JP2006309017A - Display apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display apparatus that can display a stereoscopic image with perspective quality. <P>SOLUTION: The display apparatus includes: a screen 1 having a front face and a back face facing in opposite directions to each other, the screen which is disposed with the front face opposing to an observation side and allows the light entering the front face to be reflected to the observation side and the light entering the back face to pass and exit to the observation side; and an image light projecting means 11 which projects first and second image light beams A, B to project two planar images substantially in an identical pattern observed from the observation side onto the screen, in such a manner that the first image light A is projected from a side of a front region of the screen 1 toward the front face of the screen and that the second image light B is projected from the back of the screen 1 toward the back face of the screen to enter the projection region of the first image light A on the screen 1. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、立体的な画像を表示する表示装置に関する。   The present invention relates to a display device that displays a stereoscopic image.

表示装置として、液晶層を挟んで対向する一対の基板の対向する内面のうち、一方の基板の内面に、予め定めた形状の複数の主セグメント電極と、これらの主セグメント電極の半周の縁部に隣接させてその縁部の輪郭形状に形成された複数の副セグメント電極とを設け、他方の基板の内面に、前記複数の主セグメント電極及び副セグメント電極に対向するコモン電極を設けた液晶表示素子を備え、前記液晶表示素子に、前記主セグメント電極の形状に対応する主表示パターンと、前記副セグメント電極の形状に対応する副表示パターン(主表示パターンの半周に沿う影のような輪郭パターン)とからなる、前記副表示パターンにより厚みを表現した図形、つまり、厚みのある形状物を斜め方向から見たような図形を表示させるようにしたものがある(特許文献1参照)。
特開2001−201755号公報
As a display device, a plurality of main segment electrodes having a predetermined shape are formed on the inner surface of one of the pair of opposing inner surfaces of the pair of substrates facing each other with a liquid crystal layer interposed therebetween, and the edge of the half circumference of these main segment electrodes And a plurality of sub-segment electrodes formed in the shape of the edge thereof adjacent to the liquid crystal display, and a common electrode facing the main segment electrodes and the sub-segment electrodes is provided on the inner surface of the other substrate. A main display pattern corresponding to the shape of the main segment electrode and a sub display pattern corresponding to the shape of the sub segment electrode (a contour pattern such as a shadow along a half circumference of the main display pattern). ), The figure representing the thickness by the sub-display pattern, that is, the figure as if the thick object was viewed from an oblique direction. There (see Patent Document 1).
JP 2001-201755 A

しかし、上記従来の表示装置の表示は、奥行き感の無い平面的な表示である。   However, the display of the conventional display device is a flat display without a sense of depth.

この発明は、奥行き感のある立体的な画像を表示することができる表示装置を提供することを目的としたものである。   An object of the present invention is to provide a display device capable of displaying a stereoscopic image with a sense of depth.

この発明の表示装置は、互いに逆向きの前面と後面とを有し、前記前面を観察側に対向させて配置され、前記前面から入射した光を前記観察側に反射し、前記後面から入射した光を透過させて前記観察側に出射するスクリーンと、第1と第2の画像光を出射し、前記第1の画像光を、前記スクリーンの前側から前記スクリーンの前面に向けて投影し、前記第2の画像光を、前記スクリーンの後側から前記スクリーンの後面に向けて前記スクリーンの前記第1の画像光の投影領域に入射させるように投影する画像光投影手段とを備えたことを特徴とする。   The display device of the present invention has a front surface and a rear surface that are opposite to each other, and is disposed with the front surface facing the observation side, reflects light incident from the front surface to the observation side, and enters from the rear surface A screen that transmits light and exits to the observation side; emits first and second image light; and projects the first image light from the front side of the screen toward the front surface of the screen; Image light projecting means for projecting the second image light from the rear side of the screen toward the rear surface of the screen so as to be incident on the projection area of the first image light of the screen. And

この発明の表示装置において、前記画像光投影手段は、前記第1の画像光と第2の画像光の出射強度比を調整する手段を備えているのが望ましい。   In the display device according to the present invention, it is preferable that the image light projection means includes means for adjusting an emission intensity ratio of the first image light and the second image light.

この発明の表示装置において、前記画像光投影手段は、光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域を有する第1の液晶表示素子と、前記第1の液晶表示素子の一方の面に対向させて配置され、前記第1の液晶表示素子に向けて照明光を出射する第1の面光源とからなり、前記第1の液晶表示素子の他方の面から第1の画像光を出射する第1の画像光出射部と、光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域を有する第2の液晶表示素子と、前記第2の液晶表示素子の一方の面に対向させて配置され、前記第2の液晶表示素子に向けて照明光を出射する第2の面光源とからなり、前記第2の液晶表示素子の他方の面から第2の画像光を出射する第2の画像光出射部とを備え、前記第1の画像光出射部を、前記スクリーンの前側領域の側方に、前記第1の画像光の出射方向を前記スクリーンの前面に向けて配置し、前記第2の画像光出射部を、前記スクリーンの後側に、前記第2の画像光の出射方向を前記スクリーンの後面に向けて配置した構成とするのが望ましい。   In the display device according to the present invention, the image light projection means includes a first liquid crystal display element having a screen region in which a plurality of pixels for controlling light transmission are arranged in a matrix, and one of the first liquid crystal display elements. And a first surface light source that emits illumination light toward the first liquid crystal display element, and the first image light from the other surface of the first liquid crystal display element. A first image light emitting portion that emits light, a second liquid crystal display element having a screen region in which a plurality of pixels that control light transmission are arranged in a matrix, and one surface of the second liquid crystal display element And a second surface light source that emits illumination light toward the second liquid crystal display element, and emits the second image light from the other surface of the second liquid crystal display element. And a second image light emitting section that performs the first image light output. Part is arranged on the side of the front area of the screen with the emission direction of the first image light facing the front surface of the screen, and the second image light emission part is arranged on the rear side of the screen, It is desirable that the second image light is directed toward the rear surface of the screen.

その場合は、前記第2の画像光出射部を、前記スクリーンの真後に、第2の画像光の出射面を前記スクリーンの後面に対向させ、前記第2の画像光の出射方向を前記スクリーンの法線付近の方向に向けて配置し、前記スクリーンの前面に、前記第1の画像光出射部から投影された前記第1の画像光の反射方向を前記スクリーンを透過した前記第2の画像光の出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段を設けるのが好ましい。   In that case, the second image light emitting section is disposed immediately behind the screen, the second image light emitting surface is opposed to the rear surface of the screen, and the emitting direction of the second image light is set to the screen. The second image light that is arranged in the direction near the normal line and that has passed through the screen in the reflection direction of the first image light projected from the first image light emitting unit on the front surface of the screen. It is preferable to provide a reflection direction control means for substantially matching the emission direction.

また、前記画像光投影手段を、前記第1と第2の画像光出射部とを備えた構成とする場合は、前記第2の画像光出射部を、前記スクリーンの後側の領域の側方に配置し、前記スクリーンの後面に、前記第2の画像光出射部から投影された前記第2の画像光を前記スクリーンの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーンに入射させる入射角制御手段を設け、前記スクリーンの前面に、前記第1の画像光出射部から投影された前記第1の画像光の反射方向を前記スクリーンを透過した前記第2の画像光の出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段を設けてもよい。   In the case where the image light projecting unit includes the first and second image light emitting units, the second image light emitting unit is disposed on the side of the rear area of the screen. And an incident angle control means for refracting the second image light projected from the second image light emitting unit in the direction near the normal line of the screen and entering the screen on the rear surface of the screen. The reflection direction of the first image light projected from the first image light emitting unit substantially coincides with the emission direction of the second image light transmitted through the screen on the front surface of the screen. Reflection direction control means may be provided.

この発明の表示装置において、前記画像光投影手段は、光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域を有する1つの液晶表示素子と、前記液晶表示素子の一方の面と他方の面とにそれぞれ対向させて配置され、前記液晶表示素子に向けて照明光を出射し、前記液晶表示素子からの出射光を透過させる第1と第2の面光源とからなり、前記液晶表示素子の一方の面と他方の面からそれぞれ画像光を出射し、前記液晶表示素子の前記第2の面光源に対向する面から出射した第1の画像光を前記第2の面光源を透過させて出射し、前記液晶表示素子の前記第1の面光源に対向する面から出射した第2の画像光を前記第1の面光源を透過させて出射する画像光出射部と、前記画像光出射部からの前記第1と第2の画像光をそれぞれ前記スクリーンの前面と後面に向けて反射する第1と第2の反射板とを備え、前記画像光出射部を、前記スクリーンの側方に、前記第1の画像光の出射方向を観察側に向け、前記第2の画像光の出射方向を前記観察側とは反対側に向けて配置し、前記第1の反射板を、前記画像光出射部からの前記第1の画像光の出射方向に、前記第1の画像光を前記スクリーンの前面に向けて反射するように配置し、前記第2の反射板を、前記画像光出射部からの前記第2の画像光の出射方向に、前記第2の画像光を前記スクリーンの後面に向けて反射するように配置した構成としてもよい。   In the display device according to the present invention, the image light projection means includes one liquid crystal display element having a screen region in which a plurality of pixels for controlling light transmission are arranged in a matrix, one surface of the liquid crystal display element, and the other surface. Each of the first and second surface light sources for emitting illumination light toward the liquid crystal display element and transmitting the emitted light from the liquid crystal display element. Image light is emitted from one surface and the other surface of the element, respectively, and the first image light emitted from the surface of the liquid crystal display element facing the second surface light source is transmitted through the second surface light source. An image light emitting unit for emitting the second image light emitted from the surface of the liquid crystal display element facing the first surface light source through the first surface light source, and the image light emitting device. The first and second image lights from the The first and second reflecting plates that reflect toward the front and rear surfaces of the screen are provided, the image light emitting portion is disposed on the side of the screen, and the emission direction of the first image light is viewed on the observation side. The second image light is emitted in the direction opposite to the observation side, and the first reflecting plate is arranged in the emission direction of the first image light from the image light emission unit. The first image light is disposed so as to be reflected toward the front surface of the screen, and the second reflector is disposed in the emission direction of the second image light from the image light emission unit. The second image light may be arranged to reflect toward the rear surface of the screen.

その場合は、前記スクリーンの後面に、前記画像光出射部から前記第2の反射板を介して投影された前記第2の画像光を前記スクリーンの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーンに入射させる入射角制御手段を設け、前記スクリーンの前面に、前記画像光出射部から前記第2の反射板を介して投影された前記第1の画像光の反射方向を前記スクリーンを透過した前記第2の画像光の出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段を設けるのが好ましい。   In that case, the second image light projected from the image light emitting unit via the second reflector on the rear surface of the screen is refracted in the direction near the normal line of the screen to the screen. Incident angle control means is provided, and the reflection direction of the first image light projected from the image light emitting unit through the second reflector is transmitted to the front surface of the screen through the screen. It is preferable to provide a reflection direction control unit that substantially matches the emission direction of the second image light.

また、この発明の表示装置において、前記スクリーンは、半透過反射板、あるいは、互いに直交する反射軸と透過軸をもち、入射光の互いに直交する2つの直線偏光成分のうち、前記反射軸に平行な直線偏光成分を反射し、前記透過軸に平行な直線偏光成分を透過させる反射偏光板が好ましく、前記反射偏光板からなるスクリーンを備える場合は、前記画像光投影手段を、前記反射偏光板の反射軸と実質的に平行な直線偏光からなる第1の画像光を前記スクリーンの前面に向けて投影し、前記反射偏光板の透過軸と実質的に平行な直線偏光からなる第2の画像光を前記スクリーンの後面に向けて投影するように構成すればよい。   In the display device of the present invention, the screen has a transflective plate or a reflection axis and a transmission axis orthogonal to each other, and is parallel to the reflection axis of two linearly polarized light components of incident light orthogonal to each other. A reflective polarizing plate that reflects the linearly polarized light component and transmits the linearly polarized light component parallel to the transmission axis is preferable. When the screen includes the reflective polarizing plate, the image light projecting unit is connected to the reflective polarizing plate. First image light composed of linearly polarized light substantially parallel to the reflection axis is projected toward the front surface of the screen, and second image light composed of linearly polarized light substantially parallel to the transmission axis of the reflective polarizing plate. May be projected toward the rear surface of the screen.

この発明の表示装置は、前面を観察側に対向させて配置され、前記前面から入射した光を前記観察側に反射し、反対側の後面から入射した光を透過させて前記観察側に出射するスクリーンと、第1と第2の画像光を出射し、前記第1の画像光を、前記スクリーンの前側から前記スクリーンの前面に向けて投影し、前記第2の画像光を、前記スクリーンの後側から前記スクリーンの後面に向けて前記スクリーンの前記第1の画像光の投影領域に入射させるように投影する画像光投影手段とを備えたものであるため、前記スクリーンにその前側から投影され、前記スクリーンにより観察側に反射された前記第1の画像光からなる第1の画像と、前記スクリーンにその後側から投影され、前記スクリーンを透過して前記観察側に出射した前記第2の画像光からなる第2の画像とが重なって見える、奥行き感のある立体的な画像を表示することができる。   The display device of the present invention is disposed with the front surface facing the observation side, reflects light incident from the front surface to the observation side, transmits light incident from the rear surface on the opposite side, and emits the light to the observation side. A screen, and first and second image lights, the first image light is projected from the front side of the screen toward the front surface of the screen, and the second image light is projected after the screen. Image light projecting means for projecting from the side toward the rear surface of the screen so as to be incident on the projection area of the first image light of the screen, and thus projected onto the screen from its front side, The first image composed of the first image light reflected to the observation side by the screen, and the second image projected from the rear side to the screen and transmitted through the screen and emitted to the observation side. Look overlaps the second image consisting of image light, stereoscopic image having a depth feeling can be displayed.

この発明の表示装置において、前記画像光投影手段は、前記第1の画像光と第2の画像光の出射強度比を調整する手段を備えているのが望ましく、このようにすることにより、前記立体的な画像の奥行き感を任意に変化させることができる。   In the display device according to the aspect of the invention, it is preferable that the image light projecting unit includes a unit that adjusts an emission intensity ratio of the first image light and the second image light. It is possible to arbitrarily change the depth of the three-dimensional image.

この発明の表示装置において、前記画像光投影手段は、光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域を有する第1の液晶表示素子と、前記第1の液晶表示素子の一方の面に対向させて配置され、前記第1の液晶表示素子に向けて照明光を出射する第1の面光源とからなり、前記第1の液晶表示素子の他方の面から第1の画像光を出射する第1の画像光出射部と、光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域を有する第2の液晶表示素子と、前記第2の液晶表示素子の一方の面に対向させて配置され、前記第2の液晶表示素子に向けて照明光を出射する第2の面光源とからなり、前記第2の液晶表示素子の他方の面から第2の画像光を出射する第2の画像光出射部とを備え、前記第1の画像光出射部を、前記スクリーンの前側領域の側方に、前記第1の画像光の出射方向を前記スクリーンの前面に向けて配置し、前記第2の画像光出射部を、前記スクリーンの後側に、前記第2の画像光の出射方向を前記スクリーンの後面に向けて配置した構成とするのが望ましく、このようにすることにより、前記第1の画像光出射部からの第1の画像光を前記スクリーンの前側領域の側方から前記スクリーンの前面に向けて投影し、前記第2の画像光出射部からの第2の画像光を前記スクリーンの後側から前記スクリーンの後面に向けて投影し、奥行き感のある立体的な画像を表示することができる。   In the display device according to the present invention, the image light projection means includes a first liquid crystal display element having a screen region in which a plurality of pixels for controlling light transmission are arranged in a matrix, and one of the first liquid crystal display elements. And a first surface light source that emits illumination light toward the first liquid crystal display element, and the first image light from the other surface of the first liquid crystal display element. A first image light emitting portion that emits light, a second liquid crystal display element having a screen region in which a plurality of pixels that control light transmission are arranged in a matrix, and one surface of the second liquid crystal display element And a second surface light source that emits illumination light toward the second liquid crystal display element, and emits the second image light from the other surface of the second liquid crystal display element. And a second image light emitting section that performs the first image light output. Part is arranged on the side of the front area of the screen with the emission direction of the first image light facing the front surface of the screen, and the second image light emission part is arranged on the rear side of the screen, It is desirable that the emission direction of the second image light is arranged toward the rear surface of the screen. By doing so, the first image light from the first image light emission unit is changed to the first image light emission unit. Projecting from the side of the front region of the screen toward the front surface of the screen, projecting the second image light from the second image light emitting unit toward the rear surface of the screen from the rear side of the screen, A stereoscopic image with a sense of depth can be displayed.

その場合は、前記第2の画像光出射部を、前記スクリーンの真後に、第2の画像光の出射面を前記スクリーンの後面に対向させ、前記第2の画像光の出射方向を前記スクリーンの法線付近の方向に向けて配置し、前記スクリーンの前面に、前記第1の画像光出射部から投影された前記第1の画像光の反射方向を前記スクリーンを透過した前記第2の画像光の出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段を設けるのが好ましく、このようにすることにより、奥行き感のある立体的な画像を前記スクリーンの前面の正面方向から観察させることができる。   In that case, the second image light emitting section is disposed immediately behind the screen, the second image light emitting surface is opposed to the rear surface of the screen, and the emitting direction of the second image light is set to the screen. The second image light that is arranged in the direction near the normal line and that has passed through the screen in the reflection direction of the first image light projected from the first image light emitting unit on the front surface of the screen. It is preferable to provide a reflection direction control means that substantially matches the emission direction of the light, and by doing so, a stereoscopic image with a sense of depth can be observed from the front direction of the front surface of the screen.

また、前記画像光投影手段を、前記第1と第2の画像光出射部とを備えた構成とする場合は、前記第2の画像光出射部を、前記スクリーンの後側の領域の側方に配置し、前記スクリーンの後面に、前記第2の画像光出射部から投影された前記第2の画像光を前記スクリーンの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーンに入射させる入射角制御手段を設け、前記スクリーンの前面に、前記第1の画像光出射部から投影された前記第1の画像光の反射方向を前記スクリーンを透過した前記第2の画像光の出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段を設けてもよく、このようにすることにより、奥行き感のある立体的な画像を前記スクリーンの前面の正面方向から観察させることができる。   In the case where the image light projecting unit includes the first and second image light emitting units, the second image light emitting unit is disposed on the side of the rear area of the screen. And an incident angle control means for refracting the second image light projected from the second image light emitting unit in the direction near the normal line of the screen and entering the screen on the rear surface of the screen. The reflection direction of the first image light projected from the first image light emitting unit substantially coincides with the emission direction of the second image light transmitted through the screen on the front surface of the screen. Reflection direction control means may be provided, and by doing so, a stereoscopic image with a sense of depth can be observed from the front direction of the front surface of the screen.

この発明の表示装置において、前記画像光投影手段は、光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域を有する1つの液晶表示素子と、前記液晶表示素子の一方の面と他方の面とにそれぞれ対向させて配置され、前記液晶表示素子に向けて照明光を出射し、前記液晶表示素子からの出射光を透過させる第1と第2の面光源とからなり、前記液晶表示素子の一方の面と他方の面からそれぞれ画像光を出射し、前記液晶表示素子の前記第2の面光源に対向する面から出射した第1の画像光を前記第2の面光源を透過させて出射し、前記液晶表示素子の前記第1の面光源に対向する面から出射した第2の画像光を前記第1の面光源を透過させて出射する画像光出射部と、前記画像光出射部からの前記第1と第2の画像光をそれぞれ前記スクリーンの前面と後面に向けて反射する第1と第2の反射板とを備え、前記画像光出射部を、前記スクリーンの側方に、前記第1の画像光の出射方向を観察側に向け、前記第2の画像光の出射方向を前記観察側とは反対側に向けて配置し、前記第1の反射板を、前記画像光出射部からの前記第1の画像光の出射方向に、前記第1の画像光を前記スクリーンの前面に向けて反射するように配置し、前記第2の反射板を、前記画像光出射部からの前記第2の画像光の出射方向に、前記第2の画像光を前記スクリーンの後面に向けて反射するように配置した構成としてもよく、このようにすることにより、前記画像光出射部からの第1の画像光を前記第1の反射板により前記スクリーンの前側領域の側方から前記スクリーンの前面に向けて投影し、前記画像光出射部からの第2の画像光を前記第2の反射板により前記スクリーンの後側領域の側方から前記スクリーンの後面に向けて投影して、奥行き感のある立体的な画像を表示することができる。   In the display device according to the present invention, the image light projection means includes one liquid crystal display element having a screen region in which a plurality of pixels for controlling light transmission are arranged in a matrix, one surface of the liquid crystal display element, and the other surface. Each of the first and second surface light sources for emitting illumination light toward the liquid crystal display element and transmitting the emitted light from the liquid crystal display element. Image light is emitted from one surface and the other surface of the element, respectively, and the first image light emitted from the surface of the liquid crystal display element facing the second surface light source is transmitted through the second surface light source. An image light emitting unit for emitting the second image light emitted from the surface of the liquid crystal display element facing the first surface light source through the first surface light source, and the image light emitting device. The first and second image lights from the The first and second reflecting plates that reflect toward the front and rear surfaces of the screen are provided, the image light emitting portion is disposed on the side of the screen, and the emission direction of the first image light is viewed on the observation side. The second image light is emitted in the direction opposite to the observation side, and the first reflecting plate is arranged in the emission direction of the first image light from the image light emission unit. The first image light is disposed so as to be reflected toward the front surface of the screen, and the second reflector is disposed in the emission direction of the second image light from the image light emission unit. It is good also as a structure arrange | positioned so that 2nd image light may be reflected toward the rear surface of the said screen, By doing in this way, the 1st image light from the said image light emission part is a said 1st reflecting plate. From the side of the front area of the screen toward the front of the screen Projecting and projecting the second image light from the image light emitting portion from the side of the rear region of the screen toward the rear surface of the screen by the second reflector, and providing a three-dimensional image with a sense of depth Simple images can be displayed.

その場合は、前記スクリーンの後面に、前記画像光出射部から前記第2の反射板を介して投影された前記第2の画像光を前記スクリーンの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーンに入射させる入射角制御手段を設け、前記スクリーンの前面に、前記画像光出射部から前記第2の反射板を介して投影された前記第1の画像光の反射方向を前記スクリーンを透過した前記第2の画像光の出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段を設けるのが好ましく、このようにすることにより、奥行き感のある立体的な画像を前記スクリーンの前面の正面方向から観察させることができる。   In that case, the second image light projected from the image light emitting unit via the second reflector on the rear surface of the screen is refracted in the direction near the normal line of the screen to the screen. Incident angle control means is provided, and the reflection direction of the first image light projected from the image light emitting unit through the second reflector is transmitted to the front surface of the screen through the screen. It is preferable to provide a reflection direction control means that substantially matches the emission direction of the image light of No. 2, so that a stereoscopic image with a sense of depth can be observed from the front direction of the front surface of the screen. Can do.

また、この発明の表示装置において、前記スクリーンは、半透過反射板が好ましく、このようにすることにより、前記スクリーンにその前面から入射した前記第1の画像光を観察側に反射し、前記スクリーンにその後面から入射した前記第2の画像光を光を透過させて前記観察側に出射することができる。   In the display device of the present invention, the screen is preferably a transflective plate. By doing so, the first image light incident on the screen from its front surface is reflected to the observation side, and the screen Then, the second image light incident from the rear surface can be transmitted and emitted to the observation side.

前記スクリーンは、互いに直交する反射軸と透過軸をもち、入射光の互いに直交する2つの直線偏光成分のうち、前記反射軸に平行な直線偏光成分を反射し、前記透過軸に平行な直線偏光成分を透過させる反射偏光板でもよく、その場合は、前記画像光投影手段を、前記反射偏光板の反射軸と実質的に平行な直線偏光からなる第1の画像光を前記スクリーンの前面に向けて投影し、前記反射偏光板の透過軸と実質的に平行な直線偏光からなる第2の画像光を前記スクリーンの後面に向けて投影するように構成することにより、前記スクリーンにその前面から入射した前記第1の画像光を観察側に反射し、前記スクリーンにその後面から入射した前記第2の画像光を透過させて前記観察側に出射することができる。   The screen has a reflection axis and a transmission axis that are orthogonal to each other, and reflects a linearly polarized light component that is parallel to the reflection axis of two linearly polarized light components that are orthogonal to each other of incident light, and is linearly polarized light that is parallel to the transmission axis. A reflective polarizing plate that transmits the component may be used. In this case, the image light projecting unit directs the first image light composed of linearly polarized light substantially parallel to the reflection axis of the reflective polarizing plate toward the front surface of the screen. And projecting the second image light composed of linearly polarized light substantially parallel to the transmission axis of the reflective polarizing plate toward the rear surface of the screen, thereby entering the screen from its front surface. The first image light reflected can be reflected to the observation side, and the second image light incident from the rear surface to the screen can be transmitted and emitted to the observation side.

(第1の実施形態)
図1及び図2はこの発明の第1の実施例を示しており、図1は表示装置の斜視図、図2は前記表示装置の側面図である。
(First embodiment)
1 and 2 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of a display device, and FIG. 2 is a side view of the display device.

この表示装置は、互いに逆向きの前面と後面とを有し、前記前面を観察側(図2において右側)に対向させて配置され、前記前面から入射した光を前記観察側に反射し、前記後面から入射した光を透過させて前記観察側に出射するスクリーン1と、前記スクリーン1に前記観察側から見て実質的に同一パターンの2つの平面的な画像を投影するための第1と第2の画像光を出射し、前記第1の画像光を、前記スクリーン1の前側の領域(スクリーン1の前面に対向する領域)の側方から前記スクリーン1の前面に向けて投影し、前記第2の画像光を、前記スクリーン1の後側から前記スクリーン1の後面に向けて投影して前記スクリーン1の前記第1の画像光の投影領域に入射させる画像光投影手段11とを備えている。   The display device has a front surface and a rear surface that are opposite to each other, and is disposed with the front surface facing the observation side (right side in FIG. 2), and reflects light incident from the front surface to the observation side, A screen 1 that transmits light incident from the rear surface and emits the light to the observation side, and a first and a second for projecting two planar images of substantially the same pattern onto the screen 1 when viewed from the observation side. 2, the first image light is projected from the side of the front area of the screen 1 (the area facing the front surface of the screen 1) toward the front surface of the screen 1, and the first image light is projected. Image light projecting means 11 for projecting the second image light from the rear side of the screen 1 toward the rear surface of the screen 1 and entering the first image light projection area of the screen 1. .

この実施例の表示装置において、前記画像光投影手段11は、第1の画像光出射部12と第2の画像光出射部13とを備えている。   In the display device of this embodiment, the image light projection unit 11 includes a first image light emitting unit 12 and a second image light emitting unit 13.

前記第1の画像光出射部12は、光の透過を制御する複数の画素(図示せず)がマトリックス状に配列された画面領域14aを有する第1の液晶表示素子14と、前記第1の液晶表示素子14の一方の面に対向させて配置され、前記第1の液晶表示素子14に向けて照明光を出射する第1の面光源15とからなっており、前記第1の液晶表示素子14の複数の画素に画像データに応じた駆動電圧が印加されて第1の画像を表示し、その第1の画像光Aを前記第1の液晶表示素子14の他方の面から出射する。   The first image light emitting unit 12 includes a first liquid crystal display element 14 having a screen region 14a in which a plurality of pixels (not shown) for controlling light transmission are arranged in a matrix, and the first liquid crystal display element 14 The first liquid crystal display element is arranged to face one surface of the liquid crystal display element 14 and includes a first surface light source 15 that emits illumination light toward the first liquid crystal display element 14. A drive voltage corresponding to image data is applied to a plurality of 14 pixels to display a first image, and the first image light A is emitted from the other surface of the first liquid crystal display element 14.

また、前記第2の画像光出射部13は、光の透過を制御する複数の画素(図示せず)がマトリックス状に配列した画面領域16aを有する第2の液晶表示素子16と、前記第2の液晶表示素子16の一方の面に対向させて配置され、前記第2の液晶表示素子16に向けて照明光を出射する第2の面光源17とからなっており、前記第2の液晶表示素子16の複数の画素に画像データに応じた駆動電圧が印加されて第2の画像を表示し、その第2の画像光Bを前記第2の液晶表示素子16の他方の面から出射する。   The second image light emitting unit 13 includes a second liquid crystal display element 16 having a screen region 16a in which a plurality of pixels (not shown) for controlling light transmission are arranged in a matrix, and the second liquid crystal display element 16. And a second surface light source 17 that emits illumination light toward the second liquid crystal display element 16 and is disposed to face one surface of the liquid crystal display element 16. A drive voltage corresponding to image data is applied to a plurality of pixels of the element 16 to display a second image, and the second image light B is emitted from the other surface of the second liquid crystal display element 16.

なお、図1及び図2では前記第1と第2の液晶表示素子14,16を簡略化して示しているが、これらの液晶表示素子14,16は、例えばアクティブマトリックス型のものであり、液晶層を挟んで対向する一対の透明基板の互いに対向する内面のうち、一方の基板の内面に、行方向及び列方向にマトリックス状に配列した複数の透明な画素電極と、これらの画素電極にそれぞれ接続された複数のTFT(薄膜トランジスタ)と、各行のTFTにゲート信号を供給する複数のゲート配線と、各列のTFTにデータ信号を供給する複数のデータ配線が設けられ、他方の基板の内面に、前記複数の画素電極と対向する一枚膜状の透明な対向電極が設けられ、一対の透明基板の外面にそれぞれ偏光板が設けられた構造となっている。   1 and 2 show the first and second liquid crystal display elements 14 and 16 in a simplified manner. These liquid crystal display elements 14 and 16 are, for example, of an active matrix type, and are liquid crystal. A plurality of transparent pixel electrodes arranged in a matrix in the row direction and the column direction on the inner surface of one of the pair of opposing inner surfaces of the pair of transparent substrates facing each other, and each of these pixel electrodes A plurality of connected TFTs (thin film transistors), a plurality of gate wirings for supplying gate signals to the TFTs in each row, and a plurality of data wirings for supplying data signals to the TFTs in each column are provided. Each of the plurality of pixel electrodes is provided with a single transparent transparent electrode, and a polarizing plate is provided on each of the outer surfaces of the pair of transparent substrates.

また、図1及び図2では前記第1と第2の面光源15,17を簡略化して示しているが、これらの面光源15,17は、例えば、前記液晶表示素子14,16の画面領域14a,16aの全域に対向する面積を有する板状の透明部材の一端面に光を入射させる入射端面が形成され、2つの板面の一方に前記入射端面から入射した光の出射端面が形成され、他方の板面に前記入射端面から入射した光を前記出射面に向けて反射する反射面が形成された導光板と、前記導光板の入射端面に対向させて配置され、前記入射端面に向けて光を出射するLED(発光ダイオード)等の複数の固体発光素子からなっている。   1 and 2 show the first and second surface light sources 15 and 17 in a simplified manner. These surface light sources 15 and 17 are, for example, screen areas of the liquid crystal display elements 14 and 16. An incident end face for allowing light to enter is formed on one end face of a plate-like transparent member having an area facing the entire area of 14a and 16a, and an outgoing end face for light incident from the incident end face is formed on one of the two plate faces. A light guide plate having a reflection surface for reflecting the light incident from the incident end surface toward the exit surface on the other plate surface, and disposed opposite the incident end surface of the light guide plate, toward the incident end surface And a plurality of solid state light emitting elements such as LEDs (light emitting diodes) that emit light.

前記第1の画像光出射部12は、前記スクリーン1の前側領域の側方に、前記第1の画像光Aの出射方向を前記スクリーン1の前面に向けて配置され、前記第2の画像光出射部13は、前記スクリーン1の後側に、前記第2の画像光Bの出射方向を前記スクリーン1の後面に向けて配置されている。   The first image light emitting unit 12 is disposed on the side of the front region of the screen 1 with the emission direction of the first image light A facing the front surface of the screen 1, and the second image light The emission unit 13 is disposed on the rear side of the screen 1 with the emission direction of the second image light B directed toward the rear surface of the screen 1.

この実施例では、前記スクリーン1を垂直に立てて配置し、前記第1の画像光出射部12を、前記スクリーン1の前側領域の下側に、前記第1の画像光の出射面(第1の液晶表示素子14の面光源15側とは反対側の面)を上方に向けて水平に、つまり前記スクリーン1に対して直角に配置し、前記第2の画像光出射部13を、前記スクリーン1の真後に、第2の画像光の出射面(第2の液晶表示素子16の面光源17側とは反対側の面)を前記スクリーン1の後面に実質的に平行に対向させて配置している。   In this embodiment, the screen 1 is vertically arranged, and the first image light emitting portion 12 is disposed below the front region of the screen 1 and the first image light emitting surface (first The surface of the liquid crystal display element 14 on the side opposite to the surface light source 15 side is directed upward, i.e., at a right angle to the screen 1, and the second image light emitting portion 13 is disposed on the screen. 1 is disposed so that the second image light emission surface (the surface opposite to the surface light source 17 side of the second liquid crystal display element 16) faces the rear surface of the screen 1 substantially in parallel. ing.

そして、前記第1の画像光出射部12を構成する第1の液晶表示素子14は、前記スクリーン1の左右方向に沿った方向の画面長さが前記スクリーン1の外周部を除く領域(以下、利用領域という)の左右方向幅と実質的に同じに設定され、前記スクリーン1の上下方向に沿った方向の画面長さが前記スクリーン1の利用領域の上下方向幅を予め定めた比率で縮小した長さと実質的に同じに設定された横長矩形状の画面領域14aを有しており、前記第1の面光源15は、前記第1の液晶表示素子14の法線に対して前記スクリーン1側に予め定めた角度傾いた方向、つまり前記第1の液晶表示素子14の画面領域14aから前記スクリーン1の利用領域に向かう方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった照明光を出射するように構成されている。   The first liquid crystal display element 14 constituting the first image light emitting unit 12 has a region in which the screen length in the direction along the left-right direction of the screen 1 excludes the outer peripheral part of the screen 1 (hereinafter, referred to as the screen length). The width of the screen 1 in the vertical direction of the screen 1 is reduced by a predetermined ratio. The first surface light source 15 has a horizontally long rectangular screen region 14a set to be substantially the same as the length, and the first surface light source 15 is on the screen 1 side with respect to the normal line of the first liquid crystal display element 14. Illuminating light having directivity in which a peak of emitted light intensity exists in a direction inclined at a predetermined angle, that is, in a direction from the screen region 14 a of the first liquid crystal display element 14 to the use region of the screen 1. Like It has been made.

すなわち、前記第1の画像光出射部12は、前記第1の液晶表示素子14の画面領域14aの表示画像、つまり前記第1の面光源15から出射して前記第1の液晶表示素子14の複数の画素を透過した前記第1の画像光Aを、前記スクリーン1の利用領域の略全域に向けて投影する。   In other words, the first image light emitting unit 12 emits a display image of the screen region 14 a of the first liquid crystal display element 14, that is, the first surface light source 15 and emits the first liquid crystal display element 14. The first image light A transmitted through a plurality of pixels is projected toward substantially the entire use area of the screen 1.

また、前記第2の画像光出射部13を構成する第2の液晶表示素子16は、前記スクリーン1の利用領域と実質的に同じ形状の画面領域16aを有しており、前記第2の面光源17は、前記第2の液晶表示素子16の法線付近の方向、つまり前記スクリーン1の法線付近の方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった照明光を出射するように構成されている。   Further, the second liquid crystal display element 16 constituting the second image light emitting portion 13 has a screen area 16a having substantially the same shape as the use area of the screen 1, and the second surface. The light source 17 emits illuminating light having directivity in which the peak of the emitted light intensity exists in the direction near the normal line of the second liquid crystal display element 16, that is, in the direction near the normal line of the screen 1. It is configured.

すなわち、この第2の画像光出射部13は、前記第2の液晶表示素子16の画面領域16aの表示画像、つまり前記第2の面光源17から出射して前記第2の液晶表示素子16の複数の画素を透過した前記第2の画像光Bを、前記スクリーン1の法線付近の方向から前記スクリーン1の後面に向けて投影して前記スクリーン1の利用領域、つまり前記第1の画像光Aの投影領域に入射させる。   That is, the second image light emitting unit 13 emits a display image of the screen region 16 a of the second liquid crystal display element 16, that is, the second surface light source 17 and emits the second liquid crystal display element 16. The second image light B transmitted through a plurality of pixels is projected from the direction near the normal line of the screen 1 toward the rear surface of the screen 1 to use the area of the screen 1, that is, the first image light. The light is incident on the projection area A.

なお、前記第1と第2の液晶表示素子14,16は同じ画素数を有しており、それぞれの行方向(スクリーン1の左右方向に沿った方向)の画素ピッチは同一ピッチに設定され、第1の液晶表示素子14の列方向の画素ピッチは、第2の液晶表示素子16の列方向の画素ピッチを前記予め定めた比率で縮小したピッチに設定されている。   The first and second liquid crystal display elements 14 and 16 have the same number of pixels, and the pixel pitch in each row direction (the direction along the horizontal direction of the screen 1) is set to the same pitch. The pixel pitch in the column direction of the first liquid crystal display element 14 is set to a pitch obtained by reducing the pixel pitch in the column direction of the second liquid crystal display element 16 by the predetermined ratio.

そして、前記第1と第2の液晶表示素子14,16は、図示しない表示素子駆動手段により、両方の液晶表示素子14,16の各画素に同じ画像データに応じた駆動電圧を印加して表示駆動される。   The first and second liquid crystal display elements 14 and 16 are displayed by applying a driving voltage corresponding to the same image data to each pixel of both liquid crystal display elements 14 and 16 by a display element driving means (not shown). Driven.

したがって、前記第1の画像光出射部12から前記スクリーン1の前面に向けて投影された第1の画像光Aと、前記第2の画像光出射部13から前記スクリーン1の後面に向けて投影されて前記第1の画像光Aの投影領域に入射した第2の画像光Bは、前記スクリーン1の前面において互いに重なる実質的に同一パターンの画像である。   Therefore, the first image light A projected from the first image light emitting unit 12 toward the front surface of the screen 1 and the second image light emitting unit 13 projected toward the rear surface of the screen 1. The second image light B incident on the projection area of the first image light A is an image having substantially the same pattern that overlaps the front surface of the screen 1.

なお、前記第1と第2の画像光出射部12,13は、前記液晶表示素子14,16を、複数の画素にそれぞれ対応する赤、緑、青の3色のカラーフィルタを備えたカラー画像表示素子としたものでも、前記液晶表示素子14,16にカラーフィルタを備えさせずに、フィールドシーケンシャル表示によりカラー画像を表示させるようにしたものでもよい。   Note that the first and second image light emitting units 12 and 13 include the liquid crystal display elements 14 and 16 having color filters of three colors of red, green, and blue respectively corresponding to a plurality of pixels. Even a display element may be used, and a color image may be displayed by field sequential display without providing the liquid crystal display elements 14 and 16 with a color filter.

さらに、前記画像光投影手段11は、前記第1の画像光出射部12からの第1の画像光Aと、前記第2の画像光出射部13からの第2の画像光Bの出射強度比を調整する手段を備えており、この出射強度比調整手段は、例えば、図示しない表示装置制御部から予め定めたタイミングで供給される出射強度比制御信号または観察者の出射強度比調整操作に応じて前記第1の面光源15からの照明光の強度と前記第2の面光源17からの照明光の強度とを制御する手段からなっている。   Further, the image light projection unit 11 is configured to output an intensity ratio of the first image light A from the first image light emitting unit 12 and the second image light B from the second image light emitting unit 13. The output intensity ratio adjusting means is, for example, in response to an output intensity ratio control signal supplied from a display device control unit (not shown) at a predetermined timing or an observer's output intensity ratio adjustment operation. And means for controlling the intensity of illumination light from the first surface light source 15 and the intensity of illumination light from the second surface light source 17.

また、前記スクリーン1は、入射光を予め定めた反射率と透過率で反射及び透過させる半透過反射板2からなっており、このスクリーン1の後面、つまり前記第2の画像光出射部13からの第2の画像光Bの入射面は平坦面に形成され、前面、つまり前記第1の画像光出射部12からの第1の画像光Aの反射面には、前記第1の画像光出射部12から投影された前記第1の画像光Aの反射方向を前記スクリーン1を透過した前記第2の画像光Bの出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段3が設けられている。   The screen 1 includes a transflective plate 2 that reflects and transmits incident light at a predetermined reflectance and transmittance. From the rear surface of the screen 1, that is, from the second image light emitting unit 13. The incident surface of the second image light B is formed as a flat surface, and the first image light is emitted from the front surface, that is, the reflection surface of the first image light A from the first image light emitting unit 12. Reflection direction control means 3 is provided that substantially matches the reflection direction of the first image light A projected from the unit 12 with the emission direction of the second image light B transmitted through the screen 1.

前記反射方向制御手段3は、前記スクリーン1の前記第1の画像光出射部12が配置された側の端縁(この実施例ではスクリーン1の下端縁)と実質的に平行な方向、つまり前記スクリーン1の左右方向に沿った細長形状を有し、その下縁(第1の画像光出射部12の配置側の縁部)から上縁(第1の画像光出射部12の配置側とは反対側の縁部)に向かってスクリーン前面方向に傾斜した複数の細長傾斜面3aからなっており、これらの細長傾斜面3aの傾き角が、前記第1の画像光出射部12からの第1の画像光Aの投影角に応じて、前記第1の画像光出射部12から投影された前記第1の画像光Aを、前記スクリーン1を透過した前記第2の画像光Bの出射方向と実質的に同じ方向に反射する角度に設定されている。   The reflection direction control means 3 is a direction substantially parallel to the edge of the screen 1 on the side where the first image light emitting section 12 is disposed (in this embodiment, the lower edge of the screen 1), that is, the It has an elongated shape along the left-right direction of the screen 1, and from the lower edge (the edge on the arrangement side of the first image light emitting section 12) to the upper edge (the arrangement side of the first image light emitting section 12) It is composed of a plurality of elongated inclined surfaces 3a inclined toward the front surface of the screen toward the opposite edge), and the inclination angle of these elongated inclined surfaces 3a is the first angle from the first image light emitting portion 12. The first image light A projected from the first image light emitting unit 12 in accordance with the projection angle of the image light A, and the emission direction of the second image light B transmitted through the screen 1 The angle is set to reflect in substantially the same direction.

なお、図1及び図2では前記細長傾斜面3aを大きく誇張しているが、この細長傾斜面3aは、前記スクリーン1に投影された第1及び第2の画像の列方向(スクリーン1の上下方向)の画素ピッチと同程度またはそれよりも小さいピッチ、或いは前記画素ピッチの数倍程度のピッチで形成されている。   1 and 2, the elongated inclined surface 3a is greatly exaggerated. However, the elongated inclined surface 3a is arranged in the column direction of the first and second images projected on the screen 1 (the upper and lower sides of the screen 1). The pixel pitch in the direction) is equal to or smaller than the pixel pitch, or a pitch several times the pixel pitch.

また、この実施例では、前記半透過反射板2からなるスクリーン1の前面に前記複数の細長傾斜面3aを一体に形成しているが、前記複数の細長傾斜面3aを他の透明フィルム面に形成し、その透明フィルムを前記半透過反射板2の前面に貼付けてもよい。   In this embodiment, the plurality of elongated inclined surfaces 3a are integrally formed on the front surface of the screen 1 made of the transflective reflector 2, but the plurality of elongated inclined surfaces 3a are formed on another transparent film surface. The transparent film may be formed and pasted on the front surface of the transflective plate 2.

この表示装置は、前面を観察側に対向させて配置され、前記前面から入射した光を前記観察側に反射し、反対側の後面から入射した光を透過させて前記観察側に出射するスクリーン1と、前記スクリーン1に前記観察側から見て実質的に同一パターンの2つの平面的な画像を投影するための第1と第2の画像光A,Bを出射し、前記第1の画像光Aを、前記スクリーン1の前側領域の側方から前記スクリーン1の前面に向けて投影し、前記第2の画像光Bを、前記スクリーン1の後側から前記スクリーン1の後面に向けて前記スクリーン1の前記第1の画像光Aの投影領域に入射させるように投影する画像光投影手段11とを備えたものであるため、前記スクリーン1にその前側から投影され、前記スクリーン1により観察側に反射された前記第1の画像光Aからなる第1の画像と、前記スクリーン1にその後側から投影され、前記スクリーン1を透過して前記観察側に出射した前記第2の画像光Bにより表示された第2の画像とが重なって見える、奥行き感のある立体的な画像を表示することができる。   This display device is arranged with the front face facing the observation side, reflects light incident from the front face to the observation side, transmits light incident from the rear face on the opposite side, and emits the light to the observation side. And first and second image lights A and B for projecting two planar images having substantially the same pattern as viewed from the observation side onto the screen 1, and the first image light A is projected from the side of the front region of the screen 1 toward the front surface of the screen 1, and the second image light B is projected from the rear side of the screen 1 toward the rear surface of the screen 1. Image light projecting means 11 for projecting the first image light A so as to be incident on the projection area of the first image light A, the image light is projected onto the screen 1 from the front side, and is projected to the observation side by the screen 1. Before reflected A first image composed of the first image light A and a second image displayed by the second image light B projected from the rear side to the screen 1 and transmitted through the screen 1 and emitted to the observation side. It is possible to display a three-dimensional image with a sense of depth that appears to overlap with the other image.

すなわち、この表示装置は、前記スクリーン1の前側領域の側方に、光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列された画面領域14aを有する第1の液晶表示素子14と、前記第1の液晶表示素子14の一方の面に対向させて配置され、前記第1の液晶表示素子14に向けて照明光を出射する第1の面光源15とからなり、前記第1の面光源15から出射して前記第1の液晶表示素子14の複数の画素を透過した第1の画像光Aを前記第1の液晶表示素子14の他方の面から出射する第1の画像光出射部12を、前記第1の画像光Aの出射方向を前記スクリーンの前面に向けて配置し、前記スクリーン1の後側に、光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列された画面領域16aを有する第2の液晶表示素子16と、前記第2の液晶表示素子16の一方の面に対向させて配置され、前記第2の液晶表示素子16に向けて照明光を出射する第2の面光源17とからなり、前記第2の面光源17から出射して前記第2の液晶表示素子16の複数の画素を透過した第2の画像光Bを前記第2の液晶表示素子16の他方の面から出射する第2の画像光出射部13を、前記第2の画像光Bの出射方向を前記スクリーン1の後面に向けて配置しているため、前記第1の画像光出射部12からの第1の画像光Aを、前記スクリーン1の前側領域の側方から前記スクリーン1の前面に向けて投影し、前記第2の画像光出射部13からの第2の画像光Bを、前記スクリーン1の後側から前記スクリーン1の後面に向けて投影することができる。   That is, the display device includes a first liquid crystal display element 14 having a screen region 14a in which a plurality of pixels that control light transmission are arranged in a matrix on the side of the front region of the screen 1, and the first liquid crystal display element 14a. The first surface light source 15 includes a first surface light source 15 that is disposed to face one surface of one liquid crystal display element 14 and emits illumination light toward the first liquid crystal display element 14. A first image light emitting section 12 that emits the first image light A that has been emitted from the first liquid crystal display element 14 and transmitted through the plurality of pixels of the first liquid crystal display element 14 from the other surface of the first liquid crystal display element 14. A screen region 16a in which the emission direction of the first image light A is arranged toward the front surface of the screen, and a plurality of pixels for controlling light transmission are arranged in a matrix on the rear side of the screen 1. A second liquid crystal display element 16 having The second surface light source 17 is disposed opposite to one surface of the second liquid crystal display element 16 and emits illumination light toward the second liquid crystal display element 16, and the second surface. A second image light emitting unit that emits the second image light B emitted from the light source 17 and transmitted through the plurality of pixels of the second liquid crystal display element 16 from the other surface of the second liquid crystal display element 16. 13 is arranged so that the emission direction of the second image light B is directed toward the rear surface of the screen 1, the first image light A from the first image light emission unit 12 is transmitted to the screen 1. And projecting the second image light B from the second image light emitting portion 13 from the rear side of the screen 1 to the rear surface of the screen 1. Can be projected.

そして、前記第1の画像光出射部12から前記スクリーン1の前面に向けて投影された第1の画像光Aは、図2に矢線で示したように、前記スクリーン1により観察側に反射され、前記第2の画像光出射部13から前記スクリーン1の後面に向けて投影された第2の画像光Bは、図2に破矢線で示したように前記スクリーン1の前記第1の画像光Aの投影領域に入射し、前記スクリーン1を透過して前記観察側に出射する。   Then, the first image light A projected from the first image light emitting unit 12 toward the front surface of the screen 1 is reflected by the screen 1 toward the observation side, as indicated by an arrow line in FIG. The second image light B projected from the second image light emitting portion 13 toward the rear surface of the screen 1 is the first image of the screen 1 as indicated by a broken line in FIG. The light enters the projection area of the image light A, passes through the screen 1, and exits to the observation side.

なお、この表示装置は、半透過反射板2からなるスクリーン1を備えているため、前記第1の画像光出射部12から投影されて前記スクリーン1にその前面から入射した前記第1の画像光Aを、前記半透過反射板2の特性に応じた反射率で観察側に反射し、前記第2の画像光出射部13から投影されて前記スクリーン1にその後面から入射した前記第2の画像光Bを、前記半透過反射板2をその特性に応じた透過率で透過して観察側に出射することができる。   Since the display device includes the screen 1 including the transflective plate 2, the first image light projected from the first image light emitting unit 12 and incident on the screen 1 from the front surface thereof. A is reflected to the observation side with a reflectivity according to the characteristics of the transflective reflector 2, and is projected from the second image light emitting unit 13 and incident on the screen 1 from its rear surface. The light B can be transmitted through the transflective plate 2 with a transmittance according to the characteristics and emitted to the observation side.

そのため、前記スクリーン1を観察側から見ると、前記スクリーン1にその前側から投影され、前記スクリーン1により観察側に反射された前記第1の画像光Aからなる第1の画像と、前記スクリーン1にその後側から投影され、前記スクリーン1を透過して前記観察側に出射した前記第2の画像光Bにより表示された第2の画像とは、前記第1の画像が近くに見え、前記第2の画像が遠くに見える奥行き差をもって観察される。   Therefore, when the screen 1 is viewed from the viewing side, a first image composed of the first image light A projected from the front side onto the screen 1 and reflected by the screen 1 to the viewing side, and the screen 1 The second image displayed by the second image light B projected from the rear side and transmitted through the screen 1 and emitted to the observation side is close to the first image. The two images are observed with a depth difference that appears far away.

すなわち、前記第1の画像光出射部12から投影されて前記スクリーン1により観察側に反射された第1の画像光Aからなる第1の画像は、前記スクリーン1の前面位置にあるように見え、また前記第2の画像光出射部13は、前記スクリーン1の真後に、前記第2の画像光Bの出射面を前記スクリーン1の後面に対向させて配置されているため、前記第2の画像光出射部13から投影されて前記スクリーン1を透過した前記第2の画像光Bからなる第2の画像は、前記第2の画像光出射部13の出射面の位置にあるように見える。   That is, the first image composed of the first image light A projected from the first image light emitting unit 12 and reflected to the observation side by the screen 1 appears to be at the front surface position of the screen 1. In addition, since the second image light emitting unit 13 is disposed immediately behind the screen 1 with the emission surface of the second image light B facing the rear surface of the screen 1, the second image light emitting unit 13 The second image composed of the second image light B projected from the image light emitting unit 13 and transmitted through the screen 1 appears to be at the position of the emission surface of the second image light emitting unit 13.

そして、前記奥行き差をもって観察される第1と第2の画像は、実質的に同一パターンの画像であり、その両方の画像が重なった1つの画像に合成されて観察されるため、奥行き感のある立体的な画像を表示することができる。   The first and second images observed with the depth difference are substantially the same pattern image, and both images are synthesized and observed as one overlapping image. A certain three-dimensional image can be displayed.

さらに、この表示装置は、前記第2の画像光出射部13を、前記スクリーン1の後側に、前記第2の画像光Bの出射方向を前記スクリーン1の法線付近の方向に向けて配置し、前記スクリーン1の前面に、前記第1の画像光出射部12から投影された前記第1の画像光Aの反射方向を前記スクリーン1を透過した前記第2の画像光Bの出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段3を設けているため、奥行き感のある立体的な画像を前記スクリーン1の前面の正面方向から観察させることができる。   Further, in this display device, the second image light emitting unit 13 is arranged on the rear side of the screen 1 and the emitting direction of the second image light B is directed in the direction near the normal line of the screen 1. The reflection direction of the first image light A projected from the first image light emitting unit 12 on the front surface of the screen 1 is the emission direction of the second image light B transmitted through the screen 1. Since the reflection direction control means 3 for substantially matching is provided, a stereoscopic image with a sense of depth can be observed from the front direction of the front surface of the screen 1.

また、この実施例の表示装置は、半透過反射板2からなるスクリーン1を備えているため、反射率が透過率よりも高い特性の半透過反射板2を用いることにより、近くに見える第1の画像の輝度に対して遠くに見える第2の画像の輝度を低くし、奥行き感をさらに強調した立体的な画像を表示することができる。   In addition, since the display device of this embodiment includes the screen 1 including the transflective plate 2, the first translucent reflective plate 2 having a higher reflectivity than the transmissivity is used, so that the first display looks close. It is possible to display a stereoscopic image in which the brightness of the second image that is far away from the brightness of the image is lowered and the sense of depth is further enhanced.

さらに、この表示装置は、上述したように、前記画像光投影手段11に、前記第1の画像光Aと第2の画像光Bの出射強度比を調整する手段を備えさせているため、前記立体的な画像の奥行き感を任意に変化させることができる。   Further, as described above, the display device includes the image light projecting unit 11 that includes a unit that adjusts an emission intensity ratio of the first image light A and the second image light B. It is possible to arbitrarily change the depth of the three-dimensional image.

(第2の実施形態)
図3及び図4はこの発明の第2の実施例を示しており、図3は表示装置の斜視図、図4は前記表示装置の側面図である。なお、この実施例において、上記第1の実施例に対応するものには図に同符号を付し、同じのものについてはその説明を省略する。
(Second Embodiment)
3 and 4 show a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view of the display device, and FIG. 4 is a side view of the display device. In this embodiment, parts corresponding to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings, and description of the same parts is omitted.

この実施例の表示装置は、半透過反射板2からなるスクリーン1aの前側領域の側方に第1の画像光出射部12を配置し、前記スクリーン1aの後側の領域(スクリーン1の後面に対向する領域)の側方に第2の画像光出射部18を配置した構成の画像光投影手段11aを備え、前記スクリーン1aの後面に、前記第2の画像光出射部18から投影された第2の画像光Bを前記スクリーン1aの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーン1aに入射させる入射角制御手段4を設け、前記スクリーン1aの前面に、前記第1の画像光出射部12から投影された第1の画像光Aの反射方向を前記スクリーン1aを透過した前記第2の画像光Bの出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段3を設けたものである。   In the display device of this embodiment, the first image light emitting unit 12 is arranged on the side of the front region of the screen 1a made of the transflective reflector 2, and the rear region of the screen 1a (on the rear surface of the screen 1). An image light projection unit 11a having a configuration in which the second image light emitting unit 18 is arranged on the side of the opposite region), and the second image light emitting unit 18 projected from the second image light emitting unit 18 on the rear surface of the screen 1a. Incident angle control means 4 for refracting the image light B of 2 in the direction near the normal line of the screen 1a and making it incident on the screen 1a is provided, and the first image light emitting section 12 is provided on the front surface of the screen 1a. Reflection direction control means 3 is provided to substantially match the reflection direction of the projected first image light A with the emission direction of the second image light B transmitted through the screen 1a.

この表示装置において、前記第1の画像光出射部12と前記スクリーン1aの前面の反射方向制御手段3は、上記第1の実施例と同じものであり、前記第2の画像光出射部18は、前記第1の画像光出射部12と実質的に同じ構成となっている。   In this display device, the first image light emitting portion 12 and the reflection direction control means 3 on the front surface of the screen 1a are the same as those in the first embodiment, and the second image light emitting portion 18 is The first image light emitting unit 12 has substantially the same configuration.

すなわち、前記第2の画像光出射部18は、前記スクリーン1aの左右方向に沿った方向の画面長さが前記スクリーン1aの利用領域(外周部を除く領域)の左右方向幅と実質的に同じに設定され、前記スクリーン1aの上下方向に沿った方向の画面長さが前記スクリーン1aの利用領域の上下方向幅を予め定めた比率で縮小した長さと実質的に同じに設定された横長矩形状の画面領域19aを有する第2の液晶表示素子19と、この第2の液晶表示素子19の一方の面に対向させて配置され、前記第2の液晶表示素子19の法線に対して前記スクリーン1a側に予め定めた角度傾いた方向(第2の液晶表示素子19の画面領域19aからスクリーン1aの利用領域に向かう方向)に出射光強度のピークが存在する指向性をもった照明光を出射する第2の面光源20とからなっており、前記第2の液晶表示素子19の画面領域19aの表示画像、つまり前記第2の面光源20から出射して前記第2の液晶表示素子19の複数の画素を透過した第2の画像光Bを、前記スクリーン1aの後面に向けて投影する。   That is, the second image light emitting portion 18 has a screen length in a direction along the left-right direction of the screen 1a that is substantially the same as the width in the left-right direction of the use area (area excluding the outer peripheral part) of the screen 1a. A horizontally long rectangular shape in which the screen length in the direction along the vertical direction of the screen 1a is set to be substantially the same as the length obtained by reducing the vertical width of the use area of the screen 1a at a predetermined ratio. A second liquid crystal display element 19 having a screen area 19 a of the second liquid crystal display element 19 and the second liquid crystal display element 19 so as to face one surface of the second liquid crystal display element 19. Illumination light having a directivity in which a peak of emitted light intensity exists in a direction inclined at a predetermined angle toward the 1a side (a direction from the screen area 19a of the second liquid crystal display element 19 toward the use area of the screen 1a) The second surface light source 20, and the display image of the screen area 19a of the second liquid crystal display element 19, that is, the second liquid crystal display element 19 is emitted from the second surface light source 20 and emitted from the second liquid crystal display element 19. The second image light B transmitted through a plurality of pixels is projected toward the rear surface of the screen 1a.

この第2の画像光出射部18は、前記スクリーン1aの後側領域の下側に、前記スクリーン1aを境にして前記第1の画像光出射部12と実質的に対称に、つまり前記スクリーン1aからの距離と前記スクリーン1に対する前記第2の画像光Bの出射角を前記第1の画像光出射部12と実質的に同じにして配置されている。   The second image light emitting portion 18 is substantially symmetrical to the first image light emitting portion 12 with the screen 1a as a boundary below the rear region of the screen 1a, that is, the screen 1a. The second image light B is disposed at substantially the same distance as that of the first image light emitting portion 12 with respect to the screen 1 and the emission angle of the second image light B with respect to the screen 1.

また、前記スクリーン1aの後面に設けられた入射角制御手段4は、透明フィルムの一方の面に複数の細長プリズム5aを、前記スクリーン1の前面に設けられた反射方向制御手段3の複数の細長傾斜面3aのピッチと同程度またはそれよりも小さいピッチ、或いは前記画素ピッチの数倍程度のピッチで互いに平行に形成したプリズムシート5からなっており、前記複数の細長プリズム5aの長さ方向を、前記反射方向制御手段3の複数の細長傾斜面3aの長さ方向、つまり、前記スクリーン1aの前記第2の画像光出射部18が配置された側の端縁(この実施例では下端縁)と実質的に平行な方向に向けて、前記細長プリズム5aの形成面とは反対面を前記半透過反射板2の後面に対向させて配置されている。   The incident angle control means 4 provided on the rear surface of the screen 1a includes a plurality of elongated prisms 5a on one surface of the transparent film, and a plurality of elongated directions of the reflection direction control means 3 provided on the front surface of the screen 1. It consists of prism sheets 5 formed in parallel with each other at a pitch that is the same as or smaller than the pitch of the inclined surface 3a, or a pitch that is several times the pixel pitch, and the longitudinal direction of the plurality of elongated prisms 5a is , The length direction of the plurality of slender inclined surfaces 3a of the reflection direction control means 3, that is, the edge on the side where the second image light emitting portion 18 of the screen 1a is disposed (the lower edge in this embodiment). The surface opposite to the surface on which the elongated prism 5a is formed faces the rear surface of the transflective plate 2 in a direction substantially parallel to the rear surface.

すなわち、前記入射角制御手段4は、前記第2の画像光出射部18から投影された前記第2の画像光Bを、前記複数の細長プリズム5aにより屈折させて前記スクリーン1aの前記第1の画像光Aの投影領域に入射させるものであり、前記細長プリズム5aの2つの傾斜面の傾き角は、前記第2の画像光出射部18からの第2の画像光Bの投影角に応じて、前記第2の画像光出射部18から投影された前記第2の画像光Bを、前記スクリーン1aの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーン1aに入射させるように設定されている。   In other words, the incident angle control means 4 refracts the second image light B projected from the second image light emitting section 18 by the plurality of elongated prisms 5a, and the first image of the screen 1a. The image light A is incident on the projection area, and the inclination angles of the two inclined surfaces of the elongated prism 5a are in accordance with the projection angle of the second image light B from the second image light emitting unit 18. The second image light B projected from the second image light emitting portion 18 is set to be refracted in the direction near the normal line of the screen 1a and incident on the screen 1a.

なお、この実施例では、複数の細長プリズム5aを形成したプリズムシート5を前記半透過反射板2の後面に設けているが、前記複数の細長プリズム5aは、前記半透過反射板2の後面に一体に形成してもよい。   In this embodiment, the prism sheet 5 formed with a plurality of elongated prisms 5a is provided on the rear surface of the transflective plate 2. However, the plurality of elongated prisms 5a are provided on the rear surface of the transflective plate 2. You may form integrally.

この実施例の表示装置は、半透過反射板2からなるスクリーン1aの前側領域の側方に第1の画像光出射部12を配置し、前記スクリーン1aの後側領域の側方に第2の画像光出射部18を配置した構成の画像光投影手段11aを備え、前記第2の画像光出射部18から投影された第2の画像光Bを、前記スクリーン1aの後面に設けられた前記入射角制御手段4により前記スクリーン1aの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーン1aに入射させ、前記第1の画像光出射部12から投影された第1の画像光Aの反射方向を、前記スクリーン1aの前面に設けられた反射方向制御手段3により前記スクリーン1aを透過した前記第2の画像光Bの出射方向と実質的に一致させるようにしているため、奥行き感のある立体的な画像を前記スクリーン1aの前面の正面方向から観察させることができる。   In the display device of this embodiment, the first image light emitting portion 12 is disposed on the side of the front region of the screen 1a made of the transflective plate 2, and the second image region is disposed on the side of the rear region of the screen 1a. The image light projecting unit 11a having an image light emitting unit 18 is provided, and the second image light B projected from the second image light emitting unit 18 is incident on the rear surface of the screen 1a. The reflection direction of the first image light A projected from the first image light emitting unit 12 is refracted in the direction near the normal line of the screen 1a by the angle control means 4 and incident on the screen 1a. Since the reflection direction control means 3 provided on the front surface of the screen 1a substantially matches the emission direction of the second image light B transmitted through the screen 1a, a stereoscopic image with a sense of depth is obtained. The above It can be observed from the front of the front direction of the lean 1a.

すなわち、この表示装置は、前記第1の画像光出射部12から投影され、前記スクリーン1aにより観察側に反射された第1の画像光Aからなる第1の画像が、前記スクリーン1aの前面位置にあるように見え、前記第2の画像光出射部18から投影され、前記スクリーン1の後面の入射角制御手段4により屈折されて前記スクリーン1aに入射し、この前記スクリーン1aを透過して観察側に出射した第2の画像光Bからなる第2の画像が、前記スクリーン1aの後面位置にあるように見え、前記第1と第2の両方の画像が重なった1つの画像に合成されて観察されるため、奥行き感のある立体的な画像を表示することができる。   That is, in this display device, the first image composed of the first image light A projected from the first image light emitting unit 12 and reflected to the observation side by the screen 1a is the front position of the screen 1a. And is projected from the second image light emitting unit 18, refracted by the incident angle control means 4 on the rear surface of the screen 1 and incident on the screen 1 a, and transmitted through the screen 1 a for observation. The second image composed of the second image light B emitted to the side appears to be at the rear surface position of the screen 1a, and is synthesized into one image in which both the first and second images overlap. Since it is observed, a stereoscopic image with a sense of depth can be displayed.

そして、前記第1と第2の画像光A,Bは前記スクリーン1aの法線方向に出射するため、前記立体的な画像を前記スクリーン1aの前面の正面方向から観察させることができる。   Since the first and second image lights A and B are emitted in the normal direction of the screen 1a, the stereoscopic image can be observed from the front direction of the front surface of the screen 1a.

また、この表示装置は、前記画像光投影手段11aに、前記第1の画像光Aと第2の画像光Bの出射強度比を調整する手段を備えさせることにより、前記立体的な画像の奥行き感を任意に変化させることができる。   In addition, the display device includes the image light projecting unit 11a that includes a unit that adjusts an emission intensity ratio of the first image light A and the second image light B, so that the depth of the stereoscopic image is increased. A feeling can be changed arbitrarily.

この実施例の表示装置においては、前記第2の画像光出射部18の液晶表示素子19の出射側偏光板(図示せず)の透過軸を、前記スクリーン1aの後面に設けられた入射角制御手段4の複数の細長プリズム5aの長さ方向と実質的に平行にするか、またはその方向に対して実質的に直交させ、前記第2の画像光出射部18から、前記細長プリズム5aの長さ方向と実質的に平行または直交する直線偏光からなる第2の画像光Bを前記スクリーン1aに向けて投影するようにするのが好ましく、このようにすることにより、前記第2の画像光出射部18からの第2の画像光Bを、前記複数の細長プリズム5aによりほとんどロス無く屈折させて効率良く前記スクリーン1aに入射させることができる。   In the display device according to this embodiment, the transmission axis of the exit-side polarizing plate (not shown) of the liquid crystal display element 19 of the second image light emitting unit 18 is controlled at the incident angle provided on the rear surface of the screen 1a. The length of the elongated prism 5a is substantially equal to the length direction of the plurality of elongated prisms 5a of the means 4 or substantially perpendicular to the length direction of the plurality of elongated prisms 5a. It is preferable that the second image light B composed of linearly polarized light substantially parallel or orthogonal to the vertical direction is projected toward the screen 1a, whereby the second image light emission is performed. The second image light B from the section 18 can be refracted by the plurality of elongated prisms 5a with almost no loss and efficiently incident on the screen 1a.

(第3の実施形態)
図5及び図6はこの発明の第3の実施例を示しており、図5は表示装置の斜視図、図6は前記表示装置の側面図である。なお、この実施例において、上記第1及び第2の実施例に対応するものには図に同符号を付し、同じのものについてはその説明を省略する。
(Third embodiment)
5 and 6 show a third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view of the display device, and FIG. 6 is a side view of the display device. In this embodiment, the same reference numerals are given to the components corresponding to the first and second embodiments, and the description of the same components is omitted.

この実施例の表示装置は、半透過反射板からなるスクリーン1bと、光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列した画面領域を有する1つの液晶表示素子22と前記液晶表示素子22の一方の面と他方の面とにそれぞれ対向させて配置され、前記液晶表示素子22に向けて照明光を出射し、前記液晶表示素子22からの出射光を透過させる第1と第2の面光源23,24とからなる画像光出射部21と、前記画像光出射部21の一方の面と他方の面とにそれぞれ対向させて配置された第1と第2の反射板25,26とにより構成された画像光投影手段11bとを備えたものである。   The display device according to this embodiment includes a screen 1b made of a transflective plate, a liquid crystal display element 22 having a screen area in which a plurality of pixels for controlling light transmission are arranged in a matrix, and the liquid crystal display element 22. First and second surface light sources that are arranged to face one surface and the other surface, emit illumination light toward the liquid crystal display element 22, and transmit light emitted from the liquid crystal display element 22. And an image light emitting portion 21 composed of 23 and 24, and first and second reflecting plates 25 and 26 arranged to face one surface and the other surface of the image light emitting portion 21, respectively. The image light projecting means 11b is provided.

この表示装置において、前記画像光投影手段11bの画像光出射部21の液晶表示素子22は、上記第1の実施例の表示装置における第1の画像光出射部12の液晶表示素子14と実質的に同じ構成のものであり、前記スクリーン1bの左右方向に沿った方向の画面長さが前記スクリーン1bの利用領域(外周部を除く領域)の左右方向幅と実質的に同じに設定され、前記スクリーン1bの上下方向に沿った方向の画面長さが前記スクリーン1bの利用領域の上下方向幅を予め定めた比率で縮小した長さと実質的に同じに設定された横長矩形状の画面領域を有している。   In this display device, the liquid crystal display element 22 of the image light emitting portion 21 of the image light projecting means 11b is substantially the same as the liquid crystal display element 14 of the first image light emitting portion 12 in the display device of the first embodiment. The screen length in the direction along the left-right direction of the screen 1b is set to be substantially the same as the width in the left-right direction of the use area (area excluding the outer peripheral portion) of the screen 1b, There is a horizontally long rectangular screen area in which the screen length in the vertical direction of the screen 1b is set to be substantially the same as the length obtained by reducing the vertical width of the use area of the screen 1b at a predetermined ratio. is doing.

また、前記画像光出射部21の第1と第2の面光源23,24はそれぞれ、前記液晶表示素子22の法線に沿った方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった照明光を出射するものであり、例えば、前記液晶表示素子22の画面領域の全域に対向する面積を有する板状の透明部材の一端面に光を入射させる入射端面が形成され、2つの板面の一方に前記入射端面から入射した光の出射端面が形成され、他方の板面に、前記入射端面から入射した光を前記板面と外気(空気)との界面により前記出射面に向けて全反射し、前記出射面から入射した光を透過させる反射/透過面が形成された導光板と、前記導光板の入射端面に対向させて配置され、前記入射端面に向けて光を出射するLED(発光ダイオード)等の複数の固体発光素子からなっている。   Further, the first and second surface light sources 23 and 24 of the image light emitting section 21 each have a directivity in which a peak of emitted light intensity exists in a direction along the normal line of the liquid crystal display element 22. For example, an incident end face for allowing light to enter is formed on one end face of a plate-like transparent member having an area facing the entire screen area of the liquid crystal display element 22, and the two plate faces are formed. An exit end face of light incident from the entrance end face is formed on one side, and the light incident from the entrance end face is totally reflected on the other plate face toward the exit face by an interface between the plate face and outside air (air). A light guide plate formed with a reflection / transmission surface that transmits light incident from the light exit surface, and an LED (light emitting device) disposed opposite to the light incident end surface of the light guide plate and emitting light toward the light input end surface Multiple solid state light emitting devices such as diodes) Going on.

前記画像光出射部21は、前記第1と第2の面光源23,24からそれぞれ照明光を出射させ、前記液晶表示素子22の一方の面と他方の面からそれぞれ画像光を出射させるものであり、前記液晶表示素子22の第2の面光源24に対向する面から出射した第1の画像光Aを、図6に矢線で示したように前記第2の面光源24を透過させて出射し、前記液晶表示素子22の第1の面光源23に対向する面から出射した第2の画像光Bを、図6に破矢線で示したように前記第1の面光源23を透過させて出射する。   The image light emitting unit 21 emits illumination light from the first and second surface light sources 23 and 24, and emits image light from one surface and the other surface of the liquid crystal display element 22, respectively. The first image light A emitted from the surface of the liquid crystal display element 22 facing the second surface light source 24 is transmitted through the second surface light source 24 as indicated by the arrow in FIG. The second image light B emitted from the surface facing the first surface light source 23 of the liquid crystal display element 22 is transmitted through the first surface light source 23 as shown by the broken line in FIG. Then exit.

この画像光出射部21は、前記スクリーン1bの前後面に設けられた反射方向制御手段3及び入射角制御手段4の細長傾斜面3a及び細長プリズム5aの長さ方向と実質的に平行な端縁の側方、例えば前記スクリーン1bの下側に、前記第1と第2の画像光A,Bの出射部面(第1と第2の面光源23,24の導光板の反射/透過面)を前記スクリーン1bの前後面と実質的に平行にし、且つ前記第1の画像光Aの出射方向を観察側に向け、前記第2の画像光Bの出射方向を前記観察側とは反対側に向けて配置されている。   The image light emitting section 21 has an edge substantially parallel to the longitudinal direction of the elongated inclined surface 3a and the elongated prism 5a of the reflection direction control means 3 and the incident angle control means 4 provided on the front and rear surfaces of the screen 1b. , For example, on the lower side of the screen 1b, the emission surface of the first and second image lights A and B (reflection / transmission surfaces of the light guide plates of the first and second surface light sources 23 and 24). Is substantially parallel to the front and rear surfaces of the screen 1b, the emission direction of the first image light A is directed to the observation side, and the emission direction of the second image light B is opposite to the observation side. It is arranged toward.

また、前記画像光投影手段11bの第1と第2の反射板25,26は、前記画像光出射部21からの前記第1と第2の画像光A,Bをそれぞれ前記スクリーン1bの前面と後面に向けて反射するものであり、第1の反射板25は、前記画像光出射部21からの前記第1の画像光Aの出射方向に、前記第1の画像光Aを前記スクリーン1bの前面に向けて反射するように、予め定めた傾き角で配置され、前記第2の反射板26は、前記画像光出射部21からの前記第2の画像光Bの出射方向に、前記画像光出射部21からの前記第2の画像光Bを前記スクリーン1bの後面に向けて反射するように、予め定めた傾き角で配置されている。   The first and second reflectors 25 and 26 of the image light projecting means 11b respectively transmit the first and second image lights A and B from the image light emitting unit 21 to the front surface of the screen 1b. The first reflecting plate 25 reflects the first image light A in the direction in which the first image light A is emitted from the image light emitting portion 21 on the screen 1b. The second reflection plate 26 is disposed at a predetermined inclination angle so as to be reflected toward the front surface, and the second reflection plate 26 has the image light in the emission direction of the second image light B from the image light emission unit 21. It arrange | positions with the predetermined inclination angle so that the said 2nd image light B from the output part 21 may be reflected toward the rear surface of the said screen 1b.

また、前記スクリーン1bは、上記第2の実施例のスクリーン1aと実質的に同じ構成のものであり、このスクリーン1bの後面に設けられた入射角制御手段4の複数の細長プリズム5aの2つの傾斜面の傾き角は、前記第2の反射板26により反射された第2の画像光Bの投影角に応じて、前記第2の画像光Bを前記スクリーン1bの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーン1bに入射させるように設定され、また、前記スクリーン1bの前面に設けられた反射方向制御手段3の複数の細長傾斜面3aの傾き角は、前記第1の反射板25により反射された第1の画像光Aの投影角に応じて、前記第1の画像光Aを前記スクリーン1bを透過した前記第2の画像光Bの出射方向と実質的に同じ方向に反射する角度に設定されている。   The screen 1b has substantially the same configuration as the screen 1a of the second embodiment, and the two elongated prisms 5a of the incident angle control means 4 provided on the rear surface of the screen 1b. The inclination angle of the inclined surface is refracted in the direction near the normal line of the screen 1b according to the projection angle of the second image light B reflected by the second reflector 26. The angle of inclination of the plurality of elongated inclined surfaces 3a of the reflection direction control means 3 provided on the front surface of the screen 1b is reflected by the first reflecting plate 25. The first image light A is reflected at an angle that reflects the first image light A in substantially the same direction as the emission direction of the second image light B that has passed through the screen 1b in accordance with the projected angle of the first image light A. Is set.

さらに、この実施例では、前記画像光出射部21の液晶表示素子22の第2の画像光Bを出射側する側の偏光板(図示せず)の透過軸を、前記スクリーン1bの後面に設けられた入射角制御手段4の複数の細長プリズム5aの長さ方向と実質的に平行にするか、またはその方向に対して実質的に直交させることにより、前記画像光出射部21から前記細長プリズム5aの長さ方向と実質的に平行または直交する直線偏光からなる第2の画像光Bを前記スクリーン1bに向けて投影するようにし、前記第2の画像光出射部18からの第2の画像光Bを、前記複数の細長プリズム5aによりほとんどロス無く屈折させて効率良く前記スクリーン1bに入射させるようにしている。   Furthermore, in this embodiment, a transmission axis of a polarizing plate (not shown) on the side of the liquid crystal display element 22 of the image light emitting portion 21 on the side of emitting the second image light B is provided on the rear surface of the screen 1b. By making the longitudinal direction of the plurality of elongated prisms 5a of the incident angle control means 4 substantially parallel to or substantially orthogonal to the direction, the elongated light prisms 21 to the elongated prisms 5a. The second image light B composed of linearly polarized light substantially parallel or orthogonal to the length direction of 5a is projected toward the screen 1b, and the second image from the second image light emitting unit 18 is projected. The light B is refracted by the plurality of elongated prisms 5a with almost no loss and is efficiently incident on the screen 1b.

この実施例の表示装置は、1つの液晶表示素子22と、前記液晶表示素子22の一方の面と他方の面とにそれぞれ対向させて配置され、前記液晶表示素子22に向けて照明光を出射し、前記液晶表示素子22からの出射光を透過させる第1と第2の面光源23,24とからなり、前記第1の面光源23から出射して前記液晶表示素子22の複数の画素を透過した第1の画像光Aを前記第2の面光源24を透過させて出射し、前記第2の面光源24から出射して前記液晶表示素子22の複数の画素を透過した第2の画像光Bを前記第1の面光源23を透過させて出射する画像光出射部21と、前記画像光出射部21からの前記第1と第2の画像光A,Bをそれぞれ前記スクリーン1の前面と後面に向けて反射する第1と第2の反射板25,26とにより構成され、前記画像光出射部21を、前記スクリーン1bの側方に、前記第1の画像光Aの出射方向を観察側に向け、前記第2の画像光Bの出射方向を前記観察側とは反対側に向けて配置し、前記第1の反射板25を、前記画像光出射部21からの第1の画像光Aの出射方向に、前記第1の画像光Aを前記スクリーン1bの前面に向けて反射する傾き角で配置し、前記第2の反射板26を、前記画像光出射部21からの第2の画像光Bの出射方向に、前記第2の画像光Bを前記スクリーン1bの後面に向けて反射する傾き角で配置した画像光投影手段11bを備えたものであるため、前記画像光出射部21からの第1の画像光Aを前記第1の反射板25を介して前記スクリーン1bの前側領域の側方から前記スクリーン1bの前面に向けて投影し、前記画像光出射部21からの第2の画像光Bを前記第2の反射板26を介して前記スクリーン1bの後側領域の側方から前記スクリーン1bの後面に向けて投影することができる。   The display device of this embodiment is arranged to face one liquid crystal display element 22 and one surface and the other surface of the liquid crystal display element 22, and emit illumination light toward the liquid crystal display element 22. The first and second surface light sources 23 and 24 that transmit the light emitted from the liquid crystal display element 22, and the plurality of pixels of the liquid crystal display element 22 are emitted from the first surface light source 23. The transmitted first image light A is transmitted through the second surface light source 24 and emitted, and the second image light emitted from the second surface light source 24 and transmitted through the plurality of pixels of the liquid crystal display element 22. The image light emitting unit 21 that emits the light B through the first surface light source 23, and the first and second image lights A and B from the image light emitting unit 21 are front surfaces of the screen 1, respectively. First and second reflecting plates 25, 26 that reflect toward the rear surface. The image light emitting portion 21 is directed to the side of the screen 1b, the emission direction of the first image light A is directed to the observation side, and the emission direction of the second image light B is directed to the observation side. The first reflecting plate 25 is arranged in the direction in which the first image light A is emitted from the image light emitting portion 21, and the first image light A is applied to the screen 1b. The second reflection plate 26 is disposed at an inclination angle that reflects toward the front surface, and the second image light B is emitted to the screen in the direction in which the second image light B is emitted from the image light emission unit 21. Since the image light projecting unit 11b is arranged at an inclination angle that reflects toward the rear surface of 1b, the first image light A from the image light emitting unit 21 is passed through the first reflector 25. From the side of the front area of the screen 1b to the front of the screen 1b The second image light B from the image light emitting section 21 is projected from the side of the rear region of the screen 1b toward the rear surface of the screen 1b via the second reflector 26. can do.

しかも、この表示装置は、画像光投影手段11の画像光出射部21を上記のような構成としているため、1つの液晶表示素子22により同一パターンの第1と第2の画像を表示し、その両方の画像光A,Bを前記スクリーン1bの前面と後面に向けて投影することができる。   In addition, since the image light emitting unit 21 of the image light projecting unit 11 has the above-described configuration, the display device displays the first and second images having the same pattern by one liquid crystal display element 22. Both image lights A and B can be projected toward the front and rear surfaces of the screen 1b.

そして、前記画像光出射部21から前記第1と第2の反射板25,26を介して前記スクリーン1bに投影された第1と第2の画像光A,Bのうち、前記スクリーン1bにより観察側に反射された第1の画像光Aからなる第1の画像は、前記スクリーン1bの前面位置にあるように見え、前記スクリーン1bの後面の入射角制御手段4により屈折されて前記スクリーン1bに入射し、この前記スクリーン1bを透過して観察側に出射した第2の画像光Bからなる第2の画像は、前記スクリーン1bの後面位置にあるように見え、前記第1と第2の両方の画像が重なった1つの画像に合成されて観察されるため、奥行き感のある立体的な画像を表示することができる。   Of the first and second image lights A and B projected from the image light emitting portion 21 through the first and second reflectors 25 and 26 onto the screen 1b, the screen 1b is used for observation. The first image composed of the first image light A reflected to the side appears to be at the front surface position of the screen 1b and is refracted by the incident angle control means 4 on the rear surface of the screen 1b to be reflected on the screen 1b. The second image made up of the second image light B that is incident and transmitted through the screen 1b and emitted to the viewing side appears to be at the rear surface position of the screen 1b, and both the first and second images are displayed. Since these images are synthesized and observed as one superimposed image, a stereoscopic image with a sense of depth can be displayed.

また、この表示装置は、前記画像光投影手段11bに、前記第1の面光源23からの照明光の強度と前記第2の面光源24からの照明光の強度とを制御して前記第1の画像光Aと第2の画像光Bの出射強度比を調整する手段を備えさせることにより、前記立体的な画像の奥行き感を任意に変化させることができる。   In addition, the display device controls the first light source 23b by controlling the intensity of illumination light from the first surface light source 23 and the intensity of illumination light from the second surface light source 24 on the image light projection unit 11b. By providing means for adjusting the emission intensity ratio between the image light A and the second image light B, the depth of the stereoscopic image can be arbitrarily changed.

さらに、この表示装置は、前記スクリーン1bの後面に、前記画像光出射部21の一方の面から出射し、前記第2の反射板26を介して投影された前記第2の画像光Bを前記スクリーン1bの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーン1bに入射させる入射角制御手段4を設け、前記スクリーン1bの前面に、前記画像光出射部21の他方の面から出射し、前記第1の反射板25を介して投影された前記第1の画像光Aの反射方向を前記スクリーン1bを透過した前記第2の画像光Bの出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段3を設けているため、前記奥行き感のある立体的な画像を前記スクリーン1bの前面の正面方向から観察させることができる。   Furthermore, the display device emits the second image light B emitted from one surface of the image light emitting portion 21 and projected through the second reflector 26 to the rear surface of the screen 1b. Incident angle control means 4 is provided to refract the light in the direction near the normal line of the screen 1b and to enter the screen 1b. Reflection direction control means 3 is provided to substantially match the reflection direction of the first image light A projected through the reflection plate 25 with the emission direction of the second image light B transmitted through the screen 1b. Therefore, the three-dimensional image with a sense of depth can be observed from the front direction of the front surface of the screen 1b.

(第4の実施形態)
図7〜図9はこの発明の第4の実施例を示しており、図7は表示装置の斜視図、図8は前記表示装置の側面図である。なお、この実施例において、上記第1〜第3の実施例に対応するものには図に同符号を付し、同じのものについてはその説明を省略する。
(Fourth embodiment)
7 to 9 show a fourth embodiment of the present invention. FIG. 7 is a perspective view of the display device, and FIG. 8 is a side view of the display device. In this embodiment, the same reference numerals are given to the components corresponding to the first to third embodiments, and the description of the same components is omitted.

この実施例の表示装置は、互いに直交する反射軸6aと透過軸6b(図9参照)をもち、入射光の互いに直交する2つの直線偏光成分のうち、前記反射軸6aに平行な直線偏光成分を反射し、前記透過軸6bに平行な直線偏光成分を透過させる反射偏光板6からなるスクリーン1cと、上記第2の実施例の画像光投影手段11aとを備えたものであり、この表示装置では、前記画像光投影手段11aを、第1の画像光出射部12から前記反射偏光板6の反射軸6aと実質的に平行な直線偏光からなる第1の画像光Aを前記スクリーン1aの前面に向けて投影し、第2の画像光出射部18から前記反射偏光板6の透過軸6bと実質的に平行な直線偏光からなる第2の画像光Bを前記スクリーン1aの後面に向けて投影するように構成している。   The display device of this embodiment has a reflection axis 6a and a transmission axis 6b (see FIG. 9) orthogonal to each other, and of two linear polarization components of incident light orthogonal to each other, the linear polarization component parallel to the reflection axis 6a. And a screen 1c made of a reflective polarizing plate 6 that transmits a linearly polarized light component parallel to the transmission axis 6b, and the image light projecting means 11a of the second embodiment. Then, the image light projecting means 11a sends the first image light A composed of linearly polarized light substantially parallel to the reflection axis 6a of the reflective polarizing plate 6 from the first image light emitting section 12 to the front surface of the screen 1a. The second image light B composed of linearly polarized light substantially parallel to the transmission axis 6b of the reflective polarizing plate 6 is projected from the second image light emitting portion 18 toward the rear surface of the screen 1a. It is configured to do.

また、この表示装置では、前記反射偏光板6からなるスクリーン1cの後面に、前記第2の画像光出射部18から投影された第2の画像光Bを前記スクリーン1cの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーン1cに入射させる入射角制御手段7を設け、前記スクリーン1cの前面に、前記第1の画像光出射部12から投影された第1の画像光Aの反射方向を前記スクリーン1cを透過した前記第2の画像光Bの出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段9を設けている。   Further, in this display device, the second image light B projected from the second image light emitting unit 18 is directed in the direction near the normal line of the screen 1c on the rear surface of the screen 1c made of the reflective polarizing plate 6. Incident angle control means 7 for refracting the light and making it incident on the screen 1c is provided, and the reflection direction of the first image light A projected from the first image light emitting portion 12 is set on the front surface of the screen 1c. Reflection direction control means 9 is provided so as to substantially coincide with the emission direction of the second image light B that has passed through.

前記スクリーン1cの後面に設けられた入射角制御手段7は、透明フィルムの一方の面に複数の細長プリズム8aを互いに平行に形成したプリズムシート8からなっており、前記複数の細長プリズム8aの長さ方向を、前記スクリーン1cの前記第2の画像光出射部18が配置された側の端縁(この実施例では下端縁)と実質的に平行な方向に向けて、前記細長プリズム8aの形成面とは反対面を前記反射偏光板6の後面に対向させて配置されている。   The incident angle control means 7 provided on the rear surface of the screen 1c is composed of a prism sheet 8 in which a plurality of elongated prisms 8a are formed in parallel to each other on one surface of a transparent film, and the length of the plurality of elongated prisms 8a is long. The elongated prism 8a is formed so that the vertical direction is substantially parallel to the edge (the lower edge in this embodiment) of the screen 1c on the side where the second image light emitting portion 18 is disposed. The surface opposite to the surface is disposed to face the rear surface of the reflective polarizing plate 6.

また、前記スクリーン1cの前面に設けられた反射方向制御手段9は、透明フィルムの一方の面に、細長形状を有し、その一側縁から他側縁に向かってフィルム面の外方に傾斜した複数の細長傾斜面10aを互いに平行に形成した傾斜面シート10からなっており、前記複数の細長傾斜面10aの長さ方向を、前記スクリーン1cの前記第1の画像光出射部12が配置された側の端縁(この実施例では下端縁)と実質的に平行、つまり前記入射角制御手段7の複数の細長プリズム8aの長さ方向と実質的に平行にし、且つ前記複数の細長傾斜面10aの傾斜方向を、前記第1の画像光出射部12の配置側に対向する側からその反対側に向かってスクリーン前面方向に傾斜する方向に合わせて、前記細長傾斜面10aの形成面とは反対面を前記反射偏光板6の前面に対向させて配置されている。   The reflection direction control means 9 provided on the front surface of the screen 1c has an elongated shape on one surface of the transparent film, and is inclined outward from the film surface from one side edge to the other side edge. And the first image light emitting portion 12 of the screen 1c is arranged in the length direction of the plurality of slender inclined surfaces 10a. Is substantially parallel to the edge on the side (in this embodiment, the lower edge), that is, substantially parallel to the length direction of the plurality of elongated prisms 8a of the incident angle control means 7, and the plurality of elongated slopes. The inclined direction of the surface 10a is matched with the direction inclined from the side facing the arrangement side of the first image light emitting part 12 toward the front of the screen toward the opposite side, and the formation surface of the elongated inclined surface 10a Is the opposite side They are disposed to face the front of the Ihenhikariban 6.

さらに、前記入射角制御手段7の複数の細長プリズム8aの2つの傾斜面の傾き角は、前記第2の画像光出射部18からの第2の画像光Bの投影角に応じて、前記第2の画像光Bを反射偏光板6からなるスクリーン1cの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーン1cに入射させるように設定されており、また、前記反射方向制御手段9の複数の細長傾斜面10aの傾き角は、前記第1の画像光出射部12からの第1の画像光Aの投影角に応じて、前記第1の画像光Aを前記スクリーン1cの法線に対する角度が小さくなる方向に屈折させてスクリーン1cに入射させ、前記反射偏光板6により反射された前記第1の画像光Aを、前記反射偏光板6を透過した前記第2の画像光Bの出射方向と実質的に同じ方向に出射させるように設定されている。   Further, the inclination angles of the two inclined surfaces of the plurality of elongate prisms 8a of the incident angle control means 7 are determined according to the projection angle of the second image light B from the second image light emitting section 18. The second image light B is set to be refracted in the direction near the normal line of the screen 1c made of the reflective polarizing plate 6 and incident on the screen 1c, and a plurality of elongated inclinations of the reflection direction control means 9 are set. The inclination angle of the surface 10a is such that the angle of the first image light A with respect to the normal line of the screen 1c is reduced according to the projection angle of the first image light A from the first image light emitting unit 12. The first image light A refracted in the direction and incident on the screen 1 c and reflected by the reflective polarizing plate 6 is substantially the same as the emission direction of the second image light B transmitted through the reflective polarizing plate 6. Are set to emit in the same direction. There.

図9は、前記反射偏光板6の反射軸6a及び透過軸6bの向きと、前記画像光投影手段11aの第1及び第2の画像光出射部12,18からの第1及び第2の画像光(直線偏光)A,Bの偏光面の向きを示す模式図である。   FIG. 9 shows the orientation of the reflection axis 6a and the transmission axis 6b of the reflective polarizing plate 6, and the first and second images from the first and second image light emitting sections 12 and 18 of the image light projection means 11a. It is a schematic diagram which shows the direction of the polarization plane of light (linearly polarized light) A and B.

図9のように、この実施例では、前記反射偏光板6の反射軸6aと透過軸6bの一方、例えば反射軸6aを、前記スクリーン1cの後面に設けられた入射角制御手段7の複数の細長プリズム8aの長さ方向と実質的に平行にし、前記第1の画像光出射部12の液晶表示素子14の出射側偏光板(図示せず)の透過軸aを、前記反射偏光板6の反射軸6aと実質的に平行にし、前記第2の画像光出射部18の液晶表示素子19の出射側偏光板(図示せず)の透過軸bを、前記第1の画像光出射部12の液晶表示素子14の出射側偏光板の透過軸aの方向に対して実質的に直交させることにより、前記第1の画像光出射部12から、前記反射偏光板6の反射軸6aと実質的に平行な直線偏光Sからなる第1の画像光Aを前記スクリーン1aの前面に向けて投影し、前記第2の画像光出射部18から、前記反射偏光板6の透過軸6bと実質的に平行な直線偏光Pからなる第2の画像光Bを前記スクリーン1aの後面に向けて投影するようにするとともに、前記第2の画像光出射部18からの第2の画像光Bを、前記入射角制御手段7の複数の細長プリズム8aによりほとんどロス無く屈折させて効率良く前記反射偏光板6に入射させるようにしている。   As shown in FIG. 9, in this embodiment, one of the reflection axis 6a and the transmission axis 6b of the reflective polarizing plate 6, for example, the reflection axis 6a, is provided with a plurality of incident angle control means 7 provided on the rear surface of the screen 1c. The transmission axis a of the exit side polarizing plate (not shown) of the liquid crystal display element 14 of the first image light emitting section 12 is made substantially parallel to the length direction of the elongated prism 8a, and the reflection polarizing plate 6 The transmission axis b of the output side polarizing plate (not shown) of the liquid crystal display element 19 of the second image light emitting unit 18 is made substantially parallel to the reflection axis 6 a and the transmission axis b of the first image light emitting unit 12 is set. By making it substantially orthogonal to the direction of the transmission axis a of the output side polarizing plate of the liquid crystal display element 14, the first image light output portion 12 and the reflection axis 6 a of the reflective polarizing plate 6 substantially. A first image light A composed of parallel linearly polarized light S is applied to the front surface of the screen 1a. The second image light B composed of linearly polarized light P substantially parallel to the transmission axis 6b of the reflective polarizing plate 6 is directed from the second image light emitting portion 18 toward the rear surface of the screen 1a. And the second image light B from the second image light emitting section 18 is refracted by the plurality of elongated prisms 8a of the incident angle control means 7 with almost no loss and efficiently reflected. The light is incident on the polarizing plate 6.

なお、前記反射偏光板6の反射軸6aと透過軸6bの向きと、前記第1と第2の画像光出射部12,18の液晶表示素子14,19の出射側偏光板の透過軸a,bの向きは、図9の向きに対して90度ずれた方向にしてもよく、その場合も、前記第2の画像光出射部18からの第2の画像光Bを、前記入射角制御手段7の複数の細長プリズム8aによりほとんどロス無く屈折させて効率良く前記反射偏光板6に入射させることができる。   Note that the orientation of the reflection axis 6a and the transmission axis 6b of the reflective polarizing plate 6, and the transmission axes a and b of the outgoing side polarizing plates of the liquid crystal display elements 14 and 19 of the first and second image light emitting portions 12 and 18 are described. The direction of b may be a direction shifted by 90 degrees with respect to the direction of FIG. 9. In this case as well, the second image light B from the second image light emitting unit 18 is converted into the incident angle control means. 7 can be refracted by the plurality of elongated prisms 8a with almost no loss and efficiently incident on the reflective polarizing plate 6.

この実施例の表示装置は、互いに直交する反射軸6aと透過軸6bをもち、入射光の互いに直交する2つの直線偏光成分のうち、前記反射軸6aに平行な直線偏光成分を反射し、前記透過軸6bに平行な直線偏光成分を透過させる反射偏光板6からなるスクリーン1cを備え、前記画像光投影手段11aを、前記反射偏光板6の反射軸6aと実質的に平行な直線偏光からなる第1の画像光Aを前記スクリーン1cの前面に向けて投影し、前記反射偏光板6の透過軸6bと実質的に平行な直線偏光からなる第2の画像光Bを前記スクリーン1cの後面に向けて投影するように構成しているため、前記スクリーン1cにその前面から入射した前記第1の画像光Aを観察側に反射し、前記スクリーン1cにその後面から入射した前記第2の画像光Bを透過させて前記観察側に出射することができる。   The display device of this embodiment has a reflection axis 6a and a transmission axis 6b orthogonal to each other, and reflects a linearly polarized light component parallel to the reflection axis 6a out of two orthogonally polarized light components of incident light. A screen 1c made of a reflective polarizing plate 6 that transmits a linearly polarized light component parallel to the transmission axis 6b is provided, and the image light projection means 11a is made of linearly polarized light substantially parallel to the reflective axis 6a of the reflective polarizing plate 6. The first image light A is projected toward the front surface of the screen 1c, and the second image light B composed of linearly polarized light substantially parallel to the transmission axis 6b of the reflective polarizing plate 6 is projected on the rear surface of the screen 1c. Since the first image light A incident on the screen 1c from the front surface is reflected to the observation side, the second image light incident on the screen 1c from the rear surface is configured. B It can be emitted to the observation side by transmitting.

そして、前記第1と第2の画像光出射部12,18から前記スクリーン1cに投影された第1と第2の画像光A,Bのうち、前記スクリーン1cにより観察側に反射された第1の画像光Aからなる第1の画像は、前記スクリーン1cの前面位置にあるように見え、前記スクリーン1cの後面の入射角制御手段7により屈折されて前記スクリーン1cに入射し、この前記スクリーン1cを透過して観察側に出射した第2の画像光Bからなる第2の画像は、前記スクリーン1の後面位置にあるように見え、前記第1と第2の両方の画像が重なった1つの画像に合成されて観察されるため、奥行き感のある立体的な画像を表示することができる。   Of the first and second image lights A and B projected from the first and second image light emitting sections 12 and 18 onto the screen 1c, the first reflected by the screen 1c to the observation side The first image composed of the image light A appears to be at the front surface position of the screen 1c, is refracted by the incident angle control means 7 on the rear surface of the screen 1c, and enters the screen 1c. The second image composed of the second image light B transmitted through the observation side appears to be at the rear surface position of the screen 1, and one of the first and second images overlapped with each other. Since the image is synthesized and observed, a three-dimensional image with a sense of depth can be displayed.

さらに、この表示装置は、前記スクリーン1cの後面に、前記第1の画像光出射部12から投影された前記第2の画像光Bを前記スクリーン1cの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーン1cに入射させる入射角制御手段7を設け、前記スクリーン1cの前面に、前記第2の画像光出射部18から出射し、前記第1の反射板25により反射されて前記スクリーン1cの前面に投影された前記第1の画像光Aの反射方向を前記スクリーン1cを透過した前記第2の画像光Bの出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段9を設けているため、前記奥行き感のある立体的な画像を前記スクリーン1cの前面の正面方向から観察させることができる。   Further, the display device refracts the second image light B projected from the first image light emitting unit 12 on the rear surface of the screen 1c in a direction near the normal line of the screen 1c. An incident angle control means 7 for making the light incident on 1c is provided, emitted from the second image light emitting unit 18 on the front surface of the screen 1c, reflected by the first reflecting plate 25, and projected onto the front surface of the screen 1c. The reflection direction control means 9 is provided to substantially match the reflection direction of the first image light A, which has been transmitted, with the emission direction of the second image light B transmitted through the screen 1c. A certain three-dimensional image can be observed from the front direction of the front surface of the screen 1c.

(他の実施形態)
なお、上記第4の実施例の表示装置は、反射偏光板6からなるスクリーン1cと、上記第2の実施例の画像光投影手段11aとを備えたものであるが、反射偏光板6からなるスクリーン1cと、上記第1の実施例の画像光投影手段11または上記第2の実施例の画像光投影手段11bとを組合わせても、同様な効果を得ることができる。
(Other embodiments)
The display device of the fourth embodiment is provided with the screen 1c made of the reflective polarizing plate 6 and the image light projection means 11a of the second embodiment, but made of the reflective polarizing plate 6. A similar effect can be obtained by combining the screen 1c and the image light projection means 11 of the first embodiment or the image light projection means 11b of the second embodiment.

また、上記第1、第2及び第4の実施例では、画像光投影手段11,11aの第1と第2の画像光出射部12,13,18を、液晶表示素子14,16,19と面光源15,17,19とにより構成しているが、前記画像光出射部12,13,18は、例えばEL(エレクトロルミネッセンス)表示素子等の自発光表示素子により構成してもよい。   In the first, second, and fourth embodiments, the first and second image light emitting portions 12, 13, and 18 of the image light projecting means 11 and 11a are connected to the liquid crystal display elements 14, 16, and 19, respectively. The surface light sources 15, 17, and 19 are configured, but the image light emitting units 12, 13, and 18 may be configured by self-luminous display elements such as EL (electroluminescence) display elements.

さらに、上記第3の実施例の画像光投影手段11bは、1つの液晶表示素子22と第1と第2の面光源23,24とからなる画像光出射部21を備えたものであるが、前記画像光出射部21は、前記EL表示素子等の2枚の自発光表示素子をそれぞれの画像光出射面を反対方向に向けて配置した構成としてもよい。   Further, the image light projecting means 11b of the third embodiment is provided with an image light emitting portion 21 comprising one liquid crystal display element 22 and first and second surface light sources 23, 24. The image light emitting unit 21 may have a configuration in which two self-luminous display elements such as the EL display elements are arranged with their image light emitting surfaces facing in opposite directions.

この発明の第1の実施例を示す表示装置の斜視図。1 is a perspective view of a display device showing a first embodiment of the present invention. 第1の実施例の表示装置の側面図。The side view of the display apparatus of a 1st Example. この発明の第2の実施例を示す表示装置の斜視図。The perspective view of the display apparatus which shows 2nd Example of this invention. 第2の実施例の表示装置の側面図。The side view of the display apparatus of a 2nd Example. この発明の第3の実施例を示す表示装置の斜視図。The perspective view of the display apparatus which shows the 3rd Example of this invention. 第3の実施例の表示装置の側面図。The side view of the display apparatus of a 3rd Example. この発明の第4の実施例を示す表示装置の斜視図。The perspective view of the display apparatus which shows the 4th Example of this invention. 第4の実施例の表示装置の側面図。The side view of the display apparatus of a 4th Example. 第4の実施例における反射偏光板の反射軸及び透過軸の向きと、第1及び第2の画像光出射部からの第1及び第2の画像光の偏光面の向きを示す模式図。The schematic diagram which shows the direction of the reflective axis of a reflective polarizing plate and the transmission axis in a 4th Example, and the direction of the polarization plane of the 1st and 2nd image light from a 1st and 2nd image light emission part.

符号の説明Explanation of symbols

1,1a,1b,1c…スクリーン、2…半透過反射板、6…反射偏光板、3,9…反射方向制御手段、4,7…入射角制御手段、11,11a,11b…画像光投影手段、12,13,18,21…画像光出射部、14,16,19,22…液晶表示素子、14a,16a,19a…画面領域、15,17,20,23,24…面光源、A…第1の画像光、B…第2の画像光。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1a, 1b, 1c ... Screen, 2 ... Semi-transmissive reflecting plate, 6 ... Reflective polarizing plate, 3, 9 ... Reflection direction control means, 4, 7 ... Incident angle control means, 11, 11a, 11b ... Image light projection Means 12, 13, 18, 21... Image light emitting portion, 14, 16, 19, 22... Liquid crystal display element, 14a, 16a, 19a... Screen area, 15, 17, 20, 23, 24. ... first image light, B ... second image light.

Claims (9)

互いに逆向きの前面と後面とを有し、前記前面を観察側に対向させて配置され、前記前面から入射した光を前記観察側に反射し、前記後面から入射した光を透過させて前記観察側に出射するスクリーンと、
第1と第2の画像光を出射し、前記第1の画像光を、前記スクリーンの前側から前記スクリーンの前面に向けて投影し、前記第2の画像光を、前記スクリーンの後側から前記スクリーンの後面に向けて前記スクリーンの前記第1の画像光の投影領域に入射させるように投影する画像光投影手段とを備えたことを特徴とする表示装置。
It has a front surface and a rear surface that are opposite to each other, and is arranged with the front surface facing the observation side, reflects light incident from the front surface to the observation side, and transmits light incident from the rear surface to transmit the observation. A screen exiting to the side,
First and second image lights are emitted, the first image light is projected from the front side of the screen toward the front surface of the screen, and the second image light is projected from the rear side of the screen. A display device comprising: image light projection means for projecting so as to be incident on a projection area of the first image light on the screen toward the rear surface of the screen.
画像光投影手段は、第1の画像光と第2の画像光の出射強度比を調整する手段を備えていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。   2. The display device according to claim 1, wherein the image light projection means includes means for adjusting an emission intensity ratio of the first image light and the second image light. 画像光投影手段は、
光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域を有する第1の液晶表示素子と、前記第1の液晶表示素子の一方の面に対向させて配置され、前記第1の液晶表示素子に向けて照明光を出射する第1の面光源とからなり、前記第1の液晶表示素子の他方の面から第1の画像光を出射する第1の画像光出射部と、
光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域を有する第2の液晶表示素子と、前記第2の液晶表示素子の一方の面に対向させて配置され、前記第2の液晶表示素子に向けて照明光を出射する第2の面光源とからなり、前記第2の液晶表示素子の他方の面から第2の画像光を出射する第2の画像光出射部とを備えており、
前記第1の画像光出射部は、スクリーンの前側領域の側方に、前記第1の画像光の出射方向を前記スクリーンの前面に向けて配置され、前記第2の画像光出射部は、前記スクリーンの後側に、前記第2の画像光の出射方向を前記スクリーンの後面に向けて配置されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
The image light projection means
A first liquid crystal display element having a screen region in which a plurality of pixels for controlling the transmission of light are arranged in a matrix; and a first liquid crystal display element disposed opposite to one surface of the first liquid crystal display element. A first surface light source that emits illumination light toward the display element, and a first image light emitting unit that emits first image light from the other surface of the first liquid crystal display element;
A second liquid crystal display element having a screen region in which a plurality of pixels for controlling the transmission of light are arranged in a matrix; and a second liquid crystal display element disposed opposite to one surface of the second liquid crystal display element. A second surface light source that emits illumination light toward the display element, and a second image light emitting unit that emits second image light from the other surface of the second liquid crystal display element. And
The first image light emitting unit is disposed on the side of the front region of the screen with the first image light emitting direction facing the front surface of the screen, and the second image light emitting unit is The display device according to claim 1, wherein an emission direction of the second image light is disposed on a rear side of the screen toward a rear surface of the screen.
第2の画像光出射部は、スクリーンの真後に、第2の画像光の出射面を前記スクリーンの後面に対向させ、前記第2の画像光の出射方向を前記スクリーンの法線付近の方向に向けて配置されており、前記スクリーンは、その前面に、第1の画像光出射部から投影された第1の画像光の反射方向を前記スクリーンを透過した前記第2の画像光の出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段を有していることを特徴とする請求項3に記載の表示装置。   The second image light emitting section has the second image light emitting surface facing the rear surface of the screen immediately behind the screen, and the emitting direction of the second image light is set to a direction near the normal line of the screen. The screen is arranged on the front surface of the screen so that the reflection direction of the first image light projected from the first image light emission unit is the emission direction of the second image light transmitted through the screen. 4. The display device according to claim 3, further comprising reflection direction control means for substantially matching. 第2の画像光出射部は、スクリーンの後側の領域の側方に配置されており、前記スクリーンは、その後面に、前記第2の画像光出射部から投影された第2の画像光を前記スクリーンの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーンに入射させる入射角制御手段を有し、前面に、第1の画像光出射部から投影された第1の画像光の反射方向を前記スクリーンを透過した前記第2の画像光の出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段を有していることを特徴とする請求項3に記載の表示装置。   The second image light emitting unit is disposed on the side of the rear region of the screen, and the screen receives the second image light projected from the second image light emitting unit on the rear surface. Incident angle control means for refracting in the direction near the normal line of the screen and making it incident on the screen, and reflecting the reflection direction of the first image light projected from the first image light emitting unit on the front surface. The display device according to claim 3, further comprising a reflection direction control unit that substantially matches an emission direction of the second image light that has passed through the display. 画像光投影手段は、
光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域を有する1つの液晶表示素子と、前記液晶表示素子の一方の面と他方の面とにそれぞれ対向させて配置され、前記液晶表示素子に向けて照明光を出射し、前記液晶表示素子からの出射光を透過させる第1と第2の面光源とからなり、前記液晶表示素子の一方の面と他方の面からそれぞれ画像光を出射し、前記液晶表示素子の前記第2の面光源に対向する面から出射した第1の画像光を前記第2の面光源を透過させて出射し、前記液晶表示素子の前記第1の面光源に対向する面から出射した第2の画像光を前記第1の面光源を透過させて出射する画像光出射部と、
前記画像光出射部からの前記第1と第2の画像光をそれぞれスクリーンの前面と後面に向けて反射する第1と第2の反射板とを備えており、
前記画像光出射部は、前記スクリーンの側方に、前記第1の画像光の出射方向を前記スクリーンの前側方向に向け、前記第2の画像光の出射方向を前記スクリーンの後側方向に向けて配置され、
前記第1の反射板は、前記画像光出射部からの前記第1の画像光の出射方向に、前記第1の画像光を前記スクリーンの前面に向けて反射するように配置され、前記第2の反射板は、前記画像光出射部からの前記第2の画像光の出射方向に、前記第2の画像光を前記スクリーンの後面に向けて反射するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
The image light projection means
One liquid crystal display element having a screen region in which a plurality of pixels for controlling the transmission of light are arranged in a matrix, and one liquid crystal display element and one surface of the liquid crystal display element are arranged to face each other, and the liquid crystal display It comprises first and second surface light sources that emit illumination light toward the element and transmit light emitted from the liquid crystal display element. Image light is emitted from one surface and the other surface of the liquid crystal display element, respectively. The first image light emitted from the surface facing the second surface light source of the liquid crystal display element is emitted through the second surface light source, and the first surface of the liquid crystal display element is emitted. An image light emitting unit for emitting the second image light emitted from the surface facing the light source through the first surface light source;
Comprising first and second reflectors for reflecting the first and second image lights from the image light emitting portion toward the front and rear surfaces of the screen, respectively.
The image light emitting unit directs the emission direction of the first image light toward the front side of the screen and the emission direction of the second image light toward the rear side of the screen toward the side of the screen. Arranged,
The first reflection plate is arranged to reflect the first image light toward the front surface of the screen in the emission direction of the first image light from the image light emission unit, and the second reflection plate. The reflection plate is arranged to reflect the second image light toward the rear surface of the screen in the emission direction of the second image light from the image light emission unit. The display device according to claim 1.
スクリーンは、その後面に、画像光出射部から第2の反射板を介して投影された第2の画像光を前記スクリーンの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーンに入射させる入射角制御手段を有し、前面に、前記画像光出射部から第1の反射板を介して投影された第1の画像光の反射方向を前記スクリーンを透過した前記第2の画像光の出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段を有していることを特徴とする請求項6に記載の表示装置。   The screen has an incident angle control means for causing the second image light projected from the image light emitting portion via the second reflector to be refracted in the direction near the normal line of the screen and incident on the screen. A reflection direction of the first image light projected from the image light emitting unit via the first reflector on the front surface is substantially the same as an emission direction of the second image light transmitted through the screen The display device according to claim 6, further comprising: a reflection direction control unit that matches each other. スクリーンは、半透過反射板からなっていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein the screen is made of a transflective plate. スクリーンは、互いに直交する反射軸と透過軸をもち、入射光の互いに直交する2つの直線偏光成分のうち、前記反射軸に平行な直線偏光成分を反射し、前記透過軸に平行な直線偏光成分を透過させる反射偏光板からなっており、画像光投影手段は、前記反射偏光板の反射軸と実質的に平行な直線偏光からなる第1の画像光を前記スクリーンの前面に向けて投影し、前記反射偏光板の透過軸と実質的に平行な直線偏光からなる第2の画像光を前記スクリーンの後面に向けて投影することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の表示装置。   The screen has a reflection axis and a transmission axis orthogonal to each other, and reflects a linearly polarized light component parallel to the reflection axis among two linearly polarized light components of the incident light orthogonal to each other, and a linearly polarized light component parallel to the transmission axis. The image light projecting means projects the first image light composed of linearly polarized light substantially parallel to the reflection axis of the reflective polarizer toward the front surface of the screen, The display device according to claim 1, wherein the second image light composed of linearly polarized light substantially parallel to the transmission axis of the reflective polarizing plate is projected toward the rear surface of the screen. .
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