JP2005181892A - 映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学的な収差の影響を軽減することができ、照明ムラの発生を抑えることが可能な映像表示装置を提供する。
【解決手段】時分割で少なくとも２つの異なる方向に第１の光束及び第２の光束を射出する照明手段（発光領域分割光源２０、光指向性分離光学素子２１、光拡散素子２２）と、照明手段から射出された第１の光束を光源とする第１の映像と第２の光束を光源とする第２の映像とを時分割で表示可能な透過型表示素子２３とを具備し、照明手段は、時分割で選択発光可能な複数の光源と、複数の光源に対向して配置され、異なる位置の光源から発光された各光束を入射してそれぞれの位置に対応する方向に向けて射出する光学素子単位とを含む照明単位を、複数個配列して構成するとともに、第１の光束及び第２の光束を射出するために、一の照明単位の光学素子単位に向けて選択発光される各光源を、何れも当該一の照明単位とは異なる他の照明単位に含まれる光源とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は映像表示装置に関し、特に、１つの表示画面により見る方向に応じた映像を観察可能な映像表示装置に関する。

従来より、１つの表示画面により見る方向に応じた映像を観察可能な映像表示装置が知られている。特に、時分割で照明の指向性を切り換える技術として特許第３０７２８６６号公報のような、マトリクス状照明とレンチキュラ等を利用した立体表示装置がある。これはマトリクス状のバックライトにレンチキュラを配置し、指向性を時分割で切り替えて立体表示を実現したものである。

また、レンチキュラピッチと光源ピッチをずらすことで、周辺に行くほど、レンチキュラピッチと光源の位置関係をずらすことで観察者に最適な観察条件を提供する技術としては、特開平８−１９４２７３号公報などがある。

図１２（Ａ），（Ｂ）はストライプ状光源やマトリクス状光源などの分割光源とレンチキュラを組み合わせ、時分割照明を行うときの従来の構成を示している。図１２（Ａ）はＲ側のみの光源を点灯させたようすを示し、図１２（Ｂ）はＬ側のみの光源を点灯させたようすを示している。

光源群９９を構成する複数の光源Ｌ１，Ｒ１，Ｌ２，Ｒ２，Ｌ３，Ｒ３が所定の間隔で直線状に配置されている。光源群９９と一定の距離をもたせてレンチキュラ１００を構成する複数のレンズ１０１〜１０３が配置されている。ここでレンチキュラ１００を構成する光学素子単位としての１つのレンズ１０１、１０２あるいは１０３と該１つのレンズ１０１、１０２あるいは１０３に一番近い２つの光源（レンズ１０１ならば光源Ｌ１，Ｒ１、レンズ１０２ならば光源Ｌ２，Ｒ２、レンズ１０３ならば光源Ｌ３，Ｒ３）で構成される単位をそれぞれ照明単位１、２、３と呼ぶこととする。

従来の構成では図１２（Ａ），（Ｂ）に示すように、レンチキュラ１００の各レンズ１０１、１０２あるいは１０３には、それが属する照明単位に含まれる光源からの光束が入射されるようになっている。例えば、照明単位２を構成するレンズ１０２と光源Ｌ２，Ｒ２とにおいて、光源Ｌ２，Ｒ２からの光束は同じ照明単位である照明単位２に属するレンズ１０２に入射される。

言い換えると、照明単位２に含まれる光学素子単位としてのレンズ１０２に入射する光束は同じ照明単位である照明単位２に含まれる光源Ｒ２、光源Ｌ２からの光束になる。これより、２つの光源Ｒ２と光源Ｌ２の距離は、レンズ１０２のレンズ幅またはレンズピッチよりも小さくなっている。
特許第３０７２８６６号公報 特開平８−１９４２７３号公報

従来のマトリクス状、またはストライプ状光源とレンチキュラ等の光学系を用いた特許第３０７２８６６号公報のような時分割照明方式の立体表示装置では、レンチキュラの１つのレンズに注目すると、それに対応する２つの光源の間隔がレンズのピッチよりも狭く配置されていた。このような配置は立体表示装置としては十分であるが、１つの表示画面で２人以上の観察者に対して見る方向に応じた映像を提示するような用途があり、各映像の提示方向を大きく分離しなければならない場合では、レンズと光源の距離を短くする必要がある。このため、各レンズの焦点距離を短くしなければならず、曲率半径を小さくする必要があるが、これにより光学的な収差などの影響が大きくなり、照明ムラとして観察されてしまうという問題があった。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、光学的な収差の影響を軽減することができ、照明ムラの発生を抑えることが可能な映像表示装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、第１の発明は、複数の映像を、その各映像に対応したそれぞれの方向に向けて表示可能な一つの表示画面を有する映像表示装置であって、時分割で少なくとも２つの異なる方向に第１の光束及び第２の光束を射出する照明手段と、前記照明手段から射出された前記第１の光束を光源とする第１の映像と前記第２の光束を光源とする第２の映像とを時分割で表示可能な透過型表示素子と、を具備し、前記照明手段は、
時分割で選択発光可能な複数の光源と、前記複数の光源に対向して配置され、異なる位置の光源から発光された各光束を入射してそれぞれの位置に対応する方向に向けて射出する光学素子単位と、を含む照明単位を、複数個配列して構成するとともに、前記第１の光束及び前記第２の光束を射出するために、一の前記照明単位の前記光学素子単位に向けて選択発光される各光源を、何れも当該一の照明単位とは異なる他の照明単位に含まれる光源とする。

また、第２の発明は、第１の発明に係る映像表示装置において、前記他の照明単位は、前記一の照明単位に隣接配置された照明単位である。

また、第３の発明は、第２の発明に係る映像表示装置において、前記他の照明単位に含まれる光源が前記一の照明単位の光学素子に対向するように、当該他の照明単位に含まれる光源を傾斜して配置する。

また、第４の発明は、第１、２又は３に係る映像表示装置において、前記光学素子単位を前記配列方向に複数個配列することにより構成した周期的構造を有する前記光学素子単位の集合体がレンチキュラーレンズであるとき、前記第１の光束及び前記第２の光束を射出するために、当該レンチキュラーレンズにおける一のレンズに向けて射出される光源間の距離を、当該レンチキュラーレンズにおけるレンズピッチよりも大きくする。

また、第５の発明は、第４の発明に係る映像表示装置において、前記レンチキュラーレンズは、両面がレンチキュラーレンズ構成となっており、前記光源側の面のレンズピッチを、前記透過型表示素子側の面のレンズピッチに対して半ピッチずらす。

また、第６の発明は、第１から第５のいずれか１つの発明に係る映像表示装置において、前記映像表示装置を車内中央部に設置して車載用映像表示装置として使用する場合において、前記第１の光束の光軸と前記第２の光束の光軸との分離角を前記表示画面の法線を中心として略水平方向に左右各々略２５度〜略３５度に設定することにより、運転席側の観察者が前記第１の映像を、助手席側の観察者が前記第２の映像をそれぞれ観察できるように構成する。

また、第７の発明は、複数の映像を、その各映像に対応したそれぞれの方向に向けて表示可能な一つの表示画面を有する映像表示装置であって、時分割で少なくとも２つの異なる方向に第１の光束及び第２の光束を射出する照明手段と、前記照明手段から射出された前記第１の光束を光源とする第１の映像と前記第２の光束を光源とする第２の映像とを時分割で表示可能な透過型表示素子と、を具備し、前記照明手段は、時分割で選択発光可能な複数の光源と、前記複数の光源に対向して配置され、異なる位置の光源から発光された各光束を入射してそれぞれの位置に対応する方向に向けて射出する光学素子単位と、を含む照明単位を、複数個配列して構成するとともに、前記第１の光束及び前記第２の光束を射出するために、一の前記照明単位の前記光学素子単位に向けて選択発光される光源間の距離を、前記照明単位の配列間隔よりも大きくする。

本発明によれば、光学的な収差の影響を軽減することができ、照明ムラの発生を抑えることが可能な映像表示装置が提供される。

まず、本実施形態の概略を説明する。本実施形態では、レンチキュラの各レンズとそれに一番近い２つの光源を照明単位として定義すると、従来は照明単位内の光源を使用して照明していたのに対し、本発明は照明単位外の光源を利用して照明することで、レンズと光源の距離を離すことができるようにする。その結果、レンズの焦点距離が長くなるので、レンズの曲率半径を大きくすることができる。これによって、光学的な収差の影響を軽減することができ、照明ムラの発生を抑えることが可能となる。また、レンチキュラを両面とし、表示素子側のレンチキュラと光源側のレンチキュラとでレンズピッチを略半ピッチずらして配置することで光学的な収差がさらに軽減されるので、ムラのない照明が得られる。さらに、光源の発光面の法線方向を隣の照明単位内にあるレンズ中心に略一致させる。

以下に、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の映像表示装置の一実施形態を示す図である。１つの表示画面１０の右前方には表示画面１０を左側から観察する第１観察者１２−１が位置し、表示画面１０の左前方には表示画面１０を右側から観察する第２観察者１２−２が位置している。それぞれ第１観察者１２−１は第１映像観察範囲１１−１内に位置しているので第１映像を、第２観察者１２−２は第２映像観察範囲１１−２内に位置しているので第２映像を、両者が同時に観察することができる。

ここで、実際にはラスタ走査により表示画面１０の第１フィールドには第１映像が、第２フィールドには第２映像が交互に時分割的に表示されるが、表示は高速で切り換えられるため、人間の目の残像効果により、観察者にはそれぞれ連続した映像として認識される。

図２は、本発明の映像表示装置の基本構成を示す図であり、発光領域分割光源２０と、光指向性分離光学素子２１と、光拡散素子２２と、ＬＣＤなどの透過型表示素子２３とが順に配置されている。ここで、発光領域分割光源２０及び光指向性分離光学素子２１及び／又は光拡散素子２２は照明手段を構成する。

発光領域分割光源２０は、その発光領域が複数の領域に分割されており、各領域についてそれぞれＯＮ、ＯＦＦ駆動が可能である。発光する領域が区分けされており、時分割的に発光領域を切り替えられるものならなんでも良いが、例えば、導光路を利用したストライプ状光源やＬＥＤを並べたマトリクス状光源などが考えられる。

光指向性分離光学素子２１は、発光領域分割光源２０のそれぞれの領域から射出された光をそれぞれ特定の別の方向へ出力するための指向性を備えた素子である。具体例としては、例えば、レンチキュラ、レンズアレイ、回折素子、ホログラム素子、プリズムシートなどが考えられる。

光拡散素子２２は照明ムラなどを軽減するための素子であり、光を拡散するものならなんでもよく、拡散板、回折素子、プリズムシートなどが考えられる。光拡散素子２２は、図に示すように光指向性分離光学素子２１と透過型表示素子２３の間に設けられるか、または、発光領域分割光源２０と光指向性分離光学素子２１の間に設けられる。このとき、水平方向に２つの指向性となるように映像を分離しているため、水平方向への拡散が強すぎると、２つの映像が混ざってしまい２重の映像として見えてしまう恐れがある。この場合、垂直方向の拡散特性よりも水平方向の拡散特性の小さい光拡散素子を用いるのが好ましい。

図３（Ａ），（Ｂ）は、発光領域分割光源２０としてのストライプ状光源あるいはマトリクス状光源と、光指向性分離光学素子２１としてのレンチキュラとの組み合わせを示す図である。図３（Ａ）はＲ側のみの光源を点灯させたようすを示し、図３（Ｂ）はＬ側のみの光源を点灯させたようすを示している。

光源群９９を構成する複数の光源Ｌ１，Ｒ１，Ｌ２，Ｒ２，Ｌ３，Ｒ３が所定の間隔で直線状に配置されている。なお、これらの光源Ｌ１，Ｒ１，Ｌ２，Ｒ２，Ｌ３，Ｒ３は、自発光光源または導光板等により導光された２次光源であってもよい。

光源群９９と一定の距離をもたせてレンチキュラを構成する複数のレンズ１０１〜１０３が配置されている。ここでレンチキュラを構成する光学素子単位としての１つのレンズ１０１、１０２あるいは１０３と該１つのレンズ１０１、１０２あるいは１０３に一番近い２つの光源（レンズ１０１ならば光源Ｌ１，Ｒ１、レンズ１０２ならば光源Ｌ２，Ｒ２、レンズ１０３ならば光源Ｌ３，Ｒ３）で構成される単位をそれぞれ照明単位１，２，３と呼ぶこととする。さらに照明単位は互いに一体化されていても良いし、それぞれが別体で構成されていても良い。

本実施形態の構成では図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、レンチキュラの各レンズ１０１、１０２あるいは１０３には、それが属する照明単位とは異なる他の照明単位に含まれる光源からの光束が入射されるようになっている。例えば、照明単位１を構成するレンズ１０１と光源Ｌ１，Ｒ１において、光源Ｌ１からの光束は他の照明単位である照明単位２に含まれるレンズ１０２に入射される。また、照明単位２を構成するレンズ１０２と光源Ｌ２，Ｒ２において、光源Ｒ２からの光束は他の照明単位である照明単位１に含まれるレンズ１０１に入射されるとともに、光源Ｌ２からの光束は他の照明単位である照明単位３に含まれるレンズ１０３に入射される。さらに、照明単位３を構成するレンズ１０３と光源Ｌ３，Ｒ３において、光源Ｒ３からの光束は他の照明単位である照明単位２に含まれるレンズ１０２に入射される。

言い換えると、例えば照明単位２に含まれる光学素子単位としてのレンズ１０２に入射する光束は他の照明単位である照明単位３に含まれる光源Ｒ３と、他の照明単位である照明単位１に含まれる光源Ｌ１からの光束になる。これより、２つの光源Ｒ３と光源Ｌ１の距離は、照明単位の配列間隔、すなわちレンズ１０２のレンズ幅またはレンズピッチよりも大きくなっている。このとき、光源Ｒ３，Ｌ１の間には、レンズ１０２に対応する光源Ｒ２，Ｌ２が配置されている。

また、照明単位１に含まれる光学素子単位としてのレンズ１０１に入射する光束は他の照明単位である照明単位２に含まれる光源Ｒ２と、他の照明単位に含まれる光源Ｌ０からの光束になる。これより、２つの光源Ｒ２と光源Ｌ０の距離は、照明単位の配列間隔、すなわちレンズ１０１のレンズ幅またはレンズピッチよりも大きくなっている。このとき、光源Ｒ２，Ｌ０の間には、レンズ１０１に対応する光源Ｒ１，Ｌ１が配置されている。また、照明単位３に含まれる光学素子単位としてのレンズ１０３に入射する光束は他の照明単位である照明単位２に含まれる光源Ｌ２と、他の照明単位に含まれる光源Ｒ４からの光束になる。これより、２つの光源Ｒ４と光源Ｌ２の距離は、照明単位の配列間隔、すなわちレンズ１０３のレンズ幅またはレンズピッチよりも大きくなっている。このとき、光源Ｒ４，Ｌ２の間には、レンズ１０３に対応する光源Ｒ３，Ｌ３が配置されている。

上記した構成によれば、焦点距離を長くすることができ各レンズの曲率半径を大きくすることができるため、光学的な収差が少なく押さえられ、照明ムラが小さくなる。また、各レンズに対応した２つの光源間に隣のレンズに対応する光源を配置することで、レンチキュラと光源の周期構造を乱すことなく実現できる。

図４（Ａ），（Ｂ）は図３（Ａ），（Ｂ）に示す構成の変形例を示す図である。この変形例では、前記した図４（Ａ），（Ｂ）に示す構成において、レンチキュラ１００を構成する各レンズ１０１〜１０３の像面湾曲に略一致させて光源Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３の発光面をそれぞれ傾かせた構成となっている。

上記した構成によれば、光学的な収差を小さくすることができ、照明ムラを少なくすることが可能になる。また、光源面と最適な射出方向とが略垂直となるために光の利用効率も上昇する。

図５（Ａ），（Ｂ）は図４（Ａ），（Ｂ）に示す構成の変形例を示す図である。この変形例では、図４（Ａ），（Ｂ）に示す構成に、レンズ２０１〜２０４からなるレンチキュラ２００を追加することにより、表示画面側にレンチキュラ１００が配置され、光源側にレンチキュラ２００が配置された両面構造とし、かつ、表示画面側のレンズ１０１〜１０３と、光源側のレンズ２０１〜２０４とが略半ピッチずれていることを特徴とする。これにより、並んだ２つの光源からそれぞれ射出され、光源側のレンチキュラ２００のある一つのレンズを通る２つの光束は、表示画面側のレンチキュラ１００の別々なレンズを通ることを特徴とする。

上記した構成によれば、各レンズの曲率半径をさらに大きくすることができ、光学的な収差を小さくできるため、照明ムラを少なくすることができる。また、表示画面側のレンズピッチと光源側のレンズピッチとを略半ピッチずらすことで、各光源とそれぞれに対応した観察者とを結ぶ角度の異なる複数の主光線に対しても、表示画面側のレンズと光源側のレンズの略中心を通ることができ、光学的な収差を小さくすることができる。

図６は、本発明の映像表示装置を車載モニターとして搭載した場合の例を示している。車載モニター３００は１つの表示画面により見る方向に応じた映像を観察可能であり、第１映像の観察範囲３０３では第１映像が、第２映像の観察範囲３０５では第２映像が、第３映像の観察範囲３０４では第３映像が観察可能である。従って、第１映像の観察範囲３０３に助手である第１観察者３０１の席を配置し、第２映像の観察範囲３０５に運転手である第２観察者３０２の席を配置することで、助手と運転手とでそれぞれに対応した映像を観察することができる。例えば、運転手にはカーナビゲーションの映像やドライビング補助映像を提供しながら、同時に助手席の搭乗者にはＴＶ映像やＤＶＤ映像、ゲーム、各種情報検索など様々な映像を提供することができる。これにより、運転中の視聴が規制されているようなＴＶや映画などの映像でも、助手席にのみ提供することで、助手席の搭乗者は車が移動中であってもＴＶや映画などの映像を視聴することができる。なお、好ましくは２つの映像の分離角３０６として、第１の光束および第２の光束のそれぞれの光軸が表示画面の法線となす角として、略２５度〜略３５度となっていることが好ましい。

図７は、本発明の他の実施形態を示す図である。ここでは光指向性分離素子としてレンチキュラ以外の素子を利用したことを特徴とする。例えば、ＨＯＥ（Holographic Optical Element：ホログラフィック光学素子）４００を使用することにより、平坦な構造でレンズ作用を起こすことが可能であり、図７のように、光源Ｌ０〜Ｌ３，Ｒ１〜Ｒ４から射出される光束に特定の指向性を与えて射出することが可能である。

ＨＯＥ４００を使用した場合でも、ＨＯＥ４００の各レンズ４０１、４０２あるいは４０３には、それが属する照明単位とは異なる他の照明単位に含まれる光源からの光束が入射されるようになっている。例えば、照明単位１を構成するレンズ４０１と光源Ｌ１，Ｒ１において、光源Ｌ１からの光束は他の照明単位である照明単位２に含まれるレンズ４０２に入射される。これによってＨＯＥ４００により制御する光束の負荷が軽減するため、収差の発生を軽減することができ、照明ムラの発生を抑えることができる。

上記した構成によれば、ＨＯＥを使用する場合においても、照明単位の外にある光源で照明することにより、ＨＯＥにより制御する光束の負荷が軽減するため、収差の発生を軽減することができ、照明ムラの発生を抑えることができる。

図８は、本発明のさらに他の実施形態を示す図である。表示素子の右端、中央、左端を観察位置から見込む角度が異なるため、画面全体において良好な画質を得るためには、周期構造をもつ光指向性分離光学素子としての、レンズ１０１〜１０５で構成されるレンチキュラ１００の周期と、光源Ｒ１〜Ｒ６、Ｌ１〜Ｌ５で構成され周期構造をもつ光源群９９の周期とを若干ずらすことで実現可能である。例えば、図８に示すように、光源群９９の周期をレンチキュラ１００の周期よりも大きくした場合には画面周辺に行くほどレンチキュラ１００と光源群９９の位置関係がずれることになる。このずれにより光源Ｒ１〜Ｒ６、Ｌ１〜Ｌ５からの光束の射出角がずれることを利用して、観察者にとっては適正な角度で光束が射出され、結果的に画面全体に渡って良好な画質となる。この場合の各照明単位の形状は図８に示すように画面周辺に行くほど変形していくこととなる。

上記した構成によれば、レンチキュラ１００と光源群９９のピッチの大きさを若干ずらすことで、画面中心部と画面周辺部でのレンチキュラ１００と光源群９９の位置関係が変化するように構成し、Ｒ側、Ｌ側両方の観察者にとって最適な位置関係となるよう構成することで、画面全体に渡って、ムラの少ない照明が得られる。

図９は、本発明のさらに他の実施形態を示す図である。ここでは、光指向性分離素子として、表示画面側にレンズ１０１〜１０３で構成されるレンチキュラ１００を配置し、光源群９９側に遮光部５０２，５０４，５０６と開口部５０１，５０３，５０５，５０７が周期的に配置された遮光部材５００を配置し、遮光部材５００の開口部５０１，５０３，５０５，５０７が観察者側のレンチキュラ１００のレンズとレンズの境界（図示せぬ他のレンズとレンズ１０１の境界、レンズ１０１とレンズ１０２の境界、レンズ１０２とレンズ１０３の境界、レンズ１０３と図示せぬ他のレンズとの境界）付近の対面側に配置されていることを特徴とする。

好ましくは光源群９９側の開口部５０１，５０３，５０５，５０７もレンズ形状とすることで光の利用効率が高まる。また、好ましくは光源位置と表示画面側のレンチキュラ１００の端面位置とが、光源側レンズ１０１〜１０３の作用により共役の関係にあるようにする。

上記した構成によれば、光源位置と表示画面側のレンチキュラの端面付近とを、光源側レンズの作用により共役の関係とすることで、観察者側のレンチキュラの端面位置に光源群９９の２次的な光源像ができ、これにより透過型表示素子が照明されるため、あたかも透過型表示素子の背面直後に平面状の光源があるように見ることができ、ムラの少ない照明が実現できる。しかも各光源でつくられる２次光源は指向性をもっているので、観察者の位置により異なる光源で照明され、それに対応した映像を表示させることで、見る位置に対応した映像を観察可能である。

図１０は、観察者の観察位置と画面の左端、中央、右端の位置関係の違いによる見込み角について説明するための図である。例えばＲ側観察者位置６０１から表示画面６００の左端を見たときの見込み角はＡであり、Ｌ側観察者位置６０２から表示画面６００の左端を見たときの見込み角はＤであり、Ａ＞Ｄの関係が成り立つ。同様にして、観察者が例えばＲ側観察者位置６０１から表示画面６００の右端を見たときの見込み角はＣであり、Ｌ側観察者位置６０２から表示画面６００の右端を見たときの見込み角はＦであり、Ｆ＞Ｃの関係が成り立つ。また、例えばＲ側観察者位置６０１から表示画面６００の中央を見たときの見込み角はＢであり、Ｌ側観察者位置６０２から表示画面６００の中央を見たときの見込み角はＥであり、この場合にはＢ＝Ｅの関係が成り立つ。

以上のように、観察者側レンチキュラと光源のピッチの大きさを変え、画面中心付近と周辺付近での位置関係を変えることで上記のようなＲ側、Ｌ側の見込み角の差を補正することができる。

図１１は、従来の映像表示方法と本発明の映像表示方法とを比較して示す図である。ここでは、２人で異なる位置から異なる映像を観察するとき、特に車載用ディスプレイを想定したときの、表示装置に用いられる照明の断面構造を示している。また、図１１は第１観察者７５０側を照明し、ある１つの光源から射出される光線を例として示している。第１観察者側７５０側とは表示画面の法線７０１から３０度方向を想定している。

従来例の構成は点線で示され、レンズ７０２とそれに対応した２つの光源Ｒ１’、Ｌ１’が照明単位内に配置されており、例えば光源Ｒ１’が２方向の３０度の光線を射出するためには、レンズ７０２と光源Ｒ１’を近くに配置しなければならず、レンズ７０２の焦点距離が小さくなるため、レンズ７０２の曲率半径も小さくしなければならない。そのため、光学的な収差が大きくなり特にレンズ７０２周辺を通過する光線は３０度方向から大きくずれた位置に射出される。このことが結果的に観察者に照明ムラとして観察されることとなる。

一方、実線で示された構成は本発明による構成であり、レンズ７０２には、それが属する照明単位とは異なる他の照明単位に含まれる光源Ｌ０からの光束が入射されるようになっている。したがって、２方向の３０度の光線を射出する場合でも、レンズ７０２と光源Ｌ０との距離を従来例よりも大きく取ることが可能である。そのため、レンズ７０２の焦点距離を長くでき、レンズ７０２の曲率半径も従来例に比べて大きくできる。したがって、光学的な収差も従来例より小さくすることができ、レンズ周辺を通過する光線も従来例よりも３０度に近づけることが可能である。このことが結果的に従来例と比べて観察者の照明ムラの少ない表示として観察されることとなる。

図１１において、レンズピッチをＰとし、従来例のレンズ端面７００から光源Ｒ１’までの長さをＬとすると、本発明でのレンズ端面７００から光源Ｌ０までの長さは３Ｌとなり、従来と比較して３倍の長さを確保することが可能である。また、従来例で実現しようとした場合の曲率半径は約Ｐ／２となるが、本発明で実現すれば約Ｐとなり、約２倍の曲率半径で良いこととなる。

本発明の映像表示装置の一実施形態を示す図である。 本発明の映像表示装置の基本構成を示す図である。 発光領域分割光源としてのストライプ状光源あるいはマトリクス状光源と、光指向性分離光学素子としてのレンチキュラとの組み合わせを示す図である。 図３に示す構成の変形例を示す図である。 図４に示す構成の変形例を示す図である。 本発明の映像表示装置を車載モニターとして搭載した場合の例を示す図である。 本発明の他の実施形態を示す図である。 本発明のさらに他の実施形態を示す図である。 本発明のさらに他の実施形態を示す図である。 観察者の観察位置と画面の左端、中央、右端の位置関係の違いによる見込み角について説明するための図である。 従来の映像表示方法と本発明の映像表示方法とを比較して示す図である。 第１観察者方向に照明し、ある１つの光源から射出される光線を例として示す図である。

符号の説明

１０…表示画面、１１−１…第１映像観察範囲（Ｌ側）、１１−２…第２映像観察範囲（Ｒ側）、１２−１…第１観察者、１２−２…第２観察者、２０…発光領域分割光源、２１…光指向性分離光学素子、２２…光拡散素子、２３…透過型表示素子、Ｒ１〜Ｒ４、Ｌ０〜Ｌ３…光源、９９…光源群、１００…レンチキュラ、１０１〜１０３…レンズ。

Claims (7)

1. 複数の映像を、その各映像に対応したそれぞれの方向に向けて表示可能な一つの表示画面を有する映像表示装置であって、
   時分割で少なくとも２つの異なる方向に第１の光束及び第２の光束を射出する照明手段と、
   前記照明手段から射出された前記第１の光束を光源とする第１の映像と前記第２の光束を光源とする第２の映像とを時分割で表示可能な透過型表示素子と、
   を具備し、
   前記照明手段は、
   時分割で選択発光可能な複数の光源と、
   前記複数の光源に対向して配置され、異なる位置の光源から発光された各光束を入射してそれぞれの位置に対応する方向に向けて射出する光学素子単位と、を含む照明単位を、複数個配列して構成するとともに、
   前記第１の光束及び前記第２の光束を射出するために、一の前記照明単位の前記光学素子単位に向けて選択発光される各光源を、何れも当該一の照明単位とは異なる他の照明単位に含まれる光源としたことを特徴とする映像表示装置。
2. 前記他の照明単位は、前記一の照明単位に隣接配置された照明単位であることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
3. 前記他の照明単位に含まれる光源が前記一の照明単位の光学素子に対向するように、当該他の照明単位に含まれる光源を傾斜して配置したことを特徴とする請求項２に記載の映像表示装置。
4. 前記光学素子単位を前記配列方向に複数個配列することにより構成した周期的構造を有する前記光学素子単位の集合体がレンチキュラーレンズであるとき、
   前記第１の光束及び前記第２の光束を射出するために、当該レンチキュラーレンズにおける一のレンズに向けて射出される光源間の距離を、当該レンチキュラーレンズにおけるレンズピッチよりも大きくしたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の映像表示装置。
5. 前記レンチキュラーレンズは、両面がレンチキュラーレンズ構成となっており、前記光源側の面のレンズピッチを、前記透過型表示素子側の面のレンズピッチに対して半ピッチずらしたことを特徴とする請求項４に記載の映像表示装置。
6. 前記映像表示装置を車内中央部に設置して車載用映像表示装置として使用する場合において、前記第１の光束の光軸と前記第２の光束の光軸との分離角を前記表示画面の法線を中心として略水平方向に左右各々略２５度〜略３５度に設定することにより、運転席側の観察者が前記第１の映像を、助手席側の観察者が前記第２の映像をそれぞれ観察できるように構成したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の映像表示装置。
7. 複数の映像を、その各映像に対応したそれぞれの方向に向けて表示可能な一つの表示画面を有する映像表示装置であって、
   時分割で少なくとも２つの異なる方向に第１の光束及び第２の光束を射出する照明手段と、
   前記照明手段から射出された前記第１の光束を光源とする第１の映像と前記第２の光束を光源とする第２の映像とを時分割で表示可能な透過型表示素子と、
   を具備し、
   前記照明手段は、
   時分割で選択発光可能な複数の光源と、
   前記複数の光源に対向して配置され、異なる位置の光源から発光された各光束を入射してそれぞれの位置に対応する方向に向けて射出する光学素子単位と、を含む照明単位を、
   複数個配列して構成するとともに、
   前記第１の光束及び前記第２の光束を射出するために、一の前記照明単位の前記光学素子単位に向けて選択発光される光源間の距離を、前記照明単位の配列間隔よりも大きくしたことを特徴とする映像表示装置。

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