JP2009063914A

JP2009063914A - 表示装置

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Publication number: JP2009063914A
Application number: JP2007233084A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Daiku; 康宏代工; Tetsuo Muto; 哲夫武藤
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2009-03-26

Abstract

【課題】２つの画像を立体感をもたせて明るく表示する。
【解決手段】第１の画像を表示する第１の表示体１０と、第１の表示体１０の観察側に、第１の表示体１０から観察側に向かう光の方向に対して傾けて配置され、互いに異なる２つの偏光のうちの一方の偏光を透過させ、他方の偏光を反射する反射偏光板１と、第１の表示体１０から観察側に向かう光の方向に対して交差する方向で、且つその方向から反射偏光板１に入射してこの反射偏光板により反射された光の向きが第１の表示体１０から観察側に向かう光の方向と実質的に平行となる位置に配置され、第２の画像を表示する第２の表示体２０と、第２の表示体２０と反射偏光板１との間に配置され、第２の表示体２０の表示画像の実像を、第２の表示体２０から反射偏光板１を経て観察側に向かう光路の途中に観察像として結像させる結像レンズ３０とを備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、立体感のある表示を行う表示装置に関する。

立体感のある擬似立体表示を行う表示装置としては、例えば、第１の画像を表示する第１の表示部と、この第１の表示部とその観察側との間に４５゜の角度で傾けて配置されたハーフミラーと、前記第１の表示部の表示面に対して直交させて配置され、表示された第２の画像を前記ハーフミラーにより反射して前記観察側から観察させる第２の表示部とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。

この表示装置は、前記第１の表示部により表示された第１の画像と、前記第２の表示部により表示された第２の画像とを、前記ハーフミラーにより合成して１つの画像として前記観察側から観察させるものであり、前記ハーフミラーと前記第１の表示部との間の距離と、前記ハーフミラーと前記第２の表示体との間の距離とを異ならせることにより、前記第１の画像と第２の画像とが遠近差をもって見える立体感のある表示を行うことができる。
特開２００４−１９８６２９号公報

しかし、上記従来の表示装置は、前記ハーフミラーを透過した第１の画像の明るさと、前記ハーフミラーにより反射された第２の画像の明るさがそれぞれ前記ハーフミラーでの光のロスにより低下するため、観察される画像が暗い。

この発明は、２つの画像を立体感をもたせて明るく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。

この発明の請求項１に記載の液晶表示素子は、
第１の画像を表示する第１の表示体と、前記第１の表示体の観察側に配置され、互いに異なる２つの偏光のうちの一方の偏光を透過させ、他方の偏光を反射する光学面を有し、この光学面を前記第１の表示体から前記観察側に向かう光の方向に対して予め定めた傾き角で傾けて配置された透過／反射部材と、
前記第１の表示体から前記観察側に向かう光の方向に対して交差する方向で、且つその方向から前記透過／反射部材に入射してこの透過／反射部材により反射された光の向きが前記第１の表示体から観察側に向かう光の方向と実質的に平行となる位置に配置され、第２の画像を表示する第２の表示体と、
前記第１と第２の表示体のうちの一方の表示体と前記透過／反射部材との間に配置され、前記一方の表示体の表示画像の実像を、前記一方の表示体から前記透過／反射部材を経て前記観察側に向かう光路の途中に観察像として結像させる結像レンズと、
を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の表示装置において、前記第１と第２の表示体はそれぞれ、黒色の背景中に画像を表示することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記請求項１に記載の表示装置において、前記結像レンズは、前記一方の表示体と前記透過／反射部材との間の光路中の前記透過／反射部材側に位置する第１のレンズと、この第１のレンズよりも前記一方の表示体側に配置された第２のレンズとからなることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記請求項３に記載の表示装置において、前記第２のレンズは、前記一方の表示体と前記第１のレンズとの間の任意の位置に移動可能に設けられていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、前記請求項１に記載の表示装置において、前記結像レンズは、前記第２の表示体と前記透過／反射偏光部材との間に設けられていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、前記請求項１に記載の表示装置において、前記透過／反射部材は、フィルム状をなし、そのフィルム面内の実質的に互いに直交する２つの方向に透過軸と反射軸とをもち、前記透過軸と平行な直線偏光を透過させ、前記反射軸と平行な直線偏光を反射する反射偏光板からなっており、前記第１の表示体から前記観察側に向かう光の方向に垂直な面に対して一方の方向に予め定めた傾き角で傾けて配置されていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、前記請求項６に記載の表示装置において、前記第１の表示体は、この第１の表示体からの出射光を前記反射偏光板の透過軸と実質的に平行な直線偏光にするための偏光手段を備え、前記第２の表示体は、この第２の表示体からの出射光を前記反射偏光板の反射軸と実質的に平行な直線偏光にするための偏光手段を備えていることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、前記請求項７に記載の表示装置において、前記第１と第２の表示体はそれぞれ、一方の面から入射した光の透過を制御し、透過光を他方の面から出射させて表示する液晶表示素子と、前記液晶表示素子の入射面に対向させた配置された面光源とからなっており、前記偏光手段は、前記液晶表示素子の出射面側の偏光板からなっていることを特徴とする。

この発明の表示装置によれば、２つの画像を立体感をもたせて明るく表示することができる。

（第１の実施形態）
図１はこの発明の第１の実施例を示す表示装置の斜視図であり、この表示装置は、第１の画像を表示する第１の表示体１０と、前記第１の表示体１０の観察側に配置され、互いに異なる２つの偏光のうちの一方の偏光を透過させ、他方の偏光を反射する光学面を有し、この光学面を前記第１の表示体１０から前記観察側に向かう光の方向に対して予め定めた傾き角で傾けて配置された透過／反射部材１と、前記第１の表示体１０から前記観察側に入射してこの透過／反射部材１により反射された光の向きが前記第１の表示体１０から前記観察側に向かう光の方向と実質的に平行となる位置に配置され、第２の画像を表示する第２の表示体２０と、前記第１と第２の表示体１０，２０のうちの一方の表示体と前記透過／反射部材１との間に配置され、前記一方の表示体の表示画像の実像を、前記一方の表示体から前記透過／反射部材１を経て前記観察側に向かう光路の途中に観察像として結像させる結像レンズ３０とを備えている。

前記透過／反射部材１は、フィルム状をなし、そのフィルム面内の実質的に互いに直交する２つの方向に透過軸１ａと反射軸１ｂとをもち、前記透過軸１ａと平行な直線偏光を透過させ、前記反射軸１ｂと平行な直線偏光を反射する反射偏光板からなっており、前記第１の表示体１０から前記観察側に向かう光の方向に垂直な面に対して一方の方向に予め定めた傾き角で傾けて配置されている。以下、この透過／反射部材１を反射偏光板という。

なお、この実施例では、前記反射偏光板１を、前記第１の表示体１０から前記観察側に向かう光の方向に垂直な面に対して実質的に４５°の傾き角で傾けて配置し、前記第２の表示体２０を、前記反射偏光板１の中心位置において前記観察側に向かう光の方向に対して実質的に９０°の角度で交差する方向に、この第２の表示体２０の表示面を前記観察側に向かう光の方向に垂直な面と実質的に直交させて配置している。

また、前記第１の表示体１０は、この第１の表示体１０からの出射光を前記反射偏光板１の透過軸１ａと実質的に平行な直線偏光にするための偏光手段を備え、前記第２の表示体２０は、この第２の表示体２０からの出射光を前記反射偏光板１の反射軸１ｂと実質的に平行な直線偏光にするための偏光手段を備えている。

前記第１と第２の表示体１０，２０はそれぞれ、一方の面から入射した光の透過を制御し、透過光を他方の面から出射させて画像を表示する透過型の液晶表示素子１１，２１と、前記液晶表示素子１１，２１の入射面に対向させた配置された面光源１４，２４とからなっており、前記偏光手段は、前記液晶表示素子１１，２１の出射面側の偏光板１３，２３からなっている。

前記液晶表示素子１１，２１は、その内部構造は図示しないが、予め定めた間隙を設けて対向配置され、画面エリア１１ａ．２１ａを囲む枠状のシール材を介して接合された一対の透明基板と、これらの基板間の間隙の前記シール材により囲まれた領域に封入された液晶層と、前記一対の基板の互いに対向する内面にそれぞれ設けられ、前記液晶層への電界の印加により液晶分子の配向状態を制御する複数の画素領域をマトリックス状に配列させて形成する透明電極と、いずれか一方の基板の内面に前記複数の画素領域にそれぞれ対応させて設けられた赤、緑、青の３色のカラーフィルタと、入射面側の偏光板１２，２２と、出射面側の偏光板１３，２３とからなっている。

この第１と第２の液晶表示素子１１，２１はそれぞれ、マトリックス状に配列させて形成された前記複数の画素領域の電極間に、表示データに対応した駆動電圧を印加され、黒色の背景中にカラー画像を表示する。

そして、前記第１の表示体１０の液晶表示素子（以下、第１の液晶表示素子という）１１の出射面側の偏光板１３の透過軸１３ａの向きは、この第１の液晶表示素子１１から出射して前記反射偏光板１に入射する直線偏光１５の偏光面が、前記反射偏光板１の透過軸１ａと実質的に平行になるように設定され、前記第２の表示体２０の液晶表示素子（以下、第２の液晶表示素子という）２１の出射面側の偏光板２３の透過軸２３ａの向きは、この第２の液晶表示素子２１から出射して前記反射偏光板１に入射する直線偏光２５の偏光面が、前記反射偏光板１の反射軸１ｂと実質的に平行になるように設定されている。

また、前記結像レンズ３０は、サーキュラフレネルレンズからなっており、前記第１と第２の液晶表示素子１１，２１のうちの一方、例えば第２の表示体２０と前記反射偏光板１との間に、レンズ中心を、前記第２の表示体２０からの出射光の軸線に一致させて配置されている。

この表示装置は、前記第１の表示体１０と前記第２の表示体２０に第１の画像と第２の画像をそれぞれ表示させ、前記第１の表示体１０により表示された第１の画像と、前記第２の表示体２０により表示され、前記結像レンズ３０により前記第２の表示体２０から前記反射偏光板１を経て前記観察側に向かう光路の途中に結像された第２の画像の実像とを観察者に観察させることにより、前記第１の画像と、前記第２の画像を前記結像レンズ３０により結像させた実像とが遠近差をもって見える、立体感のある擬似立体表示を行う。

図２は前記第２の画像の実像の結像光線図であり、前記第１の表示体１０からの出射光、つまり前記第１の液晶表示素子１１からの出射光（反射偏光板１の透過軸１ａと平行な直線偏光）は、前記反射偏光板１を透過して観察側に出射するため、前記第１の表示体１０の表示画像（第１の画像）１６は、観察者の眼４０に、前記第１の表示体１０の表示面（第１の液晶表示素子１１の出射面）の位置に対応した距離感をもって観察される。

一方、前記第２の表示体２０からの出射光、つまり前記第２の液晶表示素子２１からの出射光（反射偏光板１の反射軸１ｂと平行な直線偏光）は、前記結像レンズ３０を通って前記反射偏光板１により観察側へ反射されるため、前記第２の表示体２０の表示画像（第２の画像）２６は、前記結像レンズ３０により、前記第２の表示体２０から前記反射偏光板１を経て前記観察側に向かう光路の途中に結像され、その実像２６ａが、前記観察者の眼４０に、前記実像２６ａの結像位置に対応した距離感をもって観察される。

前記第２の表示体２０により表示され、前記結像レンズ３０により前記光路の途中に結像された実像２６ａの結像位置は、前記第２の表示体２０の表示面から前記結像レンズ３０のレンズ中心までの距離と、前記結像レンズ３０の焦点距離に対応し、前記第２の表示体２０により表示された第２の画像２６に対する前記実像２６ａの倍率は、前記第２の表示体２０の表示面から前記レンズ中心までの距離と、前記レンズ中心から前記実像２６ａの結像位置までの距離（反射偏光板１が介在された屈折光路上の距離）に対応する。

すなわち、前記第２の表示体２０の表示面から前記レンズ中心までの距離をＬａ、前記レンズ中心から前記実像２６ａの結像位置までの距離をＬｂ、前記結像レンズ３０の焦点距離をｆとすると、前記実像２６ａの結像位置は、
１／Ｌａ＋１／Ｌｂ＝１／ｆ
で表される。

また、前記第２の画像２６に対する前記実像２６ａの倍率は、その倍率をＭとすると、
Ｍ＝Ｌａ／Ｌｂ
で表される。

前記図２は、前記第２の表示体２０の表示面から前記レンズ中心までの距離Ｌａと、前記レンズ中心から前記実像２６ａの結像位置までの距離Ｌｂと、前記実像２６ａの倍率Ｍを、Ｌａ＝Ｌｂ、Ｍ＝１に設定したときの光線図であり、前記実像２６ａは、前記第１の表示体１０により表示された第１の画像１６に対して、はるかに観察側に近い位置に見える。

なお、前記実像２６ａの結像位置と倍率Ｍは、前記表示装置の設計において、前記反射偏光板１と第２の表示体２０及び結像レンズ３０の配置位置と、前記結像レンズ３０の焦点距離ｆを選択することにより任意に設定することができる。

そして、この表示装置は、前記第１の表示体１０からの出射光を観察側へ透過させ、前記第２の表示体２０からの出射光を観察側へ反射する透過／反射部材として、互いに直交する２つの方向に透過軸１ａと反射軸１ｂとをもった反射偏光板１を備えており、この反射偏光板１は、前記透過軸１ａと平行な直線偏光をほとんどロスすることなく高い透過率で透過させ、前記反射軸１ｂと平行な直線偏光をほとんどロスすることなく高い反射率で反射するため、前記第１の表示体１０により表示された第１の画像１６と、前記第２の表示体２０により表示され、前記結像レンズ３０により結像された第２の画像２６の実像２６ａの両方を充分な明るさで観察させることができる。

したがって、この表示装置によれば、前記第１の表示体１０により表示された第１の画像１６と、前記第２の表示体２０により表示され、前記結像レンズ３０により結像された第２の画像２６の実像２６ａとを、立体感をもたせて明るく表示することができる。

また、この表示装置は、第１と第２の表示体１０，２０をそれぞれ、一方の面から入射した光の透過を制御し、透過光を他方の面から出射させて表示する液晶表示素子１１，２１と、前記液晶表示素子１１，２１の入射面に対向させた配置された面光源１４，２４とにより構成し、前記第１の表示体１０を構成する第１の液晶表示素子１１の出射面側の偏光板１３の透過軸１３ａの向きを、この第１の液晶表示素子１１から出射して前記反射偏光板１に入射する直線偏光１５の偏光面が、前記反射偏光板１の透過軸１ａと実質的に平行になるように設定し、前記第２の表示体２０を構成する第２の液晶表示素子２１の出射面側の偏光板２３の透過軸２３ａの向きを、この第２の液晶表示素子２１から出射して前記反射偏光板１に入射する直線偏光２５の偏光面が、前記反射偏光板１の反射軸１ｂと実質的に平行になるように設定しているため、前記第１と第２の表示体１０，２０からの出射光が非偏光の光である場合のように、前記第１の表示体１０からの出射光のうちの前記反射偏光板１の透過軸１ａと平行な偏光成分以外の光が前記反射偏光板１を透過して観察側に漏れたり、前記第２の表示体２０からの出射光のうちの前記反射偏光板１の反射軸１ｂと平行な偏光成分以外の光が前記反射偏光板１により観察側に反射されたりすることは無い。

そのため、この表示装置によれば、前記第１の表示体１０により表示された第１の画像１６と、前記第２の表示体２０により表示され、前記結像レンズ３０により結像された第２の画像２６の実像２６ａの両方を均等な明るさで観察させることができる。

さらに、この表示装置は、前記第１と第２の表示体１０，２０がそれぞれ、黒色の背景中に画像を表示するため、これらの表示体１０，２０の表示の背景が明るい場合に比べて、前記第１の表示体１０により表示された第１の画像１６と、前記第２の表示体２０により表示され、前記結像レンズ３０により結像された第２の画像２６の実像２６ａの鮮明度を高くすることができる。

なお、この表示装置は、前記擬似立体表示だけでなく、平面的な二次元画像を表示することもでき、その場合は、前記第１と第２の表示体１０，２０のうちの第１の表示体１０に画像を表示させてその表示画像を観察させても、前記第２の表示体２０に画像を表示させ、前記結像レンズ３０により結像された実像を観察させてもよい。

（第２の実施形態）
図３はこの発明の第２の実施例を示す表示装置の斜視図である。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、同一のものについてはその説明を省略する。

この実施例の表示装置は、前記第２の表示体２０と反射偏光板１との間の光路中の前記反射偏光板１側に位置する第１の結像レンズ（第１の実施例における結像レンズ）３０と、この第１の結像レンズ３０よりも前記第２の表示体２０側に配置された第２の結像レンズ（この実施例ではサーキュラフレネルレンズ）３１とを備えたものであり、他の構成は上記第１の実施例と同じである。

この実施例において、前記第２の結像レンズ３１は、前記第２の表示体２０から前記第１の結像レンズ３０に向かう光路の側方に前記光路と平行に配置されたガイド部材３２により案内され、ラック・ピニオン機構等により前記光路と平行な方向に移動される移動部材３３に設けられたレンズ支持枠３４に保持され、前記第２の表示体２０と前記第１の結像レンズ３０との間の任意の位置に移動可能に設けられている。

この表示装置は、前記第２の表示体２０と反射偏光板１との間に、前記第１と第２の２つの結像レンズ３０，３１を配置しているため、前記第２の表示体２０により表示された第２の画像２６の実像２６ａを、前記第２の表示体２０側に配置された第２の結像レンズ３１と、前記反射偏光板１側に配置された第１の結像レンズ３０とによって、前記第２の表示体２０から前記反射偏光板１を経て前記観察側に向かう光路の途中に観察像として結像させることができる。

そして、この表示装置は、前記第１の第２の結像レンズ３０，３１のうちの前記第２の表示体２０側に配置された第２の結像レンズ３１を、前記第２の表示体２０と第１の結像レンズ３０との間の任意の位置に移動可能に設けているため、この第２の結像レンズ３１を移動させることにより、前記第２の表示体２０により表示され、前記第２と第１の結像レンズ３１，３０により結像された第２の画像２６の実像２６ａの結像位置と、前記第２の表示体２０により表示された第２の画像２６に対する前記実像２６ａの倍率とを、任意に調整することができる。

すなわち、図４はこの実施例における第２の画像の実像の結像光線図であり、図４（ａ）は、前記第２の結像レンズ３１を第１の結像レンズ３０側に移動させたときの結像光線、図４（ｂ）は、前記第２の結像レンズ３１を前記第２の表示体２０側に移動させたときの結像光線を示している。

図４（ａ）のように、前記第２の結像レンズ３１を第１の結像レンズ３０側に移動させると、前記第２の画像２６の実像２６ａが、前記反射偏光板１から観察側の光路上の、前記反射偏光板１からある程度離れた位置に、大きい倍率で結像する。

また、図４（ｂ）のように、前記第２の結像レンズ３１を第２の表示体２０側に移動させると、前記第２の画像２６の実像２６ａが、前記反射偏光板１から観察側の光路上の、前記反射偏光板１に近い位置に、図４（ａ）よりも小さい倍率で結像する。

そのため、この表示装置によれば、前記第２の画像２６の実像２６ａの結像位置と倍率を調整し、立体感を任意に変化させることができる。

（第３の実施形態）
なお、上記第２の実施例では、前記第１の結像レンズ３０を反射偏光板１の近くに配置しているが、この第１の結像レンズ３０は、前記反射偏光板１から或る程度離れた位置に配置してもよい。

図５は、前記第１の結像レンズ３０を前記反射偏光板１から或る程度離れた位置に配置した第３の実施例における第２の画像の実像の結像光線図であり、図５（ａ）は、前記第２の結像レンズ３１を第２の表示体２０と第１の結像レンズ３０の中間付近に移動させたときの結像光線、図５（ｂ）は、前記第２の結像レンズ３１を前記第１の結像レンズ３０側に移動させたときの結像光線、図５（ｃ）は、前記第２の結像レンズ３１を前記第２の表示体２０側に移動させたときの結像光線を示している。

この実施例は、前記第１の結像レンズ３０を前記反射偏光板１から或る程度離れた位置に配置しているため、図５（ａ）のように、前記第２の結像レンズ３１を第２の表示体２０と第１の結像レンズ３０の中間付近に移動させると、前記第２の画像２６の実像２６ａが、前記第１の結像レンズ３０から前記反射偏光板１に向かう光路上の、前記反射偏光板１の近い位置に、前記第２の表示体２０により表示された第２の画像２６と略同じ大きさに結像し、その実像２６ａが反射偏光板１により観察側へ反射される。

また、図５（ｂ）のように、前記第２の結像レンズ３１を第１の結像レンズ３０側に移動させたときは、前記第２の画像２６の実像２６ａが、前記第１の結像レンズ３０から前記反射偏光板１に向かう光路上の、前記反射偏光板１から或る程度離れた位置に、前記第２の表示体２０により表示された第２の画像２６よりも小さく結像し、その実像２６ａが反射偏光板１により観察側へ反射される。

さらに、図５（ｂ）のように、前記第２の結像レンズ３１を第２の表示体２０側に移動させたときは、前記第２の画像２６の実像２６ａが、前記反射偏光板１から観察側の光路上に、前記第２の表示体２０により表示された第２の画像２６よりも大きく結像する。

そのため、この実施例の表示装置によれば、前記第２の画像２６の実像２６ａが第１の表示体１０より表示された第１の画像１６よりも後側（観察側とは反対側）に見える擬似立体表示と、前記実像２６ａが前記第１の画像１６と略同じ位置に見える擬似立体表示と、前記実像２６ａが前記第１の画像１６よりも前側（観察側）に見える擬似立体表示とを行うことができる。

この実施例における擬似立体表示の実例を説明すると、図６は前記第１の表示体１０の表示例、図７は前記第２の表示体２０の表示例を示しており、ここでは、前記第１の表示体１０に、人等の第１の画像１６を、黒色の背景１７中の左右の領域に表示させ、前記第２の表示体２０に、第２の画像２６を、黒色の背景２７中の中央に表示させた例を示している。

図８は、前記第１と第２の表示体１０，２０に図６及び図７の画像１６，２６を表示させたときの擬似立体表示の例を示しており、図８（ａ）は、前記第２の結像レンズ３１を図５（ａ）の位置に移動させたときの擬似立体表示を示し、図８（ｂ）は、前記第２の結像レンズ３１を図５（ｂ）の位置に移動させたときの擬似立体表示を示し、図８（ｃ）は、前記第２の結像レンズ３１を図５（ｃ）の位置に移動させたときの擬似立体表示を示している。

図８（ａ）のように、前記第２の結像レンズ３１を図５（ａ）の位置に移動させたときは、前記結像レンズ３１，３０により結像された第２の画像２６の実像２６ａが、第１の画像１６の黒色背景１７を背景として、前記第１の画像１６と同じ距離感の位置に、前記第２の画像２６と略同じ大きさに見える。

また、図８（ｂ）のように、前記第２の結像レンズ３１を図５（ｂ）の位置に移動させたときは、前記第２の画像２６の実像２６ａが、前記第１の画像１６よりも後側に、前記第２の画像２６よりも小さく見え、図８（ｃ）のように、前記第２の結像レンズ３１を図５（ｃ）の位置に移動させたときは、前記第２の画像２６の実像２６ａが、前記第１の画像１６よりも前側に、前記第２の画像２６よりも大きく見える。

（他の実施形態）
なお、上記第１〜第３の実施例では、結像レンズ３０，３１を第２の表示体２０と反射偏光板１との間に配置しているが、前記結像レンズ３０，３１は第１の表示体１０と反射偏光板１との間に配置してもよい。

また、上記各実施例では、第１と第２の表示体１０，２０をそれぞれ液晶表示素子１１，２１と面光源１４，２４とにより構成しているが、これらの表示体１０，２０は、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示素子や、プラズマ表示素子等の自発光型表示素子でもよい。その場合は、第１の自発光型表示素子に、出射光を前記反射偏光板１の透過軸１ａと実質的に平行な直線偏光にするための偏光手段を備えさせ、第２の自発光型表示素子に、出射光を前記反射偏光板１の反射軸１ｂと実質的に平行な直線偏光にするための偏光手段を備えさせるのが望ましい。

さらに、上記各実施例では、第１の表示体１０の観察側に配置する透過／反射部材として反射偏光板１を備えているが、前記透過／反射部材は、互いに異なる２つの偏光のうちの一方の偏光を透過させ、他方の偏光を反射する光学面を有するものであれば、ダイクロイックミラーまたはダイクロイックプリズム等でもよい。

この発明の第１の実施例を示す表示装置の斜視図。第１の実施例における第２の画像の実像の結像光線図。この発明の第２の実施例を示す表示装置の斜視図。第２の実施例における第２の画像の実像の結像光線図。この発明の第３の実施例を示す第２の画像の実像の結像光線図。第１の表示体の表示例を示す図。第２の表示体の表示例を示す図。第３の実施例における擬似立体表示の例を示す図。

符号の説明

１…反射偏光板（透過／反射部材）、１ａ…透過軸、１ｂ…反射軸、１０…第１の表示体、２０…第２の表示体、１１，２１…液晶表示素子、１３，２３…出射面側の偏光板、１３ａ…透過軸、１４，２４…面光源、１６…第１の画像、１７…黒色背景、２６…第２の画像、２７…黒色背景、２６ａ…第２の画像の実像、３０，３１…結像レンズ。

Claims

第１の画像を表示する第１の表示体と、前記第１の表示体の観察側に配置され、互いに異なる２つの偏光のうちの一方の偏光を透過させ、他方の偏光を反射する光学面を有し、この光学面を前記第１の表示体から前記観察側に向かう光の方向に対して予め定めた傾き角で傾けて配置された透過／反射部材と、
前記第１の表示体から前記観察側に向かう光の方向に対して交差する方向で、且つその方向から前記透過／反射部材に入射してこの透過／反射部材により反射された光の向きが前記第１の表示体から前記観察側に向かう光の方向と実質的に平行となる位置に配置され、第２の画像を表示する第２の表示体と、
前記第１と第２の表示体のうちの一方の表示体と前記透過／反射部材との間に配置され、前記一方の表示体の表示画像の実像を、前記一方の表示体から前記透過／反射部材を経て前記観察側に向かう光路の途中に観察像として結像させる結像レンズと、
を備えることを特徴とする表示装置。
第１と第２の表示体はそれぞれ、黒色の背景中に画像を表示することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
結像レンズは、一方の表示体と透過／反射部材との間の光路中の前記透過／反射部材側に位置する第１のレンズと、この第１のレンズよりも前記一方の表示体側に配置された第２のレンズとからなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
第２のレンズは、一方の表示体と第１のレンズとの間の任意の位置に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
結像レンズは、第２の表示体と透過／反射偏光部材との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
透過／反射部材は、フィルム状をなし、そのフィルム面内の実質的に互いに直交する２つの方向に透過軸と反射軸とをもち、前記透過軸と平行な直線偏光を透過させ、前記反射軸と平行な直線偏光を反射する反射偏光板からなっており、第１の表示体から観察側に向かう光の方向に垂直な面に対して一方の方向に予め定めた傾き角で傾けて配置されていることを特徴とする請求項１に表示装置。
第１の表示体は、この第１の表示体からの出射光を反射偏光板の透過軸と実質的に平行な直線偏光にするための偏光手段を備え、第２の表示体は、この第２の表示体からの出射光を前記反射偏光板の反射軸と実質的に平行な直線偏光にするための偏光手段を備えていることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
第１と第２の表示体はそれぞれ、一方の面から入射した光の透過を制御し、透過光を他方の面から出射させて表示する液晶表示素子と、前記液晶表示素子の入射面に対向させた配置された面光源とからなっており、偏光手段は、前記液晶表示素子の出射面側の偏光板からなっていることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。