って光度を高めるプリズムを配設したことを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記冷陰極管をその発光面が前記プリズムの出光面と連続するように配設した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】
前記線状発光源を前面に偏光フィルタを装着した筐体に収納すると共に、前記冷陰極管の端子部を筐体外部に位置するように形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記冷陰極管はＵ型管からなり、折り返し部位を中央部側へ向けるとともに、線状発光源を前方から見て中央部側の発光面が狭くなるように形成したことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶式の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】
【特許文献１】
特開平１０−６３１９９号公報
【０００４】
【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においては、光源を液晶パネルの後方中央のみに配設した、いわゆる点光源であるため画像を観察可能な視野角が狭いという難点があった。また、通常の液晶パネルに比べて偏光フィルタやフレネルレンズ等が介在するため、画像が暗くなる。これらを補うために、光量を増やすことが望まれるが、光量の大きなものを使用した場合、発熱量が大きくなってしまう恐れがある。また、画像表示装置の筐体を開放して放熱すると、外光によるクロストークが発生する恐れがあり筐体の使用環境が制限される。また、面積の大きな光源を用いた場合にもクロストークの原因となる。
【０００５】
この発明は、このような問題点を解決した画像表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、後方から照射された光を透過可能な液晶表示パネルと、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、前記液晶表示パネルに照射する光源と、前記液晶表示パネルと前記光源との間に配置され、前記特定の偏光の光を透過する第１領域と、前記特定の偏光の光と直交する偏光の光を透過する第２領域とが、縦方向に繰り返して設けられたフィルタと、を備え、前記光源は、偏光が特定されない光を放射する発光源と、前記偏光が特定されない光を前記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で出力する偏光手段と、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て前記液晶表示パネルに照射する光学手段と、を含んで構成された画像表示装置において、前記発光源は、立体画像表示用の光源部を中央部に、視野拡大用の光源部を両端部にして線状に発光するとともに、前記液晶表示パネルに対して左右方向に配置される線状発光源であって、前記線状発光源の中央部は、線状に配置した複数の点状発光源から構成し、前記線状発光源の両端部は、冷陰極管から構成した。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、前記線状発光源は、前記光学手段の中心部からほぼ等距離に発光部位が位置するように、中央部に配置される点状発光源と、両端部に配置される冷陰極管とで、折れ線状または曲線状に構成する。
【０００８】
第３の発明は、第１、第２の発明において、前記線状発光源の中央部に、発光源の照射範囲を絞って光度を高めるプリズムを配設した。
【０００９】
第４の発明は、第３の発明において、前記冷陰極管をその発光面が前記プリズムの出光面と連続するように配設した。
【００１０】
第５の発明は、第１〜第４の発明において、前記線状発光源を前面に偏光フィルタを装着した筐体に収納すると共に、前記冷陰極管の端子部を筐体外部に位置するように形成した。
【００１１】
第６の発明は、第１の発明において、前記冷陰極管はＵ型管からなり、折り返し部位を中央部側へ向けるとともに、線状発光源を前方から見て中央部側の発光面が狭くなるように形成した。
【００１２】
【発明の効果】
第１の発明では、立体画像表示用の光源部を中央部に、視野拡大用の光源部を両端部にして線状に発光するとともに、液晶表示パネルに対して左右方向に配置される線状発光源を用い、発光源の中央部を線状に配置した複数の点状発光源から構成し、発光源の両端部を冷陰極管から構成したので、発光源からの発熱量を抑えながら、立体視に有効な中央部光源の光量を増やすことができる。また低コストに、視野角を広げることができる。
【００１３】
第２の発明では、各発光部位を光学手段の中心部からほぼ等距離とすることで、左右各々の目に向けた光が他方に漏れるクロストークが減少する。また、線状発光源を折れ線状または曲線状の構成としたことで、視野角を大きくとっても光源をコンパクトにすることができる。
【００１４】
第３の発明では、発光源の中央部に、発光源の照射範囲を絞って光度を高めるプリズムを配設したので、立体画像の光度を一層高めることができ、立体視を一層行いやすくなる。
【００１５】
第４の発明では、両端部の冷陰極管をその発光面が中央の光源部のプリズムの出光面と連続するように配設したので、偏光手段の取付けを容易に行える。また、発光面が不連続であることにより生じる画像表示面での発光ムラや、黒帯の発生を防止できる。
【００１６】
第５の発明では、発光源を前面に偏光フィルタを装着した筐体に収納すると共に、冷陰極管の端子部を筐体外部に位置するように形成したので、発熱箇所の集中を避けることができ、熱によって影響を及ぼすことを防止できる。
【００１７】
第６の発明では、冷陰極管はＵ型管からなり、折り返し部位を中央部側へ向けるとともに、発光源を前方から見て中央部側の発光面が狭くなるように形成したので、視野拡大用の光量を増やすとともに、中央部よりでは縦方向の幅を抑えて立体視観察位置でのクロストーク発生を抑制して、大きな視野角の見やすい画像表示装置を提供できる。
【００１８】
【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。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態の画像表示装置の機能説明図である。
【００２０】
光源２０１は、発光源２１０、偏光フィルタ２１２（偏光手段）、フレネルレンズ２０３（光学手段）によって構成されている。発光源２１０は白色発光ダイオードならびに冷陰極管（ＣＣＦＬ）を左右方向に配置したものが用いられている。偏光フィルタ２１２は右側領域２１２ａと左側領域２１２ｂとで透過する光の偏光が異なる（例えば、右側領域２１２ａと左側領域２１２ｂ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。フレネルレンズ２０３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。
【００２１】
発光源２１０から放射された光は、偏光フィルタ２１２によって一定の偏光の光のみが透過される。すなわち、発光源２１０から放射された光のうち、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを通過した光と、左側領域２１２ｂ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２０３に照射される。後述するように、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを通過した光は観察者の左目に到達し、左側領域２１２ｂ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。
【００２２】
偏光フィルタ２１２を透過した光はフレネルレンズ２０３に照射される。フレネルレンズ２０３は凸レンズであり、フレネルレンズ２０３では発光源２１０から拡散するように放射された光の光路を略平行に屈折して微細位相差板２０４を透過して、液晶表示パネル２０５に照射する。
【００２３】
このとき、微細位相差板２０４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、液晶表示パネル２０５に照射される。すなわち、微細位相差板２０４の特定の領域を透過した光が、液晶表示パネル２０５の特定の表示単位の部分を透過するようになっている。
【００２４】
また、液晶表示パネル２０５に照射される光のうち、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを通過した光と左側領域２１２ｂを通過した光とは、異なる角度でフレネルレンズ２０３に入射し、フレネルレンズ２０３で屈折して左右異なる経路で液晶表示パネル２０５から放射される。
【００２５】
液晶表示パネル２０５は、２枚のガラス板の間に所定の角度（例えば、９０度）ねじれて配向された液晶が充填されており、例えば、ＴＮ（ツイスト・ネマチック）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。
【００２６】
液晶表示パネル２０５の光源２０１側には、微細位相差板２０４及び偏光板２０５ａ（第２偏光板）が配置されており（微細位相差板２０４と偏光板２０５ａ（第２偏光板）とでフィルタと称する）、観察者側には、偏光板２０５ｂ（第１偏光板）が配置されている。
【００２７】
微細位相差板２０４は、透過する光の位相を変える領域が、微細な間隔で繰り返して配置されている。具体的には、光透過性の基材２３０に、微細な幅の１／２波長板２３１が設けられた領域２０４ａと、１／２波長板２３１の幅と同一の微細な間隔で、１／２波長板２３１が設けられていない領域２０４ｂとが微細な間隔で繰り返して設けられている。すなわち、設けられた１／２波長板２３１によって透過する光の位相を変える領域２０４ａと、１／２波長板２３１が設けられていないために透過する光の位相を変えない領域２０４ｂとが微細な間隔で繰り返して設けられている。この１／２波長板２３１は、透過する光の位相を変化させる位相差板として機能している。
【００２８】
１／２波長板２３１は、その光学軸を偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを透過する光の偏光軸と４５度傾けて配置して、右側領域２１２ａ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２１２ａを透過した光の偏光を９０度回転させて、左側領域２１２ｂを透過する光の偏光と等しくする。すなわち、１／２波長板２３１が設けられていない領域２０４ｂは左側領域２１２ｂを通過した、偏光板２０５ａと同一の偏光を有する光を透過し、１／２波長板２３１が設けられた領域２０４ａは右側領域２１２ａを通過した、偏光板２０５ａと偏光軸が直交した光を、偏光板２０５ａの偏光軸と等しくなるように回転させて出射する。
【００２９】
この微細位相差板２０４の偏光特性の繰り返しは、液晶表示パネル２０５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、液晶表示パネル２０５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。
【００３０】
又は、微細位相差板２０４の偏光特性の繰り返しは、液晶表示パネル５０４の表示単位のピッチの整数倍のピッチとして、微細位相差板２０４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する。よって、液晶表示パネル５０４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。
【００３１】
このように、微細位相差板の偏光特性の繰り返し毎に異なる光を液晶表示パネル２０５の表示素子（水平ライン）に照射する必要があるため、微細位相差板２０４を透過して液晶表示パネル２０５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。
【００３２】
すなわち、微細位相差板２０４の光の位相を変化させる領域２０４ａは、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを透過した光を、左側領域２１２ｂを透過した光の偏光と等しくして透過する。また、微細位相差板２０４の光の位相を変化させない領域２０４ｂは、偏光フィルタ２１２の左側領域２１２ｂを透過した光をそのまま透過する。そして微細位相差板２０４を出射した光は、左側領域２１２ｂを透過した光と同じ偏光を有して、液晶表示パネル２０５の光源側に設けられた偏光板２０５ａに入射する。
【００３３】
偏光板２０５ａは第２偏光板として機能し、微細位相差板２０４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。すなわち、偏光フィルタ２１２の左側領域２１２ｂを透過した光は第２偏光板２０５ａを透過し、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを透過した光は偏光軸を９０度回転させられて第２偏光板２０５ａを透過する。また、偏光板２０５ｂは第１偏光板として機能し、偏光板２０５ａと９０度異なる偏光の光を透過する偏光特性を有する。
【００３４】
このような微細位相差板２０４、偏光板２０５ａ及び偏光板２０５ｂを液晶表示パネル２０５に貼り合わせて、微細位相差板２０４、偏光板２０５ａ、液晶表示パネル２０５及び偏光板２０５ｂを組み合わせて画像表示装置を構成する。このとき、液晶に電圧が加わった状態では、微細位相差板２０４を透過した光は偏光板２０５ｂを透過する。一方、液晶に電圧が加わっていない状態では、微細位相差板２０４を透過した光は偏光が９０度ねじれて液晶表示パネル２０５から出射されるので、偏光板２０５ｂを透過しない。
【００３５】
ディフューザ２０６は、第１偏光板２０５ｂ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、縦方向にかまぼこ状の凹凸が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。
【００３６】
なお、表面に微少な凹凸が形成されたマット状拡散面をもって拡散手段としても良い。その表面には長径が略水平方向を向くように配置された楕円又は長円形状の微笑突起が多数設けられて凹凸面が形成されており、マット状加工を横方向につぶれた楕円状とすることで光を上下方向に強く拡散する。また、ディフューザの両面に拡散手段を設けるようにして、光をより強く上下方向に拡散するようにしても良い。その場合に、拡散手段としてレンチキュラーレンズとマット状拡散面とを組み合わせても良い。
【００３７】
図２と図３は、本発明の実施の形態の画像表示装置の斜視図と分解斜視図である。
【００３８】
画像表示装置２００は、所定形状のホルダ２０８に発光源２１０を配設した光源本体ユニット２５０、反射板（ミラー）２０２、フレネルレンズ２０３、微細位相差板２０４、液晶表示パネル２０５、ディフューザ２０６等がケース２０７に組み付けられる。
【００３９】
光源本体ユニット２５０は、ケース２０７の光源本体収納部２１１の下部壁に、後傾して、液晶表示パネル２０５に対して発光源２１０が左右方向に配置されるように、取り付けられる。
【００４０】
反射板２０２は、発光源２１０の光をフレネルレンズ２０３に照射するように、光源本体収納部２１１の上半壁に前傾して、取り付けられる。
【００４１】
発光源２１０は、立体画像表示用の光源部を中央部に、視野拡大用の光源部を両端部にして線状に発光する発光源（線状発光源）であって、光源本体ユニット２５０を介して、それぞれ光源部がフレネルレンズ２０３のほぼ中心部を向き、かつその焦点距離にほぼ等しい距離に来るように、配置される（発光源２１０の光、フレネルレンズ２０３の中心部からの距離は、反射板２０２を系路にする）。
【００４２】
光源本体ユニット２５０の前面には、後述するように、発光源２１０のうち、右側の発光部位２１０ａの光を左眼用の偏光の光に、左側の発光部位２１０ｂの光を右眼用の偏光の光にする偏光フィルタ２１２が取り付けられる。
【００４３】
フレネルレンズ２０３、微細位相差板２０４、液晶表示パネル２０５、ディフューザ２０６は、ケース２０７のパネル枠２１３ならびにカバー枠２１４に嵌められ、パネル枠２１３、カバー枠２１４を光源本体収納部２１１に固定して組み付けられる。パネル枠２１３の下部には、光源本体収納部２１１に光源本体カバー２１５が組み付けられる。
【００４４】
この表示ユニット２１６の前面には、前面カバー２２０が取り付けられ、後部には、基板ホルダ２１７、２１８に駆動用の基板が配設されると共に、カバーケース２２１が取り付けられる。図中の２２２は、発光源２１０の空冷用のファンである。
【００４５】
図４は、画像表示装置２００の駆動回路６００を示すブロック図である。
【００４６】
画像表示装置を駆動するための主制御回路６０１には、ＣＰＵ６１１、プログラムなどを予め格納したＲＯＭ６１２、ＣＰＵ６１１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ＲＡＭ６１３が設けられている。これらのＣＰＵ６１１、ＲＯＭ６１２及びＲＡＭ６１３はバス６１８によって接続されている。このバス６１８はＣＰＵ６１１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。
【００４７】
また、外部との入出力を司る通信インターフェース６１５、入力インターフェース６１６及び出力インターフェース６１７が、バス６１８に接続されている。通信インターフェース６１５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６１６、出力インターフェース６１７は、画像表示装置に表示する画像データを入出力する。
【００４８】
また、バス６１８には、表示制御回路６０２のグラフィック・ディスプレイ・プロセッサ（ＧＤＰ）６５１が接続されている。ＧＤＰ６５１は、ＣＰＵ６１１によって生成された画像データを演算し、ＲＡＭ６５３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。ＧＤＰ６５１には、ＲＯＭ６５２及びＲＡＭ６５３が接続されており、ＲＡＭ６５３には、ＧＤＰ６５１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、ＲＯＭ６５２には、ＧＤＰ６５１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。
【００４９】
また、ＧＤＰ６５１には、ＧＤＰ６５１にクロック信号を供給する発振器６５８が接続されている。発振器６５８が生成するクロック信号は、ＧＤＰ６５１の動作周期を規定し、ＧＤＰ６５１から出力される同期信号（例えば、Ｖ＿ＳＹＮＣ、ＶＢＬＡＭＮＫ）の周期を生成する。
【００５０】
ＧＤＰ６５１から出力されるＲＧＢ信号は、γ補正回路６５９に入力されている。このγ補正回路６５９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。
【００５１】
合成変換装置６７０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、ＧＤＰ６５１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。
【００５２】
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、微細位相差板２０４の１／２波長板２３１の間隔毎に、右目用画像と左目用画像と組み合わせる。具体的には、本実施の形態の画像表示装置の微細位相差板２０４の１／２波長板２３１は液晶表示パネル２０５の表示単位の間隔で配置されているので、液晶表示パネル２０５の表示単位の横方向ライン（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。
【００５３】
Ｌ信号出力中にＧＤＰ６５１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ＧＤＰ６５１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む。
【００５４】
画像表示装置内には液晶ドライバ（ＬＣＤ  ＤＲＶ）６８１、バックライトドライバ（ＢＬ  ＤＲＶ）６８２が設けられている。液晶ドライバ（ＬＣＤ  ＤＲＶ）６８１は、合成変換装置６７０から送られてきたＶ＿ＳＹＮＣ信号、Ｈ＿ＳＹＮＣ信号及びＲＧＢ信号に基づいて、液晶表示パネルの電極に順次電圧をかけて、液晶表示パネルに立体視用の合成画像を表示する。
【００５５】
バックライトドライバ６８２は、液晶表示パネル２０５のバックライト（発光源２１０）として白色ＬＥＤおよび冷陰極管を駆動する。ＧＤＰ６５１から出力されたＤＴＹ＿ＣＴＲ信号に基づいて白色ＬＥＤに加わる電圧のデューティー比を変化させて、液晶表示パネル２０５の明るさを変化させる。
【００５６】
図５〜図８は、光源本体ユニット２５０の平面図、側面図、分解斜視図、部分断面図である。
【００５７】
ホルダ２０８は、折れ線状に収納部３００を形成する分割構造の収納ケース３０１ａ、３０１ｂとカバー３０２とにより構成され、収納部３００は、所定長さの中央部３０３とその両側のホルダ前方向に所定角度斜行した周辺部３０４とに形成される。
【００５８】
発光源２１０は、複数の点状発光源（ＬＥＤ（発光素子）：白色発光ダイオード等）３０５からなる立体画像表示用の光源部２５１と、細長い冷陰極管（ＣＣＦＬ：冷陰極蛍光管）３１０からなる視野拡大用の光源部２５２とから構成される。
【００５９】
立体画像表示用の光源部２５１は、基板３０８の所定長さの中央部３０８ａに、所定数のＬＥＤ３０５が線状に配列して取り付けられる。
【００６０】
ＬＥＤ３０５の前面には、ＬＥＤ３０５の光の拡散を防ぎ照射範囲を絞って光度を高めるプリズム３０６が備えられる。プリズム３０６は、それぞれのＬＥＤ３０５のプリズム３０６がプリズム体３０７として一体形成される。
【００６１】
視野拡大用の光源部２５２は、基板３０８の中央部３０８ａの両側の基板前面方向に所定角度斜行した周辺部３０８ｂにそれぞれ冷陰極管３１０の取付部３１１が形成され、取付部３１１にそれぞれ冷陰極管３１０が取り付けられる。
【００６２】
冷陰極管３１０には、それぞれ本体部３１０ａに対して両端部位を脚状に折り曲げた門型のものが用いられ、それぞれ両端の端子部３１０ｃを取付部３１１に挿通し、それぞれ本体部３１０ａを基板前面方向より見て中央部３０８ａのＬＥＤ３０５の配列方向に一直線状に並ぶように配置して、取付部３１１に脚部３１０ｂを介して取り付けられる。
【００６３】
この場合、それぞれ冷陰極管３１０の本体部３１０ａは、その発光表面（光源本体ユニット２５０の正面側）がＬＥＤ３０５の前面のプリズム体３０７（プリズム３０６）の出光面と連続するように、周辺部３０８ｂへの取付け高さが定められる。また、冷陰極管３１０の両端の端子部３１０ｃに対応してホルダ２０８の収納ケース３０１ｂにそれぞれ貫通口３１２が形成される。
【００６４】
ホルダ２０８の収納ケース３０１ａ、３０１ｂに、ＬＥＤ３０５、冷陰極管３１０を配列した基板３０８を収納して、中央部３０８ａのＬＥＤ３０５にプリズム体３０７を合わせて（各ＬＥＤ３０５の発光面と各プリズム３０６の入光面とを一対一に対応させて）組み付けて、プリズム体３０７、冷陰極管３１０の本体部３１０ａの前面に偏光フィルタ２１２をカバー３０２を介して取り付けて、光源本体ユニット２５０が形成される。冷陰極管３１０の両端の端子部３１０ｂは、収納ケース３０１ｂの貫通口３１２を介してホルダ２０８外部に突出される。
【００６５】
発光源２１０は、フレネルレンズ２０３の中心部からほぼ等距離に発光部位が位置するように、中央部３０３に配置される点状発光源３０５と、周辺部３０４（両端部）に配置される冷陰極管３１０とで、左右対称の折れ線状に構成される。
【００６６】
なお、光源２１０は、所定の曲率の弧状（曲線状）に曲げ形成された基板に点状発光源を配設すると共に、所定の曲率の弧状（曲線状）に曲げ形成された冷陰極管を用いて曲線状に構成するようにしても良い。
【００６７】
偏光フィルタ２１２は、図５のように発光源２１０の中心を境界に、発光源２１０の右側の発光部位２１０ａと左側の発光部位２１０ｂとで特性を異ならせており、そのため、左右の発光部位２１０ａ、２１０ｂの境界を形成しにくい場合は、左右の発光部位２１０ａ、２１０ｂの前面（プリズム体３０７、冷陰極管３１０の本体部３１０ａの前面）に図９のように同一の偏光フィルタ２１２を取り付けると共に、その一方に所定の波長板３１５を貼り付けるようにして良い。
【００６８】
冷陰極管３１０の本体部３１０ａを、その発光表面（光源本体ユニット２５０の正面側）がＬＥＤ３０５の前面のプリズム体３０７（プリズム３０６）の出光面と連続するように配設したため、偏光フィルタ２１２の取付が容易である。
【００６９】
図５〜図７において、ホルダ２０８の収納ケース３０１ａ、３０１ｂには、空冷用の吸気口３２０と排気口３２１とが形成される。基板３０８は放熱性を良くするためにアルミ製の基板からなり、また面積の大きいものが用いられる。空冷用のファン２２２（図３参照）の駆動によって、吸気口３２０より吸引された空気は、基板３０８の両面に沿い周辺部３０８ｂから中央部３０８ａに向かって流れ、排気口３２１より排出される。基板３０８の中央部３０８ａには、排気口３２１の入り口周辺に排気効率向上のため基板３０８の両面を流れてきた空気が合流する切り欠き部３２２が設けられる。したがって、線状発光源２１０を的確に効率良く冷却することができる。
【００７０】
図１０、図１１は、画像表示装置２００の光学系を示す側面図、平面図である。ただし、図１０中、発光源２１０は中央部（立体画像表示用の光源部２５１）のみを示し、点線で表した発光源２１０は見かけ上の位置である。また、図１１においては、反射板２０２等を省略して、発光源２１０（立体画像表示用の光源部２５１、視野拡大用の光源部２５２）を見かけ上の位置に表してある。
【００７１】
図１１に示すように、左右の発光部位２１０ａ、２１０ｂ（ＬＥＤ３０５（光源部２５１）、冷陰極管３１０（光源部２５２））から放射された光は偏光フィルタ２１２を透過して放射状に広がっている。
【００７２】
右側の発光部位２１０ａから放射され偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａ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２０３に到達し、フレネルレンズ２０３で光の進行方向を変えられて、微細位相差板２０４、液晶表示パネル２０５を透過して左眼ゾーンに至る。
【００７３】
発光源２１０の中央部位（中心から右側）に右側の発光部位２１０ａのＬＥＤ３０５（光源部２５１）を連続的（線状）に配置してあり、またＬＥＤ３０５の照射範囲を絞って光度を高めるプリズム３０６を配設してあるため、左眼ゾーンに至る光の照度は高くなる。すなわち、中心側の発光部位２１０ａのＬＥＤ３０５からの光はＡＬ領域に至るが、これに隣接する発光部位２１０ａのＬＥＤ３０５からの光はそのＡＬ領域に大きく重なり合った領域に出射され、このように順に隣接する発光部位２１０ａのＬＥＤ３０５からの光は順に重なり合った領域に出射される。したがって、左眼ゾーンに十分な光が照射されるのである。
【００７４】
左側の発光部位２１０ｂから放射され偏光フィルタ２１２の左側領域２１２ｂ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２０３に到達し、フレネルレンズ２０３で光の進行方向を変えられて、微細位相差板２０４、液晶表示パネル２０５を透過して右眼ゾーンに至る。
【００７５】
発光源２１０の中央部位（中心から左側）に左側の発光部位２１０ｂのＬＥＤ３０５（光源部２５１）を連続的（線状）に配置してあり、またＬＥＤ３０５の照射範囲を絞って光度を高めるプリズム３０６を配設してあるため、右眼ゾーンに至る光の照度は高くなる。すなわち、中心側の発光部位２１０ｂのＬＥＤ３０５からの光はＡＲ領域に至るが、これに隣接する発光部位２１０ｂのＬＥＤ３０５からの光はそのＡＲ領域に大きく重なり合った領域に出射され、このように順に隣接する発光部位２１０ｂのＬＥＤ３０５からの光は順に重なり合った領域に出射される。したがって、右眼ゾーンに十分な光が照射されるのである。
【００７６】
液晶表示パネル２０５は、液晶表示パネル２０５の走査線ピッチと、微細位相差板２０４の偏光特性の繰り返しピッチとを等しくして、液晶表示パネル２０５の走査線ピッチ毎に異なる方向から到来した光を照射し、異なる方向に光を出射する。
【００７７】
右側の発光部位２１０ａから放射され、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを透過した光は、フレネルレンズ２０３を透過して、微細位相差板２０４に到達し、偏光を９０度回転させて出射する（右側領域２１２ａを透過した光を透過する）微細位相差板２０４の領域２０４ａを透過し、さらに、液晶表示パネル２０５を透過して、左眼ゾーンに至る。すなわち、液晶表示パネル２０５の領域２０４ａに対応する位置の表示素子によって表示された左目画像が左目に到達する。
【００７８】
なお、この微細位相差板２０４の領域２０４ａと交互に並んで配置されている領域２０４ｂは光の偏光を変化させないので、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａからの光は液晶表示パネル２０５の偏光板２０５ａつまり液晶表示パネル２０５の領域２０４ｂに対応する位置の表示素子（右目用画像を表示）を透過することはない。
【００７９】
左側の発光部位２１０ｂから放射され、偏光フィルタ２１２の左側領域２１２ｂを透過した光は、フレネルレンズ２０３を透過して、微細位相差板２０４に到達し、偏光フィルタ２１２の左側領域２１２ｂの同一偏光の光を透過する微細位相差板２０４の領域２０４ｂを透過して、液晶表示パネル２０５を透過して、右眼ゾーンに至る。すなわち、液晶表示パネル２０５の領域２０４ｂに対応する位置の表示素子によって表示された右目画像が右目に到達する。
【００８０】
なお、この微細位相差板２０４の領域２０４ｂと交互に並んで配置されている領域２０４ａは光の偏光を変化させるので、偏光フィルタ２１２の左側領域２１２ｂからの光は液晶表示パネル２０５の偏光板２０５ａつまり液晶表示パネル２０５の領域２０４ａに対応する位置の表示素子（左目用画像を表示）を透過することはない。
【００８１】
一方、フレネルレンズ２０３、液晶表示パネル２０５での複屈折や散乱によって右目用画像と左目用画像とが重なるクロストークを生じるが、発光源２１０の中央部にＬＥＤ３０５を連続的（線状）に左右方向に配列したので、クロストークを低減することができる。
【００８２】
発光源２１０の右側発光部位２１０ａのＬＥＤ３０５、左側発光部位２１０ｂのＬＥＤ３０５によって、前述したように左眼ゾーン、右眼ゾーンにそれぞれ十分な光が照射される。すなわち、左眼ゾーンには十分な光度の左目画像が到達し、右眼ゾーンには十分な光度の右目画像が到達する。そのため、フレネルレンズ２０３、液晶表示パネル２０５での複屈折や散乱によって右目用画像が左目に、また左目用画像が右目に入っても、左目に到達する左目画像との光度差、また右目に到達する右目画像との光度差が相対的に大きくなり、クロストークを十分に低減できる。特に、液晶表示パネル２０５の中央前方にて十分な光度が確保されるので、クロストークを一層十分に低減できる。
【００８３】
したがって、右目画像と左目画像とによって、観察者は立体画像を認識しやすくなり、両眼視差に基づく３次元知覚により容易に立体視することができる。
【００８４】
また、発光源２１０の右周辺部位に配置された発光部位２１０ａの冷陰極管３１０からの光は左眼ゾーンの左側に広角（ＤＬ領域）に出射され、発光源２１０の左周辺部位に配置された発光部位２１０ｂの冷陰極管３１０からの光は右眼ゾーンの右側に広角（ＤＲ領域）に出射される。
【００８５】
したがって、画像表示装置の視野角が増大する。そのため、本画像表示装置でテレビゲーム等を行う場合あるいは本画像表示装置を遊技機（パチンコ機等）の画像表示装置に用いた場合に、遊技者だけでなく、周囲の者が画像を見ることができ、好適である。
【００８６】
このように、発光源２１０のうち、立体画像表示用の中央部を線状に配置した複数のＬＥＤ３０５にて構成し、視野拡大用の両端部を冷陰極管３１０にて構成したため、発熱量を抑えながら、光量を増やすことができ、立体視を容易にできると共に、視野角の広い見やすい画面を実現できる。
【００８７】
また、立体画像表示用のＬＥＤ３０５の前面のプリズム３０６によって、立体画像の光度を一層高めることができ、立体視を一層行いやすくなる。
【００８８】
また、冷陰極管３１０の熱源である端子部３１０ｂが光源本体ユニット２５０（ホルダ２０８）外部に位置するので、発熱箇所の集中を避けることができ、その分光源本体ユニット２５０内の温度が下がり、熱によって影響を及ぼすことを防止できる。
【００８９】
図１２〜図１４は、別の実施の形態の光源本体ユニット２５０の分解斜視図および発光源２１０の視野拡大用の光源部２５２に用いる冷陰極管（ＣＣＦＬ：冷陰極蛍光管）３４０の部分正面図、部分側面図を示す。
【００９０】
これは、発光源２１０の視野拡大用の光源部２５２にＵ型の冷陰極管３４０を用いたものである。
【００９１】
ホルダ３３０は、折れ線状に収納部３３１を形成する分割構造の収納ケース３３２ａ、３３２ｂとカバー３３３とにより構成され、収納部３３１は、所定長さの中央部３３４とその両側のホルダ前方向に所定角度斜行した周辺部３３５とに形成される。
【００９２】
発光源２１０は、複数の点状発光源（ＬＥＤ（発光素子）：白色発光ダイオード等）３０５からなる立体画像表示用の光源部２５１と、細長い冷陰極管（ＣＣＦＬ：冷陰極蛍光管）３４０からなる視野拡大用の光源部２５２とから構成される。
【００９３】
立体画像表示用の光源部２５１は、基板３３６の所定長さの中央部３３７ａに、所定数のＬＥＤ３０５が線状に配列して取り付けられる。
【００９４】
ＬＥＤ３０５の前面には、ＬＥＤ３０５の光の拡散を防ぎ、光軸中心がフレネルレンズ２０３の中央部を通るように、所定角度で出光させるプリズム３０６が備えられる。プリズム３０６は、それぞれのＬＥＤ３０５のプリズム３０６がプリズム体３０７として一体形成される。
【００９５】
視野拡大用の光源部２５２は、基板３３６の中央部３３７ａの両側の基板前面方向に所定角度斜行した周辺部３３７ｂにそれぞれ冷陰極管３４０の取付部３４１が形成され、取付部３４１にそれぞれ冷陰極管３４０が取り付けられる。
【００９６】
冷陰極管３４０は、本体部３４０ａがＵ型に成形されると共に、Ｕ型の本体部３４０ａに対して両端部位を脚状に折り曲げ成形され、両端の端子部３４０ｃを取付部３４１に挿通し、本体部３４０ａを基板前面方向より見て中央部３３７ａのＬＥＤ３０５の配列方向に延設するように配置して、取付部３４１に脚部３４０ｂを介して取り付けられる。
【００９７】
冷陰極管３４０には、基板３３６へ取り付けた状態において、基板前面方向より本体部３４０ａが図１３のようにＵ型に見えるように、そのＵ型を含む面と略直交する方向に脚部３４０ｂを成形したものが用いられる。
【００９８】
冷陰極管３４０の本体部３４０ａは、そのＵ型の発光表面（光源本体ユニット２５０の正面側）がＬＥＤ３０５の前面のプリズム体３０７（プリズム３０６）の出光面と連続するように、周辺部３３７ｂへの取付高さが定められる。
【００９９】
また、冷陰極管３４０の両端の端子部３４０ｃに対応してホルダ３３０の収納ケース３３２ｂにそれぞれ貫通口３３８が形成される。
【０１００】
ホルダ３３０の収納ケース３３２ａ、３３２ｂに、ＬＥＤ３０５、冷陰極管３４０を配列した基板３３６を収納して、中央部３３７ａのＬＥＤ３０５にプリズム体３０７を合わせて（各ＬＥＤ３０５の発光面と各プリズム３０６の入光面とを一対一に対応させて）組み付けて、プリズム体３０７、冷陰極管３４０の本体部３４０ａの前面に偏光フィルタ２１２をカバー３３３を介して取り付けて、光源本体ユニット２５０が形成される。冷陰極管３４０の両端の端子部３４０ｃは、収納ケース３３２ｂの貫通口３３８を介してホルダ３３０外部に突出される。
【０１０１】
これによれば、前記実施の形態のものと比べて、視野拡大用の光量を増やして、大きな視野角の見やすい画像表示装置を提供できる。
【０１０２】
なお、縦方向に若干の幅を持つためクロストークが生じて不利だが、視野拡大用の光源であり、実質的に不都合なく大きな視野角の見やすい画像表示装置を提供できる。
【０１０３】
図１５、図１６は、発光源２１０の視野拡大用の光源部２５２に用いる別の実施の形態の冷陰極管（ＣＣＦＬ：冷陰極蛍光管）３７０の部分正面図、部分側面図を示す。冷陰極管３７０以外の構成は前図１２とほぼ同じである。
【０１０４】
冷陰極管３７０は、本体部３７１がＵ型に成形され、基板３３６の周辺部３３７ｂの取付部（図示しない）に、本体部３７１の先端部位（折り返し部位）３７２を中央部３３７ａのＬＥＤ３０５の配列方向に向け、本体部３７１の端部３７３（図示しない脚部側）を基板３３６の周縁側にして取り付けられると共に、この取り付けた状態において、基板前面方向より、図１５のように本体部３７１の先端部位３７２が一線状に、端部３７３に向かって本体部３７１がわずかに拡開する形状に見えるように、すなわち、先端部位３７２側で発光面を狭く、端部３７３に向かって発光面を広くするように、本体部３７の両端部３７３の形成方向がＵ型を含む面方向に所定角度ずらして成形されたものが用いられる。
【０１０５】
すなわち、光源部２５２の発光面は、中央部３３７ａの点状発光源３０５と隣接する方向で幅が狭く、両端部３７３側で広くなっているので、立体視する光源側でのクロストーク発生原因となる光源幅を抑えている。半面、両端部３７３側では、明るさ向上を狙い、管が重ならないようにしている。
【０１０６】
これによれば、立体画像に光度のむら等の影響を及ぼすことなく、視野角の大きい見やすい画像表示装置を提供できる。
【０１０７】
なお、今回開示され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と考えられるべきである。本発明の範囲は上記した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および範囲内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】本発明の実施の形態の画像表示装置の機能説明図である。
【図２】画像表示装置の斜視図である。
【図３】画像表示装置の分解斜視図である。
【図４】画像表示装置の駆動回路のブロック図である。
【図５】光源本体ユニットの正面図である。
【図６】光源本体ユニットの側面図である。
【図７】光源本体ユニットの分解斜視図である。
【図８】光源本体ユニットの部分断面図である。
【図９】偏光フィルタの斜視図である。
【図１０】画像表示装置の光学系の側面図である。
【図１１】画像表示装置の光学系の平面図である。
【図１２】第２の実施の形態の光源本体ユニットの分解斜視図である。
【図１３】冷陰極管の部分正面図である。
【図１４】冷陰極管の部分側面図である。
【図１５】第３の実施の形態の冷陰極管の部分正面図である。
【図１６】冷陰極管の部分側面図である。
【符号の説明】
２０１  光源
２０２  反射板（ミラー）
２０３  フレネルレンズ
２０４  微細位相差板
２０５  液晶表示パネル
２０６  ディフューザ
２０７  ケース
２０８  ホルダ
２１０  発光源
２１０ａ  右側の発光部位
２１０ｂ  左側の発光部位
２１２  偏光フィルタ
２１６  表示ユニット
２５０  光源本体ユニット
２５１，２５２  光源部
３００  収納部
３０１ａ、３０１ｂ  収納ケース
３０２  カバー
３０５  ＬＥＤ
３０６  プリズム
３０７  プリズム体
３０８  基板
３１０  冷陰極管
３３０  ホルダ
３３１  収納部
３３２ａ、３３２ｂ  収納ケース
３３３  カバー
３３６  基板
３３８  貫通口
３４０  冷陰極管
３７０  冷陰極管
６００  駆動回路
【図１】
2004279895.tif 000003
【図２】
2004279895.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004279895.tif 000006
【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】
2004279895.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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