JP2018136525A - 裸眼３ｄ用レンチキュラーレンズシート及び裸眼３ｄ用液晶表示モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、視認範囲を十分に拡大可能な裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートを提供する。【解決手段】本発明の裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシート１は、液晶パネルの表面側に配設され、表面に並列するシリンドリカルレンズ群２を有する裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシート１であって、シリンドリカルレンズ群２を構成する複数のシリンドリカルレンズ２ａの曲率半径が、並列方向において、中央より外側の方が大きい。【選択図】図２

Description

本発明は、裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシート及び裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール
に関する。

近年、特殊な眼鏡を必要としないで立体映像が視認可能な３Ｄ液晶表示装置が提案されている。この３Ｄ液晶表示装置は、左右の眼で視差のついた映像を視認者に表示することでこの映像を立体的に見せるものである。

この３Ｄ液晶表示装置としては、例えば右目用視差映像を表示する右目用画素と左目用視差映像を表示する左目用画素とがストライプ状に配設された液晶パネルの表面側にレンチキュラーレンズシートを配したレンチキュラーレンズ方式が採用されている。このレンチキュラーレンズ方式の３Ｄ液晶表示装置は、レンチキュラーレンズシートを介して、右目用画素から表示される視差映像を視認者の右目に視認させ、左目用画素から表示される視差映像を視認者の左目に視認させることで、この視認者に立体映像を表示する（特開２０１２−６８５００号公報参照）。

特開２０１２−６８５００号公報

しかしながら、上記公報に記載の従来の３Ｄ液晶表示装置は視認範囲を十分に拡大することができず、視認者が液晶パネルの中央から若干程度左右にずれるとクロストークを生じるおそれがある。また、この従来の３Ｄ液晶表示装置は、液晶パネルのサイズが大きくなると、左目用視差映像が右目に入射し、右目用視差映像が左目に入射することでゴーストを生じるおそれがある。

本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、視認範囲を十分に拡大することができる裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシート及び裸眼３Ｄ液晶表示モジュールの提供を課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートは、液晶パネルの表面側に配設され、表面に並列するシリンドリカルレンズ群を有する裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートであって、上記シリンドリカルレンズ群を構成する複数のシリンドリカルレンズの曲率半径が、並列方向において、中央より外側の方が大きい。

また、上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る裸眼３Ｄ用液晶表示モジュールは、液晶パネルと、この液晶パネルの表面側に配設される当該レンチキュラーレンズシートとを備える。

本発明の裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシート及び裸眼３Ｄ用液晶表示モジュールは、視認範囲を十分に拡大することができる。

本発明の一実施形態に係る裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートを示す模式的斜視図である。 図１の裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートのシリンドリカルレンズの稜線方向から見た模式的正面図である。 図１の裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートとは異なる形態に係る裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートのシリンドリカルレンズの稜線方向から見た模式的正面図である。 図１の裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートを備える裸眼３Ｄ用液晶表示モジュールを示す模式図である。 図４の裸眼３Ｄ用液晶表示モジュールの映像表示メカニズムを示す模式図である。 図４の裸眼３Ｄ用液晶表示モジュールとは異なる形態に係る裸眼３Ｄ用液晶表示モジュールを示す模式図である。 図６の裸眼３Ｄ用液晶表示モジュールの液晶パネルの厚さ方向視における液晶パネル及び透明表示パネルの位置関係を示す模式図である。 図６の裸眼３Ｄ用液晶表示モジュールの３Ｄ映像の表示状態を示す模式的斜視図である。 Ｎｏ．１の液晶表示装置の視認範囲を示すグラフである。 Ｎｏ．１の液晶表示装置の解析対象位置を示す模式図である。 Ｎｏ．２の液晶表示装置の視認範囲を示すグラフである。 Ｎｏ．３の液晶表示装置の視認範囲を示すグラフである。 Ｎｏ．４の液晶表示装置の視認範囲を示すグラフである。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。

本発明の一態様に係る裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートは、液晶パネルの表面側に配設され、表面に並列するシリンドリカルレンズ群を有する裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートであって、上記シリンドリカルレンズ群を構成する複数のシリンドリカルレンズの曲率半径が、並列方向において、中央より外側の方が大きい。

当該裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートは、シリンドリカルレンズ群を構成する複数のシリンドリカルレンズの曲率半径が、並列方向中央から外側にかけて大きくなっている。そのため、当該裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートは、上記並列方向の外側のシリンドリカルレンズの方が並列方向中央のシリンドリカルレンズよりも液晶パネルから出射される映像を中央側に集光する機能が高い。これにより、当該裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートは視認範囲を拡大することができる。

上記シリンドリカルレンズ群が、上記並列方向にシリンドリカルレンズの曲率半径が共通する複数の領域を有し、上記複数の領域が並列方向中央を基準として左右対称に設けられているとよい。このように、上記シリンドリカルレンズ群が、上記並列方向にシリンドリカルレンズの曲率半径が共通する複数の領域を有し、上記複数の領域が並列方向中央を基準として左右対称に設けられていることによって、上記シリンドリカルレンズ群の形成容易化を図り、視認範囲を容易かつ確実に拡大することができる。

上記複数の領域の個数が９以下の奇数であるとよい。このように、上記複数の領域の個数が７以下の奇数であることによって、高精度なシリンドリカルレンズ群を容易に形成することができ、視認範囲をより容易かつ確実に拡大することができる。

隣接する上記領域におけるシリンドリカルレンズの曲率半径の差としては、３０μｍ以下が好ましい。このように、隣接する上記領域におけるシリンドリカルレンズの曲率半径の差が上記上限以下であることによって、映像に縞模様が生じることを抑制できる。

上記シリンドリカルレンズ群の頂点の高さが等しいとよい。このように、上記シリンドリカルレンズ群の頂点の高さが等しいことによって、映像に縞模様が生じることを抑制できる。

また、本発明の他の一態様に係る裸眼３Ｄ用液晶表示モジュールは、液晶パネルと、この液晶パネルの表面側に配設される当該レンチキュラーレンズシートとを備える。

当該裸眼３Ｄ用液晶表示モジュールは、当該レンチキュラーレンズシートを備えるので視認範囲を拡大することができる。

当該裸眼３Ｄ用液晶表示モジュールは、上記レンチキュラーレンズシートの表面側に配設される透明表示パネルをさらに備えるとよい。このように、上記レンチキュラーレンズシートの表面側に配設される透明表示パネルをさらに備えることによって、上記透明表示パネルによる遮蔽機能を利用して３Ｄ映像の遠近効果を高めることができる。

上記レンチキュラーレンズシートと上記透明表示パネルとの間隔としては５ｃｍ以上１５ｃｍ以下が好ましい。このように、上記レンチキュラーレンズシートと上記透明表示パネルとの間隔が上記範囲内であることによって、３Ｄ映像を上記透明表示パネルよりも表面側に飛び出して表示することが容易であり、この３Ｄ映像に視認者の視線を誘導することができる。

上記液晶パネルが、この液晶パネルの厚さ方向視において上記透明表示パネル内に包含されるとよい。このように、上記液晶パネルが、この液晶パネルの厚さ方向視において上記透明表示パネル内に包含されることによって、上記透明表示パネルの液晶パネルと重なり合わない領域を遮蔽領域とすることで、３Ｄ映像に視認者の視線を誘導することができる。

なお、本発明において、「表面側」とは、液晶表示装置に組み込まれた状態における視認者側を意味する。また、「表面」とは、液晶表示装置に組み込まれた状態における視認者側の面を意味する。「シリンドリカルレンズ群の頂点の高さが等しい」とは、シリンドリカルレンズ群を構成する複数のシリンドリカルレンズの最も高い頂点位置と最も低い頂点位置との差が２０μｍ以下であることをいい、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下であることをいう。「レンチキュラーレンズシートと透明表示パネルとの間隔」とは、レンチキュラーレンズシートと透明表示パネルとの厚さ方向における最短距離をいう。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明に係る裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシート及び裸眼３Ｄ用液晶表示モジュールの各実施形態について図面を参照しつつ詳説する。

［第一実施形態］
＜裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシート＞
図１の裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシート（以下、単に「レンチキュラーレンズシート１」ともいう。）は、液晶パネル（不図示）の表面側に配設され、表面に並列するシリンドリカルレンズ２群を有する。当該レンチキュラーレンズシート１は、液晶パネルから出射される映像光を透過させることで２視差の３Ｄ映像を表示する。具体的には、当該レンチキュラーレンズシート１は、右目用視差映像を表示する右目用画素と左目用視差映像を表示する左目用画素とがストライプ状に配設された液晶パネルの表面側に配設され、右目用画素から表示される視差映像を視認者の右目に視認させ、左目用画素から表示される視差映像を視認者の左目に視認させることで、この視認者に立体映像を表示する。

当該レンチキュラーレンズシート１は、シリンドリカルレンズ群２を構成する複数のシリンドリカルレンズ２ａの曲率半径が、シリンドリカルレンズ群２の並列方向において、中央より外側の方が大きい。詳細には、当該レンチキュラーレンズシート１は、上記並列方向における複数のシリンドリカルレンズ２ａの曲率半径が、中央から外側に段階的に大きくなっている。

当該レンチキュラーレンズシート１は、シリンドリカルレンズ群２を構成する複数のシリンドリカルレンズ２ａの曲率半径が、並列方向中央から外側にかけて大きくなっている。そのため、当該レンチキュラーレンズシート１は、上記並列方向の外側のシリンドリカルレンズ２ａの方が並列方向中央のシリンドリカルレンズ２ａよりも液晶パネルから出射される映像を中央側に集光する機能が高い。これにより、当該レンチキュラーレンズシート１は視認範囲を拡大することができる。

当該レンチキュラーレンズシート１は、表面にシリンドリカルレンズ群２を有するシリンドリカルレンズアレイ層３と、シリンドリカルレンズアレイ層３の裏面側に積層される基材層４とを有する。なお、「裏面側」とは、液晶表示装置に組み込まれた状態における視認者側と反対側を意味する。

当該レンチキュラーレンズシート１のサイズの下限としては、１５インチが好ましく、１７インチがより好ましい。一方、上記サイズの上限としては、２７インチが好ましく、２１．５インチがより好ましい。上記サイズが上記下限より小さいと、視認範囲拡大効果が顕著に現れないおそれがある。逆に、上記サイズが上記上限を超えると、焦点距離を合わせて視認することを要する裸眼３Ｄ用液晶表示装置として用い難くなるおそれがある。

（シリンドリカルレンズアレイ層）
シリンドリカルレンズアレイ層３は、複数のシリンドリカルレンズ２ａが並列に配されたシリンドリカルレンズ群２を表面に有する。複数のシリンドリカルレンズ２ａの稜線は、液晶表示装置に組み込まれた状態で上下方向に配設される。シリンドリカルレンズ群２は、図２に示すように、上記並列方向にシリンドリカルレンズ２ａの曲率半径が共通する複数の視認範囲制御領域Ｒを有する。１つの視認範囲制御領域Ｒは、上記並列方向の中央部に設けられ、その他の視認範囲制御領域Ｒは、中央部の視認範囲制御領域Ｒを基準として左右対称に設けられている。これにより、当該レンチキュラーレンズシート１は、複数の視認範囲制御領域Ｒが、上記並列方向中央を基準として左右対称に設けられている。当該レンチキュラーレンズシート１は、上記並列方向中央を基準として複数の視認範囲制御領域Ｒを左右対称に設けることで、上記並列方向の中央側に向けて視認範囲制御領域Ｒ毎に映像光の屈折角度を調整することができる。当該レンチキュラーレンズシート１は、外側の視認範囲制御領域Ｒのシリンドリカルレンズ２ａほど中央側に集光する機能が高いので、液晶パネルから出射される右目用映像光を視認者の右目に対応する焦点に集光させ、かつ左目用映像光を視認者の左目に対応する焦点に集光させることが容易である。当該レンチキュラーレンズシート１は、各視認範囲制御領域Ｒ毎にシリンドリカルレンズ２ａの曲率半径を設定すればよいので、シリンドリカルレンズ群２の形成容易化を図りつつ、視認範囲を容易かつ確実に拡大することができる。

複数の視認範囲制御領域Ｒの個数としては、９以下の奇数であることが好ましい。つまり、複数の視認範囲制御領域Ｒの個数としては、３、５、７又は９が好ましい。複数の視認範囲制御領域Ｒの個数が上記上限を超えると、シリンドリカルレンズ群２の形成が困難になるおそれがある。なお、複数の視認範囲制御領域Ｒの個数の下限としては、視認範囲拡大効果を向上させる点から７がより好ましい。

複数のシリンドリカルレンズ２ａは同一の仮想平面から表面側に突出するよう配設されている。また、シリンドリカルレンズ２ａの高さは、曲率半径が小さい程高い。そのため、図２に示すように、各視認範囲制御領域Ｒにおける複数のシリンドリカルレンズ２ａの頂点高さは等しく、かつ上記並列方向の外側の視認範囲制御領域Ｒのシリンドリカルレンズ２ａ程頂点高さは低い。当該レンチキュラーレンズシート１は、複数のシリンドリカルレンズ２ａが同一の仮想平面から表面側に配設されるので、シリンドリカルレンズ群２の形成が容易である。

各シリンドリカルレンズ２ａの稜線と垂直方向における表面の曲面形状としては、例えば楕円弧状であってもよいが、円弧状が好ましい。上記曲面形状が円弧状であることで、２視差用レンチキュラーレンズとしての使用が容易となる。

上記並列方向中央部に設けられる視認範囲制御領域Ｒの複数のシリンドリカルレンズ２ａの曲率半径としては、当該レンチキュラーレンズシート１のサイズによっても異なるが、例えば３５０μｍ以上４３０μｍ以下とすることができる。また、隣接する視認範囲制御領域Ｒにおけるシリンドリカルレンズ２ａの曲率半径の差（絶対値）の上限としては、３０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましく、１０μｍがさらに好ましい。上記曲率半径の差が上記上限を超えると、視認範囲制御領域Ｒ間におけるシリンドリカルレンズ２ａの曲率半径の相違に起因して映像に縞模様が生じるおそれがある。なお、上記曲率半径の差の下限としては、特に限定されるものではないが、視認範囲拡大機能を効果的に得る点からは、３μｍが好ましく、５μｍがより好ましい。

隣接する視認範囲制御領域Ｒにおけるシリンドリカルレンズ２ａの曲率半径の差は、全ての視認範囲制御領域Ｒ間で等しくてもよい。この構成によると、視認範囲制御領域Ｒ間におけるシリンドリカルレンズ２ａの曲率半径の相違に起因する縞模様の発生を抑制しやすい。一方、上記曲率半径の差は、上記並列方向外側で隣接する視認範囲制御領域Ｒ間ほど大きくしてもよい。この構成によると、液晶パネルから出射される映像光を上記並列方向中央側に集光しやすい。

複数のシリンドリカルレンズ２ａのピッチは等しいことが好ましい。従来のレンチキュラーレンズシートでは、液晶パネルの右目用画素及び左目用画素に合わせて複数のシリンドリカルレンズのピッチを調節していた。これに対し、当該レンチキュラーレンズシート１は、視認範囲制御領域Ｒ毎にシリンドリカルレンズ２ａの屈折角度を調節することができるので、複数のシリンドリカルレンズ２ａのピッチを等しくしても視認者に３Ｄ映像を的確に表示することができる。なお、複数のシリンドリカルレンズ２ａのピッチが等しい場合、このピッチとしては、当該レンチキュラーレンズシート１のサイズによって異なるが、例えば１５０μｍ以上３００μｍ以下とすることができる。

複数の視認範囲制御領域Ｒの幅の下限としては、５ｃｍが好ましく、７ｃｍがより好ましい。一方、視認範囲制御領域Ｒの幅の上限としては、１０ｃｍが好ましく、８ｃｍがより好ましい。上記幅が上記下限より小さいと、視認範囲制御領域Ｒの数が多くなり過ぎて、シリンドリカルレンズ群２の形成が困難になるおそれがある。逆に、上記幅が上記上限を超えると、視認範囲拡大効果が十分に得られないおそれがある。

シリンドリカルレンズアレイ層３は合成樹脂を主成分とする。上記合成樹脂としては、例えばポリエステル、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリアミド等の熱可塑性樹脂や、アクリレート系、エポキシ系等の活性エネルギー線硬化型樹脂などが挙げられる。シリンドリカルレンズアレイ層３の主成分が上記熱可塑性樹脂である場合、このシリンドリカルレンズアレイ層３の製造方法としては、例えば溶融押出法、射出成形法、熱プレス法等が挙げられる。一方、シリンドリカルレンズ３の主成分が上記活性エネルギー線硬化型樹脂である場合、このシリンドリカルレンズアレイ層３の製造方法としては、例えば基材フィルム又は後述の基材層４の表面に未硬化の活性エネルギー線硬化型樹脂を塗布し、この活性エネルギー線硬化型樹脂の表面にシリンドリカルレンズ群２の反転形状を有する成形型を押圧した状態で活性エネルギー線を照射する方法が挙げられる。なお、「主成分」とは、最も含有量の多い成分をいい、例えば５０質量％以上含有される成分をいう。

シリンドリカルレンズアレイ層３の平均厚さの下限としては、５０μｍが好ましく、７０μｍがより好ましい。一方、シリンドリカルレンズアレイ層３の平均厚さの上限としては、５ｍｍが好ましく、１ｍｍがより好ましい。上記平均厚さが上記下限より小さいと、適切な曲率半径を有するシリンドリカルレンズ群２を形成し難くなるおそれがある。逆に、上記平均厚さが上記上限を超えると、当該レンチキュラーレンズシート１が不要に厚くなるおそれがある。なお、「シリンドリカルレンズアレイ層の平均厚さ」とは、シリンドリカルレンズアレイ層の裏面から複数のシリンドリカルレンズの頂点までの平均距離をいう。

（基材層）
基材層４は、シリンドリカルレンズアレイ層３の支持体を構成する。基材層４の材質としては、合成樹脂、ガラス等が挙げられる。また、上記合成樹脂としては、例えばシリンドリカルレンズアレイ層３の主成分として挙げた熱可塑性樹脂が挙げられる。また、基材層４の主成分として合成樹脂を用いる場合、シリンドリカルレンズアレイ層３及び基材層４は別個に形成した後に積層されてもよく、一体成形により一体的に形成されてもよい。基材層４及びシリンドリカルレンズアレイ層３が別個に形成される場合、基材層４及びシリンドリカルレンズアレイ層３は、例えば接着剤によって接着することができる。この接着剤としては、例えばアクリル系接着剤、シリコーン系接着剤、ポリエステル系接着剤、ゴム系接着剤等が挙げられる。

基材層４の平均厚さの下限としては、５０μｍが好ましく、１００μｍがより好ましい。一方、基材層４の平均厚さの上限としては、５ｍｍが好ましく、１ｍｍがより好ましい。上記平均厚さが上記下限より小さいと、基材層４の強度が不十分となり、シリンドリカルレンズアレイ層３を的確に支持できないおそれがある。逆に、上記平均厚さが上記上限を超えると、基材層４が不要に厚くなり、当該レンチキュラーレンズシート１の重量が重くなったり取扱性が不十分となるおそれがある。

［第二実施形態］
＜裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシート＞
図３の裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシート（以下、単に「レンチキュラーレンズシート１１」ともいう。）は、液晶パネル（不図示）の表面側に配設され、表面に並列するシリンドリカルレンズ群１２を有する。当該レンチキュラーレンズシート１１は、シリンドリカルレンズ群１２を構成する複数のシリンドリカルレンズ１２ａの曲率半径が、上記並列方向において、中央より外側の方が大きい。詳細には、当該レンチキュラーレンズシート１１は、上記並列方向における複数のシリンドリカルレンズ１２ａの曲率半径が、中央から外側に段階的に大きくなっている。

当該レンチキュラーレンズシート１１は、表面にシリンドリカルレンズ群１２が配されるシリンドリカルレンズアレイ層１３と、シリンドリカルレンズアレイ層１３の裏面側に積層される基材層４とを有する。当該レンチキュラーレンズシート１１は、シリンドリカルレンズ群１２の頂点の高さが等しい以外、図１のレンチキュラーレンズシート１と同様の構成を有する。

当該レンチキュラーレンズシート１１は、視認範囲制御領域Ｒ毎に複数のシリンドリカルレンズ１２ａが、異なる仮想平面から表面側に突出するよう配設されている。当該レンチキュラーレンズシート１１は、視認範囲制御領域Ｒ毎の上記仮想平面を調節することで、シリンドリカルレンズ群１２の頂点の高さが等しくなるよう設計されている。

視認範囲制御領域毎にシリンドリカルレンズの頂点高さが異なると、液晶表示装置が映像を表示した際に、隣接する視認範囲制御領域の境界に対応する部分に縞模様が生じやすい。これに対し、当該レンチキュラーレンズシート１１は、シリンドリカルレンズ群１２の頂点の高さが等しいことで、映像に縞模様が生じることを抑制できる。また、当該レンチキュラーレンズシート１１は、シリンドリカルレンズ群１２の頂点高さを等しくすることに加え、隣接する視認範囲制御領域Ｒにおけるシリンドリカルレンズ１２ａの曲率半径の差を上述の範囲内に制御することで、映像に縞模様が生じることをより確実に抑制することができる。

［第三実施形態］
＜裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール＞
図４の裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール２１は、液晶パネル２２と、液晶パネル２２の表面側に配設される当該レンチキュラーレンズシート１とを備える。また、当該裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール２１は、液晶パネル２２及び当該レンチキュラーレンズシート１の間に配設される第１偏光板２３及び液晶パネル２２の裏面側に配設される第２偏光板２４を有する。当該３Ｄ用液晶表示モジュール２１は、３Ｄ映像及び２Ｄ映像を切り替え表示可能に構成されている。なお、当該裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール２１の裏面側には液晶表示モジュール用バックライトユニット（不図示）が配設される。このバックライトユニットとしては、公知の構成を採用可能である。このバックライトユニットとしては、例えば導光板と、この導光板の端面に光線を照射する光源と、上記導光板の表面側に積層される１又は複数の光学シートとを有するエッジライト型バックライトユニットや、拡散板と、この拡散板の裏面側に配設される光源と、上記拡散板の表面側に配設される１又は複数の光学シートとを有する直下型バックライトユニット等を採用可能である。

液晶パネル２２は、間隔を開けて配設される一対のガラス基板を有する。液晶パネル２２は、一対のガラス基板の端縁同士を接続するシール部材を有している。一対のガラス基板間には液晶が封入されている。また、液晶パネル２２は、一方のガラス基板上にカラーフィルタを有する。上記カラーフィルタは、各画素に対応したカラー領域を有する。液晶パネル２２には、右目用視差映像を表示する右目用画素及び左目用視差映像を表示する左目用画素が交互に配設されている。この右目用画素及び左目用画素は、上述の並列方向に複数のシリンドリカルレンズのピッチと対応したピッチで設けられている。当該裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール２１は、図５に示すように、液晶パネル２２から表示される右目用視差映像がレンチキュラーレンズシート１によって屈折されて視認者の右目に視認される一方、液晶パネル２２から表示される左目用視差映像がレンチキュラーレンズシート１によって屈折されて視認者の左目に視認される。これにより、当該裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール２１は、視認者に立体映像を表示可能となっている。

当該裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール２１は、当該レンチキュラーレンズシート１を備えるので視認範囲を拡大することができる。

［第四実施形態］
＜裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール＞
図６の裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール３１は、液晶パネル２２と、液晶パネル２２の表面側に配設される当該レンチキュラーレンズシート１と、当該レンチキュラーレンズシート１の表面側に配設される透明表示パネル３２とを備える。また、当該裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール３１は、液晶パネル２２及び当該レンチキュラーレンズシート１の間に配設される第１偏光板２３及び液晶パネル２２の裏面側に配設される第２偏光板２４を有する。つまり、当該裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール３１は、図４の裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール２１の表面側に透明表示パネル３２を備える。当該裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール３１は、当該レンチキュラーレンズシート１の表面側に透明表示パネル３２が配設される以外、図４の裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール２１と同様の構成を有するため、以下では透明表示パネル３２についてのみ説明する。

当該裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール３１は、当該レンチキュラーレンズシート１の表面側に透明表示パネル３２を備えるので、透明表示パネル３２による遮蔽機能を利用して３Ｄ映像の遠近効果を高めることができる。より詳しく説明すると、従来の裸眼３Ｄ用液晶表示モジュールでは、液晶パネルの右目用画素及び左目用画素に合わせて複数のシリンドリカルレンズのピッチを調節していたため、レンチキュラーレンズシート及び液晶パネルの位置ずれや、視認者の視認位置等に起因して３Ｄ映像が破綻しやすく、３Ｄ映像の飛び出し量を十分に確保することが困難であった。これに対し、当該裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール３１は、当該レンチキュラーレンズシート１と液晶パネル２２との位置ずれや、視認者の視認位置に基づく３Ｄ映像の破綻を抑制することができるので、３Ｄ映像の飛び出し量を大きくしやすい。そのため、当該裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール３１は、透明パネル３２の表面側に３Ｄ映像を飛び出して表示させることができるので、透明表示パネル３２による遮蔽機能を利用して３Ｄ映像の遠近効果を高めることができる。

（透明表示パネル）
透明表示パネル３２は、透明液晶パネルである。透明表示パネル３２は、平面視（厚さ方向視）矩形状である。透明表示パネル３２は、例えば液晶層と、この液晶層の両面側に積層される一対の透明電極と、一対の透明電極の外面側に積層される一対の透明基板とを有する。透明表示パネル３２は、液晶パネル２２と平行に配設されている。透明表示パネル３２は、当該裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール３１を搭載する表示装置（不図示）の最表面に配設される表面パネルを兼ねてもよく、この表面パネルの裏面側に配設されてもよい。

透明表示パネル３２は、図７に示すように、液晶パネル２２の表面側の全領域を覆うように配設されている。透明表示パネル３２は、液晶パネル２２の表面側を覆う第１領域３２ａと、液晶パネル２２と重なり合わない第２領域３２ｂとを有する。第２領域３２ｂは、第１領域３２ａを取り囲むよう、枠状、より詳しくは四角環状に構成されている。これにより、液晶パネル２２は、液晶パネル２２の厚さ方向視において、透明表示パネル３２内に包含されている。

透明表示パネル３２は、電圧の印加状態により、第１領域３２ａを透明とし、第２領域３２ｂを半透明又は不透明とする第１状態と、第１領域３２ａ及び第２領域３２ｂをいずれも半透明又は不透明とする第２状態とに制御可能に構成されている。なお、透明表示パネル３２は、半透明又は不透明である場合、この半透明又は不透明な領域に画像、文字等のコンテンツを表示してもよい。

当該裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール３１は、液晶パネル２２が、液晶パネル２２の厚さ方向視において透明表示パネル３２内に包含されることによって、第２領域３２ｂを遮蔽領域（半透明又は不透明領域）とすることで、３Ｄ映像に視認者の視線を誘導することができる。より詳しくは、当該裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール３１は、３Ｄ映像の飛び出し量を大きくすることができるので、図８に示すように、３Ｄ映像Ｘを透明表示パネル３２の表面側に飛び出して表示させることができる。この際、液晶パネル２２の表面側を覆う第１領域３２ａを透明領域とし、第１領域３２ａを取り囲む第２領域３２ｂを遮蔽領域とすることで、第２領域３２ｂを３Ｄ映像の遠近効果を引き立てる媒体として用いることで、３Ｄ映像に視認者の視線を誘導することができる。

当該レンチキュラーレンズシート１と透明表示パネル３２との間隔の下限としては、５ｃｍが好ましく、７ｃｍがより好ましい。一方、上記間隔の上限としては、１５ｃｍが好ましく、１０ｃｍがより好ましい。上記間隔が上記下限に満たないと、例えば透明表示パネル３２の第１領域３２ａを透明とし、液晶パネル２２及び透明表示パネル３２の第２領域３２ｂに共に２Ｄ映像を表示する場合の遠近効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記間隔が上記上限を超えると、３Ｄ映像を透明表示パネル３２の表面側に十分に飛び出させることが困難になるおそれがある。

［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。例えば上記実施形態では、シリンドリカルレンズの曲率半径が共通する複数の視認範囲制御領域を有する構成について説明したが、当該裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートは、複数のシリンドリカルレンズの曲率半径が並列方向中央から外側に亘って徐々に大きくなる限り、必ずしも視認範囲制御領域毎に曲率半径を変化させる必要はない。

当該裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートは、必ずしも基材層を有する必要はなく、シリンドリカルレンズアレイ層のみから構成されてもよい。また、当該裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートは、上述の第１偏光板を基材層として、この第１偏光板の表面側にシリンドリカルレンズアレイ層が積層されてもよい。また、当該裸眼３Ｄ用液晶表示モジュールは、図３の裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートを備えていてもよい。

上記透明表示パネルとしては、上述の透明液晶パネルの他、透明有機ＥＬパネル等を用いることも可能である。

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

［Ｎｏ．１］
左右方向長さ３７．８ｃｍ、上下方向長さ３０．４ｃｍの１９インチの裸眼３Ｄ用液晶パネルと、この裸眼３Ｄ用液晶パネルの裏面側に配設されるエッジライト型バックライトユニットとを備える液晶表示装置を用意した。この裸眼３Ｄ用液晶パネルの表面側に、左右方向に同一長さで５分割された５つの視認範囲制御領域を有する図１の裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートを配設した。この裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートの左右方向中央部の視認範囲制御領域に配される複数のシリンドリカルレンズの曲率半径は４０２μｍ、この中央部の左右に設けられる一対の視認範囲制御領域に配される複数のシリンドリカルレンズの曲率半径は４１７μｍ、この一対の視認範囲制御領域の外側に設けられる一対の視認範囲制御領域に配される複数のシリンドリカルレンズの曲率半径は４４３μｍであった。また、隣接するシリンドリカルレンズのピッチは１９６μｍであった。Ｎｏ．１の液晶表示装置から表示される映像を液晶パネルの中央かつ適視距離から視認した場合の視認範囲を図９に示す。なお、図９の解析対象位置を示す番号は、図１０の番号に対応している。

［Ｎｏ．２］
Ｎｏ．１と同様の裸眼３Ｄ用液晶パネル及びエッジライト型バックライトユニットを備える液晶表示装置を用意した。この裸眼３Ｄ用液晶パネルの表面側に、曲率半径４２４μｍ、ピッチ１９６μｍの複数のシリンドリカルレンズが左右方向に並列に配設された裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートを配設した。Ｎｏ．２の液晶表示装置から表示される映像を液晶パネルの中央かつ適視距離から視認した場合の視認範囲を図１１に示す。なお、図１１の解析対象位置を示す番号は、図１０の番号に対応している。

＜評価結果＞
図９に示すように、Ｎｏ．１の液晶表示装置では、クロストーク値［ＸＴ］７．５％で設定した裸眼３Ｄ用液晶パネルの最外部（図１０のａエリア）の左右方向における視認範囲が±約１４ｍｍであり、また最外部から左右方向及び上下方向にそれぞれ１／６ずつ内側に設けた視認エリア（図１０のｂエリア）の左右方向における視認範囲が±約２０ｍｍである。これに対し、Ｎｏ．２の液晶表示装置では、クロストーク値［ＸＴ］７．５％で設定した裸眼３Ｄ用液晶パネルの最外部（図１０のａエリア）の左右方向における視認範囲が±約９ｍｍであり、また最外部から左右方向及び上下方向にそれぞれ１／６ずつ内側に設けた視認エリア（図１０のｂエリア）の左右方向における視認範囲が±約１６ｍｍである。このことから、Ｎｏ．１の液晶表示装置は、Ｎｏ．２の液晶表示装置に比べて視認範囲がａエリアにおいて約１．５５倍、ｂエリアにおいて約１．２５倍広くなっている。なお、クロストーク値［ＸＴ］とは、右目用映像と左目用映像との重なり度合を表す数値であり、値が小さい程３Ｄ映像が鮮明であることを意味する。このクロストーク値［ＸＴ］は、コニカミノルタ製の輝度計を用いて測定した値である。

［Ｎｏ．３］
左右方向長さ４７．６ｃｍ、上下方向長さ２６．７ｃｍの２１．５インチの裸眼３Ｄ用液晶パネルと、この液晶パネルの裏面側に配設されるエッジライト型バックライトユニットとを備える液晶表示装置を用意した。この裸眼３Ｄ用液晶パネルの表面側に、左右方向に同一長さで５分割された５つの視認範囲制御領域を有する図１の裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートを配設した。この裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートの左右方向中央部の視認範囲制御領域に配される複数のシリンドリカルレンズの曲率半径は３７５．３μｍ、この中央部の左右に設けられる一対の視認範囲制御領域に配される複数のシリンドリカルレンズの曲率半径は３８５．７μｍ、この一対の視認範囲制御領域の外側に設けられる一対の視認範囲制御領域に配される複数のシリンドリカルレンズの曲率半径は４０６．５μｍであった。また、隣接するシリンドリカルレンズのピッチは１６５．１μｍであった。Ｎｏ．３の液晶表示装置から表示される映像を液晶パネルの中央かつ適視距離から視認した場合の視認範囲を図１２に示す。なお、図１２の解析対象位置を示す番号は、図１０の番号に対応している。

［Ｎｏ．４］
Ｎｏ．３と同様の裸眼３Ｄ用液晶パネル及びエッジライト型バックライトユニットを備える液晶表示装置を用意した。この裸眼３Ｄ用液晶パネルの表面側に、曲率半径３８５μｍ、ピッチ１６５．１μｍの複数のシリンドリカルレンズが左右方向に並列に配設された裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートを配設した。Ｎｏ．４の液晶表示装置から表示される映像を液晶パネルの中央かつ適視距離から視認した場合の視認範囲を図１３に示す。なお、図１３の解析対象位置を示す番号は、図１０の番号に対応している。

＜評価結果＞
図１２に示すように、Ｎｏ．３の液晶表示装置では、クロストーク値［ＸＴ］７．５％で設定した裸眼３Ｄ用液晶パネルの最外部（図１０のａエリア）の左右方向における視認範囲が±約９ｍｍであり、また最外部から左右方向及び上下方向にそれぞれ１／６ずつ内側に設けた視認エリア（図１０のｂエリア）の左右方向における視認範囲が±約１７ｍｍである。これに対し、Ｎｏ．４の液晶表示装置では、クロストーク値［ＸＴ］７．５％で設定した裸眼３Ｄ用液晶パネルの最外部（図１０のａエリア）の左右方向における視認範囲が±約６ｍｍであり、また最外部から左右方向及び上下方向にそれぞれ１／６ずつ内側に設けた視認エリア（図１０のｂエリア）の左右方向における視認範囲が±約１４ｍｍである。このことから、Ｎｏ．３の液晶表示装置は、Ｎｏ．４の液晶表示装置に比べて視認範囲がａエリアにおいて約１．５倍、ｂエリアにおいて約１．２１倍広くなっている。

以上のように、本発明の裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシート及び裸眼３Ｄ用液晶表示モジュールは、視認範囲を十分に拡大することができるので、遊技機や医療機器等の液晶表示装置に用いられるのに適している。

１，１１ レンチキュラーレンズシート
２，１２ シリンドリカルレンズ群
２ａ，１２ａ シリンドリカルレンズ
３，１３ シリンドリカルレンズアレイ層
４ 基材層
２１，３１ 裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール
２２ 液晶パネル
２３ 第１偏光板
２４ 第２偏光板
３２ 透明表示パネル
３２ａ 第１領域
３２ｂ 第２領域
Ｒ 視認範囲制御領域
Ｘ ３Ｄ映像

Claims (9)

1. 液晶パネルの表面側に配設され、表面に並列するシリンドリカルレンズ群を有する裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシートであって、
   上記シリンドリカルレンズ群を構成する複数のシリンドリカルレンズの曲率半径が、並列方向において、中央より外側の方が大きい裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシート。
2. 上記シリンドリカルレンズ群が、上記並列方向にシリンドリカルレンズの曲率半径が共通する複数の領域を有し、
   上記複数の領域が並列方向中央を基準として左右対称に設けられている請求項１に記載の裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシート。
3. 上記複数の領域の個数が９以下の奇数である請求項２に記載の裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシート。
4. 隣接する上記領域におけるシリンドリカルレンズの曲率半径の差が３０μｍ以下である請求項２又は請求項３に記載の裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシート。
5. 上記シリンドリカルレンズ群の頂点の高さが等しい請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の裸眼３Ｄ用レンチキュラーレンズシート。
6. 液晶パネルと、
   この液晶パネルの表面側に配設される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のレンチキュラーレンズシートと
   を備える裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール。
7. 上記レンチキュラーレンズシートの表面側に配設される透明表示パネルをさらに備える請求項６に記載の裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール。
8. 上記レンチキュラーレンズシートと上記透明表示パネルとの間隔が５ｃｍ以上１５ｃｍ以下である請求項７に記載の裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール。
9. 上記液晶パネルが、この液晶パネルの厚さ方向視において上記透明表示パネル内に包含される請求項７又は請求項８に記載の裸眼３Ｄ用液晶表示モジュール。

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