(57)【要約】    【課題】  画面の輝度が高く、消費電力が小さく、画像可視域が広い画像表示装置、これを搭載した携帯端末装置及びこの画像表示装置に組み込まれる表示パネルを提供する。    【解決手段】  レンチキュラレンズ３のシリンドリカルレンズ３ａの配列方向１２に沿って、半透過型液晶表示パネル２の左眼用画素４３及び右眼用画素４４を交互に配置する。左眼用画素４３には各１の透過領域４１０及び反射領域４２０を設け、右眼用画素４４には各１の透過領域４３０及び反射領域４４０を設ける。そして、シリンドリカルレンズ３ａの長手方向１１に沿って、左眼用画素４３の透過領域４１０及び反射領域４２０を交互に配列すると共に、右眼用画素４４の透過領域４３０及び反射領域４４０を交互に配列する。【選択図】  図１
2004280078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、この光源の前方に配置され、第１視点用の画像を表示する画素及びこの画素から見て一定の位置に配置され第２視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む複数の表示単位がマトリクス状に配列された表示パネルと、この表示パネルの前方に配置され、前記表示単位内において前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素とを配列した第１の方向に、前記各画素から出射した光を振り分ける光学手段と、を有し、前記第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素は夫々、前記光源から出射した光を前記光学手段に向けて透過させる透過領域と、前方から入射した外光を前記光学手段に向けて反射する反射領域と、を有し、前記各画素において、前記透過領域と反射領域との配列方向が前記第１の方向に直交する第２の方向であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記光学手段は、長手方向が前記第２の方向でありこの第２の方向に延びる前記表示単位の列毎に設けられた複数本のシリンドリカルレンズが前記第１の方向に配列されたレンチキュラレンズであ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】
前記光学手段は、長手方向が前記第２の方向でありこの第２の方向に延びる前記表示単位の列毎に設けられた複数本のスリットが前記第１の方向に沿って配列するように形成されたパララックスバリアであ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４】
光源と、この光源の前方に配置され、第１視点用の画像を表示する画素及びこの画素から見て一定の位置に配置され第２視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む複数の表示単位がマトリクス状に配列された表示パネルと、前記光源と前記表示パネルとの間に配置され、前記表示単位内において前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素とを配列した第１の方向に直交する第２の方向に延びる前記表示単位の列毎に設けられ長手方向が前記第２の方向になるように配置され前記光源から出射した光をこの光が前記各画素を透過した後前記第１の方向に振り分けられるように透過させる複数本のスリットが前記第１の方向に配列するように形成されたパララックスバリアと、を有し、前記第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素は夫々、前記光源から出射して前記パララックスバリアのスリットを透過した光を前方に向けて透過させる透過領域と、前方から入射した外光を前方に向けて反射する反射領域と、を有し、前記各画素において、前記透過領域と反射領域との配列方向が前記第２の方向であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
前記透過領域及び反射領域が夫々複数の相互に異なる色の領域に分割されており、同じ色の領域が前記第１の方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記透過領域及び反射領域が夫々複数の相互に異なる色の領域に分割されており、同じ色の領域が前記第２の方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記透過領域及び反射領域が夫々赤色領域、緑色領域及び青色領域に分割されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記表示パネルが液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１乃至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１の方向が画面の水平方向であることを特徴とする請求項１乃至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１視点用の画像が左眼用画像であり、前記第２視点用の画像が前記左眼用画像に対して視差をもつ右眼用画像であり、立体画像を表示するものであることを特徴とする請求項９に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記第１の方向が画面の垂直方向であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像表示装置を有することを特徴とする携帯端末装置。
【請求項１３】
携帯電話、携帯端末、ＰＤＡ、ゲーム機、デジタルカメラ又はデジタルビデオであることを特徴とする請求項１２に記載の携帯端末装置。
【請求項１４】
マトリクス状に配列された複数の画素を有し、各画素は光を透過させる透過領域と、光を反射する反射領域と、を有し、前記透過領域及び反射領域が夫々赤色領域、緑色領域及び青色領域に分割されており、前記透過領域と反射領域との配列方向が前記赤色領域、緑色領域及び青色領域の配列方向と同じ方向であることを特徴とする表示パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の視点に向けて相互に異なる画像を表示することができる画像表示装置、これを搭載した携帯端末装置及び前記画像表示装置に組み込まれる表示パネルに関し、特に、消費電力の低減を図った画像表示装置、携帯端末装置及び表示パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、立体画像を表示することができる表示装置の検討が行われている。立体視については、紀元前２８０年にギリシャの数学者ユークリッドが、「立体視とは、同一物体を異なる方向から眺めた別々の映像を左右両眼が同時に見ることによって得られる感覚である」と考察している（例えば、非特許文献１参照。）。即ち、立体画像表示装置の機能としては、左右両眼に相互に視差がある画像を夫々提供することが必要となる。
【０００３】
この機能を具体的に実現する方法として、従来より多くの立体画像表示方式が検討されている。これらの方式は、眼鏡を使用する方式と眼鏡を使用しない方式とに大別することができる。このうち、眼鏡を使用する方式には、色の違いを利用したアナグリフ方式、及び偏光を利用した偏光眼鏡方式等があるが、本質的に眼鏡をかける煩わしさを避けることができないため、近年では眼鏡を使用しない眼鏡なし方式が盛んに検討されている。
【０００４】
眼鏡なし方式には、レンチキュラレンズ方式及びパララックスバリア方式等がある。レンチキュラレンズ方式はＩｖｅｓ等により１９１０年頃に発明されたとされている。パララックスバリア方式は、１８９６年にＢｅｒｔｈｉｅｒが着想し、１９０３年にＩｖｅｓによって実証されたとされている。
【０００５】
前述の非特許文献１に記載されているように、パララックスバリアは、相互に平行な方向に延びる細い縦縞状の多数の開口、即ち、スリットが形成された遮光板（バリア）である。そして、このパララックスバリアの背面側には表示パネルが配置されており、この表示パネルにおいては、スリットの長手方向と直交する方向に左眼用及び右眼用の画素が繰返し配列されている。これにより、各画素からの光はパララックスバリアを通過する際に一部が遮蔽される。具体的には、左眼用の画素からの光は観察者の左眼には到達するが、右眼に向かう光は遮光され、右眼用の画素からの光は右眼には到達するが左眼には到達しないように、画素が配置されている。これにより、左右の眼に夫々の画素からの光が到達することになるため、観察者は立体画像を認識することができる。
【０００６】
図１５は、従来のパララックスバリアを使用した２眼式の立体画像表示装置を示す斜視図であり、図１６は、この立体画像表示装置の光学モデルを示す図である。図１５及び図１６に示すように、この従来の立体画像表示装置においては、透過型液晶表示パネル２１が設けられており、この透過型液晶表示パネル２１にはマトリクス状に表示画素が設けられている。各表示画素には、左眼用画素４３及び右眼用画素４４が設けられている。また、左眼用画素４３及び右眼用画素４４は遮光部６により区画されている。遮光部６は、画像の混色を防止したり、画素に表示信号を伝送したりする目的で配置されている。
【０００７】
更に、液晶表示パネル２１の前面側、即ち、観察者側には、パララックスバリア７が設けられており、パララックスバリア７には、一方向に延びるスリット７ａが形成されている。そして、このスリット７ａは、１対の左眼用画素４３及び右眼用画素４４に対応するように配置されている。更にまた、液晶表示パネル２１の背面側には、光源１０が設けられている。
【０００８】
図１６に示すように、光源１０から出射した光は透過型液晶表示パネル２１の左眼用画素４３及び右眼用画素４４を夫々通過した後に、パララックスバリア７のスリット７ａを通過する際に一部が遮蔽され、夫々領域ＥＬ又はＥＲに向けて出射する。このため、観察者が左眼５２を領域ＥＬに位置させ、右眼５１を領域ＥＲに位置させることにより、左眼５２に左眼用の画像が入力されると共に、右眼５１に右眼用の画像が入力され、観察者は立体画像を認識することができる。
【０００９】
パララックスバリア方式が考案された当初は、パララックスバリアが表示パネルと眼との間に配置されていたこともあり、目障りで視認性が低い点が問題であった。しかし、近時の液晶表示装置の実現に伴って、パララックスバリアを表示パネルの裏側に配置することが可能となって視認性が改善されたこともあり、現在盛んに検討が行われ、最近では実際に製品化されている（例えば、非特許文献２参照。）。非特許文献２に記載されている製品は、透過型液晶パネルを使用したパララックスバリア方式の立体画像表示装置である。
【００１０】
一方、レンチキュラレンズ方式はレンチキュラレンズを使用した立体画像表示方式である。レンチキュラレンズは、一方の面が平面となっており、他方の面には、一方向に延びるかまぼこ状の凸部（シリンドリカルレンズ）が複数個形成されているレンズである。そして、このレンズの焦点面に右眼用の画像を表示する画素と左眼用の画像を表示する画素とが交互に配列され、各１の右眼用画素及び左眼用画素からなる表示単位が一方向に配列された１の列に、１の凸部が対応するようになっている。このため、各画素からの光はレンチキュラレンズにより左右の眼に向かう方向に振り分けられる。これにより、左右の眼に相互に異なる画像を認識させることが可能となり、観察者に立体画像を認識させることが可能になる。
【００１１】
図１７は、従来のレンチキュラレンズを使用した２眼式の立体画像表示装置を示す斜視図であり、図１８は、この立体画像表示装置の光学モデルを示す図である。図１７及び図１８に示すように、この従来の立体画像表示装置においては、透過型液晶表示パネル２１が設けられており、この液晶表示パネル２１にはマトリクス状に表示画素が設けられている。各表示画素には、左眼用画素４３及び右眼用画素４４が設けられている。また、液晶表示パネル２１の前面側、即ち、観察者側には、レンチキュラレンズ３が設けられている。レンチキュラレンズ３には、一方向に延びるかまぼこ状の凸部であるシリンドリカルレンズ３ａが相互に平行に形成されている。そして、このシリンドリカルレンズ３ａは、透過型液晶表示パネル２１の２画素、即ち、１対の左眼用画素４３及び右眼用画素４４に対応するように配置されている。更に、液晶表示パネル２１の背面側には、光源１０が設けられている。
【００１２】
図１８に示すように、光源１０から出射した光は、透過型液晶表示パネル２１の左眼用画素４３及び右眼用画素４４を夫々通過した後に、シリンドリカルレンズ３ａにより屈折し、夫々領域ＥＬ及びＥＲに向けて出射する。このため、観察者が左眼５２を領域ＥＬに位置させ、右眼５１を領域ＥＲに位置させることにより、左眼５２に左眼用の画像が入力されると共に、右５１に右眼用の画像が入力される。これにより、観察者は立体画像を認識することができる。
【００１３】
パララックスバリア方式が不要な光線をバリアにより「隠す」方式であるのに対し、レンチキュラレンズ方式は光の進む向きを変える方式であるため、立体表示を行っても、平面表示と比較して原理的に表示画面の明るさが低下しない。このため、特に高輝度表示及び低消費電力性能が重視される携帯機器等への適用が検討されつつある。
【００１４】
しかしながら、このような立体画像表示装置を携帯電話等の携帯端末装置に搭載する場合には、屋外の極めて明るい場所で使用することが多く、このような場所で十分な視認性を確保するためには、画面の輝度を十分に高くすることが要求される。ところが、立体画像表示装置を携帯端末装置に搭載する場合、電源としてバッテリーを使用せざるを得ないが、携帯端末装置はその質量及び体積が厳しく制限されているため、バッテリーの容量にも厳しい制約がある。このため、携帯端末装置を小型軽量化し、表示画面を高輝度化すると、１回の充電により使用できる連続使用時間が短くなってしまうという問題点がある。
【００１５】
また、レンチキュラレンズを使用した画像表示装置として、立体画像表示装置の他にも、複数の画像を同時に表示する複数画像同時表示装置が開発されている（例えば、特許文献１参照。）これは、レンチキュラレンズによる画像の振分機能を利用して、観察する方向毎に異なる画像を同時に同一条件で表示するディスプレイである。これにより、１台の複数画像同時表示装置が、この表示装置に対して相互に異なる方向に位置する複数の観察者に対して、相互に異なる画像を同時に提供することができる。特許文献１には、この複数画像同時表示装置を使用することにより、通常の１画像表示装置を同時に表示したい画像の数だけ用意する場合と比較して、設置スペース及び電気代を削減できると記載されている。
【００１６】
一方、従来より、通常の平面画像表示装置において、反射表示及び透過表示の双方が可能な半透過型液晶表示装置の検討が行われている（例えば、非特許文献３参照。）。図１９は非特許文献３に記載されている従来の半透過型液晶表示装置を示す平面図である。図１９に示すように、この従来の液晶表示装置においては、半透過型液晶表示パネル２２の各画素４０がＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）３色の領域に分かれており、更に、各色の領域が透過領域及び反射領域に分かれている。即ち、画素４０は、透過領域（赤）４１Ｒ、反射領域（赤）４２Ｒ、透過領域（緑）４１Ｇ、反射領域（緑）４２Ｇ、透過領域（青）４１Ｂ、反射領域（青）４２Ｂの６つの領域に分割されている。
【００１７】
そして、各反射領域においては、半透過型液晶表示パネル２２の２枚のガラス基板のうち、背面側のガラス基板の液晶に接する側の表面に金属膜（図示せず）が形成されており、この金属膜が外光を反射するようになっている。これにより、透過領域においては、光源（図示せず）からの光が液晶パネルの液晶層（図示せず）を透過して像を形成する。また、反射領域においては、自然光及び室内照明光等の外光が液晶層を透過し、この光が金属膜により反射され再度液晶層を透過して像を形成する。このため、外光が多く明るい場所では、光源の一部として外光を利用することができる。この結果、半透過型液晶表示装置は、透過型液晶表示装置と比較して、表示画面の輝度を確保しつつ光源を点灯するための消費電力を抑えることができる。
【００１８】
【非特許文献１】増田千尋著「３次元ディスプレイ」産業図書株式会社
【非特許文献２】２００３年１月６日発行  日経エレクトロニクスＮｏ．８３８、第２６〜２７頁  表１
【非特許文献３】日経ＢＰ社  日経マイクロデバイス別冊「フラットパネルディスプレイ」第１０８〜１１３頁  図４
【特許文献１】特開平０６−３３２３５４号公報（図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上述の従来の技術には、以下に示すような問題点がある。図２０は、半透過型液晶表示パネルを使用したレンチキュラレンズ方式の２眼式立体画像表示装置を示す斜視図であり、図２１はその光学モデルを示す図である。
【００２０】
立体画像表示装置において、低消費電力化を図るためには、図１７に示すようなレンチキュラレンズ方式の立体画像表示装置において、図１９に示す半透過型液晶表示パネル２２を使用することが考えられる。しかし、このような半透過型の立体画像表示装置には以下に示すような問題点がある。
【００２１】
図１９に示す半透過型液晶表示パネル２２においては、１つの画素４０がほぼ正方形状になっており、この画素をＲＧＢの３色の領域に分割しているため、各色の領域は長方形状となる。このため、各色の領域を透過領域及び反射領域に分割する場合には、各色の領域の長手方向を分割している。
【００２２】
そして、この図１９に示す半透過型液晶表示パネル２２を立体画像表示装置の表示パネルとして使用する場合には、左眼用の画像を表示する画素４０（以下、左眼用画素４３という）及び右眼用の画像を表示する画素（以下、右眼用画素４４という）の１対の画素を基本表示単位として使用する。このため、この画素対とレンチキュラレンズ３との関係は図２０に示すようになる。なお、図２０においては、便宜上、色毎の分割は示さずに、図１９に示す１つの画素、即ち左眼用画素４３の透過領域（赤）４１Ｒ、透過領域（緑）４１Ｇ、透過領域（青）４１Ｂをまとめて左眼用画素の透過領域４１０とし、左眼用画素４３の反射領域（赤）４２Ｒ、反射領域（緑）４２Ｇ、反射領域（青）４２Ｂをまとめて左眼用画素の反射領域４２０とし、この左眼用画素４３と対をなす右眼用画素４４の透過領域（赤）４１Ｒ、透過領域（緑）４１Ｇ、透過領域（青）４１Ｂをまとめて右眼用画素の透過領域４３０とし、右眼用画素４４の反射領域（赤）４２Ｒ、反射領域（緑）４２Ｇ、反射領域（青）４２Ｂをまとめて右眼用画素の反射領域４４０としている。そして、この立体画像表示装置においては、各シリンドリカルレンズ３ａに対応するように、シリンドリカルレンズ３ａの配列方向１２、即ち、シリンドリカルレンズ３ａの長手方向１１に直交する方向に沿って、左眼用画素の透過領域４１０、左眼用画素の反射領域４２０、右眼用画素の透過領域４３０及び右眼用画素の反射領域４４０がこの順に配列されている。この立体画像表示装置における上記以外の構成は、図１７に示す従来の装置と同様である。
【００２３】
この結果、図２１に示すように、光源１０が光を出射すると、この光は半透過型液晶パネル２２の左眼用画素の透過領域４１０及び右眼用画素の透過領域４３０を夫々通過した後に、レンチキュラレンズ３のシリンドリカルレンズ３ａにより屈折し、夫々領域ＥＴＬ又はＥＴＲに向けて出射する。一方、外光がレンチキュラレンズ３を透過して半透過型液晶パネル２２に入射し、この外光が左眼用画素反射領域４２０及び右眼用画素反射領域４４０の液晶層を通過し金属膜で反射され再び液晶層を通過した後に、シリンドリカルレンズ３ａにより屈折し、夫々ＥＲＬ又はＥＲＲに向けて出射する。この結果、観察者が左眼５２を領域ＥＴＬに位置させ、右眼５１を領域ＥＴＲに位置させた場合には、透過光による立体画像が観察され、左眼５２を領域ＥＲＬに位置させ、右眼５１を領域ＥＲＲに位置させた場合には、反射光による立体画像が観察されることになる。このため、図２１に示すように、半透過型液晶パネルを使用する立体画像表示装置においては、透過型液晶表示パネルを使用する立体画像表示装置と比較して、透過光及び反射光の夫々による立体画像可視域が大幅に狭くなるという問題がある。
【００２４】
以上の説明はレンチキュラレンズを使用する立体画像表示装置についてのものであるが、パララックスバリアを使用する立体画像表示装置についても同様な問題が発生するので、これについて説明する。図２２は、半透過型液晶表示パネルを使用したパララックスバリア方式の２眼式立体画像表示装置を示す斜視図であり、図２３はその光学モデルを示す図である。
【００２５】
図２２に示すように、この立体画像表示装置においては、パララックスバリア７の各スリット７ａに対応するように、スリット７ａの配列方向１２、即ち、スリット７ａの長手方向１１に直交する方向に沿って、左眼用画素の透過領域４１０、左眼用画素の反射領域４２０、右眼用画素の透過領域４３０及び右眼用画素の反射領域４４０がこの順に設けられている。この立体画像表示装置における上記以外の構成は、図１５に示す従来の装置と同様である。
【００２６】
この結果、図２３に示すように、光源１０が光を出射し、この光が左眼用画素透過領域４１０及び右眼用画素透過領域４３０を夫々通過した後に、パララックスバリア７のスリット７ａを通過する際に一部が遮蔽され、夫々領域ＥＴＬ又はＥＴＲに向けて出射する。一方、外光がスリット７ａを介して半透過型液晶パネル２２に入射し、左眼用画素反射領域４２０及び右眼用画素反射領域４４０において夫々反射された後に、夫々領域ＥＲＬ及びＥＲＲに向けて出射する。この結果、観察者が左眼５２を領域ＥＴＬに位置させ、右眼５１を領域ＥＴＲに位置させた場合には、透過光による立体画像が観察され、左眼５２を領域ＥＲＬに位置させ、右眼５１を領域ＥＲＲに位置させた場合には、反射光による立体画像が観察されることになる。このように、パララックスバリア方式の半透過型立体画像表示装置においても、透過型立体画像表示装置と比較して、透過表示及び反射表示の夫々の立体画像可視域が大幅に狭くなるという問題がある。
【００２７】
同様の問題点は、立体画像表示装置に限らず、前述の複数画像同時表示装置等の複数種類の画像を同時に表示する表示装置には一般的に発生する。即ち、半透過型画像表示装置は、透過型画像表示装置と比較して、透過表示及び反射表示の夫々の画像可視域が著しく狭くなるという問題点がある。
【００２８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、画面の輝度が高く、消費電力が小さく、画像可視域が広い画像表示装置、これを搭載した携帯端末装置及びこの画像表示装置に組み込まれる表示パネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明に係る画像表示装置は、光源と、この光源の前方に配置され、第１視点用の画像を表示する画素及びこの画素から見て一定の位置に配置され第２視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む複数の表示単位がマトリクス状に配列された表示パネルと、この表示パネルの前方に配置され、前記表示単位内において前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素とを配列した第１の方向に、前記各画素から出射した光を振り分ける光学手段と、を有し、前記第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素は夫々、前記光源から出射した光を前記光学手段に向けて透過させる透過領域と、前方から入射した外光を前記光学手段に向けて反射する反射領域と、を有し、前記各画素において、前記透過領域と反射領域との配列方向が前記第１の方向に直交する第２の方向であることを特徴とする。
【００３０】
本発明においては、透過領域及び反射領域を設けることにより、外光の強さに応じて光源の光量を調節できるため、画像の輝度を高く維持したまま、消費電力を低減することができる。また、光学手段が各画素から出射した光を第１の方向に振り分ける場合に、透過領域と反射領域との配列方向をこの第１の方向に直交する第２の方向とすることにより、透過領域から出射した光と反射領域から出射した光とは振り分けられることがない。このため、観察者は観察位置によらず透過領域及び反射領域の双方から出射した光を観察することができる。これにより、透過領域及び反射領域を設けても画像の可視域が狭くなることがない。
【００３１】
また、前記光学手段は、長手方向が前記第２の方向でありこの第２の方向に延びる前記表示単位の列毎に設けられた複数本のシリンドリカルレンズが前記第１の方向に配列されたレンチキュラレンズであってもよい。
【００３２】
又は、前記光学手段は、長手方向が前記第２の方向でありこの第２の方向に延びる前記表示単位の列毎に設けられた複数本のスリットが前記第１の方向に沿って配列するように形成されたパララックスバリアであってもよい。
【００３３】
本発明に係る他の画像表示装置は、光源と、この光源の前方に配置され、第１視点用の画像を表示する画素及びこの画素から見て一定の位置に配置され第２視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む複数の表示単位がマトリクス状に配列された表示パネルと、前記光源と前記表示パネルとの間に配置され、前記表示単位内において前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素とを配列した第１の方向に直交する第２の方向に延びる前記表示単位の列毎に設けられ長手方向が前記第２の方向になるように配置され前記光源から出射した光をこの光が前記各画素を透過した後前記第１の方向に振り分けられるように透過させる複数本のスリットが前記第１の方向に配列するように形成されたパララックスバリアと、を有し、前記第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素は夫々、前記光源から出射して前記パララックスバリアのスリットを透過した光を前方に向けて透過させる透過領域と、前方から入射した外光を前方に向けて反射する反射領域と、を有し、前記各画素において、前記透過領域と反射領域との配列方向が前記第２の方向であることを特徴とする。
【００３４】
本発明においては、透過領域及び反射領域を設けることにより、外光の強さに応じて光源の光量を調節でき、画像の輝度を高く維持したまま、消費電力を低減することができる。また、パララックスバリアにより、光源から出射した光が各画素を透過した後、第１の方向に振り分けられるが、透過領域と反射領域との配列方向を第２の方向とすることにより、透過領域から出射した光と反射領域から出射した光とは振り分けられることがない。このため、観察者は観察位置によらず透過領域及び反射領域の双方から出射した光を観察することができる。これにより、透過領域及び反射領域を設けても画像の可視域が狭くなることがない。更に、パララックスバリアを表示パネルの背面側に設けているため、視認性を向上させることができる。
【００３５】
また、前記透過領域及び反射領域が夫々複数の相互に異なる色の領域に分割されており、同じ色の領域が前記第１の方向に沿って配列されていてもよい。これにより、カラー画像を表示することができる。
【００３６】
又は、前記透過領域及び反射領域が夫々複数の相互に異なる色の領域に分割されており、同じ色の領域が前記第２の方向に沿って配列されていてもよい。これにより、従来の縦ストライプ状カラーフィルタを使用してカラー画像を表示することができる。
【００３７】
更に、前記第１の方向が画面の水平方向であってもよく、このとき、前記第１視点用の画像が左眼用画像であり、前記第２視点用の画像が前記左眼用画像に対して視差をもつ右眼用画像であり、立体画像を表示するものであってもよい。これにより、光学手段が、第１視点用の画素から出射した光を観察者の左眼に向けて出射させ、第２視点用の画素から出射した光を右眼に向けて出射させることにより、観察者は立体画像を認識することができる。
【００３８】
又は、前記第１の方向が画面の垂直方向であってもよい。これにより、例えばこの画像表示装置を携帯端末装置に搭載した場合に、観察者が携帯端末装置の角度を変えるだけで、相互に異なる複数の視点から画像表示装置を観察することになり、複数の画像から１の画像を選択して観察することができる。特に、この複数の画像間に関連性がある場合には、観察角度を変えるという簡単な手法により複数の画像を切り換えて交互に観察できるため、利便性が大幅に向上する。また、第１視点用の画像と第２視点用の画像とを振り分ける前記第１の方向が、画面の垂直方向であるため、観察者が第１視点用の画像及び第２視点用の画像を夫々必ず両眼で観察することができ、各画像の視認性が向上する。
【００３９】
本発明に係る携帯端末装置は、前記画像表示装置を有することを特徴とする。また、この携帯端末装置は、携帯電話、携帯端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance：携帯型情報端末）、ゲーム機、デジタルカメラ又はデジタルビデオであってもよい。
【００４０】
本発明に係る表示パネルは、マトリクス状に配列された複数の画素を有し、各画素は光を透過させる透過領域と、光を反射する反射領域と、を有し、前記透過領域及び反射領域が夫々赤色領域、緑色領域及び青色領域に分割されており、前記透過領域と反射領域との配列方向が前記赤色領域、緑色領域及び青色領域の配列方向と同じ方向であることを特徴とする。
【００４１】
前記表示パネルは、光源及びこの光源の前方に配置され入射した光を一方向に振り分ける光学手段を備えた画像表示装置に組み込まれ、前記光源と前記光学手段との間に配置されて前記光源から出射した光を前記光学手段に向けて透過させると共に前方から入射した外光を前記光学手段に向けて反射する表示パネルである。この表示パネルの前記透過領域と反射領域との配列方向を、前記光学手段が光を振り分ける方向に直交する方向とすることにより、前述の本発明に係る画像表示装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、画像表示装置において、各画素に透過領域及び反射領域を設けているため、光源からの透過光及び外光の反射光を併用することにより、画像の輝度を高く維持したまま、消費電力を低減することができる。また、光学手段が各画素から出射した光を第１の方向に振り分けるが、透過領域と反射領域との配列方向をこの第１の方向に直交する第２の方向とすることにより、透過領域から出射した光と反射領域から出射した光とが振り分けられることがなく、広い可視域を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
本発明においては、例えば各画素に透過領域及び反射領域を設けた半透過型立体画像表示装置において、左眼用画素及び右眼用画素を、レンチキュラレンズのシリンドリカルレンズの配列方向、又はパララックスバリアのスリットの配列方向に周期的に配置すると共に、各画素の透過領域及び反射領域を、レンチキュラレンズのシリンドリカルレンズの長手方向、又はパララックスバリアのスリットの長手方向に周期的に配置する。これにより、左眼用画素及び右眼用画素から出射した光は、シリンドリカルレンズ又はスリットにより左右の眼の方向に振り分けられるが、各画素の透過領域及び反射領域から出射した光は、相互に異なる方向に振り分けられて分離することがない。この結果、従来の透過型立体画像表示装置と比較して、高輝度化及び低消費電力化を図ることができるが、立体可視域が狭くなることはない。
【００４４】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は本実施形態に係る立体画像表示装置を示す斜視図であり、図２は本実施形態に係る携帯端末装置を示す斜視図である。なお、図１においては、液晶表示パネルの１対の画素、及びこの１対の画素に対応する１つのシリンドリカルレンズを示している。
【００４５】
図１に示すように、本実施形態に係る立体画像表示装置１においては、光源１０（図３参照）が設けられており、この光源１０の前面、即ち観察者側に半透過型液晶表示パネル２が設けられている。そして、この液晶表示パネル２の前面には、レンチキュラレンズ３が設けられている。光源１０は、例えば、レンチキュラレンズ３と共に半透過型液晶表示パネル２を挟む位置に設けられた導光板（図示せず）と、この導光板の側方に設けられたサイドライト（図示せず）とを備えている。この場合、サイドライトが発光し、この光を導光板が半透過型液晶表示パネル２に向かう方向に反射することにより、半透過型液晶表示パネル２に光を供給する。
【００４６】
半透過型液晶表示パネル２においては、各１個の左眼用画素４３及び右眼用画素４４からなる表示単位としての画素対が方向１１及び１２に沿ってマトリクス状に設けられている。図１に示す方向１１は、レンチキュラレンズ３のシリンドリカルレンズ３ａの長手方向であり、方向１２は、シリンドリカルレンズ３ａの配列方向である。そして、方向１２においては、左眼用画素４３及び右眼用画素４４が交互に配置されている。即ち、方向１２は１の画素対において左眼用画素４３から右眼用画素４４に向かう方向である。また、方向１１においては、左眼用画素４３及び右眼用画素４４が夫々１列に配列されている。そして、方向１２における画素対の配列周期はシリンドリカルレンズの配列周期と略等しくなっており、この配列方向において、１対の画素対が方向１１に配列してなる列が、１のシリンドリカルレンズ３ａに対応している。更に、左眼用画素４３及び右眼用画素４４は、遮光部６により区画されている。
【００４７】
また、左眼用画素４３には、各１の透過領域４１０及び反射領域４２０が設けられており、右眼用画素４４には、各１の透過領域４３０及び反射領域４４０が設けられている。領域４１０、４２０、４３０、４４０の形状は矩形である。そして、シリンドリカルレンズの長手方向１１においては、左眼用画素４３の透過領域４１０及び反射領域４２０が交互に配列されていると共に、右眼用画素４４の透過領域４３０及び反射領域４４０が交互に配列されている。一方、シリンドリカルレンズの配列方向１２においては、透過領域４１０及び４３０が交互に配列されていると共に、反射領域４２０及び４４０が交互に配列されている。なお、透過領域４１０及び４３０においては、光源１０からの光が前方に向かって透過するようになっている。また、反射領域４２０及び４４０においては、液晶表示パネル２の背面側ガラス基板（図示せず）における液晶層（図示せず）に接する面に、例えばアルミニウム等からなる金属膜（図示せず）が形成されており、前方から入射し、液晶表示パネル２の液晶層を透過した光が、この金属膜により反射されて再び液晶層を透過し、前方に出射されるようになっている。なお、領域４１０、４２０、４３０及び４４０の面積は、例えば、相互に等しくなっている。
【００４８】
また、図２に示すように、本実施形態に係る携帯端末装置は、例えば、立体画像表示装置１を搭載した携帯電話８である。そして、図１に示すシリンドリカルレンズ３ａの長手方向１１が、立体画像表示装置１の画面の縦方向、即ち垂直方向となり、シリンドリカルレンズ３ａの配列方向１２が、立体画像表示装置１の画面の横方向、即ち水平方向となる。この携帯電話８においては、立体画像表示装置１を、携帯電話８に内蔵したバッテリー（図示せず）により駆動する。
【００４９】
次に、上述如く構成された本実施形態に係る立体画像表示装置の動作について説明する。図３は図１に示すＡ−Ａ線による断面における光学モデルを示す図であり、図４は図１に示すＢ−Ｂ線による断面における光学モデルを示す図である。図１、図３及び図４に示すように、外部の制御装置（図示せず）から液晶表示パネル２に信号が入力され、左眼用画素４３及び右眼用画素４４が夫々左眼用画像及び右眼用画像を表示する。
【００５０】
この状態で、光源１０が発光し、この光が半透過型液晶表示パネル２に入射する。この半透過型液晶表示パネル２に入射した光のうち、反射領域４２０及び４４０に入射した光は、金属膜により遮蔽され、液晶表示パネル２を透過しない。一方、透過領域４１０及び４３０に入射した光は、液晶表示パネル２を透過し、レンチキュラレンズ３に入射する。また、自然光及び照明光等の外光が、前方からレンチキュラレンズ３を透過して液晶表示パネル２に入射する。この液晶表示パネル２に入射した光のうち、透過領域４１０及び４３０に入射した光は、液晶表示パネル２の後方、即ち、光源１０側に透過し、表示に寄与しない。一方、反射領域４２０及び４４０に入射した光は、液晶表示パネル２の液晶層を透過し、金属膜により反射されて再び液晶層を透過し、レンチキュラレンズ３に入射する。
【００５１】
レンチキュラレンズ３に入射した光は、各シリンドリカルレンズ３ａにより屈折してシリンドリカルレンズ３ａの長手方向１１に直交し且つ相互に異なる方向に振り分けられる。これらの光が進む方向は、シリンドリカルレンズ３ａの光軸面３ｂに対して、方向１２に沿って傾斜している。この結果、左眼用画素４３の透過領域４１０及び反射領域４２０から出射した光は領域ＥＬに向かい、右眼用画素４４の透過領域４３０及び反射領域４４０から出射した光は領域ＥＲに向かう。
【００５２】
なお、レンチキュラレンズ３は前述のように一次元的なシリンドリカルレンズの集合体であるため、その長手方向１１に関してはレンズ効果を持たず、長手方向１１については、光の振り分けを行わない。従って、左眼用画素４３及び右眼用画素４４から出射した光はシリンドリカルレンズの配列方向１２には振り分けられるが、左眼用画素４３の透過領域４１０及び反射領域４２０から出射した光は振り分けられずに混合して同じ領域ＥＬに向かい、右眼用画素４４の透過領域４３０及び反射領域４４０から出射した光は振り分けられずに混合して同じ領域ＥＲに向かう。これにより、シリンドリカルレンズの長手方向１１に対しては、観察位置に依存しない表示が得られる。そして、観察者が左眼５２を領域ＥＬに位置させ、右眼５１を領域ＥＲに位置させると、立体画像を観察することができる。
【００５３】
このとき、この立体画像表示装置が置かれた環境が暗く、外光のみで画像を表示することができない場合には、光源１０を点灯させ、光源からの透過光及び外光の反射光の双方を併用して立体画像を表示することができる。この場合、外光の強さに応じて光源１０の光量を調節し、外光が弱ければ光源１０の光量を増加させ、外光が強ければ光源１０の光量を低減して、画像全体の輝度を調整することにより、環境の明るさに依存せずに高い画像輝度を維持することができる。また、環境が十分に明るく、外光の光量が反射光のみで画像を表示するために十分である場合には、光源１０を消灯し、反射光のみにより立体画像を表示することができる。これにより、消費電力を低減することができる。なお、１回の充電で長時間の表示を行いたい場合等のように、視認性を多少犠牲にしても電力を節約したい場合においても、透過光と反射光とを併用することにより、必要最低限の輝度を維持しつつ消費電力を低減することができる。
【００５４】
これに対して、非特許文献２に記載されているような透過光のみを使用する立体画像表示装置においては、外光が極めて強い場合には、環境と比較して画像の輝度が不足し、視認性が低下してしまう。また、反射光のみを使用する立体画像表示装置においては、外光が弱い場合には、やはり画像の輝度が不足し、視認性が低下してしまう。
【００５５】
また、前述の如く、図１７に示すような従来の立体画像表示装置に図１９に示すような従来の半透過型液晶表示パネルを組み込んでも、反射光及び透過光が相互に異なる方向に振り分けられてしまい、立体可視域が狭くなってしまう。これに対して、本実施形態においては、反射光と透過光とが振り分けられないため、立体可視域が狭くなることがない。
【００５６】
このように、本実施形態においては、立体画像表示装置において、広い立体可視域を確保しつつ、光源からの透過光及び外光の反射光を併用することにより、画像輝度が高い立体画像表示を行うことができる。これにより、明るい場所では光源に供給する電力を節約することができ、消費電力量を低減することができる。この結果、この立体画像表示装置を搭載した本実施形態に係る携帯電話は、バッテリーを大型化することなく、１回の充電により長時間使用することができる。
【００５７】
このため、本実施形態に係る立体画像表示装置は、携帯電話等の携帯端末装置に好適に適用することができ、良好な立体画像を表示すると共に、消費電力を低減することができる。本実施形態に係る立体画像表示装置を携帯機器に適用すれば、大型の表示装置に適用する場合と異なり、観察者が自分の両眼と表示画面との位置関係を任意に調節できるため、最適な可視域を速やかに見出すことができる。
【００５８】
なお、液晶表示パネルは、各画素に反射領域と透過領域とが設けられている構成であれば適用可能であり、本質的に反射領域と透過領域の比率には左右されない。即ち、本実施形態においては、反射領域と透過領域の面積比率が１：１である半透過型液晶表示パネルについて説明したが、透過領域の面積と反射領域の面積との比が、例えば６：４になっていてもよい。また、透過領域の比率が大きい微反射型液晶表示パネル、及び反射領域の比率が大きい微透過型液晶表示パネルにおいても、本実施形態と同様に適用可能である。
【００５９】
また、画素電極の駆動方法は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）方式及びＴＦＤ（Thin Film Diode：薄膜ダイオード）方式等のアクティブマトリクス方式でもよいし、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic liquid crystal）方式等のパッシブマトリクス方式であってもよい。なお、表示パネルは各画素に透過領域及び反射領域が設けられているものであればよく、液晶表示パネルに限定されるものではない。
【００６０】
更に、本実施形態においては、左眼用画素及び右眼用画素のみが設けられた２眼式立体表示装置の場合について説明したが、本発明はＮ眼式（Ｎは２より大きい整数）の場合においても適用可能である。
【００６１】
更にまた、本実施形態においては、時分割方式によりカラー画像を表示することもできる。
【００６２】
更にまた、本実施形態に係る携帯端末装置は携帯電話に限定されず、携帯端末、ＰＤＡ、ゲーム機、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等の携帯端末装置に適用することができる。
【００６３】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は本実施形態に係る立体画像表示装置を示す斜視図である。図５に示すように、本実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、半透過型液晶表示パネル２ａにカラーフィルタ等のカラー表示手段が設けられており、このカラーフィルタの同色部がシリンドリカルレンズ３ａの配列方向１２に連続して配置されていることを特徴としている。例えば、左眼用画素４３において、左眼用画素透過領域（赤）４１１、左眼用画素反射領域（赤）４２１、左眼用画素透過領域（緑）４１２、左眼用画素反射領域（緑）４２２、左眼用画素透過領域（青）４１３、左眼用画素反射領域（青）４２３が設けられており、シリンドリカルレンズ３ａの長手方向１１に沿ってこの順に配列されている。また、右眼用画素４４においては、右眼用画素透過領域（赤）４３１、右眼用画素反射領域（赤）４４１、右眼用画素透過領域（緑）４３２、右眼用画素反射領域（緑）４４２、右眼用画素透過領域（青）４３３、右眼用画素反射領域（青）４４３が設けられており、方向１１に沿ってこの順に配列されている。そして、左眼用画素透過領域（赤）４１１、左眼用画素反射領域（赤）４２１、右眼用画素透過領域（赤）４３１、右眼用画素反射領域（赤）４４１には帯状の赤色カラーフィルタ（図示せず）が設けられており、左眼用画素透過領域（緑）４１２、左眼用画素反射領域（緑）４２２、右眼用画素透過領域（緑）４３２、右眼用画素反射領域（緑）４４２には帯状の緑色カラーフィルタ（図示せず）が設けられており、左眼用画素透過領域（青）４１３、左眼用画素反射領域（青）４２３、右眼用画素透過領域（青）４３３、右眼用画素反射領域（青）４４３には帯状の青色カラーフィルタ（図示せず）が設けられており、各カラーフィルタは方向１２に沿って延びている。本実施形態の立体画像表示装置における上記以外の構成及び動作は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００６４】
本実施形態によれば、立体可視域が広く、消費電力が少なく、カラー表示が可能な透過光及び反射光を併用する立体画像表示装置及びこれを搭載した携帯情報端末を得ることができる。本実施形態における上記以外の効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００６５】
なお、本実施形態における色の配列は一例を示したものに過ぎず、本発明がこの順に限定されるものではない。
【００６６】
また、本実施形態においては、２眼式立体表示装置の場合について説明したが、本実施形態はＮ眼式（Ｎは２より大きい整数）の場合においても適用可能である。
【００６７】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図６は本実施形態に係る立体画像表示装置を示す斜視図である。図６に示すように、本実施形態は、前述の第２の実施形態と比較して、半透過型液晶表示パネル２ｂにおいて、同色の領域が連続する方向が、シリンドリカルレンズの長手方向１１に設定されていることを特徴としている。例えば、レンチキュラレンズ３の１のシリンドリカルレンズ３ａに対して、左眼用画素透過領域（赤）４１１及び左眼用画素反射領域（赤）４２１がシリンドリカルレンズの長手方向１１に沿って配列されており、この列に隣接して、右眼用画素透過領域（緑）４３２及び右眼用画素反射領域（緑）４４２が方向１１に沿って配列されている。即ち、１のシリンドリカルレンズ３ａに対して、左眼用画素透過領域（赤）４１１、左眼用画素反射領域（赤）４２１、右眼用画素透過領域（緑）４３２及び右眼用画素反射領域（緑）４４２の４領域が対応している。
【００６８】
また、隣接する他のシリンドリカルレンズ３ａに対応して、左眼用画素透過領域（青）４１３、左眼用画素反射領域（青）４２３、右眼用画素透過領域（赤）４３１、右眼用画素反射領域（赤）４４１が同様に配置されている。更に、隣接する更に他のシリンドリカルレンズ３ａに対応して、左眼用画素透過領域（緑）４１２、左眼用画素反射領域（緑）４２２、右眼用画素透過領域（青）４３３、右眼用画素反射領域（青）４４３が同様に配置され、この３個のシリンドリカルレンズ３ａが一組となって、ひとつの表示単位を構成している。本実施形態における上記以外の構成及び動作は、前述の第２の実施形態と同様である。
【００６９】
従来の平面表示装置においては、カラーフィルタの配置は、本実施形態と同様に、縦方向、即ち、シリンドリカルレンズの長手方向１１に延びるストライプ状の配置となっている。従って、本実施形態によれば、従来の縦ストライプ状のカラーフィルタを使用する表示装置との互換性を保ちつつ、透過光及び反射光を併用し、立体可視域が広いカラー立体画像表示装置を実現することができる。本実施形態における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第２の実施形態と同様である。
【００７０】
なお、本実施形態においては、２眼式立体表示装置の場合について説明したが、本実施形態はＮ眼式（Ｎは２より大きい整数）の場合においても適用可能である。
【００７１】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図７は本実施形態に係る立体画像表示装置を示す斜視図である。図７に示すように、本実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、半透過型液晶表示パネル２の前面に、レンチキュラレンズ３（図１参照）ではなくパララックスバリア７を設けている点が異なっている。パララックスバリア７においては、例えばガラス基板の表面に金属膜が形成されており、この金属膜がパターニングされて部分的に除去されることにより、スリット７ａが形成されている。そして、パララックスバリア７のスリット７ａの長手方向１１においては、左眼用画素４３の透過領域４１０及び反射領域４２０が交互に配列されていると共に、右眼用画素４４の透過領域４３０及び反射領域４４０が交互に配列されている。また、スリット７ａの配列方向１２においては、透過領域４１０及び４３０が交互に配列されていると共に、反射領域４２０及び４４０が交互に配列されている。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００７２】
次に、本実施形態に係る立体画像表示装置の動作について説明する。図８は図７に示すＣ−Ｃ線による断面における光学モデルを示す図であり、図９は図７に示すＤ−Ｄ線による断面における光学モデルを示す図である。なお、スリット７ａの幅を狭くしすぎると、スリット７ａを通過する光量が少なくなり、表示が暗くなるため、スリット７ａには一定の幅をもたせている。この結果、実際には右眼用の画像と左眼用の画像は相互に多少オーバーラップする。しかし、以下の説明においては、便宜上、スリット７ａの幅による画像のオーバーラップは無視している。
【００７３】
図８に示すように、先ず、光源１０が点灯し、この光源１０からの光が半透過型液晶表示パネル２に入射する。半透過型液晶表示パネル２の左眼用画素透過領域４１０及び右眼用画素透過領域４３０に入射した光は、これらの領域を夫々透過し、パララックスバリア７に向かう。そして、パララックスバリア７のスリット７ａを通過する際に一部が遮蔽され、左眼用画素透過領域４１０を透過した光は領域ＥＬに向かい、右眼用画素透過領域４３０を透過した光は領域ＥＲに向かう。また、半透過型液晶表示パネル２の左眼用画素反射領域４２０及び右眼用画素反射領域４４０に入射した光は、これらの領域に設けられている金属膜（図示せず）により遮蔽される。
【００７４】
一方、図９に示すように、外光が前方からスリット７ａを通過して半透過型液晶表示パネル２に入射する。半透過型液晶表示パネル２の左眼用画素反射領域４２０及び右眼用画素反射領域４４０に入射した光は、これらの領域において液晶層（図示せず）を透過し、金属膜（図示せず）において反射された後に、再度液晶層を透過してパララックスバリア７に向かう。そして、パララックスバリア７のスリット７ａを通過する際に一部が遮蔽され、左眼用画素反射領域４２０から出射した光は領域ＥＬに向かい、右眼用画素反射領域４４０から出射した光は領域ＥＲに向かう。なお、半透過型液晶表示パネル２の左眼用画素透過領域４１０及び右眼用画素透過領域４３０に入射した外光は、これらの領域を透過して光源１０に向かい、表示には寄与しない。
【００７５】
これにより、観察者が左眼５２を領域ＥＬに位置させ、右眼５１を領域ＥＲに位置させれば、透過光及び反射光の双方により立体画像を観察することができる。
【００７６】
また、パララックスバリア７に形成されているスリット７ａは、一次元的な形状を持っているため、その長手方向１１には光の遮蔽効果を示さない。このため、方向１１については、観察位置に依存しない表示が得られる。従って、左眼用画素透過領域４１０及び左眼用画素反射領域４２０から出射した光は、相互に異なる方向に振り分けられることがなく、右眼用画素透過領域４３０及び右眼用画素反射領域４４０から出射した光は、相互に異なる方向に振り分けられることがない。このため、各画素に透過領域及び反射領域を設けても、立体可視域が狭くなることがない。
【００７７】
このように、本実施形態においては、観察者が左眼５２を領域ＥＬに位置させ、右眼５１を領域ＥＲに位置させれば、透過光及び反射光の双方により立体表示を観察することができる。このとき、立体画像の観察が可能となる立体可視域は、図２３に示す領域ＥＴＬ、ＥＴＲ、ＥＲＬ及びＥＲＲよりも広い。即ち、本実施形態においては、透過光及び反射光を併用して高い画像輝度を維持しつつ消費電力を低減できると共に、広い立体可視域を持つ立体画像表示装置を実現することができる。
【００７８】
また、本実施形態においては、レンチキュラレンズの替わりにパララックスバリア７を設けることにより、レンズの表面反射に起因する縞模様が発生することがなく、表示画質の低下を防止することができる。本実施形態における上記以外の効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００７９】
なお、本実施形態においても、前述の第２又は第３の実施形態と同様に、カラーフィルタを設け、各画素を各色の領域に分割してもよい。これにより、カラー画像を表示することができる。又は、時分割方式によりカラー表示を行ってもよい。
【００８０】
また、本実施形態においては、２眼式立体表示装置の場合について説明したが、前述の第１乃至第３の実施形態と同様に、Ｎ眼式（Ｎは２より大きい整数）の場合においても適用可能である。
【００８１】
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図１０は本実施形態に係る立体画像表示装置を示す斜視図である。図１０に示すように、本実施形態は、前述の第４の実施形態と比較して、パララックスバリア７が半透過型液晶表示パネル２の背面側、即ち、半透過型液晶表示パネル２と光源１０（図１１参照）との間に配置されていることを特徴とする。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第４の実施形態と同様である。
【００８２】
次に、本実施形態に係る立体画像表示装置の動作及び効果について説明する。図１１は図１０に示すＥ−Ｅ線による断面における光学モデルを示す図であり、図１２は図１０に示すＦ−Ｆ線による断面における光学モデルを示す図である。図１１及に示すように、光源１０が点灯し、光源１０から出射した光がパララックスバリア７に向かう。そして、パララックスバリア７に照射された光の一部が、スリット７ａを通過して半透過型液晶表示パネル２に入射すると共に、残部が遮蔽される。このとき、半透過型液晶表示パネル２の左眼用画素透過領域４１０及び右眼用画素透過領域４３０に入射した光は、これらの領域を通過した後に、夫々領域ＥＬ及びＥＲに向けて出射する。また、半透過型液晶表示パネル２の左眼用画素反射領域４２０及び右眼用画素反射領域４４０に入射した光は、これらの領域に設けられた金属膜により遮蔽され、表示に寄与しない。
【００８３】
一方、図１２に示すように、外光が前方から半透過型液晶表示パネル２に入射する。半透過型液晶表示パネル２の左眼用画素反射領域４２０及び右眼用画素反射領域４４０に入射した外光は、これらの領域の金属膜（図示せず）により反射された後に、パララックスバリア７で遮蔽されることなく前方に向かい、領域ＥＬ及びＥＲの双方に到達する。また、半透過型液晶表示パネル２の左眼用画素透過領域４１０及び右眼用画素透過領域４３０に入射した外光は、パララックスバリア７に向けて透過し、表示に寄与しない。
【００８４】
この結果、観察者が左眼５２を領域ＥＬに位置させ、右眼５１を領域ＥＲに位置させると、透過光による立体画像を観察できる。なお、反射光は領域ＥＬ及びＥＲに振り分けられることがなく、反射光による表示は平面表示となる。しかしながら、本実施形態においては、パララックスバリア７を半透過型液晶表示パネル２の背面側に配置することにより、パララックスバリアによる視認性の低下を防止することができる。本実施形態における上記以外の効果は、前述の第４の実施形態と同様である。
【００８５】
なお、本実施形態においては、２眼式立体表示装置の場合について説明したが、本実施形態はＮ眼式（Ｎは２より大きい整数）の場合においても適用可能である。
【００８６】
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。図１３は本実施形態に係る携帯端末装置を示す斜視図であり、図１４は、本実施形態に係る画像表示装置の動作を示す光学モデル図である。図１３に示すように、本実施形態においては、携帯端末装置としての携帯電話９に、画像表示装置が組み込まれている。そして、本実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、レンチキュラレンズ３を構成するシリンドリカルレンズ３ａの長手方向１１が画像表示装置の横方向、即ち、画像の水平方向であり、シリンドリカルレンズ３ａの配列方向１２が縦方向、即ち、画像の垂直方向である点が異なっている。なお、図１３においては、図示を簡略化するために、シリンドリカルレンズ３ａは４本しか図示されていないが、実際には方向１１における画素の配列数だけシリンドリカルレンズ３ａが形成されている。
【００８７】
また、図１４に示すように、表示パネル２には、各１つの第１視点用画素４５及び第２視点用画素４６からなる画素対が複数個、マトリクス状に配列されている。そして、１つの画素対における第１視点用画素４５及び第２視点用画素４６の配列方向は、シリンドリカルレンズ３ａの配列方向１２、即ち画面の縦方向（垂直方向）である。また、各画素４５及び４６には透過領域及び反射領域が設けられており、各画素において、透過領域及び反射領域はシリンドリカルレンズ３ａの長手方向１１、即ち画面の横方向（水平方向）に沿って配列されている。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００８８】
次に、本実施形態に係る画像表示装置の動作について説明する。図１４に示すように、光源１０が光を出射し、この光が表示パネル２に入射する。このとき、表示パネル２の第１視点用画素４５が第１視点用の画像を表示し、第２視点用画素４６が第２視点用の画像を表示する。第１視点用の画像及び第２視点用の画像は、相互に視差がある立体画像ではなく、平面画像である。また、両画像は相互に独立した画像であってもよいが、相互に関連する情報を示す画像であってもよい。
【００８９】
表示パネル２の第１視点用画素４５及び第２視点用画素４６の透過領域に入射した光は、これらの領域を透過し、レンチキュラレンズ３に向かう。そして、これらの光はレンチキュラレンズ３のシリンドリカルレンズ３ａにより屈折し、夫々領域Ｅ１及びＥ２に向けて出射する。領域Ｅ１及びＥ２は縦方向に沿って配列されている。また、自然光及び照明光等の外光が、前方からレンチキュラレンズ３を透過して液晶表示パネル２に入射する。この液晶表示パネル２に入射した光のうち、各画素の透過領域に入射した光は、液晶表示パネル２の後方、即ち、光源１０側に透過し、表示に寄与しない。一方、各画素の反射領域に入射した光は、液晶表示パネル２の液晶層を透過し、金属膜により反射されて再び液晶層を透過し、レンチキュラレンズ３に入射する。このとき、観察者が両眼を領域Ｅ１に位置させた場合には、第１視点用の画像を観察することができ、両眼を領域Ｅ２に位置させた場合には、第２視点用の画像を観察することができる。
【００９０】
本実施形態においては、観察者が携帯電話９の角度を変えるだけで、自分の両眼を領域Ｅ１又は領域Ｅ２に位置させ、第１視点用の画像又は第２視点用の画像を選択して観察できるという利点がある。特に、第１視点用の画像と第２視点用の画像との間に関連性がある場合には、観察角度を変えるという簡単な手法で夫々の画像を切り換えて交互に観察できるため、利便性が大幅に向上する。なお、第１視点用の画像と第２視点用の画像とを横方向に配列した場合には、観察位置によっては、右眼と左眼とで異なる画像を観察する場合がある。この場合、観察者は混乱し、各視点の画像を認識できなくなる。これに対して、本実施形態に示すように、複数視点用の画像を縦方向に配列した場合には、観察者は各視点用の画像を必ず両眼で観察できるため、これらの画像を容易に認識できる。本実施形態における上記以外の効果は、前述の第１の実施形態と同様である。なお、本実施形態は、前述の第２乃至第５の実施形態のいずれかの実施形態と組み合わせることもできる。
【００９１】
なお、前述の第１乃至第６の実施形態においては、携帯電話等に搭載され、１人の観察者の左右の眼に相互に視差がある画像を供給して立体画像を表示するか、１人の観察者に複数種類の画像を同時に供給する画像表示装置の例を示したが、本発明に係る画像表示装置はこれに限定されず、大型の表示パネルを備え、複数の観察者に相互に異なる複数の画像を供給するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る立体画像表示装置を示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る携帯端末装置を示す斜視図である。
【図３】図１に示すＡ−Ａ線による断面における光学モデルを示す図である。
【図４】図１に示すＢ−Ｂ線による断面における光学モデルを示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る立体画像表示装置を示す斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る立体画像表示装置を示す斜視図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る立体画像表示装置を示す斜視図である。
【図８】図７に示すＣ−Ｃ線による断面における光学モデルを示す図である。
【図９】図７に示すＤ−Ｄ線による断面における光学モデルを示す図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係る立体画像表示装置を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示すＥ−Ｅ線による断面における光学モデルを示す図である。
【図１２】図１０に示すＦ−Ｆ線による断面における光学モデルを示す図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態に係る携帯端末装置を示す斜視図である。
【図１４】本実施形態に係る画像表示装置の動作を示す光学モデル図である。
【図１５】従来のパララックスバリアを使用した２眼式の立体画像表示装置を示す斜視図である。
【図１６】この立体画像表示装置の光学モデルを示す図である。
【図１７】従来のレンチキュラレンズを使用した２眼式の立体画像表示装置を示す斜視図である。
【図１８】この立体画像表示装置の光学モデルを示す図である。
【図１９】従来の半透過型液晶表示装置を示す平面図である。
【図２０】半透過型液晶表示パネルを使用したレンチキュラレンズ方式の２眼式立体画像表示装置を示す斜視図である。
【図２１】その光学モデルを示す図である。
【図２２】半透過型液晶表示パネルを使用したパララックスバリア方式の２眼式立体画像表示装置を示す斜視図である。
【図２３】その光学モデルを示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
１；立体画像表示装置
２、２ａ、２ｂ；半透過型液晶表示パネル
２１；透過型液晶表示パネル
２２；半透過型液晶表示パネル
３；レンチキュラレンズ
３ａ；シリンドリカルレンズ
３ｂ；シリンドリカルレンズ３ａの光軸面
４０；画素
４１Ｒ；透過領域（赤）
４１Ｇ；透過領域（緑）
４１Ｂ；透過領域（青）
４２Ｒ；反射領域（赤）
４２Ｇ；反射領域（緑）
４２Ｂ；反射領域（青）
４３；左眼用画素
４４；右眼用画素
４１０；左眼用画素透過領域
４１１；左眼用画素透過領域（赤）
４１２；左眼用画素透過領域（緑）
４１３；左眼用画素透過領域（青）
４２０；左眼用画素反射領域
４２１；左眼用画素反射領域（赤）
４２２；左眼用画素反射領域（緑）
４２３；左眼用画素反射領域（青）
４３０；右眼用画素透過領域
４３１；右眼用画素透過領域（赤）
４３２；右眼用画素透過領域（緑）
４３３；右眼用画素透過領域（青）
４４０；右眼用画素反射領域
４４１；右眼用画素反射領域（赤）
４４２；右眼用画素反射領域（緑）
４４３；右眼用画素反射領域（青）
４５；第１視点用画素
４６；第２視点用画素
５１；右眼
５２；左眼
６；遮光部
７；パララックスバリア
７ａ；スリット
８、９；携帯電話
１０；光源
１１；シリンドリカルレンズ又はスリットの長手方向
１２；シリンドリカルレンズ又はスリットの配列方向
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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