(57)【要約】【課題】各視点用の画像の解像度の低下を軽減することができる立体画像表示装置を提供する。【解決手段】  列状の発光領域が複数並んで配列されて成る発光面を有する発光装置、発光装置の発光面に対向して配置され、複数の画素から成る表示領域を有する透過型表示パネル、及び、駆動手段を備え、発光領域の延びる方向に直交する仮想平面上において、各発光領域の光は、発光領域の中心を通り且つ発光領域に直交する仮想直線に対して略対称に発散した状態で、透過型表示パネルの表示領域に入射し、或る発光領域の光が入射する表示領域の部分と、或る発光領域に隣接する発光領域の光が入射する表示領域の部分とにおいて、一部の画素が重複し、駆動手段によって、奇数列の発光領域が発光する状態と、偶数列の発光領域が発光する状態とが交互に切り替えられると共に、透過型表示パネルの画像が同期して切り替えられる。【選択図】  図１
2012003099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に垂直方向に延びる列状の発光領域が水平方向に複数並んで配列されて成る発光面を有する発光装置、
発光装置の発光面に対向して配置され、２次元マトリクス状に配列された複数の画素から成る表示領域を有する透過型表示パネル、及び、
発光装置と透過型表示パネルとを駆動する駆動手段、
を備えており、
発光領域の延びる方向に直交する仮想平面上において、各発光領域の光は、発光領域の中心を通り且つ発光領域に直交する仮想直線に対して略対称に発散した状態で、透過型表示パネルの表示領域に入射し、
或る発光領域の光が入射する表示領域の部分と、或る発光領域に隣接する発光領域の光が入射する表示領域の部分とにおいて、一部の画素が重複し、
駆動手段によって、奇数列の発光領域が発光する状態と、偶数列の発光領域が発光する状態とが交互に切り替えられると共に、透過型表示パネルの画像が同期して切り替えられる立体画像表示装置。
【請求項２】
発光装置は、
一方の面が発光面に対応し、他方の面には頂角を挟む第１斜面と第２斜面から成るプリズム列が複数設けられており、一方の面の第１斜面に対応する部分が奇数列の発光領域に対応し、一方の面の第２斜面に対応する部分が偶数列の発光領域に対応するプリズムシート、
プリズム列内に第２斜面側から光を入射させ、第１斜面で反射した光によって奇数列の発光領域を発光させる第１光源、及び、
プリズム列内に第１斜面側から光を入射させ、第２斜面で反射した光によって偶数列の発光領域を発光させる第２光源、
を備えており、
駆動手段によって、第１光源と第２光源とは交互に発光／非発光が切り替えられる請求項１に記載の立体画像表示装置。
【請求項３】
発光装置は、プリズムシートと透過型表示パネルとの間に配置されたレンズシートを更に備えており、
各発光領域に対応するレンズシートの部分には、光を発散させるためのレンズ列が設けられている請求項２に記載の立体画像表示装置。
【請求項４】
プリズム列の第１斜面及び第２斜面は、プリズム列の外部に対して凹の曲面状、若しくは、プリズム列の外部に対して凸の曲面状である請求項２に記載の立体画像表示装置。
【請求項５】
発光装置は、それぞれ隣接する発光領域の境界部に対応して設けられた遮光部を有する遮光用マスクを更に備えている請求項２に記載の立体画像表示装置。
【請求項６】
発光装置は、互いに対向する２つの入光端面と、プリズムシートの他方の面に対向する出光面とを有する導光板を更に備えており、
第１光源と第２光源は、それぞれ、一方の入光端面側と他方の入光端面側に配置されている請求項２に記載の立体画像表示装置。
【請求項７】
発光装置と透過型表示パネルとの間に配置され、光散乱状態と光透過状態との切り替えが可能な光制御手段を更に備えている請求項１に記載の立体画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は立体画像表示装置に関し、詳しくは、いわゆる裸眼方式の立体画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、視差のある２つの画像を画像観察者が観察することで立体視を実現する立体画像表示装置が、種々、知られている。立体画像表示装置の方式は、眼鏡によって視差画像を左右の目に分離して入力する眼鏡方式と、眼鏡を使用することなく視差画像を左右の目に入力する裸眼方式（無眼鏡方式）とに大別される。
【０００３】
裸眼方式の立体画像表示装置として、画像表示部（２次元画像表示装置）とレンチキュラーレンズとを組み合わせたレンチキュラー方式の立体画像表示装置や、画像表示部とパララックスバリア（視差バリア）とを組み合わせたパララックスバリア方式の立体画像表示装置の実用化が進められている。
【０００４】
パララックスバリア方式の立体画像表示装置は、通常、水平方向（横方向）及び垂直方向（縦方向）に２次元マトリクス状に配置された複数の画素を備えた表示パネル等から成る画像表示部と、垂直方向に延びるスリット状の開口を備えたマスクから成るパララックスバリアとを有する。図３４に概念図を示すように、符号Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ８，Ｌ１０を付した画素群から出射された光線群が、パララックスバリアの開口を通って第１番目の視点ＤＬに達する。そして、符号Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５，Ｒ７，Ｒ９を付した画素群から出射された光線群が、パララックスバリアの開口を通って第２番目の視点ＤＲに達する。尚、破線は、パララックスバリアのマスクによって遮られる光線の軌跡を示す。
【０００５】
ここで、第１番目の視点ＤＬに画像観察者の左目があり、第２番目の視点ＤＲに画像観察者の右目があるとする。符号Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ８，Ｌ１０を付した画素群によって左目用の画像を表示し、符号Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５，Ｒ７，Ｒ９を付した画素群によって右目用の画像を表示すれば、画像観察者は、画像を立体画像として認識する。
【０００６】
図３４に示す例では、左目用の画像は偶数列の画素から構成され、右目用の画像は奇数列の画素から構成される。このように、パララックスバリア方式の立体画像表示装置にあっては、各視点用の画像の解像度(特に、水平解像度）は、低下する。視点数をＵ（但し、Ｕは２以上の自然数）とすれば、各視点用の画像の解像度は、画像表示部の解像度の１／Ｕとなる。これに伴い、立体画像の解像度も、視点数が増えるほど低下する。レンチキュラー方式の立体画像表示装置においても同様である。
【０００７】
上述した立体画像の解像度の低下を軽減することを目的として、１つの立体画像を構成するために画像表示部に２つの画像（便宜上、第１フィールド画像及び第２フィールド画像と呼ぶ）を順次表示し、且つ、第１フィールド画像と第２フィールド画像の切り替えに同期して、パララックスバリアを切り替える（具体的には、マスクと開口とを入れ替える）といったことが、例えば、特開２００７−４１７９号公報に開示されている。図３５の（Ａ）及び（Ｂ）、並びに、図３６の（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、動作の概要を説明する。
【０００８】
図３５の（Ａ）及び（Ｂ）は、第１フィールド画像を表示しているときの、右目用の画像及び左目用の画像を説明するための模式図である。パララックスバリアにおけるマスクと開口の関係は、図３４と同じである。図３４を参照して説明したと同様に、符号Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ８，Ｌ１０を付した画素群によって左目用の画像を表示し、符号Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５，Ｒ７，Ｒ９を付した画素群によって右目用の画像を表示する。左目用の画像は偶数列の画素から構成されており、右目用の画像は奇数列の画素から構成されている。
【０００９】
図３６の（Ａ）及び（Ｂ）は、第２フィールド画像を表示しているときの、右目用の画像及び左目用の画像を説明するための模式図である。図３５の（Ａ）及び（Ｂ）に対し、パララックスバリアのマスクと開口とが入れ替えられた状態である。この場合には、符号Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７，Ｌ９を付した画素群によって左目用の画像を表示し、符号Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６，Ｒ８，Ｒ１０を付した画素群によって右目用の画像を表示する。左目用の画像は奇数列の画素から構成されており、右目用の画像は偶数列の画素から構成されている。
【００１０】
画像観察者が感知することができない速さで、画像表示部における第１フィールド画像と第２フィールド画像の切り替えと、パララックスバリアの切り替えとが行われると、符号Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ８，Ｌ１０、及び、符号Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７，Ｌ９を付した画素群による画像が、左目用の画像として画像観察者に認識される。同様に、符号Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５，Ｒ７，Ｒ９、及び、符号Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６，Ｒ８，Ｒ１０を付した画素群による画像が、右目用の画像として画像観察者に認識される。これによって、立体画像の解像度の低下を軽減することができる。視点数が「２」の場合には、各視点用の画像の解像度を、実質的に画像表示部と同様の解像度とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−４１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
画像表示部に表示する画像を順次切り替え、これに併せてパララックスバリアの切り替えを行うといった技術は、視点数が増えるほど各視点用の画像の解像度が低下し、これに伴い、立体画像の解像度も低下するといった問題の解決には優れた技術である。切り替え可能なパララックスバリアは、例えば、液晶材料や偏光板等を用いて構成することができる。しかしながら、パララックスバリアが複雑な構成となり、立体画像表示装置のコストが上昇するといった問題がある。
【００１３】
従って、本発明の目的は、複雑な構成のパララックスバリアを用いることなく、各視点用の画像の解像度の低下を軽減することができ、優れた画質の立体画像を表示することができる立体画像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】
【００１４】
上記の目的を達成するための本発明の立体画像表示装置は、
実質的に垂直方向に延びる列状の発光領域が水平方向に複数並んで配列されて成る発光面を有する発光装置、
発光装置の発光面に対向して配置され、２次元マトリクス状に配列された複数の画素から成る表示領域を有する透過型表示パネル、及び、
発光装置と透過型表示パネルとを駆動する駆動手段、
を備えており、
発光領域の延びる方向に直交する仮想平面上において、各発光領域の光は、発光領域の中心を通り且つ発光領域に直交する仮想直線に対して略対称に発散した状態で、透過型表示パネルの表示領域に入射し、
或る発光領域の光が入射する表示領域の部分と、或る発光領域に隣接する発光領域の光が入射する表示領域の部分とにおいて、一部の画素が重複し、
駆動手段によって、奇数列の発光領域が発光する状態と、偶数列の発光領域が発光する状態とが交互に切り替えられると共に、透過型表示パネルの画像が同期して切り替えられる立体画像表示装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の立体画像表示装置にあっては、或る発光領域の光が入射する表示領域の部分と、或る発光領域に隣接する発光領域の光が入射する表示領域の部分とにおいて、一部の画素が重複する。この重複する画素からは、奇数列の発光領域が発光する場合と偶数列の発光領域が発光する場合とで、異なる視点に向かって光が出射する。そして、透過型表示パネルの画像が同期して切り替えられるので、各視点用の画像の解像度の低下を軽減することができる。本発明の立体画像表示装置によれば、複雑な構成のパララックスバリアを用いることなく、各視点用の画像の解像度の低下を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施例１の立体画像表示装置の概念図である。
【図２】図２は、実施例１の立体画像表示装置を構成する発光装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。
【図３】図３は、実施例１の立体画像表示装置における画素と発光領域との配置を説明するための、立体画像表示装置の一部の模式的な端面図である。
【図４】図４は、図１に示す観察領域における視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４と、透過型表示パネルと、発光領域との配置関係を説明するための模式的な平面図である。
【図５】図５は、画素からの光が中央の観察領域の視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に向かうために満たす条件を説明するための模式図である。
【図６】図６は、画素からの光が左側の観察領域の視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に向かうために満たす条件を説明するための模式図である。
【図７】図７は、実施例１の立体画像表示装置における画素と発光領域との配置を説明するための、発光面及び表示領域の一部の模式的な平面図である。
【図８】図８の（Ａ）は、実施例１の立体画像表示装置において、導光板から出射する第１光源の光を説明するための模式的な一部端面図である。図８の（Ｂ）は、導光板から出射する第２光源の光を説明するための模式的な一部端面図である。
【図９】図９の（Ａ）は、実施例１の立体画像表示装置において、第１光源が発光しているときに導光板から出射する光の方向を説明するための模式図である。図９の（Ｂ）は、第１光源が発光しているときに導光板から出射する光の強度と、光が出射する方向との関係を説明するためのグラフである。
【図１０】図１０の（Ａ）は、実施例１の立体画像表示装置において、第１光源が発光しているときにプリズムシートから出射する光の方向を説明するための模式図である。図１０の（Ｂ）は、第１光源が発光しているときにプリズムシートから出射する光の強度と、光が出射する方向との関係を説明するためのグラフである。
【図１１】図１１の（Ａ）は、実施例１の立体画像表示装置において、第１光源が発光して奇数列の発光領域が発光状態となる場合を説明するための模式的な正面図である。図１１の（Ｂ）は、奇数列の発光領域から出射する光を説明するための模式的な一部端面図である。
【図１２】図１２の（Ａ）は、実施例１の立体画像表示装置において、第２光源が発光して偶数列の発光領域が発光状態となる場合を説明するための模式的な正面図である。図１２の（Ｂ）は、偶数列の発光領域から出射する光を説明するための模式的な一部端面図である。
【図１３】図１３は、偶数列の発光領域が発光状態であるときに、中央の観察領域における視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される画像を説明するための模式図である。
【図１４】図１４は、偶数列の発光領域が発光状態であるときに、左側の観察領域における視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される画像を説明するための模式図である。
【図１５】図１５は、偶数列の発光領域が発光状態であるときに、右側の観察領域における視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される画像を説明するための模式図である。
【図１６】図１６は、中央の観察領域に向かう光に注目したときに、偶数列の発光領域からの光が入射する透過型表示パネルにおける表示領域の部分を説明するための模式的な一部端面図である。
【図１７】図１７は、奇数列の発光領域が発光状態であるときに、中央の観察領域における視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される画像を説明するための模式図である。
【図１８】図１８は、奇数列の発光領域が発光状態であるときに、左側の観察領域における視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される画像を説明するための模式図である。
【図１９】図１９は、奇数列の発光領域が発光状態であるときに、右側の観察領域における視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される画像を説明するための模式図である。
【図２０】図２０は、中央の観察領域に向かう光に注目したときに、奇数列の発光領域からの光が入射する透過型表示パネルにおける表示領域の部分を説明するための模式的な一部端面図である。
【図２１】図２１の（Ａ）は、実施例１の立体画像表示装置において、偶数列の発光領域が発光状態であるときに、各観察領域における視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に対応する画像を構成する画素の列番号と、奇数列の発光領域が発光状態であるときに、各観察領域における視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に対応する画像を構成する画素の列番号とを説明するための表である。図２１の（Ｂ）は、図２１の（Ａ）の結果を纏めた表である。
【図２２】図２２は、実施例１の立体画像表示装置における画素と発光領域との配置を説明するための、発光面及び表示領域の一部の模式的な平面図である。
【図２３】図２３は、実施例２の立体画像表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。
【図２４】図２４は、実施例２の立体画像表示装置における画素と発光領域との配置を説明するための、立体画像表示装置の一部の模式的な端面図である。
【図２５】図２５は、中央の観察領域に向かう光に注目したときに、偶数列の発光領域からの光が入射する透過型表示パネルにおける表示領域の部分を説明するための模式的な一部端面図である。
【図２６】図２６は、中央の観察領域に向かう光に注目したときに、奇数列の発光領域からの光が入射する透過型表示パネルにおける表示領域の部分を説明するための模式的な一部端面図である。
【図２７】図２７は、実施例３の立体画像表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。
【図２８】図２８は、実施例３の立体画像表示装置における画素と発光領域との配置を説明するための、立体画像表示装置の一部の模式的な端面図である。
【図２９】図２９は、中央の観察領域に向かう光に注目したときに、偶数列の発光領域からの光が入射する透過型表示パネルにおける表示領域の部分を説明するための模式的な一部端面図である。
【図３０】図３０は、中央の観察領域に向かう光に注目したときに、奇数列の発光領域からの光が入射する透過型表示パネルにおける表示領域の部分を説明するための模式的な一部端面図である。
【図３１】図３１は、実施例４の立体画像表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。
【図３２】図３２は、実施例４の立体画像表示装置において、導光板から出射する第１光源と第２光源の光を説明するための模式的な一部端面図である。
【図３３】図３３は、実施例５の立体画像表示装置の概念図である。
【図３４】図３４は、パララックスバリア方式の立体画像表示装置の動作を説明するための概念図である。
【図３５】図３５の（Ａ）及び（Ｂ）は、第１フィールド画像を表示しているときの、右目用の画像及び左目用の画像を説明するための模式図である。
【図３６】図３６の（Ａ）及び（Ｂ）は、第２フィールド画像を表示しているときの、右目用の画像及び左目用の画像を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本発明の立体画像表示装置及びその駆動方法、全般に関する説明
２．実施例１（本発明の立体画像表示装置及びその駆動方法）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例１の変形）
５．実施例４（実施例１の変形）
６．実施例５（実施例１の変形、その他）
【００１８】
［本発明の立体画像表示装置及びその駆動方法、全般に関する説明］
本発明の立体画像表示装置において、発光装置は、
一方の面が発光面に対応し、他方の面には頂角を挟む第１斜面と第２斜面から成るプリズム列が複数設けられており、一方の面の第１斜面に対応する部分が奇数列の発光領域に対応し、一方の面の第２斜面に対応する部分が偶数列の発光領域に対応するプリズムシート、
プリズム列内に第２斜面側から光を入射させ、第１斜面で反射した光によって奇数列の発光領域を発光させる第１光源、及び、
プリズム列内に第１斜面側から光を入射させ、第２斜面で反射した光によって偶数列の発光領域を発光させる第２光源、
を備えており、
駆動手段によって、第１光源と第２光源とは交互に発光／非発光が切り替えられる構成とすることができる。
【００１９】
本発明の立体画像表示装置において、発光装置は、実質的に垂直方向に延びる列状の発光領域が水平方向に複数並んで配列されて成る発光面を有し、奇数列の発光領域が発光する状態と、偶数列の発光領域が発光する状態とが交互に切り替えられる。エレクトロルミネッセンス等により発光する列状の発光領域が複数並べられた構成の発光装置や、液晶パネル等を用いた列状のライトバルブと周知の面状光源装置とを組み合わせた構成の発光装置を用いることもできるが、発光装置の構成や制御が複雑となる。これらの発光装置に対して、上述したプリズムシートを用いた発光装置は、構成を簡便なものとすることができ、また、第１光源と第２光源とを交互に発光／非発光とするといった簡便な制御によって、奇数列の発光領域と偶数列の発光領域の発光状態を制御することができるといった利点を備えている。
【００２０】
上述したように、列状の発光領域は実質的に垂直方向に延びていればよい。水平方向に対し６０度乃至９０度の角度を成して延びる列状の発光領域は、「実質的に垂直方向に延びる列状の発光領域」に該当する。
【００２１】
以上に説明した好ましい構成の本発明の立体画像表示装置において、発光装置は、プリズムシートと透過型表示パネルとの間に配置されたレンズシートを更に備えており、各発光領域に対応するレンズシートの部分には、光を発散させるためのレンズ列が設けられている構成とすることができる。レンズ列の光学パワーを適宜好ましい値に設定することによって、立体画像表示装置の仕様等に応じて発光領域からの光の指向性を調整することができる。光学パワーが正のレンズ列（例えば、凸の円柱レンズ）によって、一旦光を収束させた後に発散させる構成であってもよいし、光学パワーが負のレンズ列（例えば、凹の円柱レンズ）によって、発光領域からの光を発散させる構成であってもよい。いずれの構成とするかは、立体画像表示装置の仕様等に応じて適宜設定すればよい。
【００２２】
以上に説明した各種の好ましい構成の本発明の立体画像表示装置において、プリズム列の頂角は、立体画像表示装置の仕様等に応じて、例えば約５０度乃至約８０度の範囲から好適な角度を適宜選択して設定すればよい。プリズム列の第１斜面及び第２斜面は平面状であってもよいし、プリズム列の外部に対して凹の曲面状、若しくは、プリズム列の外部に対して凸の曲面状であってもよい。例えば、プリズム列の外部に対して凹の曲面状である構成にあっては、プリズム列内において光は発散するように反射する。従って、曲面の形状を適宜設定することによって、レンズ列を用いることなく、発光領域から出射する光の指向性を調整することができる。
【００２３】
以上に説明した各種の好ましい構成を含む本発明の立体画像表示装置において、発光装置は、それぞれ隣接する発光領域の境界部に対応して設けられた遮光部を有する遮光用マスクを更に備えている構成とすることができる。遮光用マスクによって迷光等が透過型表示パネルに入射することを防ぐことができるので、立体画像における指向性の悪化を軽減することができる。
【００２４】
尚、遮光用マスクを設けると、通常、立体画像の輝度は低下する。しかしながら、例えば、光学パワーが正のレンズ列を備えたレンズシートを用いて、光を一旦収束させた後に発散させる構成にあっては、光が収束する場所に遮光用マスクの開口を設けることによって、遮光用マスクによる立体画像の輝度の低下の程度を軽減することができる。プリズム列の第１斜面及び第２斜面を曲面状とすることによって、光を一旦収束させた後に発散させる構成においても同様である。
【００２５】
遮光用マスクの構成や配置等は、立体画像表示装置の仕様等に応じて適宜設定すればよい。遮光用マスクは、周知の材料を用いて、フォトリソグラフ法とエッチング法との組合せ；スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、メタルマスク印刷法といった各種印刷法；メッキ法（電気メッキ法や無電解メッキ法）；リフトオフ法等の周知の方法により形成することができる。遮光用マスクは、レンズシートあるいはプリズムシートといった他の部材とは独立した部材として構成されていてもよいし、他の部材と一体の部材として構成されていてもよい。
【００２６】
以上に説明した各種の好ましい構成を含む、第１光源と第２光源とを備えた本発明の立体画像表示装置において、発光装置は、互いに対向する２つの入光端面と、プリズムシートの他方の面に対向する出光面とを有する導光板を更に備えており、第１光源と第２光源は、それぞれ、一方の入光端面側と他方の入光端面側に配置されている構成とすることができる。この場合において、導光板は、１枚の板から構成されていてもよいし、２枚の板が重ねられて構成されていてもよい。後者の場合には、一方の板が一方の入光端面を備え、他方の板が他方の入光端面を備えるといった構成とすればよい。
【００２７】
以上に説明した各種の好ましい構成を含む本発明の立体画像表示装置にあっては、発光装置と透過型表示パネルとの間に配置され、光散乱状態と光透過状態との切り替えが可能な光制御手段を更に備えている構成とすることができる。この構成によれば、本発明の立体画像表示装置によって、立体画像表示と、平面的な画像表示といった通常の表示とを、支障無く行うことができる。即ち、立体画像表示を行うときには、光制御手段を光透過状態とすればよいし、通常の表示を行うときには、光制御手段を光散乱状態とすればよい。
【００２８】
以上に説明した各種の好ましい構成を含む本発明の立体画像表示装置（以下、これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ場合がある）において、プリズムシートやレンズシートは、光に対して透明な材料、即ち、光を余り吸収することの無い材料から作製することが好ましい。導光板についても同様である。上述した各種の部材を構成する材料として、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ガラスを例示することができる。各部材を構成する材料は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００２９】
プリズムシートは、上述した材料等を用いて一体的に成型されていてもよいし、上述した材料等から成るシート状の基材の上に、例えば感光性の樹脂材料等を用いてプリズム列が形成されていてもよい。レンズシートにおいても同様である。これらの構成や構造は特に限定するものではない。また、プリズムシートとレンズシートとが一体化した構成とすることもできる。
【００３０】
第１光源や第２光源を構成する光源として、冷陰極型の蛍光ランプ、熱陰極型の蛍光ランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等、広く周知の光源を用いることができる。光源の発光色は、発光装置に要求される仕様に基づき決定すればよい。例えば、発光ダイオードを用いた発光装置の発光色を白色とする場合、光源を、白色発光ダイオード（例えば、紫外又は青色発光ダイオードと蛍光体粒子とを組み合わせて白色を発光する発光ダイオード）、又は、赤色（例えば、波長６４０ｎｍ）を発光する赤色発光ダイオード、緑色（例えば、波長５３０ｎｍ）を発光する緑色発光ダイオード、及び、青色（例えば、波長４５０ｎｍ）を発光する青色発光ダイオードから成る発光ダイオード群等から構成することができる。尚、赤色、緑色、青色以外の第４番目の色を発光する発光ダイオードを更に備えていてもよい。
【００３１】
本発明に用いられる透過型表示パネルとして、液晶表示パネル等の周知の透過型表示パネルを用いることができる。透過型表示パネルの構成や方式は特に限定するものではない。透過型表示パネルは、モノクロ表示であってもよいし、カラー表示であってもよい。また、単純マトリクス方式であってもよいし、アクティブマトリクス方式であってもよい。後述する各実施例においては、透過型表示パネルとしてアクティブマトリクス方式の液晶表示パネルを用いる。
【００３２】
液晶表示パネルは、例えば、透明第１電極を備えたフロント・パネル、透明第２電極を備えたリア・パネル、及び、フロント・パネルとリア・パネルとの間に配置された液晶材料から成る。尚、各画素が反射領域と透過領域とを備えた、いわゆる半透過型の液晶表示パネルも、本発明における透過型表示パネルに該当する。
【００３３】
ここで、フロント・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板から成る第１の基板と、第１の基板の内面に設けられた透明第１電極（共通電極とも呼ばれ、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）から成る）と、第１の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。更には、カラー液晶表示パネルでは、フロント・パネルは、第１の基板の内面に、アクリル系樹脂やエポキシ系樹脂から成るオーバーコート層によって被覆されたカラーフィルターが設けられ、オーバーコート層上に透明第１電極が形成された構成を有している。透明第１電極上には配向膜が形成されている。カラーフィルターの配置パターンとして、デルタ配列、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、レクタングル配列を挙げることができる。
【００３４】
一方、リア・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板から成る第２の基板と、第２の基板の内面に形成されたスイッチング素子と、スイッチング素子によって導通／非導通が制御される透明第２電極（画素電極とも呼ばれ、例えば、ＩＴＯから成る）と、第２の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。透明第２電極を含む全面には配向膜が形成されている。これらの透過型の液晶表示パネルを構成する各種の部材や液晶材料は、周知の部材、材料から構成することができる。尚、スイッチング素子として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）といった３端子素子や、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal）素子、バリスタ素子、ダイオード等の２端子素子を例示することができる。
【００３５】
尚、カラー液晶表示パネルでは、透明第１電極と透明第２電極の重複領域であって液晶セルを含む領域が１副画素（サブピクセル）に該当する。そして、各画素（ピクセル）を構成する赤色発光副画素は、係る領域と赤色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成され、緑色発光副画素は、係る領域と緑色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成され、青色発光副画素は、係る領域と青色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成されている。赤色発光副画素、緑色発光副画素、及び、青色発光副画素の配置パターンは、上述したカラーフィルターの配置パターンと一致する。
【００３６】
更には、これらの３種の副画素に更に１種類あるいは複数種類の副画素を加えた１組（例えば、輝度向上のために白色光を発光する副画素を加えた１組、色再現範囲を拡大するために補色を発光する副画素を加えた１組、色再現範囲を拡大するためにイエローを発光する副画素を加えた１組、色再現範囲を拡大するためにイエロー及びシアンを発光する副画素を加えた１組）から構成することもできる。
【００３７】
２次元マトリクス状に配列された画素（ピクセル）の数Ｍ×Ｎを（Ｍ，Ｎ）で表記したとき、（Ｍ，Ｎ）の値として、具体的には、ＶＧＡ（６４０，４８０）、Ｓ−ＶＧＡ（８００，６００）、ＸＧＡ（１０２４，７６８）、ＡＰＲＣ（１１５２，９００）、Ｓ−ＸＧＡ（１２８０，１０２４）、Ｕ−ＸＧＡ（１６００，１２００）、ＨＤ−ＴＶ（１９２０，１０８０）、Ｑ−ＸＧＡ（２０４８，１５３６）の他、（１９２０，１０３５）、（７２０，４８０）、（１２８０，９６０）等、画像表示用解像度の幾つかを例示することができるが、これらの値に限定するものではない。
【００３８】
光散乱状態と光透過状態との切り替えが可能な光制御手段として、透明高分子材料と液晶とが微細な領域に分散され相互に混在する分散液晶材料を用いたパネル等を例示することができる。分散液晶材料として、例えば、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Polymer Dispersed Liquid Crystal）や高分子ネットワーク液晶（ＰＮＬＣ：Polymer Network Liquid Crystal）が周知である。液晶の配向方向を変えて、液晶領域と高分子材料領域の屈折率が略等しい状態（光透過状態）と、液晶領域と高分子材料領域の屈折率が異なる状態（光散乱状態（白濁した状態））を切り替えることができる。従って、透明電極が形成された透明な一対の基板と、これらの基板の間に配置された分散液晶材料層を備えたパネルは、透明電極に印加する電圧を制御することによって、光散乱状態と光透明状態の２通りの状態を切り替えることができる。透明な一対の基板の材料は特に限定するものではなく、ガラスやプラスチック等の周知の透明な材料を用いることができる。また、これらの基板は、シート状あるいはフィルム状であってもよい。透明電極は、例えばＩＴＯ等を用いて形成することができる。ＰＤＬＣの動作は、電極間に電圧が印加されると光透過状態、電圧の印加が停止されると光散乱状態となるのが一般的であるが、特に限定するものではない。
【００３９】
発光装置と透過型表示パネルを駆動するための駆動手段は、例えば、画像信号処理部、タイミング制御部、画像メモリ、データドライバ、ゲートドライバ、及び、光源制御部等の種々の回路から構成することができる。これらは周知の回路素子等を用いて構成することができる。尚、駆動手段に電気信号として１秒間に送られる立体画像情報の組の数がフレーム周波数（フレームレート）であり、フレーム周波数の逆数がフレーム時間（単位：秒）である。
【００４０】
即ち、例えば１秒間に６０枚の立体画像を表示するとすれば、フレーム周波数は６０ヘルツである。そして、１つの立体画像を表示するために２つの画像（第１フィールド画像と第２フィールド画像）を透過型表示パネルに順次表示するとすれば、所謂フィールド周波数は、フレーム周波数の２倍の１２０ヘルツである。
【実施例１】
【００４１】
実施例１は、本発明の立体画像表示装置及びその駆動方法に関する。
【００４２】
実施例１の立体画像表示装置１を図１に示し、実施例１の立体画像表示装置１を構成する発光装置２０を仮想的に分離したときの模式的な斜視図を図２に示す。図３に、実施例１の立体画像表示装置１における画素１２と発光領域２２との配置を説明するための、立体画像表示装置１の一部の模式的な端面図を示す。
【００４３】
図１に示すように、実施例１の立体画像表示装置１は、垂直方向（図においてＹ方向）に延びる列状（ストライプ状）の発光領域２２が水平方向（図においてＸ方向）に複数（Ｐ個）並んで配列された発光面２１を有する発光装置２０、発光装置２０の発光面２１に対向して配置され、２次元マトリクス状に配列された複数の画素１２から成る表示領域１１を有する透過型表示パネル１０、及び、発光装置２０と透過型表示パネル１０とを駆動する駆動手段１００とを備えている。
【００４４】
表示領域１１には、水平方向にＭ個、垂直方向にＮ個の画素１２が配列されている。第ｍ列目（但し、ｍ＝１，２・・・，Ｍ）の画素１２を、画素１２mと表す。また、発光面２１における第ｐ列目（但し、ｐ＝１，２・・・，Ｐ）の発光領域２２を、発光領域２２pと表す。「Ｍ」と「Ｐ」の関係については、後ほど図４、図５及び図６を参照して説明する。
【００４５】
実施例１において、立体画像表示装置に表示される画像の視点数は、図１に示す各観察領域ＷＡL，ＷＡC，ＷＡRにおいて、それぞれ、視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３及びＤ４の４つであるとして説明するが、これに限るものではない。観察領域の個数や視点の数は、立体画像表示装置の設計に応じて適宜設定することができる。
【００４６】
透過型表示パネル１０は、アクティブマトリクス方式のカラー液晶表示パネルから成る。各画素１２は、図示せぬ赤色発光副画素、緑色発光副画素、及び、青色発光副画素の組み合わせから構成されている。
【００４７】
図２や図３に示すように、発光装置２０は、
一方の面が発光面２１に対応し、他方の面には頂角φＤを挟む第１斜面４２と第２斜面４３から成るプリズム列４１が複数設けられており、第１斜面４２に対応する一方の面の部分が奇数列の発光領域２２に対応し、第２斜面４３に対応する一方の面の部分が偶数列の発光領域２２に対応するプリズムシート４０、
プリズム列４１内に第２斜面４３側から光を入射させ、第１斜面４２で反射した光によって奇数列の発光領域２２を発光させる第１光源６１、及び、
プリズム列４１内に第１斜面４２側から光を入射させ、第２斜面４３で反射した光によって偶数列の発光領域２２を発光させる第２光源６２、
を備えている。プリズムシート４０の一方の面は平面状である。また、プリズム列４１の第１斜面４２及び第２斜面４３は平面状である。
【００４８】
尚、後述するように、実施例１にあってはプリズムシート４０をレンズシート３０が覆う。このため、実質的にはレンズシート３０の面が発光しているように観察される。図示の便宜のため、図１及び図２においては、発光領域２２の区画をレンズシート３０の面上に示した。後述する実施例２において参照する図２３においても同様である。
【００４９】
発光装置２０は、プリズムシート４０と透過型表示パネル１０との間に配置されたレンズシート３０を備えている。各発光領域２２に対応するレンズシート３０の部分には、光を発散させるためのレンズ列３１が設けられている。レンズ列３１は凸の円柱レンズから成る。
【００５０】
また、それぞれ隣接する発光領域２２の境界部に対応して設けられた遮光部３４を有する遮光用マスク３２を備えている。遮光用マスク３２は、レンズシート３０のレンズ列３１が設けられた面の反対側に重ねて配置されている。符号３３は、遮光用マスク３２における列状（ストライプ状）の開口である。
【００５１】
発光装置２０は、互いに対向する２つの入光端面５２，５３と、プリズムシート４０の他方の面に対向する出光面５１とを有する導光板５０を備えている。導光板５０は、例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）から成る略矩形状の板である。尚、導光板５０の入光端面５２，５３と背面５４は平面状であるが、出光面５１は、全体として凸面状である。出光面５１の詳細については、後ほど、図８の（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明する。
【００５２】
尚、導光板５０の背面５４に対向するように、黒色の光吸収面や鏡面状の光反射面を有する部材が配置されていてもよい。場合によっては、光吸収面や鏡面状の光反射面が背面５４上に直接形成されていてもよい。
【００５３】
第１光源６１と第２光源６２は、それぞれ、一方の入光端面５２側と他方の入光端面５３側に配置されている。第１光源６１及び第２光源６２は、それぞれ、複数の白色発光ダイオード（白色ＬＥＤ）から成る。尚、図１及び図２、並びに、後述する図１１及び図１２において、第１光源６１と第２光源６２としてそれぞれ４つのＬＥＤを図示したが、これは例示にすぎない。
【００５４】
プリズムシート４０やレンズシート３０は、例えばポリカーボネート樹脂（ＰＣ）から成る。また、例えばＰＥＴフィルム上に、黒色顔料を含有した感光性材料層を形成した後、フォトリソグラフ法とエッチング法との組合せにより遮光部３４を残して感光性材料層を除去することにより、遮光用マスク３２を構成した。感光性材料層が除去された部分が、遮光用マスク３２の開口３３となる。尚、図３等においては、遮光用マスク３２の基材となるＰＥＴフィルムの図示を省略し、開口３３と遮光部３４とを模式的に示した。
【００５５】
発光領域２２の延びる方向（図においてＹ方向）に直交する仮想平面上において、各発光領域２２の光は、発光領域２２の中心を通り且つ発光領域２２に直交する仮想直線に対して略対称に発散した状態で、透過型表示パネル１０の表示領域１１に入射する。そして、或る発光領域２２の光が入射する表示領域１１の部分と、或る発光領域２２に隣接する発光領域２２の光が入射する表示領域１１の部分とにおいて、一部の画素１２が重複する。そして、駆動手段１００によって、奇数列の発光領域２２が発光する状態と、偶数列の発光領域２２が発光する状態とが交互に切り替えられると共に、透過型表示パネル１０の画像が同期して切り替えられる。
【００５６】
重複する画素１２からは、奇数列の発光領域２２が発光する場合と偶数列の発光領域２２が発光する場合とで、異なる視点に向かって光が出射する。そして、透過型表示パネル１０の画像が同期して切り替えられるので、各視点用の画像の解像度の低下を軽減することができる。
【００５７】
発光面２１と透過型表示パネル１０との間の距離、図のＸ方向における画素１２のピッチ(以下、単に、画素ピッチと呼ぶ場合がある）、及び、図のＸ方向における発光領域２２のピッチ（以下、単に、発光領域ピッチと呼ぶ場合がある）は、立体画像表示装置１０の仕様上定めた観察領域において好ましい立体画像が観察できる条件を満たすように設定されている。この条件について具体的に説明する。
【００５８】
図４は、図１に示す観察領域ＷＡL，ＷＡC，ＷＡRにおける視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４と、透過型表示パネル１０と、発光領域２２との配置関係を説明するための模式的な平面図である。
【００５９】
説明の都合上、発光領域２２は水平方向（図においてＸ方向）に奇数個並んで配列され、第ｐ列目の発光領域２２pは、発光領域２２1と発光領域２２Pとの間の中央に位置するものとする。また、第ｍ列目の画素１２mと第（ｍ＋１）列目の画素１２m+1との境界、及び、観察領域ＷＡCにおける視点Ｄ２と視点Ｄ３との間の中点は、発光領域２２pの中心を通りＺ方向に延びる仮想直線上に位置するものとする。画素ピッチをＮＤ［ｍｍ］と表し、発光領域ピッチをＲＤ［ｍｍ］と表す。発光領域２２と透過型表示パネル１０との間の距離をＺ１［ｍｍ］と表し、透過型表示パネル１０と観察領域ＷＡL，ＷＡC，ＷＡRとの間の距離をＺ２［ｍｍ］と表す。また、観察領域ＷＡL，ＷＡC，ＷＡRにおいて隣接する視点間の距離をＤＰ［ｍｍ］と表す。
【００６０】
図５は、画素１２からの光が中央の観察領域ＷＡCの視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に向かうために満たす条件を説明するための模式図である。
【００６１】
画素１２m-1，１２m，１２m+1，１２m+2を透過する発光領域２２pの光のそれぞれが、中央の観察領域ＷＡCの視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に向かう条件について考察する。
【００６２】
図５において、奇数列の発光領域２２は非発光状態、偶数列の発光領域２２は発光状態である。尚、発光状態及び非発光状態を明確化するために、発光状態にある発光領域２２に斜線を付した。後述する他の図面においても同様である。
【００６３】
発光領域２２pの中心を通りＺ方向に延びる仮想直線を基準として、画素１２m+2の中心までの距離を符号Ｘ１で表し、中央の観察領域ＷＡCの視点Ｄ４までの距離を符号Ｘ２と表す。発光領域２２pの光が画素１２m+2を透過して観察領域ＷＡCの視点Ｄ４に向かうとき、幾何学的な相似関係から、以下の式（１）に示す条件を満たす。
【００６４】
Ｚ１：Ｘ１＝（Ｚ１＋Ｚ２）：Ｘ２      （１）
【００６５】
ここで、Ｘ１＝１．５×ＮＤ、Ｘ２＝１．５×ＤＰであるので、これらを反映すると、式（１）は、以下の式（１’）のように表される。
【００６６】
Ｚ１：１．５×ＮＤ＝（Ｚ１＋Ｚ２）：１．５×ＤＰ      （１’）
【００６７】
上述した式（１’）を満たせば、画素１２m-1，１２m，１２m+1を透過する発光領域２２pの光も、それぞれ、観察領域ＷＡCの視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に向かうといったことは、幾何学的に明らかである。
【００６８】
図６は、画素１２からの光が左側の観察領域ＷＡLの視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に向かうために満たす条件を説明するための模式図である。
【００６９】
画素１２m-1，１２m，１２m+1，１２m+2を透過する発光領域２２p+2の光のそれぞれが、左側の観察領域ＷＡLの視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に向かう条件について考察する。
【００７０】
発光領域２２p+2の中心を通りＺ方向に延びる仮想直線を基準として、画素１２m+2の中心までの距離を符号Ｘ３で表し、左側の観察領域ＷＡLの視点Ｄ４までの距離を符号Ｘ４と表す。発光領域２２p+2の光が画素１２m+2を透過して観察領域ＷＡLの視点Ｄ４に向かうためには、幾何学的な相似関係から、以下の式（２）に示す条件を満たす。
【００７１】
Ｚ１：Ｘ３＝（Ｚ１＋Ｚ２）：Ｘ４      （２）
【００７２】
ここで、Ｘ３＝２×ＲＤ−Ｘ１＝２×ＲＤ−１．５×ＮＤ、Ｘ４＝２×ＲＤ＋２．５×ＤＰであるので、これらを反映すると、式（２）は、以下の式（２’）のように表される。
【００７３】
Ｚ１：（２×ＲＤ−１．５×ＮＤ）＝（Ｚ１＋Ｚ２）：（２×ＲＤ＋２．５×ＤＰ）      （２’）
【００７４】
上述した式（２’）を満たせば、画素１２m-1，１２m，１２m+1を透過する発光領域２２p+2の光も、それぞれ、観察領域ＷＡCの視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に向かうといったことは、幾何学的に明らかである。
【００７５】
尚、画素１２m-1，１２m，１２m+1，１２m+2を透過する発光領域２２p-2の光のそれぞれが、右側の観察領域ＷＡRの視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に向かう条件は、図６をＺ軸を中心として反転させたと同様であるので、説明を省略する。
【００７６】
距離Ｚ２及び距離ＤＰの値は、立体画像表示装置１０の仕様に基づいて所定の値に設定される。また、画素ピッチＮＤの値は、透過型表示パネル１０の構造によって定まる。式（１’）と式（２’）より、距離Ｚ１と発光領域ピッチＲＤについて、以下の式（３）と式（４）を得る。
【００７７】
Ｚ１＝Ｚ２×ＮＤ／（ＤＰ−ＮＤ）      （３）
ＲＤ＝２×ＤＰ×ＮＤ／（ＤＰ−ＮＤ）      （４）
【００７８】
例えば、透過型表示パネル１０の画素ピッチＮＤが０．３００［ｍｍ］、距離Ｚ２が６００［ｍｍ］、距離ＤＰが６５．０［ｍｍ］であったとすると、距離Ｚ１は約２．７８［ｍｍ］、発光領域ピッチＲＤは約０．６０３［ｍｍ］である。
【００７９】
距離Ｚ１や発光領域ピッチＲＤは上述の条件を満たすように設定されており、観察領域ＷＡL，ＷＡC，ＷＡRにおける視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４のそれぞれにおいて、所定の視点用の画像を観察することができる。詳細については、後ほど、図１３乃至図２０を参照して説明する。
【００８０】
上述した例では、発光領域ピッチＲＤの値は画素ピッチＮＤの値の略２倍となる。従って、上述した「Ｍ」と「Ｐ」とは、Ｍ≒Ｐ×２といった関係にある。
【００８１】
図７は、実施例１の立体画像表示装置１における画素１２と発光領域２２との配置を説明するための、発光面２１及び表示領域１１の一部の模式的な平面図である。
【００８２】
尚、図７にあっては、１つの画素１２を構成する水平方向に並ぶ赤色発光副画素、緑色発光副画素、及び、青色発光副画素を、それぞれ、符号Ｒ，Ｇ，Ｂを用いて表した。また、画素１２と発光領域２２との配置関係を明確に示すために、図７においては、遮光用マスク３２の図示を省略した。
【００８３】
図３に示すように、プリズムシート４０における各プリズム列４１において、第１斜面４２と第２斜面４３は頂角φＤを挟む面である。プリズムシート４０の一方の面の第１斜面４２に対応する部分が奇数列の発光領域２２に対応し、プリズムシート４０の一方の面の第２斜面４３に対応する部分が偶数列の発光領域２２に対応する。実施例１においては、頂角φＤの値を６０度としたが、これに限るものではない。頂角φＤの値は、発光装置２０の設計に応じて適宜設定すればよい。
【００８４】
透過型表示パネル１０の表示領域１１が矩形であり、その長辺（図１においてＸ方向に延びる辺）の長さをＬＤ［ｍｍ］とすれば、画素ピッチＮＤ＝ＬＤ／Ｍであり、サブピクセルのピッチ＝ＮＤ／３である。また、発光領域２２及びレンズ列３１のピッチ≒ＮＤ×２、プリズム列４１のピッチ≒ＮＤ×４である。プリズム列４１のピッチはレンズ列３１のピッチの２倍である。
【００８５】
発光装置２０において、第１光源６１と第２光源６２とは交互に発光／非発光が切り替えられ、これによって、奇数列の発光領域２２が発光する状態と、偶数列の発光領域２２が発光する状態とが交互に切り替えられる。発光装置２０の構成や動作について詳しく説明する。
【００８６】
図８の（Ａ）は、導光板５０の出光面５１から出射する第１光源６１の光を説明するための模式的な一部端面図である。図８の（Ｂ）は、導光板５０の出光面５１から出射する第２光源６２の光を説明するための模式的な一部端面図である。
【００８７】
導光板５０の背面５４は、図８の（Ａ）及び（Ｂ）においてＸ−Ｙ平面と平行である。導光板５０の出光面５１には、図において右上がりの斜面５５Ａと左上がりの斜面５５Ｂとが、交互に設けられている。斜面５５Ａ，５５ＢがＸ−Ｙ平面となす角度の値を「α」と表す。「α」は狭角側の値であり、斜面５５Ａ、斜面５５Ｂを問わずその値の符号を正とする。
【００８８】
尚、「α」の値は、数度乃至十数度の範囲を目安として、発光装置２０の設計に応じて好ましい値に設定されている。
【００８９】
斜面５５Ａの幅（図においてＸ方向に沿う長さ）は、第１光源６１が配置される入光端面５２側で最も短くなり（図８の（Ａ）参照）、入光端面５２から離れるほど長くなる（図８の（Ｂ）参照）。一方、斜面５５Ｂの幅は、第２光源６２が配置される入光端面５３側で最も短くなり（図８の（Ｂ）参照）、入光端面５３から離れるほど長くなる（図８の（Ａ）参照）。このため、導光板５０の出光面５１は、図２に示すように、全体として凸面状となる。尚、斜面５５Ａ，５５Ｂの幅をどのように変化させるかといったことは、発光装置２０の設計や仕様に応じて適宜設定すればよい。
【００９０】
導光板５０は２回対称な形状であり、入光端面５２と入光端面５３を入れ替えると、斜面５５Ａと斜面５５Ｂの関係も入れ替わる。尚、図８の（Ａ）及び（Ｂ）において、斜面５５Ａと斜面５５Ｂとの間にＸ−Ｙ平面と平行な面が設けられているが、このような面が設けられていない構成であってもよい。
【００９１】
第１光源６１の光の伝搬について説明する。図８の（Ａ）に示すように、第１光源６１からの光が入光端面５２から導光板５０内に入射し、背面５４において反射角φ１pで全反射したとする。尚、説明の都合上、図において光はＸ−Ｚ平面上を伝搬するものとする。
【００９２】
背面５４において全反射した光が、出光面５１に臨界角（ＰＭＭＡの場合、約４２度）を超える角度φ１aで入射し、背面５４に向かって全反射したとする。図８の（Ａ）に示す例では、斜面５５Ａに光が入射し全反射している。光が背面５４に入射する角度φ２pは、斜面５５Ａが右上がりであるため、φ２p＝φ１a−２×αとなる。換言すれば、斜面５５Ａで光が反射する毎に、背面５４への光の入射角は、「２×α」ずつ小さくなるといった関係にある。
【００９３】
ここで、角度φ２pは臨界角より大きく、背面５４において全反射した光は出光面５１に角度φ２aで入射するものとする。図８の（Ａ）に示す例では、光は斜面５５Ａに入射しており、φ２a＝φ２p−αである。尚、光が斜面５５Ｂに入射する場合には、φ２a＝φ２p＋αである。角度φ２aが臨界角以下の場合には、光は出光面５１から外部に出射する。また、角度φ２aが臨界角を超える場合には、光は出光面５１で全反射し、再び背面５４に向かう。
【００９４】
上述したように、角度φ２aは、斜面５５Ａにおいて小さくなるので、第１光源６１からの光は、出光面５１における斜面５５Ａから主に出射する。導光板５０内における光の入射角は、出光面５１から光が射出する際には臨界角よりやや小さい角度であるので、出光面５１からの光の出射角は大きな値となる。また、実際には、第１光源６１の光は、種々の角度で入光端面５２に入射するので、その影響により出光面５１からの光の出射角も種々の値を取り得る。実施例１にあっては、出光面５１からの光の出射角は、約６０度を中心として分布する。
【００９５】
また、上述したように、斜面５５Ａの幅は入光端面５２側で最も短く、入光端面５２から離れるほど長くなる。これにより、第１光源６１から離れるほど光が出射する面積は増えるので、入光端面５２から離れることによる光の強さの不均一を打ち消すことができる。
【００９６】
第２光源６２の光の伝搬は、上述した説明において「第１光源６１」を『第２光源６２』、「入光端面５２」を『入光端面５３』、「斜面５５Ａ」を『斜面５５Ｂ』、「斜面５５Ｂ」を『斜面５５Ａ』等と適宜読み替えればよいので、説明を省略する。
【００９７】
図９の（Ａ）は、第１光源６１が発光しているときに導光板５０から出射する光の方向を説明するための模式図である。図９の（Ｂ）は、第１光源６１が発光しているときに導光板５０から出射する光の強度と、光が出射する方向との関係を説明するためのグラフである。尚、図９の（Ｂ）において、Ｚ方向と光の進行方向とがなす角度（出射角）φＣは、光が右上がりのときに値を正、左上がりの場合に値を負とした。また、光の強度は、最大値を１として正規化して示した。尚、発光状態及び非発光状態を明確化するために、発光状態にある第１光源６１に斜線を付した。後述する他の図面においても同様である。
【００９８】
第２光源６２が発光しているときに導光板５０から出射する光の方向は、図９の（Ａ）を反転したものとなり、右上がりとなる。また、第２光源６２が発光しているときに導光板５０から出射する光の強度と、光が出射する方向との関係は、図９の（Ｂ）において、角度φＣの符号を反転させたものとなるので、説明を省略する。
【００９９】
以上説明したように、導光板５０から出射する光の方向は、第１光源６１が発光しているときに左上がり、第２光源６２が発光しているときに右上がりとなる。これらの光は、プリズムシート４０により、その方向が修正される。
【０１００】
図１０の（Ａ）は、第１光源６１が発光しているときにプリズムシート４０から出射する光の方向を説明するための模式図である。図１０の（Ｂ）は、第１光源６１が発光しているときにプリズムシート４０から出射する光の強度と、光が出射する方向との関係を説明するためのグラフである。
【０１０１】
第１光源６１が発光しているとき、出光面５１からの左上がりの光は、プリズム列４１の第２斜面４３側から入射し、第１斜面４２において反射（全反射）してプリズムシート４０から出射する。
【０１０２】
出光面５１から出射角６０度で左上がりに出射する光は、プリズム列の頂角φＤが６０度であるのでプリズム列の第２斜面４３に対して直交して入射し、第１斜面４１において反射（全反射）してプリズムシート４０から出射する。出光面５１から出射角６０度で左上がりに出射する光は、プリズムシート４０によってその方向がＺ方向に変えられる。
【０１０３】
実際には、出光面５１からの左上がりの光の出射角は、約６０度を中心として分布する。従って、プリズムシート４０からの光の出射角は、図１０の（Ｂ）に示すように、約０度を中心として分布する。角度φＣの符号は、図９において説明したと同様である。また、光の強度は、最大値を１として正規化して示した。
【０１０４】
第２光源６２が発光しているときには、導光板５０から出射する光の方向は、図９の（Ａ）を反転したものとなり、右上がりとなる。出光面５１から出射角６０度で右上がりに出射する光は、プリズム列の第１斜面４２に対して直交して入射し、第２斜面４３において反射（全反射）してプリズムシート４０から出射する。出光面５１から出射角６０度で右上がりに出射する光は、プリズムシート４０によってその方向がＺ方向に変えられる。
【０１０５】
第２光源６２が発光しているときにプリズムシート４０から出射する光の強度と、光が出射する方向との関係は、図１０の（Ｂ）において、角度φＣの符号を反転させたものとなるので、説明を省略する。
【０１０６】
以上説明したように、第１光源６１が発光するとき、第１光源６１からの光は、プリズム列４１の第１斜面４２において反射（全反射）してプリズムシート４０から出射する。また、第２光源６２が発光するとき、第２光源６２からの光は、プリズム列４１の第２斜面４３において反射（全反射）してプリズムシート４０から出射する。これにより、第１光源６１が発光すると奇数列の発光領域２２が発光状態となり、第２光源６２が発光すると偶数列の発光領域２２が発光状態となる。
【０１０７】
図１１の（Ａ）は、第１光源６１が発光して奇数列の発光領域２２が発光状態となる場合を説明するための模式的な正面図である。図１１の（Ｂ）は、奇数列の発光領域２２から出射する光を説明するための模式的な一部端面図である。図１２の（Ａ）は、第２光源６２が発光して偶数列の発光領域２２が発光状態となる場合を説明するための模式的な正面図である。図１２の（Ｂ）は、偶数列の発光領域２２から出射する光を説明するための模式的な一部端面図である。
【０１０８】
尚、上述したように、発光領域２２は水平方向（図においてＸ方向）に奇数個並んで配列され、第ｐ列目の発光領域２２pは、発光領域２２1と発光領域２２Pとの間の中央に位置するとして説明するので、第ｐ列の発光領域２２pは偶数列に属する。
【０１０９】
図１１の（Ｂ）に示すように、第１光源６１からの光は、プリズム列４１の第１斜面４２において反射（全反射）してプリズムシート４０から出射し、レンズ列３１に入射する。レンズシート３０自体の厚さは、レンズ列３１の焦点距離ｆと略同じ値に設定されている。このため、レンズ列３１に入射する光は、遮光用マスク３２の開口３３において収束し、そのまま発散してレンズシート３０から出射する。このように、発光領域２２1・・・，２２p-3，２２p-1，２２p+1・・・といった奇数列の各発光領域２２から、光が略対称に発散して出射する。
【０１１０】
一方、図１２の（Ｂ）に示すように、第２光源６２からの光は、プリズム列４１の第２斜面４３において反射（全反射）してプリズムシート４０から出射し、レンズ列３１に入射する。これにより、発光領域２２2・・・，２２p-2，２２p，２２p+2・・・といった偶数列の各発光領域２２から、光が略対称に発散して出射する。
【０１１１】
具体的には、発光領域２２の延びる方向（図においてＹ方向）に直交する仮想平面（Ｘ−Ｚ平面に平行な平面）上において、各発光領域２２からの光は、発光領域２２の中心を通り且つ発光領域２２に直交する仮想直線（Ｚ軸に平行な直線）に対して略対称に発散する。
【０１１２】
実施例１において、各発光領域２２からの光は、原則として、少なくとも４列×３の画素１２を含む表示領域１１の部分に入射する。具体的には、端部付近に位置する発光領域２２を除いて、各発光領域２２からの光は、図１に示す３つの観察領域ＷＡL，ＷＡC，ＷＡRにおけるそれぞれ４つの視点に対応する画素１２を少なくとも含む表示領域１１の部分に入射する。図４等に示す発光領域２２から透過型表示パネル１０までの距離Ｚ１（実施例１にあっては、実質的に、レンズシート３０と透過型表示パネル１０との間の距離）は、図示せぬ部材によって保持されている。尚、図示せぬ部材が、発光領域２２から透過型表示パネル１０までの距離に相当する厚みの透明なシート状のスペーサといった構成であってもよい。他の実施例においても同様である。
【０１１３】
図１３は、偶数列の発光領域２２が発光状態であるときに、中央の観察領域ＷＡCにおける視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される画像を説明するための模式図である。図１４は、偶数列の発光領域２２が発光状態であるときに、左側の観察領域ＷＡLにおける視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される画像を説明するための模式図である。図１５は、偶数列の発光領域２２が発光状態であるときに、右側の観察領域ＷＡRにおける視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される画像を説明するための模式図である。
【０１１４】
例えば、発光領域２２pの光に着目すると、図１３に示すように、光は第（ｍ−１）列乃至第（ｍ＋２）列の画素１２を通り、中央の観察領域ＷＡCにおける視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される。そして、図１４に示すように、光は第（ｍ−５）列乃至第（ｍ−２）列の画素１２を通り、左側の観察領域ＷＡLにおける視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される。また、図１５に示すように、光は第（ｍ＋３）列乃至第（ｍ＋６）列の画素１２を通り、右側の観察領域ＷＡRにおける視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される。
【０１１５】
図１６は、中央の観察領域ＷＡCに向かう光に注目したときに、偶数列の発光領域２２からの光が入射する透過型表示パネル１０における表示領域１１の部分を説明するための模式的な一部端面図である。第ｐ列の発光領域２２pの光に注目すると、視点Ｄ１に向かう光は第（ｍ−１）列の画素１２m-1を透過し、視点Ｄ２に向かう光は第ｍ列の画素１２mを透過する。また、視点Ｄ３に向かう光は第（ｍ＋１）列の画素１２m+1を透過し、視点Ｄ４に向かう光は第（ｍ＋２）列の画素１２m+2を透過する。
【０１１６】
また、第（ｐ＋２）列の発光領域２２p+2の光に注目すると、視点Ｄ１に向かう光は第（ｍ＋３）列の画素１２m+3を透過し、視点Ｄ２に向かう光は第（ｍ＋４）列の画素１２m+4を透過する。また、視点Ｄ３に向かう光は第（ｍ＋５）列の画素１２m+5を透過し、視点Ｄ４に向かう光は第（ｍ＋６）列の画素１２m+6を透過する。第（ｐ−２）列の発光領域２２p-2の光についての説明は、上記の記載を適宜読み替えればいいので省略する。
【０１１７】
図１７は、奇数列の発光領域２２が発光状態であるときに、中央の観察領域ＷＡCにおける視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される画像を説明するための模式図である。図１８は、奇数列の発光領域２２が発光状態であるときに、左側の観察領域ＷＡLにおける視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される画像を説明するための模式図である。図１９は、奇数列の発光領域２２が発光状態であるときに、右側の観察領域ＷＡRにおける視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される画像を説明するための模式図である。
【０１１８】
例えば、発光領域２２p-1の光に着目すると、図１７に示すように、光は第（ｍ−３）列乃至第ｍ列の画素１２を通り、中央の観察領域ＷＡCにおける視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される。そして、図１８に示すように、光は第（ｍ−７）列乃至第（ｍ−４）列の画素１２を通り、左側の観察領域ＷＡLにおける視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される。また、図１９に示すように、光は第（ｍ＋１）列乃至第（ｍ＋４）列の画素１２を通り、右側の観察領域ＷＡRにおける視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で観察される。
【０１１９】
図２０は、中央の観察領域ＷＡCに向かう光に注目したときに、奇数列の発光領域２２からの光が入射する透過型表示パネル１０における表示領域１１の部分を説明するための模式的な一部端面図である。第（ｐ−１）列の発光領域２２p-1の光に注目すると、視点Ｄ１に向かう光は第（ｍ−３）列の画素１２m-3を透過し、視点Ｄ２に向かう光は第（ｍ−２）列の画素１２m-2を透過する。また、視点Ｄ３に向かう光は第（ｍ−１）列の画素１２m-1を透過し、視点Ｄ４に向かう光は第ｍ列の画素１２mを透過する。
【０１２０】
また、第（ｐ＋１）列の発光領域２２p+1の光に注目すると、視点Ｄ１に向かう光は第（ｍ＋１）列の画素１２m+1を透過し、視点Ｄ２に向かう光は第（ｍ＋２）列の画素１２m+2を透過する。また、視点Ｄ３に向かう光は第（ｍ＋３）列の画素１２m+3を透過し、視点Ｄ４に向かう光は第（ｍ＋４）列の画素１２m+4を透過する。第（ｐ−３）列の発光領域２２p-2の光についての説明は、上記の記載を適宜読み替えればいいので省略する。
【０１２１】
図１６と図２０とを対比して明らかなように、或る発光領域２２の光が入射する表示領域の部分と、或る発光領域２２に隣接する発光領域２２の光が入射する表示領域の部分とにおいて、一部の画素１２が重複する。この重複する画素１２からは、奇数列の発光領域２２が発光する場合と偶数列の発光領域２２が発光する場合とで、異なる視点に向かって光が出射する。
【０１２２】
図２１の（Ａ）は、実施例１の立体画像表示装置１において、奇数列の発光領域２２が発光状態であるときに、視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に対応する画像を構成する画素１２の列番号と、偶数列の発光領域２２が発光状態であるときに、視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に対応する画像を構成する画素１２の列番号とを説明するための表である。図２１の（Ｂ）は、図２１の（Ａ）の結果を纏めた表である。
【０１２３】
図２１の（Ａ）や上述した説明から明らかなように、偶数列の発光領域２２が発光するときには、視点Ｄ１のための画像は、第１列の画素１２1の他、相互に３列の間隔を空けて配置された列の画素１２によって構成される。視点Ｄ２のための画像は、第２列の画素１２2の他、相互に３列の間隔を空けて配置された列の画素１２によって構成される。視点Ｄ３のための画像は、第３列の画素１２3の他、相互に３列の間隔を空けて配置された列の画素１２によって構成される。視点Ｄ４のための画像は、第４列の画素１２4の他、相互に３列の間隔を空けて配置された列の画素１２によって構成される。
【０１２４】
一方、奇数列の発光領域２２が発光するときには、視点Ｄ１のための画像は、第３列の画素１２3の他、相互に３列の間隔を空けて配置された列の画素１２によって構成される。視点Ｄ２のための画像は、第４列の画素１２4の他、相互に３列の間隔を空けて配置された列の画素１２によって構成される。視点Ｄ３のための画像は、第１列の画素１２1の他、相互に３列の間隔を空けて配置された列の画素１２によって構成される。視点Ｄ４のための画像は、第２列の画素１２2の他、相互に３列の間隔を空けて配置された列の画素１２によって構成される。
【０１２５】
従って、奇数列の発光領域２２が発光する状態と、偶数列の発光領域２２が発光する状態とを交互に切り替え、透過型表示パネル１０の画像を同期して適宜各視点に応じた画像に切り替えることによって、各視点用の画像の解像度の低下を軽減することができる。
【０１２６】
即ち、上述した動作によれば、図２１の（Ｂ）に示すように、視点Ｄ１のための画像は、第１列の画素１２1の他、相互に１列の間隔を空けて配置された列の画素１２によって構成される。視点Ｄ２のための画像は、第２列の画素１２2の他、相互に１列の間隔を空けて配置された列の画素１２によって構成される。視点Ｄ３のための画像は、第１列の画素１２1の他、相互に１列の間隔を空けて配置された列の画素１２によって構成される。視点Ｄ４のための画像は、第２列の画素１２2の他、相互に１列の間隔を空けて配置された列の画素１２によって構成される。
【０１２７】
奇数列の発光領域２２が発光する状態と、偶数列の発光領域２２が発光する状態との切り替えといった動作を行わなければ、各視点用の画像の解像度は、透過型表示パネル１０の解像度の１／４に低下する。一方、実施例１の立体画像表示装置の場合には、各視点用の画像の解像度は、透過型表示パネル１０の解像度の１／２となる。本発明の立体画像表示装置によれば、複雑な構成のパララックスバリアを用いることなく、各視点用の画像の解像度の低下を軽減することができる。
【０１２８】
以上の説明においては視点数を「４」としたが、視点数は、立体画像表示装置の仕様に応じて適宜選択することができる。例えば、視点数は「２」とした構成や、視点数を「６」とした構成とすることもできる。これらの場合には、プリズムシート４０やレンズシート３０等の構成を適宜変更すればよい。後述する他の実施例においても同様である。
【０１２９】
また、以上の説明においては画素１２の列毎に視点が変わる構成としたが、副画素の列毎に視点が変わるといった構成とすることもできる。副画素のピッチが画素ピッチの１／３であるとして、上述した式（３）及び式（４）を用いて計算すると、図４に示す距離Ｚ１は約０．９２［ｍｍ］、発光領域ピッチＲＤは約０．２［ｍｍ］となる。
【０１３０】
更には、例えば各行毎に１副画素分ずれるように画素列を選択し、この画素列に対応するように表示領域を設定するといった構成とすることができる。この場合の画素１２と発光領域２２との配置を、図２２に示す。この構成にあっては、プリズム列がＹ軸に対して所定の角度となるように、プリズムシートを配置すればよい。尚、レンズシートの配置も、プリズムシートの配置にあわせて変更すればよい。後述する他の実施例においても同様である。
【０１３１】
尚、図２２に示す画素１２の配列において、第ｎ行乃至第（ｎ＋２）行の３行において斜め方向に並ぶ３つの副画素に注目し、斜め方向に並ぶ副画素から画素を構成するといった構成とすることもできる。図２２において、符号Ｒ，Ｇ，Ｂを、丸で囲った組、四角で囲った組、八角形で囲った組が、それぞれ、一画素を形成するといった構成である。この場合には、所謂垂直方向の解像度は低下するが、水平方向の解像度を高くすることができる。
【実施例２】
【０１３２】
実施例２は実施例１の変形である。実施例２も、本発明の立体画像表示装置及びその駆動方法に関する。実施例１に対し、発光装置を構成するレンズシートの構造が相違する。以上の点を除く他、実施例２の立体画像表示装置２の構造は、実施例１で説明した立体画像表示装置１と同様である。
【０１３３】
実施例２の立体画像表示装置２を仮想的に分離したときの模式的な斜視図を図２３に示す。尚、図２３にあっては、透過型表示パネル１０は一部分を図示し、駆動手段１００の図示を省略した。立体画像表示装置２の概念図は、図１における発光装置２０を図２３に示す発光装置２２０に置き換え、図１における立体画像表示装置１を立体画像表示装置２と読み替えたと同様である。
【０１３４】
実施例２の立体画像表示装置２における透過型表示パネル１０、プリズムシート４０、導光板５０、第１光源６１、第２光源６２、及び、駆動手段１００の構成、動作、及び、作用については、実施例１で説明したと同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１３５】
実施例１にあっては、発光装置２０を構成するレンズシート３０のレンズ列３１は、凸の円柱レンズから成り、レンズシート３０のレンズ列３１が設けられていない側の面には、遮光用マスク３２が設けられている。これに対し、実施例２にあっては、発光装置２２０を構成するレンズシート２３０のレンズ列２３１は、凹の円柱レンズから成る。また、レンズシート２３０のレンズ列２３１が設けられていない側の面には、遮光用マスクは設けられていない。
【０１３６】
図２４は、実施例２の立体画像表示装置２における画素１２と発光領域２２との配置を説明するための、立体画像表示装置２の一部の模式的な端面図である。
【０１３７】
上述したように、各発光領域２２に対応するレンズシート２３０の部分には、光を発散させるためのレンズ列２３１が設けられている。レンズ列２３１は凹の円柱レンズから成る。
【０１３８】
発光領域２２と画素１２の列との対応関係は、実施例１において図３を参照して説明したと同様であるので、説明を省略する。
【０１３９】
図２５は、実施例１の図１６に対応する図面であって、中央の観察領域ＷＡCに向かう光に注目したときに、偶数列の発光領域２２からの光が入射する透過型表示パネル１０における表示領域１１の部分を説明するための模式的な一部端面図である。
【０１４０】
実施例１において図１２の（Ｂ）を参照して説明したように、第２光源６２からの光は、プリズム列４１の第２斜面４３において反射（全反射）してプリズムシート４０から出射し、レンズ列２３１に入射する。
【０１４１】
凹の円柱レンズから成るレンズ列２３１に入射する光は、発散してレンズシート２３０から出射する。これにより、発光領域２２2・・・，２２p-2，２２p，２２p+2・・・といった偶数列の各発光領域２２から、光が略対称に発散して出射する。
【０１４２】
図２６は、実施例１の図２０に対応する図面であって、中央の観察領域ＷＡCに向かう光に注目したときに、奇数列の発光領域２２からの光が入射する透過型表示パネル１０における表示領域１１の部分を説明するための模式的な一部端面図である。
【０１４３】
実施例１において図１１の（Ｂ）を参照して説明したように、第１光源６１からの光は、プリズム列４１の第１斜面４２において反射（全反射）してプリズムシート４０から出射し、レンズ列２３１に入射する。
【０１４４】
凹の円柱レンズから成るレンズ列２３１に入射する光は、発散してレンズシート３０から出射する。これにより、発光領域２２1・・・，２２p-3，２２p-1，２２p+1・・・といった奇数列の各発光領域２２から、光が略対称に発散して出射する。
【０１４５】
具体的には、発光領域２２の延びる方向（図においてＹ方向）に直交する仮想平面（Ｘ−Ｚ平面に平行な平面）上において、各発光領域２２からの光は、発光領域２２の中心を通り且つ発光領域２２に直交する仮想直線（Ｚ軸に平行な直線）に対して略対称に発散する。
【０１４６】
実施例１において説明したと同様に、各発光領域２２からの光は、原則として、少なくとも４列×３の画素１２を含む表示領域１１の部分に入射する。図４等に示す発光領域２２から透過型表示パネル１０までの距離Ｚ１（実施例２にあっては、実質的に、レンズシート２３０と透過型表示パネル１０との間の距離）は、図示せぬ部材によって保持されている。
【０１４７】
各発光領域２２から視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に向かう光が透過する画素１２の列との関係は、実施例１において説明したと同様である。また、奇数列の発光領域２２が発光状態であるときに、視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に対応する画像を構成する画素１２の列番号と、偶数列の発光領域２２が発光状態であるときに、視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に対応する画像を構成する画素１２の列番号との関係も、実施例１において図２１の（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明したと同様である。
【０１４８】
従って、実施例１と同様に、奇数列の発光領域２２が発光する状態と、偶数列の発光領域２２が発光する状態とを交互に切り替え、透過型表示パネル１０の画像を同期して適宜各視点に応じた画像に切り替えることによって、各視点用の画像の解像度の低下を軽減することができる。
【実施例３】
【０１４９】
実施例３も実施例１の変形である。実施例３も、本発明の立体画像表示装置及びその駆動方法に関する。実施例１に対し、発光装置を構成するプリズムシートの構造が相違し、また、発光装置からレンズシートが省かれている。以上の点を除く他、実施例３の立体画像表示装置３の構造は、実施例１で説明した立体画像表示装置１と同様である。
【０１５０】
実施例３の立体画像表示装置３を仮想的に分離したときの模式的な斜視図を図２７に示す。尚、図２７においても、透過型表示パネル１０は一部分を図示し、駆動手段１００の図示を省略した。立体画像表示装置３の概念図は、図１における発光装置２０を図２７に示す発光装置３２０に置き換え、図１における立体画像表示装置１を立体画像表示装置３と読み替えたと同様である。
【０１５１】
実施例３の立体画像表示装置３における透過型表示パネル１０、導光板５０、第１光源６１、第２光源６２、及び、駆動手段１００の構成、動作、及び、作用については、実施例１で説明したと同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１５２】
図２８は、実施例３の立体画像表示装置３における画素１２と発光領域２２との配置を説明するための、立体画像表示装置３の一部の模式的な端面図である。
【０１５３】
実施例１にあっては、プリズムシート４０における第１斜面４２と第２斜面４３は平面状であった。これに対し、実施例３にあっては、プリズムシート３４０における各プリズム列３４１において、第１斜面３４２と第２斜面３４３は曲面状である。具体的には、第１斜面３４２と第２斜面３４３は、プリズム外部に対して凹の曲面状である。
【０１５４】
実施例１において図３を参照して説明したと同様に、第１斜面３４２に対応するプリズムシート３４０の一方の面の部分が奇数列の発光領域２２に対応し、第２斜面３４３に対応するプリズムシート３４０の一方の面の部分が偶数列の発光領域２２に対応する。
【０１５５】
発光領域２２と画素１２の列との対応関係は、実施例１において図３を参照して説明したと同様であるので、説明を省略する。
【０１５６】
図２９は、実施例１の図１６に対応する図面であって、中央の観察領域ＷＡCに向かう光に注目したときに、偶数列の発光領域２２からの光が入射する透過型表示パネル１０における表示領域１１の部分を説明するための模式的な一部端面図である。
【０１５７】
実施例１において図１２の（Ｂ）を参照して説明したように、第２光源６２からの光は、プリズム列３４１の第２斜面３４３において反射（全反射）してプリズムシート４０から出射する。
【０１５８】
実施例３にあっては、第２光源６２の光は、プリズム列３４１の第１斜面３４２に入射する際に発散し、更に、第２斜面３４３において反射（全反射）する際に発散して、プリズムシート３４０から出射する。これにより、発光領域２２2・・・，２２p-2，２２p，２２p+2・・・といった偶数列の各発光領域２２から、光が略対称に発散して出射する。
【０１５９】
図３０は、実施例１の図２０に対応する図面であって、中央の観察領域ＷＡCに向かう光に注目したときに、奇数列の発光領域２２からの光が入射する透過型表示パネル１０における表示領域１１の部分を説明するための模式的な一部端面図である。
【０１６０】
実施例１において図１１の（Ｂ）を参照して説明したように、第１光源６１からの光は、プリズム列３４１の第１斜面３４２において反射（全反射）してプリズムシート３４０から出射する。
【０１６１】
実施例３にあっては、第１光源６１の光は、プリズム列３４１の第２斜面３４３に入射する際に発散し、更に、第１斜面３４２において反射（全反射）する際に発散して、プリズムシート３４０から出射する。これにより、発光領域２２1・・・，２２p-3，２２p-1，２２p+1・・・といった奇数列の各発光領域２２から、光が略対称に発散して出射する。
【０１６２】
発光領域２２の延びる方向（図においてＹ方向）に直交する仮想平面（Ｘ−Ｚ平面に平行な平面）上において、各発光領域２２からの光は、発光領域２２の中心を通り且つ発光領域２２に直交する仮想直線（Ｚ軸に平行な直線）に対して略対称に発散する。
【０１６３】
実施例１において説明したと同様に、各発光領域２２からの光は、原則として、少なくとも４列×３の画素１２を含む表示領域１１の部分に入射する。図４等に示す発光領域２２から透過型表示パネル１０までの距離Ｚ１（実施例３にあっては、実質的に、プリズムシート３４０と透過型表示パネル１０との間の距離）は、図示せぬ部材によって保持されている。
【０１６４】
各発光領域２２から視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に向かう光が透過する画素１２の列との関係は、実施例１において説明したと同様である。また、奇数列の発光領域２２が発光状態であるときに、視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に対応する画像を構成する画素１２の列番号と、偶数列の発光領域２２が発光状態であるときに、視点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に対応する画像を構成する画素１２の列番号との関係も、実施例１において図２１の（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明したと同様である。
【０１６５】
従って、実施例１と同様に、奇数列の発光領域２２が発光する状態と、偶数列の発光領域２２が発光する状態とを交互に切り替え、透過型表示パネル１０の画像を同期して適宜各視点に応じた画像に切り替えることによって、各視点用の画像の解像度の低下を軽減することができる。
【０１６６】
尚、実施例３の変形として、プリズム列を構成する第１斜面と第２斜面を、プリズム外部に対して凸の曲面状とした構成とすることもできる。この場合には、第１斜面若しくは第２斜面において反射（全反射）した光は、収束した後に発散する。
【実施例４】
【０１６７】
実施例４も実施例１の変形である。実施例４も、本発明の立体画像表示装置及びその駆動方法に関する。実施例１に対し、発光装置を構成する導光板の構造が相違する。以上の点を除く他、実施例４の立体画像表示装置４の構造は、実施例１で説明した立体画像表示装置１と同様である。
【０１６８】
実施例４の立体画像表示装置４を仮想的に分離したときの模式的な斜視図を図３１に示す。尚、図３１においても、透過型表示パネル１０は一部分を図示し、駆動手段１００の図示を省略した。立体画像表示装置４の概念図は、図１における発光装置２０を図３１に示す発光装置４２０に置き換え、図１における立体画像表示装置１を立体画像表示装置４と読み替えたと同様である。
【０１６９】
実施例４の立体画像表示装置４における透過型表示パネル１０、レンズシート３０、プリズムシート４０、第１光源６１、第２光源６２、及び、駆動手段１００の構成、動作、及び、作用については、実施例１で説明したと同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１７０】
図３１に示すように、実施例４において、導光板４５０は、２枚の導光板４５０Ａ，４５０Ｂが重ねられて構成されている。導光板４５０Ａ，４５０Ｂは、例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）から成る略矩形状の板である。導光板４５０Ａ，４５０Ｂの各面は基本的に平面であるが、背面４５４Ａ，４５４Ｂには、後述する斜面４５５Ａ，４５５Ｂが設けられている。
【０１７１】
導光板４５０における一方の入光端面と他方の入光端面は、それぞれ、導光板４５０Ａと導光板４５０Ｂに設けられている。第１光源６１は、透過型表示パネル１０側に配置される導光板４５０Ａにおける入光端面４５２Ａ側に配置されており、第２光源６２は、導光板４５０Ｂにおける入光端面４５３Ｂ側に配置されている。
【０１７２】
尚、導光板４５０Ｂをプリズムシート４０側に配置して、導光板４５０Ａ，４５０Ｂを重ねる順番を入れ替えた構成とすることもできる。
【０１７３】
図３２は、実施例４の立体画像表示装置において、導光板４５０から出射する第１光源６１と第２光源６２の光を説明するための模式的な一部端面図である。
【０１７４】
導光板４５０Ａ，４５０Ｂの出光面４５１Ａ，４５１Ｂは、図においてＸ−Ｙ平面と平行である。導光板４５０Ａの背面４５４Ａには、図において左上がりの斜面４５５Ａが所定のピッチＥで複数設けられている。一方、導光板４５０Ｂの背面４５４Ｂには、図において右上がりの斜面４５５Ｂが所定のピッチＥで複数設けられている。導光板４５０Ａと導光板４５０Ｂとは同仕様の部材であって、斜面の向きが逆になるように重ねられている。
【０１７５】
斜面４５５Ａ，４５５ＢがＸ−Ｙ平面となす角度の値を「β」と表す。「β」は狭角側の値であり、斜面４５５Ａ、斜面４５５Ｂを問わずその値の符号を正とする。
【０１７６】
尚、「β」の値は、発光装置４２０の設計に応じて適宜設定すればよい。ピッチＥの値においても同様である。
【０１７７】
第２光源６２の光の伝搬について説明する。第２光源６２からの光が入光端面４５３Ｂから導光板４５０Ｂ内に入射し、背面４５４Ｂにおいて全反射し、出光面４５１Ｂに臨界角（ＰＭＭＡの場合、約４２度）を超える角度φ１aで入射したとする。尚、説明の都合上、図において光はＸ−Ｚ平面上を伝搬するものとする。
【０１７８】
出光面４５１Ｂにおいて光は全反射する。反射角は角度φ１aである。この光が背面４５４Ｂ（より具体的には斜面４５５Ｂ）に入射する角度φ２pは、斜面４５５Ｂが右上がりであるため、φ２p＝φ１a−βとなる。
【０１７９】
ここで、角度φ２pは臨界角より大きく、斜面４５５Ｂにおいて全反射した光は出光面４５１Ｂに角度φ２aで入射するものとする。角度φ２aは、斜面４５５Ｂが右上がりであるため、φ２a＝φ１a−２×βとなる。換言すれば、斜面４５５Ｂで光が反射する毎に、出光面４５１Ｂへの光の入射角は、「２×β」ずつ小さくなるとといった関係にある。角度φ２aが臨界角以下の場合には、光は出光面４５１Ｂから外部に出射する。また、角度φ２aが臨界角を超える場合には、光は出光面４５１Ｂで全反射し、再び背面４５４Ｂに向かう。
【０１８０】
出光面４５１Ｂから光が出射する際には、導光板４５０Ｂ内における光の入射角は臨界角よりやや小さい角度であるので、出光面４５１Ｂからの光の出射角は大きな値となる。また、実際には、第２光源６２の光は、種々の角度で入光端面４５３Ｂに入射するので、その影響により出光面４５１Ｂからの光の出射角も種々の値を取り得る。そして、出光面４５１Ｂからの光は、導光板４５０Ａに入射し、導光板４５０Ａの出光面４５１Ａから出射する。実施例４においても、出光面４５１Ａからの光の出射角は、約６０度を中心として分布する。
【０１８１】
尚、背面４５４Ｂで光が反射する毎に、出光面４５１Ｂへの光の入射角は小さくなる。これにより、第２光源６２から離れるほど光が出射しやすくなるので、入光端面４５３Ｂから離れることによる光の強さの不均一を打ち消すことができる。
【０１８２】
第１光源６１の光の伝搬は、上述した説明において、「第２光源６２」を『第１光源６１』、「入光端面４５３Ｂ」を『入光端面４５２Ａ』、「導光板４５０Ｂ」を『導光板４５０Ａ』、「斜面４５５Ｂ」を『斜面４５５Ａ』等と適宜読み替えればよいので、説明を省略する。
【０１８３】
第１光源６１が発光しているときに導光板４５０から出射する光の方向は、図において左上がりとなり、第２光源６２が発光しているときに導光板４５０から出射する光の方向は、図において右上がりとなる。第１光源６１が発光しているときと第２光源６２が発光しているときとの立体画像表示装置の動作は、実施例１において説明したと同様であるので、説明を省略する。
【実施例５】
【０１８４】
実施例５も実施例１の変形である。実施例５も、本発明の立体画像表示装置及びその駆動方法に関する。実施例１に対し、発光装置と透過型表示パネルとの間に配置され、光散乱状態と光透過状態との切り替えが可能な光制御手段を更に備えている点と、駆動手段５００が、発光装置と透過型表示パネルの駆動に加えて光制御手段の光散乱状態／光透過状態の切り替えも行う点を除く他、実施例５の立体画像表示装置５の構造は、実施例１で説明した立体画像表示装置１と同様である。
【０１８５】
実施例５の立体画像表示装置５における透過型表示パネル１０、及び、発光装置２０の構成、動作、及び、作用については、実施例１で説明したと同様であるので、説明を省略する。
【０１８６】
また、光制御手段の光散乱状態／光透過状態の切り替えを行う点が相違する他、駆動手段５００の構成、動作、及び、作用については、実施例１で駆動手段１００について説明したと同様であるので、実施例１と共通する部分についての説明は省略する。
【０１８７】
実施例５の立体画像表示装置５を図３３に示す。立体画像表示装置５は、発光装置２０と透過型表示パネル１０との間に配置された、光散乱状態と光透過状態との切り替えが可能な光制御手段５７０を備えている。
【０１８８】
光制御手段５７０は、例えばＩＴＯから成る透明電極が形成された透明な一対の基板と、これらの基板の間に配置された分散液晶材料層とを備えたパネルから成る。一対の基板は例えばＰＥＴから構成されている。尚、図示の都合上、光制御手段５７０を１枚のパネル状として表した。
【０１８９】
光制御手段５７０は、駆動手段５００からの信号に基づいて、光散乱状態／光透過状態が切り替えられる。光制御手段５７０の一対の透明電極の間には、駆動手段５００からの信号に基づいて電圧が印加され、あるいは電圧の印加が停止される。光制御手段５７０は、一対の透明電極の間に電圧が印加されると光透過状態となり、電圧の印加が停止されると光散乱状態となる。
【０１９０】
立体画像表示装置５にあっては、立体画像表示を行う場合には、駆動手段５００からの信号によって光制御手段５７０は光透過状態とされる。そして、実施例１において説明したと同様の動作を行い、立体画像を表示する。
【０１９１】
一方、通常の画像表示を行う場合には、駆動手段５００からの信号によって光制御手段５７０は光散乱状態とされる。これにより、発光領域２２からの光は特に指向性を示すことなく透過型表示パネル１０に入射するので、通常の画像表示を行うことができる。
【０１９２】
尚、通常の画像表示を行う場合には、第１光源６１と第２光源６２の発光／非発光を切り替えなくても特段支障は生じない。従って、通常の画像表示を行う場合には、例えば第１光源６１と第２光源６２のいずれか一方の発光を発光させ、あるいは双方を発光させるといった動作としてもよい。
【０１９３】
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した立体画像表示装置の構成、構造は例示であり、適宜、変更することができる。
【０１９４】
実施例２は、遮光用マスクが設けられていないとして説明したが、実施例１と同様に遮光用マスクを設けた構成とすることもできる。但し、実施例１よりも画像の輝度は低下する。実施例３においても同様である。尚、実施例３においてプリズム列を構成する第１斜面と第２斜面とをプリズム列の外部に対して凸の曲面状とした構成にあっては、光が収束する位置に遮光用マスクを配置することによって、実施例１と同様に輝度の低下を軽減することができる。
【０１９５】
実施例４における発光装置４２０は、実施例１における発光装置２０の導光板５０の置き換えとして説明したが、実施例２や実施例３における発光装置の導光板を置き換えた構成とすることもできる。
【０１９６】
実施例５の立体画像表示装置５は、実施例１の立体画像表示装置１に光制御手段５７０を追加した構成として説明したが、実施例２乃至実施例４の立体画像表示装置に光制御手段５７０を追加した構成とすることもできる。また、光制御手段５７０が、発光領域から透過型表示パネルまでの距離に相当する厚みのシート状のスペーサを構成するといった形態とすることもできる。
【符号の説明】
【０１９７】
１，２，３，４，５・・・立体画像表示装置、１０・・・透過型表示パネル、１１・・・表示領域、１２・・・画素、２０・・・発光装置、２１・・・発光面、２２・・・発光領域、３０・・・レンズシート、３１・・・レンズ列、３２・・・遮光用マスク、３３・・・開口、４０・・・プリズムシート、４１・・・プリズム列、４２・・・第１斜面、４３・・・第２斜面、５０・・・導光板、５１・・・出光面、５２・・・入光端面、５３・・・入光端面、５４・・・背面、５５Ａ・・・斜面、５５Ｂ・・・斜面、６１・・・第１光源、６２・・・第２光源、１００・・・駆動手段、２２０・・・発光装置、２３０・・・レンズシート、２３１・・・レンズ列、３２０・・・発光装置、３４０・・・プリズムシート、３４１・・・プリズム列、３４２・・・第１斜面、３４３・・・第２斜面、４２０・・・発光装置、４５０・・・導光板、４５０Ａ・・・導光板、４５０Ｂ・・・導光板、４５１Ａ・・・出光面、４５１Ｂ・・・出光面、４５２Ａ・・・入光端面、４５３Ｂ・・・入光端面、４５４Ａ・・・背面、４５４Ｂ・・・背面、４５５Ａ・・・斜面、４５５Ｂ・・・斜面、５００・・・駆動手段、５７０・・・光制御手段
【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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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