JP2021016023A

JP2021016023A - Image display device

Info

Publication number: JP2021016023A
Application number: JP2019128154A
Authority: JP
Inventors: 隼人渡邉; Hayato Watanabe; 拓也大村; Takuya Omura; 直人岡市; Naoto Okaichi; 久幸佐々木; Hisayuki Sasaki; 河北　真宏; Masahiro Kawakita; 真宏河北
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2019-07-10
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2021-02-12
Anticipated expiration: 2039-07-10
Also published as: JP7274370B2

Abstract

To provide an image display device that switches between a stereoscopic image and a two-dimensional image, or divides and displays the images for each area.SOLUTION: An image display device 1 includes a point light source emitting unit 11 that switches between two polarization states and emits light from a point light source arranged on a two-dimensional plane, polarized diffraction elements 12A and 12B that shift the optical axis of the point light source according to the polarization state, a transmission/diffusion plate 13 that is arranged between the polarizing diffraction elements 12A and 12B, transmits light in one polarized state, and diffuses light in the other polarized state, a display panel 14 that uses the light diffracted by the polarizing diffracting element 12B as a backlight to display an element image group in an irradiation region of the light transmitted by the transmission/diffusion plate 13, or display a two-dimensional image in the irradiation region of the light diffused by the transmission/diffusion plate 13, and a control unit that controls switching between the two polarization states of the point light source.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、立体像と二次元画像とを表示可能な画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display device capable of displaying a stereoscopic image and a two-dimensional image.

従来、３Ｄメガネを用いた二眼立体方式を始めとして、多種多様な立体像表示技術が提案されている。なかでも、インテグラル方式は、特殊なメガネが不要で、水平および垂直に視差を有する自然な立体像を再生可能であることから、将来の多様な立体アプリケーションへの応用が期待されている。一般的に、インテグラル方式は、要素レンズで構成されたレンズアレイを表示パネルの前面、または、点光源で構成された点光源アレイを表示パネルの背面に設置して、要素レンズまたは点光源に対応する表示パネルの位置に要素画像を表示することで、観察者に立体像を視認させることができる。
今後、多様な映像コンテンツを表示するためには、インテグラル方式の立体像の表示（以下、３Ｄ表示）だけでなく、高精細な二次元画像の表示（以下、２Ｄ表示）も可能であることが望ましい。 Conventionally, a wide variety of stereoscopic image display techniques have been proposed, including a two-lens stereoscopic method using 3D glasses. Among them, the integral method is expected to be applied to various future stereoscopic applications because it does not require special glasses and can reproduce a natural stereoscopic image having horizontal and vertical parallax. Generally, in the integral method, a lens array composed of element lenses is installed on the front surface of a display panel, or a point light source array composed of a point light source is installed on the back surface of a display panel to form an element lens or a point light source. By displaying the element image at the position of the corresponding display panel, the observer can visually recognize the stereoscopic image.
In the future, in order to display various video contents, it is possible to display not only an integral stereoscopic image (hereinafter, 3D display) but also a high-definition two-dimensional image (hereinafter, 2D display). Is desirable.

このような背景から、点光源アレイを用いたインテグラル方式において、３Ｄ表示と２Ｄ表示とを切り替える方法が提案されている（非特許文献１，２、特許文献１参照）。
非特許文献１に記載の方法は、図１３に示すように、光源２０１と、コリメータレンズ２０２と、ＰＤＬＣ（Polymer Dispersed Liquid Crystal；高分子分散型液晶）２０３と、レンズアレイ２０４と、表示パネル２０５と、を備える画像表示装置２００Ａで、３Ｄ表示と２Ｄ表示とを切り替える。
図１３（ａ）に示すように、画像表示装置２００Ａは、３Ｄ表示を行う場合、電圧制御により光の透過／拡散を制御可能なＰＤＬＣ２０３を光が透過するように制御し、表示パネル２０５に要素画像ｅを表示する。
これによって、画像表示装置２００Ａは、光源２０１の光をコリメータレンズ２０２により平行光に変換し、ＰＤＬＣ２０３を透過させる。そして、画像表示装置２００Ａは、レンズアレイ２０４ごとに、平行光を集光させて集光位置に点光源Ｌｏとなる光を生成し、表示パネル２０５に投射することで、観察者Ｍに立体像を視認させることができる。 Against this background, a method of switching between 3D display and 2D display has been proposed in an integral method using a point light source array (see Non-Patent Documents 1 and 2 and Patent Document 1).
As shown in FIG. 13, the method described in Non-Patent Document 1 includes a light source 201, a collimator lens 202, a PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal) 203, a lens array 204, and a display panel 205. The image display device 200A provided with the above switches between 3D display and 2D display.
As shown in FIG. 13A, when performing 3D display, the image display device 200A controls PDLC203, which can control the transmission / diffusion of light by voltage control, so that light is transmitted, and the display panel 205 has an element. Display image e.
As a result, the image display device 200A converts the light of the light source 201 into parallel light by the collimator lens 202 and transmits the PDLC 203. Then, the image display device 200A condenses parallel light for each lens array 204, generates light that becomes a point light source Lo at the condensing position, and projects the light onto the display panel 205 to give the observer M a stereoscopic image. Can be visually recognized.

一方、図１３（ｂ）に示すように、画像表示装置２００Ａは、２Ｄ表示を行う場合、ＰＤＬＣ２０３を光が拡散するように制御し、表示パネル２０５に二次元画像Ｇを表示する。これによって、画像表示装置２００Ａは、拡散光を表示パネル２０５に照射することができ、表示パネル２０５に表示した二次元画像Ｇを観察者Ｍに視認させることができる。 On the other hand, as shown in FIG. 13B, the image display device 200A controls the PDLC203 so that light is diffused when performing 2D display, and displays the two-dimensional image G on the display panel 205. As a result, the image display device 200A can irradiate the display panel 205 with diffused light, and the observer M can visually recognize the two-dimensional image G displayed on the display panel 205.

非特許文献２に記載の方法は、図１４に示すように、２層構造のＬＥＤアレイ２１１と、開口部を有する拡散板２１２と、レンズアレイ２１３と、表示パネル２１４と、を備える画像表示装置２００Ｂで、３Ｄ表示と２Ｄ表示とを切り替える。
図１４（ａ）に示すように、画像表示装置２００Ｂは、３Ｄ表示を行う場合、ＬＥＤアレイ２１１の拡散板２１２の開口部にほぼ接する層のＬＥＤを発光させ、表示パネル２１４に要素画像ｅを表示する。
これによって、画像表示装置２００Ｂは、拡散板２１２の開口部を通過した光を、レンズアレイ２１３ごとに集光させて集光位置に点光源Ｌｏとなる光を生成し、表示パネル２１４に投射することで、観察者Ｍに立体像を視認させることができる。 As shown in FIG. 14, the method described in Non-Patent Document 2 is an image display device including an LED array 211 having a two-layer structure, a diffuser plate 212 having an opening, a lens array 213, and a display panel 214. At 200B, it switches between 3D display and 2D display.
As shown in FIG. 14A, when the image display device 200B performs 3D display, the LED of the layer substantially in contact with the opening of the diffusion plate 212 of the LED array 211 is made to emit light, and the element image e is displayed on the display panel 214. indicate.
As a result, the image display device 200B condenses the light that has passed through the opening of the diffuser plate 212 for each lens array 213, generates light that becomes a point light source Lo at the condensing position, and projects the light onto the display panel 214. As a result, the observer M can visually recognize the stereoscopic image.

一方、図１４（ｂ）に示すように、画像表示装置２００Ｂは、２Ｄ表示を行う場合、ＬＥＤアレイ２１１の拡散板２１２の拡散部に対応する層のＬＥＤを発光させ、表示パネル２１４に二次元画像Ｇを表示する。これによって、画像表示装置２００Ｂは、拡散光を表示パネル２１４に照射することができ、表示パネル２１４に表示した二次元画像Ｇを観察者Ｍに視認させることができる。なお、図１４では、ＬＥＤアレイ２１１の点灯を白、消灯を黒で示している。 On the other hand, as shown in FIG. 14B, when performing 2D display, the image display device 200B causes the LED of the layer corresponding to the diffusion portion of the diffusion plate 212 of the LED array 211 to emit light, and the display panel 214 is two-dimensional. Display image G. As a result, the image display device 200B can irradiate the display panel 214 with diffused light, and the observer M can visually recognize the two-dimensional image G displayed on the display panel 214. In FIG. 14, the lighting of the LED array 211 is shown in white, and the lighting of the LED array 211 is shown in black.

特許文献１に記載の方法は、図１５に示すように、点光源アレイ２２１と、透過・拡散板２２２と、表示パネル２２３と、を備える画像表示装置２００Ｃで、３Ｄ表示と２Ｄ表示とを切り替える。
図１５（ａ）に示すように、画像表示装置２００Ｃは、３Ｄ表示を行う場合、透過・拡散板２２２の光を透過させる透過領域Ｐに対応するＬＥＤのみを発光させ、表示パネル２２３に要素画像ｅを表示する。
これによって、画像表示装置２００Ｃは、点光源であるＬＥＤの光を表示パネル２２３に投射することで、観察者Ｍに立体像を視認させることができる。 As shown in FIG. 15, the method described in Patent Document 1 switches between 3D display and 2D display on an image display device 200C including a point light source array 221, a transmission / diffusion plate 222, and a display panel 223. ..
As shown in FIG. 15A, when performing 3D display, the image display device 200C emits only the LED corresponding to the transmission region P that transmits the light of the transmission / diffusion plate 222, and causes the display panel 223 to emit an element image. e is displayed.
As a result, the image display device 200C can make the observer M visually recognize the stereoscopic image by projecting the light of the LED, which is a point light source, onto the display panel 223.

一方、図１５（ｂ）に示すように、画像表示装置２００Ｃは、２Ｄ表示を行う場合、透過・拡散板２２２の光を拡散させる拡散領域Ｄに対応するＬＥＤのみを発光させ、表示パネル２２３に二次元画像Ｇを表示する。
これによって、画像表示装置２００Ｃは、拡散光を表示パネル２２３に照射することができ、表示パネル２２３に表示した二次元画像Ｇを観察者Ｍに視認させることができる。 On the other hand, as shown in FIG. 15B, when performing 2D display, the image display device 200C emits only the LED corresponding to the diffusion region D that diffuses the light of the transmission / diffusion plate 222, and causes the display panel 223 to emit light. The two-dimensional image G is displayed.
As a result, the image display device 200C can irradiate the display panel 223 with diffused light, and the observer M can visually recognize the two-dimensional image G displayed on the display panel 223.

また、図１６に示すように、画像表示装置２００Ｃは、３Ｄ表示と２Ｄ表示とを混在させる場合、透過領域Ｐに対応するＬＥＤと、拡散領域Ｄに対応するＬＥＤとで、発光する領域を区分し、それぞれの領域に対応する表示パネル２２３に要素画像ｅまたは二次元画像Ｇを表示する。
これによって、画像表示装置２００Ｃは、観察者Ｍに立体像と二次元画像とを領域を分けて視認させることができる。 Further, as shown in FIG. 16, when the 3D display and the 2D display are mixed, the image display device 200C divides the light emitting region into the LED corresponding to the transmission region P and the LED corresponding to the diffusion region D. Then, the element image e or the two-dimensional image G is displayed on the display panel 223 corresponding to each area.
As a result, the image display device 200C allows the observer M to visually recognize the stereoscopic image and the two-dimensional image in separate areas.

特開２０１９−０８６７１０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-086710

Jae-Hyeung Park, Hak-Rin Kim, Yunhee Kim, Joohwan Kim, Jisoo Hong, Sin-Doo Lee, and Byoungho Lee, “Depth-enhanced three-dimensional-two-dimensional convertible display based on modified integral imaging”, OPTICS LETTERS, vol.29, No.23, pp.2734-2736, December 1, 2004.Jae-Hyeung Park, Hak-Rin Kim, Yunhee Kim, Joohwan Kim, Jisoo Hong, Sin-Doo Lee, and Byoungho Lee, “Depth-enhanced three-dimensional-two-dimensional convertible display based on modified integral imaging”, OPTICS LETTERS , vol.29, No.23, pp.2734-2736, December 1, 2004. Seong-Woo Cho, Jae-Hyeung Park, Yunhee Kim, Heejin Choi, Joohwan Kim, and Byoungho Lee, “Convertible two-dimensional-three-dimensional display using an LED array based on modified integral imaging”, OPTICS LETTERS, Vol.31, No.19, pp.2852-2854, October 1, 2006.Seong-Woo Cho, Jae-Hyeung Park, Yunhee Kim, Heejin Choi, Joohwan Kim, and Byoungho Lee, “Convertible two-dimensional-three-dimensional display using an LED array based on modified integral imaging”, OPTICS LETTERS, Vol.31 , No.19, pp.2852-2854, October 1, 2006.

非特許文献１に記載の方法は、ＰＤＬＣによって入力光全体を透過／拡散することしか制御できない。また、非特許文献２に記載の方法は、１つのＬＥＤの光をレンズアレイの複数のレンズに投射している。
そのため、非特許文献１，２に記載の方法は、３Ｄ表示と２Ｄ表示とを画面全体で切り替えることしかできない。 The method described in Non-Patent Document 1 can only control the transmission / diffusion of the entire input light by PDLC. Further, the method described in Non-Patent Document 2 projects the light of one LED onto a plurality of lenses in a lens array.
Therefore, the methods described in Non-Patent Documents 1 and 2 can only switch between 3D display and 2D display on the entire screen.

一方、特許文献１に記載の方法は、３Ｄ表示と２Ｄ表示との領域を分けて、立体像と二次元画像とを混在して画面に表示することができる。
しかし、特許文献１に記載の方法は、３Ｄ表示のために使用するＬＥＤと、２Ｄ表示のために使用するＬＥＤとが分けられているため、３Ｄ表示時に使用しないＬＥＤや２Ｄ表示時に使用しないＬＥＤが存在することになる。
そのため、高精細な画像を表示するためには、さらなる工夫が求められていた。 On the other hand, in the method described in Patent Document 1, the 3D display and the 2D display can be divided into regions, and a stereoscopic image and a two-dimensional image can be mixed and displayed on the screen.
However, in the method described in Patent Document 1, since the LED used for 3D display and the LED used for 2D display are separated, an LED not used for 3D display and an LED not used for 2D display are used. Will exist.
Therefore, in order to display a high-definition image, further ingenuity has been required.

本発明は、このような問題や要望に鑑みてなされたものであり、３Ｄ表示と２Ｄ表示とを部分的に混在させて表示することができ、従来よりも表示の解像度を高めることが可能な画像表示装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such problems and demands, and it is possible to display a 3D display and a 2D display in a partially mixed manner, and it is possible to increase the display resolution as compared with the conventional case. An object of the present invention is to provide an image display device.

前記課題を解決するため、本発明に係る画像表示装置は、立体像と二次元画像とを、切り替えて、または、領域別に区分して表示する画像表示装置であって、点光源出射部と、２枚の偏光回折素子と、透過・拡散板と、表示パネルと、制御部と、を備える構成とした。 In order to solve the above problems, the image display device according to the present invention is an image display device that switches between a stereoscopic image and a two-dimensional image or divides and displays them by region, and includes a point light source emitting unit and a point light source emitting unit. The configuration includes two polarizing diffractometers, a transmission / diffusion plate, a display panel, and a control unit.

かかる構成において、画像表示装置は、点光源出射部によって、二次元平面上に配列した点光源の光を一方の偏光状態と他方の偏光状態とに切り替えて出射する。
この偏光状態が異なる点光源は、例えば、発光素子を二次元平面上に配列した点光源アレイが発光する光を、特定の偏光の光を通過させる偏光板と、偏光板を通過した光を異なる偏光状態に切り替える偏光切替素子とを通過させることで生成することができる。 In such a configuration, the image display device switches the light of the point light sources arranged on the two-dimensional plane between one polarized state and the other polarized state by the point light source emitting unit and emits the light.
The point light sources having different polarization states are different from, for example, a polarizing plate that allows light emitted by a point light source array in which light emitting elements are arranged on a two-dimensional plane to pass light of a specific polarization and light that has passed through the polarizing plate. It can be generated by passing through a polarizing switching element that switches to a polarized state.

そして、画像表示装置は、２枚の偏光回折素子によって、偏光状態に応じて、点光源の光を異なる方向に順次回折させて光軸をシフトさせる。このとき、画像表示装置は、２枚の偏光回折素子の間に配置された透過・拡散板によって、一方の偏光状態の光は透過させ、他方の偏光状態の光は拡散させる。
そして、画像表示装置は、表示パネルによって、立体像を表示するためのインテグラル方式の要素画像群を透過・拡散板で透過した光の照射領域に表示する、または、二次元画像を透過・拡散板で拡散した光の照射領域に表示する。 Then, the image display device shifts the optical axis by sequentially diffracting the light of the point light source in different directions according to the polarization state by the two polarizing diffraction elements. At this time, in the image display device, the light in one polarized state is transmitted and the light in the other polarized state is diffused by the transmission / diffusion plate arranged between the two polarizing diffraction elements.
Then, the image display device displays an integral type element image group for displaying a stereoscopic image in an irradiation region of light transmitted by a transmission / diffusion plate, or transmits / diffuses a two-dimensional image by a display panel. It is displayed in the irradiation area of the light diffused by the board.

このとき、画像表示装置は、制御部によって、要素画像群を表示する場合、要素画像群の表示領域を照射対象とする点光源の偏光を一方の偏光状態とし、二次元画像を表示する場合、二次元画像の表示領域を照射対象とする点光源の偏光を他方の偏光状態とするように、点光源出射部を制御する。
これによって、画像表示装置は、要素画像群を表示する領域に点光源の光を照射して、観察者に立体像を視認させることができ、二次元画像を表示する領域に拡散光を照射して、観察者に二次元画像を視認させることができる。 At this time, when the control unit displays the element image group, the image display device sets the polarization of the point light source whose display area of the element image group is the irradiation target to one of the polarized states, and displays the two-dimensional image. The point light source emitting unit is controlled so that the polarization of the point light source whose irradiation target is the display area of the two-dimensional image is in the other polarization state.
As a result, the image display device can irradiate the area for displaying the element image group with the light of the point light source so that the observer can visually recognize the stereoscopic image, and irradiate the area for displaying the two-dimensional image with the diffused light. Therefore, the observer can visually recognize the two-dimensional image.

本発明は、以下に示す優れた効果を奏するものである。
本発明によれば、立体像表示と二次元画像表示とを部分的に混在させて表示することができる。また、本発明によれば、点光源の光を立体像表示と二次元画像表示とで共用することができるため、従来よりも点光源の密度を高め、解像度の高い画像を表示することができる。 The present invention has the following excellent effects.
According to the present invention, the stereoscopic image display and the two-dimensional image display can be partially mixed and displayed. Further, according to the present invention, since the light of the point light source can be shared by the stereoscopic image display and the two-dimensional image display, the density of the point light source can be increased and an image having a high resolution can be displayed. ..

本発明の実施形態に係る画像表示装置の概要を説明するための装置外観の斜視図である。It is a perspective view of the appearance of the apparatus for demonstrating the outline of the image display apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る画像表示装置の表示部の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the display part of the image display apparatus which concerns on embodiment of this invention. 偏光回折素子の作用を説明するための説明図であって、（ａ）は水平偏光の光を入射した状態、（ｂ）は垂直偏光の光を入射した状態を示す図である。It is explanatory drawing for demonstrating the operation of a polarization diffraction element, (a) is a figure which shows the state which light of horizontal polarization is incident, and (b) is the figure which shows the state which light of vertically polarized light is incident. 透過・拡散板の透過領域と拡散領域の例を示すパターン図である。It is a pattern figure which shows the example of the transmission region and the diffusion region of a transmission / diffusion plate. 本発明の実施形態に係る画像表示装置の制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control part of the image display device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る画像表示装置における３Ｄ表示の動作を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating operation of 3D display in the image display apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る画像表示装置における２Ｄ表示の動作を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating operation of 2D display in the image display apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る画像表示装置における３Ｄ表示と２Ｄ表示とを混在する動作を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the operation which mixed 3D display and 2D display in the image display apparatus which concerns on embodiment of this invention. 点光源出射部の変形例（その１）の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the modification (1) of the point light source emitting part. 点光源出射部の変形例（その２）の構成を示す上面図であって、（ａ）は水平偏光の点光源の光を出射する処理、（ｂ）は垂直偏光の点光源の光を出射する処理を示す図である。It is a top view which shows the structure of the modification (2) of the point light source emitting part, (a) is the process which emits the light of a horizontally polarized point light source, (b) is the light of a vertically polarized point light source. It is a figure which shows the process to perform. 表示部の変形例（その１）の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the modification (the 1) of the display part. 表示部の変形例（その２）の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the modification (2) of the display part. 従来の画像表示装置の例（その１）を説明するための説明図であって、（ａ）は３Ｄ表示、（ｂ）は２Ｄ表示の動作を示す図である。It is explanatory drawing for demonstrating the example (the 1) of the conventional image display apparatus, (a) is a figure which shows the operation of 3D display, (b) is the figure which shows the operation of 2D display. 従来の画像表示装置の例（その２）を説明するための説明図であって、（ａ）は３Ｄ表示、（ｂ）は２Ｄ表示の動作を示す図である。It is explanatory drawing for demonstrating the example (the 2) of the conventional image display apparatus, (a) is a figure which shows the operation of 3D display, and (b) is the figure which shows the operation of 2D display. 従来の画像表示装置の例（その３）を説明するための説明図であって、（ａ）は３Ｄ表示、（ｂ）は２Ｄ表示の動作を示す図である。It is explanatory drawing for demonstrating the example (3) of the conventional image display apparatus, (a) is a figure which shows the operation of 3D display, (b) is the figure which shows the operation of 2D display. 従来の画像表示装置の３Ｄ表示と２Ｄ表示とを混在する動作を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the operation which mixed 3D display and 2D display of the conventional image display apparatus.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
〔画像表示装置の概要〕
図１を参照して、本発明の実施形態に係る画像表示装置１の概要について説明する。
画像表示装置１は、立体像Ｉ_３Ｄと二次元画像Ｉ_２Ｄとを切り替えて表示するものである。図１に示すように、画像表示装置１は、表示部１０と、制御部２０と、を備える。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Overview of image display device]
An outline of the image display device 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The image display device 1 switches between the stereoscopic image I _3D and the two-dimensional image I _2D for display. As shown in FIG. 1, the image display device 1 includes a display unit 10 and a control unit 20.

表示部１０は、画像（立体像Ｉ_３Ｄ、二次元画像Ｉ_２Ｄ）を表示するものである。なお、表示部１０は、立体像Ｉ_３Ｄについては、インテグラル方式の要素画像群を表示することで、観察者Ｍに立体像Ｉ_３Ｄを視認させる。一方、表示部１０は、二次元画像Ｉ_２Ｄについては、画面上に二次元画像そのものを表示する。
制御部２０は、表示部１０における立体像Ｉ_３Ｄの表示と、二次元画像Ｉ_２Ｄの表示とを切り替える制御を行うものである。 The display unit 10 displays an image (stereoscopic image I _3D , two-dimensional image I _2D ). The display unit 10 is, for stereoscopic image I _3D, by displaying the elemental image group integral scheme, to visually recognize the stereoscopic image I _3D the observer M. On the other hand, the display unit 10 displays the two-dimensional image itself on the screen for the two-dimensional image I _2D .
The control unit 20 controls switching between the display of the stereoscopic image I _{3D and} the display of the two-dimensional image I _{2D on} the display unit 10.

なお、画像表示装置１は、立体像Ｉ_３Ｄと二次元画像Ｉ_２Ｄとの切り替えを画面全体で行うことも可能であるし、画面の領域別に立体像Ｉ_３Ｄと二次元画像Ｉ_２Ｄとを混在させることも可能である。
以下、画像表示装置１の構成について詳細に説明する。 The image display device 1 can switch between the stereoscopic image I _3D and the two-dimensional image I _2D on the entire screen, and the stereoscopic image I _3D and the two-dimensional image I _2D are mixed for each screen area. It is also possible to let it.
Hereinafter, the configuration of the image display device 1 will be described in detail.

〔画像表示装置の構成〕
まず、図２を参照して、画像表示装置１の表示部１０の構成について説明する。図２は、図１に示した画像表示装置１の符号Ａで示す領域を透視した表示部１０の構成を示す上面図である。
図２に示すように、表示部１０は、点光源出射部１１と、偏光回折素子１２Ａ，１２Ｂと、透過・拡散板１３と、表示パネル１４と、を備える。 [Configuration of image display device]
First, the configuration of the display unit 10 of the image display device 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a top view showing the configuration of the display unit 10 through which the region indicated by reference numeral A of the image display device 1 shown in FIG. 1 is seen through.
As shown in FIG. 2, the display unit 10 includes a point light source emitting unit 11, polarization diffraction elements 12A and 12B, a transmission / diffusion plate 13, and a display panel 14.

点光源出射部１１は、二次元平面上に配列した点光源（疑似点光源）の光を一方の偏光状態と他方の偏光状態とに切り替えて出射するものである。ここでは、一方の偏光状態を水平偏光、他方の偏光状態を垂直偏光とする。
図２に示すように、点光源出射部１１は、点光源アレイ１１１と、偏光板１１２と、偏光切替素子１１３と、を備える。 The point light source emitting unit 11 switches the light of the point light sources (pseudo-point light sources) arranged on the two-dimensional plane between one polarized state and the other polarized state and emits the light. Here, one polarization state is horizontal polarization, and the other polarization state is vertical polarization.
As shown in FIG. 2, the point light source emitting unit 11 includes a point light source array 111, a polarizing plate 112, and a polarization switching element 113.

点光源アレイ１１１は、点光源となる微小な発光素子Ｌを二次元平面上に１ｍｍ程度のピッチで配列したものである。ここでは、１つの発光素子Ｌを点光源とみなす。
発光素子Ｌは、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）である。
この発光素子Ｌは、立体像を表示する際に、後記する表示パネル１４に表示される個々の要素画像を照射する範囲の配光角を有する。なお、発光素子Ｌの発光面積は、表示パネル１４の画素サイズ程度であることが好ましい。
発光素子Ｌは、偏光板１１２に光を照射する。 The point light source array 111 is formed by arranging minute light emitting elements L serving as point light sources on a two-dimensional plane at a pitch of about 1 mm. Here, one light emitting element L is regarded as a point light source.
The light emitting element L is, for example, a light emitting diode (LED: Light Emitting Diode).
The light emitting element L has a light distribution angle in a range for irradiating individual element images displayed on the display panel 14 described later when displaying a stereoscopic image. The light emitting area of the light emitting element L is preferably about the pixel size of the display panel 14.
The light emitting element L irradiates the polarizing plate 112 with light.

偏光板１１２は、点光源アレイ１１１の発光素子Ｌから照射されるランダム偏光の光のうち、特定の偏光の光のみを通過させるものである。ここでは、偏光板１１２は、水平偏光のみを通過させるものとする。
偏光板１１２を通過した光は、偏光切替素子１１３に照射される。 The polarizing plate 112 allows only the light of specific polarization among the randomly polarized light emitted from the light emitting element L of the point light source array 111 to pass through. Here, it is assumed that the polarizing plate 112 passes only horizontally polarized light.
The light that has passed through the polarizing plate 112 is applied to the polarization switching element 113.

偏光切替素子１１３は、偏光板１１２で特定の偏光状態（ここでは、水平偏光）のみとなった光の偏光状態を切り替えるものである。偏光切替素子１１３は、例えば、強誘電性液晶等の液晶素子を用いることができる。
ここでは、偏光切替素子１１３は、制御部２０の制御によって、水平偏光（一方の偏光状態）の光を水平偏光のまま通過させる状態と、水平偏光の光を垂直偏光（他方の偏光状態）の光に変換する状態とを切り替える。なお、偏光切替素子１１３の偏光切替の単位は、点光源（発光素子Ｌ）に対応する照射範囲ごととする。
偏光切替素子１１３を通過した光（水平偏光または垂直偏光）は、偏光回折素子１２Ａに照射される。 The polarization switching element 113 switches the polarization state of light that is only in a specific polarization state (here, horizontal polarization) by the polarizing plate 112. As the polarization switching element 113, for example, a liquid crystal element such as a ferroelectric liquid crystal can be used.
Here, the polarization switching element 113 is controlled by the control unit 20 to allow horizontally polarized light (one polarized state) to pass through as horizontally polarized light and horizontally polarized light to pass vertically polarized light (the other polarized state). Switch between the state of converting to light. The unit of polarization switching of the polarization switching element 113 is each irradiation range corresponding to the point light source (light emitting element L).
The light (horizontal polarization or vertical polarization) that has passed through the polarization switching element 113 is applied to the polarization diffraction element 12A.

偏光回折素子１２Ａ，１２Ｂは、２枚１組で、点光源出射部１１（偏光切替素子１１３）から照射される入射光を偏光状態に応じて回折し、光軸をシフトさせるものである。
それぞれの偏光回折素子１２Ａ，１２Ｂは、水平偏光または垂直偏光の入射光を、偏光状態に応じて、異なる方向に±１次光として回折させるものである。
この偏光回折素子１２Ａ，１２Ｂは、水平偏光または垂直偏光の入射光の偏光状態に応じて、回折格子の溝方向を上下方向としたとき、左右方向に入射光を回折させる。
ここでは、偏光回折素子１２Ａ，１２Ｂは、射出光線の位相を１８０度ずらして対向するように予め定めた距離だけ離間して配置する。
なお、偏光状態に応じて、回折方向を変える偏光回折素子１２Ａ，１２Ｂには、公知の素子を用いればよい。例えば、特開２００８−２３３５３９号公報、特開２０１６−１３６１６５号公報、特開２００６−１０６７２６号公報等で開示されている偏光回折素子を用いることができる。 The polarization diffraction elements 12A and 12B are a set of two, and diffract the incident light emitted from the point light source emitting unit 11 (polarization switching element 113) according to the polarization state to shift the optical axis.
The polarized light diffracting elements 12A and 12B diffract the incident light of horizontally polarized light or vertically polarized light as ± primary light in different directions depending on the polarization state.
The polarized light diffractometers 12A and 12B diffract the incident light in the left-right direction when the groove direction of the diffraction grating is in the vertical direction according to the polarization state of the incident light of horizontal polarization or vertical polarization.
Here, the polarization diffraction elements 12A and 12B are arranged so as to be opposed to each other by 180 degrees out of phase with each other by a predetermined distance.
A known element may be used for the polarizing diffraction elements 12A and 12B that change the diffraction direction according to the polarization state. For example, the polarizing diffraction element disclosed in JP-A-2008-2353539, JP-A-2016-136165, JP-A-2006-106726, and the like can be used.

ここで、図３を参照して、偏光回折素子１２Ａ，１２Ｂの作用について説明する。
偏光回折素子１２Ａ，１２Ｂによる光軸のシフト量は、偏光回折素子１２Ａ，１２Ｂの回折格子溝のピッチ（回折ピッチ）と、偏光回折素子１２Ａ，１２Ｂの距離とによって特定することができる。なお、ここでは、偏光回折素子１２Ａ，１２Ｂに物理的に形成された溝のピッチを回折ピッチとして説明するが、回折に周期性を有する素子であれば、その周期が回折ピッチである。
偏光回折素子１２Ａ、１２Ｂの回折ピッチをｐ、入射光の波長をλとしたとき、図３に示すように、１次光の回折角φは、以下の式（１）で表すことができる。 Here, the operation of the polarizing diffraction gratings 12A and 12B will be described with reference to FIG.
The shift amount of the optical axis by the polarizing diffraction elements 12A and 12B can be specified by the pitch (diffraction pitch) of the diffraction grating grooves of the polarizing diffraction elements 12A and 12B and the distance between the polarizing diffraction elements 12A and 12B. Here, the pitch of the grooves physically formed on the polarizing diffraction elements 12A and 12B will be described as the diffraction pitch, but if the element has periodicity in diffraction, the period is the diffraction pitch.
Assuming that the diffraction pitches of the polarizing diffraction elements 12A and 12B are p and the wavelength of the incident light is λ, the diffraction angle φ of the primary light can be expressed by the following equation (1) as shown in FIG.

また、図３に示すように、偏光回折素子１２Ａ，１２Ｂの距離をＬ１としたとき、回折のシフト量ｄは、以下の式（２）で表すことができる。 Further, as shown in FIG. 3, when the distance between the polarizing diffraction elements 12A and 12B is L1, the diffraction shift amount d can be expressed by the following equation (2).

すなわち、偏光回折素子１２Ａ，１２Ｂの距離をＬ１としたとき、図３（ａ）に示すように、偏光回折素子１２Ａに入射した水平偏光の光は、垂直偏光に変換され、−１次光として進行方向を変えて、シフト量ｄだけシフトした後、偏光回折素子１２Ｂに照射される。また、偏光回折素子１２Ｂに入射した垂直偏光の光は、水平偏光に変換され、＋１次光として、偏光回折素子１２Ａに入射した進行方向と同じ方向に回折される。
ここで、光軸のシフト量は、点光源（ここでは、発光素子Ｌ）間の距離の半分とする。 That is, when the distance between the polarizing diffraction elements 12A and 12B is L1, as shown in FIG. 3A, the horizontally polarized light incident on the polarizing diffraction element 12A is converted into vertically polarized light and becomes -1st order light. After changing the traveling direction and shifting by the shift amount d, the polarization diffraction element 12B is irradiated. Further, the vertically polarized light incident on the polarized light diffusing element 12B is converted into horizontal polarized light and diffracted as +1st order light in the same direction as the traveling direction incident on the polarized light diffusing element 12A.
Here, the shift amount of the optical axis is set to half the distance between the point light sources (here, the light emitting element L).

また、図３（ｂ）に示すように、偏光回折素子１２Ａに入射した垂直偏光は、水平偏光に変換され、＋１次光として進行方向を変えて、シフト量ｄだけシフトした後、偏光回折素子１２Ｂに照射される。また、偏光回折素子１２Ｂに入射した水平偏光は、垂直偏光に変換され、−１次光として、偏光回折素子１２Ａに入射した進行方向と同じ方向に回折される。
図２に戻って、表示部１０の構成について説明を続ける。 Further, as shown in FIG. 3B, the vertically polarized light incident on the polarization diffraction element 12A is converted into horizontal polarization, the traveling direction is changed as +1st order light, and after shifting by the shift amount d, the polarization diffraction element 12B is irradiated. Further, the horizontal polarized light incident on the polarized light diffraction element 12B is converted into vertical polarized light and diffracted as -1st order light in the same direction as the traveling direction incident on the polarized light diffraction element 12A.
Returning to FIG. 2, the configuration of the display unit 10 will be continued.

透過・拡散板１３は、偏光回折素子１２Ａ，１２Ｂの間に配置され、偏光回折素子１２Ａで回折された入射光を、部分的に透過、拡散させるものである。この透過・拡散板１３は、光を透過させる透過領域Ｐと、光を拡散させる拡散領域Ｄとを予め定めたパターンで配置している。
この透過・拡散板１３のパターンは、偏光回折素子１２Ａで回折された±１次光のうちの一方を透過させ、他方を拡散させるパターンとする。 The transmission / diffusion plate 13 is arranged between the polarization diffraction elements 12A and 12B, and partially transmits and diffuses the incident light diffracted by the polarization diffraction element 12A. In the transmission / diffusion plate 13, a transmission region P for transmitting light and a diffusion region D for diffusing light are arranged in a predetermined pattern.
The pattern of the transmission / diffusion plate 13 is a pattern in which one of the ± primary light diffracted by the polarizing diffraction element 12A is transmitted and the other is diffused.

例えば、透過・拡散板１３は、図４に示すように、二次元平面上に配列した発光素子Ｌに対して、透過領域Ｐと拡散領域Ｄとの垂直方向の境界が発光素子Ｌの中心を通るように、透過領域Ｐと拡散領域Ｄとを交互に配置する。
これによって、偏光回折素子１２Ａで回折された−１次光は、透過領域Ｐを通過して、偏光回折素子１２Ｂに照射される。一方、偏光回折素子１２Ａで回折された＋１次光は、拡散領域Ｄで拡散されて、偏光回折素子１２Ｂに照射される。
なお、透過・拡散板１３のパターンは、図４に限定されるものではない。透過領域Ｐは、少なくとも偏光回折素子１２Ａで回折された一方の光（ここでは、−１次光）を通過させる大きさであればよく、それ以外の領域を拡散領域Ｄとしてもよい。 For example, in the transmission / diffusion plate 13, as shown in FIG. 4, the vertical boundary between the transmission region P and the diffusion region D is the center of the light emitting element L with respect to the light emitting elements L arranged on the two-dimensional plane. The transmission region P and the diffusion region D are alternately arranged so as to pass through.
As a result, the -1st order light diffracted by the polarization diffraction element 12A passes through the transmission region P and is irradiated to the polarization diffraction element 12B. On the other hand, the + 1st order light diffracted by the polarizing diffraction element 12A is diffused in the diffusion region D and irradiated to the polarizing diffraction element 12B.
The pattern of the transmission / diffusion plate 13 is not limited to FIG. The transmission region P may have a size that allows at least one light (here, -1st order light) diffracted by the polarization diffraction element 12A to pass through, and the other region may be the diffusion region D.

この透過・拡散板１３は、ガラス板等の光学素子に拡散加工処理を施したものを使用することができる。拡散加工処理としては、マイクロブラスト加工法、エッチング法、印刷法等を適用できる。この透過・拡散板１３の拡散度は高い方が望ましく、例えば、ヘイズが７０％以上であることが望ましい。また、透過・拡散板１３は、光の反射や映り込みを防ぐため、ＡＲ（Anti Reflection）コートを施すことが望ましい。
また、透過・拡散板１３には、拡散板や拡散フィルムに対して切り抜き加工を行ったものを使用してもよい。 As the transmission / diffusion plate 13, an optical element such as a glass plate that has been subjected to a diffusion processing treatment can be used. As the diffusion processing, a microblasting method, an etching method, a printing method and the like can be applied. It is desirable that the degree of diffusion of the transmission / diffusion plate 13 is high, and for example, the haze is preferably 70% or more. Further, it is desirable that the transmission / diffusion plate 13 is coated with AR (Anti Reflection) in order to prevent reflection and reflection of light.
Further, as the transmission / diffusion plate 13, a diffusion plate or a diffusion film obtained by cutting out may be used.

表示パネル１４は、透過・拡散板１３で透過または拡散され、偏光回折素子１２Ｂで回折された光をバックライトとして、画像を表示するものである。この表示パネル１４には、空間光変調器（例えば、透過型液晶パネル、ＭＥＭＳ〔Micro Electro Mechanical Systems〕シャッタ等）を用いることができる。
この表示パネル１４は、立体像を表示する場合、制御部２０を介して、インテグラル方式の要素画像群を表示する。また、表示パネル１４は、二次元画像を表示する場合、制御部２０を介して、二次元画像そのものを表示する。この表示パネル１４が表示する画像は、静止画像であってもよいし、複数の画像が連続する動画像であってもよい。 The display panel 14 displays an image using the light transmitted or diffused by the transmission / diffusion plate 13 and diffracted by the polarization diffraction element 12B as a backlight. A spatial light modulator (for example, a transmissive liquid crystal panel, a MEMS [Micro Electro Mechanical Systems] shutter, or the like) can be used for the display panel 14.
When displaying a stereoscopic image, the display panel 14 displays an integral type element image group via the control unit 20. When displaying a two-dimensional image, the display panel 14 displays the two-dimensional image itself via the control unit 20. The image displayed by the display panel 14 may be a still image or a moving image in which a plurality of images are continuous.

次に、図５を参照して、制御部２０の構成について説明する。
図５に示すように、制御部２０は、３Ｄ／２Ｄ画像入力手段２１と、３Ｄ／２Ｄ画像表示手段２２と、表示切替指示入力手段２３と、偏光切替制御手段２４と、を備える。 Next, the configuration of the control unit 20 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 5, the control unit 20 includes a 3D / 2D image input means 21, a 3D / 2D image display means 22, a display switching instruction input means 23, and a polarization switching control means 24.

３Ｄ／２Ｄ画像入力手段２１は、インテグラル方式の要素画像群または二次元画像を入力するものである。この３Ｄ／２Ｄ画像入力手段２１は、入力した要素画像群または二次元画像を、３Ｄ／２Ｄ画像表示手段２２に出力する。
３Ｄ／２Ｄ画像入力手段２１は、図示を省略した外部のディスク装置や、通信回線を介して画像を入力する。
なお、３Ｄ／２Ｄ画像入力手段２１は、要素画像群または二次元画像のいずれか一方を入力する場合と、表示する領域を分けて要素画像群と二次元画像とが混在した画像を入力する場合がある。 The 3D / 2D image input means 21 inputs an integral type element image group or a two-dimensional image. The 3D / 2D image input means 21 outputs the input element image group or two-dimensional image to the 3D / 2D image display means 22.
The 3D / 2D image input means 21 inputs an image via an external disk device (not shown) or a communication line.
The 3D / 2D image input means 21 inputs either an element image group or a two-dimensional image, or divides a display area and inputs an image in which the element image group and the two-dimensional image are mixed. There is.

３Ｄ／２Ｄ画像表示手段２２は、３Ｄ／２Ｄ画像入力手段２１で入力された画像（要素画像群，二次元画像）を入力し、表示パネル１４に表示するものである。この３Ｄ／２Ｄ画像表示手段２２は、図示を省略した信号線を介して、表示パネル１４と接続されている。 The 3D / 2D image display means 22 inputs an image (element image group, two-dimensional image) input by the 3D / 2D image input means 21 and displays it on the display panel 14. The 3D / 2D image display means 22 is connected to the display panel 14 via a signal line (not shown).

表示切替指示入力手段２３は、図示を省略したスイッチや、通信回線を介して、３Ｄ表示と２Ｄ表示との表示方式の切替指示を入力するものである。
具体的には、切替指示は、点光源（発光素子Ｌ）ごとに偏光切替素子１１３の偏光状態を切り替えるか否かを指示する信号である。この切替指示は、予め３Ｄ／２Ｄ画像入力手段２１に入力される画像に対応し、要素画像群の画像領域と二次元画像の画像領域とで、異なる偏光状態を示す指示とする。
ここでは、切替指示は、３Ｄ表示（要素画像群の表示）を行う場合、偏光切替素子１１３の偏光状態を切り替えない旨を示す指示で、２Ｄ表示（二次元画像の表示）を行う場合、偏光切替素子１１３の偏光状態を切り替える旨を示す指示とする。
表示切替指示入力手段２３は、入力した切替指示を、偏光切替制御手段２４に出力する。 The display switching instruction input means 23 inputs a display method switching instruction between the 3D display and the 2D display via a switch (not shown) or a communication line.
Specifically, the switching instruction is a signal instructing whether or not to switch the polarization state of the polarization switching element 113 for each point light source (light emitting element L). This switching instruction corresponds to the image input to the 3D / 2D image input means 21 in advance, and indicates different polarization states in the image area of the element image group and the image area of the two-dimensional image.
Here, the switching instruction is an instruction indicating that the polarization state of the polarization switching element 113 is not switched when performing 3D display (display of an element image group), and when performing 2D display (display of a two-dimensional image), polarization is performed. The instruction indicates that the polarization state of the switching element 113 is to be switched.
The display switching instruction input means 23 outputs the input switching instruction to the polarization switching control means 24.

偏光切替制御手段２４は、表示切替指示入力手段２３で入力された切替指示に応じて、点光源出射部１１の偏光切替素子１１３の偏光状態を、点光源（発光素子Ｌ）に対応する照射範囲ごとに切り替える。
この偏光切替制御手段２４は、図示を省略した信号線を介して、偏光切替素子１１３に接続され、電圧制御により、偏光状態を切り替える。
ここでは、偏光切替制御手段２４は、切替指示により、点光源（発光素子Ｌ）に対応する光の偏光状態を切り替えない場合、その点光源の照射範囲に対応する偏光切替素子１１３への電圧の印可を行わないこととする。
また、偏光切替制御手段２４は、切替指示により、点光源（発光素子Ｌ）に対応する光の偏光状態を切り替える場合、その点光源の照射範囲に対応する偏光切替素子１１３に電圧の印可を行う。 The polarization switching control means 24 sets the polarization state of the polarization switching element 113 of the point light source emitting unit 11 to the irradiation range corresponding to the point light source (light emitting element L) in response to the switching instruction input by the display switching instruction input means 23. Switch every time.
The polarization switching control means 24 is connected to the polarization switching element 113 via a signal line (not shown), and switches the polarization state by voltage control.
Here, when the polarization switching control means 24 does not switch the polarization state of the light corresponding to the point light source (light emitting element L) by the switching instruction, the voltage to the polarization switching element 113 corresponding to the irradiation range of the point light source It will not be applied.
Further, when the polarization switching control means 24 switches the polarization state of the light corresponding to the point light source (light emitting element L) by the switching instruction, the polarization switching control means 24 applies a voltage to the polarization switching element 113 corresponding to the irradiation range of the point light source. ..

以上説明したように画像表示装置１を構成することで、画像表示装置１は、点光源の偏光を切り替えて、透過・拡散板１３の透過領域Ｐまたは拡散領域Ｄのいずれかに点光源の光を回折して照射して、３Ｄ表示と２Ｄ表示とを切り替えることができる。
これによって、画像表示装置１は、同じ点光源（発光素子Ｌ）を、３Ｄ表示と２Ｄ表示とで使用することができる。 By configuring the image display device 1 as described above, the image display device 1 switches the polarization of the point light source, and the light of the point light source falls into either the transmission region P or the diffusion region D of the transmission / diffusion plate 13. Can be diffracted and irradiated to switch between 3D display and 2D display.
As a result, the image display device 1 can use the same point light source (light emitting element L) for the 3D display and the 2D display.

〔画像表示装置の動作〕
次に、図６〜図８を参照（適宜図１〜図５参照）して、本発明の実施形態に係る画像表示装置１における３Ｄ表示、２Ｄ表示、３Ｄ／２Ｄ混在表示を行う動作について説明する。 [Operation of image display device]
Next, with reference to FIGS. 6 to 8 (see FIGS. 1 to 5 as appropriate), an operation of performing 3D display, 2D display, and 3D / 2D mixed display in the image display device 1 according to the embodiment of the present invention will be described. To do.

（３Ｄ表示）
まず、図６を参照して、画像表示装置１の３Ｄ表示を行う動作について説明する。
画像表示装置１は、制御部２０の表示切替指示入力手段２３によって、３Ｄ表示を行う切替指示として、偏光切替素子１１３の偏光状態を切り替えない旨を示す指示を入力する。
そして、画像表示装置１は、偏光切替制御手段２４によって、偏光板１１２を通過した水平偏光の点光源の光を、そのまま通過させるように偏光切替素子１１３を電圧制御する。具体的には、偏光切替制御手段２４は、偏光切替素子１１３への電圧の印可を行わない、あるいは、印可状態である場合には電圧の印可を停止する。
これによって、偏光切替素子１１３に入射した水平偏光の光は、水平偏光のままで偏光切替素子１１３を通過する。 (3D display)
First, the operation of performing the 3D display of the image display device 1 will be described with reference to FIG.
The image display device 1 inputs an instruction indicating that the polarization state of the polarization switching element 113 is not switched as a switching instruction for performing 3D display by the display switching instruction input means 23 of the control unit 20.
Then, the image display device 1 voltage-controls the polarization switching element 113 by the polarization switching control means 24 so that the light of the horizontally polarized point light source that has passed through the polarizing plate 112 passes as it is. Specifically, the polarization switching control means 24 does not apply the voltage to the polarization switching element 113, or stops applying the voltage when the polarization switching element 113 is in the applied state.
As a result, the horizontally polarized light incident on the polarization switching element 113 passes through the polarization switching element 113 as it is horizontally polarized.

そして、偏光切替素子１１３を通過した水平偏光の光は、偏光回折素子１２Ａによって、垂直偏光に変換され、−１次光として進行方向を変えて、透過・拡散板１３の透過領域Ｐに照射される。
その後、透過領域Ｐを通過した垂直偏光の光は、偏光回折素子１２Ｂによって、水平偏光に変換され、＋１次光として進行方向を変えて、表示パネル１４に照射される。
そして、画像表示装置１は、制御部２０の３Ｄ／２Ｄ画像入力手段２１によって、要素画像群を入力し、３Ｄ／２Ｄ画像表示手段２２によって、要素画像群を表示パネル１４に表示する。
これによって、点光源（発光素子Ｌ）が出射した光が要素画像ｅに対応する領域を背面から照射することになり、正面から表示パネル１４を観察する観察者は、インテグラル方式の立体像を視認することができる。 Then, the horizontally polarized light that has passed through the polarization switching element 113 is converted into vertically polarized light by the polarizing diffraction element 12A, changes the traveling direction as -1st order light, and is irradiated to the transmission region P of the transmission / diffusion plate 13. To.
After that, the vertically polarized light that has passed through the transmission region P is converted into horizontally polarized light by the polarization diffraction element 12B, changes the traveling direction as +1st order light, and is irradiated to the display panel 14.
Then, the image display device 1 inputs the element image group by the 3D / 2D image input means 21 of the control unit 20, and displays the element image group on the display panel 14 by the 3D / 2D image display means 22.
As a result, the light emitted by the point light source (light emitting element L) irradiates the region corresponding to the element image e from the back surface, and the observer observing the display panel 14 from the front displays an integral stereoscopic image. It can be visually recognized.

（２Ｄ表示）
次に、図７を参照して、画像表示装置１の２Ｄ表示を行う動作について説明する。
画像表示装置１は、制御部２０の表示切替指示入力手段２３によって、２Ｄ表示を行う切替指示として、偏光切替素子１１３の偏光状態を切り替える旨を示す指示を入力する。
そして、画像表示装置１は、偏光切替制御手段２４によって、偏光板１１２を通過した水平偏光の点光源の光を、垂直偏光の光に変換するように偏光切替素子１１３を電圧制御する。具体的には、偏光切替制御手段２４は、偏光切替素子１１３に電圧を印可する。
これによって、偏光切替素子１１３に入射した水平偏光の光は、垂直偏光に変換されて偏光切替素子１１３から出射される。 (2D display)
Next, the operation of performing the 2D display of the image display device 1 will be described with reference to FIG. 7.
The image display device 1 inputs an instruction indicating that the polarization state of the polarization switching element 113 is switched as a switching instruction for performing 2D display by the display switching instruction input means 23 of the control unit 20.
Then, the image display device 1 voltage-controls the polarization switching element 113 by the polarization switching control means 24 so as to convert the light of the horizontally polarized point light source that has passed through the polarizing plate 112 into the vertically polarized light. Specifically, the polarization switching control means 24 applies a voltage to the polarization switching element 113.
As a result, the horizontally polarized light incident on the polarization switching element 113 is converted into vertically polarized light and emitted from the polarization switching element 113.

そして、偏光切替素子１１３で垂直偏光に変換された光は、偏光回折素子１２Ａによって、水平偏光に変換され、＋１次光として進行方向を変えて、透過・拡散板１３の拡散領域Ｄに照射される。
その後、拡散領域Ｄで拡散されたランダム偏光の拡散光は、偏光回折素子１２Ｂによって、±１次光としてさらに拡散し、表示パネル１４に照射される。
そして、画像表示装置１は、制御部２０の３Ｄ／２Ｄ画像入力手段２１によって、二次元画像を入力し、３Ｄ／２Ｄ画像表示手段２２によって、二次元画像を表示パネル１４に表示する。
これによって、点光源（発光素子Ｌ）が出射した光が拡散光となって、二次元画像Ｇの表示領域全体を背面から照射することになり、正面から表示パネル１４を観察する観察者は、二次元画像を視認することができる。 Then, the light converted to vertical polarization by the polarization switching element 113 is converted to horizontal polarization by the polarization diffraction element 12A, changes the traveling direction as +1st order light, and is irradiated to the diffusion region D of the transmission / diffusion plate 13. To.
After that, the randomly polarized diffused light diffused in the diffusion region D is further diffused as ± primary light by the polarization diffraction element 12B, and is irradiated to the display panel 14.
Then, the image display device 1 inputs a two-dimensional image by the 3D / 2D image input means 21 of the control unit 20, and displays the two-dimensional image on the display panel 14 by the 3D / 2D image display means 22.
As a result, the light emitted by the point light source (light emitting element L) becomes diffused light and irradiates the entire display area of the two-dimensional image G from the back surface, so that the observer who observes the display panel 14 from the front can see. The two-dimensional image can be visually recognized.

（３Ｄ／２Ｄ混在表示）
次に、図８を参照して、画像表示装置１の３Ｄ／２Ｄ混在表示を行う動作について説明する。
画像表示装置１は、制御部２０の表示切替指示入力手段２３によって、３Ｄ／２Ｄ混在表示を行う切替指示として、偏光切替素子１１３の偏光状態を切り替えない旨を示す指示、または、偏光切替素子１１３の偏光状態を切り替える旨を示す指示を、点光源（発光素子Ｌ）に対応する領域ごとに入力する。
ここでは、３Ｄ表示を行う領域の点光源（発光素子Ｌ）に対応する偏光切替素子１１３には、偏光状態を切り替えない旨を指示し、２Ｄ表示を行う領域の点光源（発光素子Ｌ）に対応する偏光切替素子１１３には、偏光状態を切り替える旨を指示する。 (3D / 2D mixed display)
Next, the operation of performing the 3D / 2D mixed display of the image display device 1 will be described with reference to FIG.
The image display device 1 is an instruction indicating that the polarization state of the polarization switching element 113 is not switched, or a polarization switching element 113 as a switching instruction for performing 3D / 2D mixed display by the display switching instruction input means 23 of the control unit 20. An instruction indicating that the polarization state of the light is switched is input for each region corresponding to the point light source (light emitting element L).
Here, the polarization switching element 113 corresponding to the point light source (light emitting element L) in the region for 3D display is instructed not to switch the polarization state, and the point light source (light emitting element L) in the region for 2D display is instructed. The corresponding polarization switching element 113 is instructed to switch the polarization state.

そして、画像表示装置１は、偏光切替制御手段２４によって、切替指示で指示された領域ごとに、偏光切替素子１１３の電圧を制御する。
具体的には、偏光切替制御手段２４は、偏光状態を切り替えない旨を指示された偏光切替素子１１３については電圧を印可せず、偏光状態を切り替える旨を指示された偏光切替素子１１３については電圧を印可する。 Then, the image display device 1 controls the voltage of the polarization switching element 113 for each region instructed by the switching instruction by the polarization switching control means 24.
Specifically, the polarization switching control means 24 does not apply a voltage to the polarization switching element 113 instructed not to switch the polarization state, and the voltage to the polarization switching element 113 instructed to switch the polarization state. Is applied.

これによって、３Ｄ表示を行う領域の点光源（発光素子Ｌ）が出射した光は、水平偏光のままで偏光切替素子１１３を通過する。
そして、偏光切替素子１１３を通過した水平偏光の光は、偏光回折素子１２Ａによって、垂直偏光に変換され、−１次光として進行方向を変えて、透過・拡散板１３の透過領域Ｐに照射される。
その後、透過領域Ｐを通過した垂直偏光の光は、偏光回折素子１２Ｂによって、水平偏光に変換され、＋１次光として進行方向を変えて、表示パネル１４に照射される。 As a result, the light emitted by the point light source (light emitting element L) in the region for 3D display passes through the polarization switching element 113 with horizontal polarization as it is.
Then, the horizontally polarized light that has passed through the polarization switching element 113 is converted into vertically polarized light by the polarizing diffraction element 12A, changes the traveling direction as -1st order light, and is irradiated to the transmission region P of the transmission / diffusion plate 13. To.
After that, the vertically polarized light that has passed through the transmission region P is converted into horizontally polarized light by the polarization diffraction element 12B, changes the traveling direction as +1st order light, and is irradiated to the display panel 14.

一方、２Ｄ表示を行う領域の点光源（発光素子Ｌ）が出射した光は、垂直偏光に変換されて偏光切替素子１１３から出射される。
そして、偏光切替素子１１３で垂直偏光に変換された光は、偏光回折素子１２Ａによって、水平偏光に変換され、＋１次光として進行方向を変えて、透過・拡散板１３の拡散領域Ｄに照射される。
その後、拡散領域Ｄで拡散されたランダム偏光の拡散光は、偏光回折素子１２Ｂによって、±１次光として拡散し、表示パネル１４に照射される。 On the other hand, the light emitted by the point light source (light emitting element L) in the region for 2D display is converted into vertical polarization and emitted from the polarization switching element 113.
Then, the light converted to vertical polarization by the polarization switching element 113 is converted to horizontal polarization by the polarization diffraction element 12A, changes the traveling direction as +1st order light, and is irradiated to the diffusion region D of the transmission / diffusion plate 13. To.
After that, the randomly polarized diffused light diffused in the diffusion region D is diffused as ± primary light by the polarization diffraction element 12B and irradiated to the display panel 14.

そして、画像表示装置１は、制御部２０の３Ｄ／２Ｄ画像入力手段２１によって、要素画像群と二次元画像とが混在した画像を入力し、３Ｄ／２Ｄ画像表示手段２２によって、画像を表示パネル１４に表示する。
これによって、要素画像ｅを表示した表示パネル１４の領域には、点光源（発光素子Ｌ）が出射した光が背面照射され、正面から表示パネル１４を観察する観察者は、インテグラル方式の立体像を視認することができる。
また、二次元画像Ｇを表示した表示パネル１４の領域には、点光源（発光素子Ｌ）が出射した光が拡散光として背面照射され、正面から表示パネル１４を観察する観察者は、二次元画像を視認することができる。 Then, the image display device 1 inputs an image in which the element image group and the two-dimensional image are mixed by the 3D / 2D image input means 21 of the control unit 20, and displays the image by the 3D / 2D image display means 22. It is displayed on 14.
As a result, the area of the display panel 14 on which the element image e is displayed is back-illuminated with the light emitted by the point light source (light emitting element L), and the observer observing the display panel 14 from the front is an integral stereoscopic object. The image can be visually recognized.
Further, in the area of the display panel 14 displaying the two-dimensional image G, the light emitted by the point light source (light emitting element L) is back-illuminated as diffused light, and the observer observing the display panel 14 from the front is two-dimensional. The image can be visually recognized.

〔変形例〕
以上、本発明の実施形態に係る画像表示装置１の構成および動作について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。 [Modification example]
Although the configuration and operation of the image display device 1 according to the embodiment of the present invention have been described above, the present invention is not limited to this embodiment.

（点光源出射部の変形〔その１〕）
ここでは、点光源出射部１１は、点光源アレイ１１１を二次元平面上に配列した発光素子Ｌで構成した。
しかし、図９に示すように、点光源アレイ１１１を、平行光発光部１１１ａとレンズアレイ１１１ｂとを対向するように配置して構成し、点光源出射部１１Ｂとしてもよい。なお、偏光板１１２および偏光切替素子１１３は、レンズアレイ１１１ｂの光の出射側にあっても構わない。 (Deformation of the point light source emitting part [Part 1])
Here, the point light source emitting unit 11 is composed of a light emitting element L in which the point light source array 111 is arranged on a two-dimensional plane.
However, as shown in FIG. 9, the point light source array 111 may be configured by arranging the parallel light emitting unit 111a and the lens array 111b so as to face each other to form the point light source emitting unit 11B. The polarizing plate 112 and the polarization switching element 113 may be on the light emitting side of the lens array 111b.

平行光発光部１１１ａは、平行光（疑似平行光）を発光する面照明装置である。
レンズアレイ１１１ｂは、凸レンズを二次元平面上に配列したものである。
平行光発光部１１１ａが出射する平行光は、レンズアレイ１１１ｂを構成するそれぞれの凸レンズの焦点距離に集光し、点光源Ｌｏとなる。
このように、点光源出射部１１Ｂを構成することで、点光源出射部１１のように微小な発光素子Ｌを用いずに点光源を生成することができ、高輝度な画像を表示することができる。
なお、平行光発光部１１１ａは、図１３に示したように、プロジェクタ（光源２０１）と、コリメータレンズ２０２とを用いて構成してもよい。 The parallel light emitting unit 111a is a surface illumination device that emits parallel light (pseudo-parallel light).
The lens array 111b is an array of convex lenses on a two-dimensional plane.
The parallel light emitted by the parallel light emitting unit 111a is focused on the focal lengths of the respective convex lenses constituting the lens array 111b, and becomes a point light source Lo.
By configuring the point light source emitting unit 11B in this way, it is possible to generate a point light source without using a minute light emitting element L like the point light source emitting unit 11, and it is possible to display a high-luminance image. it can.
As shown in FIG. 13, the parallel light emitting unit 111a may be configured by using a projector (light source 201) and a collimator lens 202.

（点光源出射部の変形〔その２〕）
また、点光源出射部１１は、図１０（ａ）に示す点光源出射部１１Ｃの構成としてもよい。
図１０（ａ）に示すように、点光源出射部１１Ｃは、平行光発光部１１１ａと、透過・遮光素子１１４と、偏光回折素子１１５Ａ，１１５Ｂと、λ／２波長板１１６と、レンズアレイ１１１ｂと、を備える。 (Deformation of the point light source emitting part [Part 2])
Further, the point light source emitting unit 11 may have the configuration of the point light source emitting unit 11C shown in FIG. 10A.
As shown in FIG. 10A, the point light source emitting unit 11C includes a parallel light emitting unit 111a, a transmitting / light emitting element 114, a polarizing diffraction element 115A / 115B, a λ / 2 wave plate 116, and a lens array 111b. And.

平行光発光部１１１ａおよびレンズアレイ１１１ｂは、図９で説明した点光源出射部１１Ｂの構成と同じものであるため説明を省略する。
透過・遮光素子１１４は、平行光発光部１１１ａが出射する平行光の一部を遮光するものである。透過・遮光素子１１４が光を透過する透過領域の幅Ｗ１と光を遮光する遮光領域の幅Ｗ２は同じとし、後記するλ／２波長板１１６と同じ幅とする。この透過・遮光素子１１４は、例えば、液晶パネルで構成することで、部分的に透過領域を形成したり、遮光領域を形成したりすることができる。
透過・遮光素子１１４の透過領域を透過した光は、偏光回折素子１１５Ａに照射される。 Since the parallel light emitting unit 111a and the lens array 111b have the same configuration as the point light source emitting unit 11B described with reference to FIG. 9, the description thereof will be omitted.
The transmitting / light-shielding element 114 blocks a part of the parallel light emitted by the parallel light emitting unit 111a. The width W1 of the transmission region through which the transmissive / light-shielding element 114 transmits light and the width W2 of the light-shielding region that shields light are the same, and are the same width as the λ / 2 wave plate 116 described later. By forming the transmission / light-shielding element 114, for example, a liquid crystal panel, it is possible to partially form a transmission region or a light-shielding region.
The light transmitted through the transmission region of the transmission / light-shielding element 114 is applied to the polarization diffraction element 115A.

偏光回折素子（第２偏光回折素子）１１５Ａ，１１５Ｂは、図２で説明した偏光回折素子１２Ａ，１２Ｂと同様、水平偏光または垂直偏光の入射光を、偏光状態に応じて、異なる方向に±１次光として回折させるものである。偏光回折素子１１５Ａ，１１５Ｂは、射出光線の位相を１８０度ずらして対向するように予め定めた距離だけ離間して配置する。
ここでは、偏光回折素子１１５Ａは、入射した平行光のうち、垂直偏光の光を水平偏光に変換し、−１次光として、偏光回折素子１１５Ｂに照射する。
また、偏光回折素子１１５Ａは、入射した平行光のうち、水平偏光の光を垂直偏光に変換し、＋１次光として、偏光回折素子１１５Ｂに照射する。
偏光回折素子１１５Ｂは、偏光回折素子１１５Ａから照射される水平偏光の光を垂直偏光の光に変換し、＋１次光として、λ／２波長板１１６に照射する。
また、偏光回折素子１１５Ｂは、偏光回折素子１１５Ａから照射される垂直偏光の光を水平偏光の光に変換し、−１次光として、レンズアレイ１１１ｂに照射する。 The polarized light diffusing elements (second polarized light diffusing elements) 115A and 115B, like the polarized light diffusing elements 12A and 12B described with reference to FIG. 2, emit horizontally polarized or vertically polarized incident light in different directions ± 1 depending on the polarization state. It is diffracted as the next light. The polarizing diffraction gratings 115A and 115B are arranged so as to be opposed to each other by shifting the phase of the emitted light rays by 180 degrees by a predetermined distance.
Here, the polarization diffraction element 115A converts the vertically polarized light of the incident parallel light into horizontal polarization and irradiates the polarization diffraction element 115B as -1st order light.
Further, the polarization diffraction element 115A converts the horizontally polarized light from the incident parallel light into vertical polarization and irradiates the polarization diffraction element 115B as +1st order light.
The polarization diffraction element 115B converts the horizontally polarized light emitted from the polarization diffraction element 115A into vertically polarized light, and irradiates the λ / 2 wave plate 116 as +1st order light.
Further, the polarization diffraction element 115B converts the vertically polarized light emitted from the polarization diffraction element 115A into horizontally polarized light, and irradiates the lens array 111b as -1st order light.

λ／２波長板１１６は、入射光に対して１／２波長の位相差を生じさせて、偏光方向を９０度回転させるものである。
ここでは、λ／２波長板１１６は、透過・遮光素子１１４の透過領域の幅Ｗ１と同じ幅で、透過・遮光素子１１４の透過領域に対して幅Ｗ１の１／２だけ水平方向（ｘ方向）にずらして配置する。
λ／２波長板１１６は、偏光回折素子１１５Ｂから照射される垂直偏光の光を水平偏光の光に変換し、レンズアレイ１１１ｂに照射する。
これによって、レンズアレイ１１１ｂに照射される光は、すべて水平偏光の光となり、点光源出射部１１Ｃは、水平偏光の点光源を生成することができる。 The λ / 2 wave plate 116 causes a phase difference of 1/2 wavelength with respect to the incident light, and rotates the polarization direction by 90 degrees.
Here, the λ / 2 wave plate 116 has the same width as the width W1 of the transmission region of the transmission / light-shielding element 114, and is horizontal (x direction) by 1/2 of the width W1 with respect to the transmission region of the transmission / light-shielding element 114. ) And place it.
The λ / 2 wave plate 116 converts the vertically polarized light emitted from the polarizing diffraction element 115B into horizontally polarized light and irradiates the lens array 111b.
As a result, all the light emitted to the lens array 111b becomes horizontally polarized light, and the point light source emitting unit 11C can generate a horizontally polarized point light source.

なお、点光源出射部１１Ｃは、垂直偏光の点光源を生成する場合、図１０（ｂ）に示すように、透過・遮光素子１１４の透過領域と遮断領域とを切り替えればよい。
この透過・遮光素子１１４の切り替えは、図５で説明した制御部２０の偏光切替制御手段２４で行えばよい。 When the point light source emitting unit 11C generates a vertically polarized point light source, the point light source emitting unit 11C may switch between the transmission region and the blocking region of the transmission / light shielding element 114 as shown in FIG. 10B.
The switching of the transmission / light-shielding element 114 may be performed by the polarization switching control means 24 of the control unit 20 described with reference to FIG.

すなわち、画像表示装置１が３Ｄ表示を行う場合、偏光切替制御手段２４は、図１０（ａ）に示すような透過領域と遮光領域となるように透過・遮光素子１１４を制御する。
また、画像表示装置１が２Ｄ表示を行う場合、偏光切替制御手段２４は、図１０（ｂ）に示すような透過領域と遮光領域となるように透過・遮光素子１１４を制御する。
また、画像表示装置１が３Ｄ表示と２Ｄ表示とを混在して表示する場合、偏光切替制御手段２４は、３Ｄ表示を行う領域に対しては、図１０（ａ）に示すような透過領域と遮光領域となるように透過・遮光素子１１４を制御する。また、偏光切替制御手段２４は、２Ｄ表示を行う領域に対しては、図１０（ｂ）に示すような透過領域と遮光領域となるように透過・遮光素子１１４を制御する。
このように、点光源出射部１１Ｃは、点光源出射部１１（図２）、１１Ｂ（図９）で示した偏光板１１２がなく、光効率のロスが少ないため、高輝度な画像を表示することができる。
なお、ここでは、レンズアレイ１１１ｂの凸レンズを、透過・遮光素子１１４の透過領域の幅Ｗ１に対して複数（ここでは２つ）備える構成としているが、３つ以上または１つの凸レンズで構成してもよい。 That is, when the image display device 1 performs 3D display, the polarization switching control means 24 controls the transmission / light-shielding element 114 so as to be a transmission region and a light-shielding region as shown in FIG. 10A.
Further, when the image display device 1 performs 2D display, the polarization switching control means 24 controls the transmission / light-shielding element 114 so as to be a transmission region and a light-shielding region as shown in FIG. 10B.
Further, when the image display device 1 displays both the 3D display and the 2D display in a mixed manner, the polarization switching control means 24 has a transmission region as shown in FIG. 10A with respect to the region for performing the 3D display. The transmission / light-shielding element 114 is controlled so as to be a light-shielding region. Further, the polarization switching control means 24 controls the transmission / light-shielding element 114 so as to be a transmission region and a light-shielding region as shown in FIG. 10B for a region for 2D display.
As described above, the point light source emitting unit 11C does not have the polarizing plate 112 shown by the point light source emitting unit 11 (FIG. 2) and 11B (FIG. 9), and the loss of light efficiency is small, so that a high-luminance image is displayed. be able to.
Here, a plurality of convex lenses (here, two) are provided for the width W1 of the transmission region of the transmissive / light-shielding element 114, but the convex lenses of the lens array 111b are composed of three or more or one convex lens. May be good.

（表示部の変形〔その１〕）
ここでは、画像表示装置１は、表示部１０の偏光回折素子１２Ａ，１２Ｂの間に、透過・拡散板１３を１つ配置した構成とした。
しかし、偏光回折素子１２Ａ，１２Ｂの間に、透過・拡散板１３を多段に複数配置してもよい。例えば、図１１に示すように、表示部１０Ｂは、偏光回折素子１２Ａ，１２Ｂの間に、透過・拡散板１３Ａ，１３Ｂを配置する。
ここで、透過・拡散板１３Ａ，１３Ｂは、３Ｄ表示を行う際に、偏光回折素子１２Ａが回折する光が照射する範囲のみを透過領域Ｐとし、他の領域を拡散領域Ｄとする。また、透過・拡散板１３Ａ，１３Ｂは、正面視で、透過領域Ｐが重ならないようにすることが好ましい。
これによって、２Ｄ表示を行う際、偏光回折素子１２Ａが回折する光は、複数の拡散領域Ｄで拡散されることになり、より均一な拡散光を生成することができる。 (Transformation of display part [Part 1])
Here, the image display device 1 has a configuration in which one transmission / diffusion plate 13 is arranged between the polarization diffraction elements 12A and 12B of the display unit 10.
However, a plurality of transmission / diffusion plates 13 may be arranged in multiple stages between the polarizing diffraction elements 12A and 12B. For example, as shown in FIG. 11, the display unit 10B arranges the transmission / diffusion plates 13A and 13B between the polarizing diffraction elements 12A and 12B.
Here, in the transmission / diffusion plates 13A and 13B, when performing 3D display, only the range irradiated by the light diffracted by the polarization diffraction element 12A is defined as the transmission region P, and the other regions are designated as the diffusion region D. Further, it is preferable that the transmission / diffusion plates 13A and 13B do not overlap the transmission regions P in the front view.
As a result, when performing 2D display, the light diffracted by the polarization diffraction element 12A is diffused in the plurality of diffusion regions D, and more uniform diffused light can be generated.

（表示部の変形〔その２〕）
図１１に示した表示部１０Ｂの点光源出射部１１は、図９で説明した点光源出射部１１Ｂとして構成してもよい。
その場合、図１２に示すように、表示部１０Ｃは、点光源出射部１１Ｂが発光する点光源Ｌｏの位置の前後方向に、透過・拡散板１３Ａ，１３Ｂを配置することが好ましい。
これによって、透過・拡散板１３Ａ，１３Ｂの透過領域Ｐの面積を小さくすることが可能になり、２Ｄ表示を行う際に、多くの面積で、より均一な拡散光を生成することができる (Transformation of display part [Part 2])
The point light source emitting unit 11 of the display unit 10B shown in FIG. 11 may be configured as the point light source emitting unit 11B described in FIG.
In that case, as shown in FIG. 12, it is preferable that the display unit 10C arranges the transmission / diffusion plates 13A and 13B in the front-rear direction of the position of the point light source Lo where the point light source emission unit 11B emits light.
As a result, the area of the transmission region P of the transmission / diffusion plates 13A and 13B can be reduced, and more uniform diffused light can be generated in a large area when performing 2D display.

（その他）
以上説明した実施形態において、一方の偏光状態を垂直偏光、他方の偏光状態を水平偏光としても構わない。
また、ここでは、偏光回折素子１２Ａ，１２Ｂの回折方向を水平方向（ｘ方向）としたが、垂直方向（ｙ方向）としてもよい。その場合、図４に示した透過・拡散板１３のパターンを９０度回転させればよい。
また、ここでは、水平偏光および垂直偏光で光の回折方向を制御したが、一方の偏光状態を左円偏光、他方の偏光状態を右円偏光、または、一方の偏光状態を右円偏光、他方の偏光状態を左円偏光として、回折方向を制御してもよい。 (Other)
In the embodiment described above, one polarized state may be vertically polarized light and the other polarized state may be horizontally polarized light.
Further, here, the diffraction direction of the polarizing diffraction elements 12A and 12B is the horizontal direction (x direction), but it may be the vertical direction (y direction). In that case, the pattern of the transmission / diffusion plate 13 shown in FIG. 4 may be rotated by 90 degrees.
Here, the diffraction direction of light is controlled by horizontal polarization and vertical polarization, but one polarization state is left circular polarization and the other polarization state is right circular polarization, or one polarization state is right circular polarization and the other. The polarization direction may be controlled by setting the polarization state of the light to the left circular polarization.

１画像表示装置
１０，１０Ｂ，１０Ｃ表示部
１１，１１Ｂ，１１Ｃ点光源出射部
１１１点光源アレイ
１１１ａ平行光発光部
１１１ｂレンズアレイ
１１２偏光板
１１３偏光切替素子
１１４透過・遮光素子
１１５Ａ，１１５Ｂ偏光回折素子（第２偏光回折素子）
１１６ λ／２波長板
１２Ａ，１２Ｂ偏光回折素子
１３，１３Ａ，１３Ｂ透過・拡散板
１４表示パネル
２０制御部
２１３Ｄ／２Ｄ画像入力手段
２２３Ｄ／２Ｄ画像表示手段
２３表示切替指示入力手段
２４偏光切替制御手段
Ｌ発光素子
Ｌｏ点光源 1 Image display device 10, 10B, 10C Display unit 11, 11B, 11C Point light source emission unit 111 Point light source array 111a Parallel light emitting unit 111b Lens array 112 Polarizing plate 113 Polarization switching element 114 Transmissive / light-shielding element 115A, 115B Polarization diffraction element (Second polarized light diffractometer)
116 λ / 2 wave plate 12A, 12B Polarization diffractometer 13, 13A, 13B Transmission / diffusion plate 14 Display panel 20 Control unit 21 3D / 2D image input means 22 3D / 2D image display means 23 Display switching instruction input means 24 Polarization switching Control means L light emitting element Lo point light source

Claims

An image display device that switches between a three-dimensional image and a two-dimensional image, or divides and displays them by area.
A point light source emitting unit that switches the light of a point light source arranged on a two-dimensional plane between one polarized state and the other polarized state and emits the light.
Two polarized diffraction elements that sequentially diffract the light of the point light source in different directions to shift the optical axis according to the polarization state, and
A transmissive / diffusing plate arranged between the two polarizing diffraction elements, which transmits light in one polarized state and diffuses light in the other polarized state.
The light transmitted or diffused by the transmission / diffusion plate and diffracted by the polarization diffusing element in the subsequent stage is used as a backlight, and an integral type element image group for displaying the stereoscopic image is transmitted by the transmission / diffusion plate. A display panel that displays the two-dimensional image in the light irradiation area, or displays the two-dimensional image in the light irradiation area diffused by the transmission / diffusion plate.
The point light source is such that the polarization of the point light source whose element image group is the irradiation target is the polarization state of the one, and the polarization of the point light source whose irradiation target is the two-dimensional image is the polarization state of the other. A control unit that controls the emission unit and
An image display device comprising.

A plurality of the transmission / diffusion plates are provided between the two polarizing diffraction elements.
The image display device according to claim 1, wherein the plurality of transmission / diffusion plates have a transmission region in a region through which light in one of the polarized states passes.

The point light source emitting unit is
A point light source array in which light emitting elements are arranged on a two-dimensional plane,
A polarizing plate that allows light of specific polarized light emitted by the light emitting element to pass through,
A polarization switching element that switches the light that has passed through the polarizing plate to the one polarization state or the other polarization state for each predetermined irradiation range.
The image display device according to claim 1 or 2, further comprising.

The point light source emitting unit is
A parallel light emitting part that emits parallel light and a parallel light emitting part
A polarizing plate that allows light of specific polarized light emitted by the parallel light emitting unit to pass through,
A polarization switching element that switches the light that has passed through the polarizing plate to the one polarization state or the other polarization state for each predetermined irradiation range.
A lens array in which the parallel light emitting unit is arranged on an optical path that emits light and convex lenses are arranged on a two-dimensional plane.
The image display device according to claim 1 or 2, further comprising.

The point light source emitting unit is
A parallel light emitting part that emits parallel light and a parallel light emitting part
A transmissive / light-shielding element in which regions that transmit and block the parallel light are alternately arranged, and
Two second pieces that sequentially diffract the parallel light transmitted through the transmitting / light-shielding element according to the polarization state and shift the optical axis in two directions as light in the one polarization state and the other polarization state. Polarized diffraction element and
A λ / 2 wave plate that rotates the polarization direction of the light in the polarized state of one of the two directions by 90 degrees, and
A convex lens that generates a point light source by incident light whose polarization direction is rotated by the λ / 2 wavelength plate and light in the other polarized state shifted by the second polarization diffractometer as parallel light is a two-dimensional plane. With the lens array arranged above,
The image display device according to claim 1 or 2, further comprising.

The claim is characterized in that one of the polarized states is horizontally polarized light and the other polarized state is vertically polarized, or the other polarized state is vertically polarized and the other polarized state is horizontally polarized. The image display device according to any one of claims 1 to 5.

The one polarized state is left circularly polarized and the other polarized state is right circularly polarized, or the one polarized state is right circularly polarized and the other polarized state is left circularly polarized. The image display device according to any one of claims 1 to 5.