CN103392144B - 光源控制装置及影像显示装置 - Google Patents

Abstract

光源控制装置包括：将平行光线从任意位置沿着与第1轴方向垂直的第2轴方向射出的光源单元；控制所述光源单元的所述平行光线的射出位置的光源控制部；将从所述光源单元射出的所述平行光线偏转的1个以上的偏转元件；将由所述偏转元件偏转的光线向与所述第1轴方向及所述第2轴方向垂直的第3轴方向扩散的第1扩散元件，其中，所述偏转元件相对于所述第1轴方向倾斜而配置，在与自身的光轴方向垂直的第1元件方向和与所述光轴方向及所述第1元件方向双方垂直的第2元件方向具有不同的偏转作用。

Description

光源控制装置及影像显示装置

技术领域

本发明涉及显示器等影像显示装置以及该影像显示装置所使用的光源控制装置，尤其涉及在影像的立体显示中，不使用特殊的眼镜，且多人能够在自由的位置进行观察的影像显示装置及光源控制装置。

背景技术

近年来，作为显示立体影像的方式，通过利用眼镜，将右眼用和左眼用的视差图像分时地分别显示给视听者的右眼或左眼，从而实现立体视听的方式已被实用化。然而，这种方式，视听者总是必须佩戴眼镜，具有非常烦琐的缺点。

对此，作为视听者不利用眼镜等也能够立体视听的方式，视差屏障(parallaxbarrier)方式或柱状透镜(lenticularlens)方式已为公知。

视差屏障方式例如是通过在显示器的前面设置屏障，将到达视听者的左右眼的光线按像素进行空间分割的方式。该视差屏障方式，在显示器上显示影像时，通过将影像合成并全面地显示，使对应左眼的像素显示左眼用的视差图像，对应右眼的像素显示右眼用的视差图像，从而实现用裸眼的立体视听。

另一方面，柱状透镜方式例如是通过在显示器的前面设置柱状透镜阵列，将到达视听者的左右眼的光通过透镜的折射作用进行空间分割的方式。有关其他影像的显示方法与视差屏障方式相同。

这些方式原理简单，能容易地构筑进行立体视听的环境，但作为缺点，可以例举以下3点。

第1点，如上所述，由于显示器的像素被分别分割为左眼用和右眼用，因此视听者所观看到的影像，相对于显示器原来的分辨率至少降低了1/2。

第2点，能够视听立体影像的最佳位置被显示器和屏障或柱状透镜阵列的位置关系限定。对于这一点，如果增大开口部，虽然视听范围得以扩大，但左眼用的影像和右眼用的影像无法分离，会产生串扰(crosstalk)。由于该串扰和视听范围是权衡(trade-off)的关系，所以存在视听者无法在自由的位置视听3D影像这样的缺陷。并且，与视听位置被限定的缺陷相关联，也存在进入左右眼的视差影像的对应成为相反的逆视的缺陷。

第3点，不能切换显示通常的2维影像和立体影像。

为了解决上述问题，专利文献1的立体图像显示装置通过在面光源和透过型显示器之间配置开口部和屏蔽部并列排列的掩模图案和柱状透镜，可以切换显示2维影像和立体影像。此时，立体影像的显示方法参照柱状透镜方式。

另外，专利文献2的立体图像显示装置除了专利文献1的结构外，还具备通过利用摄像装置等检测视听者的瞳孔位置，使格状的掩模图案配置最优化的手段。其结果，能扩大视听者可以观察良好的立体影像的范围。

进一步，也提出了与视差屏障方式或柱状透镜方式不同的立体视听的方式。例如，专利文献3公开了具备透镜阵列、各透镜附带的多个光源、将光线在垂直方向扩散的光学元件以及影像显示用透过型显示器的立体影像显示装置。

在该立体影像显示装置中，透镜阵列是使多个柱面透镜的各柱面透镜的光轴一边在水平方向一点点地错开一边在显示器的纵向重叠的结构。该透镜阵列，在入射面一侧附带着例如多个LED(LightEmittingDiode)光源，通过选择多个光源中发光的光源可以改变射出的光线的方向。而且，通过在柱面透镜的内部设置光圈，使射出的光线成为其水平方向的宽度由光圈决定的光线。通过利用上述的透镜阵列，可以使水平方向具有宽度的光线在水平偏转角被控制的状态下射出。

而且，通过利用将光线在垂直方向扩散的光学元件，将从透镜阵列射出的水平方向的偏转已被控制的多条光线扩散到影像显示用透过型显示器的高度以上，从而可以照射影像显示用透过型显示器整体。

而且，对于被偏转的各光线，通过满足照射影像显示用透过型显示器整体的条件，在影像显示用透过型显示器的视听者的瞳孔位置形成射出瞳孔，能够视听只在视听者的视点位置映在影像显示用透过型显示器的影像。

并且，通过在视听者的左右瞳孔位置分时形成射出瞳孔，并与其同步在影像显示用透过型显示器显示左右的视差影像，能够实现不用眼镜的立体视听。

在上述的方式中，由于能够在视听范围内的任意位置形成射出瞳孔，因此通过并用利用摄像装置等的视听者的瞳孔位置检测动态地变更射出瞳孔，与视差屏障方式或柱状透镜方式相比，具有视听范围的限制减少的优点。而且，由于是基于分时的立体影像显示，因此与2维影像显示时相比分辨率也不降低。

然而，上述专利文献1的立体图像显示装置虽然解决了切换上述的2维影像显示和立体影像显示的问题，但由于立体影像的显示方式是基于柱状透镜方式，所以依然存在分辨率降低及视听位置的限制这2个缺陷。

上述专利文献2的立体图像显示装置虽然对上述2个缺陷的视听范围的问题有某种程度的改善，但还没有达到完全的自由视点，尤其是不能应对向景深方向的视听位置的变化。

另一方面，专利文献3的立体图像显示装置中，由于采用分时方式，所以不会产生分辨率的降低，而且，由于可以自由地控制射出瞳孔位置，因此与视差屏障方式或柱状透镜方式相比视听范围也得到明显改善。

然而，这种方式也有以下3个缺点。

第1点，存在当纵向扩散的多条光线照射影像显示用透过型显示器时，在纵向扩散的光线之间的边界会产生亮度不均匀的问题。

第2点，作为附带于透镜阵列的光源，现在利用的是LED，而LED存在基于光源的大小的配置密度的界限。由此，可偏转的光线的水平角会成为跳跃式的离散的值。

第3点，在将光线纵向扩散时，从进行扩散的光学元件到影像显示用透过型显示器必须保持距离，使光线能被扩散到影像显示用透过型显示器的高度。对于这一点，通过使用反射光学系统，能缩短从光学元件到影像显示用透过型显示器的距离，但由于光学系统变得复杂而不现实。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开公报特开平9-311295号。

专利文献2：日本专利公开公报特开2002-182153号。

专利文献3：日本专利公开公报特开2005-527852号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不使用眼镜等也可以如2维影像显示那样不受限制地视听立体影像的影像显示装置及该影像显示装置所使用的光源控制装置。

本发明的一个方面所涉及的光源控制装置用于控制在规定的第1轴方向的光线的走向，其包括：将平行光线从任意位置沿着与所述第1轴方向垂直的第2轴方向射出的光源单元；控制所述光源单元的所述平行光线的射出位置的光源控制部；将从所述光源单元射出的所述平行光线偏转的1个以上的偏转元件；将由所述偏转元件偏转的光线向与所述第1轴方向及所述第2轴方向垂直的第3轴方向扩散的第1扩散元件，其中，所述偏转元件相对于所述第1轴方向倾斜而配置，在与自身的光轴方向垂直的第1元件方向和与所述光轴方向及所述第1元件方向双方垂直的第2元件方向具有不同的偏转作用。

通过利用上述的光源控制装置的影像显示装置，视听者不使用眼镜等也可以如2维影像显示那样不受限制地视听立体影像。

附图说明

图1是模式地表示本发明第1实施例的影像显示装置结构的概要立体图。

图2是表示图1所示的面光源的结构的概要立体图。

图3是图1所示的影像显示装置的俯视图。

图4是图1所示的影像显示装置的侧面图。

图5是表示图1所示的偏转元件的一个例子的结构的立体图。

图6是用于说明图5所示的柱面透镜的光学特性的模式图。

图7是表示图1所示的影像显示装置的柱面透镜的设置状态的立体图。

图8是表示平行光射入从水平状态倾斜了倾斜角θ的柱面透镜时来自柱面透镜的射出光的示意图。

图9是表示图1所示的割缝的结构的剖视图。

图10是表示图1所示的割缝的结构的立体图。

图11是表示图1所示的垂直扩散板的一个例子的结构的模式图。

图12是表示图11所示的柱状透镜的第1扩散状态的模式图。

图13是表示图11所示的柱状透镜的第2扩散状态的模式图。

图14是用于说明对图1所示的影像显示装置的柱面透镜和影像显示用透过型显示器的限制条件的模式图。

图15是用于说明对图1所示的影像显示装置的柱面透镜和视点位置的限制条件的模式图。

图16是基于图1所示的影像显示装置的影像显示用透过型显示器的立体视听的概念图。

图17是表示在图1所示的影像显示装置中使用面光源和掩模图案部时，从任意的位置射出多条平行光线的光源单元的结构的概要立体图。

图18是表示由掩模图案部生成的掩模图案的一个例子的示意图。

图19是图1所示的第1实施例的结构之中，只抽出面光源、掩模图案部、柱面透镜及影像显示用透过型显示器时的俯视图。

图20是表示为了射出成为聚光于视点位置的光线的平行光线，由掩模图案部生成的掩模图案的形状的一个例子的示意图。

图21是表示从图20所示的掩模图案射入柱面透镜的平行光线的示意图。

图22是表示投影到xz坐标的光线形成射出瞳孔时的光线路径的模式图。

图23是表示利用图22所示的结构时的影像显示用透过型显示器中的光线的状态的示意图。

图24是表示在图22所示的结构增加了垂直扩散板时的光线路径的模式图。

图25是表示当在图22所示的结构增加了垂直扩散板时从柱面透镜的右端射出的光线到视听位置的光线路径的模式图。

图26是表示当使用图25所示的结构时在影像显示用透过型显示器中的光线的状态的示意图。

图27是表示在图25所示的结构增加了垂直扩散板时的光线路径的模式图。

图28是表示当使用图27所示的结构时在影像显示用透过型显示器中的光线的状态的示意图。

图29是表示利用图27所示的结构照射影像显示用透过型显示器整体时的光线路径的模式图。

图30是表示当使用图29所示的结构时在影像显示用透过型显示器中的光线的状态的示意图。

图31是表示在左侧的视点位置形成射出瞳孔时的平行光线图案及光线路径的模式图。

图32是表示在右侧的视点位置形成射出瞳孔时的平行光线图案及光线路径的模式图。

图33是表示图1所示的影像显示装置的射出瞳孔的可形成范围的模式图。

图34是说明在图1所示的影像显示装置中基于分时的立体影像的提示方法的模式图。

图35是模式地表示本发明第2实施例的影像显示装置的结构的概要立体图。

图36是用于说明第2实施例的缩短景深的结构的概念图。

图37是用于说明图35所示的偏转元件阵列的结构的一个例子的模式图。

图38是表示图35所示的割缝的结构的立体图。

图39是表示在图35所示的影像显示装置中2条光线从偏转元件阵列的右端射出时的光线路径的模式图。

图40是表示利用图39所示的结构时的影像显示用透过型显示器中光线的状态的示意图。

图41是表示在图35所示的影像显示装置中3条平行光线从偏转元件阵列射出时的光线路径的模式图。

图42是表示利用图41所示的结构时的影像显示用透过型显示器中光线的状态的示意图。

图43是提示基于分时的立体影像时所使用的射入轨迹图案的一个例子的示意图。

图44是利用图43所示的射入轨迹图案时表示图35所示的影像显示装置的光线路径的模式图。

图45是表示向多名视听者提示基于分时的立体影像时所使用的射入轨迹图案的一个例子的示意图。

图46是表示利用图45所示的射入轨迹图案时图35所示的影像显示装置的光线路径的模式图。

图47是在图39所示的光线路径中附加了亮度的衰减状态的模式图。

图48是在图40所示的光线的状态中附加了亮度的衰减状态的示意图。

图49是在图41所示的光线路径中附加了亮度的衰减状态的模式图。

图50是在图42所示的光线的状态中附加了亮度的衰减状态的示意图。

图51是表示图35所示的影像显示装置的光源控制部对掩模图案部的开口量的控制例的一个例子的示意图。

图52是表示与图51所示的掩模图案部的开口量的控制例相对应的影像显示用透过型显示器的亮度的状态的示意图。

图53是模式地表示本发明第3实施例的影像显示装置的结构的概要立体图。

图54是表示在图53所示的影像显示装置中2条光线从偏转元件阵列的右端射出时的光线路径的模式图。

图55是表示利用图54所示的结构时的影像显示用透过型显示器中光线的状态的示意图。

图56是表示在图53所示的影像显示装置中多条平行光线从偏转元件阵列射出时的光线路径的模式图。

图57是表示利用图56所示的结构时的影像显示用透过型显示器的光线的状态的示意图。

图58是用于说明偏转元件阵列的小倾斜角θ与光线的偏转范围之间的关系的模式图。

图59是用于说明偏转元件阵列的大倾斜角θ与光线的偏转范围之间的关系的模式图。

图60是模式地表示本发明第4实施例的影像显示装置的结构的概要立体图。

图61是用于说明基于图60所示的上下反射镜提高了光源利用效率的模式图。

图62是模式地表示本发明第5实施例的影像显示装置的结构的概要立体图。

图63是表示经过图62所示的场透镜的光线的路径的俯视图。

图64是用于说明图62所示的场透镜的视听范围的扩大效果的模式图。

图65是模式地表示本发明第6实施例的影像显示装置的结构的概要立体图。

图66是表示图65所示的反射镜及透镜的结构的模式图。

图67是模式地表示本发明第7实施例的影像显示装置的结构的概要立体图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的各实施例进行说明。另外，以下说明的实施例都表示本发明的优选的具体例子。以下实施例所示的构成要素，构成要素的配置等只是一个例子，并非用于限定本发明。本发明仅由权利要求书而限定。因此，关于以下实施例的构成要素中表示本发明的最上位概念的独立权利要求中未记载的构成要素，虽然对解决本发明的课题并非是必须的，但作为构成优选的实施例的构成要素来进行说明。

(第1实施例)

首先，利用图1至图34，对本发明第1实施例的影像显示装置的结构进行说明。图1是模式地表示本发明第1实施例的影像显示装置结构的概要立体图。

在图1中，影像显示装置100包括光源控制装置120、影像显示用透过型显示器107、同步控制部109、影像显示装置控制部110。光源控制装置120包括射出平行光线的面光源101、掩模图案部102、偏转元件103、割缝104、垂直扩散板(第1垂直扩散板)105、垂直扩散板(第2垂直扩散板)106以及光源控制部108，用于控制后述的x轴方向(第1轴方向)的光线的走向。

面光源101和掩模图案部102构成光源单元，光源单元(掩模图案部102)沿着与后述的x轴方向(第1轴方向)垂直的z轴方向(第2轴方向)，从掩模图案部102的任意位置射出多条平行光线。

根据以上结构，在本实施例中，如以下说明所述，视听者111即使不使用眼镜等也可以如同2维影像显示般不受限制地视听立体影像。

图2是表示图1所示的面光源101的结构的概要立体图。图3是图1所示的影像显示装置100的俯视图、图4是图1所示的影像显示装置100的侧面图。在此，利用图2至图4对以后的说明所使用的影像显示装置100的坐标系进行定义。

本实施例中，作为面光源101，利用从宽度为w1、高度为h1的整个矩形区域(图2中的阴影区域)射出平行光线的面光源。在以后的说明中，以作为面光源101的平行光线的射出部的矩形区域(光线射出面)的中心为原点，平行光线的射出方向为z轴的正方向，与面光源101的高度方向平行且从视听者111所看的上方向为y轴的正方向，与面光源101的宽度方向平行且从视听者111所看的右方向为x轴的正方向。而且，对于面光源101，考虑以光线射出面的z坐标上的位置为z坐标的基准，将面光源101的光线射出面的z坐标设为z1＝0。

面光源101例如，包括LED(LightEmittingDiode)这样的发光面积较小的光源(图示省略)和凸透镜(图示省略)，通过在凸透镜的焦点位置设置光源，射出经由凸透镜具有面积的平行光线。此时，面光源101也可以通过排列多个凸透镜和光源单元的组来实现。而且，为了装置的薄型化，作为凸透镜，也可以利用与凸透镜具有相同光学特性的诸如菲涅耳透镜这样的光学元件。

另外，从面光源101射出的平行光也可以不是完全的平行光，只要是在视听者111视听映在影像显示用透过型显示器107的立体影像时，不会因左右图像区域的混淆、串扰发生而引起对立体视听的障碍的范围，就可以获得与本实施例相同的效果。

图3和图4是在具备光源控制装置120的影像显示装置100的俯视图和侧面图中添加了用图2说明的坐标系的示意图。在图3中，视听者111的一只眼睛的视点位置用301表示。以下，说明各构成要素在本实施例中的形状和大小。

掩模图案部102具有宽度为w2、高度为h2的矩形区域，掩膜图案部102的厚度为t2。如果设矩形区域的入射面的z坐标为z2，则z2≥z1。掩模图案部102例如由诸如液晶面板这样的透过型显示器构成。当利用透过型显示器时，通过使各像素的透过率变化，掩膜图案部102能够射出多条平行光线，可以将矩形区域的任何区域在使平行光线透过的开口部和遮蔽平行光线的遮蔽部之间动态地切换，生成所期望的形状的掩膜图案，从掩膜图案的开口部射出平行光线。即，掩膜图案部102具有开口部和遮光部，开口部的位置及形状可任意变更，可从矩形区域的射出面的任何位置射出平行光线，可以射出任意图案的平行光线。

图5是图1所示的偏转元件103的一个例子的结构的立体图。在本实施例中，作为偏转元件103，例如利用只在透镜宽度方向具有曲率的平凸的柱面透镜(cylindricallens)。偏转元件103具有宽度为cw、高度为ch的矩形区域，偏转元件(以下，也称为柱面透镜)103的厚度为t3。

另外，本实施例中，用平凸柱面透镜进行了说明，但是，也可以是各种柱面透镜，例如，两面凸、平凹或双凹柱面透镜，而且，也可以利用诸如柱面菲涅耳透镜这样的光学特性相同的薄型透镜。此外，如果是能够使平行光线在规定的轴方向偏转的光学元件，就可以达到与本实施例相同的效果。

图6是用于说明图5所示的柱面透镜103的光学特性的模式图，上段是透镜宽度方向的剖视图，下段是透镜高度方向的剖视图。柱面透镜103是只在透镜内的一个方向具有曲率的透镜，在设柱面透镜103的宽度为cw、高度为ch时，该图只在与光轴OA的方向垂直的宽度方向(第1元件方向)具有曲率，在与光轴OA的方向及宽度方向垂直的高度方向(第2元件方向)没有曲率。另外，柱面透镜103的透镜有效直径与宽度cw相等。

如上所述，柱面透镜103在垂直于自身的光轴方向的第1元件方向和垂直于光轴及第1元件方向双方的第2元件方向具有不同的偏转作用，相对于x轴方向(水平方向)倾斜配置。因此，通过变更柱面透镜103的平行光线的射入位置，可以变更柱面透镜103射出的光线在x轴方向(水平方向)的走向。

在图6上段的透镜宽度方向的剖视图中，垂直于透镜主平面射入的光，通过透镜的折射作用被偏转，在焦点FP聚光。此时，若设柱面透镜103的焦点距离为f1，则焦点距离为从柱面透镜103的光线射出侧的主平面103a起到焦点FP为止的光轴方向的距离。宽度方向的偏转角φ如图6的上段所述，由到入射面的相反侧的焦点为止的距离f1和宽度cw而决定。因此，在透镜本地坐标系中，当以透镜宽度中心为原点时，在某宽度方向位置l的偏转角φ用下式(1)来表示。另外，在实际的透镜中，由于射出的光线因像差的影响通过偏离于焦点的位置，因此多少有些误差。

φ＝tan^-1(l/f1)(1)

另一方面，由于柱面透镜103在高度方向没有曲率，因此如图6的下段的透镜高度方向的剖视图所示，平行于柱面透镜103射入的光在高度方向不被偏转。另外，在图6的下段，是从平凸的柱面透镜103的不具备曲率的平面射入平行光线，但也可以是从相反侧的曲面射入平行光线的结构。

图7是表示图1所示的影像显示装置100的柱面透镜103的设置状态的立体图。在以柱面透镜103的矩形区域的宽度方向与y轴平行且高度方向与x轴平行的方式设置柱面透镜103，而将该状态作为水平状态的情况下，如图7所示，柱面透镜103从水平状态起以x轴为基准倾斜倾斜角θ(0≤θ＜2π[rad])而被设置。

图8是模式地表示向从水平状态倾斜了倾斜角θ的柱面透镜103射入平行光时来自柱面透镜103的射出光的示意图。而且，图8的左侧上段是柱面透镜103的正视图，左侧下段是柱面透镜103的俯视图，右侧是柱面透镜103的侧面图，左侧上段的正视图所示的圆点IP表示光的射入位置。

如果柱面透镜103倾斜倾斜角θ而设置，则考虑到倾斜角θ，到x轴方向的偏转角φ’用下式(2)来表示，到y轴方向的偏转角φ”用下式(3)来表示。

φ’＝tan^-1(l×sinθ/f1)(2)

φ”＝tan^-1(l×cosθ/f1)(3)

在此，再次参照图7，如果设上述坐标系中倾斜设置的柱面透镜103的平行于x轴的方向的长度为w3，平行于y轴的长度为h3，则x＝±(w3/2)的柱面透镜在y轴方向的长度hc满足下式(4)。

hc＝cw/cosθ…(4)

在此，如果设如上所述配置的柱面透镜103的矩形区域的入射面的z坐标为z3，则z3≥(z2+t2)。

如上所述配置的柱面透镜103，在相同的x坐标位置(水平位置)，通过使y轴方向(垂直方向)的平行光线的射入位置变化，可以使x轴方向(水平方向)的光线的走向变化。

图9是表示图1所示的割缝104的结构的剖视图，图10是表示图1所示的割缝104的结构的立体图。割缝104具有宽度为w4、高度为h4的矩形区域，割缝104的厚度为t4。如果割缝104的矩形区域的入射面的z坐标为z4，从柱面透镜103的光线射出面所看到的主平面103a的z坐标为z3’，则z4被设定成接近(z3’+f1)的值。

割缝104具有与倾斜的柱面透镜103对应而倾斜配置的开口部104a(白色部分)，剩余的阴影部分为遮蔽部104b。这样的割缝104被设置在透镜焦点位置。

在此，作为柱面透镜103的性质，例如，当因内部反射等产生杂散光SL时，为了消除该杂散光SL的影响，设置割缝104。具体而言，作为偏转元件103，当使用柱面透镜或柱面菲涅耳透镜时，射入透镜的平行光线在透镜的折射作用下被偏转后，在透镜焦点聚光。因此，如图9和图10所示，如果只在柱面透镜103的焦点位置附近设置具有宽度为SW的开口部104a的割缝104，则不会失去平行射入柱面透镜103的光而能除去杂散光。

另外，被柱面透镜103偏转的光线，理论上通过透镜焦点位置，但是实际上由于像差等的影响通过稍微偏离于焦点的位置。因此，割缝104的开口部104a的宽度SW需要被控制在实用上不存在问题的程度的大小。

垂直扩散板105只在y方向(垂直方向)扩散在x方向(水平方向)的走向因柱面透镜103而被改变的光线。垂直扩散板105配置在只扩散通过割缝104的光线的位置，具有宽度为w5、高度为h5的矩形区域，其厚度为t5。如果设垂直扩散板105的矩形区域的入射面的z坐标为z5，则z5≥z4+t4。

图11是表示图1所示的垂直扩散板105的一个例子的结构的模式图。在本实施例中，例如，作为垂直扩散板105，利用图11所示的柱状透镜(lenticularlens)801。柱状透镜801的扩散只在与y轴方向平行的方向发生。

另外，在本实施例中，作为垂直扩散板105，利用柱状透镜进行说明，但并不特别限定于该例，只要是能将射入光线只在1个方向扩散的光学元件，就可以获得与本实施例相同的效果。而且，垂直扩散板105的扩散方向严格来讲也可以不是一个方向，只要是具有在视听位置视听立体影像时，不会因左右的图像区域混淆、串扰发生而引起立体视听障碍的特性的光学元件，就可以获得与本实施例相同的效果。

如图11所示，柱状透镜801包含在扩散方向排列的多个微小的平凸柱面透镜802，将光线向一个方向扩散。当从柱状透镜801的平面侧射入垂直的平行光线时，平行光线先在偏离柱面透镜802的焦点距离f2的位置聚光，然后再扩散。此时的扩散角ψ1由柱面透镜802的曲率和材质来决定。另外，在图11中，是从柱状透镜801的平面侧射入光，但从曲面侧射入光时也具有同样的扩散效果。

图12是表示图11所示的柱状透镜801的第1扩散状态的模式图，图13是表示图11所示的柱状透镜801的第2扩散状态的模式图。当柱状透镜801的透镜间距(平凸柱面透镜802的配置间距)充分小时，基于柱状透镜801的扩散，如图12所示，可以看作在某一范围内被无间隙地扩散。以下，用图12表示柱状透镜801的扩散。

另一方面，在射入柱状透镜801的光线与透镜平面不垂直的情况下，扩散范围根据射入光线和柱状透镜801间所成的角度而变化。例如，如图13所示，在光线从下方倾斜地射入柱状透镜801时，扩散范围向斜上方移动。

垂直扩散板106将由垂直扩散板105扩散的光线进一步只在y方向(水平方向)扩散。垂直扩散板106具有宽度为w6、高度为h6的矩形区域，其厚度为t6。如果设垂直扩散板106的矩形区域的入射面的z坐标为z6，从垂直扩散板105所使用的柱状透镜801的光线射出面所看到的主平面的z坐标为z5’(参照图11)，则z6≥(z5’+f2)。

在本实施例中，例如，作为垂直扩散板106也使用图11所示的柱状透镜801。垂直扩散板106所使用的柱状透镜801的扩散，只在与y轴方向平行的方向产生。

但是，垂直扩散板106所使用的柱状透镜801的扩散角ψ2也可以不同于垂直扩散板105所使用的柱状透镜扩散角ψ1。此时，从垂直扩散板106所使用的柱状透镜801的光线射出面所看到的焦点距离为f3。

另外，在本实施例中，作为垂直扩散板106利用柱状透镜801进行说明，但是并不特别限定于此例，只要是能将射入光线只在1个方向扩散的光学元件，就可以获得与本实施例相同的效果。而且，垂直扩散板106的扩散方向严格来讲也可以不是一个方向，只要是具有在视听位置视听立体影像时，不会因左右的图像区域混淆、串扰发生而引起立体视听障碍的特性的光学元件，就可以获得与本实施例相同的效果。

影像显示用透过型显示器107，例如由诸如液晶面板这样的透过型显示器构成，利用从垂直扩散板106射出的扩散光显示图像。影像显示用透过型显示器107具有宽度为w7、高度为h7的矩形显示区域，其厚度为t7。如果设影像显示用透过型显示器107的矩形显示区域的入射面的z坐标为z7，从垂直扩散板106所使用的柱状透镜801的光线射出面所看到的主平面的z坐标为z6’，则z7被设定成接近(z6’+f3)的值。

光源控制部108通过根据来自同步控制部109的控制信号控制面光源101及掩模图案部102，控制掩模图案部102的平行光线的射出位置。例如，在掩模图案部102由透过型显示器构成时，光源控制部108控制掩模图案部102的开口部和屏蔽部的形状，并控制面光源101及掩模图案部102以生成所期望的掩模图案。这样，光源控制部108通过使掩模图案部102的开口部的位置变化，使从掩模图案部102射出的平行光线的射出位置变化。

如上所述，由于光源控制部108通过控制掩模图案部102的平行光线的射出位置，可以控制柱面透镜103的平行光线的射入位置，因此，可以根据平行光线的射出位置控制光线在x轴方向(水平方向)的走向，可以通过垂直扩散板105、106将光线在x轴方向(水平方向)的走向已被控制的光线向y轴方向(垂直方向)扩散。其结果，可以一边控制在x轴方向(水平方向)的走向一边射出在y轴方向(垂直方向)扩散的光线。

而且，优选，光源控制部108，在变更由透过型显示器构成的掩模图案部102的开口部和遮光部的位置时产生的画面迁移时，停止来自面光源101的平行光线的照射，并在掩模图案部102的画面迁移结束后，再开始来自面光源101的平行光线的照射。此时，可以防止画面迁移时不稳定的光线射出。

同步控制部109控制光源控制部108和影像显示装置控制部110，使光源控制部108和影像显示装置控制部110同步动作。例如，同步控制部109控制影像显示装置控制部110，以确定与掩模图案部102生成的掩模图案同步地显示在影像显示用透过型显示器107的影像。

光源控制部108例如通过根据来自同步控制部109的控制信号，分时地切换从垂直扩散板106射出的扩散光的聚光位置，控制掩模图案部102的平行光线的射出位置，使扩散光的聚光位置位于视听者的左眼和右眼。

影像显示装置控制部110例如通过根据来自同步控制部109的控制信号，控制影像显示用透过型显示器107，以与光源控制部108的聚光位置的切换同步地显示对应于聚光位置的视差影像，由此控制显示在影像显示用透过型显示器107的影像。

视听者111是视听影像显示用透过型显示器107的人。当视听者的一只眼睛的视点位置的x坐标及y坐标位于z轴上时，设视点位置的z坐标为z8。此时，z8≥z7+t7。

另外，在本实施例中，面光源101、掩模图案部102、倾斜的偏转元件103、割缝104、垂直扩散板105、垂直扩散板106以及影像显示用透过型显示器107被配置成各矩形区域的宽度方向与x轴平行且高度方向与y轴平行，而且z轴通过矩形区域的中心，但是，只要是通过相对于规定的轴方向控制来自光源控制装置120的最终输出的光线的走向，视听者可以进行立体视听的配置方法，并不限于上述的配置方法。

而且，各部的形状，只要是通过相对于规定的轴方向控制来自光源控制装置120的最终输出的光线的走向，视听者可以进行立体视听的形状，也并不限于矩形。

其次，对于本实施例中倾斜的柱面透镜103和影像显示用透过型显示器107，为了让视听者111可以观察到影像显示用透过型显示器107的整个画面，需要满足以下的条件。

图14是用于说明对图1所示的影像显示装置的柱面透镜103和影像显示用透过型显示器107的限制条件的模式图，图15是用于说明对图1所示的影像显示装置的柱面透镜103和视点位置的限制条件的模式图。

当设从作为偏转元件使用的倾斜的柱面透镜103的x轴方向端的坐标(w3/2)可射出的最大水平偏转角为φ’_MAX时，在影像显示用透过型显示器107的x轴方向的画面端的坐标(w7/2)和倾斜的柱面透镜103的x轴方向端的坐标(w3/2)，如图14所示，作为限制条件，以下的式(5)成立。

w3/2≥w7/2+(z7-z3’)tanφ’_MAX(5)

通过满足上式(5)，存在经过影像显示用透过型显示器107的x轴方向的两端坐标光线。

而且，对于视点位置301的z坐标z8，为了让偏转的光线在视点位置301形成射出瞳孔，在作为倾斜的柱面透镜103在x轴方向的透镜宽度端的x轴方向的端座标(w3/2)，如图15所示，以下的式(6)需要成立。

φ’_MAX≥tan^-1(w3/2(z8-z3’))(6)

因此，确定视听者的视点位置301，以满足上式(6)。另外，关于在式(5)、式(6)中所使用的偏转角φ’_MAX，理论值是由式(2)求出，但是，实际的透镜，由于像差的误差而不一定与式(2)的值相一致。因此，实际上需要利用测定值确定条件式(5)、式(6)。而且，有关面光源101、掩模图案部102、割缝104、垂直扩散板105及垂直扩散板106，也需要适当地设定x轴方向的宽度，以使光线通过各构成要素的有效范围。

图16是利用上述结构时的图1所示的影像显示装置100的影像显示用透过型显示器107的立体视听的概念图。本实施例的影像显示装置100，根据上述结构，由于可以在各视听者111a、111b的左右视点位置同时形成从影像显示用透过型显示器107射出的竖条纹状的光线的射出瞳孔，其结果，多名视听者可以同时用裸眼视听立体影像。

其次，对用于实现图16所示的立体视听的光源控制装置120的射出瞳孔形成方法进行说明。图17是表示在图1所示的影像显示装置使用面光源101和掩模图案部102时，从任意的位置射出多条平行光线的光源单元的结构的概要立体图，图18是表示由掩模图案部102生成的掩模图案的一个例子的示意图。

如图17所示，光源控制部108控制面光源101及掩模图案部102，面光源101从宽度为w1、高度为h1的矩形区域的整个区域射出平行光线，掩模图案部102生成图18所示的掩模图案MP，平行光线PL从中央部的纵向长的四角形的开口部OP射出。即，图18所示的例子中，只让中央部的平行光线PL通过的掩模图案MP被显示在作为掩模图案部102使用的透过型显示器，该掩模图案MP只有中央的白线部分为开口部OP，其他的阴影部分为遮蔽部。因此，在作为平行光源的面光源101的光线射出部设置采用透过型显示器的掩模图案部102时，平行光线PL只从画面中央的开口部OP射出。这样，通过光源控制部108控制掩模图案部102，掩模图案的开口部的形状可以改变为任何形状。

其次，利用图19至图30，对控制从光源单元射出的平行光线，在任意位置形成射出瞳孔的方法进行说明。从这里开始抽出结构的一部分对各构成要素的作用进行说明。

图19是从图1所示的第1实施例的结构中只抽出了面光源101、掩模图案部102、柱面透镜(偏转元件)103及影像显示用透过型显示器107的俯视图。另外，在以后的示意图中，为了简单起见，省略割缝104的图示。

首先，考虑在设定了w3、w7、z3’、z7、z8以满足上式(5)、(6)时投影到xz平面的光线。此时，如图19所示，当从柱面透镜103发射出的各光线通过影像显示用透过型显示器107上所有的x坐标，并且将各光线投影到xz平面时，存在射出成为聚光到视点位置301的光线的平行光线的射出方法。

图20是表示为了射出成为聚光于视点位置301的光线的平行光线，由掩模图案部102生成的掩模图案的形状的一个例子的示意图，图21是表示从图20所示的掩模图案射入到柱面透镜103的平行光线的示意图。

假设成为聚光于上述视点位置301的光线的平行光线的射出方法是将图20所示的掩模图案MP1设定为掩模图案部102时射出的平行光线。掩模图案MP1具有倾斜的长四角形的开口部OP1，平行光线从开口部OP1射出。此时，如图21所示，从开口部OP1射出的平行光线PL1以相对于倾斜的柱面透镜103的中心轴CA再顺时针倾斜的状态射入柱面透镜103。

图22是表示投影到xz坐标的光线形成射出瞳孔时的光线路径的模式图，图23是表示利用图22所示的结构时的影像显示用透过型显示器107中的光线的状态的示意图。

在此，图22的左侧上段与图21相同是表示射入柱面透镜103的平行光线PL1的柱面透镜103的正视图，左侧下段是只抽出面光源101、掩模图案部102、柱面透镜103、割缝104及影像显示用透过型显示器107时的俯视图，右侧上段是只抽出面光源101、掩模图案部102、柱面透镜103、割缝104及影像显示用透过型显示器107时的侧面图。另外，在图22中，为了方便图示，以多条光线中的5条光线PL2为代表进行图示。

图22左侧上段所示的射入到柱面透镜103的平行光线PL1被柱面透镜103偏转作为光线PL2射出，如图22左侧下段所示，在xz坐标平面，光线PL2在水平方向(x轴方向)被汇聚于视点位置301。

当投影到xz坐标的光线PL2在视点位置301形成射出瞳孔时，从垂直方向(y轴方向)的光线PL2的射出方向看，如图22的右侧上段所示，垂直方向的光线PL2不照射影像显示用透过型显示器107的整体，并且在通过影像显示用透过型显示器107后也不汇聚于视点位置301。

此时，从视点位置301看影像显示用透过型显示器107时，如图23所示，只能清楚地看到影像显示用透过型显示器107的画面中央部BP。于是，在柱面透镜103和影像显示用透过型显示器107之间的z坐标z5的位置，设置使用了柱状透镜801的垂直扩散板105。

图24是表示在图22所示的结构增加了垂直扩散板105时的光线路径的模式图。在柱面透镜103和影像显示用透过型显示器107之间的z坐标z5的位置设置垂直扩散板105，并适当地设定z坐标z5、z7以及扩散角ψ1，使得在y轴方向(垂直方向)纵向扩散的光线覆盖影像显示用透过型显示器107的画面高度方向而以竖条纹状进行照射。其结果，如图24的右侧上段所示，被垂直扩散板105纵向扩散的扩散光PL3，可以照射影像显示用透过型显示器107整体。

其次，考虑从柱面透镜103的右端射出的光线。图25表示当在图22所示的结构增加了垂直扩散板105时从柱面透镜103的右端射出的光线到视听位置的光线路径的模式图，图26表示当使用图25所示的结构时在影像显示用透过型显示器107中的光线的状态的示意图。

如图25的左侧上段所示，从柱面透镜103的右端射出光线PL4时，虽然通过被垂直扩散板105纵向扩散的扩散光PL5，影像显示用透过型显示器107的右端的所有的高度方向的位置都被照射，但如图25的右侧上段所示，依然没有聚光到视点位置301。从此时的视点位置301看影像显示用透过型显示器107时，如图26所示，只能清楚地看到影像显示用透过型显示器107的画面右上角的一部分BP。于是，在柱面透镜105和影像显示用透过型显示器107之间的坐标z6的位置，设置使用了柱状透镜801的垂直扩散板106。

图27表示在图25所示的结构增加了垂直扩散板106时的光线路径的模式图，图28表示当使用图27所示的结构时在影像显示用透过型显示器107中的光线的状态的示意图。

图27左侧上段所示，当考虑到从柱面透镜103的右端射出的光线PL4时，由于基于垂直扩散板105的纵向扩散，影像显示用透过型显示器107的右端的全部高度被扩散光PL5照射，并且，由于垂直扩散板106的纵向扩散，存在从影像显示用透过型显示器107上的画面右端的所有位置向视点位置301前行的光线PL6。此时，从视点位置301看影像显示用透过型显示器107时，如图28所示，处于影像显示用透过型显示器107的画面右端的所有的高度位置的纵条纹区域BL被照射而能看见。

图29表示利用图27所示的结构照射影像显示用透过型显示器107整体时的光线路径的模式图，图30表示当使用图29所示的结构时在影像显示用透过型显示器107中的光线的状态的示意图。

在附加了上述垂直扩散板105及垂直扩散板106的结构中，从柱面透镜103的所有位置射出的线状的平行光线PL1的光线路径由图29示出。当从视点位置301看影像显示用透过型显示器107时，由于存在从影像用透过型显示器107的整个显示面向视点位置301前行的光线PL6，因此如图30所示，影像显示用透过型显示器107的整个画面被照射而能看见。

另外，在到此为止的说明中，对基于垂直扩散板105、106的纵向扩散是在只向理想的垂直方向扩散的假设下进行了说明。但是，实际上的纵向扩散中，根据射入垂直扩散板105、106的光线在x轴方向的偏转角，扩散光随着纵向的扩散角增大而向x轴方向转弯。因此，例如，为了照射影像显示用透过型显示器107在x轴方向的整个画面端，需要对光线射出位置相对于从理论式计算出的射出位置进行微调整。另外，关于聚光位置，由于从光源控制装置120射出的光线是具有宽度的光线，因此射出瞳孔不会集中于一点而是具有规定的大小。该区域的大小由从面光源101射出的光线的平行度或掩模图案部102开口部的大小决定。

以上，利用图19至图30，对从由面光源101和掩模图案部102构成的光源单元射出的光进行控制，形成射出瞳孔的方法进行了说明。

接着，对在任意位置形成射出瞳孔的方法进行说明。到目前为止，是以z轴上存在视点位置为例进行了说明，但实际上并不仅限于此。图31表示在左侧的视点位置形成射出瞳孔时的平行光线图案及光线路径的模式图，图32表示在右侧的视点位置形成射出瞳孔时的平行光线图案及光线路径的模式图。

如图31所示，当在左侧的视点位置301形成射出瞳孔时，掩模图案部102生成用于射出平行光线PL的掩模图案，平行光线PL从掩模图案的开口部射出并射入柱面透镜103。在此，平行光线PL射入比中心轴CA靠下的下侧，且以越靠近左侧越接近中心轴CA的方式射入。因此，平行光线PL被柱面透镜103偏转成越靠近左侧其偏转角越变小，在左侧的视点位置301形成射出瞳孔。

另一方面，如图32所示，当在右侧的视点位置301形成射出瞳孔时，掩模图案部102生成用于射出平行光线PR的掩模图案，平行光线PR从掩模图案的开口部射出并射入柱面透镜103。在此，平行光线PR射入比中心轴CA靠上的上侧，且以越靠近右侧越接近中心轴CA的方式射入。因此，平行光线PR被柱面透镜103偏转成越靠近右侧其偏转角越变小，在右侧的视点位置301形成射出瞳孔。

如上述所述，在本实施例中，通过控制掩模图案部102的掩模图案改变照射柱面透镜103的平行光线的照射位置，可以改变射出瞳孔的形成位置。

另外，在本实施例中，由于掩模图案部102可以形成任何形状的掩模图案，因此能够同时射出图31所示的平行光线PL和图32所示的平行光线PR，也可以在2视点同时形成射出瞳孔。由此，也能向多人同时提示影像。此时的射出瞳孔的可形成范围用图33来进行说明。图33是表示射出瞳孔的可形成范围的模式图。

当本实施例的结构满足式(5)时，可以从影像显示用透过型显示器107在x方向的画面端座标(w7/2)以水平方向的偏转角度φ’_MAX射出光线。由此，可视听范围VA成为图33的阴影区域。此时，最短视听距离V_MIN，用下式(7)表示。

V_MIN＝w7/(2tanφ’_MAX)(7)

在此，最短视听距离V_MIN最好比由影像显示用透过型显示器107的分辨率所决定的最佳视听距离Vd短。

最后，对向视听者提示立体影像的提示方法进行说明。图34是用于说明在图1所示的影像显示装置100中基于分时的立体影像的提示方法的模式图。向视听者提示立体影像时，同步控制部109同步控制光源控制部108和影像显示装置控制部110。影像显示装置控制部110以视听者感受不到闪烁的分时速度，在影像显示用透过型显示器107上切换显示左眼用的视差图像LI和右眼用的视差图像RI。光源控制部108与视差图像的切换同步控制掩模图案部102，以便切换在视听者的左瞳孔位置301L形成射出瞳孔的左眼用掩模图案和在视听者的右瞳孔位置301R形成射出瞳孔的右眼用掩模图案。其结果，视听者用裸眼可以视听立体影像。

以上，利用图1至图34对第1实施例进行了说明。根据上述结构，本实施例中，在保持景深与现在所销售的显示器同等程度，且不会产生显示图像的分辨率降低及亮度不均匀等的画质劣化的情况下，多人可以不用眼镜同时视听立体影像，而且还可以显示视听范围的限制较少的立体影像，并且还能够简单地切换2维影像显示和立体影像显示。其结果，视听者不使用眼镜等也可如2维影像显示般不受限制地视听立体影像。

另外，影像显示装置100以将扩散光的宽度扩大到视听者的瞳孔距离以上为宜。此时，视听者可以视听到更加明亮的影像。

而且，影像显示装置100以将由扩散光形成的条纹状的光线的宽度扩大到视听者的瞳孔距离以上，并且，无论聚光位置如何，显示同样的影像作为显示在影像显示用透过型显示器107的影像为宜。此时，即使是基于分时的聚光位置控制，也可以显示明亮的2维影像。

另外，掩模图案部102以使透过型显示器的开口部为全面开口部为宜。此时，在扩散光的方向控制范围内，可以视听影像显示用透过型显示器107的影像。

(第2实施例)

其次，利用图35至图52对本发明第2实施例的影像显示装置的结构进行说明。图35是模式地表示本发明第2实施例的影像显示装置的结构的概要立体图。

图35中，影像显示装置200具备光源控制装置220、影像显示用透过型显示器107、同步控制部109、影像显示装置控制部110。光源控制装置220具备射出平行光线的面光源101、掩模图案部102、偏转元件阵列203、割缝204、垂直扩散板105、垂直扩散板106以及光源控制部108。

在本实施例中，采用使装置的景深比第1实施例缩短的结构，为了实现这种结构的概念图用图36表示。图36是用于说明第2实施例的缩短景深的结构的概念图。

图36的上段是抽出了第1实施例的第1垂直扩散板105、第2垂直扩散板106及影像显示用透过型显示器107的侧面图。在此，为了使被垂直扩散板105纵向扩散的光照射影像显示用透过型显示器107的纵向整体，需要从垂直扩散板105的扩散角ψ1决定垂直扩散板105和影像显示用透过型显示器107之间的距离(z7-z5)。为了缩短该距离，在第1实施例的结构的情况下，需要增大垂直扩散板105的扩散角ψ1，但为了增大扩散角ψ1，在第1实施例中用作为垂直扩散板105的柱状透镜801的特性上有限制。

因此，本实施例如图36下段所示，通过在y轴方向(垂直方向)增加从垂直扩散板105射出的光线的数量(光线的射出位置的数量)，能够一边照射影像显示用透过型显示器107全体，一边使垂直扩散板105和影像显示用透过型显示器107之间的距离(z7’-z5)短于第1实施例的距离(z7-z5)。另外，在y轴方向增加了从垂直扩散板105射出的光线的位置的情况下，为了减轻亮度的不均匀，希望在纵向扩散的各光线照射影像显示用透过型显示器107时，具有光线重合的重叠区域OL。

为了采用上述的结构，本实施例的结构虽然与第1实施例基本上相同，但偏转元件103及割缝104分别被替换成偏转元件阵列203及割缝204这一点与第1实施例不同，以下对这一点进行详细说明，其他点因与第1实施例同样，所以省略其详细说明。

图37是用于说明图35所示的偏转元件阵列203的结构的一个例子的模式图。如图37左侧上段所示，本实施例的偏转元件阵列203是将具有宽度为cw、高度为ch的矩形区域，其厚度为t3的多个偏转元件103以x轴为基准倾斜倾斜角θ而排列配置的光学元件阵列。在本实施例中，作为偏转元件103，例如采用与第1实施例同样的只在透镜宽度方向具备曲率的柱面透镜。

上述结构的偏转元件阵列203如图37的右侧上段所示，具有作为光学功能面的宽度为w9、高度为h9的矩形区域，偏转元件阵列203的中心位于偏转元件103的高度方向的中心线上。另外，在本实施例中，作为构成偏转元件阵列203的偏光元件，使用平凸柱面透镜进行说明，但也可以是各种各样的柱面透镜，例如，两面凸、平凹，或双凹柱面透镜，另外，也可以利用具有相同光学特性的诸如菲涅耳透镜这样的薄型透镜。此外，只要是可以使平行光线在规定的轴方向偏转的光学元件，就可以达到与本实施例相同的效果。

在此，射入到从水平倾斜了倾斜角θ的各柱面透镜103的光线的偏转角与式(2)、式(3)相同。如果设偏转元件阵列203的矩形区域的入射面的z坐标为z9，则z9≥(z2+t2)。

图38是表示图35所示的割缝204的结构的立体图。割缝204具有宽度为w10、高度为h10的矩形区域，其厚度为t10。如果设割缝204的矩形区域的入射面的z坐标为z10，从偏转元件阵列203的光线射出面看到的主平面的z坐标为z9’，则z10被设定成接近(z9’+f1)的值。

如图38所示，割缝204具有对应于偏转元件阵列203的倾斜的各柱面透镜103而倾斜配置的多个开口部204a(白色部分)，剩余的阴影部分为遮蔽部204b。这样的割缝104被设置在作为透镜阵列的偏转元件阵列203的各焦点位置。

另外，被偏转元件阵列203偏转的光线理论上会通过各透镜焦点位置，但实际上由于像差等的影响通过稍微偏离焦点的位置。因此，割缝204的开口部204a的宽度需要达到实用上没有问题的程度的大小。

以下，假设当垂直扩散板105的z坐标为z11时，z11≥z10+t10；当垂直扩散板106的z坐标为z12时，z12≥z11+t5；当影像显示用透过型显示器107的z坐标为z13时，z13≥z12+t6；当视点位置301的z坐标为z14时，z14≥z13+t7。

另外，在本实施例中，偏转元件阵列203和割缝204被配置成各矩形区域的宽度方向与x轴平行且高度方向与y轴平行，而且让z轴通过矩形区域的中心，但是，只要通过相对于规定的轴方向控制从光源控制装置220最终输出的光线的走向，在视听者进行立体视听的影像显示装置中，能够缩短装置整体在z轴方向的长度，并不特别限于上述的设置方法，可以进行各种各样的变更。

另外，关于形状，只要通过相对于规定的轴方向控制从光源控制装置220最终输出的光线的走向，在视听者进行立体视听的影像显示装置中，能够缩短装置整体在z轴方向的长度，并不特别限于上述的矩形，可以采用各种各样的形状。

其次，在本实施例中，对于倾斜的偏转元件阵列203和影像显示用透过型显示器107，为了让视听者可以观察到影像显示用透过型显示器107的整个画面，需要满足以下的条件。

当设从作为偏转元件阵列203的偏转元件103使用的倾斜的柱面透镜的光线射出面看到的主平面z坐标为z9’，可从偏转元件阵列203的x轴方向的端座标(w9/2)射出的最大水平偏转角为φ’_MAX时，在影像显示用透过型显示器107的x轴方向的画面端座标(w7/2)和偏转元件阵列203的x轴方向的端座标(w9/2)，作为条件，以下的式(8)成立。

w9/2≥w7/2+(z13-z9’)tanφ’_MAX(8)

通过满足上述式(8)，存在经过影像显示用透过型显示器107的x轴方向的两端坐标的光线。

另外，对于视点位置301的z坐标z14，为了让偏转的光线在视点位置301形成射出瞳孔，在作为偏转元件阵列203在x轴方向的透镜宽度端的x轴方向的端座标(w9/2)，以下的式(9)需要成立。

φ’_MAX≥tan^-1(w9/2(z14-z9’))(9)

因此，确定视听者的视点位置301以满足上述式(9)。另外，关于在式(8)、式(9)中所使用的偏转角φ’_MAX，虽然理论值可从式(2)求得，但实际的透镜，由于像差的误差而不一定与式(2)的值相一致。因此，实际上需要利用测定值来确定条件式(8)、式(9)。另外，关于面光源101、掩模图案部102、割缝204、垂直扩散板105及垂直扩散板106，也需要适当地设定x轴方向的宽度，以使光线通过各构成要素的有效范围。

其次，利用图39至图42，对利用偏转元件阵列203的第2实施例进行详细说明。图39是表示在图35所示的影像显示装置中2条光线从偏转元件阵列203的右端射出时的光线路径的模式图，图40是表示利用图39所示的结构时的影像显示用透过型显示器中光线的状态的示意图，图41是表示在图35所示的影像显示装置中3条平行光线从偏转元件阵列203射出时的光线路径的模式图，图42是表示利用图41所示的结构时的影像显示用透过型显示器中光线的状态的示意图。

首先，当设定了w7、w9、z9’、z13、z14满足式(8)及式(9)时，在xz平面进行考虑的情况下，当从偏转元件阵列203射出的各光线通过以满足影像显示用透过型显示器107中所有的x坐标，并且在各光线投影到xz平面时，存在射出成为聚光到视点位置301的光线的平行光线的射出方法。

在以满足上述条件的方式而配置了各构成要素时，射出经过影像显示用透过型显示器107的x轴方向的右端的光线的情况用图39表示。这种情况与在第1实施例表示同样的例子的图27不同之处在于以下两点。

第一点，从图39的左侧上段的偏转元件阵列203射出的光线数目为2条，2条平行光线P1、P2被射出。这是因为由于在偏转元件阵列203上的x坐标h1处柱面透镜的数目增加，在图39的左侧下段的俯视图中，能够射出映射到xz平面的图中用箭头表示的光线路径的位置增加所至。

第二点，如图39的右侧上段的侧面图所示，在x坐标h1处光线的射出位置增加，而垂直扩散板105和影像显示用透过型显示器107之间的距离变短了。为此，当垂直扩散板105的扩散角ψ1与第1实施例同样时，将在图24说明的使在y轴方向纵向扩散的光线覆盖影像显示用透过型显示器107的画面高度方向的距离(z13-z11)与第1实施例中所述的距离(z7-z5)相比，以下的式(10)的关系成立。

z13-z11＜z7-z5(10)

由此，即使结构整体的景深变短，如图40所示，从视点位置301看到的影像显示用透过型显示器107的画面右端的竖条纹区域BL也变亮。

如上所述，偏转元件阵列203，由于多个柱面透镜斜倾配置，在各柱面透镜存在多个X坐标位置(射入水平位置)与距中心轴CA1、CA2的距离相同的位置，所以可以从多个柱面透镜中特定的x坐标位置(水平位置)射出具有同一水平偏转角的多条平行光线。另外，偏转元件阵列203，通过在相同的x坐标位置(水平位置)使y轴方向(垂直方向)的平行光线的射入位置变化，可以射出在x轴方向(水平方向)的走向同时变化的多条光线。

将上述光线变更成从偏转元件阵列203的所有位置射出的光线时的光线路径由图41示出。作为从偏转元件阵列203的所有位置射出的光线，如图41的左侧上段所示，例如，当3条线状的平行光线PL1至PL3从偏转元件阵列203射出时，如果从视点位置301观看影像显示用透过型显示器107，由于存在从影像显示用透过型显示器107的整个显示面向视点位置301前行的光线，因此，如图42所示，影像显示用透过型显示器107的整个画面BA被照射而能被看见。

另外，关于聚光位置，由于从光源控制装置220射出的光线是具有宽度的光线，因此射出瞳孔不会集中于一点，而是具有规定的大小。该区域的大小取决于从面光源101射出的光线的平行度或掩模图案部102的开口部的大小。

其次，对向视听者提示立体影像的提示方法进行说明。图43是提示基于分时的立体影像时所使用的射入轨迹图案的一个例子的示意图，图44是表示利用图43所示的射入轨迹图案时图35所示的影像显示装置200的光线路径的模式图。

在向视听者提示立体影像时，同步控制部109同步控制光源控制部108和影像显示装置控制部110，影像显示装置控制部110以视听者感受不到闪烁的分时速度，在影像显示用透过型显示器107切换显示左眼用的视差图像和右眼用的视差图像。

此时，光源控制部108与视差图像的切换同步地控制掩模图案部102，以便分时地切换在视听者的左瞳孔位置301L形成射出瞳孔的左眼用掩模图案和在视听者的右瞳孔位置301R形成射出瞳孔的右眼用掩模图案。通过该掩模图案的切换，如图43所示，3条线状的左眼用平行光线LP1至LP3、3条线状的右眼用平行光线RP1至RP3从偏转元件阵列203分时地被射出。

其次，如图44所示，左眼用平行光线LP1至LP3成为在视听者的左瞳孔位置301L形成射出瞳孔的光线LP，右眼用平行光线RP1至RP3成为在视听者的右瞳孔位置301R形成射出瞳孔的光线RP，视听者能够用裸眼视听立体影像。

其次，对向多名视听者提示立体影像的提示方法进行说明。图45表示向多名视听者提示基于分时的立体影像时所使用的射入轨迹图案的一个例子的示意图，图46是表示利用图45所示的射入轨迹图案时图35所示的影像显示装置200的光线路径的模式图。

在向多名视听者提示立体影像时，同步控制部109同步控制光源控制部108和影像显示装置控制部110，影像显示装置控制部110，以视听者感受不到闪烁的分时速度，在影像显示用透过型显示器107上切换左眼用的视差图像LI和右眼用的视差图像RI，向多名视听者同时显示。

此时，光源控制部108与视差图像的切换同步地控制掩模图案部102，以便分时地切换在第1视听者的左瞳孔位置301L形成射出瞳孔的同时也在第2视听者的左瞳孔位置302L形成射出瞳孔的左眼用掩模图案，和在第1视听者的右瞳孔位置301R形成射出瞳孔的同时也在第2视听者的左瞳孔位置302R形成射出瞳孔的右眼用掩模图案。

如上所述，掩模图案被切换的结果，如图45所示，通过左眼用掩模图案，第1视听者用的3条线状的左眼用平行光线L11至L13和第2视听者用的3条线状的左眼用平行光线L21至L23同时从偏转元件阵列203射出，另外，通过右眼用的掩模图案，第1视听者用的3条线状的右眼用平行光线R11至R13和第2视听者用的3条线状的右眼用平行光线R21至R23同时从偏转元件阵列203射出。因此，能够从偏转元件阵列203分时地射出第1视听者用的左眼用平行光线L11至L13和第2视听者用的左眼用平行光线L21至L23，第1视听者用的右眼用平行光线R11至R13和第2视听者用的右眼用平行光线R21至R23。

其次，如图46所示，第1视听者用的左眼用平行光线L11至L13成为在第1视听者的左瞳孔位置301L形成射出瞳孔的光线LP1，第1视听者用的右眼用平行光线R11至R13成为在第1视听者的右瞳孔位置301R形成射出瞳孔的光线RP1，从而第1视听者用裸眼即可视听立体影像。另外，第2视听者用的左眼用平行光线L21至L23成为在第2视听者的左瞳孔位置302L形成射出瞳孔的光线LP2，第2视听者用的右眼用平行光线R21至R23成为在第2视听者的右瞳孔位置302R形成射出瞳孔的光线RP2，从而第2视听者用裸眼即可视听立体影像。其结果，多名视听者可同时用裸眼视听立体影像。

另外，在上述的说明中，某水平区域的亮度分布，如图40的影像显示用透过型显示器107的正视图所示，不受画面的高度的影响都是均一的，然而，实际上，其亮度随着离开扩散点的中心的距离而衰减。图47是在图39所示的光线路径中附加了亮度的衰减状态的模式图，图48是在图40所示的光线的状态中附加了亮度的衰减状态的示意图。另外，图47和图48中，亮度高的部分变白，亮度低的部分变黑。

如图47所示，由于从垂直扩散板105射出的扩散光PB1、PB2的亮度随着距扩散点的中心的距离而衰减，因此，如图48所示，在影像显示用透过型显示器107上的纵条纹区域BL，扩散光PB1的中心部B1以及扩散光PB2的中心部B2的亮度为最高，越离开中心部B1、B2其亮度越下降，在某个水平区域内的纵向的亮度变化会出现不连续。另一方面，由于人类的眼睛对亮度的不连续性很敏感，所以会将纵向的亮度变化作为亮度不均匀而识别。为了避免这种情况，有必要选择垂直扩散板105的扩散特性，使得亮度变化平稳。

图49是在图41所示的光线路径中附加了亮度的衰减状态的模式图，图50是在图42所示的光线的状态中附加了亮度的衰减状态的示意图。

首先，对作为连续的图案，如图49所示的3条线状的平行光线PL1至PL3射入时的情况进行考虑。此时在影像显示用透过型显示器107的亮度变化为图50所示的状态。射入偏转元件阵列203的中央的平行光线PL2如图50中用虚线围起来的四角形的区域SA那样扩散。此时，四角形的区域SA根据与平行光线PL2对应的位置的距离，如用利图48所说明的那样逐渐衰减。

另一方面，如图50中用虚线围起来的圆圈部分A1、A2所示，在偏转元件阵列203的各柱面透镜的边界处，会出现在水平方向产生大的亮度差的区域。而且这种现象与垂直扩散板105的特性无关，肯定会发生。

于是，为了减轻在水平方向的亮度不连续，光源控制部108通过使掩模图案部102的开口量随掩模图案上的垂直方向位置逐步地变化，使从垂直扩散板105射出的光线的扩散分布均匀。图51表示光源控制部108对掩模图案部102的开口量的控制例的一个例子的示意图，图52表示与图51所示的掩模图案部102的开口量的控制例相对应的影像显示用透过型显示器107的亮度的状态的示意图。

如图51所示，光源控制部108控制掩模图案部102的开口部的开口量，使掩模图案的开口部在垂直方向(y方向)的中间部的亮度最高，越离开中间部亮度则越降低。

如上所述，通过控制掩模图案部102的开口部的开口量，如图52所示，在用虚线围起来的与偏转元件阵列203的各柱面透镜的边界相对应的圆圈部分A1、A2的水平方向的亮度差消失，从而能够减轻在影像显示用透过型显示器107上的水平方向亮度的不连续性，其结果，视听者难以感受到亮度不均匀。

以上，利用图34至图52对第2实施例进行了说明。根据上述结构，在本实施例中，可以得到与第1实施例同样的效果，并且还可以使装置的景深短于第1实施例，因此，可以使装置的景深与现在所销售的平板显示器同等，并且，能够防止亮度不均匀等的画质劣化。

(第3实施例)

接着，利用图53至图59，对本发明的第3实施例的影像显示装置的配置进行说明。图53是模式地表示本发明第3实施例的影像显示装置的结构的概要立体图。

在图53中，影像显示装置300包括光源控制装置320、影像显示用透过型显示器107、同步控制部109、影像显示装置控制部110。光源控制装置220包括射出平行光线的面光源101、掩模图案部102、偏转元件阵列203、割缝204、垂直扩散板105、垂直扩散板106、2枚左右反射镜303以及光源控制部108。

本实施例采用了使装置整体的左右宽度比第2实施例更窄的结构，基本上与第2实施例相同，但在增加了左右反射镜303这一点与第2实施例不同。

在本实施例中，左右反射镜303被配置在影像显示装置300(光源控制装置320)的左侧面和右侧面，是将从偏转元件阵列203射出的光线反射到装置的内侧的反射镜。左右反射镜303具有宽度为w15、高度为h15的矩形区域，其厚度为t15。左右反射镜303以矩形区域与yz平面平行的方式被配置在割缝204与影像显示用透过型显示器107之间的左侧面和右侧面。此时，如果设矩形区域内反射面的x坐标为x15，反射面的面光源101侧的z坐标为z15，则以满足以下的条件式(11)至(13)的方式设置左右反射镜303。另外，x15的符号取决于将左右反射镜303安装在装置的左右哪一侧。

w15＝z14-z10(11)

x15＝±w10/2(12)

z15＝z10(13)

在上述第1、第2实施例中，式(5)及式(8)为制约条件，影像显示用透过型显示器107的宽度方向的大小与偏转元件103或偏转元件阵列203的宽度方向的大小相比较小。然而，在本实施例中，通过利用左右反射镜303，可以去除上述制约。由此，例如，能够使影像显示装置300的影像显示面几乎具备与现在市面上销售的薄型电视的外形同样的大小。

但是，对于面光源101、掩模图案部102、偏转元件阵列203、割缝204、垂直扩散板105、垂直扩散板106及影像显示用透过型显示器107，需要适当地设定x轴方向的宽度和y轴方向的高度，以便让光线通过各构成要素的有效范围。

另外，在本实施例中，左右反射镜303是以各矩形区域的宽度方向与z坐标平行且高度方向与y轴平行的方式配置，但是，通过在规定的轴方向控制光源控制装置320最终输出的光线的走向，在视听者进行立体视听的影像显示装置中，如果能使装置的x轴方向的长度变短，则并不特别限定于上述的设置方法，可以进行各种变更。

而且，左右反射镜303的形状通过在规定的轴方向控制光源控制装置320最终输出的光线的走向，在视听者进行立体视听的影像显示装置中，如果能使装置的x轴方向的长度变短，并不特别限定于上述的矩形，也可以采用各种形状。

其次，图54示出在以满足上述的条件的方式配置了包括左右反射镜303在内的各构成要素时，射出经过影像显示用透过型显示器107的x轴方向的右端的光线的情况。图54是表示在图53所示的影像显示装置中2条光线从偏转元件阵列203的右端射出时的光线路径的模式图，图55表示利用图54所示的结构时的影像显示用透过型显示器107中光线的状态的示意图。

图54与表示第2实施例中同样的例子的图39之间的不同之处如下所示。即，在第2实施例的情况下，为了射出经过影像显示用透过型显示器107的画面右端且经过视点位置301的光线，根据条件式(8)，必须从偏转元件阵列203的x坐标大于(w7/2)的位置射出光线。

然而，在本实施例中，通过在装置的左右设置左右反射镜303，如图54所示，从偏转元件阵列203的x坐标小于(w7/2)的位置射出的光线P1、P2被左右反射镜303反射到达视点位置301。由此，即使结构整体的宽度方向的长度变短，如图55所示，从视点位置301看到影像显示用透过型显示器107的画面右端的竖条纹区域BL也变亮。

将上述光线变更成从偏转元件阵列203的所有位置射出的光线时的光线路径由图56示出。图56是表示在图53所示的影像显示装置中多条平行光线从偏转元件阵列射出时的光线路径的模式图，图57表示利用图56所示的结构时的影像显示用透过型显示器中光线的状态的示意图。

在图56的左侧下段，用实线表示从偏转元件阵列203射出后直接经过视点位置301的光线PL1，用虚线表示被左右反射镜303反射后经过视点位置301的光线PL2。如图56的左侧上段所示，当上述多条线状的平行光线PL1、PL2从偏转元件阵列203射出时，如果从视点位置301观看影像显示用透过型显示器107，由于存在从影像显示用透过型显示器107的整个显示面向视点位置301前行的光线，因此，如图57所示，影像显示用透过型显示器107的整个画面BA被照射而能被看见。

另外，关于聚光位置，由于从光源控制装置320射出的光线是具有宽度的光线，射出瞳孔不会聚集于一点而是具有规定的大小。该区域的大小，取决于从面光源101射出的光线的平行度或掩模图案部102的开口部的大小。

其次，对本实施例中作为偏转元件阵列203的构成要素的柱面透镜的相对于x轴的倾斜角θ的所期望的范围进行说明。图58是用于说明偏转元件阵列203的小倾斜角θ与光线的偏转范围之间的关系的模式图，图59是用于说明偏转元件阵列203的大倾斜角θ与光线的偏转范围之间的关系的模式图。

在图58和图59中，偏转元件阵列203的倾斜角θ不同，与图58相比，图59中构成偏转元件阵列203的柱面透镜的倾斜角θ较大。此时，用箭头表示的柱面透镜在y轴方向的长度hc1、hc2用式(4)的hc来表示。

在此，图58的下段示出了与上段的y轴方向的长度hc1相对应的偏转元件阵列203的x坐标位置中光线的水平可偏转范围(图中的阴影区域)，水平可偏转范围服从φ’_MAX。另一方面，如图59所示，当透镜倾斜角增大，柱面透镜在y轴方向的长度hc2变得比偏转元件阵列203的高度h9大时，如下段用虚线围起来的部分DA那样，会产生不能偏转的范围。该用虚线围起来的部分DA与上段用圆圈围起来的部分相对应。

如上所述，在偏转元件阵列203产生不能偏转的区域，意味着即使在图33中用斜线表示的视听可能区域VA内也会产生无法视听整个画面的区域。为了避免这种情况，如图58所示，有必要设定限制避免透镜倾斜角θ变得过大。

为了满足上述的条件，需要使柱面透镜在y轴方向的长度hc小于偏转元件阵列203的高度h9，需要满足下式(14)。

θ≤cos^-1(cw/h9)(14)

进一步来说，为了抑制基于垂直扩散板105的扩散时在纵向的亮度不均匀，最好让能射出光线的位置在偏转元件阵列203的同一x坐标上存在两点。为了满足该条件，需要使柱面透镜在y轴方向的长度hc的2倍的长度小于偏转元件阵列203的高度，需要满足下式(15)。

θ≤cos^-1(2cw/h9)(15)

上述的式(14)为最低条件，在实用上满足式(15)更好。

其次，对偏转元件阵列203的倾斜角θ的下限进行说明。关于最短视听距离V_MIN和由影像显示用透过型显示器107的分辨率决定的最佳视听距离Vd，为了让视听者视听最优化的影像，需要满足下式(16)。

Vd≥V_MIN(16)

在此，最短视听距离V_MIN，从图22可知，由从影像显示用透过型显示器107的x方向的画面端座标(w7/2)向水平方向的偏转角度φ’_MAX来决定。偏转角φ’_MAX用式(2)表述，将式(2)用tanφ’_MAX来概括，则成为下式(17)。

tanφ’_MAX＝(cw/2f1)sinθ(17)

而且，从图33可知，若将最短视听距离V_MIN用偏转角φ’_MAX来表示，则成为下式(18)。

V_MIN＝w7/(2tanφ’_MAX)(18)

从上述的式(16)至(18)可知，偏转元件阵列203的倾斜角θ的下限为下式(19)。

θ≥sin^-1((f1×w7)/(cw×Vd))(19)

因此，偏转元件阵列203的倾斜角θ以满足下式为宜。

sin^-1((f1×w7)/(cw×Vd))≤θ≤cos^-1(cw/h9)(20)

此时，视听者在视听区域内，不仅可以视听影像显示用透过型显示器107的整个画面，还可以视听适合于影像显示用透过型显示器107的分辨率的最优化的影像。

以上，利用图53至图59，对第3实施例的缩短景深的结构进行了说明。另外，在本实施例中，对第2实施例增加了左右反射镜303，而对第1实施例，通过增加左右透镜303，也与上述相同可以缩短装置整体的左右宽度。

(第4实施例)

接着，利用图60和图61，对本发明的第4实施例的影像显示装置的结构进行说明。图60是模式地表示本发明第4实施例的影像显示装置的结构的概要立体图。

在图60中，影像显示装置400包括光源控制装置420、影像显示用透过型显示器107、同步控制部109、影像显示装置控制部110。光源控制装置420包括射出平行光线的面光源101、掩模图案部102、偏转元件阵列203、割缝204、垂直扩散板105、垂直扩散板106、2枚左右反射镜303、2枚上下反射镜401以及光源控制部108。

本实施例采用了使光源的利用效率比第3实施例更能提高的结构，基本上与第3实施例相同，但在增加了上下反射镜401这一点与第3实施例不同。

在本实施例中，上下反射镜401被配置在影像显示装置400(光源控制装置420)的上面和下面，是将从偏转元件阵列203射出的光线反射到装置的内侧的反射镜。上下反射镜401具有宽度为w16、高度为h16的矩形区域，其厚度为t16。上下反射镜401以矩形区域与xz平面平行的方式设置在割缝204与影像显示用透过型显示器107之间的上面和下面。此时，若设矩形区域内的反射面的y坐标为y16，反射面的面光源101侧的z坐标为z16，则以满足以下的条件式(21)至(23)的方式设置上下反射镜401。另外，y16的符号由在装置的上下哪一侧安装上下反射镜401而决定。

w16＝z14-z10(21)

y16＝±h10/2(22)

z16＝z10(23)

但是，对于面光源101、掩模图案部102、偏转元件阵列203、割缝204、垂直扩散板105、垂直扩散板106及影像显示用透过型显示器107，需要适当地设定x轴方向的宽度和y轴方向的高度，以便让光线通过各构成要素的有效范围。

另外，在本实施例中，上下反射镜401是以各矩形区域的宽度方向与z坐标平行且高度方向与x轴平行的方式配置，但是，通过在规定的轴方向控制从光源控制装置320最终输出的光线的走向，在视听者进行立体视听的影像显示装置中，如果能提高光源的利用效率，并不特别限定于上述的设置方法，可以进行各种变更。

而且，上下反射镜401的形状通过在规定的轴方向控制从光源控制装置320最终输出的光线的走向，在视听者进行立体视听的影像显示装置中，如果能提高光源的利用效率，并不特别限定于上述的矩形，也可以采用各种形状。

其次，关于以满足上述的条件的方式配置了包含上下反射镜401在内的各构成要素时和没配置上下反射镜401时的差异，以经过影像显示用透过型显示器107的x轴方向的中央部的光线为例进行说明。图61是用于说明基于图60所示的上下反射镜401提高了光源利用效率的模式图。

图61的上段是没有配置上下反射镜401时的侧面图。当没有配置上下反射镜401时，如图中用圆圈围起来的部分所示，被垂直扩散板105垂直扩散的光的一部分不经过影像显示用透过型显示器107。另一方面，图61的下段是与本实施例相同配置了上下反射镜401时的侧面图。如图61的下段所示，当配置了上下反射镜401时，上述的光没有了。因此，由于上下反射镜401反射的光被垂直扩散板106扩散，所以，最终通过视点位置的光线增加。

以上，利用图60和图61，对第4实施例的提高光源的利用效率的结构进行了说明。另外，在本实施例中，对第3实施例增加了上下反射镜401，而对第1、第2实施例，通过增加上下反射镜401，也与上述相同可以提高光源的利用效率。

(第5实施例)

接着，利用图62至图64，对本发明第5实施例的影像显示装置的结构进行说明。图62是模式地表示本发明第5实施例的影像显示装置的结构的概要立体图。

在图62中，影像显示装置500包括光源控制装置520、影像显示用透过型显示器107、同步控制部109、影像显示装置控制部110。光源控制装置520包括射出平行光线的面光源101、掩模图案部102、偏转元件103、割缝104、垂直扩散板105、垂直扩散板106、场透镜501以及光源控制部108。

本实施例采用了使视听范围比第1实施例扩大的结构，基本上与第1实施例相同，但在增加了场透镜501这一点上与第1实施例不同。

在本实施例中，场透镜501被配置在垂直扩散板106和影像显示用透过型显示器107之间，用于变更被垂直扩散板106扩散了的扩散光的行进方向。场透镜501具有宽度为w17、高度为h17的矩形区域，其厚度为t17。因此，如果场透镜501的入射面的z坐标为z17，则满足z17≥(z6+t6)，如果影像显示用透过型显示器107的z坐标为z18，则满足z18≥z17+t17。

作为场透镜501，例如采用菲涅耳透镜，但也可以采用通常的透镜，另外，也可以采用只在x轴方向具有曲率的柱面透镜或柱面菲涅耳透镜。而且，只要是能将光线在规定的轴方向偏转的光学元件，就可以获得与本实施例相同的效果。

图63是表示经过图62所示的场透镜501的光线的路径的俯视图。如图63所示，以各种角度相对于透镜偏转方向射入的光线中，经过透镜主点LM的光直行，除此以外的光在离开主平面MF焦点距离f3的位置聚光。另外，实际上，由于像差的影响，聚光位置具有某种程度的大小。

另外，在本实施例中，场透镜501是以各矩形区域的宽度方向与x轴平行且高度方向与y轴平行，并且z轴通过矩形区域的中心的方式配置，但是，通过在规定的轴方向控制从光源控制装置520最终输出的光线的走向，在视听者进行立体视听的影像显示装置中，如果能扩大视听范围，并不特别限定于上述的设置方法，可以进行各种变更。

而且，关于场透镜501的z坐标的位置，虽然是设置在垂直扩散板106和影像显示用透过型显示器107之间，但同样，只要是能满足目的的设置位置，并不特别限定于此。

而且，场透镜501的形状，通过在规定的轴方向控制从光源控制装置520最终输出的光线的走向，在视听者进行立体视听的影像显示装置中，如果能扩大视听范围，并不特别限定于上述的矩形，也可以采用各种形状。

其次，利用图64，对场透镜501的视听范围的扩大效果进行说明。图64是用于说明图62所示的场透镜501的视听范围的扩大效果的模式图。图64的左侧是没有设置场透镜501时的仰视图，右侧是在垂直扩散板106和影像显示用透过型显示器107之间设置了场透镜501时的仰视图。

如图64的左侧所示，在没有设置场透镜501时，可视听范围BA1(图中的阴影区域)，由偏转元件103的最大水平偏转角φ’_MAX而决定。另一方面，如同本实施例，当设置了场透镜501时，如图64的右侧所示，光线在经过场透镜501时在x轴方向被进一步向原点方向偏转。由此，可视听范围BA2(图中的阴影区域)被扩大，而且，最小视听距离也变短。

根据上述的结构，在本实施例，由于在垂直扩散板106和影像显示用透过型显示器107之间配置场透镜501，变更被垂直扩散板106扩散了的扩散光的行进方向，扩散光以比偏转元件103的最大水平偏转角φ’_MAX大的角度聚光，因此能扩大扩散光的可照射范围并扩大视听者进行立体视听的可视听范围，还能缩短最小视听距离。

以上，利用图62至图64对第5实施例的视听范围的扩大进行了说明。另外，在本实施例中，对第1实施例增加了场透镜501，但通过对第2至4实施例追加增加场透镜501，也与上述相同可以扩大视听范围。

(第6实施例)

其次，利用图65和图66对本发明第6实施例的影像显示装置的结构进行说明。图65是模式地表示本发明第6实施例的影像显示装置的结构的概要立体图。

在图65中，影像显示装置600包括光源控制装置620、影像显示用透过型显示器107、同步控制部109、影像显示装置控制部110。光源控制装置620包括激光源601、可控制反射方向的反射镜602、透镜603、偏转元件103、割缝104、垂直扩散板105、垂直扩散板106以及光源控制部108。激光源601、反射镜602以及透镜603构成光源单元，光源单元为可从射出面射出多条平行光线的结构，从射出面的任意位置射出平行光线。

本实施例采用了其他的光源单元，基本上与第1实施例相同，但将由射出平行光线的面光源101和掩模图案部102实现的可指定光线射出位置的光源单元替换成了由激光源601、可控制反射方向的反射镜602以及透镜603构成的光源单元。

激光源601将激光向反射镜602射出。反射镜602被配置在透镜603的焦点位置，可变更从激光源601射入的激光的反射方向。在本实施例中，作为反射镜602例如采用检流计反射镜(GalvanometerMirror)，但是，并不仅限定于此，只要是能将射入的光线以比影像显示用透过型显示器107的画面改写率高的速度高速地向指定的角度反射的元件即可。

透镜603将来自反射镜602的激光变换成平行光线向偏转元件103射出。在本实施例中，例如采用菲涅耳透镜，但是，并不仅限定于此，例如，也可以采用通常的球面透镜。

光源控制部108控制激光源601及反射镜602，通过让反射镜602的反射面的角度变化来改变激光的反射方向，使从透镜603射出的平行光线的射出位置变化。具体而言，光源控制部108控制反射镜602的动作图案，反射镜602使光线射出到透镜603上的任意位置，透镜603以任意形状的图案将平行光线向偏转元件103射出。

在本实施例中，透镜603具有宽度为w18、高度为h18的矩形区域，其厚度为t18。如果透镜603的入射面的z坐标为z18，则满足z18＝0。此时，如果偏转元件103的z坐标为z19，则z19≥z18+t18。另外，对于z坐标比偏转元件103大的构成要素，遵从第1实施例的配置。

图66是表示图65所示的反射镜602及透镜603的结构的模式图。另外，在图66中，虽然省略了激光源601的图示，但是，对于激光源601，需要决定激光源601与反射镜602之间的相对位置关系，以便使光线能够从反射镜602射出到透镜603的指定区域内。

在此，通过将反射镜602的反射点RE放到透镜603的光线射入侧的焦点位置，从反射镜602射出的全部光线通过透镜603之后，成为与透镜603的射出侧的平面垂直的平行光线。此时，通过使反射镜602的朝向变化来控制光线的射出方向，可以从透镜603的射出侧的平面的任意位置射出垂直于透镜主平面的平行光线。

根据上述结构，由于本实施例也能射出如第1实施例的图15所示的平行光线，视听者111与在第1实施例中同样，能在视点位置视听映射到影像显示用透过型显示器107的影像。而且，对于立体视听，如果与影像显示用透过型显示器107的左右视差影像的显示时机相配合，以比影像显示用透过型显示器107的画面改写率高的速度使反射镜602的朝向高速地变化，在左右眼位置形成射出瞳孔，则与第1实施例同样，能够进行立体视听。即，通过利用上述的光源单元，本实施例也与第1实施例所用的光源单元同样，视听者可以实现立体视听。

另外，在本实施例中，对与第1实施例不同的光源单元的例子进行了说明，但对于第2至5实施例，如果利用与上述相同的光源单元，也可以获得与上述相同的效果。

另外，反射镜602的反射点RE随着反射镜602的朝向而微小地变化，此时，可以将变化的范围的重心附近设定为反射点RE。

而且，在本实施例中，透镜603是以矩形区域的宽度方向与x轴平行，且高度方向与y轴平行，而且z轴通过矩形区域的中心的方式配置，但是，通过在规定的轴方向控制从光源控制装置620最终输出的光线的走向，在视听者进行立体视听的影像显示装置中，如果能扩大视听范围，并不特别限定于上述的设置方法，可以进行各种变更。

而且，透镜603的形状通过在规定的轴方向控制从光源控制装置620最终输出的光线的走向，在视听者进行立体视听的影像显示装置中，如果能扩大视听范围，并不特别限定于上述的矩形，也可以采用各种形状。

(第7实施例)

接着，利用图67对本发明的第7实施例的影像显示装置的结构进行说明。图67是模式地表示本发明第7实施例的影像显示装置的结构的概要立体图。

在图67中，影像显示装置700包括光源控制装置720、影像显示用透过型显示器107、同步控制部109、影像显示装置控制部110、摄像装置701、视点位置测量部702以及光线射出位置决定部703。光源控制装置720包括射出平行光线的面光源101、掩模图案部102、偏转元件103、割缝104、垂直扩散板105、垂直扩散板106以及光源控制部108。

本实施例与第1实施例的不同点在于，通过测量视听者111的视点位置，配合视听者111的移动变更掩模图案部102的掩模图案，动态地变更射出瞳孔形成位置。因此，本实施例基本上与第1实施例相同，但是，在增加了摄像装置701、视点位置测量部702及光线射出位置决定部703这一点上与第1实施例不同。

摄像装置701，例如是具备CCD(ChargeCoupledDevice，电荷耦合元件)或CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor)和透镜的照相机，对影像显示装置700的可视听范围进行摄影，将摄影图像输出到视点位置测量部702。

视点位置测量部702例如检测从摄像装置701取得的映射在摄像图像中的一人以上的人物(例如，视听者111)的左右瞳孔位置，将视听者111的左右瞳孔位置作为左右视点位置发送到光线射出位置决定部703。

光线射出位置决定部703，决定用于在视听者111的左右视点位置形成射出瞳孔的光线射出位置，配合光源单元的状态，将用于在光线射出位置射出光线的信息发送到光源控制部108。例如，光线射出位置决定部703，当光源单元为第1实施例的光源单元时，将决定光线射出位置的掩模图案发送到光源控制部108，而当光源单元为第6实施例的光源单元时，制作反射镜动作图案并发送到光源控制部108。

根据上述结构，在本实施例中，由于可以根据移动的视听者111的左右瞳孔位置变更射出瞳孔形成位置，所以，即使视听者111移动也能实现立体视听。

另外，在本实施例中，对第1实施例增加了摄像装置701、视点位置测量部702及光线射出位置决定部703，但对第2至6实施例，通过增加摄像装置701、视点位置测量部702及光线射出位置决定部703，也与上述相同，可以动态地变更射出瞳孔的形成位置。

而且，较为理想的是，视点位置测量部702除了测量视听者的左右瞳孔位置以外，还测量视听者的视线方向。此时，可以显示适合于测量到的视线方向的影像。

而且，视点位置测量部702最好除了测量视听者的左右瞳孔位置以外还测量视听者的注视位置，光源控制部108根据视点位置测量部702测量到的视听者的注视位置，控制面光源101或激光源601，让影像显示用透过型显示器107的注视点以外的画面的亮度降低。

此时，由于能够根据由视点位置测量部702测量到的注视位置和人的视觉特性，以影像显示用透过型显示器107所显示的影像不会给视听者带来不协调感的程度，降低注视点以外的画面的亮度，因此可以降低装置的消耗电力。

而且，较为理想的是，视点位置测量部702除了测量视听者的左右瞳孔位置以外还测量视听者的注视位置，光源控制部108根据视点位置测量部702测量到的视听者的注视位置，判断视听者是否朝向影像显示用透过型显示器107的方向，当视听者没有朝向影像显示用透过型显示器107的方向时，降低面光源101或激光源601射出的光线的输出。

此时，由于当视听者没有朝向影像显示用透过型显示器107的方向时可以降低面光源101或激光源601射出的光线的输出，因此，通过降低整个画面的亮度，能降低装置的消耗电力。

而且，较为理想的是，视点位置测量部702除了测量视听者的左右瞳孔位置以外还测量视听者的注视位置，光源控制部108根据视点位置测量部702测量到的视听者的注视位置，判断视听者是否朝向影像显示用透过型显示器107的方向，当视听者没有朝向影像显示用透过型显示器107的方向时，关闭面光源101或激光源601射出的平行光线。

此时，由于当视听者没有朝向影像显示用透过型显示器107的方向时可以关闭面光源101或激光源601射出的光线，因此能进一步降低装置的消耗电力。

从上述各实施例将本发明的要点概括如下。即，本发明所涉及的光源控制装置用于控制规定的第1轴方向的光线的走向，包括：将平行光线从任意位置沿着与所述第1轴方向垂直的第2轴方向射出的光源单元；控制所述光源单元的所述平行光线的射出位置的光源控制部；将从所述光源单元射出的所述平行光线偏转的1个以上的偏转元件；将由所述偏转元件偏转的光线向与所述第1轴方向及所述第2轴方向垂直的第3轴方向扩散的第1扩散元件，其中，所述偏转元件相对于所述第1轴方向倾斜而配置，在与自身的光轴方向垂直的第1元件方向和与所述光轴方向及所述第1元件方向双方垂直的第2元件方向具有不同的偏转作用。

在该光源控制装置中，由于在与自身的光轴方向垂直的第1元件方向和与光轴方向及第1元件方向双方垂直的第2元件方向具有不同的偏转作用的偏转元件相对于第1轴方向倾斜而配置，因此，通过变更偏转元件的平行光线的射入位置，能够变更偏转元件射出的光线在第1轴方向的走向。在此，由于通过控制平行光线的射出位置可以控制偏转元件的平行光线的射入位置，因此可以根据平行光线的射出位置控制第1轴方向的光线的走向，可以将第1轴方向的光线的走向被控制的光线向第3轴方向扩散。

因此，由于上述的光源控制装置可以一边控制第1轴方向、例如水平方向的走向，一边射出向第3轴方向、例如垂直方向扩散的光线，因此，当利用该光源控制装置和显示图像的显示部构成影像显示装置时，能够在多名视听者的左右视点位置同时形成从显示部射出的竖条纹状的光线的射出瞳孔。其结果，多名视听者不使用眼镜等也可如2维影像显示那样不受限制地视听立体影像。

上述光源控制装置，优选还包括：被配置在所述光源控制装置的左侧面及右侧面，将从所述偏转元件射出的光线反射到装置的内侧的第1反射镜。此时，可以缩短装置整体的左右宽度。

上述光源控制装置，优选还包括：被配置在所述光源控制装置的上面和下面，将从所述偏转元件射出的光线反射到装置的内侧的第2反射镜。此时，可以提高光源的利用效率。

优选，上述光源单元包括：激光源；被射入来自所述激光源的激光，可变更所述激光的反射方向的反射镜；将来自所述反射镜的激光转换为平行光线的透镜，其中，所述反射镜被配置在所述透镜的焦点位置；所述光源控制部通过控制所述反射镜使所述激光的反射方向变化，让从所述透镜射出的平行光线的射出位置变化。

此时，因为通过控制反射镜改变激光的反射方向变化，使从透镜射出的平行光线的射出位置变化，因此，可以从透镜的射出侧的任意位置射出垂直于透镜主平面的平行光线。

优选，上述光源单元包括：射出所述平行光线的面光源；具有开口部和遮光部，可任意地变更所述开口部的位置的掩模图案部，其中，所述光源控制部，通过让所述掩模图案部的所述开口部的位置变化，使从所述掩模图案部射出的平行光线的射出位置变化。

此时，通过使掩模图案部的开口部的位置变化，可以从掩模图案部的任意位置射出垂直于掩模图案部的主面的平行光线。

优选，上述光源控制部通过让所述掩模图案部的所述开口部的开口量逐步地变化，使从所述第1扩散元件射出的光线的扩散分布均匀。

此时，通过用上述的光源控制装置和显示图像的显示部构成影像显示装置，可以减轻显示部上的亮度的不连续性，可以抑制让视听者感觉到亮度不均匀。

优选，所述偏转元件包含只在所述第1元件方向具有曲率的柱面透镜。此时，通过简单的结构，可以根据平行光线的射出位置使第1轴方向的平行光线的走向变化。

所述偏转元件可以包含只在所述第1元件方向具有曲率的多个柱面透镜以阵列状配置的偏转元件阵列。此时，由于能从多个柱面透镜射出多条平行光线，可以增加从第1扩散元件射出的光线的数量，因此，不用增大第1扩散元件的扩散角也可以缩短装置的景深。

上述光源控制装置，优选还包括：被配置在所述柱面透镜和所述第1扩散元件之间，只让从所述柱面透镜射出的光线中的经过所述柱面透镜的焦点位置附近的光线通过的割缝。此时，可以去除由于柱面透镜的内部反射等产生的迷光的影响。

优选，所述第1扩散元件被配置在只扩散通过了所述割缝的光线的位置。此时，因为可以扩散无用的迷光已被去除的光线，所以，能够生成适合于立体影像的显示的光线。

上述光源控制装置，优选还包括将被所述第1扩散元件扩散的光线进一步向所述第3轴方向扩散的第2扩散元件。此时，由于能将被第1扩散元件扩散的光线进一步向第3轴方向扩散，因此，通过利用上述光源控制装置和显示图像的显示部构成影像显示装置，可以均匀地照射显示部的整个画面。

优选，上述掩模图案部包含透过型显示器。此时，能够将透过型显示器的任意区域动态地切换成开口部和遮蔽部，生成所期望的形状的掩模图案，可以从掩模图案的开口部射出平行光线。

优选，上述光源控制部在变更上述透过型显示器的开口部和遮光部的位置时所产生的画面迁移时，停止来自上述面光源的上述平行光线的照射，在上述透过型显示器的画面迁移结束后，再恢复来自上述面光源的上述平行光线的照射。此时，可以防止在画面迁移时射出不稳定的光线。

本发明的影像显示装置包括：上述的任一项的光源控制装置；将被所述第1扩散元件扩散的光线进一步向所述第3轴方向扩散的第2扩散元件；利用从所述第2扩散元件射出的扩散光显示图像的显示部，其中，所述光源控制部控制从所述光源单元射出的所述平行光线的射出位置，使所述扩散光通过所述显示部之后聚光到视听者的视点位置。

在该影像显示装置中，由于控制从光源单元射出的平行光线的射出位置，使扩散光均匀地照射整个画面，并使扩散光通过显示部之后聚光到视听者的视点位置，因此，可以在多名视听者的左右视点位置同时形成从显示部射出的竖条纹状光线的射出瞳孔，多名视听者不使用眼镜等也可以如2维影像显示那样不受限制地视听立体影像。

优选，当以所述显示部的影像显示画面为基准确定水平方向及垂直方向，并设所述偏转元件的焦点距离为f1，所述偏转元件具有曲率的方向的长度为cw，所述显示部的垂直方向的长度为H，所述显示部的水平方向的长度为W，根据所述显示部的分辨率预先决定的适视距离为Vd时，所述偏转元件相对于水平方向的倾斜角θ满足sin^-1((f1×W)/(cw×Vd))≤θ≤cos^-1(cw/H)。

此时，视听者可以在视听区域视听显示部的整个影像显示画面，并且还能视听到适合于显示部的分辨率的影像。

上述的影像显示装置，优选还包括：控制所述显示部的显示控制部；控制所述光源控制部和所述显示控制部的同步动作的同步控制部，其中，所述光源控制部控制所述光源单元的所述平行光线的射出位置以便通过分时切换所述扩散光的聚光位置，使所述扩散光的聚光位置位于视听者的左眼和右眼；所述显示控制部控制所述显示部，以便与基于所述光源控制部的所述聚光位置的切换同步地显示与所述聚光位置相对应的视差影像。

此时，由于控制平行光线的射出位置使扩散光的聚光位置位于视听者的左眼和右眼，并与聚光位置的切换同步显示与聚光位置对应的视差影像，因此，可以在多名视听者的左右视点位置同时形成从显示部射出的竖条纹状的光线的射出瞳孔，多名视听者不使用眼镜等也可以如2维影像显示那样不受限制地视听立体影像。

上述的影像显示装置，优选还包括：测量视听者的左右瞳孔位置的测量部；根据所述测量部测量到的左右瞳孔位置决定所述光源单元的光线射出位置的决定部，其中，所述光源控制部控制所述光源单元的所述平行光线的射出位置，使所述平行光线从所述决定部决定的光线射出位置射出。

此时，由于可以根据移动的视听者的左右瞳孔位置而相应地变更射出瞳孔形成位置，因此，即使视听者移动也能够实现立体视听。

上述的影像显示装置，优选还包括：被配置在所述第2扩散元件与所述显示部之间，变更被所述第2扩散元件扩散的扩散光的行进方向的行进方向变更元件。此时，由于通过变更扩散光的行进方向能扩大扩散光的可照射范围，因此，可以在扩大视听者进行立体视听的视听范围的同时缩短最小视听距离。

上述影像显示装置，优选，将所述扩散光的宽度扩大到视听者的瞳孔距离以上。此时，视听者可以视听到更加明亮的影像。

优选，所述掩膜图案部使所述开口部成为全面开口部。此时，可以在扩散光的方向控制范围内视听显示部的影像。

上述影像显示装置，优选将所述扩散光形成的条纹状光线的宽度扩大到视听者的瞳孔距离以上，且作为所述显示部所显示的影像，不管聚光位置如何都显示同一影像。此时，即使是基于分时的聚光位置控制，也可以显示明亮的2维影像。

优选，所述述测量部除了测量视听者的左右瞳孔位置还测量视听者的视线方向。此时，可以显示适合于测量到的视线方向的影像。

优选，所述测量部除了测量视听者的左右瞳孔位置还测量视听者的注视位置，所述光源控制部根据所述测量部测量到的视听者的注视位置，控制所述光源单元，使所述显示部的注视点以外的画面的亮度降低。

此时，由于能够根据由测量部测量到的注视位置和人的视觉特性，以显示部所显示的影像不会给视听者带来不协调感的程度，降低注视点以外的画面的亮度，因此可以降低装置的消耗电力。

优选，所述测量部除了测量视听者的左右瞳孔位置以外还测量视听者的注视位置，所述光源控制部根据测量部测量到的视听者的注视位置，判断视听者是否朝向所述显示部的方向，当视听者没有朝向上述显示部的方向时，降低从上述光源单元射出的光线的输出。

此时，由于当视听者朝向显示部以外的方向时可以降低从光源单元射出的光线输出，因此，通过降低整个画面的亮度，能降低装置的消耗电力。

优选，所述测量部除了测量视听者的左右瞳孔位置以外还测量视听者的注视位置，所述光源控制部根据测量部测量到的视听者的注视位置，判断视听者是否朝向所述显示部的方向，当视听者没有朝向所述显示部的方向时，关闭从所述光源单元射出的所述平行光线。

此时，由于当视听者朝向显示部以外的方向时可以关闭从光源单元射出的平行光线，因此，能进一步降低装置的消耗电力。

产业上的利用可能性

本发明所涉及的光源控制装置及影像显示装置，由于不使用眼镜等也可以如2维影像显示那样不受限制地视听立体影像，因此，可以在显示器等影像显示装置以及该影像显示装置所使用的光源控制装置得到利用。

Claims (15)

1.一种光源控制装置，用于控制在X轴方向的光线的走向，其特征在于包括：

光源单元，将平行光线从任意位置沿着与所述X轴方向垂直的Z轴方向射出；

光源控制部，控制所述光源单元的所述平行光线的射出位置；

偏转元件，具有1个以上，将从所述光源单元射出的所述平行光线偏转；

第1扩散元件，将由所述偏转元件偏转的光线向与所述X轴方向及所述Z轴方向垂直的Y轴方向扩散，其中，

所述偏转元件，相对于所述X轴方向倾斜而配置，在与自身的光轴方向垂直的宽度方向和与所述光轴方向及所述宽度方向双方垂直的高度方向具有不同的偏转作用。

2.根据权利要求1所述的光源控制装置，其特征在于还包括：

第1反射镜，被配置在所述光源控制装置的左侧面及右侧面，将从所述偏转元件射出的光线反射到装置的内侧。

3.根据权利要求1所述的光源控制装置，其特征在于还包括：

第2反射镜，被配置在所述光源控制装置的上面和下面，将从所述偏转元件射出的光线反射到装置的内侧。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光源控制装置，其特征在于，

所述光源单元包括：

激光源；

被射入来自所述激光源的激光，可变更所述激光的反射方向的反射镜；

将来自所述反射镜的激光转换为平行光线的透镜，其中，

所述反射镜被配置在所述透镜的焦点位置；

所述光源控制部，通过控制所述反射镜使所述激光的反射方向改变，让从所述透镜射出的平行光线的射出位置变化。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的光源控制装置，其特征在于，

所述光源单元包括：

射出所述平行光线的面光源；

具有开口部和遮光部，可任意地变更所述开口部的位置的掩模图案部，

所述光源控制部，通过使所述掩模图案部的所述开口部的位置变化，让从所述掩模图案部射出的平行光线的射出位置变化。

6.根据权利要求5所述的光源控制装置，其特征在于：

所述光源控制部，通过使所述掩模图案部的所述开口部的开口量逐步地变化，使从所述第1扩散元件射出的光线的扩散分布均匀。

7.根据权利要求1所述的光源控制装置，其特征在于：

所述偏转元件包含只在所述宽度方向具有曲率的柱面透镜。

8.根据权利要求1所述的光源控制装置，其特征在于：

所述偏转元件包含只在所述宽度方向具有曲率的多个柱面透镜以阵列状配置的偏转元件阵列。

9.根据权利要求7或8所述的光源控制装置，其特征在于还包括：

割缝部，被配置在所述柱面透镜和所述第1扩散元件之间，只让从所述柱面透镜射出的光线中的经过所述柱面透镜的焦点位置附近的光线通过。

10.根据权利要求9所述的光源控制装置，其特征在于：

所述第1扩散元件被配置在只扩散通过了所述割缝部的光线的位置。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的光源控制装置，其特征在于还包括：

第2扩散元件，将被所述第1扩散元件扩散的光线进一步向所述Y轴方向扩散。

12.一种影像显示装置，其特征在于包括：

光源控制装置，如权利要求1至10中任一项所述；

第2扩散元件，将被所述第1扩散元件扩散的光线进一步向所述Y轴方向扩散；

显示部，利用从所述第2扩散元件射出的扩散光显示图像，其中，

所述光源控制部，控制从所述光源单元射出的所述平行光线的射出位置，使所述扩散光通过所述显示部之后聚光到视听者的视点位置。

13.根据权利要求12所述的影像显示装置，其特征在于：

当以所述显示部的影像显示画面为基准确定水平方向及垂直方向，并设所述光源控制装置中的所述偏转元件的焦点距离为f1、所述偏转元件具有曲率的方向的长度为cw、所述偏转元件的阵列的高度为h9、所述显示部的水平方向的长度为W、根据所述显示部的分辨率预先决定的适视距离为Vd时，所述偏转元件相对于水平方向的倾斜角θ满足下式，

sin^-1((f1×W)/(cw×Vd))≤θ≤cos^-1(cw/h9)。

14.根据权利要求12或13所述的影像显示装置，其特征在于还包括：

控制所述显示部的显示控制部；

控制所述光源控制部和所述显示控制部的同步动作的同步控制部，其中，

所述光源控制部，控制所述光源单元的所述平行光线的射出位置，以便通过分时切换所述扩散光的聚光位置，使所述扩散光的聚光位置位于视听者的左眼和右眼；

所述显示控制部，控制所述显示部，以便与基于所述光源控制部的所述聚光位置的切换同步地显示与所述聚光位置相对应的视差影像。

15.根据权利要求12或13所述的影像显示装置，其特征在于还包括：

测量视听者的左右瞳孔位置的测量部；

根据所述测量部测量到的左右瞳孔位置决定所述光源单元的光线射出位置的决定部，其中，

所述光源控制部，控制所述光源单元的所述平行光线的射出位置，使所述平行光线从所述决定部所决定的光线射出位置射出。