JP5313098B2 - 立体表示装置 - Google Patents

Description

本発明は立体表示装置に関する。

一般に、立体表示装置は、観察者の左右眼に各々の視点からの視差像を提供するものであり、特殊な眼鏡を利用する方式と眼鏡を利用しない方式とがある。

図２１は眼鏡を利用しない方式としての第１の従来の立体表示装置を示す（参照：特許文献１）。

図２１の立体表示装置は、重ね合わせた２つの楔型導光板１０１ａ、１０１ｂと、各楔型導光板１０１ａ、１０１ｂの入射面S_ina、S_inbに設けられた２つの光源１０２ａ、１０２ｂと、楔型導光板１０１ａ、１０１ｂの出射面S_out1上に設けられた片面三角プリズムシート１０３と、片面三角プリズムシート１０３の出射面S_out3上に設けられた透過型液晶表示パネル１０４と、透過型液晶表示パネル１０４に２つの光源１０２ａ、１０２ｂを同期させて視差像を表示させる同期駆動回路１０５とによって構成されている。これにより、透過型液晶表示パネル１０４の画素数と同数の画素数を有する立体画像を表示できる。

図２２は眼鏡を利用しない方式としての第２の従来の立体表示装置を示す（参照：特許文献２）。

図２２の立体表示装置は、反射印刷、粗面化加工等の光取り出し部２０１ａを有する平板導光板２０１と、平板導光板２０１の２つの対抗する入射面S_ina、S_inbに設けられた２つの光源２０２ａ、２０２ｂと、平板導光板２０１の出射面S_out1上に設けられ、平板導光板２０１に対向する三角形状プリズム列２０３１及びその反射面上に円筒状レンズ列２０３２を有する両面プリズムシート２０３と、両面プリズムシート２０３の出射面S_out3上に設けられた透過型液晶表示パネル２０４と、透過型液晶表示パネル２０４に２つの光源２０２ａ、２０２ｂを同期させて視差像を表示させる同期駆動回路２０５とによって構成されている。これにより、やはり、透過型液晶表示パネル２０４の画素数と同数の画素数を有する立体画像を表示できる。

特開２００１−６６５４７号公報 ＷＯ２００４／０２７４９２Ａ１ 特開２００９−８１０９４号公報

しかしながら、図２１の第１の従来の立体表示装置においては、下側の楔型導光板１０１ｂからの光は上側の楔型導光板１０１ａのパターンの影響を受けるので、上側の楔型導光板１０１ａは複雑な構造としなければならず、この結果、製造コストが上昇するという課題がある。

図２２の第２の従来の立体表示装置においては、平板導光板２０１が図２１の立体表示装置の２つの楔型導光板１０１ａ、１０１ｂが発生する課題を解決する構造を何ら有していない。

さらに、図２２の第２の従来の立体表示装置においては、平板導光板２０１の配光分布がシャープのときに両面プリズムシート２０３を必要とし、三角形状プリズム列２０３１及び円筒状レンズ列２０３２を金型等を用いて寸法的に精確に合わせて製造しなければならず、この結果、やはり、製造コストの上昇を招くという課題がある。

上述の課題を解決するために、本発明に係る立体表示装置は、下側導光板と、下側導光板の出射面に重ね合わせられた上側導光板と、下側導光板及び上側導光板の入射面に設けられた第１、第２の光源と、上側導光板の出射面上に設けられた透過型表示パネルと、透過型表示パネルに第１、第２の光源を同期させて視差像を表示させる同期駆動回路とを具備し、各導光板が、出射面と反対の配光制御面に形成された鏡面加工部と、配光制御面上の鏡面が形成されていない領域に形成されたプリズムとを具備し、下側導光板のプリズムが上側導光板の鏡面の少なくとも一部に対向し、上側導光板のプリズムが下側導光板の鏡面の少なくとも一部に対向したものである。これにより、下側導光板のプリズムから立上った光は上側導光板の鏡面加工部を透過するので、上側導光板のパターンに影響されることがない。
尚、特許文献３の図１には、配光制御面に複数の鏡面を形成し、鏡面を形成していない領域に三角形状の複数のプリズムを形成した導光板が開示されているが、この導光板は面光源装置用であって、立体表示装置を目的としていない。

また、各導光板において、鏡面加工部が各導光板の入射面の長手方向に並列された複数の平坦鏡面加工部を有し、プリズムが平坦鏡面加工部の間に設けられた複数の三角形状プリズム列を有する。

さらに、各導光板において、プリズムがドット形状プリズム配列よりなる。

さらにまた、上側導光板と透過型表示パネルとの間に片面三角プリズムシートを具備し、この片面三角プリズムシートの三角形状が段差状となりかつ三角形状の角度が非対称である。これにより、上側導光板及び下側導光板からの左右非対称の配光分布が片面三角プリズムシートによって左右対称の配光分布に変換されると共にこれらの配光分布を急峻に変化させて左右のクロストークを小さくする。

さらに、各第１、第２の光源を複数個設け、透過型表示パネルを複数のブロックに分割し、各複数の第１、第２の光源の１つを各ブロックに対応させる。そして、同期駆動回路が、透過型表示パネルの各ブロック毎の画像データの書換に同期させて複数の第１の光源及び複数の第２の光源をオン、オフするようにする。これにより、分割オン、オフにより左右の視差像の切換を急峻にして立体表示を良好にする。

本発明によれば、複雑な構造を必要としないので、製造コストを低減できる。

本発明に係る立体表示装置の第１の実施の形態を示す図である。 図１の導光板の平面図である。 図２のIII-III線断面図である。 図２のIV-IV線断面図である。 図１の導光板からの光の配光分布を示すグラフである。 図１の導光板の変更例を用いた場合の導光板からの光の配光分布を示すグラフである。 図１の片面三角プリズムシートの第１の例を示す図及びその光の配光分布を示すグラフである。 図１の片面三角プリズムシートの第２の例を示す図及びその光の配光分布を示すグラフである。 図１の片面三角プリズムシートの第３の例を示す図及びその光の配光分布を示すグラフである。 図１の片面三角プリズムシートの第４の例を示す図及びその光の配光分布を示すグラフである。 図１の片面三角プリズムシートの第５の例を示す図及びその光の配光分布を示すグラフである。 図１の片面三角プリズムシートの第６の例を示す図及びその光の配光分布を示すグラフである。 本発明に係る立体表示装置の第２の実施の形態を示す図である。 図１３の導光板の第１の例を示す平面図である。 図１３の導光板の第２の例を示す平面図である。 図１４（図１５）のXV-XV線断面図である。 図１４（図１５）のXVI-XVI線断面図である。 図１３の導光板からの光の配光分布を示すグラフである。 図１、図１３の立体表示装置の周期駆動回路の他の例を示す図である。 図１９の周期駆動回路の動作を説明する図である。 第１の従来の立体表示装置を示す図である。 第２の従来の立体表示装置を示す図である。

図１は本発明に係る立体表示装置の第１の実施の形態を示す図である。

図１の立体表示装置は、導光板１ａと、導光板１ａの出射面S_outaの反対面側に設けられた導光板１ｂと、導光板１ａ、１ｂの入射面S_ina、S_inbに設けられた２つの光源２ａ、２ｂと、導光板１ａの出射面S_outa側に設けられた片面三角プリズムシート３と、片面三角プリズムシート３の出射面S_out3上に設けられた透過型液晶表示パネル４と、透過型液晶表示パネル４に２つの光源２ａ、２ｂを同期させて視差像を表示させる同期駆動回路５とによって構成されている。これにより、透過型液晶表示パネル４の画素数と同数の画素数を有する立体画像を表示できる。

図２は図１の導光板１ａ、１ｂの平面図である。尚、導光板１ａ、１ｂはアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透光性材料よりなる。

図２の（Ａ）に示すように、導光板１ａは、導光板１ａの出射面S_outaと反対の配光制御面に入射面S_inaの長手方向に延在する複数の平坦鏡面加工部１１ａを形成する。平坦鏡面加工部１１ａは光を奥まで均一にするためのものであり、平坦鏡面加工部１１ａの幅は入射面S_inaから遠ざかるに伴って小さくなるように形成されている。また、平坦鏡面加工部１１ａが形成されていない領域に等間隔の三角形状の複数のプリズムよりなる光を立ち上げるための三角形状プリズム列１２ａを形成する。三角形状プリズム列１２ａの幅は入射面S_inaから遠ざかるに伴って大きくなるように形成されている。これにより、奥に行く光をより多く全反射させて均一に面発光させる。この三角形状は非対称であり、たとえば、光源２ａ側の傾斜角が48°（45°〜50°）、光源２ａと反対側の傾斜角が45°（42°〜48°）である。尚、図２の（Ａ）に示すごとく、光源２ａは、複数個の発光ダイオード（LED）とすることができる。この場合、発光ダイオードは、三角形状プリズム列１２ａではなく、平坦鏡面加工部１１ａに対向せしめて光をより奥まで到達するようにする。

他方、図２の（Ｂ）に示すように、導光板１ｂは、導光板１ｂの出射面S_outbと反対の配光制御面に入射面S_inbの長手方向に延在する複数の平坦鏡面加工部１１ｂを形成する。平坦鏡面加工部１１ｂは光を奥まで均一にするためのものであり、平坦鏡面加工部１１ｂの幅は入射面S_inbから遠ざかるに伴って小さくなるように形成されている。また、平坦鏡面加工部１１ｂが形成されていない領域に等間隔の三角形状の複数のプリズムよりなる光を立ち上げるための三角形状プリズム列１２ｂを形成する。三角形状プリズム列１２ｂの幅は入射面S_inbから遠ざかるに伴って大きくなるように形成されている。これにより、奥に行く光をより多く全反射させて均一に面発光させる。この三角形状は非対称であり、たとえば、光源２ｂ側の傾斜角が48°（45°〜50°）、光源２ｂと反対側の傾斜角が45°（42°〜48°）である。尚、図２の（Ｂ）に示すごとく、光源２ｂは、複数個の発光ダイオード（LED）とすることができる。この場合、発光ダイオードは、三角形状プリズム列１２ｂではなく、平坦鏡面加工部１１ｂに対向せしめて光をより奥まで到達するようにする。

図２の（Ａ）に示す導光板１ａを図２の（Ｂ）に示す導光板１ｂ上に重ね合わせると、導光板１ａの三角形状プリズム列１２ａは導光板１ｂの平坦鏡面加工部１１ｂの全体に対向し、他方、導光板１ｂの三角形状プリズム列１２ｂは導光板１ａの平坦鏡面加工部１１ａの全体に対向する。この結果、導光板１ｂの三角形状プリズム列１２ｂから出射面S_outbを介して出光する光は導光板１ａのパターンに影響されることなく、導光板１ａを透過する。尚、導光板１ａの三角形状プリズム列１２ａから出射面S_outaを介して出光する光は導光板１ｂのパターンに影響されないのは当然である。

図３は図２の（Ａ）の導光板１ａのIII-III線断面図である。図３の（Ａ）に示すように、平坦鏡面加工部１１ａより三角形状プリズム列１２ａを下側に突出させてもよく、他方、図３の（Ｂ）に示すように、三角形状プリズム列１２ａより平坦鏡面加工部１１ａを下側に突出させてもよい。図３の（Ａ）、（Ｂ）のいずれにおいても、光源２ａのみが動作した場合を図示している。

図３の（Ａ）、（Ｂ）において、光源２ａからの光R1aは入射面S_inaから入射して三角形状プリズム列１２ａの三角形状プリズムによって直接全反射されて出射光となる。また、光源２ａからの光R2aは入射面S_inaから入射して平坦鏡面加工部１１ａにおいて全反射された後に三角形状プリズム列１２ａの三角形状プリズムによって全反射されて出射光となる。つまり、光源２ａが左目用の視差像を表示させるものとすれば、角度＋方向の光R1a、R2aは左目用視差像に役立ち、角度−方向の不要な出射光はほとんどなく、右目用視差像に悪影響せず、左右のクロストークは少ない。

図４は図２の（Ａ）、（Ｂ）の導光板１ａ、１ｂを重ね合わせたときのIV-IV線断面図である。図４の（Ａ）に示すように、平坦鏡面加工部１１ｂより三角形状プリズム列１２ｂを下側に突出させてもよく、他方、図４の（Ｂ）に示すように、三角形状プリズム列１２ｂより平坦鏡面加工部１１ｂを下側に突出させてもよい。図４の（Ａ）、（Ｂ）のいずれにおいても、光源２ｂのみが動作した場合を図示している。

図４の（Ａ）、（Ｂ）において、光源２ｂからの光R1bは入射面S_inbから入射して三角形状プリズム列１２ｂの三角形状プリズムによって直接全反射されて出射光となり、導光板１ａの平坦鏡面加工部１１ａを透過する。また、光源２ｂからの光R2bは入射面S_inbから入射して平坦鏡面加工部１１ｂにおいて全反射された後に三角形状プリズム列１２ｂの三角形状プリズムによって全反射されて出射光となり、導光板１ｂの平坦鏡面加工部１１ｂを透過する。つまり、光源２ｂが右目用の視差像を表示させるものとすれば、角度−方向の光R1b、R2bは右目用視差像に役立ち、角度＋方向の不要な出射光はほとんどなく、左目用視差像に悪影響せず、左右のクロストークは少ない。

図５は左目用の光源２ａ及び右目用の光源２ｂを点灯した場合の図１の導光板１ａ、１ｂからの光の左目用配光分布及び右目用配光分布を示す。

図５に示すように、光源２ａを点灯した場合には、角度0°〜-90°方向には弱い強度の光しか出光しない。従って、右目用の視差像に悪影響せず、左右のクロストークは少ない。他方、右目用の光源２ｂを点灯した場合には、角度0〜+90°方向には弱い強度の光しか出光しない。従って、左目用の視差像に悪影響せず、左右のクロストークは少ない。

図６は図１の導光板の変更例を用いた場合の導光板からの配光分布を示す図である。図６においては、上側導光板１ａに設けられるプリズム断面形状が、たとえば、光源２ａ側の傾斜角が４°（１°〜８°）、光源２ａと反対側の傾斜角が４５°（１０°〜９０°）である。また、下側導光板１ｂに設けられるプリズム断面形状が、たとえば光源２ｂ側の傾斜角が４°（１°〜８°）、光源２ｂと反対側の傾斜角が４５°（１０°〜９０°）である。

図６の配光分布においては、導光板１ａからの出射光である左目用配光分布の最大強度の角度（以下、ピーク角度とする）は+76°であり、他方、導光板１ｂからの出射光である右目用配光分布のピーク角度は-73°であり、従って、左右非対称の配光分布となる。これは導光板１ａと片面三角プリズムシート３との距離が導光板１ｂと片面三角プリズムシート３との距離より大きいこと、導光板１ｂからの出射光が空気の屈折率と異なる導光板１ａ内を通過すること等によるものと考えられる。また、ピーク角度の差は149°と大きい。

図６に示すピーク角度の差が大きい左右非対称の配光分布は図１の片面三角プリズムシート３によって観察者の裸眼の視差像のピーク角度の差が小さい左右対称の配光分布に変換される。この場合、観察者の左目用配光分布のピーク角度は+5°であり、右目用配光分布のピーク角度は-5°であり、ピーク角度の差は10°であることが好ましいものとする。

次に、図１の片面三角プリズムシート３の三角形状と片面三角プリズムシート３からの光の左目用配光分布及び右目用配光分布とを考察する。尚、配光分布の測定は、図６において適用した導光板を用いて行った。

図７の（Ａ）に示すごとく、片面三角プリズムシート３の三角形状の角度を段差なしの対称な最適角度たとえば34°とし、三角形状の高さを13μmとする。この場合、図７の（Ｂ）に示すごとく、左目用配光分布のピーク角度が0°であり、右目用配光分布のピーク角度が-5°であり、従って、非対称となる。しかも、ピーク角度の差が5°と小さ過ぎ、かつ、各配光分布は緩やかに変化している。この結果、配光分布の非対称が解決されておらず、また、左右のクロストークが大きくなる。

次に、図８の（Ａ）に示すごとく、片面三角プリズムシート３の三角形状の角度を段差なしの非対称な角度36.5°、37°とし、三角形状の高さを13μmとする。この場合、図８の（Ｂ）に示すごとく、左目用配光分布のピーク角度が+10°であり、右目用配光分布のピーク角度が-10°であり、従って、対称となる。しかしながら、ピーク角度の差が20°と大き過ぎ、かつ、各配光分布は緩やかに変化している。この結果、配光分布の非対称が解決されていると共に、左右のクロストークは小さくなるが、右目用と左目用で同一画像を表示することで立体視を行わずに２次元画像で用いた場合に中央部の強度が小さくなるので不都合である。

図９の（Ａ）に示すごとく、片面三角プリズムシート３の三角形状の角度を段差ありの対称な角度たとえば36.5°、34°とし、三角形状の各段差の高さを8μm、4μm（合計12μm）とする。この場合、図９の（Ｂ）に示すごとく、左目用配光分布のピーク角度が+4°であり、右目用配光分布のピーク角度が-6°であり、従って、非対称となる。しかし、ピーク角度の差が10°で、かつ、各配光分布は急峻に変化している。この結果、左右のクロストークが小さくなる。つまり、配光分布の非対称が解消されていない。

図１０の（Ａ）に示すごとく、片面三角プリズムシート３の三角形状の角度を段差ありの非対称な角度たとえば36.5°,37°；34°,34°；33°,34°とし、三角形状の各段差の高さを4μm、4μm、4μm（合計12μm）とする。この場合、図１０の（Ｂ）に示すごとく、左目用配光分布のピーク角度が+5°であり、右目用配光分布のピーク角度が-5°であり、従って、対称となる。しかも、ピーク角度の差が10°で、かつ、各配光分布は急峻に変化している。この結果、配光分布の非対称が解消されていると共に、左右のクロストークが小さくなる。

このように、片面三角プリズムシート３に段差を設けると共に非対称な角度を与えると、左目用配光分布のピーク角度及び右目用配光分布のピーク角度が対称となると共に、各配光分布も急峻に変化しているので、左右のクロストークも小さくなる。尚、この場合でも、片面三角プリズムシート３の三角形状の角度が狭角となり過ぎると、図１１に示すごとく、ピーク角度が0°に近く、立体表示に不適切となり、他方、片面三角プリズムシート３の三角形状の角度が広角となり過ぎると、図１２に示すごとく、ピーク角度の差が大きくなり過ぎ、やはり、立体表示に不適切となる。尚、片面三角プリズムシート３の段差の数及び非対称の角度は適宜変更し得る。

図１３は本発明に係る立体表示装置の第２の実施の形態を示す図である。

図１３の立体表示装置においては、図１の導光板１ａ、１ｂの代りに、導光板１ａ’、１ｂ’を設けてある。

図１４は図１３の導光板１ａ’、１ｂ’の第１の例を示す平面図である。尚、導光板１ａ’、１ｂ’もアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透光性材料よりなる。

図１４の（Ａ）に示すように、導光板１ａ’は、導光板１ａ’の出射面S_outaと反対の配光制御面に平坦鏡面加工部１１ａ’を形成する。平坦鏡面加工部１１ａ’は光を奥まで均一にするためのものである。また、平坦鏡面加工部１１ａ’が形成されていない領域に三角形状もしくは円弧形状の複数のドット形状プリズムよりなる光を立ち上げるためのドット形状プリズム配列１２ａ’を形成する。このドット形状は非対称であり、たとえば、光源２ａ側の傾斜角が48°（45°〜50°）、光源２ａと反対側の傾斜角が45°（42°〜48°）である。

他方、図１４の（Ｂ）に示すように、導光板１ｂ’は、導光板１ｂ’の出射面S_outbと反対の配光制御面に平坦鏡面加工部１１ｂ’を形成する。平坦鏡面加工部１１ｂ’は光を奥まで均一にするためのものである。また、平坦鏡面加工部１１ｂ’が形成されていない領域に三角形状もしくは円弧形状の複数のドットプリズムよりなる光を立ち上げるためのドット形状プリズム配列１２ｂ’を形成する。このドット形状は非対称であり、たとえば、光源２ｂ側の傾斜角が48°（45°〜50°）、光源２ｂと反対側の傾斜角が45°（42°〜48°）である。

図１５は図１３の導光板１ａ’、１ｂ’の第２の例を示す平面図である。

図１５の（Ａ）に示すように、ドット形状プリズム配列１２ａ’の幅は入射面S_inaから遠ざかるに伴って大きくなるように形成されている。これにより、奥に行く光をより多く全反射させて均一に面発光させる。また、図１５の（Ｂ）に示すように、ドット形状プリズム配列１２ｂ’の幅は入射面S_inbから遠ざかるに伴って大きくなるように形成されている。これにより、奥に行く光をより多く全反射させて均一に面発光させる。

図１４（図１５）の（Ａ）に示す導光板１ａ’を図１４（図１５）の（Ｂ）に示す導光板１ｂ’上に重ね合わせると、導光板１ａ’のドット形状プリズム配列１２ａ’は導光板１ｂ’の平坦鏡面加工部１１ｂ’の一部に対向し、他方、導光板１ｂ’のドット形状プリズム配列１２ｂ’は導光板１ａ’の平坦鏡面加工部１１ａ’の一部に対向する。つまり、ドット形状プリズム配列１２ａ’とドット形状プリズム配列１２ｂ’とが同一でない。この結果、導光板１ｂ’のドット形状プリズム配列１２ｂ’から出射面S_outbを介して出光する光は導光板１ａ’のパターンに影響されることなく、導光板１ａ’を透過する。尚、導光板１ａ’のドット形状プリズム配列１２ａ’から出射面S_outaを介して出光する光は導光板１ｂ’のパターンに影響されないのは当然である。

図１６は図１４（図１５）の（Ａ）の導光板１ａ’のXV-XV線断面図である。図１６の（Ａ）に示すように、平坦鏡面加工部１１ａ’よりドット形状プリズム配列１２ａ’を下側に突出させてもよく、他方、図１６の（Ｂ）に示すように、ドット形状プリズム配列１２ａ’より平坦鏡面加工部１１ａ’を下側に突出させてもよい。図１６の（Ａ）、（Ｂ）のいずれにおいても、光源２ａのみが動作した場合を図示している。

図１６の（Ａ）、（Ｂ）において、光源２ａからの光R1a’は入射面S_inaから入射してドット形状プリズム配列１２ａ’のドット形状プリズムによって直接全反射されて出射光となる。また、光源２ａからの光R2a’は入射面S_inaから入射して平坦鏡面加工部１１ａ’において全反射された後にドット形状プリズム配列１２ａ’のドット形状プリズムによって全反射されて出射光となる。つまり、光源２ａが左目用の視差像を表示させるものとすれば、角度＋方向の光R1a’、R2a’は左目用視差像に役立ち、角度−方向の不要な出射光はほとんどなく、右目用視差像に悪影響せず、左右のクロストークは少ない。

図１７は図１４（図１５）の（Ａ）、（Ｂ）の導光板１ａ’、１ｂ’を重ね合わせたときのXVI-XVI線断面図である。図１７の（Ａ）に示すように、平坦鏡面加工部１１ｂ’よりドット形状プリズム配列１２ｂ’を下側に突出させてもよく、他方、図１７の（Ｂ）に示すように、ドット形状プリズム配列１２ｂ’より平坦鏡面加工部１１ｂ’を下側に突出させてもよい。図１７の（Ａ）、（Ｂ）のいずれにおいても、光源２ｂのみが動作した場合を図示している。

図１７の（Ａ）、（Ｂ）において、光源２ｂからの光R1b’は入射面S_inbから入射してドット形状プリズム配列１２ｂ’のドット形状プリズムによって直接全反射されて出射光となり、導光板１ａ’の平坦鏡面加工部１１ａ’を透過する。また、光源２ｂからの光R2b’は入射面S_inbから入射して平坦鏡面加工部１１ｂ’において全反射された後にドット形状プリズム配列１２ｂ’のドット形状プリズムによって全反射されて出射光となり、導光板１ａ’の平坦鏡面加工部１１ａ’を透過する。つまり、光源２ｂが右目用の視差像を表示させるものとすれば、角度−方向の光R1b’、R2b’は右目用視差像に役立ち、角度＋方向の不要な出射光はほとんどなく、左目用視差像に悪影響せず、左右のクロストークは少ない。

図１８は左目用の光源２ａ及び右目用の光源２ｂを点灯した場合の図１３の導光板１ａ’からの光の左目用配光分布及び右目用配光分布を示す。

図１８に示すように、光源２ａを点灯した場合には、第１の実施の形態に比較して、光の強さは小さいが、角度0°〜-90°方向には弱い強度の光しか出光しない。従って、右目用の視差像に悪影響せず、左右のクロストークは少ない。他方、右目用の光源２ｂを点灯した場合には、やはり、第１の実施の形態に比較して、光の強さは小さいが、角度0〜+90°方向には弱い強度の光しか出光しない。従って、左目用の視差像に悪影響せず、左右のクロストークは少ない。

尚、上述の第２の実施の形態のプリズムのドット形状は台形もしくは円弧台形とすることもできる。また、上述の実施の形態における導光板は楔型にしてもよい。

また、上述の第２の実施の形態の導光板のドット形状のプリズムを、第１の実施の形態の図６の変更例で示したプリズム形状、すなわち、上側導光板１ａに設けられるプリズム断面形状が、たとえば、光源２ａ側の傾斜角が４°（１°〜８°）、光源２ａと反対側の傾斜角が４５°（１０°〜９０°）であり、下側導光板１ｂに設けられるプリズム断面形状が、たとえば光源２ｂ側の傾斜角が４°（１°〜８°）、光源２ｂと反対側の傾斜角が４５°（１０°〜９０°）であってもよい。

さらに、図７から図１２に示す各種片面三角プリズムシートと組み合わせることも有効である。この場合、前述の通り第１の実施の形態に比較して光の強さは小さいが、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、上述の第１、第２の実施の形態は光源、導光板、及び片面三角プリズムシートなどの機能性部材のみでの検討を行ったものであるが、製品としての実装を行う場合、上記の構成全体を所定の筐体内に納めた構成とされる。

この場合、上記検討では無視していた導光板裏面から出射する光が、筐体内面での反射を生じさらに複雑な経路を経て配光に影響を及ぼす。

筐体内面での反射が導光板内面の全反射角度に近い角度の反射であった場合は、反射光が再度導光板に戻ることで、一反導光板裏側から漏れた光の再利用を可能とし、また、導光板内面の全反射光と近い成分であるため配光を乱さず、全体の輝度上昇につながり好ましい結果をもたらす。

しかし、プリズム形成部周辺など全反射角度と大きく異なる角度で裏面に光が出射される場合や、筐体内面で反射光が不規則に拡散される場合、筐体内部での反射光は、導光板を通過し、または不規則な内部反射の後正面方向に出射する。このことにより、導光板とプリズムで光学設計を行った光の経路と異なる経路による迷光を生じ、配光分布に乱れを生じる。これは、導光板裏面に、拡散や全反射を行う反射シートを単に配置する構成を採用することは、配光分布の乱れを生じ、立体表示装置の性能低下をもたらすことを示している。

このような現象が生じるため、導光板裏面側には、導光板裏面より生ずる漏光を戻さないよう無反射または低反射となるような構成を採ることが好ましい。なお、導光板内面の全反射角度に近い角度においてのみ反射によって導光板へ光束の戻りを生ずる構成は有効に機能する。

このような目的のため、立体表示装置を所定の筐体に納める場合、導光板に裏打ち部材を備えることが有効である。裏打ち部材として好ましい材質は黒色に着色されたフィルムなどが挙げられる。導光板に対向する面は光沢を備えた面であると、全反射角度に近い光束を反射するためより好ましい。

発明者らは上記の考察をふまえ、導光板に裏打ち部材を加えた立体表示装置と加えない立体表示装置をそれぞれ筐体に納めて官能評価を行い比較した。裏打ち部材には、ＰＥＴ基材にカーボンブラックを練り込み成形した、東レ株式会社製ルミラーＸ３０ ＃１２５を使用した。比較を行うと、裏打ち部材のない立体表示装置は、迷光の発生に起因するものと思われる画像のボケが生じ、対して裏打ち部材のある立体表示装置は筐体の無い時と同様に明りょうな画像が得られた。

画像のボケは、配光分布が緩やかであるときに、右目用画像と左目用画像の分離が明りょうに行われずに生じるものと同様のものと考えられる。

裏打ち部材に必要とされる要件は裏面への漏光を吸収する低反射性と考えられる。具体的な数値による適正値は不明であるが、実施例のルミラーＸ３０ ＃１２５はデータシートによると光学濃度５．０、つまり透過率０．００１％程度の特性を備えていた。この特性で有効性が認められたことから、同程度の光学特性を備えた部材であればＰＥＴ基材のフィルム以外の部材であっても有効に機能すると考えられる。

光学特性以外に、耐熱性が備わっていることが好ましい。耐熱性は光源や、電源装置などから発する熱が筐体内にこもることにより生ずる高温環境を想定し、＋８５℃程度の耐熱性が備わっていることが好ましい。

また、上述の第１、第２の実施の形態においては、同期駆動回路５は、画面のスキャニング時間に同期させて、光源２ａ、光源２ｂのいずれか一方をオン、他方をオフするように、構成されている。この場合、透過型表示パネル４の左右の画像データの書換に同期させて光源２ａ、光源２ｂを切換える際に、表示メモリの画像データの書換中は光源２ａ、光源２ｂを共にオフにする。このオフ時間が長いために左右の視差像が立体しにくい表示となる。このため、複数の光源２ａ及び複数の光源２ｂを分割オン、オフする同期駆動回路５’を図１９に示すごとく構成して良い立体表示を可能とする。

図１９においては、光源２ａを３つの光源２ａ−１、２ａ−２、２ａ−３とし、光源２ｂを３つの光源２ｂ−１、２ｂ−２、２ｂ−３とし、各光源２ａ−１、２ａ−２、２ａ−３は光源２ｂ−１、２ｂ−２、２ｂ−３に対向している。つまり、透過型表示パネル４のスキャニングラインは３つブロックB1、B2、B3に分割されている。尚、このブロック分割数は他の数になし得る。

図１９の同期駆動回路５’の動作を図２０を参照して説明する。図２０においては、透過型表示パネル４の画像データを格納する表示メモリの上述のブロックB1、B2、B3に対応する内容を時系列的に示してある。

始めに、図２０の（Ａ）を参照すると、同期駆動回路５’は光源２ａ−１、２ａ−２、２ａ−３をオンにし、光源２ｂ−１、２ｂ−２、２ｂ−３をオフにしていると共に、表示メモリのブロックB1、B2、B3は左目用画像データを記憶しているものとする。この結果、透過型表示パネル４には左目用画像が表示される。

次に、図２０の（Ｂ）を参照すると、同期駆動回路５’は、表示メモリのブロックB1の画像データを右目用画像データに書換えると同時もしくはその直前に光源２ａ−１をオフとする。これにより、透過型表示パネル４のブロックB1に対応する部分がオフとされている間に、ブロックB1の右目用画像データへの書換が行われることになる。この右目用画像データへの書換が完了すると、図２０の（Ｃ）に進む。

次に、図２０の（Ｃ）を参照すると、光源２ｂ−１をオンにして透過型表示パネル４のブロックB1に対応する部分に右目用画像を表示する。また、同期駆動回路５’は、表示メモリのブロックB2の画像データを右目用画像データに書換えると同時もしくはその直前に光源２ａ−２をオフとする。これにより、透過型表示パネル４のブロックB2に対応する部分がオフとされている間に、ブロックB2の右目用画像データへの書換が行われることになる。この右目用画像データへの書換が完了すると、図２０の（Ｄ）に進む。

次に、図２０の（Ｄ）を参照すると、光源２ｂ−２をオンにして透過型表示パネル４のブロックB2に対応する部分に右目用画像を表示する。また、同期駆動回路５’は、表示メモリのブロックB3の画像データを右目用画像データに書換えると同時もしくはその直前に光源２ａ−３をオフとする。これにより、透過型表示パネル４のブロックB3に対応する部分がオフとされている間に、ブロックB3の右目用画像データへの書換が行われることになる。この右目用画像データへの書換が完了すると、図２０の（Ｅ）に進む。

図２０の（Ｅ）を参照すると、同期駆動回路５’は光源２ａ−１、２ａ−２、２ａ−３をオフにし、光源２ｂ−１、２ｂ−２、２ｂ−３をオンにしていると共に、表示メモリのブロックB1、B2、B3は右目用画像データを記憶している。この結果、透過型表示パネル４には右目用画像が表示される。

次に、図２０の（Ｆ）を参照すると、同期駆動回路５’は、表示メモリのブロックB1の画像データを左目用画像データに書換えると同時もしくはその直前に光源２ｂ−１をオフとする。これにより、透過型表示パネル４のブロックB1に対応する部分がオフとされている間に、ブロックB1の左目用画像データへの書換が行われることになる。この左目用画像データへの書換が完了すると、図２０の（Ｇ）に進む。

図２０の（Ｇ）を参照すると、光源２ａ−１をオンにして透過型表示パネル４のブロックB1に対応する部分に左目用画像を表示する。また、同期駆動回路５’は、表示メモリのブロックB2の画像データを左目用画像データに書換えると同時もしくはその直前に光源２ｂ−２をオフとする。これにより、透過型表示パネル４のブロックB2に対応する部分がオフとされている間に、ブロックB2の左目用画像データへの書換が行われることになる。この左目用画像データへの書換が完了すると、図２０の（Ｈ）に進む。

次に、図２０の（Ｈ）を参照すると、光源２ａ−２をオンにして透過型表示パネル４のブロックB2に対応する部分に左目用画像を表示する。また、同期駆動回路５’は、表示メモリのブロックB3の画像データを左目用画像データに書換えると同時もしくはその直前に光源２ｂ−３をオフとする。これにより、透過型表示パネル４のブロックB3に対応する部分がオフとされている間に、ブロックB3の左目用画像データへの書換が行われることになる。この左目用画像データへの書換が完了すると、図２０の（Ａ）に進み、上述の動作が繰返されることになる。

このようにして、ブロックB1、B2、B3毎の光源２ａ、２ｂを分割オン、オフすることにより、左右の画像表示の切換が急峻となり、良い立体表示が可能となる。

１ａ、１ｂ、１ａ’、１ｂ’：導光板
２ａ、２ｂ、２ａ−１、２ａ−２、２ａ−３、２ｂ−１、２ｂ−２、２ｂ−３：光源
３：片面三角プリズムシート
４：透過型液晶表示パネル
５、５’：同期駆動回路
１１：平坦鏡面加工部
１２：三角形状プリズム列
１３：シボ面
１０１ａ、１０１ｂ：楔形導光板
１０２ａ、１０２ｂ：光源
１０３：プリズムシート
１０４：透過型液晶表示パネル
１０５：同期駆動回路
２０１：平板導光板
２０２ａ、２０２ｂ：光源
２０３：両面プリズムシート
２０４：透過型液晶表示パネル
２０５：同期駆動回路

Claims (9)

1. 下側導光板と、
   該下側導光板の出射面に重ね合わせられた上側導光板と、
   前記下側導光板及び前記上側導光板の入射面に設けられた第１、第２の光源と、
   前記上側導光板の出射面上に設けられた透過型表示パネルと、
   該透過型表示パネルに前記第１、第２の光源を同期させて視差像を表示させる同期駆動回路と
   を具備し、
   前記各導光板が、
   出射面と反対の配光制御面に形成された鏡面加工部と、
   前記配光制御面上の前記鏡面加工部が形成されていない領域に形成されたプリズムと
   を具備し、
   前記下側導光板のプリズムが前記上側導光板の前記鏡面加工部の少なくとも一部に対向し、
   前記上側導光板のプリズムが前記下側導光板の前記鏡面加工部の少なくとも一部に対向した
   立体表示装置。
2. 前記各導光板において、
   前記鏡面加工部が前記各導光板の入射面の長手方向に並列された複数の平坦鏡面加工部を有し、
   前記プリズムが前記平坦鏡面加工部の間に設けられた複数の三角形状プリズム列を有する請求項１に記載の立体表示装置。
3. 前記各導光板の前記各平坦鏡面加工部の幅が前記各導光板の前記入射面から遠ざかるに伴って小さくなる請求項２に記載の立体表示装置。
4. 前記各第１、第２の光源が前記各導光板の前記鏡面加工部に対向して設けられた請求項２に記載の立体表示装置。
5. 前記各導光板において、
   前記プリズムがドット形状プリズム配列よりなる請求項１に記載の立体表示装置。
6. 前記ドット形状プリズム配列のプリズム幅が前記各導光板の前記入射面から遠ざかるに伴って大きくなる請求項５に記載の立体表示装置。
7. さらに、前記上側導光板と前記透過型表示パネルとの間に片面三角プリズムシートを具備し、
   該片面三角プリズムシートの三角形状が段差状となりかつ該三角形状の角度が非対称である請求項１に記載の立体表示装置。
8. 前記各第１、第２の光源を複数個設け、
   前記透過型表示パネルを複数のブロックに分割し、前記各複数の第１、第２の光源の１つを該各ブロックに対応させ、
   前記同期駆動回路が、
   前記透過型表示パネルの各ブロック毎の画像データの書換に同期させて前記複数の第１の光源及び前記複数の第２の光源をオン、オフする請求項１に記載の立体表示装置。
9. 前記同期駆動回路が、前記透過型表示パネルのあるブロックの画像データの書換中には、該ブロックに対応する前記複数の第１の光源の１つ及び前記複数の第２の光源の１つを共にオフにし、前記透過型表示パネルのあるブロックの画像データの書換後には、該ブロックに対応する前記複数の第１の光源の１つもしくは前記複数の第２の光源の１つをオンにする請求項８に記載の立体表示装置。
   

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