(57)【要約】【課題】導光板を用いてパララックスバリアと等価な機能を実現することができる光源デバイスおよび表示装置を提供する。【解決手段】互いに対向する第１の内部反射面と第２の内部反射面とを有する導光板と、導光板内部に向けて側面方向から第１の照明光を照射する第１の光源と、導光板に対して、第２の内部反射面が形成された側に対向配置され、第２の内部反射面に向けて外側から第２の照明光を照射する第２の光源とを備える。第１の内部反射面または第２の内部反射面の少なくとも一方に、第１の光源からの第１の照明光を散乱させて第１の内部反射面から導光板の外部に出射させる複数の散乱エリアを設け、散乱エリア内に、第２の光源からの第２の照明光を透過させる透過エリアが設ける。【選択図】図１１
2012221664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１の内部反射面と第２の内部反射面とを有する導光板と、
前記導光板内部に向けて側面方向から第１の照明光を照射する第１の光源と、
前記導光板に対して、前記第２の内部反射面が形成された側に対向配置され、前記第２の内部反射面に向けて外側から第２の照明光を照射する第２の光源と
を備え、
前記第１の内部反射面または前記第２の内部反射面の少なくとも一方に、前記第１の光源からの前記第１の照明光を散乱させて前記第１の内部反射面から前記導光板の外部に出射させる複数の散乱エリアが設けられ、
前記散乱エリア内に、前記第２の光源からの前記第２の照明光を透過させる透過エリアが設けられている
光源デバイス。
【請求項２】
前記散乱エリアは、前記第１の内部反射面または前記第２の内部反射面において、第１の方向に延在すると共に、第２の方向に複数、並列的に配列されている
請求項１に記載の光源デバイス。
【請求項３】
前記透過エリアは、前記第１の方向に延在してスリット状に設けられている
請求項２に記載の光源デバイス。
【請求項４】
前記透過エリアは、前記第２の方向にスリット状に設けられている
請求項２に記載の光源デバイス。
【請求項５】
前記透過エリアは、前記第１の方向に対して斜め方向にスリット状に設けられている
請求項２に記載の光源デバイス。
【請求項６】
前記透過エリアは、１つの前記散乱エリアに対して複数、設けられている
請求項１に記載の光源デバイス。
【請求項７】
１つの前記散乱エリア内において、前記透過エリアの占める面積が５０％以下とされている
請求項１に記載の光源デバイス。
【請求項８】
画像表示を行う表示部と、
前記表示部に向けて画像表示用の光を出射する光源デバイスと
を備え、
前記光源デバイスは、
互いに対向する第１の内部反射面と第２の内部反射面とを有する導光板と、
前記導光板内部に向けて側面方向から第１の照明光を照射する第１の光源と、
前記導光板に対して、前記第２の内部反射面が形成された側に対向配置され、前記第２の内部反射面に向けて外側から第２の照明光を照射する第２の光源と
を備え、
前記第１の内部反射面または前記第２の内部反射面の少なくとも一方に、前記第１の光源からの前記第１の照明光を散乱させて前記第１の内部反射面から前記導光板の外部に出射させる複数の散乱エリアが設けられ、
前記散乱エリア内に、前記第２の光源からの前記第２の照明光を透過させる透過エリアが設けられている
表示装置。
【請求項９】
前記表示部は、３次元画像データに基づく複数の視点画像と２次元画像データに基づく画像とを選択的に切り替え表示するものであり、
前記第２の光源は、前記表示部に前記複数の視点画像を表示する場合には、非点灯状態に制御され、前記表示部に前記２次元画像データに基づく画像を表示する場合には、点灯状態に制御される
請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第１の光源は、前記表示部に前記複数の視点画像を表示する場合には、点灯状態に制御され、前記表示部に前記２次元画像データに基づく画像を表示する場合には、非点灯状態または点灯状態に制御される
請求項９に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、パララックスバリア（視差バリア）方式による立体視を可能にする光源デバイスおよび表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特殊な眼鏡を装着する必要がなく、裸眼で立体視が可能な立体表示方式の一つとして、パララックスバリア方式の立体表示装置が知られている。この立体表示装置は、２次元表示パネルの前面（表示面側）に、パララックスバリアを対向配置したものである。パララックスバリアの一般的な構造は、２次元表示パネルからの表示画像光を遮蔽する遮蔽部と、表示画像光を透過するストライプ状の開口部（スリット部）とを水平方向に交互に設けたものである。
【０００３】
パララックスバリア方式では、２次元表示パネルに立体視用の視差画像（２視点の場合には右眼用視点画像と左眼用視点画像）を空間分割して表示し、その視差画像をパララックスバリアによって水平方向に視差分離することで立体視が行われる。パララックスバリアにおけるスリット幅などを適切に設定することで、所定の位置、方向から観察者が立体表示装置を見た場合に、スリット部を介して観察者の左右の眼に異なる視差画像の光を別々に入射させることができる。
【０００４】
なお、２次元表示パネルとして例えば透過型の液晶表示パネルを用いる場合、２次元表示パネルの背面側にパララックスバリアを配置する構成も可能である（特許文献１の図１０、特許文献２の図３参照）。この場合、パララックスバリアは、透過型の液晶表示パネルとバックライトとの間に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５６５３９１号公報（図１０）
【特許文献２】特開２００７−１８７８２３号公報（図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、パララックスバリア方式の立体表示装置では、パララックスバリアという３次元表示用の専用部品を必要とするため、部品点数と配置スペースが通常の２次元表示用の表示装置に比べて多く必要になってしまうという問題がある。
【０００７】
本開示の目的は、導光板を用いてパララックスバリアと等価な機能を実現することができる光源デバイスおよび表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示による光源デバイスは、互いに対向する第１の内部反射面と第２の内部反射面とを有する導光板と、導光板内部に向けて側面方向から第１の照明光を照射する第１の光源と、導光板に対して、第２の内部反射面が形成された側に対向配置され、第２の内部反射面に向けて外側から第２の照明光を照射する第２の光源とを備えたものである。そして、第１の内部反射面または第２の内部反射面の少なくとも一方に、第１の光源からの第１の照明光を散乱させて第１の内部反射面から導光板の外部に出射させる複数の散乱エリアが設けられ、散乱エリア内に、第２の光源からの第２の照明光を透過させる透過エリアが設けられているものである。
【０００９】
本開示による表示装置は、画像表示を行う表示部と、表示部に向けて画像表示用の光を出射する光源デバイスとを備え、その光源デバイスを、上記本開示の光源デバイスで構成したものである。
【００１０】
本開示による光源デバイスまたは表示装置では、散乱エリアによって第１の光源からの第１の照明光が散乱され、一部またはすべての光が、第１の内部反射面から導光板の外部に出射される。これにより、導光板自体にパララックスバリアとしての機能を持たせることが可能となる。すなわち、等価的に、散乱エリアを開口部（スリット部）としたパララックスバリアとして機能させることができる。また、散乱エリア内の透過エリアでは、第２の光源からの第２の照明光が透過する。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の光源デバイスまたは表示装置によれば、導光板の第１の内部反射面または第２の内部反射面に散乱エリアを設けるようにしたので、等価的に、導光板自体にパララックスバリアとしての機能を持たせることができる。また、散乱エリア内に透過エリアを設け、第２の光源からの第２の照明光を透過させるようにしたので、第２の光源の光利用効率の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の第１の実施の形態に係る表示装置の一構成例を、第１の光源のみをオン（点灯）状態にした場合における光源デバイスからの光線の出射状態と共に示す断面図である。
【図２】図１に示した表示装置の一構成例を、第２の光源のみをオン（点灯）状態にした場合における光源デバイスからの光線の出射状態と共に示す断面図である。
【図３】図１に示した表示装置の第１の変形例を示す断面図である。
【図４】図１に示した表示装置の第２の変形例を示す断面図である。
【図５】（Ａ）は図１に示した表示装置における導光板表面の第１の構成例を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した導光板表面での光線の散乱反射状態を模式的に示す説明図である。
【図６】（Ａ）は図１に示した表示装置における導光板表面の第２の構成例を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した導光板表面での光線の散乱反射状態を模式的に示す説明図である。
【図７】（Ａ）は図１に示した表示装置における導光板表面の第３の構成例を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した導光板表面での光線の散乱反射状態を模式的に示す説明図である。
【図８】表示部の画素構造の一例を示す平面図である。
【図９】（Ａ）は図８の画素構造において、２つの視点画像を割り当てた場合の割り当てパターンと散乱エリアの配置パターンとの対応関係の第１の例を示す平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図１０】（Ａ）は図１に示した表示装置において第２の光源のみをオン（点灯）状態にした場合における光源デバイスからの光線の出射状態を示した断面図である。（Ｂ）は（Ａ）の光線出射状態での輝度分布を模式的に示す説明図である。
【図１１】（Ａ）は散乱エリア内に透過エリアを設けた第１の例を示す平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図１２】（Ａ）は散乱エリア内に透過エリアを設けた場合において第２の光源のみをオン（点灯）状態にした場合における光源デバイスからの光線の出射状態を示した断面図である。（Ｂ）は（Ａ）の光線出射状態での輝度分布を模式的に示す説明図である。
【図１３】（Ａ）は散乱エリア内に透過エリアを設けた第２の例を示す平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図１４】（Ａ）は散乱エリア内に透過エリアを設けた第３の例を示す平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図１５】（Ａ）は透過エリアを設けない場合の散乱エリアと表示部の画素との対応関係を示した平面図および断面図である。（Ｂ）は散乱エリア内に透過エリアを設けた第１の例における散乱エリアと表示部の画素との対応関係を示した平面図および断面図である。（Ｃ）は散乱エリア内に透過エリアを設けた第３の例における散乱エリアと表示部の画素との対応関係を示した平面図および断面図である。
【図１６】（Ａ）は散乱エリア内に透過エリアを設けた第４の例を示す平面図および断面図である。（Ｂ）は散乱エリア内に透過エリアを設けた第５の例を示す平面図および断面図である。（Ｃ）は散乱エリア内に透過エリアを設けた第６の例を示す平面図および断面図である。
【図１７】第２の実施の形態に係る表示装置の構成例を光源デバイスからの光線の出射状態と共に示した示す断面図である。
【図１８】（Ａ）は図１７に示した表示装置における導光板表面の第１の構成例を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した導光板表面での光線の散乱反射状態を模式的に示す説明図である。
【図１９】（Ａ）は図１７に示した表示装置における導光板表面の第２の構成例を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した導光板表面での光線の散乱反射状態を模式的に示す説明図である。
【図２０】（Ａ）は図１７に示した表示装置における導光板表面の第３の構成例を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した導光板表面での光線の散乱反射状態を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
＜第１の実施の形態＞
［表示装置の全体構成］
図１および図２は、本開示の第１の実施の形態に係る表示装置の一構成例を示している。この表示装置は、画像表示を行う表示部１と、表示部１の背面側に配置され、表示部１に向けて画像表示用の光を出射する光源デバイスとを備えている。光源デバイスは、第１の光源２（２Ｄ／３Ｄ表示用光源）と、導光板３と、第２の光源７（２Ｄ表示用光源）とを備えている。導光板３は、表示部１側に対向配置される第１の内部反射面３Ａと、第２の光源７側に対向配置される第２の内部反射面３Ｂとを有している。なお、この表示装置は、その他にも、表示に必要な表示部１用の制御回路等を備えているが、その構成は一般的な表示用の制御回路等と同様であるので、その説明を省略する。また、光源デバイスは、図示しないが、第１の光源２および第２の光源７のオン（点灯）・オフ（非点灯）制御を行う制御回路を備えている。
【００１５】
この表示装置は、全画面での２次元（２Ｄ）表示モードと、全画面での３次元（３Ｄ）表示モードとを任意に選択的に切り替えることが可能とされている。２次元表示モードと３次元表示モードとの切り替えは、表示部１に表示する画像データの切り替え制御と、第１の光源２および第２の光源７のオン・オフの切り替え制御とを行うことで可能となっている。図１は、第１の光源２のみをオン（点灯）状態にした場合における光源デバイスからの光線の出射状態を模式的に示しているが、これは３次元表示モードに対応している。図２は、第２の光源７のみをオン（点灯）状態にした場合における光源デバイスからの光線の出射状態を模式的に示しているが、これは２次元表示モードに対応している。なお、図２では、第２の光源７からの第２の照明光Ｌ１０の理想的な光線出射状態を示している。
【００１６】
表示部１は、透過型の２次元表示パネル、例えば透過型の液晶表示パネルを用いて構成され、例えば図８に示したように、Ｒ（赤色）用画素１１Ｒ、Ｇ（緑色）用画素１１Ｇ、およびＢ（青色）用画素１１Ｂからなる画素を複数有し、それら複数の画素がマトリクス状に配置されている。表示部１は、光源デバイスからの光を画像データに応じて画素ごとに変調させることで２次元的な画像表示を行うようになっている。表示部１には、３次元画像データに基づく複数の視点画像と２次元画像データに基づく画像とが任意に選択的に切り替え表示されるようになっている。なお、３次元画像データとは、例えば、３次元表示における複数の視野角方向に対応した複数の視点画像を含むデータである。例えば２眼式の３次元表示を行う場合、右眼表示用と左眼表示用の視点画像のデータである。３次元表示モードでの表示を行う場合には、例えば、１画面内にストライプ状の複数の視点画像が含まれる合成画像を生成して表示する。なお、表示部１の各画素に複数の視点画像を割り当てる、その割り当てパターンと散乱エリア３１の配置パターンとの対応関係の具体例は後に詳述する。
【００１７】
第１の光源２は、例えば、ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）等の蛍光ランプや、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いて構成されている。第１の光源２は、導光板３内部に向けて側面方向から第１の照明光Ｌ１（図１）を照射するようになっている。第１の光源２は、導光板３の側面に少なくとも１つ配置されている。例えば、導光板３の平面形状が四角形である場合、側面は４つとなるが、第１の光源２は、少なくともいずれか１つの側面に配置されていれば良い。図１では、導光板３における互いに対向する２つの側面に第１の光源２を配置した構成例を示している。第１の光源２は、２次元表示モードと３次元表示モードとの切り替えに応じて、オン（点灯）・オフ（非点灯）制御されるようになっている。具体的には第１の光源２は、表示部１に３次元画像データに基づく画像を表示する場合（３次元表示モードの場合）には点灯状態に制御されると共に、表示部１に２次元画像データに基づく画像を表示する場合（２次元表示モードの場合）には非点灯状態または点灯状態に制御されるようになっている。
【００１８】
第２の光源７は、導光板３に対して第２の内部反射面３Ｂが形成された側に対向配置されている。第２の光源７は、第２の内部反射面３Ｂに向けて外側から第２の照明光Ｌ１０を照射するようになっている（図２参照）。第２の光源７は、一様な面内輝度の光を発する面状光源であれば良く、その構造自体は特定のものには限定されず、市販の面状バックライトを使用することが可能である。例えばＣＣＦＬやＬＥＤ等の発光体と、面内輝度を均一化するための光拡散板とを用いた構造などが考えられる。第２の光源７は、２次元表示モードと３次元表示モードとの切り替えに応じて、オン（点灯）・オフ（非点灯）制御されるようになっている。具体的には第２の光源７は、表示部１に３次元画像データに基づく画像を表示する場合（３次元表示モードの場合）には非点灯状態に制御されると共に、表示部１に２次元画像データに基づく画像を表示する場合（２次元表示モードの場合）には点灯状態に制御されるようになっている。
【００１９】
導光板３は、例えばアクリル樹脂等による透明なプラスチック板により構成されている。導光板３は、第２の内部反射面３Ｂ以外の面は、全面に亘って透明とされている。例えば、導光板３の平面形状が四角形である場合、第１の内部反射面３Ａと、４つの側面とが全面に亘って透明とされている。
【００２０】
第１の内部反射面３Ａは、全面に亘って鏡面加工がなされており、導光板３内部において全反射条件を満たす入射角で入射した光線を内部全反射させると共に、全反射条件から外れた光線を外部に出射するようになっている。
【００２１】
第２の内部反射面３Ｂは、散乱エリア３１と全反射エリア３２とを有している。散乱エリア３１は、後述するように、導光板３の表面にレーザ加工、サンドブラスト加工、塗装加工、またはシート状の光散乱部材を貼り付けるなどすることで形成されている。第２の内部反射面３Ｂにおいて、散乱エリア３１は３次元表示モードにしたときに、第１の光源２からの第１の照明光Ｌ１に対してパララックスバリアとしての開口部（スリット部）として機能し、全反射エリア３２は遮蔽部として機能するようになっている。第２の内部反射面３Ｂにおいて、散乱エリア３１と全反射エリア３２は、パララックスバリアに相当する構造となるようなパターンで設けられている。すなわち、全反射エリア３２はパララックスバリアにおける遮蔽部に相当するパターンで設けられ、散乱エリア３１はパララックスバリアにおける開口部に相当するパターンで設けられている。なお、パララックスバリアのバリアパターンとしては例えば、縦長のスリット状の開口部が遮蔽部を介して水平方向に多数、並列配置されたようなストライプ状のパターンが知られている。ただし、バリアパターンは、従来から知られている種々のタイプのものを用いることができ、特定のものには限定されない。
【００２２】
第１の内部反射面３Ａと第２の内部反射面３Ｂにおける全反射エリア３２は、全反射条件を満たす入射角θ１で入射した光線を内部全反射させる（所定の臨界角αよりも大きい入射角θ１で入射した光線を内部全反射させる）ようになっている。これにより、全反射条件を満たす入射角θ１で入射した第１の光源２からの第１の照明光Ｌ１は、第１の内部反射面３Ａと第２の内部反射面３Ｂにおける全反射エリア３２との間で、内部全反射により側面方向に導光されるようになっている。全反射エリア３２はまた、図２に示したように、第２の光源７からの第２の照明光Ｌ１０を透過させ、第１の内部反射面３Ａに向けて全反射条件を外れた光線として出射するようになっている。
【００２３】
なお、導光板３の屈折率をｎ１、導光板３の外側の媒質（空気層）の屈折率をｎ０（＜ｎ１）とすると臨界角αは、以下で表される。α，θ１は、導光板表面の法線に対する角度とする。全反射条件を満たす入射角θ１は、θ１＞αとなる。
ｓｉｎα＝ｎ０／ｎ１
【００２４】
散乱エリア３１は、図１に示したように、第１の光源２からの第１の照明光Ｌ１を散乱反射させ、第１の照明光Ｌ１の少なくとも一部の光を第１の内部反射面３Ａに向けて全反射条件を外れた光線（散乱光線Ｌ２０）として出射するようになっている。
【００２５】
［表示装置の構成の変形例］
図１に示した表示装置において、表示部１に表示された複数の視点画像の空間分離を行うためには、表示部１の画素部と導光板３の散乱エリア３１とが所定の距離ｄを保って対向配置されている必要がある。図１では表示部１と導光板３との間が空気間隔となっているが、図３の第１の変形例に示したように、所定の距離ｄを保つために、表示部１と導光板３との間にスペーサ８が配置されていても良い。スペーサ８は、無色透明で散乱が少ない材料であればよく、例えばＰＭＭＡなどを使用することができる。このスペーサ８は表示部１の背面側の表面と導光板３の表面との全部を覆うように設けられていても良いし、距離ｄを保つために必要最小限、部分的に設けられていても構わない。
【００２６】
また、図４に示した第２の変形例のように、導光板３の厚みを全体的に厚くして空気間隔をなくすようにしてもよい。
【００２７】
［散乱エリア３１の具体的な構成例］
図５（Ａ）は、導光板３における第２の内部反射面３Ｂの第１の構成例を示している。図５（Ｂ）は図５（Ａ）に示した第１の構成例における第２の内部反射面３Ｂでの光線の反射状態および散乱状態を模式的に示している。この第１の構成例は、散乱エリア３１を、全反射エリア３２に対して凹形状の散乱エリア３１Ａにした構成例である。このような凹形状の散乱エリア３１Ａは例えば、サンドブラスト加工やレーザ加工により形成することができる。例えば、導光板３の表面を鏡面加工した後、散乱エリア３１Ａに対応する部分をレーザ加工することで形成することができる。この第１の構成例の場合、第２の内部反射面３Ｂにおいて、全反射条件を満たす入射角θ１で入射した第１の光源２からの第１の照明光Ｌ１１は、全反射エリア３２で内部全反射される。一方、凹形状の散乱エリア３１Ａでは、全反射エリア３２と同じ入射角θ１で入射したとしても、入射した第１の照明光Ｌ１２の光線の一部が凹形状の側面部分３３では全反射条件を満たさなくなり、一部が散乱透過し、その他は散乱反射する。この散乱反射した光線（散乱光線Ｌ２０）の一部またはすべてが、図１に示したように、第１の内部反射面３Ａに向けて全反射条件を外れた光線として出射される。
【００２８】
図６（Ａ）は、導光板３における第２の内部反射面３Ｂの第２の構成例を示している。図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示した第２の構成例における第２の内部反射面３Ｂでの光線の反射状態および散乱状態を模式的に示している。この第２の構成例は、散乱エリア３１を、全反射エリア３２に対して凸形状の散乱エリア３１Ｂにした構成例である。このような凸形状の散乱エリア３１Ｂは例えば、導光板３の表面を金型による成型加工することで形成することができる。この場合、金型の表面により全反射エリア３２に対応する部分については鏡面加工を行う。この第２の構成例の場合、第２の内部反射面３Ｂにおいて、全反射条件を満たす入射角θ１で入射した第１の光源２からの第１の照明光Ｌ１１は、全反射エリア３２で内部全反射される。一方、凸形状の散乱エリア３１Ｂでは、全反射エリア３２と同じ入射角θ１で入射したとしても、入射した第１の照明光Ｌ１２の光線の一部が凸形状の側面部分３４では全反射条件を満たさなくなり、一部が散乱透過し、その他は散乱反射する。この散乱反射した光線（散乱光線Ｌ２０）の一部またはすべてが、図１に示したように、第１の内部反射面３Ａに向けて全反射条件を外れた光線として出射される。
【００２９】
図７（Ａ）は、導光板３における第２の内部反射面３Ｂの第３の構成例を示している。図７（Ｂ）は図７（Ａ）に示した第３の構成例における第２の内部反射面３Ｂでの光線の反射状態および散乱状態を模式的に示している。図５（Ａ）および図６（Ａ）の構成例では、導光板３の表面を全反射エリア３２とは異なる形状に表面加工することにより散乱エリア３１を形成するようにした。これに対して図７（Ａ）の構成例による散乱エリア３１Ｃは、表面加工ではなく、第２の内部反射面３Ｂに対応する導光板３の表面に、導光板３の材料とは異なる材料による光散乱部材３５を配置したものである。この場合、光散乱部材３５として例えば白色塗料（例えば硫酸バリウム）をスクリーン印刷で導光板３の表面にパターニングすることで散乱エリア３１Ｃを形成することができる。この第３の構成例の場合、第２の内部反射面３Ｂにおいて、全反射条件を満たす入射角θ１で入射した第１の光源２からの第１の照明光Ｌ１１は、全反射エリア３２で内部全反射される。一方、光散乱部材３５を配置した散乱エリア３１Ｃでは、全反射エリア３２と同じ入射角θ１で入射したとしても、入射した第１の照明光Ｌ１２が光散乱部材３５によって一部が散乱透過し、その他は散乱反射する。この散乱反射した光線の一部またはすべてが、第１の内部反射面３Ａに向けて全反射条件を外れた光線として出射される。
【００３０】
［表示装置の基本動作］
この表示装置において、３次元表示モードでの表示を行う場合、表示部１には３次元画像データに基づく画像表示を行うと共に、第１の光源２と第２の光源７とを３次元表示用にオン（点灯）・オフ（非点灯）制御する。具体的には、図１に示したように、第１の光源２をオン（点灯）状態にすると共に、第２の光源７をオフ（非点灯）状態に制御する。この状態では、第１の光源２からの第１の照明光Ｌ１は、導光板３において第１の内部反射面３Ａと第２の内部反射面３Ｂの全反射エリア３２との間で、繰り返し内部全反射されることにより、第１の光源２が配置された側の一方の側面から、対向する他方の側面へと導光され、他方の側面から出射される。その一方で、第１の光源２による第１の照明光Ｌ１の一部が、導光板３の散乱エリア３１で散乱反射されることで、導光板３の第１の内部反射面３Ａを透過し、導光板３の外部に出射される。これにより、導光板自体にパララックスバリアとしての機能を持たせることが可能となる。すなわち、第１の光源２による第１の照明光Ｌ１に対しては、等価的に、散乱エリア３１を開口部（スリット部）とし、全反射エリア３２を遮蔽部とするようなパララックスバリアとして機能させることができる。これにより、等価的に、表示部１の背面側にパララックスバリアを配置したパララックスバリア方式による３次元表示が行われる。
【００３１】
一方、２次元表示モードでの表示を行う場合には、表示部１には２次元画像データに基づく画像表示を行うと共に、第１の光源２と第２の光源７とを２次元表示用にオン（点灯）・オフ（非点灯）制御する。具体的には、例えば図２に示したように、第１の光源２をオフ（非点灯）状態にすると共に、第２の光源７をオン（点灯）状態に制御する。この場合、第２の光源７による第２の照明光Ｌ１０が、第２の内部反射面３Ｂにおける全反射エリア３２および散乱エリア３１を透過することで、第１の内部反射面３Ａのほぼ全面から、全反射条件を外れた光線となって導光板３の外部に出射される。すなわち導光板３は、通常のバックライトと同様の面状光源として機能する。これにより、等価的に、表示部１の背面側に通常のバックライトを配置したバックライト方式による２次元表示が行われる。
【００３２】
なお、第２の光源７のみを点灯させたとしても導光板３のほぼ全面から、第２の照明光Ｌ１０が出射されるが、必要に応じて、第１の光源２を点灯するようにしても良い。これにより、例えば、第２の光源７のみを点灯しただけでは、散乱エリア３１と全反射エリア３２とに対応する部分で輝度分布に差が生じるような場合、第１の光源２の点灯状態を適宜調整する（オン・オフ制御、または点灯量の調整をする）ことで全面に亘って輝度分布を最適化することが可能である。ただし、２次元表示を行う場合において、例えば表示部１側で十分に輝度の補正を行える場合には、第２の光源７のみの点灯で構わない。
【００３３】
［視点画像の割り当てパターンと散乱エリア３１の配置パターンとの対応関係］
この表示装置では、３次元表示モードでの表示を行う場合、表示部１には複数の視点画像を所定の割り当てパターンで各画素に割り当てて表示する。導光板３における複数の散乱エリア３１は、その所定の割り当てパターンに対応した所定の配置パターンで設けられている。
【００３４】
以下、視点画像の割り当てパターンと散乱エリア３１の配置パターンとの対応関係の具体例を説明する。なお、以降の説明では、表示部１の表示面、または導光板３の第２の内部反射面３Ｂに平行な面内における第１の方向（垂直方向）をＹ方向、第１の方向に直交する第２の方向（水平方向）をＸ方向と記す。また、Ｙ方向およびＸ方向に直交する方向（厚み方向）をＺ方向と記す。
【００３５】
表示部１の画素構造は、図８に示したように、赤色用画素１１Ｒ、緑色用画素１１Ｇ、および青色用画素１１Ｂからなる画素を複数有し、それら複数の画素がＹ方向およびＸ方向にマトリクス状に配置されているものとする。Ｘ方向に３つの色の各画素１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが周期的に交互に配列され、Ｙ方向には同一色の各画素１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが配列されている。この画素構造の場合、表示部１に通常の２次元画像を表示する状態（２次元表示モード）では、Ｘ方向に連続する３つの色の各画素１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの組み合わせが、２次元のカラー表示を行うための１画素（２Ｄカラー表示の１単位画素）となる。図８では、２Ｄカラー表示の１単位画素を、Ｘ方向に６画素分、Ｙ方向に３画素分、図示している。
【００３６】
図９（Ａ）は図８の画素構造において、表示部１の各画素に２つの視点画像（第１および第２の視点画像）を割り当てた場合の割り当てパターンと散乱エリア３１の配置パターンとの対応関係の一例を示している。図９（Ｂ）は図９（Ａ）のＡ−Ａ’部分の断面に相当している。図９（Ｂ）では、２つの視点画像の分離状態を模式的に示している。この例では、２Ｄカラー表示の１単位画素を、１つの視点画像を表示するための１画素として割り当てている。そして、第１の視点画像と第２の視点画像とをＸ方向に交互に表示するように画素を割り当てている。従って、２Ｄカラー表示の１単位画素をＸ方向に２つ分、組み合わせたものが、３次元表示としての１単位画像（１立体画素）となる。図９（Ｂ）に示したように、第１の視点画像が観察者の右眼１０Ｒのみに到達し、第２の視点画像が観察者の右眼１０Ｒのみに到達する状態となることで、立体視が行われる。この例では、散乱エリア３１のＸ方向の配置位置が、３次元表示としての１単位画像の略中央部分に位置するように配置されている。また、散乱エリア３１は、導光板３のＹ方向に対向する２つの側面の間でＹ方向に延在すると共に、Ｘ方向に複数、並列的に配列されている。
【００３７】
ここで、散乱エリア３１のＸ方向の幅Ｄ１は、１つの視点画像を表示するための１画素の幅Ｄ２に対して所定の関係を有する大きさとされている。具体的には、散乱エリア３１の幅Ｄ１は、幅Ｄ２に対して０．５倍以上１．５倍以下の大きさであることが好ましい。散乱エリア３１の幅Ｄ１が大きくなるほど、散乱エリア３１で散乱される光の量が多くなり、導光板３から出射する光の量が増加する。このため、輝度を増加させることができる。ただし、散乱エリア３１の幅Ｄ１が、幅Ｄ２の１．５倍を超えると、複数の視点画像からの光が混じって観察されてしまう、いわゆるクロストークが生じるので好ましくない。逆に、散乱エリア３１の幅Ｄ１が小さくなるほど、散乱エリア３１で散乱される光の量が少なくなり、導光板３から出射する光の量が減少する。このため、輝度が低減する。散乱エリア３１の幅Ｄ１が、幅Ｄ２の０．５倍を下回ると、輝度が低くなりすぎて画像表示として暗くなりすぎてしまうので、好ましくない。
【００３８】
また、散乱エリア３１の導光板表面（本実施の形態では第２の内部反射面３Ｂ）に対する高さ（深さ）Ｈ１は、散乱エリア３１の幅Ｄ１に対して所定の関係を有する大きさとされている。具体的には、以下の所定の条件（１Ａ）を満たすことが好ましい。すなわち、高さ（深さ）Ｈ１は、散乱エリア３１の幅Ｄ１の２倍よりも小さいことが好ましい。より好ましくは、以下の条件（１Ｂ）を満たすと良い。すなわち、高さ（深さ）Ｈ１が、散乱エリア３１の幅Ｄ１の０．２倍以上０．５倍以下の大きさであることがより好ましい。なお、高さＨ１は、図５（Ａ）に示したような凹形状の散乱エリア３１Ａの場合には、導光板表面から内部方向への高さである。また、図６（Ａ）に示したような凸形状の散乱エリア３１Ｂ、または図７（Ａ）に示したような印刷パターン等の散乱エリア３１Ｃの場合には、導光板表面から外部方向への高さである。
０＜Ｈ１＜２・Ｄ１  …（１Ａ）
０．２≦Ｈ１≦０．５・Ｄ１  …（１Ｂ）
【００３９】
なお、図９では、２視点の場合を例にしたが、視点数（表示する視点画像の数）は２つに限らず、３視点以上であっても良い。また、視点画像の割り当てパターンと散乱エリア３１の配置パターンは、図９に示した例に限らず、他のパターンであっても良い。例えば、斜め方向に赤色用画素１１Ｒ、緑色用画素１１Ｇ、および青色用画素１１Ｂを組み合わせて、１つの視点画像を表示するための１画素として割り当てるような割り当てパターンであっても良い。その場合、散乱エリア３１は、斜め方向に傾斜して配置されるパターンとなる。また、散乱エリア３１がＹ方向や斜め方向に連続的に延在するような配置パターンに限らず、Ｙ方向およびＸ方向に離散的に配列されたような構造であっても良い。
【００４０】
［散乱エリア３１の好ましい構成例］
図１０（Ａ）は、図１に示した表示装置において第２の光源７のみをオン（点灯）状態にした場合（２次元表示モード）における光線の出射状態を示している。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の光線出射状態でのＸ方向の輝度分布を示している。第２の光源７のみをオン（点灯）状態にした場合、図２に示したように導光板３において第２の照明光Ｌ１０が全反射エリア３２および散乱エリア３１を同等に透過し、第１の内部反射面３Ａのほぼ全面から均一に外部に出射されることが理想である。しかしながら、実際には、図１０（Ａ），（Ｂ）に示したように、散乱エリア３１に対応する位置では導光板３の外部に出射される光線の輝度が低下し、輝度分布が不均一になってしまう場合がある。これは、散乱エリア３１で散乱が発生し、光線の出射方向が変化してしまうことが原因である。特に散乱エリア３１の配置パターンが視点数が２つの場合に対応する構造である場合には、散乱エリア３１と全反射エリア３２との割合が１：１となるので、輝度低下が顕著になる。一方で視点数が多くなるにつれて輝度の低下量は少なくなる。
【００４１】
次に、図１１〜図１６を参照して、上述の輝度分布を改善する手法を説明する。なお、図１１〜図１６では、散乱エリア３１がＹ方向に延在すると共に、Ｘ方向に複数、並列的に配列されている場合を例に説明するが、散乱エリア３１が斜め方向に傾斜して配置されるパターンとなる場合や、Ｙ方向およびＸ方向に離散的に配列されたような構造である場合においても同様の手法で、輝度分布の改善を行うことが可能である。
【００４２】
上述の輝度分布を改善するためには、散乱エリア３１内に、第２の光源７からの第２の照明光Ｌ１０を透過させる透過エリアを設ければ良い。図１１（Ａ），（Ｂ）は、その第１の例を示している。この例では、Ｙ方向に延在する複数の散乱エリア３１のそれぞれに、Ｙ方向に延在するスリット状の透過エリア５１を設けている。これにより、１つの散乱エリア３１が２つに分割されたような形状となる。
【００４３】
図１２（Ａ）は、図１１（Ａ），（Ｂ）の第１の例における第２の光源７からの光線の出射状態を示している。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）の光線出射状態でのＸ方向の輝度分布を示している。図１２（Ｂ）には、比較のために、透過エリア５１を設けなかった場合の輝度分布を破線で示す。図１２（Ａ），（Ｂ）に示したように、透過エリア５１を設けたことで、散乱エリア３１での輝度低下が少なくなり、輝度分布の不均一性が改善されている。
【００４４】
図１１（Ａ），（Ｂ）の第１の例では、１つの散乱エリア３１の中央にスリット状の透過エリア５１を設け、１つの散乱エリア３１を２つに均等に分割した構成にしているが、スリット状の透過エリア５１を設ける位置を中央から外れた位置にしても良い。そして、１つの散乱エリア３１を不均等に２つに分割した構成にしても良い。また、１つの散乱エリア３１内に設けるスリット状の透過エリア５１の数は、１つに限らず、１つの散乱エリア３１を３つ以上に分割するようにしても良い。例えば図１３（Ａ），（Ｂ）の第２の例のように、１つの散乱エリア３１内にスリット状の透過エリア５１を２つ設け、１つの散乱エリア３１を３つに均等に分割するようにしても良い。３つ以上に分割する場合においても、均等ではなく不均等に分割するような構成であっても良い。
【００４５】
さらに、スリット状の透過エリア５１に限らず、他の形状の透過エリアにしても良い。また、１つの散乱エリア３１内で不規則に複数の透過エリアが設けられていても良い。例えば図１４（Ａ），（Ｂ）の第３の例のように、１つの散乱エリア３１内に円形状の透過エリア５２を複数設けるようにしても良い。また、円形状に限らず、楕円形状、四角形状、三角形状、または星形等、その形状は種々のものであっても構わない。また、１つの散乱エリア３１内で異なる形状の透過エリアが設けられていても良いし、複数の散乱エリア３１のそれぞれにおいて、透過エリアを設ける位置や形状が異なっていても構わない。
【００４６】
図１５（Ａ）は、散乱エリア３１内に透過エリアを設けない場合の散乱エリア３１と表示部１の画素との対応関係を示している。図１５（Ｂ）はスリット状の透過エリア５１を設けた第１の例（図１１）における同様の対応関係を示している。図１５（Ｃ）は円形状の透過エリア５２を設けた第３の例（図１４）における同様の対応関係を示している。図１５（Ａ）〜（Ｃ）では、図９（Ａ），（Ｂ）の例と同様に散乱エリア３１の配置パターンが２視点に対応している場合を示しており、２Ｄカラー表示の１単位画素をＸ方向に２つ分、組み合わせたものが、３次元表示としての１単位画像（１立体画素）となっている。
【００４７】
（透過エリアの構成の他の例）
図１６（Ａ）〜（Ｃ）は、散乱エリア３１内に透過エリアを設けた第４〜第６の例を、散乱エリア３１と表示部１の画素との対応関係と共に示している。ここでは、図１５（Ａ）〜（Ｃ）と同様に、散乱エリア３１の配置パターンが２視点に対応している場合を示している。
【００４８】
図１６（Ａ）の第４の例は、１つの散乱エリア３１内に斜めスリット状の透過エリア５３を複数、設けた例である。図１６（Ａ）の第４の例では、斜めスリット状の透過エリア５３を１立体画素に対応する領域内に１つずつ設けている例を示しているが、必ずしも１立体画素に対応させる必要はない。
【００４９】
図１６（Ｂ）の第５の例は、１つの散乱エリア３１内にＸ字状に交差する斜めスリット状の透過エリア５４を複数、設けた例である。図１６（Ｂ）の第５の例では、Ｘ字状に交差する斜めスリット状の透過エリア５４を１立体画素に対応する領域内に１つずつ設けている例を示しているが、必ずしも１立体画素に対応させる必要はない。
【００５０】
図１６（Ｃ）の第６の例は、１つの散乱エリア３１内にＸ方向にスリット状の透過エリア５５を複数、設けた例である。図１６（Ｃ）の第６の例では、スリット状の透過エリア５５を１立体画素に対応する領域内に１つずつ設けている例を示しているが、必ずしも１立体画素に対応させる必要はない。
【００５１】
以上の図１１〜図１６に示した例において、散乱エリア３１内に設ける透過エリアの割合は、例えば散乱エリア３１の面積に対して５０％以下であることが好ましい。１つの散乱エリア３１内において、透過エリアの占める割合が５０％を超えると、３次元表示時の表示品質が低下するおそれがある。
【００５２】
［効果］
以上説明したように、本実施の形態に係る表示装置によれば、導光板３の第２の内部反射面３Ｂに散乱エリア３１と全反射エリア３２とを設け、第１の光源２による第１の照明光と、第２の光源７による第２の照明光Ｌ１０とを選択的に導光板３の外部に出射可能にしたので、等価的に、導光板３自体にパララックスバリアとしての機能を持たせることができる。これにより、従来のパララックスバリア方式の立体表示装置に比べて部品点数を少なくし、省スペース化を図ることができる。
【００５３】
また、本実施の形態に係る表示装置によれば、散乱エリア３１内に透過エリアを設け、第２の光源７からの第２の照明光Ｌ１０を透過させるようにしたので、第２の光源７の光利用効率の低下を防止することができる。これにより、２次元表示時の輝度分布のむらを改善し、表示品質を向上させることができる。
【００５４】
＜第２の実施の形態＞
次に、本開示の第２の実施の形態に係る表示装置について説明する。なお、上記第１の実施の形態に係る表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５５】
［表示装置の全体構成］
上記上記第１の実施の形態では、導光板３において、散乱エリア３１と全反射エリア３２とを第２の内部反射面３Ｂ側に設けた構成例について説明したが、第１の内部反射面３Ａ側に設けた構成であっても良い。
【００５６】
図１７は、本開示の第２の実施の形態に係る表示装置の一構成例を示している。この表示装置は、図１の表示装置と同様に、２次元表示モードと３次元表示モードとを任意に選択的に切り替えることが可能とされている。図１７は３次元表示モードでの構成に対応している。図１７には、３次元表示モードにおける光源デバイスからの光線の出射状態も模式的に図示している。
【００５７】
第２の内部反射面３Ｂは、全面に亘って鏡面加工がなされており、全反射条件を満たす入射角θ１で入射した第１の照明光Ｌ１を内部全反射させるようになっている。第１の内部反射面３Ａは、散乱エリア３１と全反射エリア３２とを有している。第１の内部反射面３Ａにおいて、全反射エリア３２と散乱エリア３１は、パララックスバリアに相当する構造となるように、交互に例えばストライプ状に設けられている。すなわち後述するように、３次元表示モードにしたときに、散乱エリア３１がパララックスバリアとしての開口部（スリット部）として機能し、全反射エリア３２が遮蔽部として機能するような構造とされている。
【００５８】
全反射エリア３２は、全反射条件を満たす入射角θ１で入射した第１の照明光Ｌ１を内部全反射させる（所定の臨界角αよりも大きい入射角θ１で入射した第１の照明光Ｌ１を内部全反射させる）ようになっている。散乱エリア３１は、入射した光線Ｌ２のうち、全反射エリア３２における所定の全反射条件を満たす入射角θ１に対応する角度で入射した光線の少なくとも一部を外部に出射させる（所定の臨界角αよりも大きい入射角θ１に対応する角度で入射した光線の少なくとも一部を外部に出射させる）ようになっている。散乱エリア３１ではまた、入射した光線Ｌ２のうち、その他の一部の光線が内部反射するようになっている。
【００５９】
図１７に示した表示装置において、表示部１に表示された複数の視点画像の空間分離を行うためには、表示部１の画素部と導光板３の散乱エリア３１とが所定の距離ｄを保って対向配置されている必要がある。図１では表示部１と導光板３との間にスペーサ８が配置されている。スペーサ８は、無色透明で散乱が少ない材料であればよく、例えばＰＭＭＡなどを使用することができる。このスペーサ８は表示部１の背面側の表面と導光板３の表面との全部を覆うように設けられていても良いし、距離ｄを保つために必要最小限、部分的に設けられていても構わない。
【００６０】
［散乱エリア３１の具体的な構成例］
図１８（Ａ）は、導光板３の表面の第１の構成例を示している。図１８（Ｂ）は図１８（Ａ）に示した導光板３の表面での光線の反射状態および散乱状態を模式的に示している。この第１の構成例は、散乱エリア３１を、全反射エリア３２に対して凹形状の散乱エリア３１Ａにした構成例である。このような凹形状は例えば、導光板３の表面を鏡面加工した後、散乱エリア３１Ａに対応する部分をレーザ加工することで形成することができる。このような凹形状の散乱エリア３１Ａにした場合には、入射した光線のうち、全反射エリア３２における所定の全反射条件を満たす入射角θ１に対応する角度で入射した光線の少なくとも一部が、凹形状の側面部分３３では全反射条件を満たさなくなり、外部に出射される。
【００６１】
図１９（Ａ）は、導光板３の表面の第２の構成例を示している。図１９（Ｂ）は図１９（Ａ）に示した導光板３の表面での光線の反射状態および散乱状態を模式的に示している。この第２の構成例は、散乱エリア３１を、全反射エリア３２に対して凸形状の散乱エリア３１Ｂにした構成例である。このような凸形状は例えば、導光板３の表面を金型による成型加工することで形成することができる。この場合、金型の表面により全反射エリア３２に対応する部分については鏡面加工を行う。このような凸形状の散乱エリア３１Ｂにした場合には、入射した光線のうち、全反射エリア３２における所定の全反射条件を満たす入射角θ１に対応する角度で入射した光線の少なくとも一部が、凸形状の側面部分３４では全反射条件を満たさなくなり、外部に出射される。
【００６２】
図２０（Ａ）は、導光板３の表面の第３の構成例を示している。図２０（Ｂ）は図２０（Ａ）に示した導光板３の表面での光線の反射状態および散乱状態を模式的に示している。図１８（Ａ）および図１９（Ａ）の構成例では、導光板３の表面を全反射エリア３２とは異なる形状に表面加工することにより散乱エリア３１を形成するようにした。これに対して図２０（Ａ）の構成例による散乱エリア３１Ｃは、表面加工ではなく、第１の内部反射面３Ａに対応する導光板３の表面に光拡散部材３５を配置したものである。光拡散部材３５としては、導光板３の屈折率以上の屈折率を有する部材、例えば屈折率１．５７程度のＰＥＴ樹脂を用いることができる。例えばＰＥＴ樹脂を用いた拡散シートをアクリル系接着剤を使用して導光板３の表面に貼り付けることで、散乱エリア３１Ｃを形成する。このような光拡散部材３５を配置した散乱エリア３１Ｃにした場合には、入射した光線のうち、全反射エリア３２における所定の全反射条件を満たす入射角θ１に対応する角度で入射した光線の少なくとも一部が、光拡散部材３５で屈折率が変化することにより全反射条件を満たさなくなり、外部に出射される。
【００６３】
上記で挙げた構成例に限らず、散乱エリア３１の構成には他の構成例が考えられる。例えば、導光板３の表面において、散乱エリア３１に対応する部分をサンドブラスト加工したり、または塗装するなどの方法によって形成することも可能である。
【００６４】
［表示装置の基本動作］
この表示装置において、３次元表示モードでの表示を行う場合（図１８）、表示部１には３次元画像データに基づく画像表示を行うと共に、第２の光源７の状態を全面に亘ってオフ（非点灯）状態にする。導光板３の側面に配置された第１の光源２は、オン（点灯）状態にする。この状態では、第１の光源２からの第１の照明光Ｌ１は、導光板３において第１の内部反射面３Ａの全反射エリア３２と第２の内部反射面３Ｂとの間で、繰り返し内部全反射されることにより、第１の光源２が配置された側の一方の側面から、対向する他方の側面へと導光され、他方の側面から出射される。その一方で、導光板３において第１の内部反射面３Ａの散乱エリア３１に入射した光線Ｌ２のうち、全反射条件を外れた一部の光線が散乱エリア３１から外部に出射される。散乱エリア３１ではまた、その他の一部の光線が内部反射されるが、その光線は、導光板３の第２の内部反射面３Ｂを介して外部に出射され、画像の表示に寄与することはない。結果として、導光板３において第１の内部反射面３Ａからは、散乱エリア３１のみから光線が出射される。すなわち、導光板３の表面を等価的に、散乱エリア３１を開口部（スリット部）とし、全反射エリア３２を遮蔽部とするようなパララックスバリアとして機能させることができる。これにより、等価的に、表示部１の背面側にパララックスバリアを配置したパララックスバリア方式による３次元表示が行われる。
【００６５】
一方、２次元表示モードでの表示を行う場合には、表示部１には２次元画像データに基づく画像表示を行うと共に、第２の光源７の状態を全面に亘ってオン（点灯）状態にする。導光板３の側面に配置された第１の光源２は、例えば非点灯にする。この状態では、第２の光源７からの第２の照明光Ｌ１０が第２の内部反射面３Ｂを介して、ほぼ垂直に近い状態で導光板３に入射する。従って、その光線の入射角度は、全反射エリア３２における全反射条件を外れた状態となり、散乱エリア３１のみならず、全反射エリア３２からも外部に出射される。結果として、導光板３において第１の内部反射面３Ａの全面から光線が出射される。すなわち導光板３は、通常のバックライトと同様の面状光源として機能する。これにより、等価的に、表示部１の背面側に通常のバックライトを配置したバックライト方式による２次元表示が行われる。
【００６６】
なお、２次元表示モードでの表示を行う場合において、導光板３の側面に配置された第１の光源２も、第２の光源７と共にオン（点灯）状態に制御するようにしても良い。また、２次元表示モードでの表示を行う場合において、第１の光源２を、必要に応じて非点灯状態と点灯状態とに切り替えるようにしても良い。これにより、例えば、第２の光源７のみを点灯しただけでは、散乱エリア３１と全反射エリア３２とで輝度分布に差が生じるような場合、第１の光源２の点灯状態を適宜調整する（オン・オフ制御、または点灯量の調整をする）ことで全面に亘って輝度分布を最適化することが可能である。
【００６７】
本実施の形態においても、図１１〜図１６に示した例と同様にして、散乱エリア３１内に透過エリアを設けることで、第２の光源７の光利用効率の低下を防止することができる。
【００６８】
［効果］
以上説明したように、本実施の形態に係る表示装置によれば、導光板３の第１の内部反射面３Ａに散乱エリア３１と全反射エリア３２とを設け、第１の光源２による第１の照明光と、第２の光源７による第２の照明光Ｌ１０とを選択的に導光板３の外部に出射可能にしたので、等価的に、導光板３自体にパララックスバリアとしての機能を持たせることができる。これにより、従来のパララックスバリア方式の立体表示装置に比べて部品点数を少なくし、省スペース化を図ることができる。
【００６９】
また、上記第１の実施の形態と同様に、散乱エリア３１内に透過エリアを設けることで、第２の光源７の光利用効率の低下を防止することができる。これにより、２次元表示時の輝度分布のむらを改善し、表示品質を向上させることができる。
【００７０】
＜その他の実施の形態＞
本開示による技術は、上記各実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、上記各実施の形態では、導光板３において、散乱エリア３１と全反射エリア３２とを第１の内部反射面３Ａまたは第２の内部反射面３Ｂのいずれか一方にのみ設けた構成例を挙げたが、第１の内部反射面３Ａと第２の内部反射面３Ｂとの双方に散乱エリア３１と全反射エリア３２とが設けられた構成であっても良い。
【００７１】
また例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
（１）
互いに対向する第１の内部反射面と第２の内部反射面とを有する導光板と、
前記導光板内部に向けて側面方向から第１の照明光を照射する第１の光源と、
前記導光板に対して、前記第２の内部反射面が形成された側に対向配置され、前記第２の内部反射面に向けて外側から第２の照明光を照射する第２の光源と
を備え、
前記第１の内部反射面または前記第２の内部反射面の少なくとも一方に、前記第１の光源からの前記第１の照明光を散乱させて前記第１の内部反射面から前記導光板の外部に出射させる複数の散乱エリアが設けられ、
前記散乱エリア内に、前記第２の光源からの前記第２の照明光を透過させる透過エリアが設けられている
光源デバイス。
（２）
前記散乱エリアは、前記第１の内部反射面または前記第２の内部反射面において、第１の方向に延在すると共に、第２の方向に複数、並列的に配列されている
上記（１）に記載の光源デバイス。
（３）
前記透過エリアは、前記第１の方向に延在してスリット状に設けられている
上記（２）に記載の光源デバイス。
（４）
前記透過エリアは、前記第２の方向にスリット状に設けられている
上記（２）に記載の光源デバイス。
（５）
前記透過エリアは、前記第１の方向に対して斜め方向にスリット状に設けられている
上記（２）に記載の光源デバイス。
（６）
前記透過エリアは、１つの前記散乱エリアに対して複数、設けられている
上記（１）ないし（５）のいずれか１つに記載の光源デバイス。
（７）
１つの前記散乱エリア内において、前記透過エリアの占める面積が５０％以下とされている
上記（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の光源デバイス。
【符号の説明】
【００７２】
１…表示部、２…第１の光源（２Ｄ／３Ｄ表示用光源）、３…導光板、３Ａ…第１の内部反射面、３Ｂ…第２の内部反射面、７…第２の光源（２Ｄ表示用光源）、８…スペーサ、１０Ｌ…左眼、１０Ｒ…右眼、１１Ｒ…赤色用画素、１１Ｇ…緑色用画素、１１Ｂ…青色用画素、３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ…散乱エリア、３２…全反射エリア、３３…凹形状の側面部分、３４…凸形状の側面部分、３５…光散乱部材、５１，５２，５３，５４，５５…散乱エリア、Ｌ１，Ｌ１１，Ｌ１２…第１の照明光、Ｌ１０…第２の照明光，Ｌ２０…散乱光線、θ１…入射角、Ｄ１…散乱エリアの幅、Ｄ２…１つの視点画像を表示するための１画素の幅、Ｈ１…散乱エリアの高さ（深さ）。
【図１】
2012221664.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成23年10月26日(2011.10.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示を行う表示部と、
前記表示部に向けて画像表示用の光を出射する光源デバイスと
を備え、
前記光源デバイスは、
互いに対向する第１の内部反射面と第２の内部反射面とを有する導光板と、
前記導光板内部に向けて側面方向から第１の照明光を照射する第１の光源と、
前記導光板に対して、前記第２の内部反射面が形成された側に対向配置され、前記第２の内部反射面に向けて外側から第２の照明光を照射する第２の光源と
を備え、
前記第１の内部反射面または前記第２の内部反射面の少なくとも一方に、前記第１の光源からの前記第１の照明光を散乱させて前記第１の内部反射面から前記導光板の外部に出射させる複数の散乱エリアが設けられ、
前記散乱エリア内に、前記第２の光源からの前記第２の照明光を透過させる透過エリアが設けられている
表示装置。
【請求項２】
前記表示部は、３次元画像データに基づく複数の視点画像と２次元画像データに基づく画像とを選択的に切り替え表示するものであり、
前記第２の光源は、前記表示部に前記複数の視点画像を表示する場合には、非点灯状態に制御され、前記表示部に前記２次元画像データに基づく画像を表示する場合には、点灯状態に制御される
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１の光源は、前記表示部に前記複数の視点画像を表示する場合には、点灯状態に制御され、前記表示部に前記２次元画像データに基づく画像を表示する場合には、非点灯状態または点灯状態に制御される
請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記散乱エリアは、前記第１の内部反射面または前記第２の内部反射面において、第１の方向に延在すると共に、第２の方向に複数、並列的に配列されている
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記透過エリアは、前記第１の方向に延在してスリット状に設けられている
請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記透過エリアは、前記第２の方向にスリット状に設けられている
請求項４に記載の表示装置。
【請求項７】
前記透過エリアは、前記第１の方向に対して斜め方向にスリット状に設けられている
請求項４に記載の表示装置。
【請求項８】
前記透過エリアは、１つの前記散乱エリアに対して複数、設けられている
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
１つの前記散乱エリア内において、前記透過エリアの占める面積が５０％以下とされて
いる
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
互いに対向する第１の内部反射面と第２の内部反射面とを有する導光板と、
前記導光板内部に向けて側面方向から第１の照明光を照射する第１の光源と、
前記導光板に対して、前記第２の内部反射面が形成された側に対向配置され、前記第２の内部反射面に向けて外側から第２の照明光を照射する第２の光源と
を備え、
前記第１の内部反射面または前記第２の内部反射面の少なくとも一方に、前記第１の光源からの前記第１の照明光を散乱させて前記第１の内部反射面から前記導光板の外部に出射させる複数の散乱エリアが設けられ、
前記散乱エリア内に、前記第２の光源からの前記第２の照明光を透過させる透過エリアが設けられている
光源デバイス。
【請求項１１】
前記散乱エリアは、前記第１の内部反射面または前記第２の内部反射面において、第１の方向に延在すると共に、第２の方向に複数、並列的に配列されている
請求項１０に記載の光源デバイス。
【請求項１２】
前記透過エリアは、前記第１の方向に延在してスリット状に設けられている
請求項１１に記載の光源デバイス。
【請求項１３】
前記透過エリアは、前記第２の方向にスリット状に設けられている
請求項１１に記載の光源デバイス。
【請求項１４】
前記透過エリアは、前記第１の方向に対して斜め方向にスリット状に設けられている
請求項１１に記載の光源デバイス。
【請求項１５】
前記透過エリアは、１つの前記散乱エリアに対して複数、設けられている
請求項１０ないし１４のいずれか１項に記載の光源デバイス。
【請求項１６】
１つの前記散乱エリア内において、前記透過エリアの占める面積が５０％以下とされて
いる
請求項１０ないし１５のいずれか１項に記載の光源デバイス。
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月18日(2012.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示を行う表示部と、
前記表示部に向けて画像表示用の光を出射する光源デバイスと
を備え、
前記光源デバイスは、
互いに対向する第１の内部反射面と第２の内部反射面とを有する導光板と、
前記導光板内部に向けて側面方向から第１の照明光を照射する第１の光源と、
前記導光板に対して、前記第２の内部反射面が形成された側に対向配置され、前記第２の内部反射面に向けて外側から第２の照明光を照射する第２の光源と
を有し、
前記第１の内部反射面または前記第２の内部反射面の少なくとも一方に、前記第１の光源からの前記第１の照明光を散乱させて前記第１の内部反射面から前記導光板の外部に出射させる複数の散乱エリアが設けられ、
前記散乱エリアは、前記第１の内部反射面または前記第２の内部反射面において、第１の方向に延在すると共に、第２の方向に複数、並列的に配列され、かつ、前記複数の散乱エリアのそれぞれに、前記第２の光源からの前記第２の照明光を透過させる透過エリアが設けられ、
前記表示部は、３次元画像データに基づく複数の視点画像と２次元画像データに基づく画像とを選択的に切り替え表示するものであり、
前記第２の光源は、前記表示部に前記複数の視点画像を表示する場合には、非点灯状態に制御され、前記表示部に前記２次元画像データに基づく画像を表示する場合には、点灯状態に制御され、
前記表示部に前記複数の視点画像を表示する場合には、前記表示部に前記複数の視点画像を空間分割して表示すると共に、前記散乱エリアにおいて前記第１の照明光を散乱させて前記第１の内部反射面から前記導光板の外部に前記第１の照明光を出射させることで、前記複数の視点画像を前記第２の方向に視差分離する
表示装置。
【請求項２】
前記複数の散乱エリアが設けられた、前記第１の内部反射面または前記第２の内部反射面において、前記複数の散乱エリア以外の領域に複数の全反射エリアが設けられ、
前記複数の全反射エリアはそれぞれ、前記第１の照明光については内部全反射させると共に、前記第２の照明光については透過させ、
前記表示部に前記複数の視点画像を表示する場合には、前記複数の散乱エリアがそれぞれ、前記第１の照明光に対してパララックスバリアの開口部として機能し、前記複数の全反射エリアがそれぞれ、前記第１の照明光に対してパララックスバリアの遮蔽部として機能する
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１の光源は、前記表示部に前記複数の視点画像を表示する場合には、点灯状態に制御され、前記表示部に前記２次元画像データに基づく画像を表示する場合には、非点灯状態または点灯状態に制御される
請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記透過エリアは、前記複数の散乱エリアのそれぞれにおいて、前記第１の方向に延在してスリット状に設けられている
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記透過エリアは、前記複数の散乱エリアのそれぞれにおいて、前記第２の方向にスリット状に設けられている
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記透過エリアは、前記複数の散乱エリアのそれぞれにおいて、前記第１の方向に対して斜め方向にスリット状に設けられている
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記透過エリアは、１つの前記散乱エリアに対して複数、設けられている
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
１つの前記散乱エリア内において、前記透過エリアの占める面積が５０％以下とされて
いる
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の表示装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本開示は、パララックスバリア（視差バリア）方式による立体視を可能にする表示装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本開示の目的は、導光板を用いてパララックスバリアと等価な機能を実現することができる表示装置を提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本開示による光源デバイスは、互いに対向する第１の内部反射面と第２の内部反射面とを有する導光板と、導光板内部に向けて側面方向から第１の照明光を照射する第１の光源と、導光板に対して、第２の内部反射面が形成された側に対向配置され、第２の内部反射面に向けて外側から第２の照明光を照射する第２の光源とを備えたものである。そして、第１の内部反射面または第２の内部反射面の少なくとも一方に、第１の光源からの第１の照明光を散乱させて第１の内部反射面から導光板の外部に出射させる複数の散乱エリアが設けられ、散乱エリア内に、第２の光源からの第２の照明光を透過させる透過エリアが設けられているものである。
より詳しくは、散乱エリアは、第１の内部反射面また第２の内部反射面において、第１の方向に延在すると共に、第２の方向に複数、並列的に配列され、かつ、複数の散乱エリアのそれぞれに、透過エリアが設けられているものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本開示による表示装置は、画像表示を行う表示部と、表示部に向けて画像表示用の光を出射する光源デバイスとを備え、その光源デバイスを、上記本開示の光源デバイスで構成したものである。
より詳しくは、表示部は、３次元画像データに基づく複数の視点画像と２次元画像データに基づく画像とを選択的に切り替え表示するものであり、第２の光源は、表示部に複数の視点画像を表示する場合には、非点灯状態に制御され、表示部に２次元画像データに基づく画像を表示する場合には、点灯状態に制御されるものである。また、表示部に複数の視点画像を表示する場合には、表示部に複数の視点画像を空間分割して表示すると共に、散乱エリアにおいて第１の照明光を散乱させて第１の内部反射面から導光板の外部に第１の照明光を出射させることで、複数の視点画像を第２の方向に視差分離するようにしたものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明による立体表示装置では、散乱エリアによって第１の光源からの第１の照明光が散乱され、一部またはすべての光が、第１の内部反射面から導光板の外部に出射される。これにより、導光板自体にパララックスバリアとしての機能を持たせることが可能となる。すなわち、等価的に、散乱エリアを開口部（スリット部）としたパララックスバリアとして機能させることができる。また、散乱エリア内の透過エリアでは、第２の光源からの第２の照明光が透過する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の立体表示装置によれば、導光板の第１の内部反射面または第２の内部反射面に散乱エリアを設けるようにしたので、等価的に、導光板自体にパララックスバリアとしての機能を持たせることができる。また、散乱エリア内に透過エリアを設け、第２の光源からの第２の照明光を透過させるようにしたので、第２の光源の光利用効率の低下を防止することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図９（Ａ）は図８の画素構造において、表示部１の各画素に２つの視点画像（第１および第２の視点画像）を割り当てた場合の割り当てパターンと散乱エリア３１の配置パターンとの対応関係の一例を示している。図９（Ｂ）は図９（Ａ）のＡ−Ａ’部分の断面に相当している。図９（Ｂ）では、２つの視点画像の分離状態を模式的に示している。この例では、２Ｄカラー表示の１単位画素を、１つの視点画像を表示するための１画素として割り当てている。そして、第１の視点画像と第２の視点画像とをＸ方向に交互に表示するように画素を割り当てている。従って、２Ｄカラー表示の１単位画素をＸ方向に２つ分、組み合わせたものが、３次元表示としての１単位画像（１立体画素）となる。図９（Ｂ）に示したように、第１の視点画像が観察者の右眼１０Ｒのみに到達し、第２の視点画像が観察者の左眼１０Ｌのみに到達する状態となることで、立体視が行われる。この例では、散乱エリア３１のＸ方向の配置位置が、３次元表示としての１単位画像の略中央部分に位置するように配置されている。また、散乱エリア３１は、導光板３のＹ方向に対向する２つの側面の間でＹ方向に延在すると共に、Ｘ方向に複数、並列的に配列されている。