JP2014106530A - 線光源を含む表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】線光源及びレンチキュラーレンズアレイを含むエッジ型バックライトユニットを用い、当該エッジ型バックライトユニット及び時分割多重方式のディスプレイパネルを駆動することで、解像度が低下することなく、２次元映像及び３次元映像を表示する線光源を含む表示装置及びその駆動方法を提供する。
【解決手段】表示装置は、複数の視域で映像を表示する表示パネルと、前記表示パネルの下部に配置される導光板と、前記導光板の一縁部に沿って配置され、複数のレンチキュラーレンズを含むレンズアレイと、それぞれが前記レンズアレイに光線を出射する複数の線光源を含む光源部と、前記複数の視域の位置情報を把握する位置感知手段と、前記複数の視域の前記位置情報によって、前記表示パネル、前記光源部及び前記位置感知手段を制御する制御部と、を含む。
【選択図】図２ａ

Description

本発明は表示装置に関するものであって、特に時分割駆動される線光源を含む表示装置及びその駆動方法に関するものである。

一般的に映像を表示する表示装置は、映像信号が直接入力される表示パネルと、表示パネルを動作させる駆動部とで構成されるが、表示パネルに形成された２次元マトリクス状の複数の画素が表示する単位映像を組み合わせて、１つの映像を表示する。

近年、表示パネルとユーザーとの間にバリアーまたはレンズを配置せざるを得ない場合、視野角によって見える画素が異なるようにすることで、互いに異なる視域（ｖｉｅｗｉｎｇ ｚｏｎｅ）を形成する表示装置が研究・開発されている。

このような表示装置では、互いに異なる視域に寄与する画素に、互いに異なる映像信号を入力することで、互いに異なる視域で互いに異なる映像が表示されるようにすることができる。

かかる表示装置の構成について図面を参照して説明する。

図１は、従来のレンチキュラーレンズ方式の表示装置の一部を示す図面である。

図１に示すように、レンチキュラーレンズ方式の表示装置１０は、映像を表示する表示パネル２０と、表示パネル２０の上部に配置されるレンチキュラーレンズアレイ３０とを含む。

表示パネル２０は、第１ないし第６画素Ｐ１ないしＰ６を含む。ここで、第１、第３、第５画素Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５には第１映像信号が入力され、第２、第４、第６画素Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６には第２映像信号が入力される。

レンチキュラーレンズアレイ３０は、第１ないし第６画素Ｐ１ないしＰ６から出射される光をそれぞれ選択的に屈折させる半円筒形状の複数のレンチキュラーレンズ３２を含むが、複数のレンチキュラーレンズ３２はストライプ状に連続的に配列される。

表示パネル２０の第１、第３、第５画素Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５が表示する第１映像ＩＭ１は、レンチキュラーレンズアレイ３０のレンチキュラーレンズ３２によって第１視域ＶＺ１で表示され、表示パネル２０の第２、第４、第６画素Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６が表示する第２映像ＩＭ２は、レンチキュラーレンズアレイ３０のレンチキュラーレンズ３２を通して第２視域ＶＺ２で表示される。

かかるレンチキュラーレンズ方式の表示装置は、第１及び第２映像ＩＭ１、ＩＭ２がそれぞれ左眼映像及び右眼映像に対応し、第１及び第２視域ＶＺ１、ＶＺ２がそれぞれユーザーの左眼及び右眼に対応するようにすることで、ユーザーが左眼映像及び右眼映像を合成してステレオグラフィックによる３次元映像を認識する３次元映像表示装置として用いられることができる。

また、第１及び第２視域ＶＺ１、ＶＺ２にそれぞれ相違するユーザーが位置するようにすることで、レンチキュラーレンズ方式の表示装置１０は、複数のユーザーが互いに異なる映像を視聴するマルチビュー表示装置として用いられることもできる。

ところが、かかるレンチキュラー方式の表示装置１０を用いて映像を表示する場合、１つの表示パネル２０（空間分割多重方式）に第１及び第２視域ＶＺ１、ＶＺ２に対応する第１及び第２映像ＩＭ１、ＩＭ２を表示しなければならないため、解像度が低下するという問題が発生し、このような解像度の低下は、視域数が増加する程、更に深刻になる。

例えば、ＦＨＤ（ｆｕｌｌ ｈｉｇｈ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）の解像度（１９２０×１０８０）を有する表示パネル２０を含むレンチキュラー方式の表示装置１０が９つの視域を形成するようにする場合、各視域で表示される映像はＶＧＡ（ｖｉｄｅｏ ｇｒａｐｈｉｃｓ ａｒｒａｙ）の解像度（６４０×４８０）に低下する。

そして、特定位置のユーザーは、レンチキュラーレンズ３２によって覆われている表示パネル２０の一部画素の映像のみを視聴できることから、レンチキュラーレンズ３２と画素との位置関係が非常に大事となる。

しかし、温度と湿度に影響を受けやすいフィルム形態で製作されるレンチキュラーレンズ３２は、その幅Ｗを制御し難いため、特定位置のユーザーは完全な映像を視聴し難いという問題がある。

本発明は、上記のような問題を解決するためのものであって、線光源及びレンチキュラーレンズアレイを含むエッジ型バックライトユニットを用い、当該エッジ型バックライトユニット及び時分割多重方式のディスプレイパネルを駆動することで、解像度が低下することなく、２次元映像及び３次元映像を表示する線光源を含む表示装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。

そして、本発明は、少数の線光源を有するエッジ型バックライトユニットを用いることで、光源数が低減した線光源を含む表示装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。

前述のような課題を解決するために、本発明は、複数の視域で複数の映像を時分割多重方式で表示する表示パネルと；前記表示パネルの下部に配置される導光板と；前記導光板の一縁部に沿って配置され、複数のレンチキュラーレンズを含むレンズアレイと；それぞれが前記レンズアレイに光線を出射する複数の線光源を含む光源部と；前記複数の視域の位置情報を把握する位置感知手段と；前記複数の視域の前記位置情報によって、前記表示パネル、前記光源部及び前記位置感知手段を制御する制御部とを含む表示装置を提供する。

そして、前記表示装置は、前記光源部と前記レンズアレイとの間に配置され、前記光線の進行方向を制御する複数の電気湿潤素子を含む光線制御部を更に含むことができる。

また、前記複数のレンチキュラーレンズの間のピッチは、前記複数の線光源の間のピッチの２倍以上であっても良い。

そして、前記光源部は、前記レンズアレイから互いに相違する離隔距離で配置される複数の光源層を含み、前記複数の光源層のそれぞれは、ベース基板と、前記ベース基板の上部に互いに離隔して装着される前記複数の線光源とを含むことができる。

また、前記ベース基板は、前記複数の線光源の間の複数の透過領域を含むことができる。

そして、前記光源部は、階段状の複数の層を有するベース基板と、前記ベース基板の前記複数の層に互いに離隔してそれぞれ装着され、前記レンズアレイから互いに相違する離隔距離で配置される前記複数の線光源とを含むことができる。

また、前記表示装置は、前記表示パネルの前面に配置される偏光板と；前記偏光板の前面に配置され、前記表示パネルの垂直方向に沿って交互に配置される左眼リターダー及び右眼リターダーを含むパターンドリターダーとを更に含むことができる。

一方、本発明は、位置感知手段が複数の視域の位置情報を把握する段階と；光源部の複数の線光源から出射された光線がレンズアレイ及び導光板を通過して、前記複数の視域に順次到達するように前記光源部を制御する段階と；表示パネルが前記光線を用いて前記複数の視域で複数の映像を時分割で表示する段階とを含む表示装置の駆動方法を提供する。

そして、前記光源部を制御する段階は、１つのフレームの前半部である第１サブフレームの間、前記複数の線光源のうち、第１線光源を点灯して前記光線を第１視域に伝達し、１つのフレームの後半部である第２サブフレームの間、前記複数の線光源のうち、第２線光源を点灯して前記光線を第２視域に伝達する段階を含み、前記複数の映像を時分割で表示する段階は、前記第１サブフレームの間、前記表示パネルが第１映像を表示し、前記第２サブフレームの間、前記表示パネルが第２映像を表示する段階を含むことができる。

また、前記光源部は、前記レンズアレイから互いに相違する離隔距離で配置される複数の光源層を含み、前記光源部を制御する段階は、１つのフレームの前半部である第１サブフレームの間、前記複数の光源層のうち、第１光源層の第１線光源を点灯して前記光線を第１視域に伝達し、１つのフレームの後半部である第２サブフレームの間、前記複数の光源層のうち、第２光源層の第２線光源を点灯して前記光線を第２視域に伝達する段階を含み、前記複数の映像を時分割で表示する段階は、前記第１サブフレームの間、前記表示パネルが第１映像を表示し、前記第２サブフレームの間、前記表示パネルが第２映像を表示する段階を含むことができる。

本発明は、線光源及びレンチキュラーレンズアレイを含むエッジ型バックライトユニットを用い、ディスプレイパネル及び当該エッジ型バックライトユニットを時分割多重方式で駆動することで、解像度が低下することなく、２次元映像及び３次元映像を表示できる効果がある。

そして、当該エッジ型バックライトユニットは、少数の線形光源だけを有するため、光源数を低減できる効果がある。

従来のレンチキュラーレンズ方式の表示装置の一部を示す図面である。 本発明の第１実施形態に係る線光源を含む表示装置の平面図である。 本発明の第１実施形態に係る線光源を含む表示装置の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る表示装置の電気湿潤素子を示す図面である。 本発明の第１実施形態に係る表示装置の電気湿潤素子を示す図面である。 本発明の第１実施形態に係る表示装置の２Ｄモード動作を示す図面である。 本発明の第１実施形態に係る表示装置の２Ｄモード動作を示す図面である。 本発明の第１実施形態に係る表示装置の３Ｄモード動作を示す図面である。 本発明の第１実施形態に係る表示装置の３Ｄモード動作を示す図面である。 本発明の第１実施形態に係る表示装置のマルチビューモード動作を示す図面である。 本発明の第１実施形態に係る表示装置のマルチビューモード動作を示す図面である。 本発明の第１実施形態に係る表示装置のマルチビューモード動作を示す図面である。 本発明の第２実施形態に係る線光源を含む表示装置の平面図である。 本発明の第２実施形態に係る線光源を含む表示装置の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る表示装置の光源部及びレンズアレイを示す図面である。 本発明の第３実施形態に係る線光源を含む表示装置の平面図である。 本発明の第３実施形態に係る線光源を含む表示装置の断面図である。 本発明の第３実施形態に係る表示装置の光源部を示す図面である。 本発明の第３実施形態に係る線光源を含む表示装置の視聴距離によるビーム幅の変化を示す図面である。 本発明の第４実施形態に係る線光源を含む表示装置の平面図である。 本発明の第５実施形態に係る線光源を含む表示装置の平面図である。

以下、図面を参照して本発明に係る電気湿潤素子を含む表示装置について説明する。

図２ａ及び図２ｂは、それぞれ本発明の第１実施形態に係る線光源を含む表示装置の平面図及び断面図である。

図２ａ及び図２ｂに示すように、本発明の第１実施形態に係る表示装置１１０は、映像を表示する表示パネル１２０と、表示パネル１２０に光を供給するバックライトユニット１３０と、ユーザーの位置を把握する位置感知手段１６０と、表示パネル１２０、バックライトユニット１３０及び位置感知手段１６０を制御する制御部１６２とを含む。

表示パネル１２０は、複数の画素（不図示）を含む。複数の画素には、複数のサブフレームの各々の間に、少なくとも１つの映像信号が入力され得る。複数のサブフレームは、一つのフレームを時分割することにより得られる。例えば、対面する２枚の基板と、２枚の基板の間に介在される液晶層と、を含む透過型液晶パネルが、表示パネル１２０として用いられ得る。

バックライトユニット１３０は、光線を出射する光源部１３２と、光源部１３２から出射された光線の方向を制御する光線制御部１３４と、光線制御部１３４を通過した光線を集束するレンズアレイ１３６と、レンズアレイ１３６を通過した光線の方向を、表示パネル１２０側に変更して出射する導光板１３８とを含む。

光源部１３２、光線制御部１３４及びレンズアレイ１３６は、導光板１３８の一縁部に沿って配置され、導光板１３８は表示パネル１２０の下部に配置される。

光源部１３２は、ベース基板１７２と、ベース基板１７２の上部に互いに離隔して一列に装着される複数の線光源１７４とを含む。複数の線光源１７４は、例えば、単一方向に光を出射する発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）、レーザーなどを用いて構成されることができる。

光線制御部１３４は、複数の電気湿潤素子（ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）１３４ａを含む。複数の電気湿潤素子のそれぞれの構成については、図３ａ及び図３ｂで詳細に説明する。

レンズアレイ１３６は、それぞれが半円筒形状を有する複数のレンチキュラーレンズ１３６ａを含む。

複数の線光源１７４、複数の電気湿潤素子１３４ａ及び複数のレンチキュラーレンズ１３６ａは、互いに１：１：１の比で対応する。

導光板１３８は、入光面がレンズアレイ１３６と対面するように配置される。そして、レンズアレイ１３６を通過した光線が数回の全反射によって導光板１３８内を経由するようにすることで、垂直に均一な線形光線を表示パネル１２０に供給することができる。

そのため、導光板１３８の背面は、水平面に対して傾くように構成されることができる。また、導光板１３８の背面には特定形状のパターンが形成されることができる。

例えば、導光板１３８の背面には、楕円状のパターン（ｅｌｌｉｐｔｉｃａｌ ｐａｔｔｅｒｎ）、多角形のパターン（ｐｏｌｙｇｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ）、ホログラムパターン（ｈｏｌｏｇｒａｍ ｐａｔｔｅｒｎ）などが形成されることができる。このようなパターンは、導光板１３８の下部面に印刷方式または射出方式で形成されることができる。

位置感知手段１６０は、ユーザーまたはユーザーの左眼・右眼など、表示パネル１２０の映像が到達すべき位置に対する情報を把握する。位置感知手段１６０は、例えば、カメラを用いて構成されることができる。

制御部１６２は、位置感知手段１６０が把握した位置情報に基づいて、映像の種類、光線の屈折度合い、光線の発光タイミングを決定する。更に、制御部１６２は、その決定内容によって、表示パネル１２０、光源部１３２及び光線制御部１３４を駆動する。

より具体的には、制御部１６２は、上記決定をした時点で、光源部１３２の複数の線光源１７４が光線を出射するように制御する。また、制御部１６２は、光線制御部１３４の複数の電気湿潤素子１３４ａが光線を特定角度で屈折するように制御する。更に、制御部１６２は、表示パネル１２０が特定映像を表示するように制御する。制御部１６２によるこれらの制御により、制御部１６２が上記決定をした時点で、特定の映像が、特定の位置にいるユーザーまたはユーザーの左眼・右眼に伝達されることが可能となる。

光線制御部１３４の複数の電気湿潤素子１３４ａについて、図面を参照して説明する。

図３ａ及び図３ｂは、本発明の第１実施形態に係る表示装置の電気湿潤素子を示す図面である。図３ａは電気湿潤素子が垂直に入射した光を屈折させない場合を示す。図３ｂは電気湿潤素子が垂直に入射した光を屈折させる場合を示す。

図３ａ及び図３ｂに示すように、複数の電気湿潤素子１３４ａのそれぞれは、互いに所定の距離だけ隔離され、且つ、対面するように構成された第１及び第２基板１４０、１４２を含む。

第１基板１４０の内側の両端には第１電極１４４が形成され、第２基板１４２の内側の両端にはそれぞれ第２及び第３電極１４６、１４８が形成されるが、第２及び第３電極１４６、１４８は、それぞれ内側の一辺が傾いた台形状の断面を有する。

従って、第２及び第３電極１４６、１４８の傾いた側面は互いに対面するように配置され、第２及び第３電極１４６、１４８の側面は上面より相対的に大きい面積を有する。

第２及び第３電極１４６、１４８のそれぞれの側面と上面上部には、疎水性（ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ）の第１絶縁層１５０が形成され、第２及び第３電極１４６、１４８のそれぞれの上面上部の第１絶縁層１５０と第１電極１４４との間には、第２絶縁層１５２が形成される。

第１及び第２基板１４０、１４２と第１ないし第３電極１４４、１４６、１４８とによって形成される離隔空間には、ウォーター層１５４及びオイル層１５６が介在される。

かかる複数の電気湿潤素子１３４ａのそれぞれは、第１ないし第３電極１４４、１４６、１４８に印加される電圧によってウォーター層１５４とオイル層１５６との間の界面の方向を変化させることができる。この界面の方向の変化によって、入射光線の進行方向を変更することが可能となる。

即ち、図３ａに示すように、電気湿潤素子１３４ａの第１ないし第３電極１４４、１４６、１４８に電圧が印加されていない、または第２及び第３電極１４６、１４８に同一の電圧が印加された場合には、オイル層１５６が第２及び第３電極１４６、１４８と成す第１及び第２接触角（ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ）ＣＡ１、ＣＡ２が互いに同一となる（ＣＡ１＝ＣＡ２）。その結果、ウォーター層１５４とオイル層１５６との間の界面ＩＳは、第１及び第２基板１４０、１４２と平行となる。よって、界面ＩＳは、導光板１３８の入光面と平行となる。

例えば、第１電極１４４に第１電圧Ｖ１が印加され、第２及び第３電極１４６、１４８に第１電圧Ｖ１より大きい、かつ、互いに同一の第２及び第３電圧（Ｖ２＝Ｖ３＞Ｖ１）が印加された場合、ウォーター層１５４とオイル層１４６との間の界面ＩＳは、導光板１３８の入光面と平行となる。

従って、光源部１３２の複数の線光源１７４から出射され、光線制御部１３４の複数の電気湿潤素子１３４ａの第１及び第２基板１４０、１４２に垂直に入射した光線は、ウォーター層１５４とオイル層１５６との間の界面ＩＳに垂直な法線ＮＬに対して平行の入射角で入射することになる。すなわち、入射した光線は、界面ＩＳで屈折されず法線ＮＬに沿って出射され、第１支点Ｎ１に到達する。

一方、図３ｂに示すように、電気湿潤素子１３４ａの第２及び第３電極１４６、１４８にそれぞれ異なる電圧が印加された場合には、オイル層１５６が第２及び第３電極１４６、１４８と成す第１及び第２接触角ＣＡ１、ＣＡ２が互いに相違する（ＣＡ１≠ＣＡ２）。そのため、ウォーター層１５４とオイル層１５６との間の界面ＩＳは、第１及び第２基板１４０、１４２に対して傾くことになる。その結果、界面ＩＳは、導光板１３８の入光面に対して傾くことになる。

例えば、第１電極１４４に第１電圧Ｖ１が印加され、第２電極１４６に第１電圧Ｖ１より大きい第２電圧Ｖ２が印加され、第３電極１４８に第１電圧Ｖ１より大きく、かつ、第２電圧Ｖ２より小さい第３電圧（Ｖ２＞Ｖ３＞Ｖ１）が印加された場合、ウォーター層１５４とオイル層１５６との間の界面ＩＳは、第１及び第２基板１４０、１４２、並びに、導光板１３８の入光面に対して傾くことになる。

従って、光源部１３２の複数の線光源１７４から出射され、光線制御部１３４の複数の電気湿潤素子１３４ａの第１及び第２基板１４０、１４２に垂直入射した光線は、ウォーター層１５４とオイル層１５６との間の界面ＩＳに垂直した法線ＮＬに対して水平でない入射角ａで入射することになる。そのため、垂直入射した光線は、ウォーター層１５４とオイル層１５６との屈折率と入射角及び屈折角の関係を定義するスネルの法則（Ｓｎｅｌｌ’ｓ Ｌａｗ）に従って、界面ＩＳで屈折される。結果として、垂直入射した光線は、法線ＮＬに対して水平でない出射角ｂで出射されて、第１支点Ｎ１から所定の距離だけ離れた第２支点Ｎ２に到達する。

このように、本発明の第１実施形態に係る表示装置１１０の光線制御部１３４の複数の電気湿潤素子１３４ａにおいては、第１ないし第３電極１４４、１４６、１４８に印加される第１ないし第３電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を調節することによって、光源部１３２の複数の線光源１７４から出射される光線の進行方向を制御することができる。

このとき、第１電圧Ｖ１は接地電圧であっても良く、第２及び第３電圧Ｖ２、Ｖ３はそれぞれプラスの電圧であっても良い。

本発明の第１実施形態に係る表示装置１１０は、光線制御部１３４によって、入射された光線の進行方向を調節し、表示パネル１２０の映像を時分割で表示することで、様々なモード（例えば、２Ｄモード、３Ｄモード、マルチビューモードなど）で駆動できる。その詳細が以下に図面を参照して説明される。

図４ａ及び図４ｂは、本発明の第１実施形態に係る表示装置の２Ｄモード動作を示す図面であって、図４ａは１つのフレームの前半部である第１サブフレームの動作を示し、図４ｂは１つのフレームの後半部である第２サブフレームの動作を示す。

図４ａに示すように、第１サブフレームの間に、２Ｄモードで動作する表示装置１１０の光源部１３２の複数の線光源１７４からは、導光板１３８に向かって複数の光線が出射される。光源部１３２から出射された複数の光線は、それぞれ光線制御部１３４の複数の電気湿潤素子１３４ａ及びレンズアレイ１３６の複数のレンチキュラーレンズ１３６ａを通過する。その結果、出射された複数の光線がそれぞれ異なる入射角で集束されて導光板１３８に入射する。その後、複数の光線は、導光板１３８によってその進行方向が表示パネル１２０側に変更され、左眼ＬＥに対応する第１視域ＶＺ１に伝達される。

例えば、複数の線光源１７４のうち、左側部から出射された第１光線Ｒ１は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって屈折されず直進して複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第１視域ＶＺ１に伝達される。また、複数の線光源１７４のうち、中央部から出射された第２光線Ｒ２は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって左側に屈折されて複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第１視域ＶＺ１に伝達される。また、複数の線光源１７４のうち、右側部から出射された第３光線Ｒ３は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって左側に第２光線Ｒ２より大きく屈折されて複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第１視域ＶＺ１に伝達される。

このとき、表示パネル１２０は、第１映像ＩＭ１を表示する。そして、第１サブフレームの間、ユーザーは、左眼ＬＥで第１映像ＩＭ１を視聴する。

そして、図４ｂに示すように、第２サブフレームの間、２Ｄモードで動作する表示装置１１０の光源部１３２の複数の線光源１７４からは、導光板１３８に向かって複数の光線が出射される。光源部１３２から出射された複数の光線は、それぞれ光線制御部１３４の複数の電気湿潤素子１３４ａ及びレンズアレイ１３６の複数のレンチキュラーレンズ１３６ａを通過する。その結果、出射された複数の光線がそれぞれ異なる入射角で集束されて導光板１３８に入射する。その後、複数の光線は、導光板１３８によってその進行方向が表示パネル１２０側に変更され、右眼ＲＥに対応する第２視域ＶＺ２に伝達される。

例えば、複数の線光源１７４のうち、左側部から出射された第１光線Ｒ１は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって右側に屈折されて複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第２視域ＶＺ２に伝達される。また、複数の線光源１７４のうち、中央部から出射された第２光線Ｒ２は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって屈折されず複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第２視域ＶＺ２に伝達される。複数の線光源１７４のうち、右側部から出射された第３光線Ｒ３は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって左側に屈折されて複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第２視域ＶＺ２に伝達される。

このとき、表示パネル１２０は、第１映像ＩＭ１を表示する。そして、第２サブフレームの間、ユーザーは、右眼ＲＥで第１映像ＩＭ１を視聴する。

このように、２Ｄモードで動作する表示装置１１０では、第１サブフレームの間に、第１映像ＩＭ１がユーザーの左眼ＬＥに伝達され、第２サブフレームの間に、同一の第１映像ＩＭ１がユーザーの右眼ＲＥに伝達される。従って、ユーザーは、２Ｄ（２次元）映像を視聴することができる。

例えば、第１及び第２視域ＶＺ１、ＶＺ２の間の距離は、両眼視差である約６５ｍｍに対応する。表示装置１１０が１２０Ｈｚで駆動される場合、１つのフレームは約１６．７ｍｓであり、第１及び第２サブフレームはそれぞれ１／２フレームの約８．３ｍｓである。また、表示装置１１０が２４０Ｈｚで駆動される場合、１つのフレームは約１６．７ｍｓであり、第１ないし第４サブフレームはそれぞれ１／４フレームの約４．２ｍｓである。

本発明の第１実施形態に係る表示装置１１０を２Ｄモードで駆動する場合、位置感知手段１６０は、ユーザーの左眼ＬＥ及び右眼ＲＥの位置に対する情報を把握する。制御部１６２は、位置感知手段１６０の位置情報に基づいて、第１映像ＩＭ１が予め定められたユーザーの左眼ＬＥ及び右眼ＲＥに伝達されるように、表示パネル１２０、光源部１３２、光線制御部１３４などを制御する。

従って、位置情報に該当するユーザー以外の隣接ユーザーは、２Ｄ映像を視聴することができない。このような特徴を利用して、２Ｄモードの表示装置１１０は、現金自動預け払い機のモニターのように、保護されるべき個人情報を表示する場合に適用することができる。

別の実施形態では、光線の幅を拡大することによって、単一フレーム全体の間に、第１映像ＩＭ１がユーザーの左眼ＬＥ及び右眼ＲＥに同時に伝達される。光線の幅が拡大されるので、光線は左眼ＬＥ及び右眼ＲＥへ一緒に伝達されることができ、光線の方向は単一フレーム全体を通して不変であることができる。

図５ａ及び図５ｂは、本発明の第１実施形態に係る表示装置の３Ｄモード動作を示す図面である。図５ａは１つのフレームの前半部である第１サブフレームの動作を示す。図５ｂは１つのフレームの後半部である第２サブフレームの動作を示す。

図５ａに示すように、第１サブフレームの間、３Ｄモードで動作する表示装置１１０の光源部１３２の複数の線光源１７４からは、導光板１３８に向かって複数の光線が出射される。光源部１３２から出射された複数の光線は、それぞれ光線制御部１３４の複数の電気湿潤素子１３４ａ及びレンズアレイ１３６の複数のレンチキュラーレンズ１３６ａを通過する。その結果、出射された複数の光線がそれぞれ異なる入射角で集束されて導光板１３８に入射する。その後、複数の光線は、導光板１３８によってその進行方向が表示パネル１２０側に変更され、左眼ＬＥに対応する第１視域ＶＺ１に伝達される。

例えば、複数の線光源１７４のうち、左側部から出射された第１光線Ｒ１は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって屈折されず直進して複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第１視域ＶＺ１に伝達される。また、複数の線光源１７４のうち、中央部から出射された第２光線Ｒ２は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって左側に屈折されて複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第１視域ＶＺ１に伝達される。また、複数の線光源１７４のうち、右側部から出射された第３光線Ｒ３は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって左側に第２光線Ｒ２より大きく屈折されて複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第１視域ＶＺ１に伝達される。

このとき、表示パネル１２０は、第１映像ＩＭ１を表示する。そして、第１サブフレームの間、ユーザーは、左眼ＬＥで第１映像ＩＭ１を視聴する。

そして、図５ｂに示すように、第２サブフレームの間、３Ｄモードで動作する表示装置１１０の光源部１３２の複数の線光源１７４からは、導光板１３８に向かって複数の光線が出射される。光源部１３２から出射された複数の光線は、それぞれ光線制御部１３４の複数の電気湿潤素子１３４ａ及びレンズアレイ１３６の複数のレンチキュラーレンズ１３６ａを通過する。その結果、出射された複数の光線がそれぞれ異なる入射角で集束されて導光板１３８に入射する。その後、複数の光線は、導光板１３８によってその進行方向が表示パネル１２０側に変更され、右眼ＲＥに対応する第２視域ＶＺ２に伝達される。

例えば、複数の線光源１７４のうち、左側部から出射された第１光線Ｒ１は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって右側に屈折されて複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第２視域ＶＺ２に伝達される。また、複数の線光源１７４のうち、中央部から出射された第２光線Ｒ２は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって屈折されず複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第２視域ＶＺ２に伝達される。また、複数の線光源１７４のうち、右側部から出射された第３光線Ｒ３は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって左側に屈折されて複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第２視域ＶＺ２に伝達される。

このとき、表示パネル１２０は、右眼映像である第２映像ＩＭ２を表示する。そして、第２サブフレームの間、ユーザーは、右眼ＲＥで第２映像ＩＭ２を視聴する。

このように、３Ｄモードで動作する表示装置１１０では、第１サブフレームの間に、左眼映像である第１映像ＩＭ１がユーザーの左眼ＬＥに伝達され、第２サブフレームの間に、右眼映像である第２映像ＩＭ２がユーザーの右眼ＲＥに伝達される。従って、ユーザーは、第１及び第２映像ＩＭ１、ＩＭ２を合成して３Ｄ（３次元）映像を視聴することができる。

例えば、第１及び第２視域ＶＺ１、ＶＺ２の間の距離は、両眼視差である約６５ｍｍに対応する。表示装置１１０が１２０Ｈｚで駆動される場合、１つのフレームは約１６．７ｍｓであり、第１及び第２サブフレームはそれぞれ１／２フレームの約８．３ｍｓである。また、表示装置１１０が２４０Ｈｚで駆動される場合、１つのフレームは約１６．７ｍｓであり、第１ないし第４サブフレームはそれぞれ１／４フレームの約４．２ｍｓである。

本発明の第１実施形態に係る表示装置１１０を３Ｄモードで駆動する場合、位置感知手段１６０は、ユーザーの左眼ＬＥ及び右眼ＲＥの位置に対する情報を把握する。制御部１６２は、位置感知手段１６０の位置情報に基づいて、第１及び第２映像ＩＭ１、ＩＭ２が予め定められたユーザーの左眼ＬＥ及び右眼ＲＥに伝達されるように、表示パネル１２０、光源部１３２、光線制御部１３４などを制御する。

従って、位置情報に該当するユーザー以外の隣接ユーザーは、３Ｄ映像を視聴することができない。このような特徴を利用して、３Ｄモードの表示装置１１０は、現金自動預け払い機のモニターのように保護されるべき個人情報を表示する場合に適用することができる。

図６ａ、図６ｂ及び図６ｃは、本発明の第１実施形態に係る表示装置のマルチビューモード動作を示す図面である。図６ａ、図６ｂ及び図６ｃは、それぞれ１つのフレームを構成する第１、第２及び第３サブフレームの動作を示す。

図６ａに示すように、第１サブフレームの間、マルチビューモードで動作する表示装置１１０の光源部１３２の複数の線光源１７４からは、導光板１３８に向かって複数の光線が出射される。光源部１３２から出射された複数の光線は、それぞれ光線制御部１３４の複数の電気湿潤素子１３４ａ及びレンズアレイ１３６の複数のレンチキュラーレンズ１３６ａを通過する。その結果、出射された複数の光線がそれぞれ異なる入射角で集束されて導光板１３８に入射する。その後、複数の光線は、導光板１３８によってその進行方向が表示パネル１２０側に変更され、第１ユーザーＵ１に対応する第１視域ＶＺ１に伝達される。

例えば、複数の線光源１７４のうち、左側部から出射された第１光線Ｒ１は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって屈折されず直進して複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第１視域ＶＺ１に伝達される。また、複数の線光源１７４のうち、中央部から出射された第２光線Ｒ２は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって左側に屈折されて複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第１視域ＶＺ１に伝達される。また、複数の線光源１７４のうち、右側部から出射された第３光線Ｒ３は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって左側に第２光線Ｒ２より大きく屈折されて複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第１視域ＶＺ１に伝達される。

このとき、表示パネル１２０は、第１映像ＩＭ１を表示する。そして、第１サブフレームの間、第１ユーザーＵ１は、第１映像ＩＭ１を視聴する。

図６ｂに示すように、第２サブフレームの間、マルチビューモードで動作する表示装置１１０の光源部１３２の複数の線光源１７４からは、導光板１３８に向かって複数の光線が出射される。光源部１３２から出射された複数の光線は、それぞれ光線制御部１３４の複数の電気湿潤素子１３４ａ及びレンズアレイ１３６の複数のレンチキュラーレンズ１３６ａを通過する。その結果、出射された複数の光線がそれぞれ異なる入射角で集束されて導光板１３８に入射する。その後、複数の光線は、導光板１３８によって進行方向が表示パネル１２０側に変更され、第２ユーザーＵ２に対応する第２視域ＶＺ２に伝達される。

例えば、複数の線光源１７４のうち、左側部から出射された第１光線Ｒ１は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって右側に屈折されて複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第２視域ＶＺ２に伝達される。また、複数の線光源１７４のうち、中央部から出射された第２光線Ｒ２は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって屈折されず複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第２視域ＶＺ２に伝達される。また、複数の線光源１７４のうち、右側部から出射された第３光線Ｒ３は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって左側に屈折されて複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第２視域ＶＺ２に伝達される。

このとき、表示パネル１２０は、第２映像ＩＭ２を表示する。そして、第２サブフレームの間、第２ユーザーＵ２は、第２映像ＩＭ２を視聴する。

そして、図６ｃに示すように、第３サブフレームの間、マルチビューモードで動作する表示装置１１０の光源部１３２の複数の線光源１７４からは、導光板１３８に向かって複数の光線が出射される。光源部１３２から出射された複数の光線は、それぞれ光線制御部１３４の複数の電気湿潤素子１３４ａ及びレンズアレイ１３６の複数のレンチキュラーレンズ１３６ａを通過する。その結果、出射された複数の光線がそれぞれ異なる入射角で集束されて導光板１３８に入射する。その後、複数の光線は、導光板１３８によってその進行方向が表示パネル１２０側に変更され、第３ユーザーＵ３に対応する第３視域ＶＺ３に伝達される。

例えば、複数の線光源１７４のうち、左側部から出射された第１光線Ｒ１は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって右側に屈折されて複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第３視域ＶＺ３に伝達される。また、複数の線光源１７４のうち、中央部から出射された第２光線Ｒ２は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって左側に第１光線Ｒ１より小さく屈折されて複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第３視域ＶＺ３に伝達される。また、複数の線光源１７４のうち、右側部から出射された第３光線Ｒ３は、複数の電気湿潤素子１３４ａによって屈折されず直進して複数のレンチキュラーレンズ１３６ａ及び導光板１３８を通過した後、第３視域ＶＺ３に伝達される。

このとき、表示パネル１２０は、第３映像ＩＭ３を表示する。そして、第３サブフレームの間、第３ユーザーＵ３は、第３映像ＩＭ３を視聴する。

このように、マルチビューモードで動作する表示装置１１０では、第１サブフレームの間に、第１映像ＩＭ１が第１ユーザーＵ１に伝達され、第２サブフレームの間に、第２映像ＩＭ２が第２ユーザーＵ２に伝達され、第３サブフレームの間に、第３映像ＩＭ３が第３ユーザーＵ３に伝達される。従って、第１ないし第３ユーザーＵ１ないしＵ３は、それぞれ第１ないし第３映像ＩＭ１ないしＩＭ３を視聴することができる。

例えば、表示装置１１０が１２０Ｈｚで駆動される場合、１つのフレームは約１６．７ｍｓであり、第１ないし第３サブフレームはそれぞれ１／３フレームの約５．６ｍｓである。また、表示装置１１０が２４０Ｈｚで駆動される場合、１つのフレームは約１６．７ｍｓであり、第１ないし第６サブフレームはそれぞれ１／６フレームの約２．８ｍｓである。

本発明の第１実施形態に係る表示装置１１０をマルチビューモードで駆動する場合、位置感知手段１６０は、第１ないし第３ユーザーＵ１ないしＵ３の位置に対する情報を把握する。制御部１６２は、位置感知手段１６０の位置情報に基づいて、第１ないし第３映像ＩＭ１ないしＩＭ３が予め定められたユーザーに伝達されるように、表示パネル１２０、光源部１３２、光線制御部１３４などを制御する。

本発明の第１実施形態に係る表示装置１１０をマルチビューモードで駆動する場合、第１ないし第３映像ＩＭ１ないしＩＭ３が同一の映像である場合には、第１ないし第３ユーザーＵ１ないしＵ３は皆、同一映像を視聴することができる。また、第１ないし第３映像ＩＭ１ないしＩＭ３が相違する映像である場合には、第１ないし第３ユーザーＵ１ないしＵ３は、それぞれ別の映像を視聴することができる。

従って、本発明の第１実施形態に係る１つの表示装置１１０によって、複数のユーザーが、互いに相違する映像を視聴することができる。このような特徴を利用して、本発明の第１実施形態に係る表示装置１１０は、ゲーム機のモニターとして用いられ、複数のユーザーがそれぞれの観点でゲーム画面を視聴しながらゲームを進行させることもできる。

更に、第１ないし第３サブフレームを更に２分割し、２分割されたサブフレームの間、それぞれ第１ないし第３ユーザーＵ１ないしＵ３の左眼及び右眼に光線が伝達されると共に、表示パネル１２０がそれぞれ左眼映像及び右眼映像を表示することができる。この場合、第１ないし第３ユーザーＵ１ないしＵ３は、それぞれ互いに相違する３Ｄ映像を視聴することもできる。

一方、表示パネル１２０が、例えば液晶表示（ＬＣＤ）装置のような、１つのピクセルが１フレームの間に連続的に発光するホールドタイプである場合、２Ｄモード、３Ｄモード、マルチビューモードなどの各サブフレームの間、以前のフレームの映像が現在のフレームの映像と混在することがある。

このような映像の混在は残像を引き起こすことがある。このような場合、以前のフレームの映像と現在のフレームの映像が混在する間だけ光源部１３２の複数の線光源１７４を消灯してブラックを表示し、現在のフレームの映像のみが存在するときは、光源部１３２の複数の線光源１７４を点灯することができる。このように動作させることで、残像を防止し、また、例えば陰極線管（ＣＲＴ）装置のような、１つのピクセルが１フレームの間に瞬間的に発光するインパルシブタイプとして表示装置１１０を駆動させることもできる。

一方、他の実施形態においては、光線制御部の代わりに複数の線光源を更に細かく配置し、複数の線光源を選択的に点灯することにより、光線の方向を制御することもできる。このような実施形態について図面を参照して説明する。

図７ａ及び図７ｂは、本発明の第２実施形態に係る線光源を含む表示装置の平面図及び断面図である。

図７ａ及び図７ｂに示すように、本発明の第２実施形態に係る表示装置２１０は、映像を表示する表示パネル２２０と、表示パネル２２０に光を供給するバックライトユニット２３０と、ユーザーの位置を把握する位置感知手段２６０と、表示パネル２２０、バックライトユニット２３０及び位置感知手段２６０を制御する制御部２６２とを含む。

表示パネル２２０は、複数の画素（不図示）を含む。複数の画素には、複数のサブフレームの各々の間に、少なくとも１つの映像信号が入力され得る。複数のサブフレームは、一つのフレームを時分割することにより得られる。例えば、対面する２枚の基板と、２枚の基板の間に介在される液晶層と、を含む透過型液晶パネルが、表示パネル２２０として用いて構成されることができる。

バックライトユニット２３０は、光線を出射する光源部２３２と、光源部２３２から出射された光線を集束するレンズアレイ２３６と、レンズアレイ２３６を通過した光線の方向を、表示パネル２２０側に変更して出射する導光板２３８とを含む。

光源部２３２及びレンズアレイ２３６は、導光板２３８の一縁部に沿って配置され、導光板２３８は表示パネル２２０の下部に配置される。

光源部２３２は、ベース基板２７２と、ベース基板２７２の上部に互いに離隔して装着される複数の線光源２７４とを含む。複数の線光源２７４は、例えば、単一方向に光を出射する発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）、レーザーなどを用いて構成されることができる。

レンズアレイ２３６は、それぞれが半円筒形状を有する複数のレンチキュラーレンズ２３６ａを含む。

複数の線光源２７４は、複数のレンチキュラーレンズ２３６ａのうち、１つに対応する。

導光板２３８は、入光面がレンズアレイ２３６と対面するように配置される。そして、レンズアレイ２３６を通過した光線が数回の全反射によって導光板２３８内を経由するようにすることで、垂直に均一な線形光線を表示パネル２２０に供給することができる。

そのため、導光板２３８の背面は、水平面に対して傾くように構成されることができる。また、導光板２３８の背面には特定形状のパターンが形成されることができる。

例えば、導光板２３８の背面には、楕円状のパターン（ｅｌｌｉｐｔｉｃａｌ ｐａｔｔｅｒｎ）、多角形のパターン（ｐｏｌｙｇｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ）、ホログラムパターン（ｈｏｌｏｇｒａｍ ｐａｔｔｅｒｎ）などが形成されることができる。このようなパターンは、導光板２３８の下部面に印刷方式または射出方式で形成されることができる。

位置感知手段２６０は、ユーザーまたはユーザーの左眼・右眼など、表示パネル２２０の映像が到達すべき位置に対する情報を把握する。位置感知手段２６０は、例えば、カメラを用いて構成されることができる。

制御部２６２は、位置感知手段２６０が把握した位置情報に基づいて、映像の種類、光線の屈折度合い、光線の発光タイミングを決定する。更に、制御部２６２は、その決定内容に基づいて、表示パネル２２０、光源部２３２及び光線制御部２３４を駆動する。

より具体的には、制御部２６２は、上記決定をした時点で、光源部２３２の複数の線光源２７４のうち、一部が選択的に光線を出射するように制御する。また、制御部２６２は、表示パネル２２０が特定映像を表示するように制御する。制御部２６２によるこれらの制御により、制御部２６２が上記決定をした時点で、特定映像が、特定の位置にいるユーザーまたはユーザーの左眼・右眼に伝達されることが可能となる。

かかる光源部２３２及びレンズアレイ２３６について図面を参照して説明する。

図８は、本発明の第２実施形態に係る表示装置の光源部及びレンズアレイを示す図面である。

図８に示すように、光源部２３２は、ベース基板２７２と、ベース基板２７２の上部に互いに隔離されて構成される複数の線光源２７４と、を含む。また、レンズアレイ２３６は、複数のレンチキュラーレンズ２３６ａを含む。

複数の線光源２７４の間の第１ピッチａは、複数のレンチキュラーレンズ２３６ａ間の第２ピッチｂより小さい。例えば、複数のレンチキュラーレンズ２３６ａ間の第２ピッチｂは、複数の線光源２７４の間の第１ピッチａの２倍以上であっても良い。また、第１ピッチａ及び第２ピッチｂの大きさは、３次元映像表示の特性によって変更することができる。

そして、複数の線光源２７４のそれぞれの第１高さｃは、複数のレンチキュラーレンズ２３６ａのそれぞれの第２高さｄと同一である。

また、複数の線光源２７４と複数のレンチキュラーレンズ２３６ａとの間の離隔距離は、３次元映像表示の特性によって様々に変更することができる。

このような特徴を持つ本発明の第２実施形態に係る線光源を含む表示装置２１０は、表示パネル２２０の第１及び第２映像を時分割で表示し、光源部２３２の複数の線光源２７４を順次点灯して光線の進行方向を変更する。このように動作させることで、本発明の第２実施形態に係る表示装置２１０は、様々なモード（例えば、２Ｄモード、３Ｄモード、マルチビューモードなど）で駆動されることができる。

即ち、まず、１つのフレームの前半部である第１サブフレームの間、表示パネル２２０が第１映像を表示する。次いで、レンズアレイ２３６の複数のレンチキュラーレンズ２３６ａのそれぞれに対応する複数の線光源２７４のうち、１つ目を点灯して光線が第１視域に到達するように制御する。このように動作させることで、表示装置２１０は、第１視域で第１映像を表示することができる。

同様に、まず、１つのフレームの後半部である第２サブフレームの間、表示パネル２２０が第２映像を表示する。次いで、レンズアレイ２３６の複数のレンチキュラーレンズ２３６ａのそれぞれに対応する複数の線光源２７４のうち、２つ目を点灯して光線が第２視域に到達するように制御する。このように動作させることで、表示装置２１０は、第２視域で第２映像を表示することができる。

第１及び第２映像が同一映像である場合、表示装置２１０は２Ｄモードで駆動される。また、第１及び第２映像が左眼映像及び右眼映像である場合、表示装置２１０は３Ｄモードで駆動される。また、第１及び第２映像が異なる映像である場合、表示装置２１０はマルチビューモードで駆動される。

一方、他の実施形態においては、光源部は複数の光源層を備え、複数の光源層のそれぞれがレンズアレイから異なる離隔距離で配置されるように構成される。このような実施形態について図面を参照して以下に説明する。

図９ａ及び図９ｂは、それぞれ本発明の第３実施形態に係る線光源を含む表示装置の平面図及び断面図である。

図９ａ及び図９ｂに示すように、本発明の第３実施形態に係る表示装置３１０は、映像を表示する表示パネル３２０と、表示パネル３２０に光を供給するバックライトユニット３３０と、ユーザーの位置を把握する位置感知手段３６０と、表示パネル３２０、バックライトユニット３３０及び位置感知手段３６０を制御する制御部３６２とを含む。

表示パネル３２０、バックライトユニット３３０（不図示）の導光板３３８、位置感知手段３６０、制御部３６２は第２実施形態と同一であるため、その説明を省略する。

バックライトユニット３３０は、光線を出射する光源部３３２と、光源部３３２から出射された光線を集束するレンズアレイ３３６と、レンズアレイ３３６を通過した光線の方向を、表示パネル３２０側に変更して出射する導光板３３８と、を含む。

光源部３３２及びレンズアレイ３３６は、導光板３３８の一縁部に沿って配置され、導光板３３８は表示パネル３２０の下部に配置される。

光源部３３２は複数の光源層３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃ、…を含む。複数の光源層３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃ…は、レンズアレイ３３６からそれぞれ異なる離隔距離で配置される。光源層３３２ａは、ベース基板３７２ａと線光源３７４ａとから構成される。ここで、線光源３７４ａは、ベース基板３７２ａの上部に構成されている。同様に、光源層３３２ｂは、ベース基板３７２ｂと線光源３７４ｂとから構成される。ここで、線光源３７４ｂは、ベース基板３７２ｂの上部に構成されている。同様に、光源層３３２ｃは、ベース基板３７２ｃと線光源３７４ｃとで構成される。ここで、線光源３７４ｃは、ベース基板３７２ｃの上部に構成されている。

例えば、複数の光源層３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃ、…のうち、第１光源層３３２ａは、レンズアレイ３３６から第１離隔距離ｄ１だけ離間して構成ことができる。また、第２光源層３３２ｂは、レンズアレイ３３６から第１離隔距離ｄ１より大きい第２離隔距離ｄ２だけ離間して構成することができる。また、第３光源層３３２ｃは、レンズアレイ３３６から第２離隔距離ｄ２より大きい第３離隔距離ｄ３だけ離間して構成することができる。

このとき、第１ないし第３離隔距離ｄ１、ｄ２、ｄ３は、例えば、それぞれ約１．５ｍｍ、約１．６ｍｍ、約１．７ｍｍとすることができる。

また、例えば、複数の線光源３７４として、単一方向に光を出射する発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）、レーザーなどを用いることができる。

レンズアレイ３３６は、それぞれが半円筒形状を有する複数のレンチキュラーレンズ３３６ａを含む。複数のレンチキュラーレンズ３３６ａのそれぞれは、複数の光源層３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃ、…のそれぞれの複数の線光源３７４ａ、３７４ｂ、３７４ｃ、…に対応する。

例えば、複数のレンチキュラーレンズ３３６ａのそれぞれは、第１光源層３３２ａの第１線光源３７４ａ、第２光源層３３２ｂの第２線光源３７４ｂ、第３光源層３３２ｃの第３線光源３７４ｃなどに対応する。

このように、光源部３３２を、互いに異なる離隔距離を有する複数の光源層３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃ、…で構成することで、表示装置３１０から様々な距離に位置するユーザーに、明確な３次元映像を提供することができる。その結果、表示装置３１０の視聴領域を拡大することができる。

かかる光源部３３２について図面を参照して説明する。

図１０は、本発明の第３実施形態に係る表示装置の光源部を示す図面である。ここで、図１０においては、垂直方向に所定の間隔だけ離間して配置される複数の光源層が水平方向に対して示されている。

図１０に示すように、本発明の第３実施形態に係る表示装置３１０の光源部３３２は、複数の光源層３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃ、…を含む。複数の光源層３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃ、…は、レンズアレイ３３６から互いに異なる離隔距離で配置される。光源層３３２ａは、ベース基板３７２ａと複数の線光源３７４ａと複数の透過領域３７６ａとから構成される。同様に、光源層３３２ｂは、ベース基板３７２ｂと複数の線光源３７４ｂと複数の透過領域３７６ｂとから構成される。同様に、光源層３３２ｃは、ベース基板３７２ｃと複数の線光源３７４ｃと複数の透過領域３７６とから構成される。

例えば、第１ベース基板３７２ａは、複数の第１線光源３７４ａと、複数の第１線光源３７４ａの間の複数の第１透過領域３７６ａを含む。同様に、第２ベース基板３７２ｂは、複数の第２線光源３７４ｂと、複数の第２線光源３７４ｂの間の複数の第２透過領域３７６ｂを含む。同様に、第３ベース基板３７２ｃは、複数の第３線光源３７４ｃと、複数の第３線光源３７４ｃの間の複数の第３透過領域３７６ｃを含む。

複数のベース基板３７２ａ、３７２ｂ、３７２ｃ、…のうち、いずれかの１つの複数の透過領域３７６ａ、３７６ｂ、３７６ｃ、…は、残りベース基板３７２ａ、３７２ｂ、３７２ｃ、…の複数の線光源３７４ａ、３７４ｂ、３７４ｃ、…に対応し、それらから出射される光線を透過させる役割をする。

例えば、第１ベース基板３７２ａの複数の第１透過領域３７６ａは、第２ベース基板３７２ｂの複数の第２線光源３７４ｂ及び第３ベース基板３７２ｂの複数の第３線光源３７４ｃから出射される光線を透過させる。同様に、第２ベース基板３７２ｂの複数の第２透過領域３７６ｂは、第１ベース基板３７２ａの複数の第１線光源３７４ａ及び第３ベース基板３７２ｃの複数の第３線光源３７４ｃから出射される光線を透過させる。同様に、第３ベース基板３７２ｃの複数の第３透過領域３７６ｃは、第１ベース基板３７２ａの複数の第１線光源３７４ａ及び第２ベース基板３７２ｂの複数の第２線光源３７４ｂから出射される光線を透過させる。

このような複数の透過領域３７６ａ、３７６ｂ、３７６ｃ、…は、複数のベース基板３７２ａ、３７２ｂ、３７２ｃ、…の該当領域を開口することにより形成できる。または、複数のベース基板３７２ａ、３７２ｂ、３７２ｃ、…の該当領域を透明材質（例えば、透明なプラスチックまたは透明なガラスなど）に代替することにより、形成できる。

複数の光源層を互いに相違する離隔距離で配置した場合の視聴距離によるビーム幅の変化について、図面を参照して説明する。

図１１は、本発明の第３実施形態に係る線光源を含む表示装置の視聴距離によるビーム幅の変化を示す図面である。図９ａ、図９ｂ及び図１０を共に参照して説明する。

図１１において視聴距離とは、表示装置からユーザーまでの距離を意味する。また、ビーム幅（ｂｅａｍ ｗｉｄｔｈ）とは、ユーザーの位置における、線光源から出射された光線の幅を意味する。

図１１に示すように、第１光源層３６２ａの複数の第１線光源３７４ａから出射された光線は、約１０００ｍｍないし約１５００ｍｍの範囲の視聴距離においては、約４８ｍｍないし約５２ｍｍの範囲のビーム幅を有する。しかしながら、約１６００ｍｍないし約２０００ｍｍの範囲の視聴距離においては、第１線光源３７４ａから出射された光線は、約５２ｍｍないし約６３ｍｍの範囲のビーム幅を有する。

そして、第２光源層３６２ｂの複数の第２線光源３７４ｂから出射された光線は、約１０００ｍｍないし約１２００ｍｍの範囲の視聴距離においては、約５６ｍｍないし約６５ｍｍの範囲のビーム幅を有する。しかしながら、約１３００ｍｍないし約２０００ｍｍの範囲の視聴距離においては、第２線光源３７４ｂから出射された光線は、約４５ｍｍないし約５４ｍｍの範囲のビーム幅を有する。

ここで、左眼映像または右眼映像がユーザーの左眼・右眼の双方に入射した場合、３次元クロストークのような表示品質の不良が発生することがある。このような品質の低下を考慮して、ビーム幅が約５０ｍｍ±５ｍｍの範囲から外れると、３次元映像の表示品質が低下するものと判断するように、表示装置を構成することができる。

従って、ユーザーが１５００ｍｍ以下の視聴距離に位置する場合、第１光源層３６２ａの複数の第１線光源３７４ａを点灯させて映像を表示することができる。また、ユーザーが１５００ｍｍ以上の視聴距離に位置する場合、第２光源層３６２ｂの複数の第２線光源３７４ｂを点灯させて映像を表示することができる。このような制御によって、様々な視聴距離に位置する複数のユーザーに、約５０ｍｍ±５ｍｍの範囲のビーム幅で品質の低下を抑制した３次元映像を提供することができる。

その結果、３次元クロストークのような表示画像の品質不良を抑制し、表示装置３１０の視聴領域を拡張することができる。

一方、他の実施形態においては、１つの光源部で互いに相違する離隔距離を有する複数の線光源を構成することもできる。そのような実施形態について、図面を参照して説明する。

図１２は、本発明の第４実施形態に係る線光源を含む表示装置の平面図である。

図１２に示すように、本発明の第４実施形態に係る表示装置４１０は、映像を表示する表示パネル４２０と、表示パネル４２０に光を供給するバックライトユニット４３０と、ユーザーの位置を把握する位置感知手段４６０と、表示パネル４２０、バックライトユニット４３０及び位置感知手段４６０を制御する制御部４６２とを含む。

表示パネル４２０、バックライトユニット（不図示）の導光板（不図示）、位置感知手段４６０、及び制御部４６２は、第２及び第３実施形態と同一であるため、その説明を省略する。

バックライトユニットは、光線を出射する光源部４３２と、光源部４３２から出射された光線を集束するレンズアレイ４３６と、レンズアレイ４３６を通過した光線の方向を、表示パネル４２０側に変更して出射する導光板と、を含む。

光源部４３２及びレンズアレイ４３６は、導光板の一縁部に沿って配置される。また、導光板は表示パネル４２０の下部に配置される。

光源部４３２は、ベース基板４７２と、複数の線光源４７４ａ、４７４ｂ、４７４ｃ、…と、を含む。複数の線光源４７４ａ、４７４ｂ、４７４ｃ、…は、ベース基板４７２の上部に構成される。複数の線光源４７４ａ、４７４ｂ、４７４ｃ、…は、互いに離隔して構成され、レンズアレイ４３６からそれぞれ異なる離隔距離で配置される。

そのため、ベース基板４７２は、階段状の段差によって相違する高さを有する複数の層を有するように形成される。複数の線光源４７４ａ、４７４ｂ、４７４ｃ、…は、複数の層にそれぞれ構成されることができる。

例えば、複数の線光源４７４ａ、４７４ｂ、４７４ｃ、…のうち、第１線光源４７４ａは、レンズアレイ４３６から第１離隔距離ｄ１だけ離間した第１層に構成されることができる。また、第２線光源４７４ｂは、レンズアレイ４３６から第１離隔距離ｄ１より大きい第２離隔距離ｄ２程離隔した第２層に構成されることができる。また、第３線光源４７４ｃは、レンズアレイ４３６から第２離隔距離ｄ２より大きい第３離隔距離ｄ３程離隔した第３層に構成されることができる。

このとき、第１ないし第３離隔距離ｄ１、ｄ２、ｄ３は、例えば、それぞれ約１．５ｍｍ、約１．６ｍｍ、約１．７ｍｍとすることができる。

また、例えば、複数の線光源４７４ａ、４７４ｂ、４７４ｃ、…として、単一方向に光を出射する発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）、レーザーなどを用いて構成することができる。

レンズアレイ４３６は、それぞれが半円筒形状を有する複数のレンチキュラーレンズ４３６ａを含む。複数のレンチキュラーレンズ４３６ａのそれぞれは、複数の線光源４７４ａ、４７４ｂ、４７４ｃ、…に対応することができる。

例えば、複数のレンチキュラーレンズ４３６ａのそれぞれは、第１線光源４７４ａ、第２線光源４７４ｂ、第３線光源４７４ｃなどに対応する。

このように、光源部４３２を、互いに異なる離間距離を有する複数の線光源４７４ａ、４７４ｂ、４７４ｃ、…で構成することで、表示装置４１０から様々な距離に位置するユーザーに明確な３次元映像を提供することができる。その結果、表示装置４１０の視聴領域を拡大することが可能となる。

一方、他の実施形態においては、表示装置の前面に偏光板及びパターンドリターダーを配置し、ユーザーが偏光眼鏡を着用することで、眼鏡方式または無眼鏡方式で３次元映像を表示することも可能である。このような実施形態について図面を参照して説明する。

図１３は、本発明の第５実施形態に係る線光源を含む表示装置の平面図である。

図１３に示すように、本発明の第５実施形態に係る表示装置５１０は、映像を表示する表示パネル５２０と、表示パネル５２０に光を供給するバックライトユニット（不図示）と、ユーザーの位置を把握する位置感知手段５６０と、表示パネル５２０、バックライトユニット及び位置感知手段５６０を制御する制御部５６２と、表示パネル５２０の前面に配置される偏光板５８２と、偏光板５８２の前面に配置されるパターンドリターダー５８４とを含む。

表示パネル５２０、バックライトユニットの導光板（不図示）、位置感知手段５６０、制御部５６２は第２乃至第４実施形態と同一であるため、その説明を省略する。

バックライトユニットは、光線を出射する光源部５３２と、光源部５３２から出射された光線を集束するレンズアレイ５３６と、レンズアレイ５３６を通過した光線の方向を、表示パネル５２０側に変更して出射する導光板と、を含む。

光源部５３２及びレンズアレイ５３６は、導光板の一縁部に沿って配置される。導光板は表示パネル５２０の下部に配置される。

光源部５３２は、ベース基板５７２と、ベース基板５７２の上部に互いに離隔して構成される複数の線光源５７４とを含む。複数の線光源５７４は、例えば、単一方向に光を出射する発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）、レーザーなどを用いて構成されることができる。

レンズアレイ５３６は、それぞれが半円筒形状を有する複数のレンチキュラーレンズ５３６ａを含む。

複数の線光源５７４は、複数のレンチキュラーレンズ５３６ａのうち、１つに対応する。

偏光板５８２は、表示パネル５２０が表示する左眼映像及び右眼映像を、それぞれ線偏光された左眼映像及び線偏光された右眼映像に変調し、パターンドリターダー５８４に伝達する。

パターンドリターダー５８４は、左眼リターダー５８４ａ及び右眼リターダー５８４ｂを含む。左眼リターダー５８４ａ及び右眼リターダー５８４ｂは、表示パネル５２０の垂直方向に沿って交互に配置される。

ユーザーが着用する偏光眼鏡５８６は、左眼レンズ５８６ａ及び右眼レンズ５８６ｂを含む。左眼レンズ５８６ａは左円偏光のみを透過させ、右眼レンズ５８６ｂは右円偏光のみを透過させる。

従って、ユーザーに伝達された映像のうち、左円偏光された左眼映像は、左眼レンズ５８６ａを通してユーザーの左眼に伝達される。右円偏光された右眼映像は、右眼レンズ５８６ｂを通してユーザーの右眼に伝達される。ユーザーは、左眼・右眼にそれぞれ伝達された左眼映像及び右眼映像を組み合わせて３次元立体映像を認識することになる。

このように本発明の第５実施形態に係る線光源を含む表示装置５１０は、表示パネル５２０の第１及び第２映像を時分割で表示し、光源部５３２の複数の線光源５７４を順次点灯して光線の進行方向を変更するように動作可能である。このように動作させることで、本発明の第５実施形態に係る表示装置５１０は、無眼鏡方式の様々なモード（例えば、２Ｄモード、３Ｄモード、マルチビューモードなど）で駆動されることができる。

この場合、表示パネル５２０の第１及び第２水平画素ラインは、全体が時分割で第１及び第２映像を表示する。従って、偏光眼鏡５８６を着用していないユーザーは、表示パネル５２０の第１及び第２水平画素ライン全体の第１及び第２映像を共に視聴することができる。

そして、本発明の第５実施形態に係る線光源を含む表示装置５１０は、表示パネル５２０の第１及び第２水平画素ラインがそれぞれ第１及び第２映像をそれぞれ表示する。そして、偏光眼鏡５８６を着用したユーザーの左眼及び右眼に、第１及び第２水平画素ラインが表示する第１及び第２映像がそれぞれ伝達されるように制御する。このように動作させることで、ことで、本発明の第５実施形態に係る表示装置５１０は、眼鏡方式の様々なモード（例えば、２Ｄモード、３Ｄモードなど）で駆動されることができる。

なお、上記においては、本発明の望ましい実施形態を参照して説明したが、後述する特許請求の範囲に記載された本発明の精神と領域を逸脱しない範囲内で、本発明を種々に修正及び変更できることは、当該技術分野の当業者にとって自明である。

１１０…表示装置、１２０…表示パネル、１３０…バックライトユニット、１３２…光源部、１３６…レンズアレイ、１３８…導光板、１６０…位置感知手段、１６２…制御部

Claims (10)

1. 複数の視域で複数の映像を時分割多重方式で表示する表示パネルと；
   前記表示パネルの下部に配置される導光板と；
   前記導光板の一縁部に沿って配置され、複数のレンチキュラーレンズを含むレンズアレイと；
   それぞれが前記レンズアレイに光線を出射する複数の線光源を含む光源部と；
   前記複数の視域の位置情報を把握する位置感知手段と；
   前記複数の視域の前記位置情報に基づいて、前記表示パネル、前記光源部及び前記位置感知手段を制御する制御部と、を含むことを特徴とする表示装置。
2. 前記光源部と前記レンズアレイとの間に配置され、前記光線の進行方向を制御する複数の電気湿潤素子を含む光線制御部を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記光源部は、複数の光源層を含み、
   前記複数の光源層のそれぞれは、前記レンズアレイから異なる離隔距離で配置され、
   前記複数の光源層のそれぞれは、
   ベース基板と、
   前記ベース基板の上部にそれぞれが離間して構成される前記複数の線光源と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記ベース基板は、前記複数の線光源の間の複数の透過領域を含むことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記光源部は、
   階段状の複数の層を有するベース基板と、
   前記ベース基板の前記複数の層に互いに離隔してそれぞれ装着され、前記レンズアレイから互いに相違する離隔距離で配置される前記複数の線光源と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
6. 前記表示パネルの前面に配置される偏光板と、
   前記偏光板の前面に配置され、前記表示パネルの垂直方向に沿って交互に配置される左眼リターダー及び右眼リターダーを含むパターンドリターダーと、
   を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
7. 前記複数のレンチキュラーレンズの間のピッチは、前記複数の線光源の間のピッチの２倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
8. 位置感知手段が複数の視域の位置情報を把握する段階と、
   光源部の複数の線光源から出射された光線がレンズアレイ及び導光板を通過して、前記複数の視域に順次到達するように前記光源部を制御する段階と、
   表示パネルが前記光線を用いて前記複数の視域で複数の映像を時分割で表示する段階と、を含むことを特徴とする表示装置の駆動方法。
9. 前記光源部を制御する段階は、
   １つのフレームの前半部である第１サブフレームの間、前記複数の線光源のうち、第１線光源を点灯して前記光線を第１視域に伝達し、１つのフレームの後半部である第２サブフレームの間、前記複数の線光源のうち、第２線光源を点灯して前記光線を第２視域に伝達する段階を含み、
   前記複数の映像を時分割で表示する段階は、
   前記第１サブフレームの間、前記表示パネルが第１映像を表示し、前記第２サブフレームの間、前記表示パネルが第２映像を表示する段階を含むことを特徴とする請求項８に記載の表示装置の駆動方法。
10. 前記光源部は、前記レンズアレイから互いに異なる離間距離で配置される複数の光源層を含み、
    前記光源部を制御する段階は、
    １つのフレームの前半部である第１サブフレームの間、前記複数の光源層のうち、第１光源層の第１線光源を点灯して前記光線を第１視域に伝達し、１つのフレームの後半部である第２サブフレームの間、前記複数の光源層のうち、第２光源層の第２線光源を点灯して前記光線を第２視域に伝達する段階を含み、
    前記複数の映像を時分割で表示する段階は、
    前記第１サブフレームの間、前記表示パネルが第１映像を表示し、前記第２サブフレームの間、前記表示パネルが第２映像を表示する段階を含むことを特徴とする請求項８に記載の表示装置の駆動方法。

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