(57)【要約】【課題】反射散乱部をそれぞれ有する導光板を少なくとも２枚重ねたとしても、上層側の反射散乱部で描かれる画像と、下層側の反射散乱部で描かれる画像の視野範囲が異ならず、前方側に位置する観察者の視点が変わる際の切替えをスムースに行なうことができる表示装置を提供する。【解決手段】２枚の導光板２０、２１を互いに重ね合わせてなる導光板積層体５０と、前記導光板２０、２１にその端面２０Ａ、２１Ａから光を入射するための光源２２、２３と、前記導光板積層体５０の表面側に設けられたマスク２４あるいはレンズアレイとを備え、２枚の導光板２０、２１の互いに対向面２０Ｂ、２１Ｂのそれぞれに、前記端面２０Ａ、２１Ａから入射した前記光源２２、２３からの光を導光板２０、２１の表面側に反射散乱させて導光板積層体５０の表面から出射させる反射散乱部２５、２６を形成したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の導光板を重ね合わせてなる導光板積層体と、前記２枚の導光板のそれぞれにその端面から光を入射するための２つの光源と、前記導光板積層体の表面側に設けられたマスク又はレンズアレイとを備え、
前記２枚の導光板の互いに対向する面のそれぞれに、前記端面から入射した前記２つの光源のそれぞれからの光を導光板表面側にそれぞれ反射散乱させ前記導光板積層体表面側から出射させる反射散乱部が形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記反射散乱部からの光反射により、文字、絵柄、模様、記号、図形等の画像が表示されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記２枚の導光板のそれぞれに、前記反射散乱部として、前記２つの光源のそれぞれからの光を反射する反射面をそれぞれ有する複数のドット状反射部を設け、それらのドット状反射部の反射面を、そのドット状反射部の形成されている面に対して４０〜６０度の範囲とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記ドット状反射部は、対向する２面のうちの一方が反射面をなす断面視Ｖ字状の切り欠きであることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
導光板積層体の２枚の導光板のそれぞれのドット状反射部は、対向する面に互いに異なる位置となるように形成されていることを特徴とする請求項３又は４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
２枚の導光板に対応してそれぞれ設けられた２つの光源を互いに独立に発光制御する発光制御手段をさらに備えること特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイなどに用いられる表示装置に関し、詳しくは画像が立体視可能に表示される表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像を裸眼で立体視可能に表示する立体視表示方式として、パララックスバリア方式やレンズアレイ方式といった視差を利用した方式が知られている。パララックスバリア方式では、遮光部と開口部が交互かつ一定の繰り返しピッチで並んだマスクを用い（パララックスバリア）、その背後に複数の視点ごとの画像を分割して、上記繰り返しピッチで並べた画像を配置する。このような構成により、視差を利用して視点ごとに異なる画像が見えるようにしている。レンズアレイ方式では、マスクに代えて、微小なレンズが一定の繰り返しピッチで並んだレンズアレイ（レンティキュラレンズ）を利用するが、視差を利用して視点ごとに異なる画像が見えるようにする点では同じである。
【０００３】
前記分割して並べられる画像は、通常印刷物であるか液晶表示画面である。また、マスク及びレンズアレイと画像との間には一定の距離が必要であり、パララックスバリア方式の場合にはマスクと画像の間に一定厚みのスペーサが挟まれるか、スペーサ裏面に直接画像が印刷される。レンズアレイ方式の場合には、必要とされる距離を保てる厚みを持ったレンズアレイを使用して、印刷物や液晶表示画面の上に直接重ねるか、レンズアレイ裏面に直接画像が印刷される場合が多い。
【０００４】
画像を表示する方法としては前記印刷物や液晶表示装置以外に、切削やレーザ加工、その他成形によって導光板に凹凸の加工を施し、導光板の端面にＬＥＤ等の光源を接続して光を入射することで、導光板の凹凸で光を反射散乱して特定の画像を表示させる方法が知られている。このような導光板とマスク又はレンズアレイを組み合わせることにより、発光する画像を立体表示する表示システムを構築することも可能である（例えば特許文献１）。導光板を使用する場合、導光板自体が一定の厚みを持つので、前記のようなスペーサを必要としない構成とすることも可能である。
【０００５】
導光板に入射した光を反射散乱させる凹凸の形状は特に限定されるものではないが、平坦平滑な反射面を有する断面略三角形状の凹状の切り欠きとすることで少ない平面視の面積でも効率的に光を反射することができるので、微細な表現でもより明るい画像を表示することが可能となる。
また、導光板によって表示される画像の色は通常入射する光の色と同一になるが、例えば入射する光の色を白色とし、導光板の上に場所ごとに色の異なるカラーフィルタを重ねることにより、カラーでの画像表現も可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２９５１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した導光板の凹凸で光を反射散乱して特定の画像を表示させる方法では、例えば図５で示すように、複数の凹部５からなる反射散乱部２を有する導光板３を複数枚重ね合わせて積層体１０（導光板積層体）とすることで、複数枚の画像を重ねて立体視可能に表示することが可能である。
なお、図５に例示した表示装置は、各導光板３の端面３Ａに光入射用の光源１を配置し、積層体１０の表面側にマスク４と、スペーサとしての透明板６とを配置している。
【０００８】
しかしながら、図５の表示装置では、各導光板３、３にそれぞれ設けられている反射散乱部２、２とマスク４との距離がそれぞれ異なる。すなわち、図５の上層に位置する導光板３の反射部２とマスク４との距離（符号Ｄ１とする）と、下層に位置する導光板３の反射部２とマスク４との距離（符号Ｄ２とする）とが異なる。このため、例えば、上層側の反射散乱部２から反射した光がなす第１画像と、下層側の反射散乱部２から反射した光がなす第２画像の見える視野範囲が異ったり、観察者の視点が移動した際に、第１画像の切替わりと第２画像の切替わりがずれて、画像の切替わりがスムーズでなかったりしていた。つまり、観察者にとって違和感のないように複数の画像を立体視可能に表示することは困難であった。
また、上述した印刷物や液晶表示画面を用いて画像を表示する方法では、複数の画像を重ねて表示することすら困難であった。
【０００９】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、観察者にとって違和感のないように２つの画像を立体視可能に表示できる表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、２枚の導光板を重ね合わせてなる導光板積層体と、前記２枚の導光板のそれぞれにその端面から光を入射するための２つの光源と、前記導光板積層体の表面側に設けられたマスク又はレンズアレイとを備え、前記２枚の導光板の互いに対向する面のそれぞれに、前記端面から入射した前記２つの光源のそれぞれからの光を導光板表面側にそれぞれ反射散乱させ前記導光板積層体表面側から出射させる反射散乱部が形成されていることを特徴とする表示装置を提供する。
また、本発明は、前記反射散乱部からの光反射により、文字、絵柄、模様、記号、図形等の画像が表示されることを特徴とする表示装置を提供する。
また、本発明は、前記２枚の導光板のそれぞれに、前記反射散乱部として、前記２つの光源のそれぞれからの光を反射する反射面をそれぞれ有する複数のドット状反射部を設け、それらのドット状反射部の反射面を、そのドット状反射部の形成されている面に対して４０〜６０度の範囲とすることを特徴とする表示装置を提供する。
また、本発明は、ドット状反射部は、対向する２面のうちの一方が反射面をなす断面視Ｖ字状の切り欠きであることを特徴とする表示装置を提供する。
また、本発明は、導光板積層体の２枚の導光板のそれぞれのドット状反射部は、対向する面に互いに異なる位置となるように形成されていることを特徴とする表示装置を提供する。
また、本発明は、２枚の導光板に対応してそれぞれ設けられた２つの光源を互いに独立に発光制御する発光制御手段をさらに備えること特徴とする表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、観察者にとって違和感のないように２つの画像を立体視可能に表示できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の最良の実施形態を示す表示装置の正断面図である。
【図２】図１の表示装置の主要部を拡大した正断面図である。
【図３】図１及び図２の表示装置の変形例１を示す正断面図である。
【図４】図１及び図２の表示装置の変形例２を示す正断面図である。
【図５】従来に関わる表示装置の正断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本願発明に係る表示装置の実施形態について図１〜図４を参照して説明する。
図１及び図２に示される表示装置Ｓは、２枚の導光板２０、２１を互いに重ね合わせてなる導光板積層体５０と、前記導光板２０、２１にその端面２０Ａ、２１Ａから光を入射するための光源２２、２３と、前記導光板積層体５０の表面側にパララックスバリアを形成するマスク２４とを備えている。
【００１４】
前記導光板積層体５０の導光板２０、２１が互いに重ね合わさる対向面２０Ｂ、２１Ｂのそれぞれには、端面２０Ａ、２１Ａから入射した光源２２、２３からの光を、導光板２０、２１の表面側（図１、図２において上側）に反射散乱させて導光板積層体５０の表面から出射させる反射散乱部２５、２６が形成されている。
【００１５】
なお、導光板２０、２１の形成には、アクリル樹脂、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、シクロポリオレフィン樹脂などの透明樹脂やガラス板等が用いられる。
また、２枚の導光板２０、２１は、対向面２０Ｂ、２１Ｂ同士が密着しないように、対向面２０Ｂ、２１Ｂ同士を弱い力で互いに接触させるか、圧接力が作用しない状態で対向面２０Ｂ、２１Ｂ同士を当接させる。
【００１６】
前記光源２２、２３はここでは発光ダイオードを例示するが、これに限定されるものではない。
導光板２０、２１にその端面２０Ａ、２１Ａから入射された各光源２２、２３からの入射光は、該導光板２０、２１において端面２０Ａ、２１Ａとは反対側の端部に向かって導光板２０、２１内を伝搬していく。
【００１７】
なお、光源２２、２３の発光（点灯）は、該光源２２、２３に給電する給電装置９１（図１参照）の給電制御により制御される。給電装置９１による光源２２、２３の発光制御（点灯、消灯）は、光源２２と光源２３とで同期させても良いし、２つの光源２２、２３を互いに異なるタイミングで発光させるものであっても良い。後者の場合、給電装置９１は、２つの光源を互いに独立に発光制御する発光制御手段として機能する。
【００１８】
前記反射散乱部２５、２６は、断面視、三角形状に形成される凹部２７、２８から構成されるドット状反射部であって、前記２枚の導光板２０、２１の対向面２０Ｂ、２１Ｂの表面にそれぞれ配置されている。
これら各凹部２７、２８は、前記端面２０Ａ、２１Ａ側に、導光板２０、２１に光源２２、２３から入射された入射光を、観察者側となる表面側に反射散乱させ、導光板積層体５０の表面から出射させる反射面２７Ａ、２８Ａを有する。
【００１９】
ドット状反射部を形成する各凹部２７、２８は、対向する２面のうちの一方が反射面２７Ａ、２８Ａをなす断面視Ｖ字状の切り欠きである。
導光板積層体５０の表面側の導光板２０の凹部２７の反射面２７Ａは、対向面２０Ｂに対し、導光板２０の裏面側から表面側に行くにしたがって前記端面２０Ａから離隔するように傾斜する傾斜面となっている。
一方、導光板積層体５０の裏面側の導光板２１の凹部２８の反射面２８Ａは、対向面２１Ｂに対し、導光板２１の裏面側から前記対向面２１Ｂが存在する表面側に行くにしたがって前記端面２１Ａから離隔するように傾斜する傾斜面、換言すれば導光板２１表面側から裏面側へ行くにしたがって前記端面２１Ａに接近するように傾斜する傾斜面となっている。
【００２０】
これら凹部２７、２８の反射面２７Ａ、２８Ａの導光板２０，２１における対向面２０Ｂ、２１Ｂに対する傾斜角度（対向面２０Ｂ、２１Ｂに対する鋭角の角度）は、４０〜６０度となっている。
また、各凹部２７、２８において、前記反射面２７Ａ、２８Ａは、光源２２、２３から導光板２０、２１への入射光と対向するように、かつ該入射光の光源２２、２３から導光板２０、２１への入射光軸に対しておよそ４０〜６０度の傾斜角度を以て傾斜している。
【００２１】
また、図示例の導光板積層体５０の表面側の導光板２０の凹部２７の反射面２７Ａに対向する面（以下、背面とも言う）、すなわち、反射面２７Ａを介して端面２０Ａとは反対側の面は対向面２０Ｂに対し垂直に形成されているが、導光板積層体５０の裏面側の導光板２１の凹部２８の反射面２８Ａに対向する面（反射面２８Ａを介して端面２１Ａとは反対側の面。背面）は、断面視Ｖ字状の切り欠きである凹部２８の奥端から対向面２１Ｂに垂直の仮想垂直面に対して前記反射面２８Ａの側に傾斜する傾斜面となっている。
但し、導光板積層体５０の表面側の導光板２０の凹部２７の背面は、必ずしも対向面２０Ｂに対し垂直の面である必要は無く、対向面２０Ｂに対する傾斜角度は適宜設定可能である。前記背面は、例えば、断面視Ｖ字状の切り欠きである凹部２７の奥端から対向面２０Ｂに垂直の仮想垂直面に対して前記反射面２７Ａの側に傾斜する傾斜面であっても良い。
【００２２】
前記反射面２７Ａ、２８Ａは、高い反射効率を確保する点では平滑な平面であることが好ましい。
また、これら反射散乱部２５、２６として形成された複数の凹部２７、２８（ドット状反射部）は、それらの組み合わせにより、全体として文字、絵柄、模様、記号、図形等の画像を表示可能に配列されている。
【００２３】
前記マスク２４は、図２に示されるように、透明樹脂シート２９の片面に遮光インクを印刷することで形成される遮光層である。なお、マスクの形成方法は、遮光インクを印刷する方法に限定されない。すなわち、例えば、露光フィルムのパターニングや蒸着（蒸着膜の形成）等の他の方法によって形成することも可能である。導光板２０、２１の表面側（前面側）には、透明樹脂シート２９の片面にマスク２４を形成してなるマスク付きシート２９Ａを、マスク２４が導光板積層体５０側の向きで積層している。
前記マスク２４としては、遮光インクの印刷パターンによって、所定の間隔でスリット２４Ａ又は孔などの透光部により部分的に光を通過させることで視差を発生させるパララックスバリアからなる構造が採用されている。マスク２４の透光部以外の部分は遮光部となっている。
【００２４】
図示例の表示装置Ｓにおいて、前記マスク２４と前記導光板２０、２１との間には符号３０で示される透明板で形成されるスペーサが設けられ、導光板積層体５０の表面側に重ね合わされたスペーサ３０に、前記マスク付きシート２９Ａがスペーサ３０に前記マスク３０を重ね合わせるようにして積層されている構造により、所望の前記距離Ｄ３、Ｄ４を精度良く確保できる。但し、スペーサ３０は、導光板積層体５０の表面側（前側）の導光板２０に当接させるが密着させないようにする。
なお、このようなスペーサ３０に代えて、例えば導光板積層体５０に対してマスク付きシート２９Ａ外周の全周あるいは複数箇所を支持部材で支持し、マスク付きシート２９Ａと導光板積層体５０との間の前記スペーサの部分を間隙としても良い。
【００２５】
前記表示装置Ｓは、表面側の導光板２０への光源２２からの入射光を反射散乱部２５が導光板２０表面側へ反射散乱させた光、及び裏面側の導光板２１への光源２３からの入射光を反射散乱部２６が導光板２１表面側へ反射散乱させた光を、観察者側であるマスク２４表面側から観察可能に構成されており、導光板積層体５０の２枚の導光板２０、２１の反射散乱部２５、２６からの光によって、マスク２４表面側から立体視可能な画像表示を行える。
なお、図示例の導光板積層体５０の表面側の導光板２０の反射散乱部２５と裏面側の導光板２１の反射散乱部２６とは、導光板積層体５０の表面側から見た平面視での位置が互いに一致しないように、互いの位置をずらして形成してある。
【００２６】
しかも、この表示装置Ｓは、上層側の導光板２０の反射散乱部２５とマスク２４との距離（Ｄ３）、及び下層側の導光板２１の反射散乱部２６とマスク２４との距離（Ｄ４）がほぼ一致しているため、上層側の導光板２０の反射散乱部２５から反射された光がなす画像が見える視野範囲と、下層側の導光板２１の反射散乱部２６から反射された光がなる画像が見える視野範囲とを一致あるいはほぼ一致させることができ、観察者の視点が変わる際の画像の切替わりがスムースになる。したがって、観察者にとって違和感のないように２つの画像を立体視可能に表示できる。
【００２７】
（変形例１）
なお、上記実施形態では、導光板２０、２１の対向面２０Ｂ、２１Ｂに、凹部２７、２８からなる反射散乱部２５、２６を設けるようにしたが、図３に示すように、この対向面２０Ｂ、２１Ｂのいずれか一方側において（図３では下層）、この反射散乱部２６を構成している凹部（符号２８´の凹部）を、他方側の反射散乱部２５の凹部２７と比較して微小な形状としても良い。
【００２８】
すなわち、導光板２０、２１の対向面２０Ｂ、２１Ｂにおいて、下層に位置する導光板２１の表面の複数箇所を、例えばレーザ加工やサンドブラスト等によって、多数の微小な凹部２８´を有する粗面化処理部を反射散乱部２６として形成しても良い。
また、このような多数の微小な凹部２８´を有する反射散乱部２６（粗面化処理部）は、図３で示すように下層に位置する導光板２１でなく、上層に位置する導光板２０に形成しても良く、上下両方の導光板２０、２１に形成しても良い。
【００２９】
（変形例２）
また、上記実施形態では、導光板２０、２１の表面側（前面側）に積層されたマスク２４を、図２に示されるように、所定の間隔でスリット２４Ａを有する透光部にて視差を発生させるパララックスバリアからなる構造体としたが、これに限定されず、図４に示すように、マスクに代えて装置表面側（図４において上側）に向けて突出する凸形の微小なレンズ４１が一定の繰り返しピッチで多数配列された構成のレンズアレイ４０（レンティキュラレンズ）を設けても良い。
【００３０】
（変形例３）
また、上記実施形態では、導光板２０、２１の対向面２０Ｂ、２１Ｂに、凹部２７、２８又は２８´からなる反射散乱部２５、２６を設けるようにしたが、これに加えて、導光板２０、２１の対向面２０Ｂ、２１Ｂではない外側面にも、光源２２、２３からの光を前方側（表面側）に反射する凹状の反射散乱部２５、２６を形成しても良い。すなわち、本例では図１〜図３に示される導光板積層体５０において、上層側に位置する導光板２０の表面（図３に符号２０Ｃで示す）、下層側に位置する導光板２１の裏面（図３に符号２１Ｃで示す）に上述した反射散乱部２５、２６を設け、多様な画像表現を実現しても良い。
また、これら導光板２０の表面２０Ｃ、導光板２１の裏面２１Ｃに設ける反射散乱部２５、２６は、図１及び図２のような比較的大きい三角形状の凹部２７、２８であっても良いし、図３に示すような微小な三角形状の凹部２８´であっても良い。
【００３１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、図示例では、２枚の導光板２０，２１の端面２０Ａ、２１Ａ及び光源２２、２３の位置を揃えた構成を例示したが、２枚の導光板２０，２１の端面２０Ａ、２１Ａ及び光源２２、２３の位置は一致させる必要はない。例えば２枚の導光板２０，２１で光源２２、２３からの入射光の光軸が９０度異なるように、端面２０Ａ、２１Ａ及び光源２２、２３の位置及び向きが互いに異なっている構成も採用可能である。
【符号の説明】
【００３２】
２０…導光板、２０Ａ…端面、２０Ｂ…対向面、２０Ｃ…表面、２１…導光板、２１Ａ…端面、２１Ｂ…対向面、２１Ｃ…裏面、２２…光源、２３…光源、２４…マスク、２４Ａ…スリット（透光部）、２５…反射散乱部、２６…反射散乱部、２７…凹部、２８…凹部、２８´…凹部、４０…レンズアレイ、５０…導光板積層体、９１…発光制御手段（給電装置）、Ｓ…表示装置。
【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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