JP4402402B2 - 映像表示装置及び照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の映像を、その各映像に対応したそれぞれの方向に向けて表示可能な一つの表示画面を有する映像表示装置及びそれに用いられる照明装置に関する。

観察者の観察方向に応じて異なる映像を視認できるようにした映像表示装置が従来より知られている。例えば、特許第３３９８９９９号は、第１の画素群と第２の画素群からなる表示素子の表面にレンチキュラレンズ板等の光学素子を配置して、複数方向に異なる映像を提供可能な多重映像表示装置を開示している。また、特許第３０７２８６６号は、マトリクス状光源にレンチキュラを配置し、指向性を時分割で切り替えて３次元表示を行う立体画像表示装置を開示している。
特許第３３９８９９９号 特許第３０７２８６６号

従来の平面バックライトを用いた多画像表示装置、例えば特許第３３９８９９９号に示すような多画像表示装置においては、表示素子の表面に配置された光学素子により映像を分離することになるのでこれが解像度の半減につながり、さらに表示素子の表面に光学素子を配置することによる視認性の劣化が問題となっていた。

また、特許第３０７２８６６号に開示されているような、マトリクス状光源にレンチキュラを配置して照明の指向性を切り替える構成では、個々の発光点に光源が必要となりコストが上昇してしまうという問題があった。

また、このような構成の光源を用いた場合には光源側にもクロストークを軽減させるための工夫が必要になってしまう。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、照明部の構成を簡略化してコストの低減を実現した映像表示装置及び照明装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、クロストークの低減を図ることができる映像表示装置及び照明装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、第１の発明は、複数の映像を、その各映像に対応したそれぞれの方向に向けて表示可能な一つの表示画面を有する映像表示装置であって、時分割で少なくとも２つの異なる方向に第１の光束及び第２の光束を射出する照明手段と、前記照明手段から射出された前記第１の光束を光源とする第１の映像と前記第２の光束を光源とする第２の映像とを時分割で表示可能な透過型表示素子と、前記第１の光束及び第２の光束の射出部の位置により異なる方向の指向性を持たせるための光指向性分離素子と、を具備し、前記照明手段は、第１及び第２の光源と、前記第１及び第２の光源からの光束を各別に導光する第１及び第２の導光部と、を含み、前記第１の導光部における各第１の導光部毎に設けられた前記第１の光束が射出される第１の射出部と、前記第２の導光部における各第２の導光部毎に設けられた前記第２の光束が射出される第２の射出部とを、前記２つの異なる方向を含む平面と略平行な方向であって第１観察者と第２観察者とがそれぞれ異なる画像を観察できるべく当該映像表示装置の表示画面に対して右及び左前方に位置した際に、それぞれの観察者の位置に向けて光源からの光を出射できる方向に交互に配置してなるものであり、かつ、前記第１の導光部は、前記２つの異なる方向を含む平面と略平行な方向であって第１観察者と第２観察者とがそれぞれ異なる画像を観察できるべく当該映像表示装置の表示画面に対して右及び左前方に位置した際に、それぞれの観察者の位置に向けて光源からの光を出射できる方向に周期構造をもつ第１の射出部をストライプ状に配置した面形状であり、前記第２の導光部は、前記２つの異なる方向を含む平面と略平行な方向であって第１観察者と第２観察者とがそれぞれ異なる画像を観察できるべく当該映像表示装置の表示画面に対して右及び左前方に位置した際に、それぞれの観察者の位置に向けて光源からの光を出射できる方向に周期構造をもつ第２の射出部をストライプ状に配置した面形状であり、同第１の射出部に対する同第２の射出部の配置が同周期構造の半ピッチ分ずれて配置されるように、同第１の導光部と同第２の導光部を重畳的に配置する。

また、第２の発明は、第１の発明に係る映像表示装置に関わり、前記第１の導光部は、前記第１の光源からの光束を複数の光束に分割し、少なくとも２つ以上の前記第１の射出部から射出させ、前記第２の導光部は、前記第２の光源からの光束を複数の光束に分割し、少なくとも２つ以上の前記第２の射出部から射出させる。

また、第３の発明は、第１の発明に係る映像表示装置に関わり、前記第１及び第２の導光部は、それぞれ、前記２つの異なる方向を含む平面と略平行な方向であって第１観察者と第２観察者とがそれぞれ異なる画像を観察できるべく当該映像表示装置の表示画面に対して右及び左前方に位置した際に、それぞれの観察者の位置に向けて光源からの光を出射できる方向に周期構造をもつストライプ形状であり、第１の導光部に対する第２の導光部の配置は同周期構造の半ピッチ分ずれて配置されている。

また、第４の発明は、第１の発明に係る映像表示装置に関わり、前記光指向性分離素子は周期構造をもつレンチキュラレンズからなり、各１周期分のレンズに対応した前記第１の射出部または前記第２の射出部は、少なくとも各１つ以上存在する。

また、第５の発明は、第１の発明に係る映像表示装置に関わり、前記第１の射出部と前記第２の射出部は一定時間周期で交互に光を射出する。

また、第６の発明は、第１の発明に係る映像表示装置に関わり、前記第１の光源と前記第２の光源が交互に発光する時分割発光モードと、同第１の光源と同第２の光源の何れか一方のみ発光する単一発光モードと、同第１の光源と同第２の光源の両方が同時に発光する全発光モードと、を切り換えるための発光モード切換手段とを具備する。

また、第７の発明は、第１の発明に係る映像表示装置に関わり、前記第１の光束または前記第２の光束の光軸方向は透過型表示素子の法線を中心として略水平方向に左右各々略２５度〜略３５度に設定する。

また、第８の発明は、第４の発明に係る映像表示装置に関わり、前記レンチキュラレンズにおける、前記透過型表示素子側の頂点から前記第１の射出部または前記第２の射出部までの長さをｔ、前記レンチキュラレンズの周期構造の１周期の長さをＰとしたとき、
０． ５６Ｐ ≦ ｔ ≦ ２．３Ｐ である。

また、第９の発明は、複数の映像を、その各映像に対応したそれぞれの方向に向けて表示可能な一つの表示画面を有する映像表示装置に用いられる照明装置であって、時分割で少なくとも２つの異なる方向に第１の光束及び第２の光束を射出するために、第１及び第２の光源と、前記第１及び第２の光源からの光束を各別に導光する第１及び第２の導光部と、を備え、前記第１の導光部における各第１の導光部毎に設けられた前記第１の光束が射出される第１の射出部と、前記第２の導光部における各第２の導光部毎に設けられた前記第２の光束が射出される第２の射出部とを、前記２つの異なる方向を含む平面と略平行な方向であって第１観察者と第２観察者とがそれぞれ異なる画像を観察できるべく当該映像表示装置の表示画面に対して右及び左前方に位置した際に、それぞれの観察者の位置に向けて光源からの光を出射できる方向に交互に配置してなるものであり、かつ、前記第１の導光部は、前記２つの異なる方向を含む平面と略平行な方向であって第１観察者と第２観察者とがそれぞれ異なる画像を観察できるべく当該映像表示装置の表示画面に対して右及び左前方に位置した際に、それぞれの観察者の位置に向けて光源からの光を出射できる方向に周期構造をもつ第１の射出部をストライプ状に配置した面形状であり、前記第２の導光部は、前記２つの異なる方向を含む平面と略平行な方向であって第１観察者と第２観察者とがそれぞれ異なる画像を観察できるべく当該映像表示装置の表示画面に対して右及び左前方に位置した際に、それぞれの観察者の位置に向けて光源からの光を出射できる方向に周期構造をもつ第２の射出部をストライプ状に配置した面形状であり、同第１の射出部に対する同第２の射出部の配置が同周期構造の半ピッチ分ずれて配置されるように、同第１の導光部と同第２の導光部を重畳的に配置する。

本発明によれば、照明部の構成を簡略化してコストの低減を実現した映像表示装置及び照明装置が提供される。

また、本発明によれば、クロストークの低減を図ることが可能な映像表示装置及び照明装置が提供される。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。図１は、本発明の映像表示装置の一使用例を示す図である。１つの表示画面１０の右前方には表示画面１０を左側から観察する第１観察者１２−１が位置し、表示画面１０の左前方には表示画面１０を右側から観察する第２観察者１２−２が位置している。それぞれ第１観察者１２−１は第１映像観察範囲１１−１内に位置しているので第１映像を、第２観察者１２−２は第２映像観察範囲１１−２内に位置しているので第２映像を、両者が同時に観察することができる。

ここで、実際にはラスタ走査により表示画面１０の第１フィールドには第１映像が、第２フィールト゛には第２映像が交互に時分割的に表示されるが、表示は高速で切り換えられるため、人間の目の残像効果により、観察者にはそれぞれ連続した映像として認識される。

図２は、本発明の映像表示装置の基本構成を示す図であり、発光領域分割光源２０と、光指向性分離素子２１と、光拡散素子２２と、ＬＣＤなどの透過型表示素子２３とが順に配置されている。ここで、発光領域分割光源２０及び光指向性分離素子２１及び／又は光拡散素子２２は照明手段を構成する。

発光領域分割光源２０は、その発光領域が複数の領域に分割されており、各領域についてそれぞれＯＮ、ＯＦＦ駆動が可能である。発光する領域が区分けされており、時分割的に発光領域を切り替えられるものならなんでも良いが、例えば、導光路を利用したストライプ状光源やＬＥＤを並べたマトリクス状光源などが考えられる。

光指向性分離素子２１は、発光領域分割光源２０のそれぞれの領域から射出された光をそれぞれ特定の別の方向へ出力するための指向性を備えた素子である。具体例としては、例えば、レンチキュラ、レンズアレイ、回折素子、ホログラム素子、プリズムシートなどが考えられる。

光拡散素子２２は照明ムラなどを軽減するための素子であり、光を拡散するものならなんでもよく、拡散板、回折素子、プリズムシートなどが考えられる。光拡散素子２２は、図に示すように光指向性分離素子２１と透過型表示素子２３の間に設けられるか、または、発光領域分割光源２０と光指向性分離素子２１の間に設けられる。このとき、水平方向に２つの指向性となるように映像を分離しているため、水平方向への拡散が強すぎると、２つの映像が混ざってしまい２重の映像として見えてしまう恐れがある。よって、ここでは垂直方向の拡散特性よりも水平方向の拡散特性の小さい光拡散素子を用いるのが好ましい。

図３は、本発明の映像表示装置の具体的な構成を示す図であり、ストライプ状に発光部をもつストライプ状光源３０と、このストライプ状光源３０からの光に指向性を付けるための光指向性分離素子としてのレンチキュラ３１と、映像を表示するための透過型表示素子３２とからなっている。

ストライプ状光源３０は、第１の光源（Ａライン）、第２の光源（Ｂライン）との２つのラインが交互に配置されており、また時分割的にＡライン、Ｂラインが交互に発光する。Ａラインが発光したときにはレンチキュラ３１により指向性が付けられ、第１観察者が位置する方向にしか照明されない。また、Ｂラインが発光したときには逆に第２観察者が位置する方向にしか照明されない。従ってＡラインの発光時とＢラインの発光時とで透過型表示素子３２に表示する映像をそれぞれに対応した映像にすることで、第１観察者と第２観察者はそれぞれ個別に映像を観賞することができる。

図４は、図３に示す構成の断面構造を示す図であり、上から、透過型表示素子３２、レンチキュラ３１（またはレンズアレイ３４）、ストライプ状光源３０（またはドットマトリクス状光源３３）とで構成され、透過型表示素子３２は例えば液晶表示素子などが利用できる。

ストライプ状光源３０は第１の光源であるＡラインと第２の光源であるＢラインとで構成される。Ａラインは第１観察者に対応し、Ｂラインは第２観察者に対応している。Ａライン、Ｂラインが表示映像のフィールド単位及びフレーム単位で時分割的に発光し、それに対応した表示を透過型表示素子３２で行なうことによって、第１観察者、第２観察者それぞれに応じた映像を観察することができる。

図４において、第１の光源（Ａライン）と第２の光源（Ｂライン）とは発光部４０であるが、第１の光源と第２の光源との間は光吸収部材で構成され非発光部４１を構成している。また、レンチキュラ３１（またはレンズアレイ３４）の各レンズ要素の境界部に仕切り（隔壁）４２を設けることにより、迷光等によるクロストークを軽減することができる。さらに仕切り４２や非発光部４１の表面に光を吸収する表面処理を施すとクロストークをさらに低減することができる。なお、仕切り４２は反射部材で構成しても良い。

図５は、図４の変形例を示す図である。ここでは、レンチキュラ３１の代わりに両面レンチキュラ４３を用いたときの断面構造を示している。なお、両面レンチキュラ４３の代わりに両面レンズアレイを用いても良い。

図６（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態の第１の光源と第２の光源の時分割駆動について説明するための図である。ある時間Ｔ１のときには図６（Ａ）に示すように、ストライプ状光源３０のうち第１の光源であるＡライン光源しか発光しておらず、第２の光源であるＢライン光源は消灯している。Ａライン光源はレンチキュラ３１により指向性が付けられ、第１観察者の方向のみを照明する。このとき、第１観察者のみが映像を観察可能であり、透過型表示素子３２は第１観察者用の映像を表示する。

次に、ある時間Ｔ２のときには図６（Ｂ）に示すように、ストライプ状光源３０のうち第２の光源であるＢライン光源しか発光しておらず、第１の光源であるＡライン光源は消灯している。Ｂライン光源はレンチキュラ３１により指向性が付けられ、第２観察者の方向のみを照明する。このとき、第２観察者のみが映像を観察可能であり、透過型表示素子３２は第２観察者用の映像を表示する。

従って、時間Ｔ１の状態とＴ２の状態を高速で切り換えることにより、それぞれの観察者は映像の途切れ目なく、それぞれの観察者に対応した映像を観察することができる。

図７（Ａ），（Ｂ）は、ストライプ状光源を備えた照明装置の具体例な構成例を示している。ここではストライプ状光源であってさらにラインごとにＯＮ、ＯＦＦを制御できることが特徴となっている。ここでは柱状のライトガイト（導光路）６０を光源の数だけ並べて、各ライトガイド６０の一端または両端に光源を配置した構成である。すなわち、第１の光源Ａについてのライトガイド（導光部）６０は、第１の光源Ａの数だけ配置され、第１の導光部群を構成している。また、第２の光源Ｂについてのライトガイド（導光部）６０は、第２の光源Ｂの数だけ配置され、第２の導光部群を構成している。

このような構成によれば、第１の光源である光源Ａのみを発光させたり、または第２の光源である光源Ｂのみを発光させることができる。さらに画面の走査に応じて端の光源から順に発光させることも可能である。

図７（Ｂ）は、ライトガイド６０の断面を示している。光源はＬＥＤ等、発光体であればなんでもよい。ライトガイド６０には通常ガラスまたは樹脂などが利用される。ライトガイド６０の射出部６０−１のみを砂目にしたり、突起等の反射部６０−２を複数設けることで光源からの光の全反射条件がくずれ、光がライトガイド６０の外部に射出されるようになっている。

図８は、照明装置の他の具体的な構成例を示している。ここでは図７のように個々のライトガイド６０を個別の光源Ａ，Ｂで照明するのではなく、導光路を第１光源用導光路（第１の導光路７２）と第２光源用導光路（第２の導光路７３）とに分け、それぞれを共通の光源または光源群（第１の光源７０，第２の光源７１）で照明する方式の例である。図８の構成では第１の導光路７２はそれぞれが一端で結合されており、各導光路共通の光源（第１の光源７０）で照明されるようになっている。また、第２の導光路７３も同様にそれぞれが一端で結合されており、第１の光源７０とは別の第２の光源７１により照明されるようになっている。

第１の導光路７２及び第２の導光路７３はそれぞれ、２つの異なる射出方向を含む平面と略平行な方向に周期構造をもつストライプ形状（または櫛形形状）である。また、第１の導光部７２に対する第２の導光部７３の配置は前記周期構造の半ピッチ分ずれて配置されている。

このような構成によれば、第１の光源７０、第２の光源７１のＯＮ、ＯＦＦ動作のみで、第１の導光路７２または第２の導光路７３からの照明のＯＮ、ＯＦＦを制御することができる。光源としては、幅広く照明できるような蛍光管やＬＥＤをライン状に並べたもの、点光源と導光路によりライン光源としたものなどが利用できる。

図９（Ａ），（Ｂ）は、照明装置のさらに他の具体的な構成例を示している。ここでは第１の導光路８２及び第２の導光路８３で示すように、導光板を上下に２枚組み合わせた構造を採用している。導光路８２，８３は個別の光源８０，８１を備えている。各導光部８２，８３には反射部（第１の導光路８２の場合は溝状の第１の反射部Ａ，第２の導光路８３の場合は突起状の第２の反射部Ｂ）がライン状に設けられ、ライン発光を可能にしている。

その発光ラインが上下の導光路８２，８３においてずれるように、第１の反射部であるＡライン、第２の反射部であるＢラインが交互に配置されている。第１の光源８０を点灯するとＡラインが発光し、第２の光源８１が点灯するとＢラインが発光する。

第１の導光部８２は、２つの異なる射出方向を含む平面と略平行な方向に周期構造をもつ第１の射出部８２−１をストライプ状に配置した面形状であり、第２の導光部８３は、２つの異なる射出方向を含む平面と略平行な方向に周期構造をもつ第２の射出部８３−１をストライプ状に配置した面形状である。第１の射出部８２−１に対する第２の射出部８３−１の配置が同周期構造の半ピッチ分ずれて配置されるように、同第１の導光部７２と同第２の導光部７３とが重畳して配置されている。

図１０（Ａ），（Ｂ）は、本発明の映像表示装置の機能ブロック図である。映像入力部１０１，１０２を介して２つの映像信号が映像信号選択部１０８に入力された後、いずれか一方が選択されて表示素子駆動回路１０７に入力され、これによって表示素子１０６が駆動される。図１０（Ｂ）は上記した映像信号選択部１０８の一構成例を示しており、映像入力部１０１から入力された映像信号は第１フィールドメモリ１１０に蓄積される。また、映像入力部１０２から入力された映像信号は第２フィールドメモリ１１１に蓄積される。制御回路１０３からの制御信号によりスイッチ１１２が切り換えられ、第１フィールドメモリ１１０または第２フィールドメモリ１１１の映像信号が選択的に表示素子駆動回路１０７に入力される。

光源駆動回路１０４は、表示素子１０６に表示される映像が第一観察者用映像であれば、第１光源を発光し、第二観察者用であれば、第２光源を発光させるようにバックライト１０５を制御する。

上記した映像信号選択部１０８、表示素子駆動回路１０７、光源駆動回路１０４は制御回路１０３により制御される。なお、光源駆動回路１０４及び制御回路１０３は照明切換手段を構成する。

また、表示モード切換手段としてのモード切り換え入力部１００は、ユーザ操作によるモード切り換えにより動作モードの切り換えを行う部分である。動作モードの切換により、第１観察者のみ表示または第２観察者のみ表示、第１、第２観察者に同じ映像を表示、第１、第２観察者に別な映像を表示、などの動作を行わせることができる。ソフトウェアアプリケーションにより動作モードを切り換えるように設定することも可能である。

図１１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、車載用多画像表示装置に好適する光源の指向特性について説明するための図である。通常の表示装置では正面方向を最適な視認位置とみなしているが、本発明のように、見る方向に応じて複数の映像を観察するような表示装置では、最適な視認位置が正面方向でなく、それぞれの観察位置の方向が最適な視認位置となるようにする必要がある。特に２方向から観察するような場合においては、それぞれに対応する光源の指向特性を２５°〜３５°（この場合、正面方向を０°とする）に設定することでそれぞれの観察位置で輝度が高くなって視認性が向上し、また迷光の軽減にも有効である。

図１１（Ｂ）は第１の光源の指向特性を示し、図１１（Ｃ）は第２の光源の指向特性を示している。これらの指向特性グラフでは、輝度のピーク点を１００％とし、その輝度に対する比率を中心から外周へ向かう直線を軸として表し、光源の正面方向を０°として射出方向を角度で表し、輝度の角度分布特性を表したものである。

ここでは、例として３０°方向をピークとして持つような光源を第１の光源、第２の光源で角度特性が対称となるように配置したものである。

図１２（Ａ），（Ｂ）は、レンチキュラまたはレンズアレイと光源との配置関係について説明するための図である。

本発明は表示映像の指向性をバックライト照明の指向性を制御することによって実現しているが、このとき特に車載用多画像表示装置として、光源からの主光線が表示画面の法線方向から２５度から３５度の間に入るようにするためには、光指向性分離素子としてのレンチキュラ３１（またはレンズアレイ）の頂点から光源までの距離に次のような関係が必要となってくる。

ここではレンズピッチの長さをＰとし、レンズ頂点から光源までの長さをｔとする。光源からの出射角が２５度と３５度の範囲にあり、レンズの屈折率として１．４〜２．０を想定し、レンチキュラ３１内の光線が一番横たわる場合と光線が一番立つ場合を示す。また本実施形態では、レンズのピッチに対する光源の配置範囲として、通常レンズの境界から１／４ピッチ内側に入ったところを利用するが、射出角度を多くとるためになるべく外側レンズ境界付近に配置するとよいことから、レンズ境界から内側 ０Ｐから１／４Ｐまでの範囲に光源を置くことを想定する。これによると、車載用多画像表示装置に実施する場合に最適である、レンズ頂点から光源までの長さｔが求まる。

計算によると、０．５６Ｐ≦ｔ≦ ２．３Ｐ
が最適な長さｔとなる。

ちなみに、立体表示用途として最適な長さｔを求めると、
表示画面からの視距離２５０ｍｍ以上、眼幅約６４ｍｍ、レンズ屈折率１．４と長さｔが一番小さくなる条件を求めると、約７．３度の光線が出射することとなり、
ｔ≧２．７Ｐ
と求まる。

図１３は、本発明の映像表示装置を車載モニターとして搭載した場合の例を示している。第１観察者２０１の位置に助手席、第２観察者２０２の位置に運転席が位置するように設定することで、助手席への搭乗者と運転手とでそれぞれに対応した映像を観察することができる。例えば、運転手にはカーナビゲーションの映像やドライビング補助映像を提供しながら、同時に助手席の搭乗者にはＴＶ映像やＤＶＤ映像、ゲーム、各種情報検索など様々な映像を提供することができる。これにより、運転中の視聴が規制されているようなＴＶや映画などの映像でも、助手席にのみ提供することで、助手席の搭乗者は車が移動中であってもＴＶや映画などの映像を視聴することができる。

図１４は、本発明を立体映像表示装置に適用した場合の例である。表示画面３０４に対して第１観察位置に右目３００が位置するようにし、第２観察位置に左目３０１が位置するように設定する。右目用映像３０２として右目用視差画像を提示し、左目用映像３０３として左目用視差画像を提示することで立体映像を観察することが可能である。

（付記）
上記した具体的な実施形態から以下のような構成の発明が抽出される。

１． 複数の映像を、その各映像に対応したそれぞれの方向に向けて表示可能な一つの表示画面を有する映像表示装置であって、
時分割で少なくとも２つの異なる方向に第１の光束及び第２の光束を射出する照明手段と、
前記照明手段から射出された前記第１の光束を光源とする第１の映像と前記第２の光束を光源とする第２の映像とを時分割で表示可能な透過型表示素子と、
前記第１の光束及び第２の光束の射出部の位置により異なる方向の指向性を持たせるための光指向性分離素子
を具備し、
前記照明手段は、
第１及び第２の光源と、
前記第１及び第２の光源からの光束を各別に導光する第１及び第２の導光部と、
を含み
前記第１の導光部における各第１の導光部毎に設けられた前記第１の光束が射出される第１の射出部と、前記第２の導光部における各第２の導光部毎に設けられた前記第２の光束が射出される第２の射出部とを、前記２つの異なる方向を含む平面と略平行な方向に交互に配置してなることを特徴とする映像表示装置。

対応する図面：少なくとも図１，２、７、８、９に対応する。

作用：第１の光源と導光部、射出部と第２の光源と導光部、射出部とが別体で構成されており、第１の光束と第２の光束を選択的に照明可能である。

効果：簡単な構成で２方向の指向性が切換可能な照明が得られ、これに時分割で異なる映像を表示可能な表示素子と組み合わせることで、見る方向に対応した映像を表示可能な映像表示装置が実現できる。

２． 前記第１の導光部は、
前記第１の光源からの光束を複数の光束に分割し、
少なくとも２つ以上の前記第１の射出部から射出させ、
前記第２の導光部は、
前記第２の光源からの光束を複数の光束に分割し、
少なくとも２つ以上の前記第２の射出部から射出させる
ことを特徴とした１に記載の映像表示装置。

対応する図面：少なくとも図８、９に対応する。

作用：第１及び第２の各複数の射出部はそれぞれ共通の第１の光源または第２の光源により照明される。

効果：少ない光源の個数で複数の分離された射出部から発光可能であり、コスト削減効果がある。

３． 前記第１及び第２の導光部は、
それぞれ、前記２つの異なる方向を含む平面と略平行な方向に周期構造をもつストライプ形状であり、
第１の導光部に対する第２の導光部の配置は同周期構造の半ピッチ分ずれて配置されていることを特徴とする１に記載の映像表示装置。

対応する図面：少なくとも図７、８に対応する。

作用：導光部が水平方向に第１、第２と交互に配置されている。

効果：異なる導光部で第１、第２導光部を構成し、交互に配置することで、発光領域を確実に分離し、確実に指向性を保つことができる。これにより映像のクロストークが軽減できる。

４． 前記第１の導光部は、
前記２つの異なる方向を含む平面と略平行な方向に周期構造をもつ第１の射出溝をストライプ状に配置した面形状であり、
前記第２の導光部は、
前記２つの異なる方向を含む平面と略平行な方向に周期構造をもつ第２の射出溝をストライプ状に配置した面形状であり、
同第１の射出溝に対する同第２の射出溝の配置が同周期構造の半ピッチ分ずれて配置されるように、同第１の導光部と同第２の導光部を重畳的に配置したことを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。

対応する図面：少なくとも図９に対応する。

作用：平面導光板に溝を切ったものが２枚重ねて配置される。

効果：通常よく用いられる平面導光板を用いることで、光源の配置や製造の面で容易である。

５． 前記光指向性分離素子は周期構造をもつレンチキュラレンズからなり、
各１周期分のレンズに対応した前記第１の射出部または前記第２の射出部は、少なくとも各１つ以上存在することを特徴とする１に記載の映像表示装置。

対応する図面：少なくとも図４，５，６，７に対応する。

作用：各射出部をレンチキュラレンズに対応させることにより、第１の射出部、第２の射出部の位置に応じて、指向性の方向が設定される。

効果：レンチキュラによりそれぞれの射出部からの光束に別々の方向の指向性をつけ、クロストークを低減する。

６． 前記第１の射出部と前記第２の射出部は一定時間周期で交互に光を射出することを特徴とする１に記載の映像表示装置。

対応する図面：少なくとも図８に対応する。

作用：第１、第２の射出部からの光を時分割で射出する。

効果：時分割で表示される表示素子と組み合わせることにより、それぞれの位置に対応した映像を表示でき、そのクロストークを低減することができる。

７． 前記第１の光源と前記第２の光源が交互に発光する時分割発光モードと、同第１の光源と同第２の光源の何れか一方のみ発光する単一発光モードと、同第１の光源と同第２の光源の両方が同時に発光する全発光モードと、を切り換えるための発光モード切換手段とを具備することを特徴とする１に記載の映像表示装置。

対応する図面：少なくとも図１０に対応する。

作用：発光モードを切り換える発光モード切換手段を備える。

効果：異なる観察位置で異なる映像を見たい場合には時分割発光モードで、一方の観察者だけ映像を見たいときは単一発光モード、両観察者で同じ映像が見たい場合には両発光モードが選択でき、必要な光源のみ発光させることで低消費電力が図れる。

８． 前記第１の光束または前記第２の光束の光軸方向は透過型表示素子の法線を中心として略水平方向に左右各々略２５度〜略３５度に設定することを特徴とした１に記載の映像表示装置。

対応する図面：少なくとも図１１に対応する。

作用：光束の指向性を略２５〜３５度に設定する。

効果：特に車載用途を考えた場合に最も見やすい条件となる。

９． 前記レンチキュラレンズにおける、前記透過型表示素子側の頂点から前記第１の射出部または前記第２の射出部までの長さをｔ、前記レンチキュラレンズの周期構造の１周期の長さをＰとしたとき、
０． ５６Ｐ ≦ ｔ ≦ ２．３Ｐ
であることを特徴とする５に記載の映像表示装置。

対応する図面：少なくとも図１２に対応する。

作用：指向性略２５〜３５度を実現するために、好ましいレンチキュラと射出部位置の関係である。

効果：この条件内で光源の位置を設定することで、指向性２５度〜３５度が実現できる。

１０． 複数の映像を、その各映像に対応したそれぞれの方向に向けて表示可能な一つの表示画面を有する映像表示装置に用いられる照明装置であって、
時分割で少なくとも２つの異なる方向に第１の光束及び第２の光束を射出するために、
第１及び第２の光源と、
前記第１及び第２の光源からの光束を各別に導光する第１及び第２の導光部と、
を備え、
前記第１の導光部における各第１の導光部毎に設けられた前記第１の光束が射出される第１の射出部と、前記第２の導光部における各第２の導光部毎に設けられた前記第２の光束が射出される第２の射出部とを、前記２つの異なる方向を含む平面と略平行な方向に交互に配置してなることを特徴とする照明装置。

対応する図面：少なくとも図７、８、９に対応する。

作用：第１の光源と導光部、射出部と第２の光源と導光部、射出部とが別体で構成されており、第１の光束と第２の光束を選択的に照明可能である。

効果：簡単な構成で２方向の指向性が切換可能な照明が得られ、これに時分割で異なる映像を表示可能な表示素子と組み合わせることで、見る方向に対応した映像を表示可能な映像表示装置が実現できる。

本発明の映像表示装置の一使用例を示す図である。 本発明の映像表示装置の基本構成を示す図である。 本発明の映像表示装置の具体的な構成を示す図である。 図３に示す構成の断面構造を示す図である。 本実施形態の第１の光源と第２の光源の時分割駆動について説明するための図である。 本実施形態の第１の光源と第２の光源の時分割駆動について説明するための図である。 ストライプ状光源を備えた照明装置の具体例な構成例を示す図である。 照明装置の他の具体的な構成例を示す図である。 照明装置のさらに他の具体的な構成例を示す図である。 本発明の映像表示装置の機能ブロック図である。 車載用多画像表示装置に好適する光源の指向特性について説明するための図である。 本発明の映像表示装置を車載モニターとして搭載した場合の例を示す図である。 本発明の映像表示装置を車載モニターとして搭載した場合の例を示す図である。 本発明を立体映像表示装置に適用した場合の例を示す図である。

符号の説明

２０…発光領域分割光源、２１…光指向性分離素子、２２…光拡散素子、２３…透過型表示素子、３０…ストライプ状光源、３１…レンチキュラ、３２…透過型表示素子、３３…ドットマトリクス状光源、３４…レンズアレイ、１００…モード切り換え入力部、１０１…映像入力部、１０２…映像入力部、１０３…制御回路、１０４…光源駆動回路、１０５…バックライト、１０６…表示素子、１０７…表示素子駆動回路、１０８…映像信号合成回路、１０９…フィールドメモリ。

Claims (9)

1. 複数の映像を、その各映像に対応したそれぞれの方向に向けて表示可能な一つの表示画面を有する映像表示装置であって、
   時分割で少なくとも２つの異なる方向に第１の光束及び第２の光束を射出する照明手段と、
   前記照明手段から射出された前記第１の光束を光源とする第１の映像と前記第２の光束を光源とする第２の映像とを時分割で表示可能な透過型表示素子と、
   前記第１の光束及び第２の光束の射出部の位置により異なる方向の指向性を持たせるための光指向性分離素子と、
   を具備し、
   前記照明手段は、第１及び第２の光源と、前記第１及び第２の光源からの光束を各別に導光する第１及び第２の導光部と、を含み、
   前記第１の導光部における各第１の導光部毎に設けられた前記第１の光束が射出される第１の射出部と、前記第２の導光部における各第２の導光部毎に設けられた前記第２の光束が射出される第２の射出部とを、前記２つの異なる方向を含む平面と略平行な方向であって第１観察者と第２観察者とがそれぞれ異なる画像を観察できるべく当該映像表示装置の表示画面に対して右及び左前方に位置した際に、それぞれの観察者の位置に向けて光源からの光を出射できる方向に交互に配置してなるものであり、
   かつ、
   前記第１の導光部は、前記２つの異なる方向を含む平面と略平行な方向であって第１観察者と第２観察者とがそれぞれ異なる画像を観察できるべく当該映像表示装置の表示画面に対して右及び左前方に位置した際に、それぞれの観察者の位置に向けて光源からの光を出射できる方向に周期構造をもつ第１の射出部をストライプ状に配置した面形状であり、
   前記第２の導光部は、前記２つの異なる方向を含む平面と略平行な方向であって第１観察者と第２観察者とがそれぞれ異なる画像を観察できるべく当該映像表示装置の表示画面に対して右及び左前方に位置した際に、それぞれの観察者の位置に向けて光源からの光を出射できる方向に周期構造をもつ第２の射出部をストライプ状に配置した面形状であり、
   同第１の射出部に対する同第２の射出部の配置が同周期構造の半ピッチ分ずれて配置されるように、同第１の導光部と同第２の導光部を重畳的に配置したことを特徴とする映像表示装置。
2. 前記第１の導光部は、前記第１の光源からの光束を複数の光束に分割し、少なくとも２つ以上の前記第１の射出部から射出させ、
   前記第２の導光部は、前記第２の光源からの光束を複数の光束に分割し、少なくとも２つ以上の前記第２の射出部から射出させることを特徴とした請求項１に記載の映像表示装置。
3. 前記第１及び第２の導光部は、それぞれ、前記２つの異なる方向を含む平面と略平行な方向であって第１観察者と第２観察者とがそれぞれ異なる画像を観察できるべく当該映像表示装置の表示画面に対して右及び左前方に位置した際に、それぞれの観察者の位置に向けて光源からの光を出射できる方向に周期構造をもつストライプ形状であり、
   第１の導光部に対する第２の導光部の配置は同周期構造の半ピッチ分ずれて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
4. 前記光指向性分離素子は周期構造をもつレンチキュラレンズからなり、各１周期分のレンズに対応した前記第１の射出部または前記第２の射出部は、少なくとも各１つ以上存在することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
5. 前記第１の射出部と前記第２の射出部は一定時間周期で交互に光を射出することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
6. 前記第１の光源と前記第２の光源が交互に発光する時分割発光モードと、同第１の光源と同第２の光源の何れか一方のみ発光する単一発光モードと、同第１の光源と同第２の光源の両方が同時に発光する全発光モードと、を切り換えるための発光モード切換手段とを具備することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
7. 前記第１の光束または前記第２の光束の光軸方向は透過型表示素子の法線を中心として略水平方向に左右各々略２５度〜略３５度に設定することを特徴とした請求項１に記載の映像表示装置。
8. 前記レンチキュラレンズにおける、前記透過型表示素子側の頂点から前記第１の射出部または前記第２の射出部までの長さをｔ、前記レンチキュラレンズの周期構造の１周期の長さをＰとしたとき、
   ０． ５６Ｐ ≦ ｔ ≦ ２．３Ｐ
   であることを特徴とする請求項４に記載の映像表示装置。
9. 複数の映像を、その各映像に対応したそれぞれの方向に向けて表示可能な一つの表示画面を有する映像表示装置に用いられる照明装置であって、
   時分割で少なくとも２つの異なる方向に第１の光束及び第２の光束を射出するために、
   第１及び第２の光源と、
   前記第１及び第２の光源からの光束を各別に導光する第１及び第２の導光部と、
   を備え、
   前記第１の導光部における各第１の導光部毎に設けられた前記第１の光束が射出される第１の射出部と、前記第２の導光部における各第２の導光部毎に設けられた前記第２の光束が射出される第２の射出部とを、前記２つの異なる方向を含む平面と略平行な方向であって第１観察者と第２観察者とがそれぞれ異なる画像を観察できるべく当該映像表示装置の表示画面に対して右及び左前方に位置した際に、それぞれの観察者の位置に向けて光源からの光を出射できる方向に交互に配置してなるものであり、
   かつ、
   前記第１の導光部は、前記２つの異なる方向を含む平面と略平行な方向であって第１観察者と第２観察者とがそれぞれ異なる画像を観察できるべく当該映像表示装置の表示画面に対して右及び左前方に位置した際に、それぞれの観察者の位置に向けて光源からの光を出射できる方向に周期構造をもつ第１の射出部をストライプ状に配置した面形状であり、
   前記第２の導光部は、前記２つの異なる方向を含む平面と略平行な方向であって第１観察者と第２観察者とがそれぞれ異なる画像を観察できるべく当該映像表示装置の表示画面に対して右及び左前方に位置した際に、それぞれの観察者の位置に向けて光源からの光を出射できる方向に周期構造をもつ第２の射出部をストライプ状に配置した面形状であり、
   同第１の射出部に対する同第２の射出部の配置が同周期構造の半ピッチ分ずれて配置されるように、同第１の導光部と同第２の導光部を重畳的に配置したことを特徴とする照明装置。

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