JP4792805B2

JP4792805B2 - 表示装置

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Publication number: JP4792805B2
Application number: JP2005133571A
Authority: JP
Inventors: 康宏代工
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2025-04-28
Also published as: JP2006309017A

Description

この発明は、立体的な画像を表示する表示装置に関する。

表示装置として、液晶層を挟んで対向する一対の基板の対向する内面のうち、一方の基板の内面に、予め定めた形状の複数の主セグメント電極と、これらの主セグメント電極の半周の縁部に隣接させてその縁部の輪郭形状に形成された複数の副セグメント電極とを設け、他方の基板の内面に、前記複数の主セグメント電極及び副セグメント電極に対向するコモン電極を設けた液晶表示素子を備え、前記液晶表示素子に、前記主セグメント電極の形状に対応する主表示パターンと、前記副セグメント電極の形状に対応する副表示パターン（主表示パターンの半周に沿う影のような輪郭パターン）とからなる、前記副表示パターンにより厚みを表現した図形、つまり、厚みのある形状物を斜め方向から見たような図形を表示させるようにしたものがある（特許文献１参照）。
特開２００１−２０１７５５号公報

しかし、上記従来の表示装置の表示は、奥行き感の無い平面的な表示である。

この発明は、奥行き感のある立体的な画像を表示することができる表示装置を提供することを目的としたものである。

この発明の表示装置は、互いに逆向きの前面と後面とを有し、前記前面を観察側に対向させて配置され、前記前面から入射した光を前記観察側に反射し、前記後面から入射した光を透過させて前記観察側に出射するスクリーンと、第１と第２の画像光を出射し、前記第１の画像光を、前記スクリーンの前側から前記スクリーンの前面に向けて投影し、前記第２の画像光を、前記スクリーンの後側から前記スクリーンの後面に向けて前記スクリーンの前記第１の画像光の投影領域に入射させるように投影する画像光投影手段とを備え、
画像光投影手段は、
光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域を有する１つの液晶表示素子と、前記液晶表示素子の一方の面と他方の面とにそれぞれ対向させて配置され、前記液晶表示素子に向けて照明光を出射し、前記液晶表示素子からの出射光を透過させる第１と第２の面光源とからなり、前記液晶表示素子の一方の面と他方の面からそれぞれ画像光を出射し、前記液晶表示素子の前記第２の面光源に対向する面から出射した第１の画像光を前記第２の面光源を透過させて出射し、前記液晶表示素子の前記第１の面光源に対向する面から出射した第２の画像光を前記第１の面光源を透過させて出射する画像光出射部と、
前記画像光出射部からの前記第１と第２の画像光をそれぞれスクリーンの前面と後面に向けて反射する第１と第２の反射板とを備えており、
前記画像光出射部は、前記スクリーンの側方に、前記第１の画像光の出射方向を前記スクリーンの前側方向に向け、前記第２の画像光の出射方向を前記スクリーンの後側方向に向けて配置され、
前記第１の反射板は、前記画像光出射部からの前記第１の画像光の出射方向に、前記第１の画像光を前記スクリーンの前面に向けて反射するように配置され、前記第２の反射板は、前記画像光出射部からの前記第２の画像光の出射方向に、前記第２の画像光を前記スクリーンの後面に向けて反射するように配置されていることを特徴とする。

好ましくは、この発明の表示装置において、前記画像光投影手段は、前記第１の画像光と第２の画像光の出射強度比を調整する手段を備えている。
好ましくは、スクリーンは、その後面に、画像光出射部から第２の反射板を介して投影された第２の画像光を前記スクリーンの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーンに入射させる入射角制御手段を有し、前面に、前記画像光出射部から第１の反射板を介して投影された第１の画像光の反射方向を前記スクリーンを透過した前記第２の画像光の出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段を有している。
好ましくは、スクリーンは、半透過反射板からなっている。
好ましくは、スクリーンは、互いに直交する反射軸と透過軸をもち、入射光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記反射軸に平行な直線偏光成分を反射し、前記透過軸に平行な直線偏光成分を透過させる反射偏光板からなっており、画像光投影手段は、前記反射偏光板の反射軸と実質的に平行な直線偏光からなる第１の画像光を前記スクリーンの前面に向けて投影し、前記反射偏光板の透過軸と実質的に平行な直線偏光からなる第２の画像光を前記スクリーンの後面に向けて投影する。

この発明の表示装置は、前面を観察側に対向させて配置され、前記前面から入射した光を前記観察側に反射し、反対側の後面から入射した光を透過させて前記観察側に出射するスクリーンと、第１と第２の画像光を出射し、前記第１の画像光を、前記スクリーンの前側から前記スクリーンの前面に向けて投影し、前記第２の画像光を、前記スクリーンの後側から前記スクリーンの後面に向けて前記スクリーンの前記第１の画像光の投影領域に入射させるように投影する画像光投影手段とを備え、画像光投影手段は、光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域を有する１つの液晶表示素子と、前記液晶表示素子の一方の面と他方の面とにそれぞれ対向させて配置され、前記液晶表示素子に向けて照明光を出射し、前記液晶表示素子からの出射光を透過させる第１と第２の面光源とからなり、前記液晶表示素子の一方の面と他方の面からそれぞれ画像光を出射し、前記液晶表示素子の前記第２の面光源に対向する面から出射した第１の画像光を前記第２の面光源を透過させて出射し、前記液晶表示素子の前記第１の面光源に対向する面から出射した第２の画像光を前記第１の面光源を透過させて出射する画像光出射部と、前記画像光出射部からの前記第１と第２の画像光をそれぞれスクリーンの前面と後面に向けて反射する第１と第２の反射板とを備えており、前記画像光出射部は、前記スクリーンの側方に、前記第１の画像光の出射方向を前記スクリーンの前側方向に向け、前記第２の画像光の出射方向を前記スクリーンの後側方向に向けて配置され、前記第１の反射板は、前記画像光出射部からの前記第１の画像光の出射方向に、前記第１の画像光を前記スクリーンの前面に向けて反射するように配置され、前記第２の反射板は、前記画像光出射部からの前記第２の画像光の出射方向に、前記第２の画像光を前記スクリーンの後面に向けて反射するように配置されているものであるため、前記スクリーンにその前側から投影され、前記スクリーンにより観察側に反射された前記第１の画像光からなる第１の画像と、前記スクリーンにその後側から投影され、前記スクリーンを透過して前記観察側に出射した前記第２の画像光からなる第２の画像とが重なって見える、奥行き感のある立体的な画像を表示することができるとともに、前記スクリーンの後面に、前記画像光出射部から前記第２の反射板を介して投影された前記第２の画像光を前記スクリーンの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーンに入射させる入射角制御手段を設け、前記スクリーンの前面に、前記画像光出射部から前記第２の反射板を介して投影された前記第１の画像光の反射方向を前記スクリーンを透過した前記第２の画像光の出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段を設けるのが好ましく、このようにすることにより、奥行き感のある立体的な画像を前記スクリーンの前面の正面方向から観察させることができる。

この発明の表示装置において、前記画像光投影手段は、前記第１の画像光と第２の画像光の出射強度比を調整する手段を備えているのが望ましく、このようにすることにより、前記立体的な画像の奥行き感を任意に変化させることができる。

その場合は、前記スクリーンの後面に、前記画像光出射部から前記第２の反射板を介して投影された前記第２の画像光を前記スクリーンの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーンに入射させる入射角制御手段を設け、前記スクリーンの前面に、前記画像光出射部から前記第２の反射板を介して投影された前記第１の画像光の反射方向を前記スクリーンを透過した前記第２の画像光の出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段を設けるのが好ましく、このようにすることにより、奥行き感のある立体的な画像を前記スクリーンの前面の正面方向から観察させることができる。

また、この発明の表示装置において、前記スクリーンは、半透過反射板が好ましく、このようにすることにより、前記スクリーンにその前面から入射した前記第１の画像光を観察側に反射し、前記スクリーンにその後面から入射した前記第２の画像光を光を透過させて前記観察側に出射することができる。

前記スクリーンは、互いに直交する反射軸と透過軸をもち、入射光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記反射軸に平行な直線偏光成分を反射し、前記透過軸に平行な直線偏光成分を透過させる反射偏光板でもよく、その場合は、前記画像光投影手段を、前記反射偏光板の反射軸と実質的に平行な直線偏光からなる第１の画像光を前記スクリーンの前面に向けて投影し、前記反射偏光板の透過軸と実質的に平行な直線偏光からなる第２の画像光を前記スクリーンの後面に向けて投影するように構成することにより、前記スクリーンにその前面から入射した前記第１の画像光を観察側に反射し、前記スクリーンにその後面から入射した前記第２の画像光を透過させて前記観察側に出射することができる。

（第１の実施形態）
図１及び図２はこの発明の第１の実施例を示しており、図１は表示装置の斜視図、図２は前記表示装置の側面図である。

この表示装置は、互いに逆向きの前面と後面とを有し、前記前面を観察側（図２において右側）に対向させて配置され、前記前面から入射した光を前記観察側に反射し、前記後面から入射した光を透過させて前記観察側に出射するスクリーン１と、前記スクリーン１に前記観察側から見て実質的に同一パターンの２つの平面的な画像を投影するための第１と第２の画像光を出射し、前記第１の画像光を、前記スクリーン１の前側の領域（スクリーン１の前面に対向する領域）の側方から前記スクリーン１の前面に向けて投影し、前記第２の画像光を、前記スクリーン１の後側から前記スクリーン１の後面に向けて投影して前記スクリーン１の前記第１の画像光の投影領域に入射させる画像光投影手段１１とを備えている。

この実施例の表示装置において、前記画像光投影手段１１は、第１の画像光出射部１２と第２の画像光出射部１３とを備えている。

前記第１の画像光出射部１２は、光の透過を制御する複数の画素（図示せず）がマトリックス状に配列された画面領域１４ａを有する第１の液晶表示素子１４と、前記第１の液晶表示素子１４の一方の面に対向させて配置され、前記第１の液晶表示素子１４に向けて照明光を出射する第１の面光源１５とからなっており、前記第１の液晶表示素子１４の複数の画素に画像データに応じた駆動電圧が印加されて第１の画像を表示し、その第１の画像光Ａを前記第１の液晶表示素子１４の他方の面から出射する。

また、前記第２の画像光出射部１３は、光の透過を制御する複数の画素（図示せず）がマトリックス状に配列した画面領域１６ａを有する第２の液晶表示素子１６と、前記第２の液晶表示素子１６の一方の面に対向させて配置され、前記第２の液晶表示素子１６に向けて照明光を出射する第２の面光源１７とからなっており、前記第２の液晶表示素子１６の複数の画素に画像データに応じた駆動電圧が印加されて第２の画像を表示し、その第２の画像光Ｂを前記第２の液晶表示素子１６の他方の面から出射する。

なお、図１及び図２では前記第１と第２の液晶表示素子１４，１６を簡略化して示しているが、これらの液晶表示素子１４，１６は、例えばアクティブマトリックス型のものであり、液晶層を挟んで対向する一対の透明基板の互いに対向する内面のうち、一方の基板の内面に、行方向及び列方向にマトリックス状に配列した複数の透明な画素電極と、これらの画素電極にそれぞれ接続された複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）と、各行のＴＦＴにゲート信号を供給する複数のゲート配線と、各列のＴＦＴにデータ信号を供給する複数のデータ配線が設けられ、他方の基板の内面に、前記複数の画素電極と対向する一枚膜状の透明な対向電極が設けられ、一対の透明基板の外面にそれぞれ偏光板が設けられた構造となっている。

また、図１及び図２では前記第１と第２の面光源１５，１７を簡略化して示しているが、これらの面光源１５，１７は、例えば、前記液晶表示素子１４，１６の画面領域１４ａ，１６ａの全域に対向する面積を有する板状の透明部材の一端面に光を入射させる入射端面が形成され、２つの板面の一方に前記入射端面から入射した光の出射端面が形成され、他方の板面に前記入射端面から入射した光を前記出射面に向けて反射する反射面が形成された導光板と、前記導光板の入射端面に対向させて配置され、前記入射端面に向けて光を出射するＬＥＤ（発光ダイオード）等の複数の固体発光素子からなっている。

前記第１の画像光出射部１２は、前記スクリーン１の前側領域の側方に、前記第１の画像光Ａの出射方向を前記スクリーン１の前面に向けて配置され、前記第２の画像光出射部１３は、前記スクリーン１の後側に、前記第２の画像光Ｂの出射方向を前記スクリーン１の後面に向けて配置されている。

この実施例では、前記スクリーン１を垂直に立てて配置し、前記第１の画像光出射部１２を、前記スクリーン１の前側領域の下側に、前記第１の画像光の出射面（第１の液晶表示素子１４の面光源１５側とは反対側の面）を上方に向けて水平に、つまり前記スクリーン１に対して直角に配置し、前記第２の画像光出射部１３を、前記スクリーン１の真後に、第２の画像光の出射面（第２の液晶表示素子１６の面光源１７側とは反対側の面）を前記スクリーン１の後面に実質的に平行に対向させて配置している。

そして、前記第１の画像光出射部１２を構成する第１の液晶表示素子１４は、前記スクリーン１の左右方向に沿った方向の画面長さが前記スクリーン１の外周部を除く領域（以下、利用領域という）の左右方向幅と実質的に同じに設定され、前記スクリーン１の上下方向に沿った方向の画面長さが前記スクリーン１の利用領域の上下方向幅を予め定めた比率で縮小した長さと実質的に同じに設定された横長矩形状の画面領域１４ａを有しており、前記第１の面光源１５は、前記第１の液晶表示素子１４の法線に対して前記スクリーン１側に予め定めた角度傾いた方向、つまり前記第１の液晶表示素子１４の画面領域１４ａから前記スクリーン１の利用領域に向かう方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった照明光を出射するように構成されている。

すなわち、前記第１の画像光出射部１２は、前記第１の液晶表示素子１４の画面領域１４ａの表示画像、つまり前記第１の面光源１５から出射して前記第１の液晶表示素子１４の複数の画素を透過した前記第１の画像光Ａを、前記スクリーン１の利用領域の略全域に向けて投影する。

また、前記第２の画像光出射部１３を構成する第２の液晶表示素子１６は、前記スクリーン１の利用領域と実質的に同じ形状の画面領域１６ａを有しており、前記第２の面光源１７は、前記第２の液晶表示素子１６の法線付近の方向、つまり前記スクリーン１の法線付近の方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった照明光を出射するように構成されている。

すなわち、この第２の画像光出射部１３は、前記第２の液晶表示素子１６の画面領域１６ａの表示画像、つまり前記第２の面光源１７から出射して前記第２の液晶表示素子１６の複数の画素を透過した前記第２の画像光Ｂを、前記スクリーン１の法線付近の方向から前記スクリーン１の後面に向けて投影して前記スクリーン１の利用領域、つまり前記第１の画像光Ａの投影領域に入射させる。

なお、前記第１と第２の液晶表示素子１４，１６は同じ画素数を有しており、それぞれの行方向（スクリーン１の左右方向に沿った方向）の画素ピッチは同一ピッチに設定され、第１の液晶表示素子１４の列方向の画素ピッチは、第２の液晶表示素子１６の列方向の画素ピッチを前記予め定めた比率で縮小したピッチに設定されている。

そして、前記第１と第２の液晶表示素子１４，１６は、図示しない表示素子駆動手段により、両方の液晶表示素子１４，１６の各画素に同じ画像データに応じた駆動電圧を印加して表示駆動される。

したがって、前記第１の画像光出射部１２から前記スクリーン１の前面に向けて投影された第１の画像光Ａと、前記第２の画像光出射部１３から前記スクリーン１の後面に向けて投影されて前記第１の画像光Ａの投影領域に入射した第２の画像光Ｂは、前記スクリーン１の前面において互いに重なる実質的に同一パターンの画像である。

なお、前記第１と第２の画像光出射部１２，１３は、前記液晶表示素子１４，１６を、複数の画素にそれぞれ対応する赤、緑、青の３色のカラーフィルタを備えたカラー画像表示素子としたものでも、前記液晶表示素子１４，１６にカラーフィルタを備えさせずに、フィールドシーケンシャル表示によりカラー画像を表示させるようにしたものでもよい。

さらに、前記画像光投影手段１１は、前記第１の画像光出射部１２からの第１の画像光Ａと、前記第２の画像光出射部１３からの第２の画像光Ｂの出射強度比を調整する手段を備えており、この出射強度比調整手段は、例えば、図示しない表示装置制御部から予め定めたタイミングで供給される出射強度比制御信号または観察者の出射強度比調整操作に応じて前記第１の面光源１５からの照明光の強度と前記第２の面光源１７からの照明光の強度とを制御する手段からなっている。

また、前記スクリーン１は、入射光を予め定めた反射率と透過率で反射及び透過させる半透過反射板２からなっており、このスクリーン１の後面、つまり前記第２の画像光出射部１３からの第２の画像光Ｂの入射面は平坦面に形成され、前面、つまり前記第１の画像光出射部１２からの第１の画像光Ａの反射面には、前記第１の画像光出射部１２から投影された前記第１の画像光Ａの反射方向を前記スクリーン１を透過した前記第２の画像光Ｂの出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段３が設けられている。

前記反射方向制御手段３は、前記スクリーン１の前記第１の画像光出射部１２が配置された側の端縁（この実施例ではスクリーン１の下端縁）と実質的に平行な方向、つまり前記スクリーン１の左右方向に沿った細長形状を有し、その下縁（第１の画像光出射部１２の配置側の縁部）から上縁（第１の画像光出射部１２の配置側とは反対側の縁部）に向かってスクリーン前面方向に傾斜した複数の細長傾斜面３ａからなっており、これらの細長傾斜面３ａの傾き角が、前記第１の画像光出射部１２からの第１の画像光Ａの投影角に応じて、前記第１の画像光出射部１２から投影された前記第１の画像光Ａを、前記スクリーン１を透過した前記第２の画像光Ｂの出射方向と実質的に同じ方向に反射する角度に設定されている。

なお、図１及び図２では前記細長傾斜面３ａを大きく誇張しているが、この細長傾斜面３ａは、前記スクリーン１に投影された第１及び第２の画像の列方向（スクリーン１の上下方向）の画素ピッチと同程度またはそれよりも小さいピッチ、或いは前記画素ピッチの数倍程度のピッチで形成されている。

また、この実施例では、前記半透過反射板２からなるスクリーン１の前面に前記複数の細長傾斜面３ａを一体に形成しているが、前記複数の細長傾斜面３ａを他の透明フィルム面に形成し、その透明フィルムを前記半透過反射板２の前面に貼付けてもよい。

この表示装置は、前面を観察側に対向させて配置され、前記前面から入射した光を前記観察側に反射し、反対側の後面から入射した光を透過させて前記観察側に出射するスクリーン１と、前記スクリーン１に前記観察側から見て実質的に同一パターンの２つの平面的な画像を投影するための第１と第２の画像光Ａ，Ｂを出射し、前記第１の画像光Ａを、前記スクリーン１の前側領域の側方から前記スクリーン１の前面に向けて投影し、前記第２の画像光Ｂを、前記スクリーン１の後側から前記スクリーン１の後面に向けて前記スクリーン１の前記第１の画像光Ａの投影領域に入射させるように投影する画像光投影手段１１とを備えたものであるため、前記スクリーン１にその前側から投影され、前記スクリーン１により観察側に反射された前記第１の画像光Ａからなる第１の画像と、前記スクリーン１にその後側から投影され、前記スクリーン１を透過して前記観察側に出射した前記第２の画像光Ｂにより表示された第２の画像とが重なって見える、奥行き感のある立体的な画像を表示することができる。

すなわち、この表示装置は、前記スクリーン１の前側領域の側方に、光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列された画面領域１４ａを有する第１の液晶表示素子１４と、前記第１の液晶表示素子１４の一方の面に対向させて配置され、前記第１の液晶表示素子１４に向けて照明光を出射する第１の面光源１５とからなり、前記第１の面光源１５から出射して前記第１の液晶表示素子１４の複数の画素を透過した第１の画像光Ａを前記第１の液晶表示素子１４の他方の面から出射する第１の画像光出射部１２を、前記第１の画像光Ａの出射方向を前記スクリーンの前面に向けて配置し、前記スクリーン１の後側に、光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列された画面領域１６ａを有する第２の液晶表示素子１６と、前記第２の液晶表示素子１６の一方の面に対向させて配置され、前記第２の液晶表示素子１６に向けて照明光を出射する第２の面光源１７とからなり、前記第２の面光源１７から出射して前記第２の液晶表示素子１６の複数の画素を透過した第２の画像光Ｂを前記第２の液晶表示素子１６の他方の面から出射する第２の画像光出射部１３を、前記第２の画像光Ｂの出射方向を前記スクリーン１の後面に向けて配置しているため、前記第１の画像光出射部１２からの第１の画像光Ａを、前記スクリーン１の前側領域の側方から前記スクリーン１の前面に向けて投影し、前記第２の画像光出射部１３からの第２の画像光Ｂを、前記スクリーン１の後側から前記スクリーン１の後面に向けて投影することができる。

そして、前記第１の画像光出射部１２から前記スクリーン１の前面に向けて投影された第１の画像光Ａは、図２に矢線で示したように、前記スクリーン１により観察側に反射され、前記第２の画像光出射部１３から前記スクリーン１の後面に向けて投影された第２の画像光Ｂは、図２に破矢線で示したように前記スクリーン１の前記第１の画像光Ａの投影領域に入射し、前記スクリーン１を透過して前記観察側に出射する。

なお、この表示装置は、半透過反射板２からなるスクリーン１を備えているため、前記第１の画像光出射部１２から投影されて前記スクリーン１にその前面から入射した前記第１の画像光Ａを、前記半透過反射板２の特性に応じた反射率で観察側に反射し、前記第２の画像光出射部１３から投影されて前記スクリーン１にその後面から入射した前記第２の画像光Ｂを、前記半透過反射板２をその特性に応じた透過率で透過して観察側に出射することができる。

そのため、前記スクリーン１を観察側から見ると、前記スクリーン１にその前側から投影され、前記スクリーン１により観察側に反射された前記第１の画像光Ａからなる第１の画像と、前記スクリーン１にその後側から投影され、前記スクリーン１を透過して前記観察側に出射した前記第２の画像光Ｂにより表示された第２の画像とは、前記第１の画像が近くに見え、前記第２の画像が遠くに見える奥行き差をもって観察される。

すなわち、前記第１の画像光出射部１２から投影されて前記スクリーン１により観察側に反射された第１の画像光Ａからなる第１の画像は、前記スクリーン１の前面位置にあるように見え、また前記第２の画像光出射部１３は、前記スクリーン１の真後に、前記第２の画像光Ｂの出射面を前記スクリーン１の後面に対向させて配置されているため、前記第２の画像光出射部１３から投影されて前記スクリーン１を透過した前記第２の画像光Ｂからなる第２の画像は、前記第２の画像光出射部１３の出射面の位置にあるように見える。

そして、前記奥行き差をもって観察される第１と第２の画像は、実質的に同一パターンの画像であり、その両方の画像が重なった１つの画像に合成されて観察されるため、奥行き感のある立体的な画像を表示することができる。

さらに、この表示装置は、前記第２の画像光出射部１３を、前記スクリーン１の後側に、前記第２の画像光Ｂの出射方向を前記スクリーン１の法線付近の方向に向けて配置し、前記スクリーン１の前面に、前記第１の画像光出射部１２から投影された前記第１の画像光Ａの反射方向を前記スクリーン１を透過した前記第２の画像光Ｂの出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段３を設けているため、奥行き感のある立体的な画像を前記スクリーン１の前面の正面方向から観察させることができる。

また、この実施例の表示装置は、半透過反射板２からなるスクリーン１を備えているため、反射率が透過率よりも高い特性の半透過反射板２を用いることにより、近くに見える第１の画像の輝度に対して遠くに見える第２の画像の輝度を低くし、奥行き感をさらに強調した立体的な画像を表示することができる。

さらに、この表示装置は、上述したように、前記画像光投影手段１１に、前記第１の画像光Ａと第２の画像光Ｂの出射強度比を調整する手段を備えさせているため、前記立体的な画像の奥行き感を任意に変化させることができる。

（第２の実施形態）
図３及び図４はこの発明の第２の実施例を示しており、図３は表示装置の斜視図、図４は前記表示装置の側面図である。なお、この実施例において、上記第１の実施例に対応するものには図に同符号を付し、同じのものについてはその説明を省略する。

この実施例の表示装置は、半透過反射板２からなるスクリーン１ａの前側領域の側方に第１の画像光出射部１２を配置し、前記スクリーン１ａの後側の領域（スクリーン１の後面に対向する領域）の側方に第２の画像光出射部１８を配置した構成の画像光投影手段１１ａを備え、前記スクリーン１ａの後面に、前記第２の画像光出射部１８から投影された第２の画像光Ｂを前記スクリーン１ａの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーン１ａに入射させる入射角制御手段４を設け、前記スクリーン１ａの前面に、前記第１の画像光出射部１２から投影された第１の画像光Ａの反射方向を前記スクリーン１ａを透過した前記第２の画像光Ｂの出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段３を設けたものである。

この表示装置において、前記第１の画像光出射部１２と前記スクリーン１ａの前面の反射方向制御手段３は、上記第１の実施例と同じものであり、前記第２の画像光出射部１８は、前記第１の画像光出射部１２と実質的に同じ構成となっている。

すなわち、前記第２の画像光出射部１８は、前記スクリーン１ａの左右方向に沿った方向の画面長さが前記スクリーン１ａの利用領域（外周部を除く領域）の左右方向幅と実質的に同じに設定され、前記スクリーン１ａの上下方向に沿った方向の画面長さが前記スクリーン１ａの利用領域の上下方向幅を予め定めた比率で縮小した長さと実質的に同じに設定された横長矩形状の画面領域１９ａを有する第２の液晶表示素子１９と、この第２の液晶表示素子１９の一方の面に対向させて配置され、前記第２の液晶表示素子１９の法線に対して前記スクリーン１ａ側に予め定めた角度傾いた方向（第２の液晶表示素子１９の画面領域１９ａからスクリーン１ａの利用領域に向かう方向）に出射光強度のピークが存在する指向性をもった照明光を出射する第２の面光源２０とからなっており、前記第２の液晶表示素子１９の画面領域１９ａの表示画像、つまり前記第２の面光源２０から出射して前記第２の液晶表示素子１９の複数の画素を透過した第２の画像光Ｂを、前記スクリーン１ａの後面に向けて投影する。

この第２の画像光出射部１８は、前記スクリーン１ａの後側領域の下側に、前記スクリーン１ａを境にして前記第１の画像光出射部１２と実質的に対称に、つまり前記スクリーン１ａからの距離と前記スクリーン１に対する前記第２の画像光Ｂの出射角を前記第１の画像光出射部１２と実質的に同じにして配置されている。

また、前記スクリーン１ａの後面に設けられた入射角制御手段４は、透明フィルムの一方の面に複数の細長プリズム５ａを、前記スクリーン１の前面に設けられた反射方向制御手段３の複数の細長傾斜面３ａのピッチと同程度またはそれよりも小さいピッチ、或いは前記画素ピッチの数倍程度のピッチで互いに平行に形成したプリズムシート５からなっており、前記複数の細長プリズム５ａの長さ方向を、前記反射方向制御手段３の複数の細長傾斜面３ａの長さ方向、つまり、前記スクリーン１ａの前記第２の画像光出射部１８が配置された側の端縁（この実施例では下端縁）と実質的に平行な方向に向けて、前記細長プリズム５ａの形成面とは反対面を前記半透過反射板２の後面に対向させて配置されている。

すなわち、前記入射角制御手段４は、前記第２の画像光出射部１８から投影された前記第２の画像光Ｂを、前記複数の細長プリズム５ａにより屈折させて前記スクリーン１ａの前記第１の画像光Ａの投影領域に入射させるものであり、前記細長プリズム５ａの２つの傾斜面の傾き角は、前記第２の画像光出射部１８からの第２の画像光Ｂの投影角に応じて、前記第２の画像光出射部１８から投影された前記第２の画像光Ｂを、前記スクリーン１ａの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーン１ａに入射させるように設定されている。

なお、この実施例では、複数の細長プリズム５ａを形成したプリズムシート５を前記半透過反射板２の後面に設けているが、前記複数の細長プリズム５ａは、前記半透過反射板２の後面に一体に形成してもよい。

この実施例の表示装置は、半透過反射板２からなるスクリーン１ａの前側領域の側方に第１の画像光出射部１２を配置し、前記スクリーン１ａの後側領域の側方に第２の画像光出射部１８を配置した構成の画像光投影手段１１ａを備え、前記第２の画像光出射部１８から投影された第２の画像光Ｂを、前記スクリーン１ａの後面に設けられた前記入射角制御手段４により前記スクリーン１ａの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーン１ａに入射させ、前記第１の画像光出射部１２から投影された第１の画像光Ａの反射方向を、前記スクリーン１ａの前面に設けられた反射方向制御手段３により前記スクリーン１ａを透過した前記第２の画像光Ｂの出射方向と実質的に一致させるようにしているため、奥行き感のある立体的な画像を前記スクリーン１ａの前面の正面方向から観察させることができる。

すなわち、この表示装置は、前記第１の画像光出射部１２から投影され、前記スクリーン１ａにより観察側に反射された第１の画像光Ａからなる第１の画像が、前記スクリーン１ａの前面位置にあるように見え、前記第２の画像光出射部１８から投影され、前記スクリーン１の後面の入射角制御手段４により屈折されて前記スクリーン１ａに入射し、この前記スクリーン１ａを透過して観察側に出射した第２の画像光Ｂからなる第２の画像が、前記スクリーン１ａの後面位置にあるように見え、前記第１と第２の両方の画像が重なった１つの画像に合成されて観察されるため、奥行き感のある立体的な画像を表示することができる。

そして、前記第１と第２の画像光Ａ，Ｂは前記スクリーン１ａの法線方向に出射するため、前記立体的な画像を前記スクリーン１ａの前面の正面方向から観察させることができる。

また、この表示装置は、前記画像光投影手段１１ａに、前記第１の画像光Ａと第２の画像光Ｂの出射強度比を調整する手段を備えさせることにより、前記立体的な画像の奥行き感を任意に変化させることができる。

この実施例の表示装置においては、前記第２の画像光出射部１８の液晶表示素子１９の出射側偏光板（図示せず）の透過軸を、前記スクリーン１ａの後面に設けられた入射角制御手段４の複数の細長プリズム５ａの長さ方向と実質的に平行にするか、またはその方向に対して実質的に直交させ、前記第２の画像光出射部１８から、前記細長プリズム５ａの長さ方向と実質的に平行または直交する直線偏光からなる第２の画像光Ｂを前記スクリーン１ａに向けて投影するようにするのが好ましく、このようにすることにより、前記第２の画像光出射部１８からの第２の画像光Ｂを、前記複数の細長プリズム５ａによりほとんどロス無く屈折させて効率良く前記スクリーン１ａに入射させることができる。

（第３の実施形態）
図５及び図６はこの発明の第３の実施例を示しており、図５は表示装置の斜視図、図６は前記表示装置の側面図である。なお、この実施例において、上記第１及び第２の実施例に対応するものには図に同符号を付し、同じのものについてはその説明を省略する。

この実施例の表示装置は、半透過反射板からなるスクリーン１ｂと、光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列した画面領域を有する１つの液晶表示素子２２と前記液晶表示素子２２の一方の面と他方の面とにそれぞれ対向させて配置され、前記液晶表示素子２２に向けて照明光を出射し、前記液晶表示素子２２からの出射光を透過させる第１と第２の面光源２３，２４とからなる画像光出射部２１と、前記画像光出射部２１の一方の面と他方の面とにそれぞれ対向させて配置された第１と第２の反射板２５，２６とにより構成された画像光投影手段１１ｂとを備えたものである。

この表示装置において、前記画像光投影手段１１ｂの画像光出射部２１の液晶表示素子２２は、上記第１の実施例の表示装置における第１の画像光出射部１２の液晶表示素子１４と実質的に同じ構成のものであり、前記スクリーン１ｂの左右方向に沿った方向の画面長さが前記スクリーン１ｂの利用領域（外周部を除く領域）の左右方向幅と実質的に同じに設定され、前記スクリーン１ｂの上下方向に沿った方向の画面長さが前記スクリーン１ｂの利用領域の上下方向幅を予め定めた比率で縮小した長さと実質的に同じに設定された横長矩形状の画面領域を有している。

また、前記画像光出射部２１の第１と第２の面光源２３，２４はそれぞれ、前記液晶表示素子２２の法線に沿った方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった照明光を出射するものであり、例えば、前記液晶表示素子２２の画面領域の全域に対向する面積を有する板状の透明部材の一端面に光を入射させる入射端面が形成され、２つの板面の一方に前記入射端面から入射した光の出射端面が形成され、他方の板面に、前記入射端面から入射した光を前記板面と外気（空気）との界面により前記出射面に向けて全反射し、前記出射面から入射した光を透過させる反射／透過面が形成された導光板と、前記導光板の入射端面に対向させて配置され、前記入射端面に向けて光を出射するＬＥＤ（発光ダイオード）等の複数の固体発光素子からなっている。

前記画像光出射部２１は、前記第１と第２の面光源２３，２４からそれぞれ照明光を出射させ、前記液晶表示素子２２の一方の面と他方の面からそれぞれ画像光を出射させるものであり、前記液晶表示素子２２の第２の面光源２４に対向する面から出射した第１の画像光Ａを、図６に矢線で示したように前記第２の面光源２４を透過させて出射し、前記液晶表示素子２２の第１の面光源２３に対向する面から出射した第２の画像光Ｂを、図６に破矢線で示したように前記第１の面光源２３を透過させて出射する。

この画像光出射部２１は、前記スクリーン１ｂの前後面に設けられた反射方向制御手段３及び入射角制御手段４の細長傾斜面３ａ及び細長プリズム５ａの長さ方向と実質的に平行な端縁の側方、例えば前記スクリーン１ｂの下側に、前記第１と第２の画像光Ａ，Ｂの出射部面（第１と第２の面光源２３，２４の導光板の反射／透過面）を前記スクリーン１ｂの前後面と実質的に平行にし、且つ前記第１の画像光Ａの出射方向を観察側に向け、前記第２の画像光Ｂの出射方向を前記観察側とは反対側に向けて配置されている。

また、前記画像光投影手段１１ｂの第１と第２の反射板２５，２６は、前記画像光出射部２１からの前記第１と第２の画像光Ａ，Ｂをそれぞれ前記スクリーン１ｂの前面と後面に向けて反射するものであり、第１の反射板２５は、前記画像光出射部２１からの前記第１の画像光Ａの出射方向に、前記第１の画像光Ａを前記スクリーン１ｂの前面に向けて反射するように、予め定めた傾き角で配置され、前記第２の反射板２６は、前記画像光出射部２１からの前記第２の画像光Ｂの出射方向に、前記画像光出射部２１からの前記第２の画像光Ｂを前記スクリーン１ｂの後面に向けて反射するように、予め定めた傾き角で配置されている。

また、前記スクリーン１ｂは、上記第２の実施例のスクリーン１ａと実質的に同じ構成のものであり、このスクリーン１ｂの後面に設けられた入射角制御手段４の複数の細長プリズム５ａの２つの傾斜面の傾き角は、前記第２の反射板２６により反射された第２の画像光Ｂの投影角に応じて、前記第２の画像光Ｂを前記スクリーン１ｂの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーン１ｂに入射させるように設定され、また、前記スクリーン１ｂの前面に設けられた反射方向制御手段３の複数の細長傾斜面３ａの傾き角は、前記第１の反射板２５により反射された第１の画像光Ａの投影角に応じて、前記第１の画像光Ａを前記スクリーン１ｂを透過した前記第２の画像光Ｂの出射方向と実質的に同じ方向に反射する角度に設定されている。

さらに、この実施例では、前記画像光出射部２１の液晶表示素子２２の第２の画像光Ｂを出射側する側の偏光板（図示せず）の透過軸を、前記スクリーン１ｂの後面に設けられた入射角制御手段４の複数の細長プリズム５ａの長さ方向と実質的に平行にするか、またはその方向に対して実質的に直交させることにより、前記画像光出射部２１から前記細長プリズム５ａの長さ方向と実質的に平行または直交する直線偏光からなる第２の画像光Ｂを前記スクリーン１ｂに向けて投影するようにし、前記第２の画像光出射部１８からの第２の画像光Ｂを、前記複数の細長プリズム５ａによりほとんどロス無く屈折させて効率良く前記スクリーン１ｂに入射させるようにしている。

この実施例の表示装置は、１つの液晶表示素子２２と、前記液晶表示素子２２の一方の面と他方の面とにそれぞれ対向させて配置され、前記液晶表示素子２２に向けて照明光を出射し、前記液晶表示素子２２からの出射光を透過させる第１と第２の面光源２３，２４とからなり、前記第１の面光源２３から出射して前記液晶表示素子２２の複数の画素を透過した第１の画像光Ａを前記第２の面光源２４を透過させて出射し、前記第２の面光源２４から出射して前記液晶表示素子２２の複数の画素を透過した第２の画像光Ｂを前記第１の面光源２３を透過させて出射する画像光出射部２１と、前記画像光出射部２１からの前記第１と第２の画像光Ａ，Ｂをそれぞれ前記スクリーン１の前面と後面に向けて反射する第１と第２の反射板２５，２６とにより構成され、前記画像光出射部２１を、前記スクリーン１ｂの側方に、前記第１の画像光Ａの出射方向を観察側に向け、前記第２の画像光Ｂの出射方向を前記観察側とは反対側に向けて配置し、前記第１の反射板２５を、前記画像光出射部２１からの第１の画像光Ａの出射方向に、前記第１の画像光Ａを前記スクリーン１ｂの前面に向けて反射する傾き角で配置し、前記第２の反射板２６を、前記画像光出射部２１からの第２の画像光Ｂの出射方向に、前記第２の画像光Ｂを前記スクリーン１ｂの後面に向けて反射する傾き角で配置した画像光投影手段１１ｂを備えたものであるため、前記画像光出射部２１からの第１の画像光Ａを前記第１の反射板２５を介して前記スクリーン１ｂの前側領域の側方から前記スクリーン１ｂの前面に向けて投影し、前記画像光出射部２１からの第２の画像光Ｂを前記第２の反射板２６を介して前記スクリーン１ｂの後側領域の側方から前記スクリーン１ｂの後面に向けて投影することができる。

しかも、この表示装置は、画像光投影手段１１の画像光出射部２１を上記のような構成としているため、１つの液晶表示素子２２により同一パターンの第１と第２の画像を表示し、その両方の画像光Ａ，Ｂを前記スクリーン１ｂの前面と後面に向けて投影することができる。

そして、前記画像光出射部２１から前記第１と第２の反射板２５，２６を介して前記スクリーン１ｂに投影された第１と第２の画像光Ａ，Ｂのうち、前記スクリーン１ｂにより観察側に反射された第１の画像光Ａからなる第１の画像は、前記スクリーン１ｂの前面位置にあるように見え、前記スクリーン１ｂの後面の入射角制御手段４により屈折されて前記スクリーン１ｂに入射し、この前記スクリーン１ｂを透過して観察側に出射した第２の画像光Ｂからなる第２の画像は、前記スクリーン１ｂの後面位置にあるように見え、前記第１と第２の両方の画像が重なった１つの画像に合成されて観察されるため、奥行き感のある立体的な画像を表示することができる。

また、この表示装置は、前記画像光投影手段１１ｂに、前記第１の面光源２３からの照明光の強度と前記第２の面光源２４からの照明光の強度とを制御して前記第１の画像光Ａと第２の画像光Ｂの出射強度比を調整する手段を備えさせることにより、前記立体的な画像の奥行き感を任意に変化させることができる。

さらに、この表示装置は、前記スクリーン１ｂの後面に、前記画像光出射部２１の一方の面から出射し、前記第２の反射板２６を介して投影された前記第２の画像光Ｂを前記スクリーン１ｂの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーン１ｂに入射させる入射角制御手段４を設け、前記スクリーン１ｂの前面に、前記画像光出射部２１の他方の面から出射し、前記第１の反射板２５を介して投影された前記第１の画像光Ａの反射方向を前記スクリーン１ｂを透過した前記第２の画像光Ｂの出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段３を設けているため、前記奥行き感のある立体的な画像を前記スクリーン１ｂの前面の正面方向から観察させることができる。

（第４の実施形態）
図７〜図９はこの発明の第４の実施例を示しており、図７は表示装置の斜視図、図８は前記表示装置の側面図である。なお、この実施例において、上記第１〜第３の実施例に対応するものには図に同符号を付し、同じのものについてはその説明を省略する。

この実施例の表示装置は、互いに直交する反射軸６ａと透過軸６ｂ（図９参照）をもち、入射光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記反射軸６ａに平行な直線偏光成分を反射し、前記透過軸６ｂに平行な直線偏光成分を透過させる反射偏光板６からなるスクリーン１ｃと、上記第２の実施例の画像光投影手段１１ａとを備えたものであり、この表示装置では、前記画像光投影手段１１ａを、第１の画像光出射部１２から前記反射偏光板６の反射軸６ａと実質的に平行な直線偏光からなる第１の画像光Ａを前記スクリーン１ａの前面に向けて投影し、第２の画像光出射部１８から前記反射偏光板６の透過軸６ｂと実質的に平行な直線偏光からなる第２の画像光Ｂを前記スクリーン１ａの後面に向けて投影するように構成している。

また、この表示装置では、前記反射偏光板６からなるスクリーン１ｃの後面に、前記第２の画像光出射部１８から投影された第２の画像光Ｂを前記スクリーン１ｃの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーン１ｃに入射させる入射角制御手段７を設け、前記スクリーン１ｃの前面に、前記第１の画像光出射部１２から投影された第１の画像光Ａの反射方向を前記スクリーン１ｃを透過した前記第２の画像光Ｂの出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段９を設けている。

前記スクリーン１ｃの後面に設けられた入射角制御手段７は、透明フィルムの一方の面に複数の細長プリズム８ａを互いに平行に形成したプリズムシート８からなっており、前記複数の細長プリズム８ａの長さ方向を、前記スクリーン１ｃの前記第２の画像光出射部１８が配置された側の端縁（この実施例では下端縁）と実質的に平行な方向に向けて、前記細長プリズム８ａの形成面とは反対面を前記反射偏光板６の後面に対向させて配置されている。

また、前記スクリーン１ｃの前面に設けられた反射方向制御手段９は、透明フィルムの一方の面に、細長形状を有し、その一側縁から他側縁に向かってフィルム面の外方に傾斜した複数の細長傾斜面１０ａを互いに平行に形成した傾斜面シート１０からなっており、前記複数の細長傾斜面１０ａの長さ方向を、前記スクリーン１ｃの前記第１の画像光出射部１２が配置された側の端縁（この実施例では下端縁）と実質的に平行、つまり前記入射角制御手段７の複数の細長プリズム８ａの長さ方向と実質的に平行にし、且つ前記複数の細長傾斜面１０ａの傾斜方向を、前記第１の画像光出射部１２の配置側に対向する側からその反対側に向かってスクリーン前面方向に傾斜する方向に合わせて、前記細長傾斜面１０ａの形成面とは反対面を前記反射偏光板６の前面に対向させて配置されている。

さらに、前記入射角制御手段７の複数の細長プリズム８ａの２つの傾斜面の傾き角は、前記第２の画像光出射部１８からの第２の画像光Ｂの投影角に応じて、前記第２の画像光Ｂを反射偏光板６からなるスクリーン１ｃの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーン１ｃに入射させるように設定されており、また、前記反射方向制御手段９の複数の細長傾斜面１０ａの傾き角は、前記第１の画像光出射部１２からの第１の画像光Ａの投影角に応じて、前記第１の画像光Ａを前記スクリーン１ｃの法線に対する角度が小さくなる方向に屈折させてスクリーン１ｃに入射させ、前記反射偏光板６により反射された前記第１の画像光Ａを、前記反射偏光板６を透過した前記第２の画像光Ｂの出射方向と実質的に同じ方向に出射させるように設定されている。

図９は、前記反射偏光板６の反射軸６ａ及び透過軸６ｂの向きと、前記画像光投影手段１１ａの第１及び第２の画像光出射部１２，１８からの第１及び第２の画像光（直線偏光）Ａ，Ｂの偏光面の向きを示す模式図である。

図９のように、この実施例では、前記反射偏光板６の反射軸６ａと透過軸６ｂの一方、例えば反射軸６ａを、前記スクリーン１ｃの後面に設けられた入射角制御手段７の複数の細長プリズム８ａの長さ方向と実質的に平行にし、前記第１の画像光出射部１２の液晶表示素子１４の出射側偏光板（図示せず）の透過軸ａを、前記反射偏光板６の反射軸６ａと実質的に平行にし、前記第２の画像光出射部１８の液晶表示素子１９の出射側偏光板（図示せず）の透過軸ｂを、前記第１の画像光出射部１２の液晶表示素子１４の出射側偏光板の透過軸ａの方向に対して実質的に直交させることにより、前記第１の画像光出射部１２から、前記反射偏光板６の反射軸６ａと実質的に平行な直線偏光Ｓからなる第１の画像光Ａを前記スクリーン１ａの前面に向けて投影し、前記第２の画像光出射部１８から、前記反射偏光板６の透過軸６ｂと実質的に平行な直線偏光Ｐからなる第２の画像光Ｂを前記スクリーン１ａの後面に向けて投影するようにするとともに、前記第２の画像光出射部１８からの第２の画像光Ｂを、前記入射角制御手段７の複数の細長プリズム８ａによりほとんどロス無く屈折させて効率良く前記反射偏光板６に入射させるようにしている。

なお、前記反射偏光板６の反射軸６ａと透過軸６ｂの向きと、前記第１と第２の画像光出射部１２，１８の液晶表示素子１４，１９の出射側偏光板の透過軸ａ，ｂの向きは、図９の向きに対して９０度ずれた方向にしてもよく、その場合も、前記第２の画像光出射部１８からの第２の画像光Ｂを、前記入射角制御手段７の複数の細長プリズム８ａによりほとんどロス無く屈折させて効率良く前記反射偏光板６に入射させることができる。

この実施例の表示装置は、互いに直交する反射軸６ａと透過軸６ｂをもち、入射光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記反射軸６ａに平行な直線偏光成分を反射し、前記透過軸６ｂに平行な直線偏光成分を透過させる反射偏光板６からなるスクリーン１ｃを備え、前記画像光投影手段１１ａを、前記反射偏光板６の反射軸６ａと実質的に平行な直線偏光からなる第１の画像光Ａを前記スクリーン１ｃの前面に向けて投影し、前記反射偏光板６の透過軸６ｂと実質的に平行な直線偏光からなる第２の画像光Ｂを前記スクリーン１ｃの後面に向けて投影するように構成しているため、前記スクリーン１ｃにその前面から入射した前記第１の画像光Ａを観察側に反射し、前記スクリーン１ｃにその後面から入射した前記第２の画像光Ｂを透過させて前記観察側に出射することができる。

そして、前記第１と第２の画像光出射部１２，１８から前記スクリーン１ｃに投影された第１と第２の画像光Ａ，Ｂのうち、前記スクリーン１ｃにより観察側に反射された第１の画像光Ａからなる第１の画像は、前記スクリーン１ｃの前面位置にあるように見え、前記スクリーン１ｃの後面の入射角制御手段７により屈折されて前記スクリーン１ｃに入射し、この前記スクリーン１ｃを透過して観察側に出射した第２の画像光Ｂからなる第２の画像は、前記スクリーン１の後面位置にあるように見え、前記第１と第２の両方の画像が重なった１つの画像に合成されて観察されるため、奥行き感のある立体的な画像を表示することができる。

さらに、この表示装置は、前記スクリーン１ｃの後面に、前記第１の画像光出射部１２から投影された前記第２の画像光Ｂを前記スクリーン１ｃの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーン１ｃに入射させる入射角制御手段７を設け、前記スクリーン１ｃの前面に、前記第２の画像光出射部１８から出射し、前記第１の反射板２５により反射されて前記スクリーン１ｃの前面に投影された前記第１の画像光Ａの反射方向を前記スクリーン１ｃを透過した前記第２の画像光Ｂの出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段９を設けているため、前記奥行き感のある立体的な画像を前記スクリーン１ｃの前面の正面方向から観察させることができる。

（他の実施形態）
なお、上記第４の実施例の表示装置は、反射偏光板６からなるスクリーン１ｃと、上記第２の実施例の画像光投影手段１１ａとを備えたものであるが、反射偏光板６からなるスクリーン１ｃと、上記第１の実施例の画像光投影手段１１または上記第２の実施例の画像光投影手段１１ｂとを組合わせても、同様な効果を得ることができる。

また、上記第１、第２及び第４の実施例では、画像光投影手段１１，１１ａの第１と第２の画像光出射部１２，１３，１８を、液晶表示素子１４，１６，１９と面光源１５，１７，１９とにより構成しているが、前記画像光出射部１２，１３，１８は、例えばＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示素子等の自発光表示素子により構成してもよい。

さらに、上記第３の実施例の画像光投影手段１１ｂは、１つの液晶表示素子２２と第１と第２の面光源２３，２４とからなる画像光出射部２１を備えたものであるが、前記画像光出射部２１は、前記ＥＬ表示素子等の２枚の自発光表示素子をそれぞれの画像光出射面を反対方向に向けて配置した構成としてもよい。

この発明の第１の実施例を示す表示装置の斜視図。第１の実施例の表示装置の側面図。この発明の第２の実施例を示す表示装置の斜視図。第２の実施例の表示装置の側面図。この発明の第３の実施例を示す表示装置の斜視図。第３の実施例の表示装置の側面図。この発明の第４の実施例を示す表示装置の斜視図。第４の実施例の表示装置の側面図。第４の実施例における反射偏光板の反射軸及び透過軸の向きと、第１及び第２の画像光出射部からの第１及び第２の画像光の偏光面の向きを示す模式図。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ…スクリーン、２…半透過反射板、６…反射偏光板、３，９…反射方向制御手段、４，７…入射角制御手段、１１，１１ａ，１１ｂ…画像光投影手段、１２，１３，１８，２１…画像光出射部、１４，１６，１９，２２…液晶表示素子、１４ａ，１６ａ，１９ａ…画面領域、１５，１７，２０，２３，２４…面光源、Ａ…第１の画像光、Ｂ…第２の画像光。

Claims

互いに逆向きの前面と後面とを有し、前記前面を観察側に対向させて配置され、前記前面から入射した光を前記観察側に反射し、前記後面から入射した光を透過させて前記観察側に出射するスクリーンと、
第１と第２の画像光を出射し、前記第１の画像光を、前記スクリーンの前側から前記スクリーンの前面に向けて投影し、前記第２の画像光を、前記スクリーンの後側から前記スクリーンの後面に向けて前記スクリーンの前記第１の画像光の投影領域に入射させるように投影する画像光投影手段とを備え、
画像光投影手段は、
光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域を有する１つの液晶表示素子と、前記液晶表示素子の一方の面と他方の面とにそれぞれ対向させて配置され、前記液晶表示素子に向けて照明光を出射し、前記液晶表示素子からの出射光を透過させる第１と第２の面光源とからなり、前記液晶表示素子の一方の面と他方の面からそれぞれ画像光を出射し、前記液晶表示素子の前記第２の面光源に対向する面から出射した第１の画像光を前記第２の面光源を透過させて出射し、前記液晶表示素子の前記第１の面光源に対向する面から出射した第２の画像光を前記第１の面光源を透過させて出射する画像光出射部と、
前記画像光出射部からの前記第１と第２の画像光をそれぞれスクリーンの前面と後面に向けて反射する第１と第２の反射板とを備えており、
前記画像光出射部は、前記スクリーンの側方に、前記第１の画像光の出射方向を前記スクリーンの前側方向に向け、前記第２の画像光の出射方向を前記スクリーンの後側方向に向けて配置され、
前記第１の反射板は、前記画像光出射部からの前記第１の画像光の出射方向に、前記第１の画像光を前記スクリーンの前面に向けて反射するように配置され、前記第２の反射板は、前記画像光出射部からの前記第２の画像光の出射方向に、前記第２の画像光を前記スクリーンの後面に向けて反射するように配置されていることを特徴とする表示装置。
画像光投影手段は、第１の画像光と第２の画像光の出射強度比を調整する手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
スクリーンは、その後面に、画像光出射部から第２の反射板を介して投影された第２の画像光を前記スクリーンの法線付近の方向に屈折させて前記スクリーンに入射させる入射角制御手段を有し、前面に、前記画像光出射部から第１の反射板を介して投影された第１の画像光の反射方向を前記スクリーンを透過した前記第２の画像光の出射方向と実質的に一致させる反射方向制御手段を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
スクリーンは、半透過反射板からなっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
スクリーンは、互いに直交する反射軸と透過軸をもち、入射光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記反射軸に平行な直線偏光成分を反射し、前記透過軸に平行な直線偏光成分を透過させる反射偏光板からなっており、画像光投影手段は、前記反射偏光板の反射軸と実質的に平行な直線偏光からなる第１の画像光を前記スクリーンの前面に向けて投影し、前記反射偏光板の透過軸と実質的に平行な直線偏光からなる第２の画像光を前記スクリーンの後面に向けて投影することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の表示装置。