JP2016065886A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像光源とレンズを組み合わせアレイ化して画像表示装置では、表示面の中央部から離れるに従って画像の輝度斑を生じ、表示画像の品位を低下させる。【解決手段】第１の画像の画像光を点灯する第１画像光源と第２の画像の画像光を点灯する第２画像光源との組み合わせを複数個、面状に配置した光源部と、第１、第２画像光源との組み合わせに対応して設定されるレンズを複数、面上に配置したレンズアレイと、レンズアレイから出射した光を第１、第２の画像光源の点灯に応じて、第１あるいは第２の画像の画像信号に基づいて変調する空間光変調パネルとを備え、レンズアレイの個々のレンズは光源部側からレンズへ入射する光の密度の差異を入射面上において所定の範囲内に収め、出射する光は実質的に平行な光とし、出射する光の向きはレンズアレイの面上における位置に応じて異なる光学特性を有する画像表示装置。【選択図】図１

Description

光源と当該光源からの画像光を集束させるレンズとを備えた、画像表示装置に関する。

立体画像や、立体映像を映像表示装置で視聴する方法のひとつに、映像表示装置が、視聴者への右眼と左眼とへそれぞれ、立体画像や立体映像の内容に応じた視差を有する相互に異なる画像を表示する方法がある。この方法にはさらに、視聴者が眼鏡等を用いて右眼には右眼用画像のみを、左眼には左眼画像のみを視聴する方法（眼鏡視聴方法）と、視聴者が眼鏡等を用いず、映像表示装置側で左眼のみに左眼画像を、右眼のみに右眼画像を表示する方法（裸眼視聴方法）と、がある。本出願の説明では、裸眼視聴方法を用いた映像表示装置等について主に説明する。

特許文献１は、左右の眼に対応する空間的に離れた位置に配置された光源と、光源の位置の違いを光の出射方向に変換するレンズと、そのレンズから出射される指向性をもった光をバックライトとして利用する液晶パネルを組合せ、液晶パネルに左右の眼に対応する映像を表示するのと同期して光源を切り替える技術を開示している。これ、によりバックライトの進行する経路上に左右の眼を置き、液晶パネルを見ることによって、専用のメガネを使うことなく立体像を見ることができる裸眼立体ディスプレイを可能としている。特許文献１は、左右の眼に対応する光源とレンズを一組としたものを複数用意し、液晶パネルの面積に十分なバックライトの面積を確保する技術を開示している。これにより、裸眼立体ディスプレイの装置の奥行きを縮めることができる裸眼立体ディスプレイを可能としている。

特許文献２は、液晶パネルとシリンドリカルレンズとを備えたディスプレイ装置において、液晶パネルの画素と画素との間にある配線部分（非透過部分）により、観察領域のある領域において透過光が到達しない領域が生じることを課題としている。特許文献２ではこの課題を解決するため、画素と、レンズと、の間に拡散マスクを設けることが開示されている。これにより、画素からの光は拡散マスクに入射し、拡散マスクは入射した光を全方向に出射する。レンズは、拡散マスクからの光を観察領域それぞれの空間へ光を分離して投影する。拡散マスクが全方向に出射することで、画素間の配線部分の影響を抑制するものである。

特許文献２に記載の内容では、画素間の配線部分（非透過部分）による影響を抑制することはできても、光源からレンズへ入射する光の部分的な斑による、画像視聴時の光の強弱等の斑を抑制することは困難と考えられる。

特表平４−５０４７８６号公報 特開平６−３３５０３０号公報

本開示は、従来技術では示されていない、より光の斑を抑制した画像表示装置を提供する。

本開示における画像表示装置は、第１の画像の画像光を点灯する第１画像光源と、第２の画像の画像光を点灯する第２画像光源と、の組み合わせを複数個、面状に配置した光源部と、光源部の第１画像光源と第２画像光源との組み合わせに対応して設定されるレンズを複数、面上に配置したレンズアレイと、レンズアレイから出射した光を、第１の画像光源の点灯あるいは第２の画像光源の点灯に応じて、第１の画像の画像信号あるいは第２の画像の画像信号に基づいて変調する空間光変調パネルと、を備え、レンズアレイの個々のレンズは、光源部側からレンズへ入射する光の密度の差異を入射面上において所定の範囲内に収め、出射する光は実質的に平行な光として出射し、当該出射する光の向きは前記レンズアレイの面上における位置に応じて異なる、光学特性を有する。

これにより、レンズアレイの個々のレンズへ入射する光の強さのバラツキを、レンズの入射面上で所定範囲に収めることができるので、画像表示装置が表示する画像の光の斑を抑制することが可能となる。

本開示における画像表示装置は、光の斑を抑制することを可能とするものである。

実施の形態１における画像表示装置の構成図 実施の形態１における光源部の画像光源とレンズアレイの個々のレンズの位置を示す図 実施の形態１における光源部からレンズアレイを透過する光の光路を示す図 実施の形態１におけるレンズアレイの個々のレンズの入射面における光の強さを示すグラフ 実施の形態２における画像表示装置の構成図 実施の形態２における光源部からレンズアレイを透過する光の光路を示す図 実施の形態２におけるレンズアレイの個々のレンズの入射面における光の強さを示すグラフ 実施の形態２における光源部の画像光源とレンズアレイの個々のレンズの位置を示す図 従来技術における画像表示装置の構成図 従来技術における光源部からレンズアレイを透過する光の光路を示す図 従来技術におけるレンズアレイの個々のレンズの入射面における光の強さを示すグラフ

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
（実施の形態１）
図１は本実施の形態で説明する画像表示装置１００の構成を示す図である。以下の説明では、説明を簡略化するため、画像表示装置が表示する映像光が放出される、図面の右方向をＸ軸の正の方向とする。また、画像表示装置の水平方向である、図面の上方向をＹ軸の正の方向とする。画像表示装置の垂直上方向であって、図面の手前方向をＺ軸の正の方向とする。Ｘ、Ｙ、Ｚ軸は相互に立体空間において垂直な位置関係である。この場合、図１は、画像表示装置１００を横方向（＋Ｚ方向）から見た場合の構成断面を示す図である。

画像表示装置１００は、光源部１０１と、遮光部１０２と、レンズアレイ１０３と、空間光変調パネル１０４と、を備える。

光源部１０１は、表示面と平行な平面（ＹＺ平面）上に多数の発光点を有し、それぞれが左右の眼に対応する対となる発光点を持っている。図２の上図は、光源部１０１の光源面を＋Ｘ方向から俯瞰した場合の図である。光源部１０１の光源面は、水平方向（Ｙ軸方向）と、垂直方向（Ｚ軸方向）と、に複数の領域に分割されている。それぞれの領域には、第１画像用の画像光を発光する第１画像光源１０１ａと、第２画像用の画像光を発光する第２画像光源１０１ｂと、を有している。

本実施の形態では、画像表示装置１００が表示する画像として第１画像と、第２画像と、の２種類の画像を表示する場合を例に説明する。この第１画像と第２画像とは、立体画像の左眼用画像と右眼用画像との関係であってもよいし、まったく独立な第１コンテンツ用の画像と第２コンテンツ用の画像との関係であってもよい。

第１画像光源１０１ａは、画像表示装置１００が第１画像を表示している間、点灯し、反対に第２画像光源１０１ｂは消灯している。一方、画像表示装置１００が第２画像を表示している間、第２画像光源１０１ｂは点灯し、第１画像光源１０１ａは消灯する。

遮光部１０２は、光源部１０１のそれぞれの領域にある第１画像光源１０１ａと第２画像光源１０１ｂとから発せされた画像光が、後述するレンズアレイ１０３の対応する個々のレンズ以外のレンズに入射するのを防ぐものである。つまり遮光部１０２は、レンズアレイ１０３の個々のレンズに、対応する第１画像光源１０１ａ、第２画像光源１０１ｂ以外の光源からの光が入射するのを防ぐ。遮光部１０２は、例えば、光源部１０１のそれぞれの領域と、レンズアレイ１０３の個々のレンズと、を両端に有する筒状の形状有し、内部に空間を保持するために区切る板状の部材の集合体のような構造となる。

レンズアレイ１０３は、光源部１０１のそれぞれの領域に含まれる発光点からの光を受け、出射光をほぼ平行光に整え、出射面側に出射する。レンズアレイ１０３は、図２下図で示すように、光源部１０１と同様に、画像表示装置１００の表示面と平行な平面上に、複数の領域を設け、それぞれの領域に対応して個々の要素となるレンズを有する。レンズアレイ１０３は、この個々のレンズを画像表示装置の水平方向と垂直方向に配列した集合体である。

この個々のレンズは単レンズでも組みレンズでもよく、厚みを減らすためにフレネルレンズや回折レンズとしてもよい。

空間光変調パネル１０４は、光源部１０１の第１画像光源１０１ａ、第２画像光源１０１ｂの点灯に同期して立体画像を構成する左右の画像を交互に表示する。空間光変調パネル１０４は液晶パネル等で実現できる。

本実施の形態で説明するレンズアレイ１０３は、レンズアレイ１０３を構成する個々のレンズが、画像面（ＹＺ平面）の中心部と周辺部とで異なる光学特性を有することを特徴とする。

この点についてより具体的に説明する。図３Ａは、画像面の中心部付近（図１の１０５部分）における、ある光源１０１ａ、１０１ｂと、遮光部１０２と、レンズアレイ１０３の個々のレンズと、の関係を画像表示装置の上方向（＋Ｚ方向）から見た場合の図である。第１画像光源１０１ａ、第２画像光源１０１ｂからの光は、レンズアレイ１０３の対応するレンズへ入射する。遮光部１０２は、上述したように、光源部１０１ａ、１０１ｂと、レンズアレイ１０３の対応するレンズと、を両方の開口部に配置するような筒状の形状を有している。

画像面の中心部付近では、第１画像光源１０１ａ、第２画像光源１０１ｂは、レンズアレイ１０３の対応するレンズの光軸と、それが光源部１０１と交わる交点の付近に配置される。この場合には、画像光を画像表示装置１００の正面方向に出射すればよい。第１画像光源１０１ａと、第２画像光源１０１ｂと、を光軸付近に配置することで、光源からの光は、レンズに比較的均一に入射する。光源が光軸付近に配置されると、レンズへ入射した光源からの光は、光軸に沿って平行な光として正面方向（＋Ｘ方向）に出射する。そのため、ここでのレンズは光軸に対して対称な光学特性を有するものが好ましい。

なお、ここで、「光が、レンズに比較的均一に入射」とは、レンズに入射する光が最も弱い（光の密度が低い）部分と、レンズに入射する光が最も強い（光の密度が高い）部分と、が所定の範囲内に収まっていることを意味する。

図３Ｂは、反対に画像面の周辺部付近（図１の１０６部分）における、ある光源１０１ａ、１０１ｂと、遮光部１０２と、レンズアレイ１０３の個々のレンズと、の関係を画像表示装置の上方向から見た場合の図である。第１画像光源１０１ａ、第２画像光源１０１ｂからの光はレンズアレイ１０３の対応するレンズへ入射する。

ただし、図３Ａの場合と異なり、図３Ｂの例では、レンズアレイ１０３の対応するレンズが、光軸に対しして対称な特性とはならないレンズである。基本的な考えとして、画像を視聴する視聴者の位置、より具体的には、画像表示装置が保持等している視聴者が画像を視聴すると想定している位置の方向へ画像光を出射することが好ましい。一般的に、画像を視聴する視聴者は、画像面の中心から画像面の前面方向（＋Ｘ方向）から所定の距離の位置で視聴すると考えると、周辺部（１０６部分）等のレンズは、Ｘ軸に平行な方向から画像面の中心位置方向に傾斜した光を出射することが好ましいと考えられる。そこで、ここでのレンズは、出射する方向が画像面の中心方向に傾斜した光学特性を備える。つまり、入射面側の光軸と出射面側の光軸とが同一直線上にない光学特性を有するレンズなどである。

画像面の中心部と周辺部とで出射する画像光の方向が異なる効果を実現する他の方法として、例えば、図９に示すような画像表示装置がある。図９の画像表示装置８００は、光源部８０１と、レンズアレイ８０２と、空間光変調パネル８０４と、を備える。レンズアレイ８０２の個々のレンズは、レンズアレイ８０２の面上の位置において異なる光学特性を有するものではない。そのため、画像表示装置８００は、すべてのレンズからの画像光を視聴位置方向へ向けるには、レンズアレイ８０２の個々のレンズと、そのレンズに対応する第１画像光源、第２画像光源と、の位置関係を好適に設定する必要がある。

図１０Ａは、図９の領域８０５（画像面の中心付近部分）における構成を示した図である。第１画像光源８０１ａ、第２画像光源８０２ｂからの光は、レンズアレイ８０３の対応するレンズに入射し、＋Ｘ方向に平行な光として出射する。これは、本実施の形態で説明した図３Ａのケースとほぼ同一である。

図１０Ｂは、図９の領域８０６（画像面の周辺付近部分）における構成を示した図である。第１画像光源８０１ａ、第２画像光源８０２ｂからの光をＸ軸と平行な方向から画像面の中心方向（図１０Ｂのケースでは、−Ｙ方向）に傾斜した光としてレンズが出射するためには、第１画像光源８０１ａ、第２画像光源８０１ｂは、レンズの光軸と光源部８０１との交点より＋Ｙ側に配置する必要がある。このようにレンズの光軸と第１画像光源８０１ａ、第２画像光源８０１ｂとの位置を、調整することで、画像面周辺部の画像光を所定の方向へ出射することが可能となる。

しかし、この場合には、以下のような課題がある。図１１Ａは、図９の領域８０５におけるレンズへ入射する光の大きさをレンズ面の位置に応じて示したグラフである。グラフの縦軸は、レンズの入射面における位置を示している。グラフの横軸は、レンズに入射する光の強さ（光密度の大きさ）を示している。

この図によれば、入射する光の強さが最も強いのはレンズ中心付近である。反対に、入射する光の強さが最も弱いのは、レンズ＋Ｙ端付近あるいは、−Ｙ端付近である。これは、第１画像光源８０１、第２画像光源８０２等からの位置が近いのが中心付近であり、遠いのが、レンズ＋Ｙ端付近、−Ｙ端付近となるからである。

図１１Ｂは、図９の領域８０６におけるレンズへ入射する光の大きさをレンズ面の位置に応じて示したグラフである。この図によれば、入射する光の強さがもっとも強いのは、レンズ＋Ｙ端より少し下の部分である。反対に最も弱いのは、レンズ−Ｙ端部分である。これは、第１の画像光源８０１ａ、第２の画像光源８０１ｂが、レンズの光軸よりも＋Ｙ方向に配置されているため、レンズの−Ｙ端付近は、光源からの位置が比較的遠くなり、光の強さが弱くなるからである。すなわち、光源からレンズの入射面までの距離が遠くなるほど、一般的に光の強さが小さくなると考えられる。

このようにそれぞれのレンズにおいて、光の強さが強い（明るい）部分と弱い（暗い）部分とが所定以上の差で生じると、画像を視聴する視聴者には、画像光が画像面の領域によって明るい部分と暗い部分とが混ざった状態の画像となる。

また、図９の画像表示装置８００の場合には、周辺部の領域ほど、画像光源は、レンズアレイ８０３の個々のレンズの光軸と、離しておく必要がある。そのため、画像面の周辺部では、第１の画像光源８０１ａと、第２の画像光源８０１ｂとを一組の画像光源とした場合、隣接する画像光源の組の距離は、それぞれの対応する隣接するレンズ間距離よりも、大きくなる場合がある。これは、つまり、周辺部ほど画像光源と対応するレンズとの距離が大きくなることを意味している。その結果、画像表示装置８００の場合には、表示面全体としてみると、画像面の中心部ほど明るく、周辺部ほど暗くなる傾向になると考えられる。

本実施の形態では、レンズへ入射する画像光をレンズの入射面上で光の強さの大きい部分と小さい部分との差異が所定の範囲内に収まるようにする。さらに、レンズからの出射光は、画像を視聴する視聴者が居ると想定される方向に、平行な光として出射するように、レンズアレイのそれぞれのレンズを構成する。

図３Ｂに戻って、本実施の形態で説明する画像表示装置１００は、この点を改善したものである。具体的には、レンズ入射面での光の差異を抑制するため、光軸と、光源部１０１との交点が、第１の画像光源１０１ａと、第２の画像光源１０１ｂとの中点と実質的に同一となるように配置する。さらに、第１の画像光源１０１ａと、第２の画像光源１０１ｂと、は光軸からの距離を極力小さくすることが好ましい。これにより、第１の画像光源１０１ａ、第２の画像光源１０１ｂが発光した光は、レンズアレイ１０３の対応するレンズの比較的、均等な強さ（光の密度）で入射することが可能となる。

また、レンズアレイ１０３のそれぞれのレンズは、レンズが配置される画像面での位置によって、その光学特性をそれぞれ異なるものとする。それぞれのレンズは、画像面上でのレンズの位置と、画像表示装置で視聴者が視聴すると想定している位置と、に基づいて、出射する光の方向を視聴者が視聴すると想定している位置の方向へ、平行な光を出射する。このためにレンズは、例えば、レンズの入射側の光軸と、出射側の光軸とが異なる、形状のレンズであってもよい。つまり、レンズの偏向角が入射光の角度と異なるものである。例えば、入射側の光軸が、第１の画像光源１０１ａ、第２の画像光源１０１ｂの中点を通るものであり、出射側の光軸は、視聴者が視聴すると想定している位置を通るものであってもよい。

上記のような光学特性を有するレンズとして、レンズ形状により実現するだけでなく、例えば、光の入射側の光軸と出射側の光軸とを可変にできるデバイスを用いて本実施の形態の画像表示装置を実現するものであってもよい。

図４Ａ、図４Ｂは、本実施の形態で説明した画像表示装置１００の場合の、レンズアレイ１０３のそれぞれのレンズに入射する光の強さを示した図である。図４Ａは、領域１０５の部分について、図４Ｂは、領域１０６の部分について示す。

図４Ａ、図４Ｂともに、レンズ中心付近で光の強さは最大となり、レンズ＋Ｙ端あるいは、レンズ−Ｙ端で、光の強さが最小となる。しかし、この場合には、光の最も強い部分と弱い部分との差異を、図１０Ｂで示したような場合と比較して、小さくすることができる。

レンズへ入射する光の強さの入射面上での差異を、画像を表示した場合の画像光の斑が目立たない程度に、所定の範囲内で抑えることが可能となる。より好ましくは、この差異が、レンズの入射面上すべてで０に近づくことが好ましい。

さらに上記のレンズは、レンズアレイ１０３の面上において配置される位置に応じて、光の出射方向（偏向角）が異なるものであればよい。一般的に、画像を視聴する視聴者が画像表示装置の正面付近に居ると想定した場合は、画像面の周辺部ほどレンズの偏向角は、大きくなる傾向がある。つまり、レンズアレイ１０３の中央部のレンズは図３Ａに示すようにあまり光を偏向させる必要がないので光軸中心に対して対称的な形状をしている。一方、レンズアレイ１０３の周辺部のレンズはその出射光を視聴者の目に届けるため、図３Ｂのように大きく偏向する必要があり、光軸中心に対して非対称的な形状をしている。

図２下図にレンズアレイ１０３を＋Ｘ軸方向から見た場合のそれぞれのレンズの状態を示す。図２下図では、それぞれのレンズがフレネルレンズとして構成した場合である。それぞれの領域において、レンズアレイ１０３の中心部分では、フレネルレンズの中心と、それぞれの領域の中心との距離が非常に小さくなっている。反対に、周辺部では、フレネルレンズが領域において、中心側によっていることがわかる。すなわち、レンズが出射する光の方向が偏向角を有しているのがわかる。

光源部１０１上の画像光源は、レンズアレイ１０３の個々のレンズの入射面に対してできるだけ均一な入射光分布を与えるため、ほぼレンズの幾何的な中心にもっとも近い位置に置く。これは、図９に示す画像表示装置の光源部８０１の画像光源が、視聴者の目に光を集めるため、レンズアレイ８０３の要素レンズの間隔よりやや広い間隔で配置されるのに対し、本実施の形態における画像表示装置１００では、図１又は図２上図に示すように光源部１０１上の発光点はレンズアレイ１０２を構成する要素レンズの間隔と同じ間隔で配置される。

図２上図では、示すように光源部１０１のそれぞれの領域に含まれる第１画像光源１０１ａと第２画像光源１０１ｂとは、画像面の中心、周辺部に係らず近接して、領域のほほ中央付近に配置されている。

これによってレンズアレイ１０３の中央部のレンズにおいて、第１画像光源１０１ａ、第２画像光源１０１ｂ等の画像光源の組み合わせから対応するレンズの周辺端までの距離を許容できる範囲内で実質的に等しくし、レンズの入射面での光の強度分布が図４Ａのように画像光の光斑による差異を所定の範囲内に収めることができる。また、同様に、レンズアレイ１０３の周辺部のレンズにおいても、画像光源の組み合わせから対応するレンズの周辺端までの距離を許容できる範囲内で実質的に等しくし、レンズの入射面での光の強度分布を図４Ｂのように画像光の光斑による際を所定の範囲内に収めることができる。

これにより、光源から対応するレンズまでの距離の差異による生じる、表示される画像の光の斑を従来と比較して抑制することが可能となる。

（本実施の形態の変形例）
（実施の形態２）
図５は本実施の形態の画像表示装置５００の構成を示す図である。画像表示装置５００は、光源部１０１と、遮光部１０２と、レンズアレイ５０３と、空間光変調パネル１０４と、偏向レンズ５０７と、を備える。

以下の説明では、実施の形態１と相違する点を中心に説明を行う。実施の形態１と同じ部分については、同じ符号を割り当て説明を省略する。

本実施の形態の画像表示装置５００が、実施の形態１で説明した画像表示装置１００と、異なる点は、レンズアレイ５０３と、偏向レンズ５０７と、である。

レンズアレイ５０３は、実施の形態１と同様にレンズアレイが構成する面上に、光源部の第１画像光源１０１ａ、第２画像光源１０１ｂの組み合わせにそれぞれ対応して、一つのレンズが割り当てられる。これらのレンズが面上に集合したものがレンズアレイ５０３である。実施の形態１では、レンズがレンズアレイ１０３のどの部分に配置されるかに基づいて、それぞれのレンズの光学特性が異なるものであった。

本実施の形態で説明するレンズアレイ５０３は、レンズアレイ５０３の面上のすべてのレンズが実質的に同じ光学特性を有することを特徴とする。この場合には、レンズアレイ５０３の個々のレンズは、レンズの光軸と光源部１０１との交点が、第１画像光源１０１ａ、第２画像光源１０１ｂの中点と実質的に同じ位置となるように画像光源とレンズアレイ５０３とを配置する。実施の形態１では、画像面の中心部付近と周辺部付近とでレンズアレイを構成するレンズの出射側の光軸が、入射側の光軸に対して、角度（偏向角）を有する構成とした。本実施の形態では、画像面の中心部付近、周辺部付近に係らず、レンズアレイを構成するレンズの出射側の光軸が、入射側の光軸に対して、角度（偏向角）を有実質的に有しない構成とする。つまり、本実施の形態では、この関係をレンズがレンズアレイ５０３のいずれに配置されるかを問わず、レンズアレイ５０３のすべてのレンズにおいて同様の構成とする。

画像表示装置５００は、さらに偏向レンズ５０７を有する。偏向レンズ５０７は、そのレンズアレイ５０３で集束された光を、所定の方向へ偏向させる。そのため、偏向レンズ５０７は、当該部分が像面のいずれの位置に配置されるかで、その偏向特性が異なる。一般的に視聴者が画像表示装置の前面中央に位置すると想定したなら、偏向レンズ５０７は、画像面の周辺部ほど偏向角が大きくなる（図６Ｂ）。

なお、画面中央付近では、偏向レンズ５０７をいれたとしても、画面中央付近での偏向レンズ５０７の偏向角が小さいため、レンズアレイ５０３の個々のレンズや偏向レンズ５０７を透過しても画像光は実質的に直進して出射する（図６Ａ）。

図７Ａ、図７Ｂは、それぞれ、図６Ａ、図６Ｂの場合のレンズアレイ５０３の個々のレンズの入射面における光の強さをグラフ化したものである。この場合には、図７Ａ、図７Ｂのいずれの場合にも、光の最も強い部分と最も弱い部分との差異が、図１０Ｂ等で例示した内容と比較して、画像を表示する際の光斑が目立たない程度に、所定の範囲に収まっていると考えられる。

図８上図は、光源部１０１の第１画像光源１０１ａと第２画像光源１０１ｂとを組としたものを面上に並べたものを示した図である。図８下図は、レンズアレイ５０３の個々のレンズを面上に配列した場合の例を示した図である。光源部１０１の構成は、実施の形態１の図２上図と同じ内容である。レンズアレイ５０３の個々のレンズは、上記で説明したように、実施の形態１のような偏向角を有する必要がない。そのため、すべてのレンズは、当該領域内で同じ位置にその光軸の中心を位置するように並べられている。

本実施の形態では、偏向レンズ５０７という構成要素が増えるもののレンズアレイ５０３を構成する個々のレンズの光学特性、すなわち構造、形状、電気特性等が実質的に同一とすることができるため、レンズアレイ５０３の製造が比較的容易になるという特徴がある。

また実施の形態１と同様に、画像表示装置が表示する画像の光の斑を抑制することが可能となる。

（実施の形態２の変形例）
本実施の形態では、偏向レンズ５０７として、一つの偏向レンズを用いた場合を例に説明したが、本実施の形態の発明はこれに限定されない、レンズアレイ５０３と同様に、偏向レンズ５０７もレンズアレイ構成とし、それぞれのレンズアレイ上での位置に応じて、偏向特性が異なる複数の偏向レンズを並べたものであってもよい。

（実施の形態１、及び実施の形態２の変形例）
上記の実施の形態の説明では、第１画像の画像光として第１画像光源１０１ａ、第２画像の画像光として第２画像光源１０１ｂ、がそれぞれ点灯する場合について説明した。これら第１画像光源１０１ａと、第２画像光源１０１ｂとは、一定周期毎に点灯、消灯を繰り返すものであっても良い。例えば表示する画像が立体画像の場合には、左眼用画像として第１画像を、右眼用画像として第２画像を用いる。この際に、右眼用画像を表示している間、第１画像光源は点灯し、第２画像光源は消灯する。反対に、左眼用画像を表示している間、第１画像光源は消灯し、第２画像光源は点灯する。これを、例えば１２０Ｈｚ毎当の所定周期で行い、空間光変調パネル１０４は同じ周期で第１画像に対する第１画像信号、第２画像に対する第２画像信号に基づいて表示内容を更新する。また、その際、実施の形態１のレンズアレイ１０３の個々のレンズが偏向する角度、あるいは、実施の形態２の偏向レンズ５０７の偏向角は、左眼用画像は視聴者の左眼の位置へ、右眼用画像は視聴者の右眼の位置へ出射するように偏向角を持たせるものであっても良い。視聴者の左眼と右眼用との位置の違いは、レンズアレイ１０３の個々のレンズ又は偏向レンズ５０７に対する、第１画像光源１０１ａと、第２画像光源１０１ｂの光軸に対する位置の違いで設定する。

この場合には、視聴者は立体画像専用の眼鏡等を用いることなく、画像表示装置で立体画像を鑑賞することが可能となる。

また、本実施の形態では、画像表示装置が第１画像と第２画像と、の２種類の画像を表示することを前提として説明したが、本出願の内容はこれに限定されない。例えば、画像表示装置は１種類の画像のみを表示する場合であっても、本出願で説明した内容の画像表示装置であれば、表示される画像の光の斑を抑制することが可能となる。

なお、実施の形態１（図１）で示した画像表示装置１００では、レンズアレイ１０３と空間光変調パネル１０４との間に、実施の形態２（図５）で示した画像表示装置１００では、偏向レンズ５０７と空間変調パネル１０４との間に、さらに拡散板を設けるものであってもよい。この拡散板は、レンズアレイ１０３または偏向レンズ５０７からの光を内部で拡散し、空間光変調パネル１０４側に出射する。これを挿入することで、光の斑をより抑制することができる。

この拡散板は、好ましくはＹＺ平面上の向きによって拡散の大きさが異なる性質を持つものがより好ましい。具体的には、Ｙ軸方向（水平方向）に対して、Ｚ軸方向（垂直方向）の拡散度合いを大きくすることが好ましい。これは、画像表示装置１００又は５００が立体画像を表示する場合において、立体画像の左眼用画像と右眼用画像とでは一般的に横方向の視差の分だけ異なる内容となる。そのため、横方向での左眼用画像と右眼用画像とで拡散板による拡散効果で両画像の内容が混在することを抑制するため、垂直方向のみに光をより拡散し、水平方向については拡散を抑制する特性を有する拡散板であることが好ましい。

なお、実施の形態１、実施の形態２では、表示する内容を「画像」として説明したが、「画像」には静止画像だけでなく、テレビで表示される複数の静止画像を時間的に連続して表示する映像も含めて、本実施の形態で説明する内容を利用することができる。

以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１〜２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本出願に記載の発明は、テレビはプロジェクタ等の画像を表示する画像表示装置で利用することができる。

１００、５００、８００ 画像表示装置
１０１、８０１ 光源部
１０２ 遮光部
１０３、５０３、８０３ レンズアレイ
１０４、５０４、８０４ 空間光変調パネル
５０７ 偏向レンズ

Claims (4)

1. （実施の形態１）
   第１画像の画像光を点灯する第１画像光源と、第２画像の画像光を点灯する第２画像光源と、の組み合わせを複数個、面状に配置した光源部と、
   前記光源部の前記第１画像光源と第２画像光源との組み合わせに対応して設定されるレンズを複数、面上に配置したレンズアレイと、
   前記レンズアレイから出射した光を、第１画像光源の点灯あるいは第２画像光源の点灯に応じて、前記第１画像の画像信号あるいは第２画像の画像信号に基づいて変調する空間光変調パネルと、を備え、
   前記レンズアレイの個々のレンズは、前記光源部側からレンズへ入射する光の密度の差異を入射面上において所定の範囲内に収め、出射する光は実質的に平行な光として出射し、当該出射する光の向きは前記レンズアレイの面上における位置に応じて異なる、光学特性を有する、
   画像表示装置。
2. 前記レンズアレイの個々のレンズが出射する光の向きは、前記第１の画像又は第２の画像を視聴すると想定されている位置の方向である、
   請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記レンズアレイと空間光変調パネルとの間に、前記レンズアレイから出射した光を拡散する拡散板をさらに有し、
   前記拡散板は、当該画像表示装置の垂直方向への拡散の大きさが、水平方向への拡散の大きさよりも大きい、
   請求項１乃至２のいずれかに記載の画像表示装置。
4. 第１画像の画像光を点灯する第１画像光源と、第２画像の画像光を点灯する第２画像光源と、の組み合わせを複数個、面状に配置した光源部と、
   前記光源部の前記第１画像光源と第２画像光源との組み合わせに対応して設定されるレンズを複数、面上に配置したレンズアレイと、
   前記レンズアレイから出射した光を、前記レンズアレイの面上の位置に応じて、所定の方向へ偏向させる偏向レンズと、
   前記偏向レンズから出射した光を、第１画像光源の点灯あるいは第２画像光源の点灯に応じて、前記第１画像の画像信号あるいは第２画像の画像信号に基づいて変調する空間光変調パネルと、を備え、
   前記レンズアレイの個々のレンズは、前記光源部側からレンズへ入射する光の密度の差異を入射面上において所定の範囲内に収め、出射する光は実質的に平行な光として出射する光学特性を有する、
   画像表示装置。