(57)【要約】【課題】観察者が表示パネルの中央部に位置する場合にも、異なる観察位置に位置する観察者に異なる画像を提供する。【解決手段】この画像表示装置１は、表示パネル２と、表示パネル２に光を照射するためのバックライト５と、バックライト５から照射された光を第１の偏光軸を有する光に分離して出射する偏光制御領域７ａと、第２の偏光軸を有する光に分離して出射する偏光制御領域７ｂとが設けられ、かつ、偏光制御領域７ａおよび７ｂのＸ方向の長さを変化させることが可能な偏光制御液晶パネル７とを備えている。そして、偏光制御液晶パネル７は、偏光制御領域７ａおよび７ｂのＸ方向の長さを変化させることにより、観察者１０に画像を提供する領域Ｘ１の範囲と、観察者２０に画像を提供する領域Ｘ２の範囲とを制御するとともに、領域Ｘ１が表示パネル２の中央部を含むように制御することによって、異なる画像を領域Ｘ１およびＸ２に提供する。【選択図】図２
2007240655.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、
前記表示パネルに光を照射するための光源と、
前記光源と前記表示パネルとの間に配置され、前記光源から照射された光を第１の偏光軸を有する光に分離して出射する第１偏光制御領域と、前記光源から照射された光を前記第１の偏光軸とは異なる第２の偏光軸を有する光に分離して出射する第２偏光制御領域とが設けられ、かつ、前記第１偏光制御領域および前記第２偏光制御領域の観察者の左右の目を結んだ第１の方向の長さを変化させることが可能な偏光軸制御手段とを備え、
前記偏光軸制御手段は、前記偏光軸制御手段の第１偏光制御領域および第２偏光制御領域の前記第１の方向の長さを変化させることにより、第１の観察者に画像を提供する第１の領域の範囲と、第２の観察者に画像を提供する第２の領域の範囲とを制御するとともに、前記第１の領域が前記表示パネルの中央部を含むように制御することによって、少なくとも異なる画像を前記第１の領域および前記第２の領域に提供する、画像表示装置。
【請求項２】
前記光源と前記表示パネルとの間に配置され、前記光源から照射された光を、所定の方向に進行させるとともに、前記第１の方向に対して交差する第２の方向に延びるように形成されたレンズをさらに備え、
前記レンズは、実質的に半円柱状の第１レンズ部が前記第１偏光制御領域および前記第２偏光制御領域からなる組に対応して少なくとも１つ設けられ、前記第１偏光制御領域から出射された前記第１の偏光軸を有する光および前記第２偏光制御領域から出射された前記第２の偏光軸を有する光を、それぞれ、所定の方向に進行させるための第１レンチキュラーレンズを含む、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記表示パネルと前記レンズとの間に配置され、第３の偏光軸を有する光を出射させるための第３偏光制御領域と、前記第３の偏光軸とは異なる第４の偏光軸を有する光を出射させるための第４偏光制御領域とが前記第１の方向に延びるとともに前記第２の方向に交互に設けられた第１位相差板をさらに備え、
前記表示パネルには、前記第１の方向に延びる第１画素列と第２画素列とが交互に設けられており、
前記第１位相差板の前記第１の方向に延びるように設けられた前記第３偏光制御領域および前記第４偏光制御領域は、それぞれ、前記表示パネルの前記第１の方向に延びるように設けられた前記第１画素列および前記第２画素列に対応するように設けられている、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位相差板の前記第１の方向に延びるように設けられた前記第３偏光制御領域と前記第４偏光制御領域との間には、遮光領域が設けられている、請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記表示パネルの第１画素列と第２画素列との間には、遮光部材が設けられている、請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記偏光軸制御手段は、前記第１の偏光軸を有する光を出射させるための第１偏光制御領域と、前記第１の偏光軸とは異なる前記第２の偏光軸を有する光を出射させるための第２偏光制御領域とが前記第２の方向に延びるとともに前記第１の方向に交互に設けられた偏光制御液晶パネルを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記偏光制御液晶パネルには、前記偏光制御液晶パネルの第１偏光制御領域および第２偏光制御領域を制御するための電極が前記第１の方向に隣接するように複数設けられ、
前記偏光制御液晶パネルは、前記偏光制御液晶パネルの複数の電極の駆動を制御することにより、前記第１偏光制御領域および前記第２偏光制御領域の前記第１の方向の長さを制御することによって、前記第１の観察者に画像を提供する前記第１の領域が前記表示パネルの中央部を含むように制御する、請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記表示パネルと前記レンズとの間に配置され、第３の偏光軸を有する光を出射させるための第３偏光制御領域と、前記第３の偏光軸とは異なる第４の偏光軸を有する光を出射させるための第４偏光制御領域とが前記第１の方向に延びるとともに前記第２の方向に交互に設けられた第１位相差板をさらに備え、
前記表示パネルには、前記第１位相差板の第３偏光制御領域および第４偏光制御領域に対応するように、前記第１の方向に延びる第１画素列と第２画素列とが交互に設けられており、
前記偏光制御液晶パネルは、前記偏光制御液晶パネルの複数の電極の駆動を制御することにより、前記表示パネルの１／ｎフレーム期間（ｎは２以上の自然数）毎に、前記偏光制御液晶パネルの第１偏光制御領域と第２偏光制御領域とが入れ替わるように制御し、
前記表示パネルは、前記偏光制御液晶パネルの第１偏光制御領域と第２偏光制御領域との入れ替わりに同期して、前記表示パネルの１／ｎフレーム期間（ｎは２以上の自然数）毎に、前記表示パネルの第１画素列と第２画素列とに表示される前記第２の領域用の画像と前記第１の領域用の画像とが入れ替わるように制御する、請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記１／ｎフレーム期間は、１／２フレーム期間である、請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記偏光軸制御手段は、前記第１の偏光軸を有する光を出射させるための第１偏光制御領域と、前記第１の偏光軸とは異なる前記第２の偏光軸を有する光を出射させるための第２偏光制御領域とが前記第１の方向に延びるとともに前記第２の方向に交互に設けられた偏光制御液晶パネルを含み、
前記第１の観察者の位置を検出するための位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された前記第１の観察者の位置に応じて、前記偏光制御液晶パネルの第１偏光制御領域および第２偏光制御領域を移動させるための制御部とをさらに備え、
前記偏光制御液晶パネルの第１偏光制御領域および第２偏光制御領域を移動させることにより、前記表示パネルの中央部を含む前記第１の領域に位置する前記第１の観察者に立体画像を提供する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記表示パネルと前記レンズとの間に配置され、第３の偏光軸を有する光を出射させるための第３偏光制御領域と、前記第３の偏光軸とは異なる第４の偏光軸を有する光を出射させるための第４偏光制御領域とが前記第１の方向に延びるとともに前記第２の方向に交互に設けられた第１位相差板をさらに備え、
前記偏光制御液晶パネルには、前記偏光制御液晶パネルの第１偏光制御領域および第２偏光制御領域を制御するための電極が前記第１の方向に隣接するように複数設けられ、
前記表示パネルには、前記第１位相差板の第３偏光制御領域および第４偏光制御領域に対応するように、前記第１の方向に延びる第１画素列と第２画素列とが交互に設けられており、
前記偏光制御液晶パネルは、前記偏光制御液晶パネルの複数の電極の駆動を制御することにより、前記表示パネルの１／ｎフレーム期間（ｎは２以上の自然数）毎に、前記偏光制御液晶パネルの第１偏光制御領域と第２偏光制御領域とが入れ替わるように制御し、
前記表示パネルは、前記偏光制御液晶パネルの第１偏光制御領域と第２偏光制御領域との入れ替わりに同期して、前記表示パネルの１／ｎフレーム期間（ｎは２以上の自然数）毎に、前記表示パネルの第１画素列と第２画素列とに表示される左目用の画像と右目用の画像とが入れ替わるように制御する、請求項１０に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記１／ｎフレーム期間は、１／２フレーム期間である、請求項１１に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記表示パネルと前記レンズとの間に配置され、第３の偏光軸を有する光を出射させるための第３偏光制御領域と、前記第３の偏光軸とは異なる第４の偏光軸を有する光を出射させるための第４偏光制御領域とが前記第１の方向に延びるとともに前記第２の方向に交互に設けられた第１位相差板と、
前記表示パネルと前記第１位相差板との間に配置され、前記第２の方向に延びるように形成された実質的に半円柱状の第２レンズ部が少なくとも１つ設けられた第２レンチキュラーレンズとをさらに備える、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記表示パネルと前記レンズとの間に配置され、第３の偏光軸を有する光を出射させるための第３偏光制御領域と、前記第３の偏光軸とは異なる第４の偏光軸を有する光を出射させるための第４偏光制御領域とが前記第１の方向に延びるとともに前記第２の方向に交互に設けられた第１位相差板と、
前記表示パネルと前記第１位相差板との間に配置され、前記第１の方向に延びるように形成された開口部および遮光部が交互に設けられたバリアとをさらに備える、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記偏光軸制御手段は、第１の偏光軸を有する光を出射させるための第１偏光制御領域と、前記第１の偏光軸とは異なる第２の偏光軸を有する光を出射させるための第２偏光制御領域とが前記第２の方向に延びるとともに第１の方向に交互に設けられた第２位相差板を含む、請求項１または２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、異なる観察位置に位置する観察者に異なる画像を提供することが可能な可能な画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、異なる観察位置に位置する観測者（観察者）に異なる画像を提供する２画面表示装置（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】
図２５は、従来の２画面表示装置の構成を説明するための平面図である。図２５を参照して、従来の２画面表示装置５００の構成について説明する。
【０００４】
従来の２画面表示装置５００は、図２５に示すように、画像を表示するための表示体５０１と、表示体５０１の観側者５１０および５２０側に配置されたレンチキュラーレンズ５０２とを備えている。
【０００５】
また、表示体５０１には、観側者５１０（５２０）の左目と右目とを結んだＸ方向の線分に対して実質的に直交する方向（図２５の紙面に対して垂直方向）に延びる右側観測者用表示画素群５０１Ｒおよび左側観測者用表示画素群５０１Ｌが交互に設けられている。また、レンチキュラーレンズ５０２には、観側者５１０（５２０）の左目と右目とを結んだＸ方向の線分に対して実質的に直交する方向（図２５の紙面に対して垂直方向）に延びる実質的に半円柱状のレンズ部５０２ａが複数設けられている。また、１つのレンズ部５０２ａと、１つの右側観測者用表示画素群５０１Ｒおよび１つの左側観測者用表示画素群５０１Ｌからなる１組の表示画素群５０１ａとが対応するように設けられている。これにより、右側観測者用表示画素群５０１Ｒから出射した光は、右側観測者用の観測領域５０３Ｒに到達するとともに、左側観測者用表示画素群５０１Ｌから出射した光は、左側観測者用の観測領域５０３Ｌに到達する。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−４６６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図２５に示した従来の２画面表示装置５００では、観測者５１０または５２０が表示体５０１の中央部（図２５の中心線５７０上）に位置する場合には、その観測者５１０または５２０は、右側観測者用表示画素群５０１Ｒから出射した光および左側観測者用表示画素群５０１Ｌから出射した光の両方を観測してしまうという不都合がある。その結果、表示体５０１の中央部に位置する観側者５１０または５２０には、異なる２つの画像が重なった状態で提供されてしまうという問題点がある。
【０００８】
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、観察者が表示パネルの中央部に位置する場合にも、異なる観察位置に位置する観察者に異なる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】
【０００９】
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、表示パネルに光を照射するための光源と、光源と表示パネルとの間に配置され、光源から照射された光を第１の偏光軸を有する光に分離して出射する第１偏光制御領域と、光源から照射された光を第１の偏光軸とは異なる第２の偏光軸を有する光に分離して出射する第２偏光制御領域とが設けられ、かつ、第１偏光制御領域および第２偏光制御領域の観察者の左右の目を結んだ第１の方向の長さを変化させることが可能な偏光軸制御手段とを備え、偏光軸制御手段は、偏光軸制御手段の第１偏光制御領域および第２偏光制御領域の第１の方向の長さを変化させることにより、第１の観察者に画像を提供する第１の領域の範囲と、第２の観察者に画像を提供する第２の領域の範囲とを制御するとともに、第１の領域が表示パネルの中央部を含むように制御することによって、少なくとも異なる画像を第１の領域および第２の領域に提供する。
【００１０】
この一の局面による画像表示装置では、上記のように、偏光軸制御手段の第１偏光制御領域および第２偏光制御領域の第１の方向の長さを変化させることにより、第１の観察者に画像を提供する第１の領域の範囲と、第２の観察者に画像を提供する第２の領域の範囲とを制御するとともに、第１の領域が表示パネルの中央部を含むように制御する偏光軸制御手段を設けることによって、偏光軸制御手段の第１偏光制御領域および第２偏光制御領域により第１の領域に向かう光（第２の偏光軸を有する光）と第２の領域に向かう光（第１の偏光軸を有する光）とを分離することができるので、第１の領域に向かう光と第２の領域に向かう光とに異なる画像を付加することにより、表示パネルの中央部を含む第１の領域と、表示パネルの中央部を含まない第２の領域とに異なる画像を提供することができる。このため、第１の領域に含まれる表示パネルの中央部に第１の観察者が位置するとともに、第２の領域に第２の観察者が位置する場合にも、第１の観察者と第２の観察者とに異なる画像を提供することができる。
【００１１】
この一の局面による画像表示装置では、好ましくは、光源と表示パネルとの間に配置され、光源から照射された光を、所定の方向に進行させるとともに、第１の方向に対して交差する第２の方向に延びるように形成されたレンズをさらに備え、レンズは、実質的に半円柱状の第１レンズ部が第１偏光制御領域および第２偏光制御領域からなる組に対応して少なくとも１つ設けられ、第１偏光制御領域から出射された第１の偏光軸を有する光および第２偏光制御領域から出射された第２の偏光軸を有する光を、それぞれ、所定の方向に進行させるための第１レンチキュラーレンズを含む。このように構成すれば、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１レンチキュラーレンズの第１レンズ部により、それぞれ、第２の領域および第１の領域に向かって進行させることができる。
【００１２】
この一の局面による画像表示装置では、好ましくは、表示パネルとレンズとの間に配置され、第３の偏光軸を有する光を出射させるための第３偏光制御領域と、第３の偏光軸とは異なる第４の偏光軸を有する光を出射させるための第４偏光制御領域とが第１の方向に延びるとともに第２の方向に交互に設けられた第１位相差板をさらに備え、表示パネルには、第１の方向に延びる第１画素列と第２画素列とが交互に設けられており、第１位相差板の第１の方向に延びるように設けられた第３偏光制御領域および第４偏光制御領域は、それぞれ、表示パネルの第１の方向に延びるように設けられた第１画素列および第２画素列に対応するように設けられている。このように構成すれば、第１位相差板の第３偏光制御領域を透過した光を、表示パネルの第１画素列に入射させるとともに表示パネルに表示される画像情報を保持させた状態で、第２の領域に向かって進行させることができる。また、第４偏光領制御域を透過した光を、表示パネルの第２画素列に入射させるとともに表示パネルに表示される画像情報を保持させた状態で、第１の領域に向かって進行させることができる。これにより、容易に、第１の領域および第２の領域に異なる画像を提供することができる。
【００１３】
上記第１位相差板を備えた画像表示装置において、好ましくは、第１位相差板の第１の方向に延びるように設けられた第３偏光制御領域と第４偏光制御領域との間には、遮光領域が設けられている。このように構成すれば、第１位相差板の遮光領域により、第１位相差板の第３偏光制御領域を介して、表示パネルの第２画素列を透過して第２の領域に向かう光に、光が到達しない未到達領域を形成することができる。また、第１位相差板の遮光領域により、第１位相差板の第４偏光制御領域を介して、表示パネルの第１画素列を透過して第１の領域に向かう光に、光が到達しない未到達領域を形成することができる。その結果、第２の領域の光の未到達領域では、第１画素列の画像のみを提供することができるとともに、第１の領域の光の未到達領域では、第２画素列の画像のみを提供することができる。  
【００１４】
この場合、好ましくは、表示パネルの第１画素列と第２画素列との間には、遮光部材が設けられている。このように構成すれば、第１位相差板の遮光領域と表示パネルの遮光部材とにより、第１位相差板の第３偏光制御領域を介して、表示パネルの第２画素列を透過して第２の領域に向かう光に、光が到達しない未到達領域を大きく形成することができる。また、第１位相差板の遮光領域と表示パネルの遮光部材とにより、第１位相差板の第４偏光制御領域を介して、表示パネルの第１画素列を透過して第１の領域に向かう光に、光が到達しない未到達領域を大きく形成することができる。その結果、第２の領域の大きな光の未到達領域では、第１画素列の画像のみを提供することができるとともに、第１の領域の大きな光の未到達領域では、第２画素列の画像のみを提供することができる。  
【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、偏光軸制御手段は、第１の偏光軸を有する光を出射させるための第１偏光制御領域と、第１の偏光軸とは異なる第２の偏光軸を有する光を出射させるための第２偏光制御領域とが第２の方向に延びるとともに第１の方向に交互に設けられた偏光制御液晶パネルを含む。このように構成すれば、偏光制御液晶パネルの第１偏光制御領域に位置する液晶により、光源から照射された光の偏光軸を変化させることなく、偏光制御液晶パネルを透過させることができる。また、偏光制御液晶パネルの第２偏光制御領域に位置する液晶により、光源から照射された光の偏光軸を変化させて、偏光制御液晶パネルを透過させることができる。これらにより、容易に、光源から照射された光の偏光軸を制御することができる。
【００１６】
この場合、好ましくは、偏光制御液晶パネルには、偏光制御液晶パネルの第１偏光制御領域および第２偏光制御領域を制御するための電極が第１の方向に隣接するように複数設けられ、偏光制御液晶パネルは、偏光制御液晶パネルの複数の電極の駆動を制御することにより、第１偏光制御領域および第２偏光制御領域の第１の方向の長さを制御することによって、第１の観察者に画像を提供する第１の領域が表示パネルの中央部を含むように制御する。このように構成すれば、電極に対する電圧の印加状態を制御することにより第１偏光制御領域および第２偏光制御領域を構成する電極の本数を減少または増加させることによって、容易に、第１偏光制御領域および第２偏光制御領域の第１の方向の長さを変化させることができる。これにより、第１の観察者に画像を提供する第１の領域の範囲を変化させることができるので、容易に、第１の領域に表示パネルの中央部を含ませることができる。
【００１７】
上記偏光制御液晶パネルを備えた構成において、好ましくは、表示パネルとレンズとの間に配置され、第３の偏光軸を有する光を出射させるための第３偏光制御領域と、第３の偏光軸とは異なる第４の偏光軸を有する光を出射させるための第４偏光制御領域とが第１の方向に延びるとともに第２の方向に交互に設けられた第１位相差板をさらに備え、表示パネルには、第１位相差板の第３偏光制御領域および第４偏光制御領域に対応するように、第１の方向に延びる第１画素列と第２画素列とが交互に設けられており、偏光制御液晶パネルは、偏光制御液晶パネルの複数の電極の駆動を制御することにより、表示パネルの１／ｎフレーム期間（ｎは２以上の自然数）毎に、偏光制御液晶パネルの第１偏光制御領域と第２偏光制御領域とが入れ替わるように制御し、表示パネルは、偏光制御液晶パネルの第１偏光制御領域と第２偏光制御領域との入れ替わりに同期して、表示パネルの１／ｎフレーム期間（ｎは２以上の自然数）毎に、表示パネルの第１画素列と第２画素列とに表示される第２の領域用の画像と第１の領域用の画像とが入れ替わるように制御する。このように構成すれば、１／ｎフレーム期間の間では、第１の領域に第２画素列に表示される第１の領域用の画像を提供するとともに、第２の領域に第１画素列に表示される第２の領域用の画像を提供することができる。そして、次の１／ｎフレーム期間の間では、第１の領域に第１画素列に表示される第１の領域用の画像を提供するとともに、第２の領域に第２画素列に表示される第２の領域用の画像を提供することができる。これにより、少なくとも１フレーム期間の間に、第１の領域および第２の領域に第１画素列および第２画素列の画像を、それぞれ、提供することができる。その結果、第１の領域に位置する第１の観察者は、第２画素列および第１画素列に表示される第１の領域用の画像を同時に連続して観察していると認識するとともに、第２の領域に位置する第２の観察者は、第１画素列および第２画素列に表示される第２の領域用の画像を同時に連続して観察していると認識するので、第１の領域に位置する第１の観察者および第２の領域に位置する第２の観察者に、それぞれ、画像劣化の少ない異なる画像を提供することができる。
【００１８】
この場合、好ましくは、１／ｎフレーム期間は、１／２フレーム期間である。このように構成すれば、１フレーム期間の間に、第１の領域に位置する第１の観察者に第２画素列および第１画素列に表示される第１の領域用の画像を提供するとともに、第２の領域に位置する第２の観察者に第１画素列および第２画素列に表示される第２の領域用の画像を提供することができる。
【００１９】
上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、偏光軸制御手段は、第１の偏光軸を有する光を出射させるための第１偏光制御領域と、第１の偏光軸とは異なる第２の偏光軸を有する光を出射させるための第２偏光制御領域とが第１の方向に延びるとともに第２の方向に交互に設けられた偏光制御液晶パネルを含み、第１の観察者の位置を検出するための位置検出手段と、位置検出手段により検出された第１の観察者の位置に応じて、偏光制御液晶パネルの第１偏光制御領域および第２偏光制御領域を移動させるための制御部とをさらに備え、偏光制御液晶パネルの第１偏光制御領域および第２偏光制御領域を移動させることにより、表示パネルの中央部を含む第１の領域に位置する第１の観察者に立体画像を提供する。このように構成すれば、第１の観察者が表示パネルの中央部まで動くのを位置検出手段により検出するとともに、その位置情報に基づいて偏光制御液晶パネルの第１偏光制御領域と第２偏光制御領域とを移動させることができるので、第１の観察者が表示パネルの中央部に位置する場合にも、第１の観察者の左右の目に入射する光に、それぞれ、両眼視差を有する画像を提供することによって、第１の観察者に適切な立体画像を提供することができる。
【００２０】
この場合、好ましくは、表示パネルとレンズとの間に配置され、第３の偏光軸を有する光を出射させるための第３偏光制御領域と、第３の偏光軸とは異なる第４の偏光軸を有する光を出射させるための第４偏光制御領域とが第１の方向に延びるとともに第２の方向に交互に設けられた第１位相差板をさらに備え、偏光制御液晶パネルには、偏光制御液晶パネルの第１偏光制御領域および第２偏光制御領域を制御するための電極が第１の方向に隣接するように複数設けられ、表示パネルには、第１位相差板の第３偏光制御領域および第４偏光制御領域に対応するように、第１の方向に延びる第１画素列と第２画素列とが交互に設けられており、偏光制御液晶パネルは、偏光制御液晶パネルの複数の電極の駆動を制御することにより、表示パネルの１／ｎフレーム期間（ｎは２以上の自然数）毎に、偏光制御液晶パネルの第１偏光制御領域と第２偏光制御領域とが入れ替わるように制御し、表示パネルは、偏光制御液晶パネルの第１偏光制御領域と第２偏光制御領域との入れ替わりに同期して、表示パネルの１／ｎフレーム期間（ｎは２以上の自然数）毎に、表示パネルの第１画素列と第２画素列とに表示される左目用の画像と右目用の画像とが入れ替わるように制御する。このように構成すれば、１／ｎフレーム期間の間では、第１の観察者の右目に第１画素列に表示される右目用画像を提供するとともに、第１の観察者の左目に第２画素列に表示される左目用画像を提供することができる。そして、次の１／ｎフレーム期間の間では、第１の観察者の右目に第２画素列に表示される右目用画像を提供するとともに、第１の観察者の左目に第１画素列に表示される左目用画像を提供することができる。これにより、少なくとも１フレーム期間の間に、第１の観察者の右目および左目に第１画素列および第２画素列の画像を、それぞれ、提供することができる。その結果、第１の観察者の右目は、第１画素列および第２画素列に表示される右目用画像を同時に連続して観察していると認識するとともに、第１の観察者の左目は、第２画素列および第１画素列に表示される左目用画像を同時に連続して観察していると認識するので、第１の観察者に、画像劣化の少ない立体画像を提供することができる。
【００２１】
また、この場合、好ましくは、１／ｎフレーム期間は、１／２フレーム期間である。このように構成すれば、１フレーム期間の間に、観察者の右目に第１画素列および第２画素列に表示される右目用画像を提供するとともに、観察者の左目に第２画素列および第１画素列に表示される左目用画像を提供することができる。
【００２２】
上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、表示パネルとレンズとの間に配置され、第３の偏光軸を有する光を出射させるための第３偏光制御領域と、第３の偏光軸とは異なる第４の偏光軸を有する光を出射させるための第４偏光制御領域とが第１の方向に延びるとともに第２の方向に交互に設けられた第１位相差板と、表示パネルと第１位相差板との間に配置され、第２の方向に延びるように形成された実質的に半円柱状の第２レンズ部が少なくとも１つ設けられた第２レンチキュラーレンズとをさらに備える。このように構成すれば、第２レンズ部により、第３偏光制御領域を透過した光を第１画素列に入射させるとともに、第４偏光制御領域を透過した光を第２画素列に入射させることができる。その結果、各観察者に見るべき画像とは異なる画像が提供されるのを容易に抑制することができる。
【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、表示パネルとレンズとの間に配置され、第３の偏光軸を有する光を出射させるための第３偏光制御領域と、第３の偏光軸とは異なる第４の偏光軸を有する光を出射させるための第４偏光制御領域とが第１の方向に延びるとともに第２の方向に交互に設けられた第１位相差板と、表示パネルと第１位相差板との間に配置され、第１の方向に延びるように形成された開口部および遮光部が交互に設けられたバリアとをさらに備える。このように構成すれば、バリアの遮光部により、第３偏光制御領域を透過した光が第２画素列を通過して観察者の目に入射するのを抑制するとともに、第４偏光制御領域を透過した光が第１画素列を通過して観察者の目に入射するのを抑制することができる。その結果、各観察者に見るべき画像とは異なる画像が提供されるのを容易に抑制することができる。
【００２４】
上記偏光軸制御手段を備えた画像表示装置において、偏光軸制御手段は、第１の偏光軸を有する光を出射させるための第１偏光制御領域と、第１の偏光軸とは異なる第２の偏光軸を有する光を出射させるための第２偏光制御領域とが第２の方向に延びるとともに第１の方向に交互に設けられた第２位相差板を含むようにしてもよい。このように構成すれば、第２位相差板により、偏光軸制御手段として偏光制御液晶パネルを用いる場合に比べてより簡単な構成で、光源から照射された光を異なる偏光軸を有する光に分離することができる。
【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】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１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に示した第１実施形態による画像表示装置の原理を説明するための観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。図３は、図１に示した第１実施形態による画像表示装置の偏光制御液晶パネルの部分拡大図である。図４は、図１に示した第１実施形態による画像表示装置の原理を説明するための観察者が側方から表示パネルを見た状態を示した図である。図５は、図１に示した第１実施形態による画像表示装置の原理を説明するための分解斜視図である。まず、図１〜図５を参照して、本発明の第１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】
本発明の第１実施形態による画像表示装置１は、図１および図２に示すように、画像を表示するための表示パネル２と、表示パネル２を挟み込むように配置される偏光板３および４と、表示パネル２に光を照射するためのバックライト５と、バックライト５の観察者１０および２０（図２参照）側に配置された偏光板６とを備えている。また、表示パネル２を挟み込むように配置される偏光板３および４は、互いに直交する偏光軸を有している。この偏光板４は、第１の偏光軸を有する光を透過させるとともに、第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有する光を吸収する機能を有している。また、偏光板３は、第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有する光を透過させるとともに、第１の偏光軸を有する光を吸収する機能を有している。また、偏光板６は、バックライト５から照射された光のうち、第１の偏光軸を有する光を透過するように構成されている。なお、観察者１０および２０は、それぞれ、本発明の「第１の観察者」および「第２の観察者」の一例であり、バックライト５は、本発明の「光源」の一例である。
【００２８】
ここで、第１実施形態では、偏光板６の観察者１０および２０側には、偏光制御液晶パネル７が配置されている。この偏光制御液晶パネル７は、バックライト５から偏光板６を介して照射された第１の偏光軸を有する光を透過させるための偏光制御領域７ａと、第１の偏光軸を有する光を第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有する光に変化させるための偏光制御領域７ｂとを有している。また、偏光制御領域７ａおよび７ｂは、観察者１０（２０）の右目１０ａ（２０ａ）および左目１０ｂ（２０ｂ）を結んだ方向（図１のＸ方向）に対して実質的に直交する方向（図１のＹ方向）に延びるとともに、Ｘ方向に交互に設けられている。また、偏光制御領域７ａおよび７ｂは、偏光制御液晶パネル７の複数本（たとえば２本および６本）の単位領域７ｃ（図３参照）により構成されている。また、図３に示すように、偏光制御領域７ａおよび７ｂを構成する単位領域７ｃには、それぞれ、電極７ｄが設けられている。そして、後述する２画面表示時には、偏光制御領域７ａを構成する２本の単位領域７ｃに対応する２本の電極７ｄに電圧が印加されるとともに、偏光制御領域７ｂを構成する６本の単位領域７ｃに対応する６本の電極７ｄには電圧が印加されないように制御する。なお、偏光制御液晶パネル７は、本発明の「偏光軸制御手段」の一例であり、偏光制御領域７ａおよび７ｂは、本発明の「第１偏光制御領域」および「第２偏光制御領域」の一例である。
【００２９】
また、第１実施形態では、図１および図２に示すように、偏光制御液晶パネル７の観察者１０および２０側には、レンチキュラーレンズ８が配置されている。このレンチキュラーレンズ８には、実質的に半円柱状のレンズ部８ａが、図１のＹ方向に延びるように複数形成されている。この複数のレンズ部８ａを含むレンチキュラーレンズ８は、偏光制御液晶パネル７により異なる偏光軸を有するように分離された光を、それぞれ、観察者１０および２０の方向に進行させる機能を有している。具体的には、図３に示した偏光制御液晶パネル７の２本の単位領域７ｃに構成される偏光制御領域７ａ（７ｂ）を透過した光を、観察者２０が位置する領域Ｘ２（図２参照）に集光させるとともに、６本の単位領域７ｃに構成される偏光制御領域７ｂ（７ａ）を透過した光を、観察者１０が位置する領域Ｘ１（図２参照）に集光させる機能を有している。また、偏光制御領域７ｂ（７ａ）を透過した光が集光された領域Ｘ１は、表示パネル２の中央部（図２の中心線７０上）を含むように構成されている。なお、レンチキュラーレンズ８は、本発明の「レンズ」および「第１レンチキュラーレンズ」の一例であり、レンズ部８ａは、本発明の「第１レンズ部」の一例である。また、領域Ｘ１およびＸ２は、それぞれ、本発明の「第１の領域」および「第２の領域」の一例である。
【００３０】
また、第１実施形態では、レンチキュラーレンズ８と表示パネル２に取り付けられた偏光板４との間には、位相差板９が配置されている。この位相差板９は、第１の偏光軸または第２の偏光軸を有する光を偏光軸を変化させることなくそのまま透過させるための透過領域９ａと、第１の偏光軸を有する光を第２の偏光軸を有する光に変化させるとともに、第２の偏光軸を有する光を第１の偏光軸を有する光に変化させるための偏光領域９ｂとを含んでいる。また、透過領域９ａおよび偏光領域９ｂは、図１および図５に示すように、Ｘ方向に延びるとともに、Ｙ方向に交互に設けられている。なお、位相差板９は、本発明の「第１位相差板」の一例であり、透過領域９ａは、本発明の「第３偏光制御領域」の一例であり、偏光領域９ｂは、本発明の「第４偏光制御領域」の一例である。
【００３１】
また、第１実施形態では、図４および図５に示すように、表示パネル２は、第１の偏光軸を有する光を第２の偏光軸を有する光に変化させて透過する機能を有している。また、表示パネル２に、画素列２ａおよび２ｂが、Ｘ方向（図５参照）に延びるとともに、Ｙ方向に交互に設けられている。この表示パネル２の画素列２ａおよび２ｂは、位相差板９のＸ方向に延びるように設けられた透過領域９ａおよび偏光領域９ｂに対応するように設けられている。また、偏光板６、偏光制御液晶パネル７、レンチキュラーレンズ８、位相差板９および偏光板４は、図１および図２に示すように、表示パネル２とバックライト５との間に配置されている。なお、画素列２ａおよび２ｂは、それぞれ、本発明の「第１画素列」および「第２画素列」の一例である。
【００３２】
（２画面表示方法）
図６は、図１に示した第１実施形態による画像表示装置の２画面表示時において観察者が観察する表示パネルの領域を説明するための図である。次に、図２、図４〜図６を参照して、本発明の第１実施形態による画像表示装置１の２画面表示方法について説明する。
【００３３】
まず、図２および図５を参照して、異なる観察位置に位置する観察者１０および２０に異なる画像を提供するための偏光制御液晶パネル７および表示パネル２の構成について説明する。本発明の第１実施形態による２画面表示時における画像表示装置１では、図２に示すように、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ａおよび７ｂからなる組は、レンチキュラーレンズ８の各々のレンズ部８ａに対応して１組ずつ設けられている。つまり、２画面表示時には、上述したように、偏光制御液晶パネル７の２本および６本の電極７ｄに電圧の印加の有無が変化するように制御することによって、偏光制御領域７ａおよび７ｂを、それぞれ、２本および６本の単位領域７ｃ（図３参照）により構成する。また、図５に示すように、画素列２ａには、観察者２０が位置する表示パネル２の中央部（図２の中心線７０上）を含まない領域Ｘ２に提供される画像Ｒ１（たとえば、カーナビゲーション用画像）が表示されているとともに、画素列２ｂには、観察者１０が位置する表示パネル２の中央部（図２の中心線７０上）を含む領域Ｘ１に提供される画像Ｌ１（たとえば、テレビ用画像）が表示されている。
【００３４】
上記構成において、バックライト５から照射された光は、バックライト５の観察者１０および２０側に配置された偏光板６により、第１の偏光軸を有する光のみを透過して、偏光制御液晶パネル７に向かって進行する。そして、第１の偏光軸を有する光が偏光制御領域７ａおよび７ｂを透過する。この際、偏光制御領域７ａに入射した光は、偏光軸が変化されることなく透過する一方、偏光制御領域７ｂに入射した光は、偏光軸が実質的に９０°変化されて（第２の偏光軸を有した状態で）出射される。その後、図２に示すように、第１の偏光軸を有した状態で偏光制御領域７ａを出射した光は、レンチキュラーレンズ８により、領域Ｘ２に向かって進行するように集光される。また、第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有した状態で偏光制御領域７ｂを出射した光は、レンチキュラーレンズ８により、領域Ｘ１に向かって進行するように集光される。
【００３５】
そして、図５に示すように、第１の偏光軸を有した状態で領域Ｘ２に向かって進行する光は、透過領域９ａおよび偏光領域９ｂを有する位相差板９に入射し、透過領域９ａおよび偏光領域９ｂを透過する。この際、透過領域９ａを透過した光は、偏光軸が変化されることなく透過するととともに、偏光領域９ｂに入射した光は、偏光軸が実質的に９０°変化されて（第２の偏光軸を有した状態で）出射される。その後、第１の偏光軸を有した状態で透過領域９ａから出射されて領域Ｘ２に向かう光は、表示パネル２と位相差板９との間に配置される偏光板４に入射され、そのまま偏光板４を透過して表示パネル２の画素列２ａに入射する。これに対して、第２の偏光軸を有した状態で偏光領域９ｂから出射されて領域Ｘ２に向かう光は、偏光板４に入射されて吸収される。このため、領域Ｘ２には、領域Ｘ１に提供される画像Ｌ１が表示されている表示パネル２の画素列２ｂを介して光が到達しないので、領域Ｘ２では、画素列２ｂに表示される領域Ｘ１に提供される画像Ｌ１を見ることができない。これにより、表示パネル２の中央部（図２の中心線７０上）を含まない領域Ｘ２に位置する観察者２０は、図６に示すように、表示パネル２の画素列２ａに表示される観察者２０が見るための画像Ｒ１を見ることが可能となる。
【００３６】
また、第２の偏光軸を有した状態で領域Ｘ１に向かって進行する光は、図５に示すように、位相差板９に入射し、透過領域９ａおよび偏光領域９ｂを透過する。この際、透過領域９ａを透過した光は、偏光軸が変化されることなく透過するととともに、偏光領域９ｂに入射した光は、偏光軸が実質的に９０°変化された状態（第１の偏光軸を有した状態）で出射される。その後、第２の偏光軸を有した状態で透過領域９ａから出射されて領域Ｘ１に向かう光は、偏光板４に入射されて吸収される。このため、領域Ｘ１には、領域Ｘ２に提供される画像Ｒ１が表示されている画素列２ａを介して光が到達しないので、領域Ｘ１では、画素列２ａに表示される領域Ｘ２に提供される画像Ｒ１を見ることができない。これに対して、第１の偏光軸を有した状態で偏光領域９ｂから出射されて領域Ｘ１に向かう光は、偏光板４に入射されるととともに、そのまま偏光板４を透過して画素列２ｂに入射する。これにより、表示パネル２の中央部（図２の中心線７０上）を含む領域Ｘ１に位置する観察者１０は、図６に示すように、表示パネル２の画素列２ｂに表示される観察者１０が見るための画像Ｌ１を見ることが可能となる。
【００３７】
（画像劣化の少ない２画面表示方法）
図７は、図１に示した第１実施形態による画像表示装置の画像劣化の少ない２画面表示時における偏光制御液晶パネル、位相差板および表示パネルを示した図である。図８は、図１に示した第１実施形態による画像表示装置の画像劣化の少ない２画面表示時において観察者が観察する表示パネルの領域を説明するための図である。次に、図２、図７および図８を参照して、本発明の第１実施形態による画像表示装置１の画像劣化の少ない２画面表示方法について説明する。
【００３８】
ここで、この画像劣化の少ない２画面表示方法では、図７に示すように、表示パネル２は、画素電極（図示せず）の駆動を制御することによって、表示パネル２の１／２フレーム期間（１／１２０秒）毎に、画素列２ａと画素列２ｂとに表示される領域Ｘ２に提供される画像と領域Ｘ１に提供される画像とが入れ替わるように制御される。つまり、０／１２０秒〜１／１２０秒の間では、画素列２ａには、領域Ｘ２に提供される画像Ｒ２が表示されているとともに、画素列２ｂには、領域Ｘ１に提供される画像Ｌ２が表示されている。そして、１／１２０秒〜２／１２０秒の間では、画素列２ａには、領域Ｘ１に提供される画像Ｌ２が表示されているとともに、画素列２ｂには、領域Ｘ２に提供される画像Ｒ２が表示されている。そして、２／１２０秒〜３／１２０秒の間では、画素列２ａには、領域Ｘ２に提供される画像Ｒ３が表示されているとともに、画素列２ｂには、領域Ｘ１に提供される画像Ｌ３が表示されている。そして、３／１２０秒〜４／１２０秒の間では、画素列２ａには、領域Ｘ１に提供される画像Ｌ３が表示されているとともに、画素列２ｂには、領域Ｘ２に提供される画像Ｒ３が表示されている。その後も、同様にして、１／１２０秒毎に領域Ｘ１に提供される画像と領域Ｘ２に提供される画像とが入れ替わって表示される。
【００３９】
また、偏光制御液晶パネル７は、電極７ｄの駆動を制御することによって、表示パネル２の１／２フレーム期間（１／１２０秒）毎に、偏光制御領域７ａおよび７ｂが入れ替わるように制御される。つまり、０／１２０秒〜１／１２０秒の間では、２本の単位領域７ｃにより偏光制御領域７ａを構成するとともに、６本の単位領域７ｃにより偏光制御領域７ｂを構成する。そして、１／１２０秒〜２／１２０秒の間では、０／１２０秒〜１／１２０秒の間に偏光制御領域７ａを構成した２本の単位領域７ｃにより偏光制御領域７ｂを構成するとともに、残りの６本の単位領域７ｃにより偏光制御領域７ａを構成する。その後も、同様にして、１／１２０秒毎に偏光制御領域７ａおよび７ｂが入れ替わる。
【００４０】
上記構成において、０／１２０秒〜１／１２０秒の間では、図７および図８に示すように、観察者１０が位置する領域Ｘ１には、画素列２ｂに表示される画像Ｌ２が入射されるとともに、観察者２０が位置する領域Ｘ２には、画素列２ａに表示される画像Ｒ２が入射される。そして、１／１２０秒〜２／１２０秒の間では、偏光制御領域７ａおよび７ｂが入れ替わるように制御されるため、レンチキュラーレンズ８により領域Ｘ１に向かう光は、偏光制御領域７ａを透過することにより、第１の偏光軸を有する状態で位相差板９に向かって進行するとともに、レンチキュラーレンズ８により領域Ｘ２に向かう光は、偏光制御領域７ｂを透過することにより、偏光軸が実質的に９０°変化された（第１の偏光軸を有する）状態で、位相差板９に向かって進行する。このとき、画素列２ｂに表示される画像Ｌ２と画素列２ａに表示されると画像Ｒ２とが入れ替わるように制御されるため、図８に示すように、１／１２０秒〜２／１２０秒の間では、領域Ｘ１には、画素列２ａに表示される画像Ｌ２が入射するとともに、領域Ｘ２には、画素列２ｂに表示される画像Ｒ２が入射する。
【００４１】
そして、２／１２０秒〜３／１２０秒の間では、０／１２０秒〜１／１２０秒の間と同様に、領域Ｘ１には、画素列２ｂに表示される画像Ｌ３が入射するとともに、領域Ｘ２には、画素列２ａに表示される画像Ｒ３が入射する。その後、３／１２０秒〜４／１２０秒の間では、１／１２０秒〜２／１２０秒の間と同様に、領域Ｘ１には、画素列２ａに表示される画像Ｌ３が入射するとともに、領域Ｘ２には、画素列２ｂに表示される画像Ｒ３が入射する。これらの結果、１フレーム期間（２／１２０秒（１／６０秒））の間に、観察者１０および２０は、表示パネル２の全ての領域（画素列２ａおよび２ｂ）に表示される画像を見ることが可能になるので、観察者１０および２０は、画像劣化の少ない画像を見ることが可能となる。
【００４２】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、上記のように、偏光制御液晶パネル７の偏光制御領域７ａ（７ｂ）を２本の単位領域７ｃにより構成するとともに、偏光制御領域７ｂ（７ａ）を６本の単位領域７ｃにより構成することによって、レンチキュラーレンズ８により、偏光制御領域７ａ（７ｂ）を透過した光を表示パネル２の中央部を含まない領域Ｘ２に集光するとともに、偏光制御領域７ｂ（７ａ）を透過した光を表示パネル２の中央部（図２の中心線７０上）を含む領域Ｘ１に集光することができる。このため、領域Ｘ１に向かう光と、領域Ｘ２に向かう光とに異なる画像を付加することにより、領域Ｘ１と領域Ｘ２とに異なる画像を提供することができる。その結果、領域Ｘ１に含まれる表示パネル２の中央部（図２の中心線７０上）に観察者１０が位置するとともに、領域Ｘ２に観察者２０が位置する場合にも、観察者１０および２０に、それぞれ、異なる画像を提供することができる。
【００４３】
（第２実施形態）
図９は、本発明の第２実施形態による画像表示装置の構成を説明するための観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。図１０は、図９に示した第２実施形態による画像表示装置の立体画像表示方法の原理を説明するための分解斜視図である。図１１は、図９に示した第２実施形態による画像表示装置の立体画像表示時において観察者が観察する表示パネルの領域を説明するための図である。この第２実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、観察者の観察位置の移動に伴って立体画像の表示位置を変化させる画像表示装置１００について説明する。
【００４４】
この第２実施形態による画像表示装置１００は、図９に示すように、観察者１０の位置を検出するための位置検出センサ１３０と、位置検出センサ１３０により検出された観察者１０の位置に応じて、偏光制御液晶パネル７の電極７ｄを駆動して、偏光制御領域７ａおよび７ｂを移動させるための制御部１４０とを備えている。また、第２実施形態では、偏光制御液晶パネル７は、電極７ｄ（図３参照）の駆動を制御することによって、偏光制御領域７ｂを、１つの単位領域７ｃ（図３参照）により構成して、観察者１０の観察位置の移動に伴って立体画像の表示位置を変化させるモード（ヘッドトラッキングモード）に切り換える。また、偏光制御領域７ｂは、観察者１０の左目１０ｂに対応するように設けられる偏光制御領域７ｅと、観察者２０の左目２０ｂに対応するように設けられる偏光制御領域７ｆとを含んでいる。また、偏光制御領域７ａは、偏光制御領域７ｂを構成する単位領域７ｃ以外の単位領域７ｃにより構成されている。
【００４５】
また、図１０に示すように、画素列２ａには、観察者１０および２０の右目１０ａおよび２０ａに入射させるための右目用画像Ｒ４が表示されているとともに、画素列２ｂには、観察者１０および２０の左目１０ｂおよび２０ｂに入射させるための左目用画像Ｌ４が表示されている。なお、第２実施形態のその他の構成は、上記した第１実施形態と同様である。
【００４６】
上記の構成を有する第２実施形態の画像表示装置１００において、観察者１０が、表示パネル２の中央部（図９の中心線７０上）まで矢印Ａ方向に移動し、かつ、観察者２０が移動しない場合について説明する。この場合には、位置検出センサ１３０が、観察者１０の観察位置が矢印Ａ方向に移動したことを検出する。そして、位置検出センサ１３０から制御部１４０に移動検出情報が送信される。この移動検出情報に基づいて、制御部１４０は、偏光制御領域７ｂのうち、観察者１０の左目１０ｂに対応して設けられる偏光制御領域７ｅを透過する光が左目１０ｂに入射するように、偏光制御領域７ｅを、矢印Ｂ方向に移動させる。このとき、観察者２０は、移動していないので、偏光制御領域７ｂのうち、観察者２０の左目２０ｂに対応して設けられる偏光制御領域７ｆは、移動させない。
【００４７】
そして、バックライト５から照射された光は、バックライト５の観察者１０および２０側に配置された偏光板６により、第１の偏光軸を有する光のみを透過して、偏光制御液晶パネル７に向かって進行する。そして、第１の偏光軸を有する光が偏光制御領域７ａおよび７ｂを透過する。この際、偏光制御領域７ａに入射した光は、偏光軸が変化されることなく透過する一方、偏光制御領域７ｂに入射した光は、偏光軸が実質的に９０°変化されて（第２の偏光軸を有した状態で）出射される。その後、第１の偏光軸を有した状態で偏光制御領域７ａを出射した光は、レンチキュラーレンズ８により、右目１０ａおよび２０ａに向かって進行するように集光される。また、第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有した状態で偏光制御領域７ｂを出射した光は、レンチキュラーレンズ８により、左目１０ｂおよび２０ｂに向かって進行するように集光される。
【００４８】
そして、図１０に示すように、第１の偏光軸を有した状態で右目１０ａおよび２０ａに向かって進行する光は、透過領域９ａおよび偏光領域９ｂを有する位相差板９に入射し、透過領域９ａおよび偏光領域９ｂを透過する。この際、透過領域９ａを透過した光は、偏光軸が変化されることなく透過するととともに、偏光領域９ｂに入射した光は、偏光軸が実質的に９０°変化されて（第２の偏光軸を有した状態で）出射される。その後、第１の偏光軸を有した状態で透過領域９ａから出射された光は、表示パネル２と位相差板９との間に配置される偏光板４に入射され、そのまま偏光板４を透過して表示パネル２の画素列２ａに入射する。これに対して、第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有した状態で偏光領域９ｂから出射された光は、偏光板４に入射されて吸収される。このため、右目１０ａおよび２０ａには、左目用画像Ｌ４が表示されている画素列２ｂを介して光が到達しないので、右目１０ａおよび２０ａは、画素列２ｂに表示される左目用画像Ｌ４を見ることができない。これにより、観察者１０および２０の右目１０ａおよび２０ａには、図１１に示すように、画素列２ａに表示される右目用画像Ｒ４が入射される。
【００４９】
また、第２の偏光軸を有した状態で左目１０ｂおよび２０ｂに向かって進行する光は、図１０に示すように、位相差板９に入射し、透過領域９ａおよび偏光領域９ｂを透過する。この際、透過領域９ａを透過した光は、偏光軸が変化されることなく透過するととともに、偏光領域９ｂに入射した光は、偏光軸が実質的に９０°変化された状態（第１の偏光軸を有した状態）で出射される。その後、第２の偏光軸を有した状態で透過領域９ａから出射された光は、偏光板４に入射されて吸収される。このため、左目１０ｂおよび２０ｂには、右目用画像Ｒ４が表示されている画素列２ａを介して光が到達しないので、左目１０ｂおよび２０ｂは、画素列２ａに表示される右目用画像Ｒ４を見ることができない。これに対して、第１の偏光軸を有した状態で偏光領域９ｂから出射された光は、偏光板４に入射され、そのまま偏光板４を透過して画素列２ｂに入射する。これにより、左目１０ｂおよび２０ｂには、図１１に示すように、画素列２ｂに表示される左目用画像Ｌ４が入射される。上記したように、観察者１０および２０の左目および右目に、それぞれ、両眼視差を有する左目用画像Ｌ４および右目用画像Ｒ４が入射されることにより、観察者１０および２０は、立体画像を見ることが可能となる。
【００５０】
（画像劣化の少ない立体画像表示方法）
図１２は、図９に示した本発明の第２実施形態による画像表示装置の画像劣化の少ない立体画像表示時における偏光制御液晶パネル、位相差板および表示パネルを示した図である。図１３は、図９に示した本発明の第２実施形態による画像表示装置の画像劣化の少ない立体画像表示時において観察者が観察する表示パネルの領域を説明するための図である。次に、図９、図１２および図１３を参照して、本発明の第２実施形態による画像表示装置１００の画像劣化の少ない立体画像表示方法について説明する。
【００５１】
この第２実施形態による立体画像表示方法では、図１２に示すように、表示パネル２は、表示パネル２の画素電極（図示せず）の駆動を制御することによって、表示パネル２の１／２フレーム期間（１／１２０秒）毎に、画素列２ａと画素列２ｂとに表示される左目用画像と右目用画像とが入れ替わるように制御される。つまり、０／１２０秒〜１／１２０秒の間では、画素列２ａには、右目用画像Ｒ５が表示されているとともに、画素列２ｂには、左目用画像Ｌ５が表示されている。そして、１／１２０秒〜２／１２０秒の間では、画素列２ａには、左目用画像Ｌ５が表示されているとともに、画素列２ｂには、右目用画像Ｒ５が表示されている。そして、２／１２０秒〜３／１２０秒の間では、画素列２ａには、右目用画像Ｒ６が表示されているとともに、画素列２ｂには、左目用画像Ｌ６が表示されている。そして、３／１２０秒〜４／１２０秒の間では、画素列２ａには、左目用画像Ｌ６が表示されているとともに、画素列２ｂには、右目用画像Ｒ６が表示されている。その後も、同様にして、１／１２０秒毎に左目用画像と右目用画像とが入れ替わって表示される。
【００５２】
上記構成において、０／１２０秒〜１／１２０秒の間では、図１２および図１３に示すように、観察者１０および２０の左目１０ｂおよび２０ｂには、画素列２ｂに表示される左目用画像Ｌ５が入射されるとともに、右目１０ａおよび２０ａには、画素列２ａに表示される右目用画像Ｒ５が入射される。そして、１／１２０秒〜２／１２０秒の間では、偏光制御領域７ａおよび７ｂが入れ替わるように制御されるため、左目１０ｂおよび２０ｂに向かう光は、偏光制御領域７ａを透過することにより、第１の偏光軸を有する状態で位相差板９に向かって進行するとともに、右目１０ａおよび２０ａに向かう光は、偏光制御領域７ｂを透過することにより、偏光軸が実質的に９０°変化された（第１の偏光軸を有する）状態で、位相差板９に向かって進行する。このとき、画素列２ｂに表示される左目用画像Ｌ５と画素列２ａに表示されると右目用画像Ｒ５とが入れ替わるように制御されるため、図１３に示すように、１／１２０秒〜２／１２０秒の間では、左目１０ｂおよび２０ｂには、画素列２ａに表示される左目用画像Ｌ５が入射するとともに、右目１０ａおよび２０ａには、画素列２ｂに表示される右目用画像Ｒ５が入射する。
【００５３】
そして、２／１２０秒〜３／１２０秒の間では、０／１２０秒〜１／１２０秒の間と同様に、左目１０ｂおよび２０ｂには、画素列２ｂに表示される左目用画像Ｌ６が入射するとともに、右目１０ａおよび２０ａには、画素列２ａに表示される右目用画像Ｒ６が入射する。その後、３／１２０秒〜４／１２０秒の間では、１／１２０秒〜２／１２０秒の間と同様に、左目１０ｂおよび２０ｂには、画素列２ａに表示される左目用画像Ｌ６が入射するとともに、右目１０ａおよび２０ａには、画素列２ｂに表示される右目用画像Ｒ６が入射する。これらの結果、１フレーム期間（２／１２０秒（１／６０秒））の間に、観察者１０および２０の右目１０ａおよび２０ａは、表示パネル２の全ての領域（画素列２ａおよび２ｂ）に表示される右目用画像を見ることが可能になるとともに、観察者１０および２０の左目１０ｂおよび２０ｂは、表示パネル２のすべての領域（画素列２ａおよび２ｂ）に表示される左目用画像を見ることが可能になるので、観察者１０および２０は、画像劣化の少ない立体画像を見ることが可能となる。
【００５４】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、上記のように、観察者１０の位置を検出するための位置検出センサ１３０と、位置検出センサ１３０により検出された観察者１０の位置に応じて、偏光制御領域７ａおよび７ｂを移動させるための制御部１４０とを設けることによって、観察者１０が動くのを位置検出センサ１３０により検出するとともに、その移動検出情報に基づいて偏光制御領域７ｂの観察者１０の左目１０ｂに対応して設けられた偏光制御領域７ｅを移動させることができる。これにより、観察者１０が表示パネル２の中央部（図９の中心線７０上）まで移動した場合にも、左目１０ｂに左目用画像を提供するとともに、右目１０ａに右目用画像を提供することができるので、観察者１０に適切な立体画像を提供することができる。なお、上記第２実施形態の位置検出センサ１３０を、画像認識などにより複数人の観察者の移動を検出可能に構成するとともに、制御部１４０を複数人の観察者に対応する偏光制御領域７ａおよび７ｂを個々に移動可能なように構成すれば、複数人の観察者が移動した場合にも、各観察者に適切な立体画像を提供することができる。
【００５５】
（第３実施形態）
図１４は、本発明の第３実施形態による画像表示装置において観察者が表示パネルを見た状態を側方から示した図である。図１５〜図１７は、図１４に示した第３実施形態による画像表示装置の原理の詳細を説明するための図である。図１８は、図１４に示した第３実施形態による画像表示装置の位相差板の開口率に対する適視領域の変化を示したグラフである。この第３実施形態では、上記第１実施形態の構成と異なり、観察者に適切な画像である正視像を提供する方法について説明する。
【００５６】
この第３実施形態による画像表示装置２００は、図１４に示すように、画像を表示するための表示パネル２０２と、表示パネル２０２を挟み込むように配置される偏光板３および４と、表示パネル２０２に光を照射するためのバックライト５と、バックライト５の観察者１０および２０（図２参照）側に配置された偏光板６とを備えている。また、表示パネル２０２は、厚みｔ１（たとえば、約０．７ｍｍ）を有するガラス（屈折率ｎ３＝約１．５３）からなる。また、偏光板４は、厚みｔ２（約０．１ｍｍ）を有する樹脂（屈折率ｎ４＝約１．４９）からなる。
【００５７】
また、レンチキュラーレンズ８と表示パネル２０２に取り付けられた偏光板４との間には、位相差板２０９が配置されている。この位相差板２０９は、第１の偏光軸を有する光を透過させる透過領域２０９ａと、第１の偏光軸を有する光を第２の偏光軸を有する光に変化させるための偏光領域２０９ｂとを含んでいる。なお、位相差板２０９は、本発明の「第１位相差板」の一例であり、透過領域２０９ａは、本発明の「第３偏光制御領域」の一例であり、偏光領域２０９ｂは、本発明の「第４偏光制御領域」の一例である。
【００５８】
ここで、第３実施形態では、透過領域２０９ａと偏光領域２０９ｂとの間には、遮光領域２０９ｃが設けられている。また、透過領域２０９ａと偏光領域２０９ｂと遮光領域２０９ｃとは、図１４のＹ方向と実質的に直交する方向（観察者１０および２０の左右の目を結ぶ線に平行な方向）に延びるように設けられている。また、透過領域２０９ａおよび２０９ｂは、透過領域２０９ａおよび偏光領域２０９ｂの図１４のＹ方向の長さをｐ、図１４のＹ方向の開口率をαとすると、図１４のＹ方向の開口長さＰ＝α・ｐを有している。
【００５９】
また、表示パネル２０２には、画素列２０２ａおよび２０２ｂが図１４のＹ方向と実質的に直交する方向（観察者１０および２０の左右の目を結ぶ線に平行な方向）に延びるように設けられている。この画素列２０２ａおよび２０２ｂは、それぞれ、位相差板２０９のＹ方向と実質的に直交する方向に延びるように設けられた透過領域２０９ａおよび偏光領域２０９ｂに対応するように設けられている。また、画素列２０２ａには、観察者２０が見るための画像Ｒ７が表示されているとともに、画素列２０２ｂには、観察者１０が見るための画像Ｌ７が表示されている。また、画素列２０２ａおよび２０２ｂは、画素列２０２ａおよび２０２ｂの図１４のＹ方向の長さをｑ、図１４のＹ方向の開口率をβ（０．７８６３５）とすると、図１４のＹ方向の画素の開口長さＱ＝β・ｑ（０．１４９８ｍｍ）を有している。
【００６０】
ここで、第３実施形態では、位相差板２０９に遮光領域２０９ｃが設けられていることに加えて、表示パネル２０２の画素列２０２ａと２０２ｂとの間に、遮光部材２０２ｃが設けられている。この遮光部材２０２ｃは、図１４のＹ方向と実質的に直交する方向（観察者１０および２０の左右の目を結ぶ線に平行な方向）に延びるように設けられている。
【００６１】
また、観察者１０および２０は、表示パネル２０２から観察距離Ｋ（７５０ｍｍ）離れた位置から観察しているとする。また、表示パネル２０２から位相差板２０９までの距離ｄを、表示パネル２０２の厚みｔ１と偏光板４の厚みｔ２とを空気換算することにより算出すると、距離ｄ＝ｔ１／ｎ３＋ｔ２／ｎ４＝０．５２４６ｍｍとなる。なお、図１４では、偏光板４と位相差版２０９との間に間隔が設けられているが、実際には、偏光板４と位相差版２０９との間には間隔は存在しない。また、透過領域２０９ａ（偏光領域２０９ｂ）を透過するとともに、画素列２０２ａ（画素列２０２ｂ）を透過した光は、観察距離Ｋだけ離れた位置に、Ｙ１の長さを有する正視領域２８０を形成する。また、同様に、透過領域２０９ａ（偏光領域２０９ｂ）を透過するとともに、画素列２０２ｂ（画素列２０２ａ）を透過した光は、観察距離Ｋだけ離れた位置に、Ｙ１の長さを有する逆視領域２８１を形成する。
【００６２】
まず、図１５を参照して、位相差板２０９に遮光領域２０９ｃが設けられておらず、かつ、表示パネル２０２に遮光部材２０２ｃが設けられていない場合（α＝１かつβ＝１の場合）について説明する。
【００６３】
この場合、図１５に示すように、透過領域２０９ａおよび偏光領域２０９ｂは、図１５のＹ方向の長さＰ＝ｐを有している。また、画素列２０２ａおよび２０２ｂは、図１６のＹ方向の長さＱ＝ｑ（０．１９０５ｍｍ）を有している。また、図１５を参照して、ｐの長さの底辺と頂点２９０とを含む三角形２９１と、ｑの長さの底辺と頂点２９０とを含む三角形２９２との相似関係から、
ｐ：ｄ＋Ｋ＝ｑ：Ｋ・・・（３）
この式（３）をｐについての式にすると、次の式（４）が導かれる。
【００６４】
ｐ＝ｑ（ｄ＋Ｋ）／Ｋ・・・（４）
次に、図１６を参照して、位相差板２０９に遮光領域２０９ｃを設けるとともに、表示パネル２０２に遮光部材２０２ｃが設けられていない場合（０＜α＜１かつβ＝１の場合）について説明する。
【００６５】
この場合、図１６に示すように、透過領域２０９ａおよび偏光領域２０９ｂは、図１６のＹ方向の長さ（開口長さ）Ｐ＝α・ｐを有している。また、表示パネル２０２の画素列２０２ａおよび２０２ｂは、図１６のＹ方向の長さ（開口長さ）Ｑ＝ｑ（０．１９０５ｍｍ）を有している。また、遮光領域２０９ｃにより、正視領域２８０に光の到達しない光未到達領域２８０ａおよび逆視領域２８１に光の到達しない光未到達領域２８１ａが形成される。また、逆視領域２８１に形成される光未到達領域２８１ａにより、観察者１０および２０が正視像のみを見ることができる長さＹ２を有する適視領域２８５が形成される。つまり、観察者１０および２０が、この適視領域２８５で観察すれば、観察者１０および２０の目には正視像のみ映ることになる。また、偏光領域２０９ｂの下端を通過するとともに画素列２０２ｂの下端を通過する光線２７０に平行な補助線２７１を、画素列２０２ａの下端から引いておく。また、偏光領域２０９ｂの上端を通過するとともに画素列２０２ｂの上端を通過する光線２７２に平行な補助線２７３を、偏光領域２０９ｂの下端から引いておく。これにより、図１６に示すように、光線２７０と補助線２７３と頂点２５１とを含む三角形（ハッチング領域）２９３と、光線２７２と補助線２７１と頂点２５２とを含む三角形（ハッチング領域）２９４との相似関係から、次の式（５）が導かれる。
【００６６】
ｑ−α・ｐ：Ｙ２−ｑ＝ｄ：Ｋ・・・（５）
また、偏光領域２０９ｂの下端を通過するとともに画素列２０２ｂの上端を通過する光線２７４と光線２７０と頂点２５１とを含む三角形２９５と、ｑの長さの底面と頂点２５１とを含む三角形２９６との相似関係から、式（６）が導かれる。
【００６７】
ｑ：ｄ＝Ｙ１／２：Ｋ＋ｄ・・・（６）
そして、式（５）および式（６）により、Ｙ２についての式にすると、次の式（７）が導かれる。
【００６８】
Ｙ２＝Ｙ１／２−α・ｐ・Ｋ／ｄ・・・（７）
次に、図１７を参照して、位相差板２０９に遮光領域２０９ｃを設けるとともに、表示パネル２０２に遮光部材２０２ｃを設ける場合（０＜α＜１かつ０＜β＜１の場合）（第３実施形態）について説明する。
【００６９】
この第３実施形態の場合、図１７に示すように、透過領域２０９ａおよび偏光領域２０９ｂは、図１７のＹ方向の長さ（開口長さ）Ｐ＝α・ｐを有している。また、画素列２０２ａおよび画素列２０２ｂは、図１７のＹ方向の長さ（開口長さ）Ｑ＝β・ｑ（０．１４９８ｍｍ）を有している。また、遮光領域２０９ｃにより、正視領域２８０に光の到達しない光未到達領域２８０ａおよび逆視領域２８１に光の到達しない光未到達領域２８１ａが形成される。また、遮光部材２０２ｃにより、正視領域２８０に光の到達しない光未到達領域２８０ｂおよび逆視領域２８１に光の到達しない光未到達領域２８１ｂが形成される。また、逆視領域２８１に形成される光未到達領域２８１ａと２８１ｂとにより、観察者１０および２０が正視像のみを見ることができる長さＹ２を有する適視領域２８５が形成される。つまり、観察者１０および２０が、この適視領域２８５で観察すれば、観察者１０および２０の目には正視像のみ映ることになる。また、光未到達領域２８１ｂの外側には、正視像と逆視像との両方の像が観察されるクロストーク領域２８６が形成される。このクロストーク領域２８６は、Ｙ方向の長さＹ３を有する。また、長さＹ２の適視領域２８５と適視領域２８５の外側に形成されるクロストーク領域２８６とを加えた長さをＹ４（＝Ｙ２＋２・Ｙ３）とする。また、図１７を参照して、α・ｐの長さの底面と頂点２５３とを含む三角形（ハッチング領域）２９７と、β・ｑの長さの底面と頂点２５３とを含む三角形（ハッチング領域）２９８との相似関係から、式（８）が導かれる。
【００７０】
α・ｐ：ｄ２＝β・ｑ：ｄ−ｄ２・・・（８）
また、β・ｑの長さの底面と頂点２５３とを含む三角形（ハッチング領域）２９８と、Ｙ４の長さの底面と頂点２５３とを含む三角形２９９との相似関係から、式（９）が導かれる。
【００７１】
β・ｑ：ｄ−ｄ２＝Ｙ４：Ｋ＋ｄ−ｄ２・・・（９）
なお、ｄ２は、偏光領域２０９ｂの上端を通過するとともに画素列２０２ｂの下端を通過する光線２７５と、偏光領域２０９ｂの下端を通過するとともに画素列２０２ｂの上端を通過する光線２７６との交点（頂点２５３）と位相差板２０９との間の距離である。また、上記式（８）より、ｄ２についての式にすると、次の式（１０）が導かれる。
【００７２】
ｄ２＝α・ｐ・ｄ／（α・ｐ＋β・ｑ）・・・（１０）
そして、上記式（１０）を上記式（９）に代入することによって、次の式（１１）が導かれる。
【００７３】
Ｙ４＝（Ｋ＋ｄ）（α・ｐ＋β・ｑ）／ｄ−α・ｐ・・・（１１）
また、適視領域２８５の外側に形成されたＪ方向の長さＹ３を有するクロストーク領域２８６は、２・Ｙ３＝Ｙ４−Ｙ２により定義されるので、次の式（１２）で表される。
【００７４】
Ｙ３＝（Ｙ４−Ｙ２）／２・・・（１２）
また、クロストーク領域２８６は、図１８に示すように、Ｙ２／２＋Ｙ３＋Ｙ２／２＝Ｙ１／２で表されるので、次の式（１３）で表される。
【００７５】
Ｙ２＝Ｙ１／２−Ｙ３・・・（１３）
また、Ｙ方向の長さＹ３を有するクロストーク領域２８６をなくすためには、上記式（１２）および上記式（１３）において、Ｙ３＝０すなわち、Ｙ４＝Ｙ２およびＹ２＝Ｙ１／２とする必要があるので、上記式（６）にＹ１／２＝Ｙ２を代入するとともに、上記式（１１）にＹ４＝Ｙ２を代入し、さらに、それら２つの式からＹ２を消すように展開すると、次の式（１４）が導かれる。
【００７６】
ｑ（Ｋ＋ｄ）／ｄ−（Ｋ＋ｄ）（α・ｐ＋β・ｑ）／ｄ＋α・ｐ＝０・・・（１４）
さらに、上記式（１４）をまとめて、次の式（１５）が導かれる。
【００７７】
ｑ（Ｋ＋ｄ）（１−β）−α・ｐ・Ｋ＝０・・・（１５）
また、上記式（１５）に、上記式（４）を代入することにより、次の式（１６）導かれる。
【００７８】
（１−α−β）ｐ・Ｋ＝０・・・（１６）
また、Ｙ２＝Ｙ１／２であるので、式（１６）の左辺および右辺に、それぞれ、Ｙ１／２、Ｙ２を加算しても等式が成り立ち、次の式（１７）が導かれる。
【００７９】
Ｙ２＝（１−α−β）ｐ・Ｋ＋Ｙ１／２・・・（１７）
ここで、ｐおよびＫは、０ではないので、１−α−β＝０になる。これにより、α＝１−βになる。すなわち、図１４および図１７に示した第３実施形態の構成において、クロストーク領域２８６をなくすためには、図１８に示すグラフのように、位相差板２０９の開口率αを、表示パネル２０２の開口率βを用いて、α＝１−β（α＝０．２１３６）となるように設計すればよい。なお、図１８には、図１６に示した位相差板２０９に遮光領域２０９ｃが設けられているとともに、表示パネル２０２には遮光部材が設けられていない構成に対応する式（７）によって規定される線（実線）と、図１７に示した位相差板２０９に遮光領域２０９ｃが設けられているとともに、表示パネル２０２にも遮光部材２０２ｃが設けられた第３実施形態の構成に対応する式（１７）によって規定される線（２点鎖線）とが示されている。
【００８０】
（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、上記のように、位相差板２０９の透過領域２０９ａと偏光領域２０９ｂとの間に、遮光領域２０９ｃを設けることによって、観察者１０および２０の逆視領域２８１の位置に、光が到達しない光未到達領域２８１ａを形成することができる。そして、このような光未到達領域２８１ａでは、観察者１０は観察者１０用の画像を見ることができるとともに、観察者２０は観察者２０用の画像を見ることができる。その結果、観察者１０の右目１０ａおよび左目１０ｂに、観察者２０用の画像が入るのを抑制することができるとともに、観察者２０の右目２０ａおよび左目２０ｂに、観察者１０用の画像が入るのを抑制することができる。
【００８１】
また、第３実施形態では、位相差板２０９に遮光領域２０９ｃを設けることに加えて、表示パネル２０２の画素列２０２ａと画素列２０２ｂとの間に、遮光部材２０２ｃを設けることによって、観察者１０および２０の逆視領域２８１の位置に、光未到達領域２８１ａに加えて、光未到達領域２８１ｂも形成することができるので、長さの大きい光未到達領域２８１ａおよび２８１ｂを形成することができる。これにより、その長さの大きい光未到達領域２８１ａおよび２８１ｂでは、観察者１０は観察者１０用の画像のみを見ることができるとともに、観察者２０は観察者２０用の画像を見ることができるので、観察者１０の右目１０ａおよび左目１０ｂに、観察者２０用の画像が入るのをより有効に抑制することができるとともに、観察者２０の右目２０ａおよび左目２０ｂに、観察者１０用の画像が入るのをより有効に抑制することができる。
【００８２】
（第４実施形態）
図１９は、本発明の第４実施形態による画像表示装置の分解斜視図である。図２０は、図１９に示した第４実施形態による画像表示装置の原理を説明するための観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。この第４実施形態では、上記第１実施形態の構成において、偏光制御液晶パネルに代えて位相差板３０７を用いた場合について説明する。なお、位相差板３０７以外の構成は、上記第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００８３】
ここで、第４実施形態による画像表示装置３００では、図１９および図２０に示すように、偏光板６とレンチキュラーレンズ８との間には、位相差板３０７が配置されている。この位相差板３０７は、バックライト５から偏光板６を介して照射された第１の偏光軸を有する光を透過させるための透過領域３０７ａと、第１の偏光軸を有する光を、第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有する光に変化させるための偏光領域３０７ｂとを有している。また、位相差板３０７の透過領域３０７ａおよび偏光領域３０７ｂは、図１９のＹ方向に延びるとともに、図１９のＸ方向に交互に設けられている。なお、位相差板３０７は、本発明の「偏光軸制御手段」および「第２位相差板」の一例である。また、透過領域３０７ａは、本発明の「第１偏光制御領域」の一例であり、偏光領域３０７ｂは、本発明の「第２偏光制御領域」の一例である。
【００８４】
次に、図２０を参照して、本発明の第４実施形態による画像表示装置３００の２画面表示方法について説明する。
【００８５】
まず、異なる観察位置に位置する観察者１０および２０に異なる画像を提供する２画面表示を行うための位相差板３０７および表示パネル２の構成について説明する。この位相差板３０７の透過領域３０７ａおよび偏光領域３０７ｂからなる組は、図２０に示すように、レンチキュラーレンズ８の各々のレンズ部８ａに対応して１組ずつ設けられている。
【００８６】
上記構成において、バックライト５から照射された光は、バックライト５の観察者１０および２０側に配置された偏光板６により、第１の偏光軸を有する光のみを透過して、位相差板３０７に向かって進行する。そして、第１の偏光軸を有する光が、位相差板３０７の透過領域３０７ａおよび偏光領域３０７ｂを透過する。この際、透過領域３０７ａに入射した光は、偏光軸が変化されることなく透過する一方、偏光領域３０７ｂに入射した光は、偏光軸が９０°変化されて出射される。その後、第１の偏光軸を有した状態で透過領域３０７ａを出射した光は、レンチキュラーレンズ８により、観察者２０に向かって進行するように集光される。また、第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有した状態で偏光領域３０７ｂを透過した光は、レンチキュラーレンズ８により、観察者１０に向かって進行するように集光される。この後の画像表示装置３００の動作は、上記第１実施形態の画像表示装置１００と同様であるのでその説明を省略する。
【００８７】
（第４実施形態の効果）
第４実施形態では、上記のように、第１の偏光軸を有する光を透過させる透過領域３０７ａと、第１の偏光軸を有する光を、第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有する光に変化させるための偏光領域３０７ｂとが図１９のＹ方向に延びるとともに図１９のＸ方向に交互に設けられた位相差板３０７を設けることによって、上記第１実施形態における偏光制御液晶パネル７を用いる場合に比べて簡単な構成で、バックライト５から照射された光を異なる偏光軸を有する光に分離することができる。
【００８８】
（第５実施形態）
図２１は、本発明の第５実施形態による画像表示装置の原理を説明するための観察者が側方から表示パネルを見た状態を示した図である。この第５実施形態では、上記第１実施形態の構成において、位相差板９と表示パネル２に取り付けられる偏光板４との間にレンチキュラーレンズ４０１を配置した場合について説明する。なお、レンチキュラーレンズ４０１以外の構成は、上記第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００８９】
この第５実施形態による画像表示装置４００では、図２１に示すように、表示パネル２に取り付けられる偏光板４と位相差板９との間には、レンチキュラーレンズ４０１が配置されている。このレンチキュラーレンズ４０１には、実質的に半円柱状のレンズ部４０１ａが、図２１のＹ方向と直交する方向（図２１の紙面に対して垂直方向）に延びるように複数形成されている。このレンズ部４０１ａを含むレンチキュラーレンズ４０１は、位相差板９の透過領域９ａから出射した光を表示パネル２の画素列２ａに導くとともに、偏光領域９ｂから出射した光を画素列２ｂに導く機能を有している。なお、レンチキュラーレンズ４０１は、本発明の「第２レンチキュラーレンズ」の一例であり、レンズ部４０１ａは、本発明の「第２レンズ部」の一例である。
【００９０】
（第５実施形態の効果）
第５実施形態では、上記のように、表示パネル２に取り付けられる偏光板４と位相差板９との間に、図２１のＹ方向と実質的に直交する方向に延びるように形成された実質的に半円柱状のレンズ部４０１ａが形成されたレンチキュラーレンズ４０１を設けることによって、透過領域９ａを透過した光を、レンチキュラーレンズ４０１のレンズ部４０１ａにより、画素列２ａに入射させるとともに、偏光領域９ｂを透過した光を、レンチキュラーレンズ４０１のレンズ部４０１ｂにより集光して画素列２ｂに入射させることができる。その結果、観察者１０および２０に見るべき画像とは異なる画像が提供されるのを、容易に、抑制することができる。
【００９１】
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。
【００９２】
たとえば、上記第１実施形態および第２実施形態では、偏光制御液晶パネル７と位相差板９との間にレンチキュラーレンズ８を配置する例を示したが、本発明はこれに限らず、図２２に示した第１実施形態の第１変形例のように、偏光制御液晶パネル７と位相差板９との間に観察者の左右の目を結んだ線分に対して直交する方向（図２２の紙面と垂直な方向）に延びる複数のレンズ部からなるストライプ状のプリズムレンズ５８を配置してもよい。
【００９３】
また、上記第１実施形態および第２実施形態では、レンチキュラーレンズ８のレンズ部８ａが図１のＹ方向に延びるように複数形成される例を示したが、本発明はこれに限らず、図２３に示した第１実施形態の第２変形例のように、レンチキュラーレンズ６８の１つのレンズ部６８ａが図２３の紙面と垂直な方向に延びるように形成されていてもよい。
【００９４】
また、上記第５実施形態では、表示パネル２に取り付けられる偏光板４と位相差板９との間にレンチキュラーレンズ４０１を配置する例を示したが、本発明はこれに限らず、図２４に示した第５実施形態の変形例のように、レンチキュラーレンズ４０１に代えて、表示パネル２に取り付けられる偏光板４と位相差板９との間に開口部４０２ａおよび遮光部４０２ｂを有するバリア４０２を配置してもよい。この場合、位相差板９の透過領域９ａ（偏光領域９ｂ）を透過した光が、表示パネル２の画素列２ｂ（２ａ）を通過して、観察者１０および２０に向かって進行するのを防止するように、バリア４０２の遮光部４０２ｂを形成する必要がある。また、位相差板９の透過領域９ａ（偏光領域９ｂ）を透過した光が、表示パネル２の画素列２ａ（２ｂ）を通過して、観察者１０および２０向かって進行するように、バリア４２２の開口部４０２ａを形成する必要がある。
【００９５】
また、上記第１実施形態では、２本の単位領域７ｃにより偏光制御領域７ａ（７ｂ）を構成するとともに、６本の単位領域７ｃにより偏光制御領域７ｂ（７ａ）を構成する例を示したが、本発明はこれに限らず、１本または３本の単位領域７ｃにより偏光制御領域７ａ（７ｂ）を構成するとともに、７本または５本の単位領域７ｃにより偏光制御領域７ｂ（７ａ）を構成してもよい。
【００９６】
また、上記第１実施形態および第２実施形態では、表示パネル２を挟み込むように配置される偏光板３および４は、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、表示パネル２の表示モードに応じて、たとえば、表示パネル２を挟み込むように配置された偏光板３および４を、同じ偏光軸を有する偏光板により構成してもよい。
【００９７】
また、上記第１実施形態および第２実施形態では、表示パネル２と位相差板９との間に配置される偏光板４を第１の偏光軸を有する光を透過させるととも、第２の偏光軸を有する光を吸収する例を示したが、本発明はこれに限らず、偏光板４を第１の偏光軸以外の偏光軸を有する光を透過させるとともに、第１の偏光軸以外の偏光軸と実質的に直交する偏光軸を有する光を吸収するようにしてもよい。また、表示パネル２の観察者１０および２０側に配置される偏光板３を第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有する光を透過させるとともに、第１の偏光軸を有する光を吸収する例を示したが、本発明はこれに限らず、偏光板３を第２の偏光軸以外の偏光軸を有する光を透過させるとともに、第２の偏光軸以外の偏光軸と実質的に直交する偏光軸を有する光を吸収するようにしてもよい。
【００９８】
また、上記第１実施形態および第２実施形態では、バックライト５と偏光制御液晶パネル７との間に配置される偏光板６を、バックライト５から照射された光のうち第１の偏光軸を有する光を透過するように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、バックライト５と偏光制御液晶パネル７との間に配置される偏光板６を、バックライト５から照射された光のうち第１の偏光軸以外の偏光軸を有する光を透過するように構成してもよい。
【００９９】
また、上記第１実施形態および第２実施形態では、偏光制御領域７ａに電圧を印加するとともに、偏光制御領域７ｂに電圧を印加しないようにすることにより、偏光制御領域７ａを通過する光の偏光軸を変化させずに出射させるとともに、偏光制御領域７ｂを通過する光の偏光軸を９０°変化させて出射させる例を示したが、本発明はこれに限らず、偏光制御領域７ａに電圧を印加しないとともに、偏光制御領域７ｂに電圧を印加することにより、偏光制御領域７ａを通過する光の偏光軸を変化させずに出射させるとともに、偏光制御領域７ｂを通過する光の偏光軸を９０°変化させて出射させてもよい。また、偏光制御領域７ａおよび７ｂを通過する光の偏光軸の両方を互いに９０°の位相差を生じるように変化させるようにしてもよい。
【０１００】
また、上記第１実施形態および第２実施形態では、１／２フレーム期間毎に偏光制御液晶パネル７の偏光領域７ａおよび７ｂを入れ替えるように制御する例を示したが、本発明はこれに限らず、偏光制御液晶パネル７の偏光領域７ａおよび７ｂを１／ｎ（たとえば、１／４）フレーム期間（ｎは２以上の自然数）毎に入れ替えるように制御してもよい。なお、立体画像表示モードにおいて、偏光制御液晶パネル７の偏光領域７ａおよび７ｂを、１／ｎフレーム期間毎に入れ替えるように制御する場合には、表示パネル２の画素列２ａおよび２ｂに表示される右目用画像および左目用画像を１／ｎフレーム期間毎に入れ換える必要がある。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の第１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に示した第１実施形態による画像表示装置の原理を説明するための観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。
【図３】図１に示した第１実施形態による画像表示装置の偏光制御液晶パネルの部分拡大図である。
【図４】図１に示した第１実施形態による画像表示装置の原理を説明するための観察者が側方から表示パネルを見た状態を示した図である。
【図５】図１に示した第１実施形態による画像表示装置の原理を説明するための分解斜視図である。
【図６】図１に示した第１実施形態による画像表示装置の２画面表示時において観察者が観察する表示パネルの領域を説明するための図である。
【図７】図１に示した第１実施形態による画像表示装置の画像劣化の少ない２画面表示時における偏光制御液晶パネル、位相差板および表示パネルを示した図である。
【図８】図１に示した第１実施形態による画像表示装置の画像劣化の少ない２画面表示時において観察者が観察する表示パネルの領域を説明するための図である。
【図９】本発明の第２実施形態による画像表示装置の構成を説明するための観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。
【図１０】図９に示した第２実施形態による画像表示装置の立体表示方法の原理を説明するための分解斜視図である。
【図１１】図９に示した第２実施形態による画像表示装置の立体画像表示時において観察者が観察する表示パネルの領域を説明するための図である。
【図１２】図９に示した第２実施形態による画像表示装置の画像劣化の少ない立体画像表示時における偏光制御液晶パネル、位相差板および表示パネルを示した図である。
【図１３】図９に示した第２実施形態による画像表示装置の画像劣化の少ない立体画像表示時において観察者が観察する表示パネルの領域を説明するための図である。
【図１４】本発明の第３実施形態による画像表示装置において観察者が側方から表示パネルを見た状態を示した図である。
【図１５】図１４に示した第３実施形態による画像表示装置の構成を説明するための観察者が側方から表示パネルを見た状態を示した図である。
【図１６】図１４に示した第３実施形態による画像表示装置の構成を説明するための観察者が側方から表示パネルを見た状態を示した図である。
【図１７】図１４に示した第３実施形態による画像表示装置の構成を説明するための観察者が側方から表示パネルを見た状態を示した図である。
【図１８】図１４に示した第３実施形態による画像表示装置の位相差板の開口率に対する適視領域の変化を示したグラフである。
【図１９】本発明の第４実施形態による画像表示装置の分解斜視図である。
【図２０】図１９に示した第４実施形態による画像表示装置の原理を説明するための観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。
【図２１】本発明の第５実施形態による画像表示装置の原理を説明するための観察者が側方から表示パネルを見た状態を示した図である。
【図２２】図１に示した第１実施形態の第１変形例による画像表示装置の原理を説明するための観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。
【図２３】図１に示した第１実施形態の第２変形例による画像表示装置の原理を説明するための観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。
【図２４】図２１に示した本発明の第５実施形態の変形例による画像表示装置の原理を説明するための観察者が側方から表示パネルを見た状態を示した図である。
【図２５】従来の一例による２画面表示装置の構成を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１、１００、２００、３００、４００画像表示装置  ２、２０２表示パネル
２ａ、２０２ａ画素列（第１画素列）  ２ｂ、２０２ｂ画素列（第２画素列）
５バックライト（光源）  ７偏光制御液晶パネル（偏光軸制御手段）
７ａ偏光制御領域（第１偏光制御領域）  ７ｂ偏光制御領域（第２偏光制御領域）
７ｄ電極  ８、６８レンチキュラーレンズ（レンズ、第１レンチキュラーレンズ）
８ａ、６８ａレンズ部  ９、２０９位相差板（第１位相差板）
９ａ、２０９ａ透過領域（第３偏光制御領域）
９ｂ、２０９ｂ偏光領域（第４偏光制御領域）  ５８プリズムレンズ（レンズ）
１３０位置検出センサ（位置検出手段）  １４０制御部  ２０２ｃ遮光部材
２０９ｃ遮光領域  ３０７位相差板（偏光軸制御手段、第２位相差板）
３０７ａ透過領域（第１偏光制御領域）  ３０７ｂ偏光領域（第２偏光制御領域）
４０１レンチキュラーレンズ（第２レンチキュラーレンズ）
４０１ａレンズ部（第２レンズ部）
【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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【図２４】
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【図２５】
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