JP4934974B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、画像表示装置に関し、特に、発光制御手段を備えた画像表示装置に関する。

従来、３次元の立体画像を表示する立体表示装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、図１８に示すように、バックライト５０１と、バックライト５０１の光出射側に配置され、遮光部５０２ａおよび透光部５０２ｂを有する液晶パネル５０２と、液晶パネル５０２を挟み込むように対向配置された偏光板５０３および５０４と、偏光板５０４の光出射側に配置される液晶パネル５０２とは別体で設けられたレンチキュラーレンズ５０５と、レンチキュラーレンズ５０５の光出射側に配置され、画像を表示するための画像表示液晶パネル５０６とを備えた立体画像表示装置５００が開示されている。また、液晶パネル５０２には、透明基板に形成された縦ストライプ状の複数の透明導電膜が設けられている。そして、この透明導電膜に対応して、上記した液晶パネル５０２の遮光部５０２ａおよび透光部５０２ｂが設けられている。すなわち、特許文献１では、液晶パネル５０２の縦ストライプ状の１つの透明導電膜に対応して、１つの遮光部５０２ａが設けられているとともに、縦ストライプ状の１つの透明導電膜に対して１つの透光部５０２ｂが設けられている。また、この透明導電膜に対応して設けられた透光部５０２ｂを通過したバックライト５０１からの光は、レンチキュラーレンズ５０５により、観察者５１０が位置する位置に図１８のＡ方向の長さＸを有する光到達領域５２０に集光される。

この特許文献１に開示された立体画像表示装置５００では、画像表示液晶パネル５０６に左目用画像と右目用画像とを交互に表示させるとともに、この表示の切り換えに同期するように、透明導電膜への電圧の印加を制御することにより、液晶パネル５０２の遮光部５０２ａと透光部５０２ｂとを切り換える。これにより、画像表示液晶パネル５０６に右目用画像が表示されている期間、観察者５１０の右目５１０ａには右目用画像のみが導かれるとともに、画像表示液晶パネル５０６に左目用画像が表示されている期間、観察者５１０の左目５１０ｂには左目用画像のみが導かれる。この切り換え動作を繰り返すことによって、観察者５１０は立体画像を見ることが可能となる。

特開平１０−１６１０６１号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された立体画像表示装置５００では、液晶パネル５０２の遮光部５０２ａおよび透光部５０２ｂの各々を液晶パネル５０２の透明基板に設けられた透明導電膜の１つずつに対応させて設けているので、遮光部５０２ａおよび透光部５０２ｂの図１８のＡ方向の長さを任意に変化させることが困難である。これにより、同じ液晶パネル５０２を用いて、遮光部５０２ａと透光部５０２ｂとからなる組を細分化したり、大きくしたりすることが困難であるので、同じ液晶パネル５０２を用いて、液晶パネル５０２の透光部５０２ｂを通過した光が形成する光到達領域５２０の図１８のＡ方向の長さＸを小さくしたり、大きくしたりすることが困難であるという不都合がある。そのため、同じ液晶パネル（発光制御手段）５０２を用いて、光到達領域５２０の図１８のＡ方向の長さＸを小さくして複数の観察者の左右の目に個別に光を入射させることにより複数の観察者に立体画像を提供したり、光到達領域５２０の図１８のＡ方向の長さＸを大きくして異なる観察位置に位置する複数の観察者のそれぞれに、異なる平面画像（２次元画像）を提供するのが困難であるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、同じ発光制御手段を用いて、異なる観察位置に位置する観察者のそれぞれに異なる平面画像（２次元画像）を提供するとともに、複数の観察者に立体画像を提供することが可能な画像表示装置を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記目的を達成するために、この発明の一の局面による画像表示装置は、画像を表示するための表示パネルと、表示パネルに光を照射するための光源と、光源と表示パネルとの間に配置され、光源から照射された光を透過させるための透過部と遮光するための遮光部とが、立体画像を提供する際に左目用画像と右目用画像とが隣接する方向である第１の方向に対して交差する第２の方向に延びるとともに第１の方向に交互に設けられ、かつ、透過部と遮光部との第１の方向の長さを変化させることが可能な発光制御手段と、光源から発光制御手段の透過部を介して照射される光を、所定の方向に進行させるとともに、透過部と遮光部からなる組に対応して第２の方向に延びるように形成された複数のレンズ部とを備え、発光制御手段は、発光制御手段の透過部および遮光部の第１の方向の長さを変化させることにより、光源から発光制御手段の透過部を介して照射される光の到達位置を制御することによって、異なる観察位置に位置する観察者に異なる平面画像を提供する機能と複数の観察者に立体画像を提供する機能とを有する。

この一の局面による画像表示装置では、上記のように、発光制御手段の透過部および遮光部の第１の方向の長さを変化させることにより、観察者の位置に集光する光到達領域の第１の方向の長さを変化させることができる。このため、発光制御手段の透過部および遮光部の第１の方向の長さを小さくするとともに、透過部と遮光部とからなる組を細分化することにより、観察者の位置に集光する光到達領域の第１の方向の長さを小さくすることができるとともに、細分化することができる。これにより、複数の観察者がいる場合に、複数の観察者のそれぞれの目の近傍に光源からの光を集光させることができる。その結果、複数の観察者の左右の目に入射する光に、それぞれ、両眼視差を有する画像を付加することによって、複数の観察者に立体画像を提供することができる。また、発光制御手段の透過部および遮光部の第１の方向の長さを大きくすることにより、同じ発光制御手段を用いて、観察者の位置に集光する光到達領域の第１の方向の長さを大きくすることができる。これにより、同じ発光制御手段を用いて、観察位置の異なる複数の観察者がいる場合に、観察者のそれぞれの両目の近傍に光源からの光を集光させることができる。その結果、観察位置の異なる観察者に向かう光に、異なる画像を付加することによって、観察位置の異なる複数の観察者のそれぞれに異なる平面画像（２次元画像）を提供することができる。このように、この一の局面による画像表示装置では、同じ発光制御手段を用いて、複数の観察者に立体画像を提供することができるとともに、異なる観察位置に位置する観察者のそれぞれに異なる平面画像（２次元画像）を提供することができる。

上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、レンズ部は、第２の方向に延びるように形成された実質的に半円柱状のレンチキュラーレンズを含む。このように構成すれば、発光制御手段の透過部を介して照射される光を、レンチキュラーレンズのレンズ部により、所定の方向に向かって進行させることができる。また、上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、発光制御手段の透過部および遮光部からなる１組に対して、レンズ部の１つを対応させることによって、異なる観察者の位置する領域に光を集光させて、異なる観察位置に位置する観察者に異なる画像を提供する。また、上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、発光制御手段の透過部および遮光部からなる複数組に対して、レンズ部の１つを対応させることによって、観察者の右目および左目のそれぞれの部分に光を集光させて、複数の観察者に立体画像を提供する。

上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、発光制御手段は、光源から照射された光を透過させるための透過領域と遮光するための遮光領域とが第２の方向に延びるとともに第１の方向に交互に設けられた発光制御液晶パネルと、発光制御液晶パネルを挟んで対向するように配置される第１偏光板および第２偏光板とを含む。このように構成すれば、発光制御液晶パネルの透過領域に位置する液晶を通過した光を出射させることができる。また、発光制御液晶パネルの遮光領域に位置する液晶を通過した光を遮光することができる。

この場合、好ましくは、発光制御液晶パネルには、発光制御液晶パネルの透過領域および遮光領域を制御するための電極が第１の方向に隣接するように複数設けられており、発光制御液晶パネルは、発光制御液晶パネルの複数の電極の駆動を制御することによって、透過領域および遮光領域の第１の方向の長さを変化させる。このように構成すれば、透過領域および遮光領域をそれぞれ複数本の電極により構成する場合に、電極に対する電圧の印加状態を制御することにより透過領域および遮光領域を構成する電極の本数を減少または増加させることによって、容易に、透過領域および遮光領域の第１の方向の長さを変化させることができる。これにより、１つの発光制御液晶パネルを用いて、容易に、光源から照射された光が集光される光到達領域の第１の方向の長さを変化させることができる。その結果、１つの発光制御液晶パネルを用いて、容易に、異なる観察位置に位置する複数の観察者のそれぞれに異なる平面画像（２次元画像）を提供することができるとともに、複数の観察者に立体画像を提供することができる。

この場合、発光制御液晶パネルは、発光制御液晶パネルの複数の電極の駆動を制御することにより、透過領域の第１の方向の長さを制御することによって、観察者が観測可能な領域を制限するようにしてもよい。このように構成すれば、発光制御液晶パネルの透過領域を介して照射された光が集光される光到達領域の第１の方向の長さを制御することができるので、観察者が表示パネルに映し出される画像を見ることができる領域を小さくすることができる。これにより、観察者が表示パネルに映し出される画像を観察する視野角を制限することができるので、観察者が見ている表示パネルの画像を他の観察者に見られるのを抑制することができる。

また、発光制御液晶パネルを有する画像表示装置において、好ましくは、発光制御手段の透過部および遮光部は、表示パネルの少なくとも１／ｎフレーム期間（ｎは２以上の自然数）毎に入れ替わるように制御され、表示パネルは、発光制御手段の透過部と遮光部とが入れ替わるのに同期して、表示パネルに表示される第１画像と第２画像とが入れ替わるように制御される。このように構成すれば、１／ｎフレーム期間の間では、観察者の右目に、表示パネルに表示される第１画像（たとえば、右目用画像）を入射させるとともに、観察者の左目に、光源からの光が導かれないようにすることができる。そして、次の１／ｎフレーム期間の間では、観察者の左目に、表示パネルに表示される第２画像（たとえば、左目用画像）を入射させるとともに、観察者の右目に、光源からの光が導かれないようにすることができる。これにより、１フレーム期間の間に、観察者の右目は第１画像（右目用画像）を見ることができるとともに、観察者の左目は第２画像（左目用画像）を見ることができる。その結果、観察者の右目および左目は、それぞれ同時に、表示パネルに表示される第１画像（右目用画像）および第２画像（左目用画像）を連続して観察していると認識するので、観察者は画像劣化の少ない立体画像を見ることができる。また、１／ｎフレーム期間の間では、一方の観察者に、表示パネルに表示される第１画像（たとえば、両目用平面画像）を入射させるとともに、他方の観察者に、光源からの光が導かれないようにすることができる。そして、次の１／ｎフレーム期間の間では、他方の観察者に表示パネルに表示される第２画像（たとえば、両目用平面画像）を入射させるとともに、一方の観察者に、光源からの光が導かれないようにすることができる。これにより、少なくとも１フレーム期間の間に、一方の観察者は第１画像（平面画像）を見ることができるとともに、他方の観察者は第２画像（平面画像）を見ることができる。その結果、一方の観察者および他方の観察者は、それぞれ同時に、表示パネルに表示される第１画像および第２画像を連続して観察していると認識するので、一方の観察者および他方の観察者に、それぞれ、画像劣化の少ない異なる平面画像（２次元画像）を提供することができる。

また、この場合、好ましくは、１／ｎフレーム期間は、１／２フレーム期間である。このように構成すれば、１フレーム期間の間に、観察者の右目に表示パネルに表示される第１画像（たとえば、右目用画像）を提供することができるとともに、観察者の左目に表示パネルに表示される第２画像（たとえば、左目用画像）を提供することができる。また、１フレーム期間の間に、一方の観察者に表示パネルに表示される第１画像（両目用平面画像）を提供できるとともに、他方の観察者に表示パネルに表示される第２画像（両目用平面画像）を提供することができる。

上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、発光制御手段は、光源から照射された光を透過させるための透過領域と遮光するための遮光領域とが第２の方向に延びるとともに第１の方向に交互に設けられた発光制御液晶パネルを含み、発光制御液晶パネルには、レンズ部が一体的に設けられている。このように構成すれば、レンズ部と発光制御液晶パネルとを別個に設ける場合に比べて、部品点数を削減することができる。

上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、表示パネルには、レンズ部が一体的に設けられている。このように構成すれば、レンズ部と表示パネルとを別個に設ける場合に比べて、部品点数を削減することができる。

上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、発光制御手段は、光源から照射された光を透過させるための透過領域と遮光するための遮光領域とが第２の方向に延びるとともに第１の方向に交互に設けられた発光制御液晶パネルを含み、観察者の位置を検出するための位置検出手段と、位置検出手段により検出された観察者の位置に応じて、発光制御液晶パネルの透過領域および遮光領域を移動させるための制御部とをさらに備える。このように構成すれば、観察者が動くのを位置検出手段により検出するとともに、その位置情報に基づいて発光制御液晶パネルの透過領域と発光画素領域とを移動させることができるので、観察者が動いた場合にも、観察者に適切な画像を提供することができる。

上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、レンズの第２の方向に延びるように設けられたレンズ部は、表示パネルの第１の方向に実質的に直交する方向に延びる画素列に対して所定の角度傾いた状態で設けられる。このように構成すれば、光源から照射された光が、レンズに設けられるレンズ部を透過することにより干渉されて、明暗の縞を有した状態で表示パネルに入射する場合でも、レンズ部の延びる方向と表示パネルの画素の配列の方向とが一致しないので、明暗の縞を有する光が表示パネルの画素によって、再び干渉されるのを抑制することができる。その結果、表示パネルに明暗の干渉縞（モアレ）が発生するのを抑制することができる。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による画像表示装置を示した分解斜視図である。図２は、図１に示した本発明の第１実施形態による画像表示装置において観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。図３は、図１に示した本発明の第１実施形態による画像表示装置の表示パネルおよびレンチキュラーレンズの拡大斜視図である。図４は、図１に示した本発明の第１実施形態による画像表示装置の発光制御液晶パネルの部分拡大図である。まず、図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態による画像表示装置１の構成について説明する。

本発明の第１実施形態による画像表示装置１は、図１および図２に示すように、画像を表示するための表示パネル２と、表示パネル２の観察者１０および２０側に取り付けられる偏光板３と、表示パネル２に光を照射するためのバックライト４とを備えている。

ここで、第１実施形態では、バックライト４の観察者１０および２０側には、発光制御液晶ユニット５が配置されている。なお、発光制御液晶ユニット５は、本発明の「発光制御手段」の一例である。この発光制御液晶ユニット５は、図２に示すように、バックライト４から照射された光を透過させるための透過領域６ａおよび遮光するための遮光領域６ｂを有する発光制御液晶パネル６と、発光制御液晶パネル６を挟んで対向するように配置される偏光板７および偏光板８とを含んでいる。なお、偏光板７および偏光板８は、本発明の「第１偏光板」および「第２偏光板」の一例である。また、発光制御液晶パネル６を挟み込むように配置される偏光板７および８は、互いに直交する偏光軸を有している。この偏光板７は、第１の偏光軸を有する光を透過させるとともに、第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有する光を吸収する機能を有している。また、偏光板８は、第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有する光を透過させるとともに、第１の偏光軸を有する光を吸収する機能を有している。なお、バックライト４は、本発明の「光源」の一例である。

また、第１実施形態では、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂは、観察者１０（２０）の右目１０ａ（２０ａ）および左目１０ｂ（２０ｂ）を結んだ方向（図１のＦ方向）に対して実質的に直交する方向（図１のＧ方向）に延びるとともに、Ｆ方向に交互に設けられている。また、透過領域６ａおよび遮光領域６ｂは、図４に示すように、発光制御液晶パネル６の複数本（たとえば４本）の単位領域６ｃ（図４参照）により構成されている。また、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂを構成する単位領域６ｃには、それぞれ、電極６ｄが図４のＦ方向に隣接するように複数設けられている。そして、後述する２画面表示時には、透過領域６ａを構成する４本の単位領域６ｃに対応する４本の電極６ｄには電圧が印加されないように制御されるとともに、遮光領域６ｂを構成する４本の単位領域６ｃに対応する４本の電極６ｄには電圧が印加されるように制御する。つまり、第１実施形態では、電圧が印加されない電極６ｄを有する領域が、バックライト４から照射される光を透過する透過領域６ａを形成するとともに、電圧が印加される電極６ｄを有する領域が、バックライト４から照射される光を遮光する遮光領域６ｂを形成する。

また、発光制御液晶パネル６の内部には、図示しない液晶が封入されている。そして、発光制御液晶パネル６の電極６ｄに電圧が印加されない状態では、液晶分子が９０°ねじれた状態で維持されている。また、発光制御液晶パネル６の電極６ｄに電圧が印加された状態では、液晶分子のねじれが解消される。第１実施形態では、バックライト４と表示パネル２との間に、上記のような構成を有する発光制御液晶パネル６を設けることによって、遮光領域６ｂに電圧を印加することにより、発光制御液晶パネル６の遮光領域６ｂに位置する液晶分子のねじれが解消されるので、バックライト４から偏光板７を介して照射された光の偏光軸が変化されることなく、発光制御液晶パネル６を透過する。これにより、発光制御液晶パネル６の遮光領域を透過した光を、偏光板８により吸収させることが可能になる。また、透過領域６ａに電圧を印加しないことにより、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａに位置する液晶分子がねじれた状態で維持されるため、バックライト４から偏光板７を介して照射された光の偏光軸が実質的に９０°変化されて、発光制御液晶パネル６を透過する。これにより、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａを透過した光を、偏光板８に入射させたとしても、そのまま透過させることが可能になる。その結果、容易に、バックライト４から照射された光を、発光制御液晶パネル６と偏光板７および８とにより、遮光または透過させることが可能となる。

なお、第１実施形態では、単位領域６ｃに設けられる電極６ｄに対する電圧の印加の有無を制御することにより、透過領域６ａおよび遮光領域６ｂの幅を任意に変化させることが可能である。たとえば、後述する立体画像の表示時には、透過領域６ａおよび遮光領域６ｂをそれぞれ２本の単位領域６ｃにより構成するとともに、透過領域６ａを構成する２本の単位領域６ｃに対応する２本の電極６ｄに電圧を印加せず、かつ、遮光領域６ｂを構成する２本の単位領域６ｃに対応する２本の電極６ｄに電圧を印加することによって、透過領域６ａおよび遮光領域６ｂを、それぞれ、２本の単位領域６ｃ分の幅にすることが可能である。また、後述する視野角限定時には、透過領域６ａおよび遮光領域６ｂをそれぞれ２本および６本の単位領域６ｃにより構成するとともに、透過領域６ａを構成する２本の単位領域６ｃに対応する２本の電極６ｄに電圧を印加せず、かつ、遮光領域６ｂを構成する６本の単位領域６ｃに対応する６本の電極６ｄに電圧を印加することによって、透過領域６ａを２本の単位領域６ｃ分の幅にするとともに、遮光領域６ｂを６本の単位領域６ｃの幅にすることが可能である。これにより、発光制御液晶パネル６の電極６ｄの電圧の印加の有無を制御することにより、容易に、後述する２画面表示モードと立体画像表示モードと視野角限定モードとを切り換えることが可能となる。

また、第１実施形態では、図１および図２に示すように、発光制御液晶ユニット５と表示パネル２との間には、レンチキュラーレンズ９が設けられている。このレンチキュラーレンズ９には、実質的に半円柱状のレンズ部９ａが複数形成されている。また、複数のレンズ部９ａは、図３に示すように、表示パネル２のＧ方向に延びる画素列に対してθ（約１°〜約３°）傾いた状態で設けられている。これにより、バックライト４から照射された光が、レンチキュラーレンズ９に設けられるレンズ部９ａを透過することにより干渉されて、明暗の縞を有した状態で表示パネル２に入射する場合でも、レンズ部９ａの延びる方向と表示パネル２の画素の配列の方向（図３のＦ方向およびＧ方向）とが一致しないので、明暗の縞を有する光が表示パネル２の画素によって、再び干渉されるのを抑制することが可能となる。その結果、表示パネル２に明暗の干渉縞（モアレ）が発生するのを抑制することが可能となる。また、図２に示すように、複数のレンズ部９ａを含むレンチキュラーレンズ９は、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａを透過した光を、観察者１０および２０の方向に進行させる機能を有している。なお、レンチキュラーレンズ９は、本発明の「レンズ」の一例である。また、発光制御液晶パネル６、偏光板７および偏光板８を含む発光制御液晶ユニット５と、レンチキュラーレンズ９とは、図１および図２に示すように、表示パネル２とバックライト４との間に配置されている。

（２画面表示モード）
図５は、図１に示した本発明の第１実施形態による画像表示装置の２画面の平面画像の表示時において観察者が観察する表示パネルと発光制御液晶パネルの状態とを示した図である。図６および図７は、図１に示した本発明の第１実施形態による画像表示装置の２画面の平面画像の表示時において観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。次に、図５〜図７を参照して、本発明の第１実施形態による画像表示装置１の２画面の平面画像の表示方法について説明する。

まず、図５〜図７を参照して、異なる観察位置に位置する複数の観察者１０および２０に異なる画像を提供するための発光制御液晶パネル６および表示パネル２の構成について説明する。本発明の第１実施形態による２画面表示時における画像表示装置１では、図６および図７に示すように、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂからなる組は、レンチキュラーレンズ９の各々のレンズ部９ａに対応して１組ずつ設けられている。つまり、２画面表示時には、上述したように、発光制御液晶パネル６の４本の電極６ｄ毎に電圧の印加の有無が変化するように制御することによって、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂを、それぞれ、４つの単位領域６ｃにより構成する。

ここで、第１実施形態の２画面の平面画像を表示する際には、図５に示すように、発光制御液晶パネル６は、電極６ｄの駆動を制御することによって、表示パネル２の１／２フレーム期間（１／１２０秒）毎に、光を透過させるための透過領域６ａと光を遮光するための遮光領域６ｂとが入れ替わるように制御される。また、表示パネル２は、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａと遮光領域６ｂとの入れ替わりに同期して、表示パネル２の１／２フレーム期間（１／１２０秒）毎に、観察者１０が見るための画像Ｒ１（たとえば、カーナビゲーション用平面画像）と、観察者２０が見るための画像Ｌ１（たとえば、テレビ用平面画像）とが入れ替わるように制御される。なお、画像Ｒ１は、本発明の「第１画像」の一例であり、画像Ｌ１は、本発明の「第２画像」の一例である。

上記構成において、２画面の平面画像を表示する際には、まず、０／１２０秒〜１／１２０秒の間では、図６に示すように、バックライト４から照射された光は、発光制御液晶ユニット５の偏光板７により、第１の偏光軸を有する光のみを透過して、発光制御液晶パネル６に向かって進行する。この図６に示した状態では、発光制御液晶パネル６の光を透過させるための透過領域６ａは、観察者１０に対応する位置に配置されている。そして、第１の偏光軸を有する光が、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａと遮光領域６ｂとを透過する。この際、電圧が印加されない透過領域６ａに入射した光は、偏光軸が実質的に９０°変化されて第２の偏光軸を有した状態で透過する一方、電圧が印加される遮光領域６ｂに入射した光は、偏光軸が変化されることなく透過する。その後、第２の偏光軸有した状態で透過領域６ａを出射した光と、第１の偏光軸を有した状態で遮光領域６ｂを出射した光とは、発光制御液晶ユニット５の偏光板８に入射する。この際、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａを通過して偏光板８に入射した光は、そのまま偏光板８を透過してレンチキュラーレンズ９に向かって進行する。これに対して、発光制御液晶パネル６の遮光領域６ｂを通過して偏光板８に入射した光は、偏光板８によって吸収される。すなわち、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａは光を透過させるために設けられており、発光制御液晶パネル６の遮光領域６ｂは光を遮光するために設けられている。そして、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａを通過して偏光板８を透過した光は、レンチキュラーレンズ９により、観察者１０に向かって進行するように集光される。このとき、表示パネル２には、観察者１０用の画像Ｒ１が表示されているので、観察者１０の両目は、観察者１０用の画像Ｒ１を見ることが可能となる。これに対して、観察者２０には、バックライト４から照射された光は到達しない。

そして、２画面の平面画像を表示する際の１／１２０秒〜２／１２０秒の間では、図６に示した発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂの位置が、図７に示すように、入れ替わる。これにより、光を透過させるための透過領域６ａが観察者２０に対応する位置に配置される。そして、バックライト４から照射された光は、発光制御液晶ユニット５の偏光板７により、第１の偏光軸を有する光のみを透過して、発光制御液晶パネル６に向かって進行する。そして、第１の偏光軸を有する光が、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａと遮光領域６ｂとを透過する。この際、電圧が印加されない透過領域６ａに入射した光は、偏光軸が実質的に９０°変化されて第２の偏光軸を有した状態で透過する一方、電圧が印加される遮光領域６ｂに入射した光は、偏光軸が変化されることなく透過する。その後、第２の偏光軸を有した状態で透過領域６ａを出射した光と、第１の偏光軸を有した状態で遮光領域６ｂを出射した光とは、発光制御液晶ユニット５の偏光板８に入射する。この際、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａを通過して偏光板８に入射した光は、そのまま偏光板８を透過してレンチキュラーレンズ９に向かって進行する。これに対して、発光制御液晶パネル６の遮光領域６ｂを通過して偏光板８に入射した光は、偏光板８によって吸収される。そして、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａを介して偏光板８を透過した光は、レンチキュラーレンズ９により、観察者２０に向かって進行するように集光される。このとき、表示パネル２には、観察者２０用の画像Ｌ１が表示されているので、観察者２０の両目は、観察者２０用の画像Ｌ１を見ることが可能となる。これに対して、観察者１０には、バックライト４から照射された光は到達しない。

また、２画面の平面画像を表示する際の２／１２０秒〜３／１２０秒の間では、図６に示した０／１２０秒〜１／１２０秒の間と同様に、観察者１０は、表示パネル２に表示されるＲ１を観察するとともに、観察者２０には、バックライト４から照射された光は到達しない。そして、２画面の平面画像を表示する際の３／１２０秒〜４／１２０秒の間では、図７に示した１／１２０秒〜２／１２０秒の間と同様に、観察者２０は、表示パネル２に表示される画像Ｌ１を観察するとともに、観察者１０には、バックライト４から照射された光は到達しない。この後も、１／６０秒（２／１２０秒）毎に同様の動作が繰り返される。これにより、１フレーム期間（２／１２０秒（１／６０秒））の間に、観察者１０は画像Ｒ１を見ることが可能となるとともに、観察者２０はＬ２画像を見ることが可能となる。その結果、観察者１０および観察者２０は、それぞれ同時に、表示パネル２に表示されるＲ１画像およびＬ１画像を連続して観察していると認識することになるので、観察者１０および２０に画像劣化の少ない異なる画像を提供することが可能となる。

（立体画像表示モード）
図８は、図１に示した本発明の第１実施形態による画像表示装置の立体画像表示時において観察者が観察する表示パネルと発光制御液晶パネルの状態とを示した図である。図９および図１０は、図１に示した本発明の第１実施形態による画像表示装置の立体画像表示時において観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。次に、図８〜図１０を参照して、本発明の第１実施形態による画像表示装置１の立体画像表示方法について説明する。

まず、図８〜図１０を参照して、異なる観察位置に位置する観察者１０および２０に立体画像を提供するための発光制御液晶パネル６および表示パネル２の構成について説明する。本発明の第１実施形態による立体画像表示時における画像表示装置１では、図９および図１０に示すように、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂからなる組は、レンチキュラーレンズ９の各々レンズ部９ａに対応して２組ずつ設けられている。つまり、立体画像表示時には、上述したように、発光制御液晶パネル６の２本の電極６ｄ毎に電圧の印加の有無が変化するように制御することによって、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂを、それぞれ、２本の単位領域６ｃ（図４参照）により構成して、２画面表示モードから立体画像表示モードに切り換える。

ここで、第１実施形態の立体画像の表示時では、図８に示すように、発光制御液晶パネル６は、電極６ｄの駆動を制御することによって、表示パネル２の１／２フレーム期間（１／１２０秒）毎に、透過領域６ａと遮光領域６ｂとが入れ替わるように制御される。また、表示パネル２は、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａと遮光領域６ｂとの入れ替わりに同期して、表示パネル２の１／２フレーム期間（１／１２０秒）毎に、観察者１０および２０の右目１０ａおよび２０ａに入射させるための右目用画像Ｒ２と、観察者１０および２０の左目１０ｂおよび２０ｂに入射させるための左目用画像Ｌ２とが入れ替わるように制御される。なお、右目用画像Ｒ２は、本発明の「第１画像」の一例であり、左目用画像Ｌ２は、本発明の「第２画像」の一例である。

上記構成において、立体画像を表示する際には、まず、０／１２０秒〜１／１２０秒の間では、図９に示すように、バックライト４から照射された光は、発光制御液晶ユニット５の偏光板７により、第１の偏光軸を有する光のみを透過して、発光制御液晶パネル６に向かって進行する。この図９に示した状態では、発光制御液晶パネル６の光を透過させるための透過領域６ａは、観察者１０の右目１０ａおよび観察者２０の右目２０ａに対応する位置に配置されている。そして、第１の偏光軸を有する光が、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａと遮光領域６ｂとを透過する。この際、電圧が印加されない透過領域６ａに入射した光は、偏光軸が実質的に９０°変化されて第２の偏光軸を有した状態で透過する一方、電圧が印加される遮光領域６ｂに入射した光は、偏光軸が変化されることなく透過する。その後、第２の偏光軸を有した状態で透過領域６ａを出射した光と、第１の偏光軸を有した状態で遮光領域６ｂを出射した光とは、発光制御液晶ユニット５の偏光板８に入射する。この際、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａを通過して偏光板８に入射した光は、そのまま偏光板８を透過してレンチキュラーレンズ９に向かって進行する。これに対して、発光制御液晶パネル６の遮光領域６ｂを通過して偏光板８に入射した光は、偏光板８によって吸収される。そして、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａを通過して偏光板８を透過した光は、レンチキュラーレンズ９により、観察者１０および２０の右目１０ａおよび２０ａに向かって進行するように集光される。このとき、表示パネル２には、右目用画像Ｒ２が表示されているので、観察者１０および２０の右目１０ａおよび２０ａには、右目用画像Ｒ２が入射される。これに対して、観察者１０および２０の左目１０ｂおよび２０ｂには、バックライト４から照射された光は到達しない。

そして、立体画像を表示する際の１／１２０秒〜２／１２０秒の間では、図９に示した発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂの位置は、図１０に示すように入れ替わる。これにより、発光制御液晶パネル６の光を透過させるための透過領域６ａは、観察者１０の左目１０ｂおよび観察者２０の左目２０ｂに対応する位置に配置される。そして、バックライト４から照射された光は、発光制御液晶ユニット５の偏光板７により、第１の偏光軸を有する光のみを透過して、発光制御液晶パネル６に向かって進行する。そして、第１の偏光軸を有する光が、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａと遮光領域６ｂとを透過する。この際、電圧が印加されない透過領域６ａに入射した光は、偏光軸が実質的に９０°変化されて第２の偏光軸を有した状態で透過する一方、電圧が印加される遮光領域６ｂに入射した光は、偏光軸が変化されることなく透過する。その後、第２の偏光軸を有した状態で透過領域６ａを出射した光と、第１の偏光軸を有した状態で遮光領域６ｂを出射した光とは、発光制御液晶ユニット５の偏光板８に入射する。この際、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａを通過して偏光板８に入射した光は、そのまま偏光板８を透過してレンチキュラーレンズ９に向かって進行する。これに対して、発光制御液晶パネル６の遮光領域６ｂを通過して偏光板８に入射した光は、偏光板８によって吸収される。そして、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａを通過して偏光板８を透過した光は、レンチキュラーレンズ９により、観察者１０および２０の左目１０ｂおよび２０ｂに向かって進行するように集光される。このとき、表示パネル２には、左目用画像Ｌ２が表示されているので、観察者１０および２０の左目１０ｂおよび２０ｂには、左目用画像Ｌ２が入射される。これに対して、観察者１０および２０の右目１０ａおよび２０ａには、バックライト４から照射された光は到達しない。

また、立体画像を表示する際の２／１２０秒〜３／１２０秒の間では、図９に示すように、０／１２０秒〜１／１２０秒の間と同様に、観察者１０および２０の右目１０ａおよび２０ａには、表示パネル２に表示される右目用画像Ｒ２が入射するとともに、観察者１０および２０の左目１０ｂおよび２０ｂには、バックライト４から照射された光は到達しない。そして、立体画像を表示する際の３／１２０秒〜４／１２０秒の間では、図１０に示すように、１／１２０秒〜２／１２０秒の間と同様に、観察者１０および２０の左目１０ｂおよび２０ｂには、表示パネル２に表示される左目用画像Ｌ２が入射するとともに、観察者１０および２０の右目１０ａおよび２０ａには、バックライト４から照射された光は到達しない。この後も、１／６０秒（２／１２０秒）毎に同様の動作が繰り返される。これにより、１フレーム期間（２／１２０秒（１／６０秒））の間に、観察者１０および２０の右目１０ａおよび２０ａは右目用画像Ｒ２を見ることができるとともに、観察者１０および２０の左目１０ｂおよび２０ｂは左目用画像Ｌ２を見ることが可能となる。その結果、観察者１０（２０）の右目１０ａ（２０ａ）および左目１０ｂ（２０ｂ）は、それぞれ同時に、表示パネル２に表示される右目用画像Ｒ２および左目用画像Ｌ２を連続して観察していると認識することになるので、観察者１０および２０は画像劣化の少ない立体画像を見ることが可能となる。

（視野角限定モード）
図１１は、図１に示した本発明の第１実施形態による画像表示装置の視野角限定時において観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。次に、図１１を参照して、本発明の第１実施形態による画像表示装置１の視野角限定方法について説明する。

まず、図１１を参照して、観察者１０が位置する領域にのみに画像を提供するための発光制御液晶パネル６および表示パネル２の構成について説明する。この発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂからなる組は、図１１に示すように、レンチキュラーレンズ９の各々レンズ部９ａに対応して１組ずつ設けられている。

ここで、第１実施形態の視野角限定時では、上述したように、発光制御液晶パネル６に設けられる２本の電極６ｄ（図４参照）と６本の電極６ｄとの電圧の印加の有無が変化するように制御することによって、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂを、それぞれ、２本および６本の単位領域６ｃにより構成して、２画面表示モードまたは立体画像表示モードから視野角限定モードに切り換える。これにより、透過領域６ａのＦ方向の長さを単位領域６ｃの２本分の幅にすることができるとともに、遮光領域６ｂのＦ方向の長さを単位領域６ｃの６本分の幅にすることができる。このため、観察者１０が観察可能な領域を制限することが可能になる。また、表示パネル２には、図１１に示すように、観察者１０に提供する画像Ｓが表示されている。

上記構成において、視野角を限定する際には、バックライト４から照射された光は、発光制御液晶ユニット５の偏光板７により、第１の偏光軸を有する光のみを透過して、発光制御液晶パネル６に向かって進行する。そして、第１の偏光軸を有する光が、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂを透過する。この際、電圧が印加されない透過領域６ａに入射した光は、偏光軸が実質的に９０°変化されて第２の偏光軸を有した状態で透過する一方、電圧が印加される遮光領域６ｂに入射した光は、偏光軸が変化されることなく透過する。その後、第２の偏光軸を有した状態で透過領域６ａを出射した光と、第１の偏光軸を有した状態で遮光領域６ｂを出射した光とは、発光制御液晶ユニット５の偏光板８に入射する。この際、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａを通過して偏光板８に入射した光は、そのまま偏光板８を透過してレンチキュラーレンズ９に向かって進行する。これに対して、発光制御液晶パネル６の遮光領域６ｂを介して偏光板８に入射した光は、偏光板８によって吸収される。そして、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａを介して偏光板８を透過した光は、レンチキュラーレンズ９により、観察者１０に向かって進行するように集光される。つまり、６本の単位領域６ｃの幅を有する遮光領域６ｂを通過した光が遮光されるので、観察者１０が位置する領域３０にしかバックライト４からの光が到達しない。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、上記のように、発光制御液晶パネル６の４本の単位領域６ｃ分の幅を有する透過領域６ａおよび遮光領域６ｂのＦ方向の長さを変化させることにより、観察者１０および２０の位置に集光する光到達領域のＦ方向の長さを変化させることができる。このため、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂを構成する４本の単位領域６ｃを２本にするとともに、透過領域６ａおよび遮光領域６ｂからなる組を細分化することにより、観察者１０および２０の位置に集光する光到達領域のＦ方向の長さを小さくすることができるとともに、細分化することができる。これにより、観察者１０および２０のそれぞれの目の近傍にバックライト４からの光を集光させることができる。その結果、表示パネル２に左目用画像Ｌ２および右目用画像Ｒ２を表示させることによって、観察者１０および２０に立体画像を提供することができる。また、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂを構成する単位領域６ｃを４本の単位領域６ｃにより構成することによって、同じ発光制御液晶パネル６を用いて、観察者１０および２０の位置に集光する光到達領域のＦ方向の長さを大きくすることができる。これにより、同じ発光制御液晶パネル６を用いて、観察者１０および２０のそれぞれの両目の近傍にバックライト４からの光を集光させることができる。その結果、表示パネル２に画像Ｒ１および画像Ｌ１を表示させることによって、観察位置の異なる複数の観察者１０および２０に、それぞれ、異なる画像Ｒ１（平面画像）および画像Ｌ１（平面画像）を提供することができる。このように、第１実施形態による画像表示装置１では、同じ発光制御液晶パネル６を用いて、複数の観察者１０および２０に立体画像を提供することができるとともに、異なる観察位置に位置する観察者１０および２０のそれぞれに異なる画像Ｒ１（平面画像）および画像Ｌ１（平面画像）を提供することができる。

また、第１実施形態の視野角限定モードでは、発光制御液晶パネル６の複数の電極６ｄの駆動を制御することにより、透過領域６ａの図１のＦ方向の長さを制御することによって、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａを介して照射された光が集光される領域３０の図１のＦ方向の長さを小さくすることができるので、観察者１０が表示パネル２に映し出される画像Ｓを見ることができる領域を小さくすることができる。これにより、観察者１０が表示パネル２に映し出される画像Ｓを観察する視野角を制限することができるので、観察者１０が見ている表示パネル２の画像Ｓを他の観察者２０に見られるのを抑制することができる。

（第２実施形態）
図１２は、本発明の第２実施形態による画像表示装置において観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。図１２を参照して、この第２実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、観察者の観察位置の移動に伴って立体画像の表示位置を変化させる画像表示装置１００について説明する。

この第２実施形態による画像表示装置１００は、図１２に示すように、観察者１０の位置を検出するための位置検出センサ１３０と、位置検出センサ１３０により検出された観察者１０の位置に応じて、発光制御液晶ユニット５の発光制御液晶パネル６の電極６ｄを駆動して、光を透過させるための透過領域６ａおよび光を遮光するための遮光領域６ｂを移動させるための制御部１４０とを備えている。なお、位置検出センサ１３０は、本発明の「位置検出手段」の一例である。また、この第２実施形態では、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂは、発光制御液晶パネル６の電極６ｄ（図４参照）の駆動を制御することによって、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａを１本の単位領域６ｃ（図４参照）により構成するとともに、遮光領域６ｂを、透過領域６ａを構成する単位領域６ｃ以外の単位領域６ｃにより構成して、観察者の観察位置の移動に伴って立体画像の表示位置を変化させるモード（ヘッドトラッキングモード）に切り換える。また、透過領域６ａは、観察者１０の左目１０ｂに対応するように設けられる画素領域６ｅと、観察者２０の左目２０ｂに対応するように設けられる画素領域６ｆとを含んでいる。なお、第２実施形態のその他の構成は、上記した第１実施形態と同様である。

上記の構成を有する第２実施形態の画像表示装置１００において、観察者１０が、図１２の矢印Ｈ方向に移動し、かつ、観察者２０が移動しない場合について説明する。この場合には、位置検出センサ１３０が、観察者１０の観察位置が図１２の矢印Ｈ方向に移動したことを検出する。そして、位置検出センサ１３０から制御部１４０に移動検出情報が送信される。この移動検出情報に基づいて、制御部１４０は、透過領域６ａのうち、観察者１０の左目１０ｂに対応して設けられる画素領域６ｅを透過する光が観察者１０の左目１０ｂに入射するように、発光制御液晶パネル６の画素領域６ｅを、図１２の矢印Ｉ方向に移動させる。このとき、観察者２０は、移動していないので、透過領域６ａのうち、観察者２０の左目２０ｂに対応して設けられる画素領域６ｆは、移動させない。そして、１／１２０秒毎に、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂを切り換えるとともに、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂの切り換え動作に同期するように、表示パネル２に表示される左目用画像と右目用画像とを切り換える。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、上記のように、観察者１０の位置を検出するための位置検出センサ１３０と、位置検出センサ１３０により検出された観察者１０の位置に応じて、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂを移動させるための制御部１４０とを設けることによって、観察者１０が動くのを位置検出センサ１３０により検出するとともに、その移動検出情報に基づいて発光制御液晶パネル６の透過領域６ａの観察者１０の左目１０ｂに対応して設けられた画素領域６ｅを移動させることができる。これにより、観察者１０が移動した場合も、観察者１０に適切な画像を提供することができる。なお、上記第２実施形態の位置検出センサ１３０を、画像認識などにより複数人の観察者の移動を検出可能に構成するとともに、制御部１４０を複数人の観察者に対応する透過領域６ａおよび遮光領域６ｂを個々に移動可能なように構成すれば、複数人の観察者が移動した場合にも、各観察者に適切な立体画像を提供することができる。

（第３実施形態）
図１３は、本発明の第３実施形態による画像表示装置において観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。図１３を参照して、この第３実施形態では、上記第１実施形態と異なり、レンチキュラーレンズ 部２０２ａを表示パネル２０２に一体的に形成した例について説明する。なお、表示パネル以外の構造は、上記第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。

本発明の第３実施形態による画像表示装置２００は、図１３に示すように、画像を表示するための表示パネル２０２と、表示パネル２０２の観察者１０および２０側に取り付けられる偏光板３と、表示パネル２０２に光を照射するためのバックライト４とを備えている。

ここで、第３実施形態では、表示パネル２０２には、レンチキュラーレンズ部２０２ａが一体的に設けられている。これにより、レンチキュラーレンズ部２０２ａと表示パネル２０２とを別個に設ける場合に比べて、部品点数を削減することが可能となる。このレンチキュラーレンズ部２０２ａには、実質的に半円柱状のレンズ部２０２ｂが複数形成されている。なお、レンチキュラーレンズ部２０２ａは、本発明の「レンズ」および「レンチキュラーレンズ」の一例である。

（第４実施形態）
図１４は、本発明の第４実施形態による画像表示装置において観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。図１４を参照して、この第４実施形態では、上記第３実施形態と異なり、レンチキュラーレンズ部３０６ｃを発光制御液晶パネル３０６に一体的に形成した例について説明する。なお、発光制御液晶パネル以外の構造は、上記第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。

この第４実施形態による画像表示装置３００は、図１４に示すように、画像を表示するための表示パネル２と、表示パネル２の観察者１０および２０側に取り付けられた偏光板３と、表示パネル２に光を照射するためのバックライト４とを備えている。

また、バックライト４の観察者１０および２０側には、発光制御液晶ユニット３０５が配置されている。なお、発光制御液晶ユニット３０５は、本発明の「発光制御手段」の一例である。この発光制御液晶ユニット３０５は、バックライト４から照射された光を透過させるための透過領域３０６ａおよび遮光するための遮光領域３０６ｂを有する発光制御液晶パネル３０６と、発光制御液晶パネル３０６のバックライト４側に配置される偏光板７とを含んでいる。なお、透過領域３０６ａは、本発明の「透過部」および「透過領域」の一例であり、遮光領域３０６ｂは、本発明の「遮光部」および「遮光領域」の一例である。

ここで、第４実施形態では、発光制御液晶パネル３０６には、レンチキュラーレンズ部３０６ｃが一体的に設けられている。これにより、レンチキュラーレンズ部３０６ｃと発光制御液晶パネル３０６とを別個に設ける場合に比べて、部品点数を削減することが可能となる。また、レンチキュラーレンズ部３０６ｃには、実質的に半円柱状のレンズ部３０６ｄが複数形成されている。なお、この第４実施形態では、発光制御液晶パネル３０６にレンチキュラーレンズ部３０６ｃを一体的に設けることによって、発光制御液晶パネル３０６の観察者１０および２０側に偏光板を配置することができないので、表示パネル２のバックライト４側に偏光板３０８を設ける必要がある。なお、レンチキュラーレンズ部３０６ｃは、本発明の「レンズ」および「レンチキュラーレンズ」の一例である。また、偏光板３０８は、本発明の「第２偏光板」の一例である。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記第１実施形態では、発光制御液晶パネル６の観察者１０および２０側に偏光板８を設ける例を示したが、本発明はこれに限らず、図１５に示した本発明の第１実施形態の第１変形例のように、表示パネル２のバックライト４側に偏光板５０を設けてもよい。

また、上記第１実施形態では、発光制御液晶ユニット５と表示パネル２との間にレンチキュラーレンズ９を配置する例を示したが、本発明はこれに限らず、図１６に示した本発明の第１実施形態の第２変形例のように、発光制御液晶ユニット５と表示パネル２との間に図１６の紙面と垂直な方向に延びる複数のレンズ部５９ａからなるストライプ状のプリズムレンズ５９を配置してもよい。

また、上記第１実施形態では、表示パネル２と発光制御液晶ユニット５との間に複数のレンズ部９ａを有するレンチキュラーレンズ９を配置する例を示したが、本発明はこれに限らず、図１７に示した本発明の第１実施形態の第３変形例のように、表示パネル２と発光制御液晶ユニット５との間に１つのレンズ部６９ａを有するレンチキュラーレンズ６９を配置してもよい。

また、上記第１実施形態では、発光制御液晶パネル６を挟み込むように配置される偏光板７および８は、互いに直交する偏光軸を有する例を示したが、本発明はこれに限らず、発光制御液晶パネル６の液晶モードに応じて、たとえば、発光制御液晶パネル６を挟み込むように配置された偏光板７および８を、同じ偏光軸を有する偏光板により構成してもよい。

また、上記第１実施形態では、発光制御ユニット５の偏光板７を第１の偏光軸を有する光を透過させるととも、第２の偏光軸を有する光を吸収する例を示したが、本発明はこれに限らず、偏光板７を第１の偏光軸以外の偏光軸を有する光を透過させるとともに、第１の偏光軸以外の偏光軸と実質的に直交する偏光軸を有する光を吸収するようにしてもよい。また、発光制御ユニット５の偏光板８を第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有する光を透過させるとともに、第１の偏光軸を有する光を吸収する例を示したが、本発明はこれに限らず、偏光板８を第２の偏光軸以外の偏光軸を有する光を透過させるとともに、第２の偏光軸以外の偏光軸と実質的に直交する偏光軸を有する光を吸収するようにしてもよい。

また、上記第１実施形態では、透過領域６ａに電圧を印加しないようにするとともに、遮光領域６ｂに電圧を印加することにより、透過領域６ａを通過する光を出射させるとともに、遮光領域６ｂを通過する光を遮光する例を示したが、本発明はこれに限らず、透過領域６ａに電圧を印加するとともに、遮光領域６ｂに電圧を印加しないようにすることにより、透過領域６ａを通過する光を出射させるとともに、遮光領域６ｂを通過する光を遮光するようにしてもよい。

また、上記第１実施形態の２画面表示モードおよび立体画像表示モードでは、１／２フレーム期間毎に発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂを入れ替えるように制御する例を示したが、本発明はこれに限らず、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂを１／ｎ（たとえば、１／４）フレーム期間（ｎは２以上の自然数）毎に入れ替えるように制御してもよい。なお、２画面表示モードにおいて、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂを、１／ｎフレーム期間毎に入れ替えるように制御する場合には、表示パネル２に表示される画像Ｒ１および画像Ｌ１を１／ｎフレーム期間毎に入れ替えるように制御する必要がある。また、立体画像表示モードにおいて、発光制御液晶パネル６の透過領域６ａおよび遮光領域６ｂを、１／ｎフレーム期間毎に入れ替えるように制御する場合には、表示パネル２に表示される右目用画像Ｒ２および左目用画像Ｌ２を１／ｎフレーム期間毎に入れ替えるように制御する必要がある。

本発明の第１実施形態による画像表示装置を示した分解斜視図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による画像表示装置において観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による画像表示装置の表示パネルおよびレンチキュラーレンズの拡大斜視図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による画像表示装置の発光制御液晶パネルの部分拡大図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による画像表示装置の２画面表示時において観察者が観察する表示パネルと発光制御液晶パネルの状態とを示した図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による画像表示装置の２画面表示時において観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による画像表示装置の２画面表示時において観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による画像表示装置の立体画像表示時において観察者が観察する表示パネルと発光制御液晶パネルの状態とを示した図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による画像表示装置の立体画像表示時において観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による画像表示装置の立体画像表示時において観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による画像表示装置の視野角限定時において観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。 本発明の第２実施形態による画像表示装置において観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。 本発明の第３実施形態による画像表示装置において観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。 本発明の第４実施形態による画像表示装置において観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。 図１に示した本発明の第１実施形態の第１変形例による画像表示装置の構成を説明するための観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。 図１に示した本発明の第１実施形態の第２変形例による画像表示装置の構成を説明するための観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。 図１に示した本発明の第１実施形態の第３変形例による画像表示装置の構成を説明するための観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。 従来の一例による立体画像表示装置の原理を説明するための観察者が上方から表示パネルを見た状態を示した図である。

符号の説明

１、１００、２００、３００ 画像表示装置
２、２０２ 表示パネル
４ バックライト（光源）
５、２０５、３０５ 発光制御液晶ユニット（発光制御手段）
６、３０６ 発光制御液晶パネル
６ａ、３０６ａ 透過領域（透過部）
６ｂ、３０６ｂ 遮光領域（遮光部）
６ｄ 電極
７ 偏光板（第１偏光板）
８、３０８ 偏光板（第２偏光板）
９、６９ レンチキュラーレンズ（レンズ）
９ａ、６９ａ、３０６ｄ レンズ部
５９ プリズムレンズ（レンズ）
５９ａ レンズ部
１３０ 位置検出センサ（位置検出手段）
１４０ 制御部
２０２ａ、３０６ｃ レンチキュラーレンズ部（レンチキュラーレンズ）
２０２ｂ、３０６ｄ レンズ部

Claims (13)

1. 画像を表示するための表示パネルと、
   前記表示パネルに光を照射するための光源と、
   前記光源と前記表示パネルとの間に配置され、前記光源から照射された光を透過させるための透過部と遮光するための遮光部とが、立体画像を提供する際に左目用画像と右目用画像とが隣接する方向である第１の方向に対して交差する第２の方向に延びるとともに前記第１の方向に交互に設けられ、かつ、前記透過部と前記遮光部との前記第１の方向の長さを変化させることが可能な発光制御手段と、
   前記光源から前記発光制御手段の透過部を介して照射される光を、所定の方向に進行させるとともに、前記透過部と前記遮光部からなる組に対応して前記第２の方向に延びるように形成された複数のレンズ部とを備え、
   前記発光制御手段は、前記発光制御手段の透過部および遮光部の前記第１の方向の長さを変化させることにより、前記光源から前記発光制御手段の透過部を介して照射される光の到達位置を制御することによって、異なる観察位置に位置する観察者に異なる平面画像を提供する機能と複数の観察者に立体画像を提供する機能とを有する、画像表示装置。
2. 前記レンズ部は、前記第２の方向に延びるように形成された実質的に半円柱状のレンチキュラーレンズを含む、請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記発光制御手段の透過部および遮光部からなる１組に対して、前記レンズ部の１つを対応させることによって、異なる観察者の位置する領域に光を集光させて、異なる観察位置に位置する観察者に異なる画像を提供する、請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記発光制御手段の透過部および遮光部からなる複数組に対して、前記レンズ部の１つを対応させることによって、観察者の右目および左目のそれぞれの部分に光を集光させて、複数の観察者に立体画像を提供する、請求項１に記載の画像表示装置。
5. 前記発光制御手段は、前記光源から照射された光を透過させるための透過領域と遮光するための遮光領域とが前記第２の方向に延びるとともに前記第１の方向に交互に設けられた発光制御液晶パネルと、前記発光制御液晶パネルを挟んで対向するように配置される第１偏光板および第２偏光板とを含む、請求項１〜４に記載の画像表示装置。
6. 前記発光制御液晶パネルには、前記発光制御液晶パネルの透過領域および遮光領域を制御するための電極が前記第１の方向に隣接するように複数設けられており、
   前記発光制御液晶パネルは、前記発光制御液晶パネルの複数の電極の駆動を制御することによって、前記透過領域および前記遮光領域の前記第１の方向の長さを変化させる、請求項５に記載の画像表示装置。
7. 前記発光制御液晶パネルは、前記発光制御液晶パネルの複数の電極の駆動を制御することにより、前記透過領域の前記第１の方向の長さを制御することによって、観察者が観測可能な領域を制限する、請求項６に記載の画像表示装置。
8. 前記発光制御手段の透過部および遮光部は、前記表示パネルの１／ｎフレーム期間（ｎは２以上の自然数）毎に入れ替わるように制御され、
   前記表示パネルは、前記発光制御手段の透過部と遮光部とが入れ替わるのに同期して、前記表示パネルに表示される第１画像と第２画像とが入れ替わるように制御される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
9. 前記１／ｎフレーム期間は、１／２フレーム期間である、請求項８に記載の画像表示装置。
10. 前記発光制御手段は、前記光源から照射された光を透過させるための透過領域と遮光するための遮光領域とが前記第２の方向に延びるとともに前記第１の方向に交互に設けられた発光制御液晶パネルを含み、
    前記発光制御液晶パネルには、前記レンズ部が一体的に設けられている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
11. 前記表示パネルには、前記レンズ部が一体的に設けられている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
12. 前記発光制御手段は、前記光源から照射された光を透過させるための透過領域と遮光するための遮光領域とが前記第２の方向に延びるとともに前記第１の方向に交互に設けられた発光制御液晶パネルを含み、
    観察者の位置を検出するための位置検出手段と、
    前記位置検出手段により検出された前記観察者の位置に応じて、前記発光制御液晶パネルの透過領域および遮光領域を移動させるための制御部とをさらに備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像表示装置。
13. 前記レンズの前記第２の方向に延びるように設けられたレンズ部は、前記表示パネルの前記第１の方向に実質的に直交する方向に延びる画素列に対して所定の角度傾いた状態で設けられる、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像表示装置。

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