JP2004287041A

JP2004287041A - 画像表示装置および光源ユニット

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Publication number: JP2004287041A
Application number: JP2003078493A
Authority: JP
Inventors: Sadao Ioki; 定男井置; Sanji Arisawa; 三治有沢; Seijiro Tomita; 誠次郎富田
Original assignee: Arisawa Mfg Co Ltd; Sophia Co Ltd; Amita Technologies Inc Taiwan
Current assignee: Arisawa Mfg Co Ltd; Sophia Co Ltd; Amita Technologies Inc Taiwan
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2023-03-20
Also published as: WO2004083937A1; JP3935095B2; KR101011862B1; KR20050114664A; US7804549B2; US20060221270A1

Abstract

【課題】明るい画像を確保すると共に、液晶式の立体画像表示のクロストークを低減する。また、広い視野角を得る。
【解決手段】特定の偏光の光を透過する第１領域と、特定の偏光の光と直交する偏光の光を透過する第２領域とが、縦方向に繰り返して設けられたフィルタを備え、光源２０１は、発光源２１０と、その光を特定の偏光の光と特定の偏光と直交する偏光の光とで出力する偏光手段２１２と、異なる偏光の光を左右各々の目に到達する方向に屈折させて液晶表示パネル２０５に照射する光学手段２０３と、を含んで構成された画像表示装置において、発光源２１０は、立体画像表示用の光源部を中央部に、視野拡大用の光源部を両端部にして線状に発光する線状発光源であって、線状発光源の中央部には、線状発光源の照射範囲を絞って輝度を高める中央部プリズム３０６ａを配設して、線状発光源の両端部には、中央部プリズム３０６ａよは異なる輝度を有する周辺部プリズム３０６ｂ，３０６ｃを配設する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶式の画像表示装置の光源ユニットおよび画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来三次元画像表示装置は、光源の前面左右に偏光方向が直交する右眼用偏光フィルタ部と左眼用偏光フィルタ部とを配置し、この各フィルタ部を通過した各光をフレネルレンズで平行光として液晶表示素子に照射し、この液晶表示素子の両面の偏光フィルタのそれぞれを、１水平ライン毎に互いに直交する直線偏光フィルタライン部を交互に配置し、且つ、光源側と観察側の対向する直線偏光フィルタライン部を直交する偏光方向とし、液晶表示素子の液晶パネルには２枚の偏光フィルタの透光ラインに合わせて１水平ライン毎に右眼用と左眼用の映像情報を交互に表示する構成であった。また、光源側の偏光フィルタを１水平ライン毎に互いに直交する直線偏光フィルタライン部を交互に配置し、観察側の偏光フィルタを光源側の偏光フィルタの一方の直線偏光フィルタライン部を有する直線偏光フィルタとし、液晶表示素子の液晶パネルには光源側の偏光フィルタの透光ラインに合わせて１水平ライン毎に右眼用と左眼用の映像情報を交互に表示する構成であった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−６３１９９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の画像表示装置においては、偏光フィルタ等の数が多く、また光源を液晶パネルの後方中央のみに配設した、いわゆる点光源であるため画像の明るさに難点があった。また、光源の光をフレネルレンズを介して左眼用の平行光と右眼用の平行光にさせるものの、これらの光が重なるクロストークがあり、その分、立体画像を認識しにくくなっていた。また、左右の視野角が狭いという問題があった。
【０００５】
この発明は、このような問題点を解決した光源ユニットおよび画像表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、後方から照射された光を透過可能な液晶表示パネルと、特定の偏光の光と、前記特定の偏光と直交する偏光の光とを、前記液晶表示パネルに照射する光源と、前記液晶表示パネルと前記光源との間に配置され、前記特定の偏光の光を透過する第１領域と、前記特定の偏光の光と直交する偏光の光を透過する第２領域とが、縦方向に繰り返して設けられたフィルタと、を備え、前記光源は、偏光が特定されない光を放射する発光源と、前記偏光が特定されない光を前記特定の偏光の光と前記特定の偏光と直交する偏光の光とで出力する偏光手段と、異なる偏光の光を左右各々の目に到達する方向に屈折させて前記液晶表示パネルに照射する光学手段と、を含んで構成された画像表示装置において、前記発光源は、前記液晶表示パネルに対して、立体画像表示用の光源部を中央部に、視野拡大用の光源部を両端部にして左右方向に配置されて線状に発光する線状発光源であって、前記線状発光源の中央部には、前記線状発光源の照射範囲を絞って輝度を高める中央部プリズムを配設して、前記線状発光源の両端部には、前記中央部プリズムとは異なる輝度を有する周辺部プリズムを配設する。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、前記線状発光源は、線状に配置された複数の点状発光源から構成され、前記中央部プリズムおよび前記周辺部プリズムは、前記点状発光源からの光を入光させる入光面と、該入光面から入光して光路が補正された光を出光させる出光面とを、それぞれ点状発光源に対して一対一に備える。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明において、前記中央部プリズムおよび前記周辺部プリズムは、それぞれプリズムの出光面を隙間無く構成する。
【０００９】
第４の発明は、第２の発明において、前記中央部プリズムおよび前記周辺部プリズムは、前記点状発光源の各々に一対一に備えられる。
【００１０】
第５の発明は、第２の発明において、前記中央部プリズムおよび前記周辺部プリズムは、前記線状発光源の中央部と、前記線状発光源の両端部とで別体にすると共に、所要数の点状発光源に対応して、出光面の周囲部を介して一体形成する。
【００１１】
第６の発明は、第２〜第５の発明において、前記点状発光源は、前記線状発光源の中央部で密に、前記線状発光源の両端部で疎にして配置されている。
【００１２】
第７の発明は、第１〜第６の発明において、前記中央部プリズムおよび前記周辺部プリズムは、前記点状発光源に向けた入光面と、液晶表示パネル面に向けた出光面とを両端に備えた楔形状プリズムで構成され、前記液晶表示パネルに対する前記楔形状プリズムの対向する少なくとも一方の側面形状を曲面にする。
【００１３】
第８の発明は、第７の発明において、前記楔形状プリズムの対向するもう一方の側面形状を平面にする。
【００１４】
第９の発明は、第１〜第６の発明において、前記中央部プリズムおよび前記周辺部プリズムの出光面が、前記液晶表示パネルの中心部に向かって略等距離に位置するように形成される。
【００１５】
第１０の発明は、正面観察用の光源部を中央部に、視野拡大用の光源部を両端部にして線状に発光するとともに、光を屈折させて液晶表示パネルに照射する光学手段を介して後方から液晶表示パネルに光を照射する光源ユニットであって、前記線状発光源の中央部には、前記線状発光源の照射範囲を絞って輝度を高める中央部プリズムを配設して、前記線状発光源の両端部には、前記中央部プリズムとは異なる輝度を有する周辺部プリズムを配設する。
【００１６】
【発明の効果】
第１の発明では、液晶表示パネルに対して、立体画像表示用の光源部を中央部に、視野拡大用の光源部を両端部にして左右方向に配置されて線状に発光する線状発光源を用い、線状発光源の中央部には、線状発光源の照射範囲を絞って輝度を高める中央部プリズムを配設して、線状発光源の両端部には、中央部プリズムとは異なる輝度を有する周辺部プリズムを配設するので、限られた光量を立体画像表示用と視野拡大用とに好適に利用することができるようになった。したがって、光源を確保するコストおよび光源からの発熱量を抑えながら、立体視可能な表示画面中央部を明るくしつつ、左右方向の視野角を大きくすることができる。
【００１７】
第２の発明では、線状発光源は、線状に配置された複数の点状発光源から構成され、中央部プリズムおよび周辺部プリズムは、点状発光源からの光を入光させる入光面と、該入光面から入光して光路が補正された光を出光させる出光面とを、それぞれ点状発光源に対して一対一に備えるので、点状発光源からの光を好適に入光させ、液晶表示パネル面に好適に出光させることができる。
【００１８】
第３の発明では、中央部プリズムおよび周辺部プリズムは、それぞれプリズムの出光面を隙間無く構成するので、隙間に起因して画面に影が現れるのを防止できる。
【００１９】
第４の発明では、中央部プリズムおよび周辺部プリズムは、点状発光源の各々に一対一に備えられるので、入光した光の損失を少なくして出光させることができる。
【００２０】
第５の発明では、中央部プリズムおよび周辺部プリズムは、線状発光源の中央部と、線状発光源の両端部とで別体にすると共に、所要数の点状発光源に対応して、出光面の周囲部を介して一体形成するので、入光した光の損失を少なくして出光させながら、プリズムの組み付け性の向上を図ることができる。
【００２１】
第６の発明では、点状発光源は、線状発光源の中央部で密に、線状発光源の両端部で疎にして配置されているので、点状発光源の数を低減させることによる発熱量抑制と、コスト低減とができる。また、発熱箇所の集中を避けることができる。
【００２２】
第７の発明では、中央部プリズムおよび周辺部プリズムは、点状発光源に向けた入光面と、液晶表示パネル面に向けた出光面とを両端に備えた楔形状プリズムで構成され、液晶表示パネルに対する楔形状プリズムの少なくとも一方の側面形状を曲面にするので、出光する光が液晶表示パネルに対して拡散する角度範囲並びに光束の強度分布を好適に制御することができる。
【００２３】
第８の発明では、楔形状プリズムのもう一方の側面形状を平面にするので、出光する光が液晶表示パネルに対して拡散することを許容し、該方向の視野角を広げることができる。また、平面とすることで、加工がし易く、光線を反射させるための鏡面研磨も容易となる。
【００２４】
第９の発明では、中央部プリズムおよび周辺部プリズムの出光面が、液晶表示パネルの中心に向かって略等距離に位置するように形成されるので、出光面を密にしながら、光源部を疎にすることができ発熱部が集中するのを防ぐことができる。また、光源部の配設も容易になる。
【００２５】
第１０の発明では、正面観察用の光源部を中央部に、視野拡大用の光源部を両端部にして線状に発光するとともに、光を屈折させて液晶表示パネルに照射する光学手段を介して後方から液晶表示パネルに光を照射する光源ユニットであって、線状発光源の中央部には、線状発光源の照射範囲を絞って輝度を高める中央部プリズムを配設して、線状発光源の両端部には、中央部プリズムとは異なる輝度を有する周辺部プリズムを配設するので、限られた光量を正面観察用と側面観察用とに好適に利用することができるようになった。したがって、光源を確保するコストおよび光源からの発熱量を抑えながら、表示画面中央部を明るくしつつ、左右方向の視野角を大きくすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態の画像表示装置の機能説明図である。
【００２８】
光源２０１は、発光源２１０、偏光フィルタ２１２（偏光手段）、フレネルレンズ２０３（光学手段）によって構成されている。発光源２１０は白色発光ダイオード等（または冷陰極管等）を左右方向に配置したものが用いられている。偏光フィルタ２１２は右側領域２１２ａと左側領域２１２ｂとで透過する光の偏光が異なる（例えば、右側領域２１２ａと左側領域２１２ｂとで透過する光の偏光を９０度ずらす）ように設定されている。フレネルレンズ２０３は一側面に同心円上の凹凸を有するレンズ面を有している。
【００２９】
発光源２１０から放射された光は、偏光フィルタ２１２によって一定の偏光の光のみが透過される。すなわち、発光源２１０から放射された光のうち、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを通過した光と、左側領域２１２ｂを通過した光とが異なる偏光の光としてフレネルレンズ２０３に照射される。後述するように、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを通過した光は観察者の左目に到達し、左側領域２１２ｂを通過した光は観察者の右目に到達するようになっている。
【００３０】
偏光フィルタ２１２を透過した光はフレネルレンズ２０３に照射される。フレネルレンズ２０３は凸レンズであり、フレネルレンズ２０３では発光源２１０から拡散するように放射された光の光路を略収束光に変換して微細位相差板２０４を透過して、液晶表示パネル２０５に照射する。
【００３１】
このとき、微細位相差板２０４から照射される光は、上下方向に広がることがないように出射され、液晶表示パネル２０５に照射される。すなわち、微細位相差板２０４の特定の領域を透過した光が、液晶表示パネル２０５の特定の表示単位の部分を透過するようになっている。
【００３２】
また、液晶表示パネル２０５に照射される光のうち、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを通過した光と左側領域２１２ｂを通過した光とは、異なる角度でフレネルレンズ２０３に入射し、フレネルレンズ２０３で屈折して左右異なる経路で液晶表示パネル２０５から放射される。
【００３３】
液晶表示パネル２０５は、２枚のガラス板の間に所定の角度（例えば、９０度）ねじれて配向された液晶が充填されており、例えば、ＴＮ（ツイスト・ネマチック）型の液晶表示パネルを構成している。液晶表示パネルに入射した光は、液晶に電圧が加わっていない状態では、入射光の偏光が９０度ずらして出射される。一方、液晶に電圧が加わっている状態では、液晶のねじれが解けるので、入射光はそのままの偏光で出射される。
【００３４】
液晶表示パネル２０５の光源２０１側には、微細位相差板２０４及び偏光板２０５ａ（第２偏光板）が配置されており（微細位相差板２０４と偏光板２０５ａ（第２偏光板）とでフィルタと称する）、観察者側には、偏光板２０５ｂ（第１偏光板）が配置されている。
【００３５】
微細位相差板２０４は、透過する光の位相を変える領域が、微細な間隔で繰り返して配置されている。具体的には、光透過性の基材２３０に、微細な幅の１／２波長板２３１が設けられた領域２０４ａと、１／２波長板２３１の幅と同一の微細な間隔で、１／２波長板２３１が設けられていない領域２０４ｂとが微細な間隔で繰り返して設けられている。すなわち、設けられた１／２波長板２３１によって透過する光の位相を変える領域２０４ａと、１／２波長板２３１が設けられていないために透過する光の位相を変えない領域２０４ｂとが微細な間隔で繰り返して設けられている。この１／２波長板２３１は、透過する光の位相を変化させる位相差板として機能している。
【００３６】
１／２波長板２３１は、その光学軸を偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを透過する光の偏光軸と４５度傾けて配置して、右側領域２１２ａを透過した光の偏光軸を９０度回転させて出射する。すなわち、右側領域２１２ａを透過した光の偏光を９０度回転させて、左側領域２１２ｂを透過する光の偏光と等しくする。すなわち、１／２波長板２３１が設けられていない領域２０４ｂは左側領域２１２ｂを通過した、偏光板２０５ａと同一の偏光を有する光を透過し、１／２波長板２３１が設けられた領域２０４ａは右側領域２１２ａを通過した、偏光板２０５ａと偏光軸が直交した光を、偏光板２０５ａの偏光軸と等しくなるように回転させて出射する。
【００３７】
この微細位相差板２０４の偏光特性の繰り返しは、液晶表示パネル２０５の表示単位と略同一のピッチとして、表示単位毎（すなわち、表示単位の横方向の水平ライン毎）に透過する光の偏光が異なるようにする。よって、液晶表示パネル２０５の表示単位の水平ライン（走査線）毎に対応する微細位相差板の偏光特性が異なるようになって、水平ライン毎に出射する光の方向が異なる。
【００３８】
又は、微細位相差板２０４の偏光特性の繰り返しは、液晶表示パネル５０４の表示単位のピッチの整数倍のピッチとして、微細位相差板２０４の偏光特性が複数の表示単位毎（すなわち、複数の表示単位の水平ライン毎）に変わるようにして、複数の表示単位毎に透過する光の偏光が異なるように設定する。よって、液晶表示パネル５０４の表示単位の水平ライン（走査線）の複数本毎に微細位相差板の偏光特性が異なって、水平ラインの複数本毎に出射する光の方向が異なる。
【００３９】
このように、微細位相差板の偏光特性の繰り返し毎に異なる光を液晶表示パネル２０５の表示素子（水平ライン）に照射する必要があるため、微細位相差板２０４を透過して液晶表示パネル２０５に照射される光は、上下方向の拡散を抑制したものである必要がある。
【００４０】
すなわち、微細位相差板２０４の光の位相を変化させる領域２０４ａは、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを透過した光を、左側領域２１２ｂを透過した光の偏光と等しくして透過する。また、微細位相差板２０４の光の位相を変化させない領域２０４ｂは、偏光フィルタ２１２の左側領域２１２ｂを透過した光をそのまま透過する。そして微細位相差板２０４を出射した光は、左側領域２１２ｂを透過した光と同じ偏光を有して、液晶表示パネル２０５の光源側に設けられた偏光板２０５ａに入射する。
【００４１】
偏光板２０５ａは第２偏光板として機能し、微細位相差板２０４を透過した光と同一の偏光の光を透過する偏光特性を有する。すなわち、偏光フィルタ２１２の左側領域２１２ｂを透過した光は第２偏光板２０５ａを透過し、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを透過した光は偏光軸を９０度回転させられて第２偏光板２０５ａを透過する。また、偏光板２０５ｂは第１偏光板として機能し、偏光板２０５ａと９０度異なる偏光の光を透過する偏光特性を有する。
【００４２】
このような微細位相差板２０４、偏光板２０５ａ及び偏光板２０５ｂを液晶表示パネル２０５に貼り合わせて、微細位相差板２０４、偏光板２０５ａ、液晶表示パネル２０５及び偏光板２０５ｂを組み合わせて画像表示装置を構成する。このとき、液晶に電圧が加わった状態では、微細位相差板２０４を透過した光は偏光板２０５ｂを透過する。一方、液晶に電圧が加わっていない状態では、微細位相差板２０４を透過した光は偏光が９０度ねじれて液晶表示パネル２０５から出射されるので、偏光板２０５ｂを透過しない。
【００４３】
ディフューザ２０６は、第１偏光板２０５ｂの前面側（観察者側）に取り付けられており、液晶表示パネルを透過した光を上下方向に拡散する拡散手段として機能する。具体的には、縦方向にかまぼこ状の凹凸が繰り返し設けられたレンチキュラーレンズを用い液晶表示パネルを透過した光を、上下に拡散する。
【００４４】
なお、表面に微少な凹凸が形成されたマット状拡散面をもって拡散手段としても良い。その表面には長径が略水平方向を向くように配置された楕円又は長円形状の微笑突起が多数設けられて凹凸面が形成されており、マット状加工を横方向につぶれた楕円状とすることで光を上下方向に強く拡散する。また、ディフューザの両面に拡散手段を設けるようにして、光をより強く上下方向に拡散するようにしても良い。その場合に、拡散手段としてレンチキュラーレンズとマット状拡散面とを組み合わせても良い。
【００４５】
図２と図３は、本発明の実施の形態の画像表示装置の斜視図と分解斜視図である。
【００４６】
画像表示装置２００は、所定形状のホルダ２０８に発光源（線状発光源）２１０を配設した光源本体ユニット２５０、反射板（ミラー）２０２、フレネルレンズ２０３、微細位相差板２０４、液晶表示パネル２０５、ディフューザ２０６等がケース２０７に組み付けられる。
【００４７】
光源本体ユニット２５０は、ケース２０７の光源本体収納部２１１の下部壁に、後傾して、液晶表示パネル２０５に対して線状発光源２１０が左右方向に配置されるように、取り付けられる。
【００４８】
反射板２０２は、線状発光源２１０の光をフレネルレンズ２０３に照射するように、光源本体収納部２１１の上半壁に前傾して、取り付けられる。
【００４９】
線状発光源２１０は、光源本体ユニット２５０を介して、線状の発光部位がフレネルレンズ２０３の中心に向かって湾曲するように（略等距離に位置するように）、かつその焦点距離より離れた距離に来るように、配置される（線状発光源２１０の光、フレネルレンズ２０３の中心部からの距離は、反射板２０２を系路にする）。
【００５０】
光源本体ユニット２５０の前面には、後述するように、線状発光源２１０のうち、右側の発光部位２１０ａの光を左眼用の偏光の光に、左側の発光部位２１０ｂの光を右眼用の偏光の光にする偏光フィルタ２１２が取り付けられる。
【００５１】
フレネルレンズ２０３、微細位相差板２０４、液晶表示パネル２０５、ディフューザ２０６は、ケース２０７のパネル枠２１３ならびにカバー枠２１４に嵌められ、パネル枠２１３、カバー枠２１４を光源本体収納部２１１に固定して組み付けられる。パネル枠２１３の下部には、光源本体収納部２１１に光源本体カバー２１５が組み付けられる。
【００５２】
この表示ユニット２１６の前面には、前面カバー２２０が取り付けられ、後部には、基板ホルダ２１７、２１８に駆動用の基板が配設されると共に、カバーケース２２１が取り付けられる。２２２は、線状発光源２１０の空冷用のファンである。
【００５３】
図４は、画像表示装置２００の駆動回路６００を示すブロック図である。
【００５４】
画像表示装置を駆動するための主制御回路６０１には、ＣＰＵ６１１、プログラムなどを予め格納したＲＯＭ６１２、ＣＰＵ６１１の動作時にワークエリアとして使用されるメモリであるＲＡＭ６１３が設けられている。これらのＣＰＵ６１１、ＲＯＭ６１２及びＲＡＭ６１３はバス６１８によって接続されている。このバス６１８はＣＰＵ６１１がデータの読み書きをするために使用するアドレスバス及びデータバスから構成されている。
【００５５】
また、外部との入出力を司る通信インターフェース６１５、入力インターフェース６１６及び出力インターフェース６１７が、バス６１８に接続されている。通信インターフェース６１５は、所定の通信プロトコルに従ってデータ通信を行うためのデータ入出力部である。入力インターフェース６１６、出力インターフェース６１７は、画像表示装置に表示する画像データを入出力する。
【００５６】
また、バス６１８には、表示制御回路６０２のグラフィック・ディスプレイ・プロセッサ（ＧＤＰ）６５１が接続されている。ＧＤＰ６５１は、ＣＰＵ６１１によって生成された画像データを演算し、ＲＡＭ６５３に設けられたフレームバッファに書き込んで、画像表示装置に対して出力する信号（ＲＧＢ、ＶＢＬＡＮＫ、Ｖ＿ＳＹＮＣ、Ｈ＿ＳＹＮＣ）を生成する。ＧＤＰ６５１には、ＲＯＭ６５２及びＲＡＭ６５３が接続されており、ＲＡＭ６５３には、ＧＤＰ６５１が動作するためのワークエリア及び表示データを記憶するフレームバッファが設けられている。また、ＲＯＭ６５２には、ＧＤＰ６５１が動作するために必要なプログラム及びデータが記憶されている。
【００５７】
また、ＧＤＰ６５１には、ＧＤＰ６５１にクロック信号を供給する発振器６５８が接続されている。発振器６５８が生成するクロック信号は、ＧＤＰ６５１の動作周期を規定し、ＧＤＰ６５１から出力される同期信号（例えば、Ｖ＿ＳＹＮＣ、ＶＢＬＡＭＮＫ）の周期を生成する。
【００５８】
ＧＤＰ６５１から出力されるＲＧＢ信号は、γ補正回路６５９に入力されている。このγ補正回路６５９は、画像表示装置の信号電圧に対する照度の非線形特性を補正して、画像表示装置の表示照度を調整して、画像表示装置に対して出力するＲＧＢ信号を生成する。
【００５９】
合成変換装置６７０は、右目用フレームバッファ、左目用フレームバッファ及び立体視用フレームバッファが設けられており、ＧＤＰ６５１から送られてきた右目用画像を右目用フレームバッファに書き込み、左目用画像を左目用フレームバッファに書き込む。そして、右目用画像と左目用画像とを合成して立体視用画像を生成して立体視用フレームバッファに書き込んで、立体視用画像データをＲＧＢ信号として画像表示装置に出力する。
【００６０】
この右目用画像と左目用画像との合成による立体視用画像の生成は、微細位相差板２０４の１／２波長板２３１の間隔毎に、右目用画像と左目用画像と組み合わせる。具体的には、本実施の形態の画像表示装置の微細位相差板２０４の１／２波長板２３１は液晶表示パネル２０５の表示単位の間隔で配置されているので、液晶表示パネル２０５の表示単位の横方向ライン（走査線）毎に右目用画像と左目用画像とが交互に表示されるように立体視用画像を表示する。
【００６１】
Ｌ信号出力中にＧＤＰ６５１から送信されてきた左目用画像データを左目用フレームバッファに書き込み、Ｒ信号出力中にＧＤＰ６５１から送信されてきた右目用画像データを右目用フレームバッファに書き込む。そして、左目用フレームバッファに書き込まれた左目用画像データと、右目用フレームバッファに書き込まれた右目用画像データとを走査線一本毎読み出して、立体視用フレームバッファに書き込む。
【００６２】
画像表示装置内には液晶ドライバ（ＬＣＤＤＲＶ）６８１、バックライトドライバ（ＢＬＤＲＶ）６８２が設けられている。液晶ドライバ（ＬＣＤＤＲＶ）６８１は、合成変換装置６７０から送られてきたＶ＿ＳＹＮＣ信号、Ｈ＿ＳＹＮＣ信号及びＲＧＢ信号に基づいて、液晶表示パネルの電極に順次電圧をかけて、液晶表示パネルに立体視用の合成画像を表示する。
【００６３】
バックライトドライバ６８２は、ＧＤＰ６５１から出力されたＤＴＹ＿ＣＴＲ信号に基づいてバックライト（発光源２１０）に加わる電圧のデューティー比を変化させて、液晶表示パネル２０５の明るさを変化させる。
【００６４】
図５〜図８は、光源本体ユニット２５０の平面図、側面図、分解斜視図、断面図である。線状発光源２１０は、線状に配置された複数の点状発光源（ＬＥＤ（発光素子）：白色発光ダイオード等）あるいは細長い冷陰極管等から構成するが、実施の形態では、点状発光源を用いたものを説明する。
【００６５】
ホルダ２０８は、折れ線状に収納部３００を形成する分割構造の収納ケース３０１ａ、３０１ｂとカバー３０２とにより構成され、収納部３００は、所定長さの中央部３０３とその両側のホルダ前方向に所定角度斜行した周辺部３０４とに形成される。
【００６６】
線状発光源２１０は、基板３０８の所定長さの中央部３０８ａとその両側の基板前面方向に所定角度斜行した周辺部３０８ｂとに、所定数のＬＥＤ（発光素子：白色発光ダイオード等）３０５が線状に配列して取り付けられる。
【００６７】
各ＬＥＤ３０５は、基板３０８の中央部３０８ａではＬＥＤ３０５の配置間隔（ピッチＡ）が狭く、周辺部３０８ｂのＬＥＤ３０５の配置間隔は広くなっている。そのなかでも、周辺部３０８ｂにおいては、中央寄りのＬＥＤ３０５の配置間隔（ピッチＢ）が狭く、外側のＬＥＤ３０５の配置間隔（ピッチＣ）が広くなっている。このようにして、観察者の正面に位置する中央部３０８ａのＬＥＤ３０５は、表示画面を明るくするために密に配置している。そして、周辺部におけるＬＥＤ３０５は左右方向の視野角向上を目的とするため、明るさを犠牲にして発熱部の集中を避けること、またＬＥＤ数削減によるコスト低減のために疎に配置している。
【００６８】
各ＬＥＤ３０５の前面には、ＬＥＤ３０５の光に指向性を持たせるプリズム３０６がＬＥＤ３０５の各々に一対一に備えられる。各プリズム３０６は、中央部３０８ａのＬＥＤ３０５、周辺部３０８ｂのＬＥＤ３０５に対応して、中央部のプリズム３０６が中央プリズム体３０７ａとして、周辺部のプリズム３０６が周辺プリズム体３０７ｂとして一体形成されると共に、ＬＥＤ３０５からの光を入光させる入光面（後述する）と、該入光面から入光して光路が補正された光を出光させる出光面（後述する）とが、それぞれＬＥＤ３０５に対して一対一に備えられる。
【００６９】
プリズム３０６をＬＥＤ３０５の各々に一対一に備えるので、プリズムに入光した光の損失を少なくして出光させることができる。また、プリズムの入光面と出光面とをそれぞれＬＥＤ３０５に対して一対一に備えるので、ＬＥＤ３０５からの光を好適に入光させ、液晶表示パネル面に好適に出光させることができる。
【００７０】
なお、ＬＥＤ３０５の配置間隔は、ピッチＡ、ピッチＢ、ピッチＣの三段階にしたが、二段階または、四段階以上の複数段階でピッチを変化させるようにしても良い。また、一体形成したプリズム毎にピッチを設定しても良いし、一体形成したプリズムの中でも配置方向に関係してピッチを複数段階に設定しても良い。
【００７１】
ホルダ２０８の収納ケース３０１ａ、３０１ｂに、ＬＥＤ３０５を配列した基板３０８を収納して、中央部３０８ａのＬＥＤ３０５に中央プリズム体３０７ａを、周辺部３０８ｂのＬＥＤ３０５に周辺プリズム体３０７ｂを合わせて（各ＬＥＤ３０５の発光面と各プリズム３０６の入光面とを一対一に対応させて）組み付けて、各プリズム体３０７ａ、３０７ｂの前面に偏光フィルタ２１２をカバー３０２を介して取り付けて、光源本体ユニット２５０が形成される。
【００７２】
線状発光源２１０は、基板３０８の中央部３０８ａのＬＥＤ３０５を液晶表示パネル２０５の表示面と平行な直線状の立体画像表示用の光源部に、基板３０８の周辺部３０８ｂのＬＥＤ３０５を液晶表示パネル２０５の表示面に対して角度を有し横方向の視野を拡大する視野拡大用の光源部にして、左右対称の折れ線状に、中央プリズム体３０７ａ、周辺プリズム体３０７ｂは、プリズムの出光面が、液晶表示パネル２０５の中心に向かって湾曲するように（略等距離に位置するように）形成される。
【００７３】
偏光フィルタ２１２は、図５のように線状発光源２１０の中心を境界に、線状発光源２１０の右側の発光部位２１０ａと左側の発光部位２１０ｂとで特性を異ならせており、そのため、左右の発光部位２１０ａ、２１０ｂの境界を形成しにくい場合は、左右の発光部位２１０ａ、２１０ｂの前面（プリズム体３０７ａ、３０７ｂの前面）に図９のように同一の偏光フィルタ２１２を取り付けると共に、その一方に所定の波長板３１１を貼り付けるようにして良い。
【００７４】
なお、線状発光源２１０は単一の基板に構成したが、基板を直線状の中央部３０８ａの基板と直線状の周辺部３０８ｂの基板とに分割して、それぞれの基板にＬＥＤ３０５を線状に配列して、それぞれユニットに形成して、この複数の直線状の線状発光源のユニットを折れ線状に配設して、線状発光源２１０を構成するようにして良い。
【００７５】
図５〜図７において、ホルダ２０８の収納ケース３０１ａ、３０１ｂには、空冷用の吸気口３２０と排気口３２１とが形成される。基板３０８は放熱性を良くするためにアルミ製の基板からなり、また面積の大きいものが用いられる。空冷用のファン２２２（図３参照）の駆動によって、吸気口３２０より吸引された空気は、基板３０８の両面に沿い周辺部３０８ｂから中央部３０８ａに向かって流れ、排気口３２１より排出される。基板３０８の中央部３０８ａには、排気口３２１の入り口周辺に排気効率向上のため基板３０８の両面を流れてきた空気が合流する切り欠き部３２２が設けられる。したがって、線状発光源２１０を的確に効率良く冷却することができる。
【００７６】
図１０、図１１は、プリズム（レンズ体）３０６単体の斜視図、平面図、図１２、図１３は、それぞれ中央プリズム体３０７ａ、周辺プリズム体３０７ｂを入光面側から見た図である。
【００７７】
プリズム３０６は、入光面４００から入光したＬＥＤ３０５の光の拡散を防ぎ指向性を持たせて所定角度の拡がりで出光面４０１から出射させるように、楔形状に形成される。入光面４００が楔形状の先端となり、出光面４０１が楔形状の後端となる。
【００７８】
図１０のように、プリズム３０６は、ＬＥＤ３０５からほぼ真っ直ぐに入光した光はそのまま出光面４０１から出射させるが、一定角度以上で入光した光（矢印で示す）は、プリズム３０６の側面を全反射しながら大部分が出光面４０１から所定角度範囲の方向に出射される。
【００７９】
プリズム３０６は、中央プリズム体３０７ａに用いられる第１のプリズム３０６ａと、周辺プリズム体３０７ｂに用いられる内側の第２のプリズム３０６ｂ、外側の第３のプリズム３０６ｃとが形成される。
【００８０】
中央プリズム体３０７ａの第１のプリズム３０６ａ、周辺プリズム体３０７ｂの内側の第２のプリズム３０６ｂ、外側の第３のプリズム３０６ｃの各入光面４００の大きさは、ＬＥＤ３０５の発光面の大きさと略同一もしくはこれよりいくらか大きく形成される。
【００８１】
中央プリズム体３０７ａの第１のプリズム３０６ａ、周辺プリズム体３０７ｂの内側の第２のプリズム３０６ｂ、外側の第３のプリズム３０６ｃの各出光面４０１の上下（液晶表示パネルに対して上下方向）の長さＨは、一定に形成される。中央プリズム体３０７ａの第１のプリズム３０６ａの出光面４０１の左右（液晶表示パネルに対して左右方向）の幅ＫＡは、基板３０８の中央部３０８ａのＬＥＤ３０５の配置間隔（ピッチＡ）と同等に、周辺プリズム体３０７ｂの内側の第２のプリズム３０６ｂの出光面４０１の左右（液晶表示パネルに対して左右方向）の幅ＫＢは、基板３０８の周辺部３０８ｂの内側のＬＥＤ３０５の配置間隔（ピッチＢ）と同等に、周辺プリズム体３０７ｂの外側の第３のプリズム３０６ｃの出光面４０１の左右（液晶表示パネルに対して左右方向）の幅ＫＣは、基板３０８の周辺部３０８ｂの外側のＬＥＤ３０５の配置間隔（ピッチＣ）と同等に形成される。これら各出光面４０１の大きさの相対関係を図１４に示す。
【００８２】
すなわち、中央プリズム体３０７ａの第１のプリズム３０６ａの出光面積は小さく、中央プリズム体３０７ａの第１のプリズム３０６ａ、周辺プリズム体３０７ｂの第２のプリズム３０６ｂ、第３のプリズム３０６ｃの順に出光面積は大きくしている。したがって、周辺プリズム体３０７ｂの第２のプリズム３０６ｂ、第３のプリズム３０６ｃに対して中央プリズム体３０７ａの第１のプリズム３０６ａの出光面の輝度は高い。すなわち、中央プリズム体３０７ａの第１のプリズム３０６ａは、中央部３０８ａのＬＥＤ３０５の照射範囲を絞ると同時に、光束のスループットを損失しない範囲で出光面積を小さくすることにより輝度を高める。また、周辺プリズム体３０７ｂの第２のプリズム３０６ｂ、第３のプリズム３０６ｃは、周辺部３０８ｂのＬＥＤ３０５の照射範囲を絞ると同時に出光面積を大きくとるようになっている。
【００８３】
中央プリズム体３０７ａは、所要数の第１のプリズム３０６ａがそれぞれ出光面４０１の周囲部を介して一体形成され、周辺プリズム体３０７ｂは、所要数の第２のプリズム３０６ｂ、第３のプリズム３０６ｃがそれぞれ出光面４０１の周囲部を介して一体形成される。中央プリズム体３０７ａの各プリズム３０６ａの間、ならびに周辺プリズム体３０７ｂの各プリズム３０６ｂ、３０６ｃの間は、プリズム内を損失無く全反射できるように、一体形成部分を除き、間隔を空けて形成される。
【００８４】
中央プリズム体３０７ａの第１のプリズム３０６ａの出光面４０１の周囲上下部（液晶表示パネルに対して上下方向の部位）ならびに周辺プリズム体３０７ｂの第２、第３のプリズム３０６ｂ、３０６ｃの出光面４０１の周囲上下部（液晶表示パネルに対して上下方向の部位）にはそれぞれ突起部４０４が形成され、これらの突起部４０４を介して中央プリズム体３０７ａ、周辺プリズム体３０７ｂはホルダ２０８に取り付けられる。
【００８５】
この場合、中央プリズム体３０７ａの突起部４０４には、中心位置（プリズム体３０７ａの左右部位に対して）に位置決め用の溝４１０が形成され、この溝４１０をホルダ２０８の収納ケース３０１ａ、３０１ｂの中央プリズム体取付部３１５の中央部に形成された位置決め用の係止部３１６に合わせて、取り付けられる。また、周辺プリズム体３０７ｂの突起部４０４には、中心に対して偏心した位置（プリズム体３０７ｂの端部近くの部位）に位置決め用の溝４１１が形成され、この溝４１１をホルダ２０８の収納ケース３０１ａ、３０１ｂの周辺プリズム体取付部３１７の周辺部に形成された位置決め用の係止部３１８に合わせて、取り付けられる。
【００８６】
所要数のプリズムを一体形成するので、光源ユニット２０１の形成が容易である。また、突起部４０４によって、ホルダ２０８に容易に取り付けることができると共に、位置決め手段によって、中央プリズム体３０７ａを中央プリズム体取付部３１５の所定の取付位置に、周辺プリズム体３０７ｂを周辺プリズム体取付部３１７の所定の取付位置に適切に取り付けることができる。
【００８７】
各プリズム３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃは、胴部の各面つまり上下方向（液晶表示パネルに対して）側面４０２の形状および左右方向（液晶表示パネルに対して）側面４０３の形状を直線状（平面）に形成した楔形状にしているが、図１５のように上下方向（液晶表示パネルに対して）側面４０２の形状を入光面４００側から出光面４０１側に向かって曲率を変化させた曲面、例えばいわゆるベジエ曲線の曲面に形成して良い。
【００８８】
このような曲面にプリズム３０６の上下方向側面４０２を形成すれば、図１５のように、前図１０のものと比べて、相対的に大きな入射角で入光した光（矢印で示す）も、プリズム３０６の側面４０２での全反射によって、液晶表示パネルの範囲に出射範囲が絞られると同時に、照明の均一性を改善するべく、出光面４０１から適切に所定角度範囲の方向に出射される。したがって、出光する光が上下方向（液晶表示パネルに対して）へ拡散するのを好適に抑えることができる。このような曲面は、液晶表示パネルの特に狭い方に対応する側面に使用するのが効果的である。また、プリズムの左右方向側面４０３を直線状に形成すれば、出光する光が左右方向（液晶表示パネルに対して）の視野角を広げることができると同時に、研磨等の加工を容易にすることが可能となる。
【００８９】
図２５は中央プリズム体３０７ａの変形例を示す。これは、立体画像表示用の光源部（基板３０８の中央部３０８ａ）のＬＥＤ３０５のうち、立体視に最も関係する中心部のＬＥＤ３０５の照射範囲を絞り、周辺部のＬＥＤ３０５の照射範囲をいくらか拡げるようにしたものである。
【００９０】
中央プリズム体３０７ａのプリズム３０６ａのうち、中心部のＬＥＤ３０５のプリズムＡの入光面４００の左右（液晶表示パネルに対して左右方向）の幅をＸＡ１、上下（液晶表示パネルに対して上下方向）の長さをＹＡ１、入光面積をＳＡ、周辺部の内側のＬＥＤ３０５のプリズムＢの入光面４００の左右（液晶表示パネルに対して左右方向）の幅をＸＢ１、上下（液晶表示パネルに対して上下方向）の長さをＹＢ１、入光面積をＳＢ、周辺部の外側のＬＥＤ３０５のプリズムＣの入光面４００の左右（液晶表示パネルに対して左右方向）の幅をＸＣ１、上下（液晶表示パネルに対して上下方向）の長さをＹＣ１、入光面積をＳＣとした場合、ＹＡ１、ＹＢ１、ＹＣ１は同じにして、ＳＡ＜ＳＢ＜ＳＣに形成している。但し、後述の出光面の大きさに比べて、照射範囲に対する入光面のとりうる大きさの自由度は高い。
【００９１】
中心部のＬＥＤ３０５のプリズムＡの出光面４０１の左右（液晶表示パネルに対して左右方向）の幅をＸＡ２、上下（液晶表示パネルに対して上下方向）の長さをＹＡ２、出光面積をＷＡ、周辺部の内側のＬＥＤ３０５のプリズムＢの出光面４０１の左右（液晶表示パネルに対して左右方向）の幅をＸＢ２、上下（液晶表示パネルに対して上下方向）の長さをＹＢ２、出光面積をＷＢ、周辺部の外側のＬＥＤ３０５のプリズムＣの出光面４０１の左右（液晶表示パネルに対して左右方向）の幅をＸＣ２、上下（液晶表示パネルに対して上下方向）の長さをＹＣ２、出光面積をＷＣとした場合、ＸＡ２、ＹＡ２は小さくして、中心部のＬＥＤ３０５の照射範囲を絞ると同時に、中心部の輝度を大きくしている。また、ＸＢ２、ＹＢ２、ＸＣ２、ＹＣ２は、出光面積を拡げるように、大きくしている。なお、ＸＢ２＜ＸＣ２、ＹＢ２＝ＹＣ２、ＷＡ＜ＷＢ＜ＷＣに形成している。一般的に出光面積を大きくしてゆくと、照射範囲が狭まる傾向を持ち、液晶パネルよりも小さくなる場合もある。これを避けるために、入出光面積の比や側面形状を制御することで、出光面積を大きくすると同時に、適切な照射範囲を保つようにする。
【００９２】
更にフィルタの配列方向に出光面を大きくしすぎると、フィルタに入射する光束の角度範囲が大きくなり、液晶表示パネルの隣接する画素を光束が通過するようになるため、クロストークが大きくなる。
【００９３】
また、この場合プリズムＡの配置間隔（ピッチＡＰ）は小さく、プリズムＢ、Ｃの配置間隔（ピッチＢＰ、ＣＰ）は順に大きくするため、中心部のＬＥＤ３０５の配置間隔は小さく、周辺部のＬＥＤ３０５の配置間隔は順に大きくする。更に、観察側から色々な角度で見た時の均一性を保つために、プリズムＡ、Ｂ、Ｃの出光面は連続的に形成するのが望ましい。
【００９４】
図１６、図１７は、画像表示装置２００の光学系を示す側面図、平面図である。
【００９５】
線状発光源２１０に複数の点状発光源（ＬＥＤ）を線状に配置したものの場合を説明する。ただし、図１６中、線状発光源２１０のＬＥＤ３０５およびプリズム３０６は中央部のみを示し、点線で表した線状発光源２１０のＬＥＤ３０５およびプリズム３０６は見かけ上の位置である。また、図１７においては、反射板２０２を省略して、線状発光源２１０のＬＥＤ３０５およびプリズム３０６を見かけ上の位置に表してある。
【００９６】
図１７に示すように、左右の発光部位２１０ａ、２１０ｂのＬＥＤ３０５から放射された光は偏光フィルタ２１２を透過して放射状に広がっている。
【００９７】
右側の発光部位２１０ａのＬＥＤ３０５から放射され偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを透過した光（一点鎖線で光路の中心を示す）は、フレネルレンズ２０３に到達し、フレネルレンズ２０３で光の進行方向を変えられて、微細位相差板２０４、液晶表示パネル２０５を透過して左眼ゾーンに至る。
【００９８】
発光源２１０の中央部位（中心から右側）に右側の発光部位２１０ａのＬＥＤ３０５を連続に配置してあるため、左眼ゾーンに至る光の照度は高くなる。すなわち、中心側の発光部位２１０ａのＬＥＤ３０５からの光はＡＬ領域に至るが、これに隣接する発光部位２１０ａのＬＥＤ３０５からの光はそのＡＬ領域に大きく重なり合った領域に出射され、このように順に隣接する発光部位２１０ａのＬＥＤ３０５からの光は順に重なり合った領域に出射される。したがって、左眼ゾーンに十分な光が照射されるのである。
【００９９】
左側の発光部位２１０ｂのＬＥＤ３０５から放射され偏光フィルタ２１２の左側領域２１２ｂを透過した光（一点鎖線で光路の中心を示す）は、フレネルレンズ２０３に到達し、フレネルレンズ２０３で光の進行方向を変えられて、微細位相差板２０４、液晶表示パネル２０５を透過して右眼ゾーンに至る。
【０１００】
発光源２１０の中央部位（中心から左側）に左側の発光部位２１０ｂのＬＥＤ３０５を連続に配置してあるため、右眼ゾーンに至る光の照度は高くなる。すなわち、中心側の発光部位２１０ｂのＬＥＤ３０５からの光はＡＲ領域に至るが、これに隣接する発光部位２１０ｂのＬＥＤ３０５からの光はそのＡＲ領域に大きく重なり合った領域に出射され、このように順に隣接する発光部位２１０ｂのＬＥＤ３０５からの光は順に重なり合った領域に出射される。したがって、右眼ゾーンに十分な光が照射されるのである。
【０１０１】
また、中心側の発光部位２１０ａ、２１０ｂのプリズム３０６により光の指向性が強められ、その出光面の輝度は高い。また、中心側の発光部位２１０ａ、２１０のＬＥＤ３０５の配置密度は高い。そのため、液晶表示パネル２０５の中央部、中央前方にて十分な輝度が確保される。
【０１０２】
液晶表示パネル２０５は、液晶表示パネル２０５の走査線ピッチと、微細位相差板２０４の偏光特性の繰り返しピッチとを略等しくして、液晶表示パネル２０５の走査線ピッチ毎に異なる方向から到来した光を照射し、異なる方向に光を出射する。
【０１０３】
右側の発光部位２１０ａのＬＥＤ３０５から放射され、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを透過した光は、フレネルレンズ２０３を透過して、微細位相差板２０４に到達し、偏光を９０度回転させて出射する（右側領域２１２ａを透過した光を透過する）微細位相差板２０４の領域２０４ａを透過し、さらに、液晶表示パネル２０５を透過して、左眼ゾーンに至る。すなわち、液晶表示パネル２０５の領域２０４ａに対応する位置の表示素子によって表示された左目画像が左目に到達する。
【０１０４】
なお、この微細位相差板２０４の領域２０４ａと交互に並んで配置されている領域２０４ｂは光の偏光を変化させないので、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａからの光は液晶表示パネル２０５の偏光板２０５ａつまり液晶表示パネル２０５の領域２０４ｂに対応する位置の表示素子（右目用画像を表示）を透過することはない。
【０１０５】
左側の発光部位２１０ｂのＬＥＤ３０５から放射され、偏光フィルタ２１２の左側領域２１２ｂを透過した光は、フレネルレンズ２０３を透過して、微細位相差板２０４に到達し、偏光フィルタ２１２の左側領域２１２ｂの同一偏光の光を透過する微細位相差板２０４の領域２０４ｂを透過して、液晶表示パネル２０５を透過して、右眼ゾーンに至る。すなわち、液晶表示パネル２０５の領域２０４ｂに対応する位置の表示素子によって表示された右目画像が右目に到達する。
【０１０６】
なお、この微細位相差板２０４の領域２０４ｂと交互に並んで配置されている領域２０４ａは光の偏光を変化させるので、偏光フィルタ２１２の左側領域２１２ｂからの光は液晶表示パネル２０５の偏光板２０５ａつまり液晶表示パネル２０５の領域２０４ａに対応する位置の表示素子（左目用画像を表示）を透過することはない。
【０１０７】
また、複数のＬＥＤ３０５を線状に配置した線状発光源２１０を液晶表示パネル２０５に対して左右方向に配列したので、明るい画像を提供できる。
【０１０８】
一方、前述のフィルタと対応する画素と隣接する画素を光束が通過したり、フレネルレンズ２０３、液晶表示パネル２０５での複屈折や散乱によって右目用画像と左目用画像とが重なるクロストークを生じるが、左右方向に線状発光源２１０を配列したので、クロストークを低減することができる。
【０１０９】
線状発光源２１０の右側発光部位２１０ａ、左側発光部位２１０ｂによって、前述したように左眼ゾーン、右眼ゾーンにそれぞれ十分な光が照射される。すなわち、左眼ゾーンには十分な輝度の左目画像が到達し、右眼ゾーンには十分な輝度の右目画像が到達する。そのため、フレネルレンズ２０３、液晶表示パネル２０５での複屈折や散乱によって右目用画像が左目に、また左目用画像が右目に入っても、左目に到達する左目画像との輝度差、また右目に到達する右目画像との輝度差が相対的に大きくなり、クロストークを十分に低減できる。特に、液晶表示パネル２０５の中央前方にて十分な輝度が確保されるので、クロストークを一層十分に低減できる。
【０１１０】
したがって、右目画像と左目画像とによって、観察者は立体画像を認識しやすくなり、両眼視差に基づく３次元知覚により容易に立体視することができる。
【０１１１】
また、線状発光源２１０の右周辺部位に配置された発光部位２１０ａからの光は左眼ゾーンの左側に広角（ＤＬ領域）に出射され、線状発光源２１０の左周辺部位に配置された発光部位２１０ｂからの光は右眼ゾーンの右側に広角（ＤＲ領域）に出射される。
【０１１２】
したがって、画像表示装置の視野角が増大する。そのため、本画像表示装置でテレビゲーム等を行う場合あるいは本画像表示装置を遊技機（パチンコ機等）の画像表示装置に用いた場合に、遊技者だけでなく、周囲の者が画像を見ることができ、好適である。
【０１１３】
なお、線状発光源２１０を冷陰極管等から構成した場合は、中心側および周辺部位の発光部位の密度が同じになるが、同様に明るい画面を得ることができ、クロストークを十分に低減でき、視野角が増大する。
【０１１４】
図１８〜図２０は、別の実施の形態の光源本体ユニット２５０のの平面図、側面図、分解斜視図である。線状発光源２１０は、線状に配置された複数の点状発光源（ＬＥＤ（発光素子）：白色発光ダイオード等）あるいは細長い冷陰極管等から構成するが、実施の形態では、点状発光源を用いたものを説明する。
【０１１５】
ホルダ３３０は、折れ線状に収納部３３１を形成する分割構造の収納ケース３３２ａ、３３２ｂとカバー３３３とにより構成され、収納部３３１は、所定長さの中央部３３４とその両側のホルダ前方向に所定角度斜行した中間部３３５とさらにその両側のホルダ前方向に所定角度斜行した周辺部３３６とに形成される。
【０１１６】
線状発光源２１０は、基板（図示しない）の所定長さの中央部とその両側の基板前面方向に所定角度斜行した中間部とさらにその両側のホルダ前方向に所定角度斜行した周辺部とに、所定数のＬＥＤ（発光素子：白色発光ダイオード等）３０５が線状に配列して取り付けられる。
【０１１７】
各ＬＥＤ３０５は、基板の中央部のＬＥＤ３０５の配置間隔（ピッチＡ）は狭く、中間部のＬＥＤ３０５の配置間隔（ピッチＢ）は中央部のＬＥＤ３０５よりいくらか大きく、周辺部のＬＥＤ３０５の配置間隔（ピッチＣ）は中間部のＬＥＤ３０５よりさらにいくらか大きく配列される。
【０１１８】
各ＬＥＤ３０５の前面には、ＬＥＤ３０５の光に指向性を持たせるプリズム３０６がＬＥＤ３０５の各々に一対一に備えられる。各プリズム３０６は、中央部３０８ａのＬＥＤ３０５、中間部のＬＥＤ３０５、周辺部３０８ｂのＬＥＤ３０５に対応して、中央部のプリズム３０６が中央プリズム体３０７ａとして、中間部のプリズム３０６が中間プリズム体３０７ｂとして、周辺部のプリズム３０６が周辺プリズム体３０７ｃとして一体形成されると共に、ＬＥＤ３０５からの光を入光させる入光面と、該入光面から入光して光路が補正された光を出光させる出光面とが、それぞれＬＥＤ３０５に対して一対一に備えられる。
【０１１９】
プリズム３０６は、前図１０、前図１１あるいは前図１５のように、ＬＥＤ３０５の光の拡散を防ぎ指向性を持たせて所定角度の拡がりで出射させる楔形状に形成され、中央プリズム体３３７ａに用いられる第１のプリズム３０６ａと、中間プリズム体３３７ｂに用いられる第２のプリズム３０６ｂ、周辺プリズム体３３７ｃに用いられる第３のプリズム３０６ｃとが形成される。
【０１２０】
中央プリズム体３３７ａの第１のプリズム３０６ａの出光面積は小さく、中央プリズム体３３７ａの第１のプリズム３０６ａ、中間プリズム体３３７ｂの第２のプリズム３０６ｂ、周辺プリズム体３３７ｃの第３のプリズム３０６ｃの順に出光面積は大きくしている。
【０１２１】
ホルダ３３０の収納ケース３３２ａ、３３２ｂに、ＬＥＤ３０５を配列した基板を収納して、中央部のＬＥＤ３０５に中央プリズム体３３７ａを、中間部のＬＥＤ３０５に中間プリズム体３０７ｂを、周辺部のＬＥＤ３０５に周辺プリズム体３０７ｃを合わせて（各ＬＥＤ３０５の発光面と各プリズム３０６の入光面とを一対一に対応させて）組み付けて、各プリズム体３０７ａ、３０７ｂ、３０７ｃの前面に偏光フィルタ２１２をカバー３３３を介して取り付けて、光源本体ユニット２５０が形成される。
【０１２２】
線状発光源２１０は、左右対称の折れ線状に、中央プリズム体３０７ａ、中間プリズム体３０７ｂ、周辺プリズム体３０７ｃは、プリズムの出光面が、液晶表示パネル２０５の中心部に向かって湾曲するように形成される。
【０１２３】
なお、線状発光源２１０は単一の基板に構成したが、基板を中央部の基板と中間部の基板と周辺部の基板とに分割して、それぞれの基板にＬＥＤ３０５を線状に配列して、それぞれユニットに形成して、この複数の線状発光源のユニットを折れ線状に配設して、線状発光源２１０を構成するようにして良い。
【０１２４】
これによれば、前述の形態のものと比べて、線状発光源２１０の線状の発光部位が、フレネルレンズ２０３の中心部に向かって湾曲するように（略等距離に位置するように）配置できる。フレネルレンズ２０３の働きとしては、中央部のＬＥＤ３０５からの光束を観察者の眼の位置に集光し、視野の確保と観測位置における立体視可能な左右の領域を効果的に分離する事が主目的である。フレネルレンズ２０３の形状をこのように設定した場合、線状発光源２１０の周辺部から入射する光束の集光特性が悪化し、光の利用効率を低下させる原因となる。この集光特性悪化の要因のひとつがフレネルレンズ２０３の像面湾曲であるため，上記のような湾曲配置とすることで補正できる。なお、湾曲の度合いは、像面湾曲にきっちり一致させる必要は無く、配置や製造上の便宜を考慮し、適宜設定する事ができる。
【０１２５】
したがって、左眼ゾーン、右眼ゾーンの輝度のむらを十分に削減でき、光の有効利用が可能となり、立体画像を一層認識しやすくできる。
【０１２６】
図２１〜図２３は、別の実施の形態の光源本体ユニット２５０の平面図、斜視図、分解斜視図である。線状発光源２１０は、線状に配置された複数の点状発光源（ＬＥＤ（発光素子）：白色発光ダイオード等）あるいは細長い冷陰極管等から構成するが、実施の形態では、点状発光源を用いたものを説明する。
【０１２７】
ホルダ３５０は、分割構造の収納ケース３５２ａ、３５２ｂとカバー３５３とにより構成され、収納ケース３５２ａ、３５２ｂとカバー３５３とにより所定の曲率（この例の場合フレネルレンズ２０３の焦点距離を半径とする）の弧状（曲線状）の収納部３５１が形成される。
【０１２８】
線状発光源２１０は、所定の曲率（フレネルレンズ２０３の焦点距離を半径とする）の弧状（曲線状）に曲げ形成された基板（図示しない）に所定数のＬＥＤ（発光素子：白色発光ダイオード等）３０５が線状に配列して取り付けられる。
【０１２９】
各ＬＥＤ３０５は、等間隔に設けられ、各ＬＥＤ３０５の前面には、ＬＥＤ３０５の光に指向性を持たせるプリズム３０６がＬＥＤ３０５の各々に一対一に備えられる。
【０１３０】
プリズム３０６は、前図１０、前図１１あるいは前図１５のように、ＬＥＤ３０５の光の拡散を防ぎ指向性を持たせて所定角度の拡がりで出射させる楔形状に形成される。プリズム３０６の出光面４０１の周囲上下部（液晶表示パネルに対して上下方向の部位）には、図２４のように取付用の突起部４２０が形成される。
【０１３１】
ホルダ３５０の収納ケース３５２ａ、３５２ｂに、ＬＥＤ３０５を配列した基板を収納して、収納ケース３５２ａ、３５２ｂの前縁部にそれぞれプリズム３０６を、受け溝３５４に突起部４２０を嵌めＬＥＤ３０５に合わせて、各プリズム３０６の前面に偏光フィルタ２１２（図示しない）をカバー３５３を介して取り付けて、光源本体ユニット２５０が形成される。
【０１３２】
線状発光源２１０は、左右対称の曲線状に、各プリズム３０６の出光面が、液晶表示パネル２０５の中心部に向かって略等距離に位置するように（湾曲するよう）形成される。
【０１３３】
これによれば、前述の各形態のものと比べて、線状発光源２１０の線状の発光部位が、フレネルレンズ２０３の中心から等距離に位置するように、線状発光源２１０と観察者が略共役の位置となるように、配置できる。
【０１３４】
したがって、左眼ゾーン、右眼ゾーンの輝度のむらを確実に無くすことができ、立体画像を一層認識しやすくできる。
【０１３５】
なお、プリズム３０６は、前記形態のように基板の中央部のＬＥＤ３０５、中間部のＬＥＤ３０、周辺部のＬＥＤ３０５に対応させて、出光面積等、異なる形状のものを用いても良い。
【０１３６】
なお、各実施の形態では、線状発光源２１０として、複数の点状発光源（ＬＥＤ（発光素子）：白色発光ダイオード等）を線状に配置したものを示したが、冷陰極管等を用いるようにしても良く、この場合は細長い冷陰極管等を折れ線状にあるいは所定の弧状（曲線状）に形成して用いれば良い。
【０１３７】
なお、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の画像表示装置の機能説明図である。
【図２】画像表示装置の斜視図である。
【図３】画像表示装置の分解斜視図である。
【図４】画像表示装置の駆動回路のブロック図である。
【図５】光源本体ユニットの正面図である。
【図６】光源本体ユニットの側面図である。
【図７】光源本体ユニットの分解斜視図である。
【図８】光源本体ユニットの断面図である。
【図９】偏光フィルタの斜視図である。
【図１０】プリズム単体の斜視図である。
【図１１】プリズム単体の平面図である。
【図１２】中央プリズム体を入光面側から見た図である。
【図１３】周辺プリズム体を入光面側から見た図である。
【図１４】プリズムの出光面の大きさの相対関係を示す図である。
【図１５】プリズム単体の平面図である。
【図１６】画像表示装置の光学系の側面図である。
【図１７】画像表示装置の光学系の平面図である。
【図１８】第２の実施の形態の光源本体ユニットの正面図である。
【図１９】光源本体ユニットの側面図である。
【図２０】光源本体ユニットの分解斜視図である。
【図２１】第３の実施の形態の光源本体ユニットの正面図である。
【図２２】光源本体ユニットの斜視図である。
【図２３】光源の分解斜視図である。
【図２４】プリズム単体の斜視図である。
【図２５】中央プリズム体の変形例を示す図である。
【符号の説明】
２０１光源
２０２反射板（ミラー）
２０３フレネルレンズ
２０４微細位相差板
２０５液晶表示パネル
２０６ディフューザ
２０７ケース
２０８ホルダ
２１０線状発光源
２１０ａ右側の発光部位
２１０ｂ左側の発光部位
２１２偏光フィルタ
２１６表示ユニット
２５０光源本体ユニット
３００収納部
３０１ａ、３０１ｂ収納ケース
３０２カバー
３０５ＬＥＤ
３０６プリズム
３０６ａ第１のプリズム
３０６ｂ第２のプリズム
３０６ｃ第３のプリズム
３０７ａ中央プリズム体
３０７ｂ周辺プリズム体
３０８基板
３３０ホルダ
３３１収納部
３３２ａ、３３２ｂ収納ケース
３３３カバー
３３７ａ中央プリズム体
３３７ｂ中間プリズム体
３３７ｃ周辺プリズム体
３５０ホルダ
３５１収納部
３５２ａ、３５２ｂ収納ケース
３５３カバー
４００入光面
４０１出光面
４０４突起部
６００駆動回路

Claims

後方から照射された光を透過可能な液晶表示パネルと、
特定の偏光の光と、前記特定の偏光と直交する偏光の光とを、前記液晶表示パネルに照射する光源と、
前記液晶表示パネルと前記光源との間に配置され、前記特定の偏光の光を透過する第１領域と、前記特定の偏光の光と直交する偏光の光を透過する第２領域とが、縦方向に繰り返して設けられたフィルタと、を備え、
前記光源は、偏光が特定されない光を放射する発光源と、前記偏光が特定されない光を前記特定の偏光の光と前記特定の偏光と直交する偏光の光とで出力する偏光手段と、異なる偏光の光を左右各々の目に到達する方向に屈折させて前記液晶表示パネルに照射する光学手段と、を含んで構成された画像表示装置において、
前記発光源は、前記液晶表示パネルに対して、立体画像表示用の光源部を中央部に、視野拡大用の光源部を両端部にして左右方向に配置されて線状に発光する線状発光源であって、
前記線状発光源の中央部には、前記線状発光源の照射範囲を絞って輝度を高める中央部プリズムを配設して、
前記線状発光源の両端部には、前記中央部プリズムとは異なる輝度を有する周辺部プリズムを配設したことを特徴とする画像表示装置。
前記線状発光源は、線状に配置された複数の点状発光源から構成され、
前記中央部プリズムおよび前記周辺部プリズムは、前記点状発光源からの光を入光させる入光面と、該入光面から入光して光路が補正された光を出光させる出光面とを、それぞれ点状発光源に対して一対一に備えることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
前記中央部プリズムおよび前記周辺部プリズムは、それぞれプリズムの出光面を隙間無く構成したことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
前記中央部プリズムおよび前記周辺部プリズムは、前記点状発光源の各々に一対一に備えられることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
前記中央部プリズムおよび前記周辺部プリズムは、前記線状発光源の中央部と、前記線状発光源の両端部とで別体にすると共に、所要数の点状発光源に対応して、出光面の周囲部を介して一体形成したことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
前記点状発光源は、前記線状発光源の中央部で密に、前記線状発光源の両端部で疎にして配置されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の画像表示装置。
前記中央部プリズムおよび前記周辺部プリズムは、前記点状発光源に向けた入光面と、液晶表示パネル面に向けた出光面とを両端に備えた楔形状プリズムで構成され、前記液晶表示パネルに対する前記楔形状プリズムの対向する少なくとも一方の側面形状を曲面にしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像表示装置。
前記楔形状プリズムの対向するもう一方の側面形状を平面にしたことを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
前記中央部プリズムおよび前記周辺部プリズムの出光面が、前記液晶表示パネルの中心部に向かって略等距離に位置するように形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像表示装置。
正面観察用の光源部を中央部に、視野拡大用の光源部を両端部にして線状に発光するとともに、光を屈折させて液晶表示パネルに照射する光学手段を介して後方から液晶表示パネルに光を照射する光源ユニットであって、
前記線状発光源の中央部には、前記線状発光源の照射範囲を絞って輝度を高める中央部プリズムを配設して、
前記線状発光源の両端部には、前記中央部プリズムとは異なる輝度を有する周辺部プリズムを配設したことを特徴とする光源ユニット。