JP2012252249A - 光源デバイスおよび表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導光板を用いてパララックスバリアと等価な機能を実現することができる光源デバイスおよび表示装置を提供する。
【解決手段】互いに対向する第１の内部反射面と第２の内部反射面とを有する導光板と、前記導光板内部に向けて側面方向から第１の照明光を照射する第１の光源とを備える。前記導光板内部において前記第１の内部反射面と前記第２の内部反射面との間に、前記第１の照明光を散乱させて前記第１の内部反射面から前記導光板の外部に出射させる複数の散乱エリアが設けられている。
【選択図】図１

Description

本開示は、パララックスバリア（視差バリア）方式による立体視を可能にする光源デバイスおよび表示装置に関する。

特殊な眼鏡を装着する必要がなく、裸眼で立体視が可能な立体表示方式の一つとして、パララックスバリア方式の立体表示装置が知られている。この立体表示装置は、２次元表示パネルの前面（表示面側）に、パララックスバリアを対向配置したものである。パララックスバリアの一般的な構造は、２次元表示パネルからの表示画像光を遮蔽する遮蔽部と、表示画像光を透過するストライプ状の開口部（スリット部）とを水平方向に交互に設けたものである。

パララックスバリア方式では、２次元表示パネルに立体視用の視差画像（２視点の場合には右眼用視点画像と左眼用視点画像）を空間分割して表示し、その視差画像をパララックスバリアによって水平方向に視差分離することで立体視が行われる。パララックスバリアにおけるスリット幅などを適切に設定することで、所定の位置、方向から観察者が立体表示装置を見た場合に、スリット部を介して観察者の左右の眼に異なる視差画像の光を別々に入射させることができる。

なお、２次元表示パネルとして例えば透過型の液晶表示パネルを用いる場合、２次元表示パネルの背面側にパララックスバリアを配置する構成も可能である（特許文献１の図１０、特許文献２の図３参照）。この場合、パララックスバリアは、透過型の液晶表示パネルとバックライトとの間に配置される。

特許第３５６５３９１号公報（図１０） 特開２００７−１８７８２３号公報（図３）

しかしながら、パララックスバリア方式の立体表示装置では、パララックスバリアという３次元表示用の専用部品を必要とするため、部品点数と配置スペースが通常の２次元表示用の表示装置に比べて多く必要になってしまうという問題がある。

本開示の目的は、導光板を用いてパララックスバリアと等価な機能を実現することができる光源デバイスおよび表示装置を提供することにある。

本開示による光源デバイスは、互いに対向する第１の内部反射面と第２の内部反射面とを有する導光板と、導光板内部に向けて側面方向から第１の照明光を照射する第１の光源とを備え、導光板内部において第１の内部反射面と第２の内部反射面との間に、第１の照明光を散乱させて第１の内部反射面から導光板の外部に出射させる複数の散乱エリアが設けられているものである。

本開示の第１の観点に係る表示装置は、画像表示を行う表示部と、表示部に向けて画像表示用の光を出射する光源デバイスとを備え、その光源デバイスを、上記本開示の光源デバイスで構成したものである。

本開示の第２の観点に係る表示装置は、画像表示を行う表示部と、表示部に向けて画像表示用の光を出射する光源デバイスとを備えているものである。そして、光源デバイスが、互いに対向する第１の内部反射面と第２の内部反射面とを有する導光板と、導光板内部に向けて側面方向から第１の照明光を照射する第１の光源と、導光板と表示部との間に設けられた支持部とを有し、第１の内部反射面または第２の内部反射面の少なくとも一方に、第１の光源からの第１の照明光を散乱させて第１の内部反射面から導光板の外部に出射させる複数の散乱エリアが設けられているものである。

本開示による光源デバイスまたは表示装置では、散乱エリアによって第１の光源からの第１の照明光が散乱され、一部またはすべての光が、第１の内部反射面から導光板の外部に出射される。これにより、導光板自体にパララックスバリアとしての機能を持たせることが可能となる。すなわち、等価的に、散乱エリアを開口部（スリット部）としたパララックスバリアとして機能させることができる。

本開示の光源デバイスまたは表示装置によれば、導光板に散乱エリアを設けるようにしたので、等価的に、導光板自体にパララックスバリアとしての機能を持たせることができる。

特に、本開示の第１の観点に係る表示装置によれば、導光板内部に散乱エリアを設けるようにしたので、パララックスバリアに相当する複数の散乱エリアと表示部との距離を適切に保つことが容易となる。

また、本開示の第２の観点に係る表示装置によれば、導光板と表示部との間に支持部を設けるようにしたので、パララックスバリアに相当する複数の散乱エリアと表示部との距離を適切に保つことが容易となる。

本開示の第１の実施の形態に係る表示装置の一構成例を、第１の光源のみをオン（点灯）状態にした場合における光源デバイスからの光線の出射状態と共に示す断面図である。 図１に示した表示装置の一構成例を、第２の光源のみをオン（点灯）状態にした場合における光源デバイスからの光線の出射状態と共に示す断面図である。 第２の実施の形態に係る表示装置の構成例を光源デバイスからの光線の出射状態と共に示した示す断面図であり、（Ａ）は３次元表示時の光線出射状態を示し、（Ｂ）は２次元表示時の光線出射状態を示している。 第３の実施の形態に係る表示装置の構成例を光源デバイスからの光線の出射状態と共に示した示す断面図であり、（Ａ）は３次元表示時の光線出射状態を示し、（Ｂ）は２次元表示時の光線出射状態を示している。 第４の実施の形態に係る表示装置の一構成例を、第１の光源のみをオン（点灯）状態にした場合における光源デバイスからの光線の出射状態と共に示す断面図である。 （Ａ）は第５の実施の形態に係る表示装置の一構成例を、第１の光源のみをオン（点灯）状態にした場合における光源デバイスからの光線の出射状態と共に示す断面図である。（Ｂ）は（Ａ）に示した表示装置の一構成例を、第２の光源のみをオン（点灯）状態にした場合における光源デバイスからの光線の出射状態と共に示す断面図である。 （Ａ）は図６に示した表示装置における表示部の画素構造と支柱との対応関係の一例を示す平面図であり、（Ｂ）はその断面図である。

以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

＜第１の実施の形態＞
［表示装置の全体構成］
図１および図２は、本開示の第１の実施の形態に係る表示装置の一構成例を示している。この表示装置は、画像表示を行う表示部１と、表示部１の背面側に配置され、表示部１に向けて画像表示用の光を出射する光源デバイスとを備えている。光源デバイスは、第１の光源２（２Ｄ／３Ｄ表示用光源）と、導光板３と、第２の光源７（２Ｄ表示用光源）とを備えている。導光板３は、表示部１側に対向配置される第１の内部反射面３Ａと、第２の光源７側に対向配置される第２の内部反射面３Ｂとを有している。なお、この表示装置は、その他にも、表示に必要な表示部１用の制御回路等を備えているが、その構成は一般的な表示用の制御回路等と同様であるので、その説明を省略する。また、光源デバイスは、図示しないが、第１の光源２および第２の光源７のオン（点灯）・オフ（非点灯）制御を行う制御回路を備えている。

この表示装置は、全画面での２次元（２Ｄ）表示モードと、全画面での３次元（３Ｄ）表示モードとを任意に選択的に切り替えることが可能とされている。２次元表示モードと３次元表示モードとの切り替えは、表示部１に表示する画像データの切り替え制御と、第１の光源２および第２の光源７のオン・オフの切り替え制御とを行うことで可能となっている。図１は、第１の光源２のみをオン（点灯）状態にした場合における光源デバイスからの光線の出射状態を模式的に示しているが、これは３次元表示モードに対応している。図２は、第２の光源７のみをオン（点灯）状態にした場合における光源デバイスからの光線の出射状態を模式的に示しているが、これは２次元表示モードに対応している。

表示部１は、透過型の２次元表示パネル、例えば透過型の液晶表示パネルを用いて構成され、例えば、Ｒ（赤色）用画素、Ｇ（緑色）用画素、およびＢ（青色）用画素からなる画素を複数有し、それら複数の画素がマトリクス状に配置されている。表示部１は、光源デバイスからの光を画像データに応じて画素ごとに変調させることで２次元的な画像表示を行うようになっている。表示部１には、３次元画像データに基づく複数の視点画像と２次元画像データに基づく画像とが任意に選択的に切り替え表示されるようになっている。なお、３次元画像データとは、例えば、３次元表示における複数の視野角方向に対応した複数の視点画像を含むデータである。例えば２眼式の３次元表示を行う場合、右眼表示用と左眼表示用の視点画像のデータである。３次元表示モードでの表示を行う場合には、例えば、１画面内にストライプ状の複数の視点画像が含まれる合成画像を生成して表示する。

第１の光源２は、例えば、ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）等の蛍光ランプや、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いて構成されている。第１の光源２は、導光板３内部に向けて側面方向から第１の照明光Ｌ１，Ｌ２（図１）を照射するようになっている。第１の光源２は、導光板３の側面に少なくとも１つ配置されている。例えば、導光板３の平面形状が四角形である場合、側面は４つとなるが、第１の光源２は、少なくともいずれか１つの側面に配置されていれば良い。図１では、導光板３における互いに対向する２つの側面に第１の光源２を配置した構成例を示している。第１の光源２は、２次元表示モードと３次元表示モードとの切り替えに応じて、オン（点灯）・オフ（非点灯）制御されるようになっている。具体的には第１の光源２は、表示部１に３次元画像データに基づく画像を表示する場合（３次元表示モードの場合）には点灯状態に制御されると共に、表示部１に２次元画像データに基づく画像を表示する場合（２次元表示モードの場合）には非点灯状態または点灯状態に制御されるようになっている。

第２の光源７は、導光板３に対して第２の内部反射面３Ｂが形成された側に対向配置されている。第２の光源７は、第２の内部反射面３Ｂに向けて外側から第２の照明光Ｌ１０を照射するようになっている（図２参照）。第２の光源７は、一様な面内輝度の光を発する面状光源であれば良く、その構造自体は特定のものには限定されず、市販の面状バックライトを使用することが可能である。例えばＣＣＦＬやＬＥＤ等の発光体と、面内輝度を均一化するための光拡散板とを用いた構造などが考えられる。第２の光源７は、２次元表示モードと３次元表示モードとの切り替えに応じて、オン（点灯）・オフ（非点灯）制御されるようになっている。具体的には第２の光源７は、表示部１に３次元画像データに基づく画像を表示する場合（３次元表示モードの場合）には非点灯状態に制御されると共に、表示部１に２次元画像データに基づく画像を表示する場合（２次元表示モードの場合）には点灯状態に制御されるようになっている。

導光板３は、表示部１の背面に接するように配置されている。導光板３は、例えばアクリル樹脂等による透明なプラスチック板により構成されている。導光板３の各面は、全面に亘って透明とされている。例えば、導光板３の平面形状が四角形である場合、第１の内部反射面３Ａおよび第２の内部反射面３Ｂと、４つの側面とが全面に亘って透明とされている。

第１の内部反射面３Ａおよび第２の内部反射面３Ｂは、全面に亘って鏡面加工がなされており、導光板３内部において全反射条件を満たす入射角で入射した光線を内部全反射させると共に、全反射条件から外れた光線を外部に出射するようになっている。

導光板３の内部において第１の内部反射面３Ａと第２の内部反射面３Ｂとの間には、散乱エリア３１が複数、形成されている。散乱エリア３１は、図１に示したように、第１の光源２からの第１の照明光Ｌ２を散乱反射させ、第１の照明光Ｌ２の少なくとも一部の光を第１の内部反射面３Ａに向けて全反射条件を外れた光線として出射し、導光板３の外部に出射させるようになっている。

導光板３の内部に散乱エリア３１を形成する方法としては、例えば以下のようなレーザを用いる方法がある。すなわち、透明な材料（ガラスやアクリルなど）の内部に尖頭値の高いレーザビーム（第二高調波）を集光させると、多光子吸収過程により吸収が急激に増大し材料内部にクラックが発生する。このような原理により、透明な材料の内部に種々の形状の彫刻を行うことができる。

散乱エリア３１は、３次元表示モードにした場合（第１の光源２のみを点灯状態にした場合）に、パララックスバリア方式における開口部（スリット部）として機能するようになっている。そのため、散乱エリア３１は、パララックスバリアの開口部に相当する構造となるように、所定の方向に間隔を空けて複数配列されている。隣り合う散乱エリア３１同士の間は透過エリア３２となっている。なお、散乱エリア３１の配列パターンに相当するパララックスバリアのバリアパターンとしては例えば、縦長のスリット状の開口部が遮蔽部を介して水平方向に多数、並列配置されたようなストライプ状のパターン等、種々のタイプのものを用いることができ、特定のものには限定されない。

図１に示した表示装置において、表示部１に表示された複数の視点画像の空間分離を行うためには、表示部１の画素部と導光板３の散乱エリア３１とが所定の距離ｄを保って対向配置されている必要がある。本実施の形態では、導光板３の内部に散乱エリア３１が形成されているため、導光板３を表示部１の背面に接するように配置するだけで、所定の距離ｄを安定して保つことができるようになっている。

［表示装置の動作］
この表示装置において、３次元表示モードでの表示を行う場合、表示部１には３次元画像データに基づく画像表示を行うと共に、第１の光源２と第２の光源７とを３次元表示用にオン（点灯）・オフ（非点灯）制御する。具体的には、図１に示したように、第１の光源２をオン（点灯）状態にすると共に、第２の光源７をオフ（非点灯）状態に制御する。この状態では、第１の光源２からの第１の照明光Ｌ１は、導光板３において第１の内部反射面３Ａと第２の内部反射面３Ｂとの間で、繰り返し内部全反射されることにより、第１の光源２が配置された側の一方の側面から、対向する他方の側面へと導光され、他方の側面から出射される。その一方で、第１の光源２による第１の照明光Ｌ２の一部が、導光板３の散乱エリア３１で散乱反射されることで、導光板３の第１の内部反射面３Ａを透過し、導光板３の外部に出射される。これにより、導光板自体にパララックスバリアとしての機能を持たせることが可能となる。すなわち、第１の光源２による第１の照明光Ｌ２に対しては、等価的に、散乱エリア３１を開口部（スリット部）とするようなパララックスバリアとして機能させることができる。これにより、等価的に、表示部１の背面側にパララックスバリアを配置したパララックスバリア方式による３次元表示が行われる。

一方、２次元表示モードでの表示を行う場合には、表示部１には２次元画像データに基づく画像表示を行うと共に、第１の光源２と第２の光源７とを２次元表示用にオン（点灯）・オフ（非点灯）制御する。具体的には、例えば図２に示したように、第１の光源２をオフ（非点灯）状態にすると共に、第２の光源７をオン（点灯）状態に制御する。この場合、第２の光源７による第２の照明光Ｌ１０が、第２の内部反射面３Ｂにおける透過エリア３２を透過することで、第１の内部反射面３Ａのほぼ全面から、全反射条件を外れた光線となって導光板３の外部に出射される。すなわち導光板３は、通常のバックライトと同様の面状光源として機能する。これにより、等価的に、表示部１の背面側に通常のバックライトを配置したバックライト方式による２次元表示が行われる。

なお、第２の光源７のみを点灯させたとしても導光板３のほぼ全面から、第２の照明光Ｌ１０が出射されるが、必要に応じて、第１の光源２を点灯するようにしても良い。これにより、例えば、第２の光源７のみを点灯しただけでは、散乱エリア３１と透過エリア３２とに対応する部分で輝度分布に差が生じるような場合、第１の光源２の点灯状態を適宜調整する（オン・オフ制御、または点灯量の調整をする）ことで全面に亘って輝度分布を最適化することが可能である。ただし、２次元表示を行う場合において、例えば表示部１側で十分に輝度の補正を行える場合には、第２の光源７のみの点灯で構わない。

［効果］
以上説明したように、本実施の形態に係る表示装置によれば、導光板３の内部に散乱エリア３１を設け、第１の光源２による第１の照明光Ｌ１，Ｌ２と、第２の光源７による第２の照明光Ｌ１０とを選択的に導光板３の外部に出射可能にしたので、等価的に、導光板３自体にパララックスバリアとしての機能を持たせることができる。これにより、従来のパララックスバリア方式の立体表示装置に比べて部品点数を少なくし、省スペース化を図ることができる。

また、導光板３の内部に散乱エリア３２を設けるようにしたので、パララックスバリアに相当する複数の散乱エリア３２と表示部１との距離ｄを適切に保つことが容易となる。パララックス方式の立体表示装置においては、表示パネルとパララックスバリアとの距離（ギャップ）は正確にコントロールする必要がある。このギャップは表示パネルの画素サイズ、立体表示の視点数、最適視距離などの設計指標により決まる。散乱エリア３２を導光板３の内部ではなく、上面（第１の内部反射面３Ａ）または下面（第２の内部反射面３Ｂ）に形成した場合、以下のような問題がある。散乱エリア３２を導光板３の下面に形成した場合、導光板３の厚みでギャップをコントロールすることが可能である。しかし設計指標によっては（例えば視距離が近い場合）、導光板３の厚みが小さくなってしまう。導光板３の厚みが小さくなると導光板３の側面に配置する第１の光源２のサイズも小さくなり、場合によっては市販の光源ではありえない光源サイズになってしまう。一方で、散乱エリア３２が導光板３の上面にある場合、ギャップは導光板３の厚みではなく、別の部材によりギャップ制御することになる。しかし導光板３と光学的に接合されていないギャップ制御用部材では界面での反射が発生してしまい輝度の低下や表示品質の低下が発生する。本実施の形態では、導光板３の内部に散乱エリア３２を設けることでこれらの問題を解決することができる。

＜第２の実施の形態＞
次に、本開示の第２の実施の形態に係る表示装置について説明する。なお、上記第１の実施の形態に係る表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

［表示装置の全体構成］
図３（Ａ），（Ｂ）は、本開示の第２の実施の形態に係る表示装置の一構成例を示している。この表示装置は、図１および図２の表示装置における第２の光源７に代えて、電子ペーパー４を備えたものである。

この表示装置は、全画面での２次元（２Ｄ）表示モードと、全画面での３次元（３Ｄ）表示モードとを任意に選択的に切り替えることが可能とされている。図３（Ａ）は３次元表示モードでの構成に対応し、図３（Ｂ）は２次元表示モードでの構成に対応している。図３（Ａ），（Ｂ）には、各表示モードにおける光源デバイスからの光線の出射状態も模式的に図示している。

電子ペーパー４は、導光板３に対して、第２の内部反射面３Ｂが形成された側に対向配置されている。電子ペーパー４は、入射した光線に対する作用を、光吸収状態と散乱反射状態との２つの状態に選択的に切り替え可能な光学デバイスとなっている。電子ペーパー４は、例えば電気泳動（Electrophoresis）方式や電子粉流体方式による粒子移動型ディスプレイで構成されている。粒子移動型ディスプレイでは、対向する一対の基板間に、例えば正に帯電した黒色粒子と例えば負に帯電した白色粒子とを分散させ、基板間に印加する電圧に応じて粒子を移動させることで、黒色表示または白色表示を行う。特に電気泳動方式では溶液中に粒子を分散させ、電子粉流体方式では気体中に粒子を分散させている。上述の光吸収状態とは、図３（Ａ）に示したように電子ペーパー４の表示面４１を全面黒表示状態にすることに相当し、散乱反射状態とは、図３（Ｂ）に示したように電子ペーパー４の表示面４１を全面白色表示状態にすることに相当する。電子ペーパー４は、表示部１に３次元画像データに基づく複数の視点画像を表示する場合（３次元表示モードにする場合）には、入射した光線に対する作用を光吸収状態にするようになっている。電子ペーパー４はまた、表示部１に２次元画像データに基づく画像を表示する場合（２次元表示モードにする場合）には、入射した光線に対する作用を散乱反射状態にするようになっている。

［表示装置の動作］
この表示装置において、３次元表示モードでの表示を行う場合（図３（Ａ））、表示部１には３次元画像データに基づく画像表示を行うと共に、電子ペーパー４の表示面４１を全面黒表示状態（光吸収状態）にする。この状態では、第１の光源２からの第１の照明光Ｌ１は、導光板３において第１の内部反射面３Ａと第２の内部反射面３Ｂとの間で、繰り返し内部全反射されることにより、第１の光源２が配置された側の一方の側面から、対向する他方の側面へと導光され、他方の側面から出射される。その一方で、第１の光源２による第１の照明光Ｌ２の一部が、導光板３の散乱エリア３１で散乱反射されることで、導光板３の第１の内部反射面３Ａを透過し、導光板３の外部に出射される。散乱エリア３１ではまた、その他の一部の光線Ｌ３が内部反射されるが、その光線Ｌ３は、導光板３の第２の内部反射面３Ｂを介して、電子ペーパー４の表示面４１に入射する。ここで、電子ペーパー４の表示面４１は全面黒表示状態になっているので、その光線Ｌ３は表示面４１で吸収される。結果として、導光板３において第１の内部反射面３Ａからは、散乱エリア３１に対応する部分のみから光線が出射される。すなわち、第１の光源２による第１の照明光Ｌ２に対しては、等価的に、散乱エリア３１を開口部（スリット部）とするようなパララックスバリアとして機能させることができる。これにより、等価的に、表示部１の背面側にパララックスバリアを配置したパララックスバリア方式による３次元表示が行われる。

一方、２次元表示モードでの表示を行う場合（図３（Ｂ））には、表示部１には２次元画像データに基づく画像表示を行うと共に、電子ペーパー４の表示面４１を全面白色表示状態（散乱反射状態）にする。この状態では、第１の光源２からの第１の照明光Ｌ１は、導光板３において第１の内部反射面３Ａと第２の内部反射面３Ｂとの間で、繰り返し内部全反射されることにより、第１の光源２が配置された側の一方の側面から、対向する他方の側面へと導光され、他方の側面から出射される。その一方で、第１の光源２による第１の照明光Ｌ２の一部が、導光板３の散乱エリア３１で散乱反射されることで、導光板３の第１の内部反射面３Ａを透過し、導光板３の外部に出射される。散乱エリア３１ではまた、その他の一部の光線Ｌ３が内部反射されるが、その光線Ｌ３は、導光板３の第２の内部反射面３Ｂを介して、電子ペーパー４の表示面４１に入射する。ここで、電子ペーパー４の表示面４１は全面白色表示状態になっているので、その光線Ｌ３は表示面４１で散乱反射される。ここで散乱反射された光線は、第２の内部反射面３Ｂを介して再び導光板３に入射するが、その光線の入射角度は、全反射条件を外れた状態となり、導光板３の外部に出射される。結果として、導光板３において第１の内部反射面３Ａの全面から光線が出射される。すなわち導光板３は、通常のバックライトと同様の面状光源として機能する。これにより、等価的に、表示部１の背面側に通常のバックライトを配置したバックライト方式による２次元表示が行われる。

［効果］
本実施の形態における表示装置は、図１および図２の表示装置における第２の光源７に代えて、電子ペーパー４を備えている点で上記第１の実施の形態とは構成が異なるが、その効果は基本的に上記第１の実施の形態と同様である。

＜第３の実施の形態＞
次に、本開示の第３の実施の形態に係る表示装置について説明する。なお、上記第１または第２の実施の形態に係る表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

［表示装置の全体構成］
図４（Ａ），（Ｂ）は、本開示の第３の実施の形態に係る表示装置の一構成例を示している。この表示装置は、図１および図２の表示装置と同様に、２次元表示モードと３次元表示モードとを任意に選択的に切り替えることが可能とされている。図４（Ａ）は３次元表示モードでの構成に対応し、図４（Ｂ）は２次元表示モードでの構成に対応している。図４（Ａ），（Ｂ）には、各表示モードにおける光源デバイスからの光線の出射状態も模式的に図示している。

この表示装置は、図１および図２の表示装置における第２の光源７に代えて、ポリマー拡散板５を備えたものである。ポリマー拡散板５は、ポリマー分散型液晶（polymer-dispersed liquid crystal）を用いて構成されている。ポリマー拡散板５は、導光板３に対して、第１の内部反射面３Ａが形成された側に、例えば裏面側が接するようにして対向配置されている。ポリマー拡散板５は、液晶層に印加する電圧に応じて、入射した光線に対する作用を、透明状態と拡散透過状態との２つの状態に選択的に切り替え可能な光学デバイスである。

［表示装置の動作］
この表示装置において、３次元表示モードでの表示を行う場合（図４（Ａ））、表示部１には３次元画像データに基づく画像表示を行うと共に、ポリマー拡散板５の状態を全面に亘って透明状態にする。この状態では、第１の光源２からの第１の照明光Ｌ１は、導光板３において第１の内部反射面３Ａと第２の内部反射面３Ｂとの間で、繰り返し内部全反射されることにより、第１の光源２が配置された側の一方の側面から、対向する他方の側面へと導光され、他方の側面から出射される。その一方で、第１の光源２による第１の照明光Ｌ２の一部が、導光板３の散乱エリア３１で散乱反射されることで、導光板３の第１の内部反射面３Ａを透過し、導光板３の外部に出射される。散乱エリア３１を介して外部に出射された光線はポリマー拡散板５に入射するが、ポリマー拡散板５の状態は全面に亘って透明状態になっているので、散乱エリア３１からの出射角度を保った状態で、そのままポリマー拡散板５を透過して表示部１に入射する。散乱エリア３１ではまた、その他の一部の光線Ｌ３が内部反射されるが、その光線Ｌ３は、導光板３の第２の内部反射面３Ｂを介して外部に出射され、画像の表示に寄与することはない。結果として、導光板３において第１の内部反射面３Ａからは、散乱エリア３１に対応する部分のみから光線が出射される。すなわち、第１の光源２による第１の照明光Ｌ２に対しては、等価的に、散乱エリア３１を開口部（スリット部）とするようなパララックスバリアとして機能させることができる。これにより、等価的に、表示部１の背面側にパララックスバリアを配置したパララックスバリア方式による３次元表示が行われる。

一方、２次元表示モードでの表示を行う場合（図４（Ｂ））には、表示部１には２次元画像データに基づく画像表示を行うと共に、ポリマー拡散板５の状態を全面に亘って拡散透過状態にする。この状態では、第１の光源２からの第１の照明光Ｌ１は、導光板３において第１の内部反射面３Ａと第２の内部反射面３Ｂとの間で、繰り返し内部全反射されることにより、第１の光源２が配置された側の一方の側面から、対向する他方の側面へと導光され、他方の側面から出射される。その一方で、第１の光源２による第１の照明光Ｌ２の一部が、導光板３の散乱エリア３１で散乱反射されることで、導光板３の第１の内部反射面３Ａを透過し、導光板３の外部に出射される。ここで、散乱エリア３１を介して外部に出射された光線はポリマー拡散板５に入射するが、ポリマー拡散板５の状態は全面に亘って拡散透過状態になっているので、表示部１に入射する光線は、ポリマー拡散板５によって全面に亘って拡散された状態となる。結果として、光源デバイス全体としては、通常のバックライトと同様の面状光源として機能する。これにより、等価的に、表示部１の背面側に通常のバックライトを配置したバックライト方式による２次元表示が行われる。

［効果］
本実施の形態における表示装置は、図１および図２の表示装置における第２の光源７に代えて、ポリマー拡散板５を備えている点で上記第１の実施の形態とは構成が異なるが、その効果は基本的に上記第１の実施の形態と同様である。

＜第４の実施の形態＞
次に、本開示の第４の実施の形態に係る表示装置について説明する。なお、上記第１ないし第３の実施の形態に係る表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

［表示装置の全体構成］
図５は、本開示の第４の実施の形態に係る表示装置の一構成例を示している。この表示装置は、図１および図２の表示装置と同様に、２次元表示モードと３次元表示モードとを任意に選択的に切り替えることが可能とされている。図５は３次元表示モードでの構成に対応し、光源デバイスからの光線の出射状態も模式的に図示している。

本実施の形態では、導光板３が、光学的な特性が同一の第１の部材３−１と第２の部材３−２との貼り合わせにより構成されている。散乱エリア３１は、例えば、第１の部材３−１の表面にレーザ加工やサンドブラスト加工などにより形成することが可能である。

第１の部材３−１と第２の部材３−２は、例えば同じ材質のものを使用する。貼り合わせる際には接着層５１として、光学的に接合することが可能なゲル（例えば、タイカ製オプトアルファゲル）を使用することが可能である。また例えば第１の部材３−１と第２の部材３−２の材質をアクリルにした場合、アクリルと屈折率がほぼ同じである一液性のアクリル接着材でも接合は可能である。

［表示装置の動作、効果］
この表示装置は、導光板３が２つの部材の貼り合わせにより構成されている点で上記第１の実施の形態とは異なるが、その表示動作（光源の制御動作）および効果は基本的に上記第１の実施の形態と同様である。本実施の形態では、パララックスバリアに相当する複数の散乱エリア３２と表示部１との距離ｄを、導光板３の第２の部材３−２によって適切に保つことができる。

＜第５の実施の形態＞
次に、本開示の第５の実施の形態に係る表示装置について説明する。なお、上記第１ないし第４の実施の形態に係る表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

［表示装置の全体構成］
図６（Ａ），（Ｂ）は、本開示の第５の実施の形態に係る表示装置の一構成例を示している。この表示装置は、図１および図２の表示装置と同様に、２次元表示モードと３次元表示モードとを任意に選択的に切り替えることが可能とされている。図６（Ａ）は３次元表示モードでの構成に対応し、図６（Ｂ）は２次元表示モードでの構成に対応している。図６（Ａ），（Ｂ）には、各表示モードにおける光源デバイスからの光線の出射状態も模式的に図示している。

本実施の形態では、導光板３の第１の内部反射面３Ａに散乱エリア３１が形成されている。第１の内部反射面３Ａにおいて、散乱エリア３１が形成されていない部分は、全反射エリア３２Ａとなっている。例えば、導光板３の第１の内部反射面３Ａにレーザ加工やサンドブラスト加工などにより散乱エリア３１を形成することが可能である。第１の内部反射面３Ａにおいて、散乱エリア３１は３次元表示モードにしたときに、パララックスバリアとしての開口部（スリット部）として機能し、全反射エリア３２Ａは遮蔽部として機能するようになっている。すなわち、第１の内部反射面３Ａがパララックスバリアに相当する構造となっている。

本実施の形態では、導光板３と表示部１との間に、支持部としての支柱６１が設けられている。以下、図７（Ａ），（Ｂ）を参照して、支柱６１を設ける位置について説明する。図７（Ｂ）に示したように、表示部１は第１の透明基板７１と、第２の透明基板７２と、画素部７３とを備えている。画素部７３は、図７（Ａ）に示したように、Ｒ（赤色）用画素１１Ｒ、Ｇ（緑色）用画素１１Ｇ、およびＢ（青色）用画素１１Ｂからなる画素（サブピクセル）を複数有し、それら複数の画素（サブピクセル）がマトリクス状に配置されている。各画素間にはブラックマトリクス１２が配置されている。

図７（Ａ），（Ｂ）に示したように、支柱６１の配置位置は、表示に影響が少ないブラックマトリクス１２に対応する位置となっている。支柱６１の形状はブラックマトリクス１２のサイズよりも小さくすることが好ましい。支柱６１の最低本数は画面の中央に１箇所でもよいし上記の条件を満たせば本数を増やしてもよい。図７（Ａ）の例では、水平方向のブラックマトリクス１２に対応する位置に支柱６１を配列しているが、垂直方向に配列しても良い。水平方向と垂直方向とでブラックマトリクス１２の幅が異なる場合には、幅の大きい方に支柱６１を配列することが好ましい。

支柱６１は、導光板３および表示部１とは別部材で構成し、導光板３または表示部１に接着することで固定することが可能である。ただし、別部材ではなく、例えば導光板３上に突起状のものを形成しても良い。この場合、突起状の支柱６１は、一体成型で構成する必要はなく、例えば導光板３上に厚膜を塗布して支柱６１の部分だけが残るようにパターニング処理で形成するようにしても良い。

［表示装置の動作、効果］
この表示装置は、散乱エリア３１の形成位置および支柱６１の構成が上記第１の実施の形態とは異なるが、その表示動作（光源の制御動作）および表示に係る効果は基本的に上記第１の実施の形態と同様である。本実施の形態では、パララックスバリアに相当する複数の散乱エリア３２と表示部１との距離ｄを、支柱６１によって適切に保つことができる。

＜その他の実施の形態＞
本開示による技術は、上記各実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、上記第５の実施の形態では、導光板３において、散乱エリア３１と全反射エリア３２Ａとを第１の内部反射面３Ａにのみ設けた構成例を挙げたが、第２の内部反射面３Ｂに設けても良い。また、第１の内部反射面３Ａと第２の内部反射面３Ｂとの双方に散乱エリア３１と全反射エリア３２Ａとが設けられた構成であっても良い。

また例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
（１）
互いに対向する第１の内部反射面と第２の内部反射面とを有する導光板と、
前記導光板内部に向けて側面方向から第１の照明光を照射する第１の光源と
を備え、
前記導光板内部において前記第１の内部反射面と前記第２の内部反射面との間に、前記第１の照明光を散乱させて前記第１の内部反射面から前記導光板の外部に出射させる複数の散乱エリアが設けられている
光源デバイス。
（２）
前記導光板に対して、前記第２の内部反射面が形成された側に対向配置され、前記第２の内部反射面に向けて外側から第２の照明光を照射する第２の光源をさらに備えた
上記（１）に記載の光源デバイス。
（３）
前記導光板は、光学的な特性が同一の第１の部材と第２の部材との貼り合わせにより構成されている
上記（１）または（２）に記載の光源デバイス。
（４）
前記導光板に対して、前記第２の内部反射面が形成された側に対向配置され、入射した光線に対する作用を、光吸収状態と散乱反射状態との２つの状態に選択的に切り替え可能な光学デバイスをさらに備えた
上記（１）ないし（３）のいずれか１つに記載の光源デバイス。
（５）
前記導光板に対して、前記第１の内部反射面が形成された側に対向配置され、入射した光線に対する作用を、透明状態と拡散透過状態との２つの状態に選択的に切り替え可能な光学デバイスをさらに備えた
上記（１）ないし（３）のいずれか１つに記載の光源デバイス。

１…表示部、２…第１の光源（２Ｄ／３Ｄ表示用光源）、３…導光板、３−１…第１の部材、３−２…第２の部材、３Ａ…第１の内部反射面、３Ｂ…第２の内部反射面、４…電子ペーパー、５…ポリマー拡散板、７…第２の光源（２Ｄ表示用光源）、１１Ｒ…赤色用画素、１１Ｇ…緑色用画素、１１Ｂ…青色用画素、１２…ブラックマトリクス、３１…散乱エリア、３２…透過エリア、３２Ａ…全反射エリア、５１…接着層、６１…支柱（支持部）、７１…第１の透明基板、７２…第２の透明基板、７３…画素部、Ｌ１，Ｌ２…第１の照明光、Ｌ３…光線、Ｌ１０…第２の照明光，ｄ…所定の距離。

Claims (11)

1. 互いに対向する第１の内部反射面と第２の内部反射面とを有する導光板と、
   前記導光板内部に向けて側面方向から第１の照明光を照射する第１の光源と
   を備え、
   前記導光板内部において前記第１の内部反射面と前記第２の内部反射面との間に、前記第１の照明光を散乱させて前記第１の内部反射面から前記導光板の外部に出射させる複数の散乱エリアが設けられている
   光源デバイス。
2. 前記導光板に対して、前記第２の内部反射面が形成された側に対向配置され、前記第２の内部反射面に向けて外側から第２の照明光を照射する第２の光源をさらに備えた
   請求項１に記載の光源デバイス。
3. 前記導光板は、光学的な特性が同一の第１の部材と第２の部材との貼り合わせにより構成されている
   請求項１に記載の光源デバイス。
4. 前記導光板に対して、前記第２の内部反射面が形成された側に対向配置され、入射した光線に対する作用を、光吸収状態と散乱反射状態との２つの状態に選択的に切り替え可能な光学デバイスをさらに備えた
   請求項１に記載の光源デバイス。
5. 前記導光板に対して、前記第１の内部反射面が形成された側に対向配置され、入射した光線に対する作用を、透明状態と拡散透過状態との２つの状態に選択的に切り替え可能な光学デバイスをさらに備えた
   請求項１に記載の光源デバイス。
6. 画像表示を行う表示部と、
   前記表示部に向けて画像表示用の光を出射する光源デバイスと
   を備え、
   前記光源デバイスは、
   互いに対向する第１の内部反射面と第２の内部反射面とを有する導光板と、
   前記導光板内部に向けて側面方向から第１の照明光を照射する第１の光源と
   を有し、
   前記導光板内部において前記第１の内部反射面と前記第２の内部反射面との間に、前記第１の照明光を散乱させて前記第１の内部反射面から前記導光板の外部に出射させる複数の散乱エリアが設けられている
   表示装置。
7. 前記導光板に対して、前記第２の内部反射面が形成された側に対向配置され、前記第２の内部反射面に向けて外側から第２の照明光を照射する第２の光源をさらに備えた
   請求項６に記載の表示装置。
8. 前記表示部は、３次元画像データに基づく複数の視点画像と２次元画像データに基づく画像とを選択的に切り替え表示するものであり、
   前記第２の光源は、前記表示部に前記複数の視点画像を表示する場合には、非点灯状態に制御され、前記表示部に前記２次元画像データに基づく画像を表示する場合には、点灯状態に制御される
   請求項７に記載の表示装置。
9. 前記第１の光源は、前記表示部に前記複数の視点画像を表示する場合には、点灯状態に制御され、前記表示部に前記２次元画像データに基づく画像を表示する場合には、非点灯状態または点灯状態に制御される
   請求項８に記載の表示装置。
10. 画像表示を行う表示部と、
    前記表示部に向けて画像表示用の光を出射する光源デバイスと
    を備え、
    前記光源デバイスは、
    互いに対向する第１の内部反射面と第２の内部反射面とを有する導光板と、
    前記導光板内部に向けて側面方向から第１の照明光を照射する第１の光源と、
    前記導光板と前記表示部との間に設けられた支持部と
    を有し、
    前記第１の内部反射面または前記第２の内部反射面の少なくとも一方に、前記第１の光源からの前記第１の照明光を散乱させて前記第１の内部反射面から前記導光板の外部に出射させる複数の散乱エリアが設けられている
    表示装置。
11. 前記表示部は、複数の画素と、前記複数の画素の間に配列されたブラックマトリクスとを有し、
    前記支持部は、前記ブラックマトリクスに対応する位置に設けられている
    請求項１０に記載の表示装置。

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