JP5991053B2 - 表示装置および照明装置 - Google Patents
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Description
1.第1の実施の形態(照明装置)
断面が三角形状のレンズシートが導光板上に設けられている例
2.第2の実施の形態(照明装置)
断面がシリンドリカル形状のレンズシートが導光板上に設けられている例
3.上記各実施の形態の変形例(照明装置)
4.第3の実施の形態(受信側装置)
上記の照明装置が受信側装置のバックライトとして用いられている例
5.第3の実施の形態の変形例(受信側装置)
6.実施例
図1は、本技術の第1の実施の形態に係る照明装置1の断面構成を表すものである。この照明装置1は、表示装置のバックライトとして適用可能なものであり、後に詳述するように、照明光として、面状照明光または複数の線状照明光を出力可能なものである。照明装置1は、例えば、導光板10と、導光板10の側面に配置した光源20と、導光板10の内部に配置した光変調素子30と、導光板10の背後に配置した反射板40と、導光板10の上に配置したレンズシート50と、光変調素子30を駆動する駆動回路60とを備えている。
導光板10は、導光板10の側面に配置した光源20からの光を導光板10の上面側(具体的には照明装置1の光出射面1A)に導くものである。導光板10は、例えば、導光板10の上面に配置される被照射物(例えば後述の表示パネル210)に対応した形状になっており、例えば、上面、下面および側面で囲まれた直方体状となっている。なお、以下では、導光板10の側面のうち光源20からの光が入射する側面を光入射面10Aと称するものとする。
光源20は、線状光源であり、例えば、熱陰極管(HCFL;Hot Cathode Fluorescent Lamp)、冷陰極管(CCFL;Cold Cathode Fluorescent Lamp)、または複数のLED(Light Emitting Diode)を一列に配置したものなどからなる。光源20が複数のLEDからなる場合には、効率、薄型化、均一性の観点から、全てのLEDがホワイトLEDであることが好ましい。なお、光源20が、例えば、赤色LED、緑色LEDおよび青色LEDを含んで構成されていてもよい。光源20は、導光板10の一の側面にだけ設けられていてもよいし(図1参照)、導光板10の2つの側面、3つの側面または全ての側面に設けられていてもよい。
光変調素子30は、本実施の形態において、導光板10の内部に空気層を介さずに密着しており、例えば接着剤(図示せず)を介して導光板10に接着されている。光変調素子30は、例えば、図2に示したように、透明基板31、下側電極32、配向膜33、光変調層34、配向膜35、上側電極36および透明基板37を反射板40側から順に配置したものである。なお、図2は、光変調素子30の断面構成例を表すものである。下側電極32および上側電極36が本技術の「電極」の一具体例に相当する。光変調層34が本技術の「光変調層」の一具体例に相当する。
反射板40は、導光板10の背後から光変調素子30を介して漏れ出てきた光を導光板10側に戻すものである。反射板40は、例えば、反射、拡散、散乱などの機能を有している。これにより、光源20からの出射光を効率的に利用することができ、また、正面輝度の向上にも役立っている。反射板40は、例えば、発泡PET(ポリエチレンテレフタレート)や銀蒸着フィルム、多層膜反射フィルム、白色PETなどからなる。反射板40に正反射(鏡面反射)の機能を持たせる場合には、反射板40は、例えば、銀蒸着フィルム、多層膜反射フィルム、アルミニウム蒸着フィルムなどで構成されていることが好ましい。また、反射板40は、特定の方向へ光を反射させるための形状が付与されたものであってもよい。
レンズシート50は、導光板10の上面から発せられた光(照明光)の発散角を狭めるものである。レンズシート50は、例えば、図1に示したように、レンズシート50の光入射面(下面)と、導光板10の光出射面(上面)との間にギャップが形成されるように、導光板10の上に配置されている。ギャップは、導光板10の光出射面(上面)の屈折率よりも低い屈折率の材料で充填された層であり、例えば、空気層である。なお、ギャップが、常に空気層となっている必要はなく、例えば、導光板10の光出射面(上面)の屈折率よりも低い屈折率の材料からなる粘着剤もしくは接着剤で充填された層となっていてもよい。また、レンズシート50の稜線方向(図9のY方向)が光の導光方向(図8のX方向)と平行な場合には、ギャップが、導光板10に近い屈折率の材料で充填された層となっていてもよい。この場合には、レンズシート50は、粘着剤もしくは接着剤で導光板10の光出射面(上面)に粘着または接着されていることになる。
駆動回路60は、例えば、一の光変調セル30−1において微粒子34Bの光軸AX2がバルク34Aの光軸AX1と平行もしくはほぼ平行となり、他の光変調セル30−2において微粒子34Bの光軸AX2がバルク34Aの光軸AX1と交差もしくは直交するように各光変調セル30−1の一対の電極(部分電極32A、上側電極36)へ印加する電圧の大きさを制御するようになっている。つまり、駆動回路60は、電場制御によって、バルク34Aおよび微粒子34Bの光軸AX1,AX2の向きを互いに一致(もしくはほぼ一致)させたり、互いに異ならせたり(もしくは直交させたり)することができるようになっている。
図11は、本技術の第2の実施の形態に係る照明装置2の断面構成を表すものである。この照明装置2は、表示装置のバックライトとして適用可能なものであり、上記実施形態に係る照明装置1と同様、照明光として、面状照明光または複数の線状照明光を出力可能なものである。照明装置2は、例えば、導光板10、光源20、光変調素子30、反射板40、駆動回路60およびレンズシート70を備えている。レンズシート70は、導光板10の上に配置されている。つまり、照明装置2は、上記第1の実施の形態に係る照明装置1において、レンズシート50の代わりにレンズシート70を備えたものに相当する。なお、レンズシート70が、特許請求の範囲の「レンズシート」の一具体例に相当する。
[変形例1]
上記各実施の形態では、各部分電極32Aが、光入射面10Aに平行な方向に延在している場合が例示されていたが、例えば、図24に示したように、光入射面10Aと斜めに交差する方向に延在していてもよい。このとき、各部分電極32Aの延在方向が、後述の表示パネル210(後述の図70参照)の画素の配列方向と交差する方向に延在していることが好ましい。このようにした場合には、三次元表示時に、光入射面10Aの法線と平行な方向の解像度と、光入射面10Aと平行な方向の解像度との差を小さくすることができる。
また、上記各実施の形態および変形例1において、例えば、図25、図26に示したように、部分電極32Aの幅が狭くなっていてもよい。例えば、部分電極群が1つの部分電極32Bおよび3つの部分電極32Cで構成されている場合(三次元表示の際の視点数が4の場合)、部分電極32Aの幅が、P1/20(=P1×(1/4)×(1/5))以下となっていてもよい。このようにした場合には、照明装置1,2における発光線幅(散乱領域の幅)が狭くなる。その結果、照明装置1,2を表示装置のバックライトとして用いた場合に、三次元表示時に、表示装置の正面方向に形成される2重像を見えにくくすることができる。また、部分電極32Aの幅が狭いとレンズによる集光率が高くなり、正面輝度を高くすることができる。
また、上記各実施の形態および変形例1,2において、照明装置1,2が、照明光として、面状照明光、複数の線状照明光、または一列に並んだ複数の点状照明光によって形成された線状照明光を出力可能なものであってもよい。各部分電極32Aが、例えば、図27、図28に示したように、ブロック形状となっており、かつ複数の部分電極32Aが2次元配置されていてもよい。この場合には、一列に並んだ複数の部分電極32Aを1つの線状電極32Dとみなしたときに、各線状電極32Dが上記の部分電極32B,32Cとして用いられてもよい。例えば、複数の線状電極32Dのうち特定の複数の線状電極32Dが、部分電極32Bとして用いられる。複数の線状電極32Dのうち部分電極32Bとして用いられるものを除く複数の線状電極32Dが、部分電極32Cとして用いられる。つまり、本変形例では、下側電極32が、三次元表示モードのときに、光変調層34に対して、一列に並んだ複数の点状散乱領域(実質的には線状散乱領域)を複数列、生成させる電場を発生させるようになっている。なお、本変形例に係る照明装置1,2は、上記各実施の形態および変形例1,2の記載において、「線状散乱領域」を「一列に並んだ複数の点状散乱領域によって形成された線状散乱領域」と読み替えたものと等価な構成となっている。
また、上記変形例3において、各線状電極32Dが光入射面10Aと斜めに交差する方向に延在している場合に、例えば、図29に示したように、帯状凸部50A,70Aも光入射面10Aと斜めに交差する方向に延在していてもよい。帯状凸部50A,70Aは、各線状電極32Dの延在方向と平行な方向に延在していることが好ましい。このとき、帯状凸部50A,70Aは、線状電極32Dに対応して生じる散乱領域(一列に並んだ複数の点状散乱領域(実質的には線状散乱領域))の延在方向と平行な方向に延在していることが好ましい。
また、上記変形例3において、各線状電極32Dが光入射面10Aと斜めに交差する方向に延在すると共に、かつ入射面10Aと平行な方向に並んで配置されている場合に、例えば、図28に示したように、複数の部分電極32Aが、入射面10Aと平行な方向に並んで配置されていてもよい。このとき、例えば、図30に示したように、帯状凸部50A,70Aが入射面10Aと平行な方向(または、線状電極32D(線状散乱領域)の配列方向)に延在していてもよい。ここで、例えば、図31に示したように、部分電極32Aが、2つの帯状凸部50A(または2つの帯状凸部70A)と対向しないように、つまり、1つの帯状凸部50A(または1つの帯状凸部70A)とだけ対向するように配置されていることが好ましい。さらに、各部分電極32Aは、帯状凸部50A(または帯状凸部70A)の、幅方向の中央と対向するように配置されていることが好ましい。
また、上記変形例3において、各線状電極32Dが光入射面10Aと斜めに交差する方向に延在すると共に、かつ入射面10Aと平行な方向に並んで配置されている場合に、例えば、図28に示したように、複数の部分電極32Aが、入射面10Aと平行な方向に並んで配置されていてもよい。このとき、例えば、図32に示したように、帯状凸部50A,70Aが線状電極32D(線状散乱領域)の延在方向および線状電極32D(線状散乱領域)の配列方向の双方と斜めに交差する方向に延在していてもよい。さらに、例えば、図28、図32に示したように、帯状凸部50A,70Aが線状電極32Dと直交する方向に延在していてもよい。
上記各記実施の形態および変形例1〜6では、レンズシート50(またはレンズシート70)が1枚だけ設けられていたが、複数枚設けられていてもよい。照明装置1,2が、例えば、図34に示したように、平坦面と凹凸面とが互いに接するように互いに重ね合わせた2枚のレンズシート50(またはレンズシート70)を備えていてもよい。この場合に、2枚のレンズシート50は、それぞれのレンズシート50の帯状凸部50Aが互いの交差または直交するように、配置されていることが好ましい。また、2枚のレンズシート70は、それぞれのレンズシート70の帯状凸部70Aが互いの交差または直交するように、配置されていることが好ましい。
上記各記実施の形態および変形例1〜7では、光変調素子30は、導光板10の内部に空気層を介さずに密着して接合されていたが、例えば、図35に示したように、導光板10の上面に空気層を介さずに密着して接合されていてもよい。また、光変調素子30は、例えば、図36に示したように、導光板10の背後(下面)に空気層を介さずに密着して接合されていてもよい。
また、上記各実施の形態および変形例1〜8では、上側電極36が面全体に形成されたシート状電極(ベタ膜)となっており、下側電極32が帯状の複数の部分電極32Aによって構成されていた。しかし、例えば、上側電極36が帯状の複数の部分電極32Aによって構成され、下側電極32が面全体に形成されたシート状電極(ベタ膜)となっていてもよい。また、例えば、下側電極32が帯状の複数の部分電極32Aによって構成され、上側電極36も帯状の複数の部分電極32Aによって構成されていてもよい。
上記各実施の形態および変形例1〜9では、上側電極36が面全体に形成されたシート状電極(ベタ膜)となっており、下側電極32が帯状の複数の部分電極32Aによって構成されていた。しかし、例えば、図37に示したように、上側電極36が帯状の複数の部分電極36Aによって構成され、下側電極32が面全体に形成されたシート状電極(ベタ膜)となっていてもよい。この場合、各部分電極36Aは、各部分電極32Aと同様の構成となっている。例えば、図37に示したように、一部の部分電極36Aが上記の部分電極32Bに対応する部分電極36Bとなっており、他の部分電極36Aが上記の部分電極32Cに対応する部分電極36Cとなっている。
上記変形例10において、例えば、図38に示したように、下側電極32が帯状の複数の部分電極32Aによって構成され、上側電極36も帯状の複数の部分電極36Aによって構成されていてもよい。このとき、部分電極32Aと部分電極36Aとが互いに対向していることが好ましい。さらに、部分電極32Bと部分電極36Bとが互いに対向するとともに、部分電極32Cと部分電極36Cとが互いに対向していることが好ましい。このようにした場合には、下側電極32および上側電極36が、発光に寄与しない箇所に形成されなくなるので、下側電極32または上側電極36を面全体に形成した場合と比べて、下側電極32および上側電極36による光吸収を低減することができる。
上記変形例10において、例えば、図39に示したように、下側電極32が面全体に形成されたシート状電極(ベタ膜)となっており、上側電極36がブロック状の部分電極36Aが行列状に配置されたものであってもよい。この場合に、例えば、光入射面10Aに平行な特定の複数の列に含まれる各部分電極36Aが、上記の部分電極36Bとなっており、光入射面10Aに平行な他の例に含まれる各部分電極36Aが、上記の部分電極36Cとなっている。
上記の変形例12とは逆に、例えば、図40に示したように、上側電極36が面全体に形成されたシート状電極(ベタ膜)となっており、下側電極32がブロック状の部分電極32Aが行列状に配置されたものであってもよい。この場合に、例えば、光入射面10Aに平行な特定の複数の列に含まれる各部分電極32Aが部分電極32Bとなっており、光入射面10Aに平行な他の例に含まれる各部分電極32Aが部分電極32Cとなっている。
上記各実施の形態および変形例1〜13では、下側電極32および上側電極36の辺部が直線状となっていたが、非直線状となっていてもよい。例えば、各部分電極36B,36Cにおいて、部分電極36Bのうち部分電極36Cと隣接する辺部が、凹凸形状となっていてもよい。同様に、各部分電極36B,36Cにおいて、部分電極36Cのうち部分電極36Bと隣接する辺部が、凹凸形状となっていてもよい。また、例えば、各部分電極32B,32Cにおいて、部分電極32Bのうち部分電極32Cと隣接する辺部が、凹凸形状となっていてもよい。同様に、各部分電極32B,32Cにおいて、部分電極32Cのうち部分電極32Bと隣接する辺部が、凹凸形状となっていてもよい。
上記各実施の形態および変形例1〜14では、下側電極32および上側電極36には、その内部にパターニングが施されていなかったが、下側電極32および上側電極36の少なくとも一方の内部にパターニングが施されていてもよい。この場合に、下側電極32および上側電極36のうちパターニングされた電極のパターン密度が光源20からの距離に応じて異なっていてもよい。
上記各実施の形態および変形例1〜15において、各部分電極32Aに対して、光源20からの距離に拘わらず同一の電圧が駆動回路60から印加されるようになっていてもよいし、光源20からの距離に応じた電圧が駆動回路60から印加されるようになっていてもよい。同様に、上記各実施の形態およびそれらの変形例において、各部分電極36Aに対して、光源20からの距離に拘わらず同一の電圧が駆動回路60から印加されるようになっていてもよいし、光源20からの距離に応じた電圧が駆動回路60から印加されるようになっていてもよい。
上記各実施の形態および変形例1〜16において、例えば、各部分電極32Aが、さらに複数の微小電極によって構成されていてもよい。同様に、各部分電極36Aが、さらに複数の微小電極によって構成されていてもよい。
上記各実施の形態および変形例1〜17において、駆動回路60は、散乱領域30Bを光入射面10Aと直交する方向に走査するように、下側電極32および上側電極36に電圧を印加するようにしてもよい。例えば、図49、図50、図51に順に示したように、駆動回路60による下側電極32および上側電極36への電圧印加により、散乱領域30Bを、光源20側に向かって遷移させることができる。
上記各実施の形態および変形例1〜18において、光源20は、例えば、図52Aに示したように、線状光源21と、反射ミラー22とにより構成されていてもよい。線状光源21は、例えば、HCFL、またはCCFLからなる。反射ミラー22は、線状光源21から発せられた光のうち光入射面10Aに直接入射しない方向に向かう光を光入射面10A側に反射するものである。光源20は、例えば、図52Bまたは図52Cに示したように、複数の点状光源23を一列に配置して構成されたものであってもよい。各点状光源23は、光入射面10Aに向かって光を射出するようになっており、例えば、光入射面10Aとの対向面に発光スポットを有する発光素子からなる。そのような発光素子としては、例えば、LED、または、レーザダイオード(LD;Laser Diode)などが挙げられる。効率、薄型化、均一性の観点からは、各点状光源23がホワイトLEDであることが好ましい。なお、光源20に含まれる複数の点状光源23が、例えば、赤色LED、緑色LEDおよび青色LEDを含んで構成されていてもよい。
上記各実施の形態および変形例1〜19において、導光板10が、例えば、図53Aに示したように、帯状の複数の凸部11を上面に有していてもよい。なお、導光板10は、例えば、図53Bに示したように、帯状の複数の凸部11を下面に有していてもよい。また、導光板10は、例えば、図示しないが、帯状の複数の凸部11を導光板10の内部に有していてもよい。また、導光板10の内部が空洞状になっていてもよいし、密に充填されていてもよい。
上記変形例19において、光源20が、例えば、図52Bまたは図52Cに示したように、複数の光源ブロック25を一列に配置して構成されたものであってもよい。この場合に、互いに隣接する2つの光源ブロック25の間隙が広くなっているときには、開口Hの、単位面積あたりの密度が、光入射面10Aと平行な方向において、光源ブロック25寄りの箇所で相対的に大きく、光源ブロック25から離れた箇所で相対的に小さくなっていてもよい。例えば、図56、図58に示したように、開口H(半径一定)の、単位面積あたりの数が、光入射面10Aと平行な方向において、光源ブロック25寄りの箇所で相対的に多く、光源ブロック25から離れた箇所で相対的に少なくなっていてもよい。また、例えば、図57、図59に示したように、開口Hの半径が、光入射面10Aと平行な方向において、光源ブロック25寄りの箇所で相対的に大きく、光源ブロック25から離れた箇所で相対的に小さくなっていてもよい。このようにした場合には、光入射面10Aと平行な方向において、光源ブロック25寄りの輝度を、開口Hを設けていない場合よりも低く抑え、かつ光源ブロック21から離れた箇所の輝度を、開口Hを設けていない場合よりも高くすることができる。その結果、例えば、バックライト1,2の光射出領域全体を明状態とした場合に、面内輝度を均一化することができる。例えば、光入射面10Aから2mm離れた箇所でのパターニング密度が図60のAに示したような分布となっている場合には、図61のAに示したように、光入射面10Aと平行な方向において、面内輝度を均一化することができる。一方、例えば、光入射面10Aから2mm離れた箇所でのパターニング密度が図60のBに示したような平坦な分布となっている場合には、図61のBに示したように、光入射面10Aと平行な方向において、面内輝度が大きく変化してしまう。なお、本変形例において、光源ブロック25の代わりに、点状光源23が用いられている場合には、開口Hの、単位面積あたりの密度が、光入射面10Aと平行な方向において、点状光源23寄りの箇所で相対的に大きく、点状光源23から離れた箇所で相対的に小さくなっていてもよい。このようにした場合にも、光入射面10Aと平行な方向において、面内輝度を均一化することができる。
上記各実施の形態および変形例1〜21において、各部分電極32Cが、面内の一の方向(光入射面10Aに平行な方向)に延在する帯状の複数の部分電極32Eからなっている場合に、部分電極32Bの幅W1および部分電極32Eの幅W3が、光源20からの距離に応じて異なっていてもよい。例えば、図62に示したように、部分電極32Bの幅W1および部分電極32Eの幅W3が、光源20寄りの箇所で相対的に小さく、光源20から離れた箇所で相対的に大きくなっていてもよい。このようにした場合には、例えば、照明装置1,2の光射出領域全体を明状態とした場合に、面内輝度を均一化することができる。また、例えば、光入射面10Aと直交する方向において、光源20に近い領域と、光源20から遠い領域とにおいて白表示をしたときに、双方の領域の白輝度を等しくすることが可能となる。
また、上記各実施の形態および変形例1〜22において、透明基板31および透明基板37のうち少なくとも一方が、導光板10と一体に形成されたものであってもよい。例えば、上記各実施の形態、第1変形例および第2変形例において、透明基板37が導光板10と接している場合には、例えば、図63に示したように、透明基板37が導光板10と一体に形成されていてもよい。このとき、透明基板37は、特許請求の範囲の「第1透明基板」または「第2透明基板」の一具体例に相当する。また、例えば、上記各実施の形態および変形例1〜22において、透明基板31が導光板10と接している場合には、例えば、図64に示したように、透明基板31が導光板10と一体に形成されていてもよい。このとき、透明基板31は、特許請求の範囲の「第1透明基板」または「第2透明基板」の一具体例に相当する。また、例えば、上記各実施の形態および変形例1〜22において、透明基板31,37がともに導光板10と接している場合には、例えば、図65に示したように、透明基板31,37が導光板10と一体に形成されていてもよい。このとき、透明基板31または透明基板37が、特許請求の範囲の「第1透明基板」または「第2透明基板」の一具体例に相当する。
また、上記各実施の形態および変形例1〜23において、反射板40の代わりに、光反射抑制層が設けられていてもよい。光反射抑制層は、例えば、低反射率材料が基材の表面に塗布されたものであってもよいし、光を吸収する材料が基材の表面に塗布されたものであってもよい。例えば、図66に示したように、反射板40の代わりに、光反射抑制層90が設けられていてもよい。光反射抑制層90は、例えば、低反射率材料が基材の表面に塗布されたもの、または、光を吸収する材料が基材の表面に塗布されたものからなる。このように、光反射抑制層90を設けることにより、反射板40を設けたときに反射板40で反射された光が透過領域30Aを透過して表示パネル210に入射する割合を低く抑えることができる。その結果、コントラストを上げることができる。
また、上記各実施の形態および変形例1〜24において、配向膜33,35として水平配向膜が用いられていたが、垂直配向膜が用いられていてもよい。ただし、その場合には、微粒子34B内に含まれる液晶分子として、負の誘電率異方性を有するもの(いわゆるネガ型液晶)を用いることが好ましい。
また、上記各実施の形態および変形例1〜25において、光変調層34との関係で光出射面1A側に配置された透明部材(透明基板37および導光板10)の厚さを薄くしてもよい。このようにした場合には、集光率が低下するので、照明装置1,2における発光線幅(散乱領域の幅)が狭くなる。その結果、照明装置1,2を表示装置のバックライトとして用いた場合に、三次元表示時に、表示装置の正面方向に形成される2重像を見えにくくすることができる。また、集光率の低下により、三次元表示の際の視差方向の視野角がレンズシート50,70によってあまり狭まらず、実用に耐え得る十分な大きさとすることができる。
上記各実施の形態および変形例1〜26に係る照明装置1,2を備えた、テレビ放送信号の受送信システムについて説明する。
図68は、受信側装置200の構成例を示すブロック図である。受信側装置200は、例えば、上記の有線や無線に接続可能なテレビジョンである。受信側装置200は、例えば、アンテナ端子201、デジタルチューナ202、デマルチプレクサ203、演算回路204、およびメモリ205を有している。受信側装置200は、また、例えば、デコーダ206、映像信号処理回路207、グラフィック生成回路208、パネル駆動回路209、表示パネル210、バックライト211、音声信号処理回路212、音声増幅回路213、およびスピーカ214を有している。受信側装置200は、さらに、例えば、リモコン受信回路215、およびリモコン送信機216を有している。
図69は、受信側装置200における表示部の断面構成の一例を表したものである。なお、図69は、模式的に表したものであり、実際の寸法や形状と同一であるとは限らない。受信側装置200は、表示パネル210と、表示パネル210の背後に配置されたバックライト211とを備えている。
[変形例1]
上記第3の実施の形態において、例えば、図74,75に示したように、バックライト211の光射出側に、パララックスバリア80が設けられていてもよい。パララックスバリア80は、図64に示したように、レンズシート50,70の上に設けられていることが好ましいが、場合によっては、図75に示したように、レンズシート50,70と、導光板10との間に設けられていてもよい。
上記第3の実施の形態およびその変形例において、三次元表示のときには、例えば、図77Aの太枠で示したように、表示パネル210の4つの画素210−1〜210−4が1つの三次元用画素210Dとして駆動される。このとき、バックライト211は、例えば、図77Bに示したように、三次元用画素210Dごとに1つずつ散乱領域30Bを形成し、各画素210−1〜210−4に、互いに異なる入射角でバックライト光を入射させる。これにより、各三次元用画素210D内の共通の位置にある画素(例えば、図72では、210−1,210−2,210−3または210−4)には、各帯状照明光が略同一の角度で入射する。その結果、各三次元用画素210D内の共通の位置にある画素からは、その画素によって変調された映像光が所定の角度で出力される。このとき、観察者は、例えば、図77Cに示した画素210aからの映像光を右目で観察すると同時に、図77Dに示した画素210aからの映像光を左目で観察することになる。つまり、観察者は、左右の目で、互いに異なる視差の映像を観察することになる。その結果、観察者は、表示パネル210に三次元映像(立体映像)が表示されていると認識する。
また、上記第3の実施の形態およびその変形例において、表示パネル210を駆動する駆動回路(図示せず)は、表示パネル210を時分割に駆動するようにしてもよい。この場合に、駆動回路60は、所定の周期内において、表示パネル210の表示が、視差の数と等しい数の画素行内で1画素行ずつ順次切り換わるのと同期して、バックライト211からの帯状照明光の出力箇所を切り替える。例えば、図80、図81、図82、図83に順に示したように、駆動回路60は、1フレーム期間(1/60秒)内において、表示パネル210の表示が、4画素行内で1画素行ずつ順次切り換わるのと同期して、バックライト211からの帯状照明光の出力箇所を切り替える。このとき、表示パネル210を駆動する駆動回路(図示せず)は、1フレーム期間(1/60秒)内において、表示パネル210の表示が、視差の数と等しい数の画素行内で1画素行ずつ順次切り換わるように、各画素に対して映像信号に対応する電圧を印加する。このように、切り替えを高速に行うことにより、観察者は、瞬間に光っている画素数の4倍の画素を知覚するようになり、実質的な解像度をあげることができる。
また、上記第3の実施の形態およびその変形例において、例えば、図84、図85に示したように、バックライト211の光軸AX1と、偏光板210Bの透過軸AX10とが互いに直交または交差する方向を向いていてもよい。ただし、その場合には、送信側装置100は、バックライト211と、偏光板210Bとの間に、光軸AX1と透過軸AX10とがなす角の二等分線と平行な方向に光軸AX12を有する1/2λ板217を備えていることが好ましい。このようにした場合には、1/2λ板217によって、バックライト211から出射された偏光光の偏光方向を、透過軸AX10と平行な方向に回転させることができる。その結果、光の利用効率を高くすることができる。
(1)
照明光として、面状照明光、複数の線状照明光、または一列に並んだ複数の点状照明光によって形成された線状照明光を出力可能な照明装置と、映像信号に応じて前記照明光を変調することにより映像光を生成する表示パネルとを備えた表示装置に用いられる前記照明装置において、
前記照明光を生成する照明光学系と、
前記照明光の発散角を狭めるレンズシートと
を備え、
前記照明光学系は、
離間して互いに対向配置された第1透明基板および第2透明基板と、
前記第1透明基板または前記第2透明基板の端面に光を照射する光源と、
前記第1透明基板および前記第2透明基板の間隙に設けられ、かつ電場の大きさに応じて、前記光源からの光に対して散乱性もしくは透明性を示す光変調層と、
三次元表示モードのときに、前記光変調層に複数の線状散乱領域を生成させる電場を発生させるとともに、二次元表示モードのときに、前記光変調層に面状散乱領域を生成させる電場を発生させる電極と
を有する
照明装置。
(2)
前記レンズシートは、断面が多角形状またはシリンドリカル形状の複数の帯状凸部が当該帯状凸部の延在方向と交差する方向に並べて配置された凹凸面を有する
(1)に記載の照明装置。
(3)
前記帯状凸部は、前記線状散乱領域の延在方向と平行な方向に延在している
(2)に記載の照明装置。
(4)
前記帯状凸部は、前記線状散乱領域の配列方向に延在している
(2)に記載の照明装置。
(5)
前記帯状凸部は、前記線状散乱領域の延在方向および前記線状散乱領域の配列方向の双方と斜めに交差する方向に延在している
(2)に記載の照明装置。
(6)
前記帯状凸部の断面は、シリンドリカル形状となっており、
前記帯状凸部は、当該帯状凸部の、幅方向の中央が、前記線状散乱領域と対向するように配置されている
(2)に記載の照明装置。
(7)
前記帯状凸部のピッチは、前記線状散乱領域のピッチをP1とすると、P1/n(n=1,2,……)となっている
(6)に記載の照明装置。
(8)
前記帯状凸部の断面は、底角は60°〜70°の三角形状となっており、
前記帯状凸部は、前記光変調層側に配置されている
(2)に記載の照明装置。
(9)
前記帯状凸部と前記線状散乱領域との間の距離Lzは、前記帯状凸部の曲率半径をR、前記帯状凸部の屈折率をn1とし、前記帯状凸部と前記線状散乱領域の間の屈折率をn2とすると、0<Lz<R/(n2(n1−1))×1.4となっている
(6)に記載の照明装置。
(10)
前記帯状凸部は、前記線状散乱領域の延在方向と平行な方向に延在している
(9)に記載の照明装置。
(11)
前記帯状凸部のピッチは、前記線状散乱領域のピッチをP1とすると、P1/n(n=1,2,……)となっている
(10)に記載の照明装置。
(12)
前記帯状凸部の半径は、前記線状散乱領域のピッチをP1、三次元の視点数をNとすると、P1/N×0.6<R<P1/N×1.4となっている
(11)に記載の照明装置。
(13)
前記帯状凸部の断面の端部の形状が、以下に示すコーニック面において−40<k<0となっている
(9)ないし(12)のいずれか1つに記載の照明装置。
前記レンズシートは、屈折率が等方性の材料で構成されている
(1)ないし(13)のいずれか1つに記載の照明装置。
(15)
前記帯状凸部は、前記光変調層側に配置されている
(6)に記載の照明装置。
(16)
照明光として、面状照明光、複数の線状照明光、または一列に並んだ複数の点状照明光によって形成された線状照明光を出力可能な照明装置と、
映像信号に応じて前記照明光を変調することにより映像光を生成する表示パネルと
を備え、
前記照明装置は、
前記照明光を生成する照明光学系と、
前記照明光の発散角を狭めるレンズシートと
を有し、
前記照明光学系は、
離間して互いに対向配置された第1透明基板および第2透明基板と、
前記第1透明基板または前記第2透明基板の端面に光を照射する光源と、
前記第1透明基板および前記第2透明基板の間隙に設けられ、かつ電場の大きさに応じて、前記光源からの光に対して散乱性もしくは透明性を示す光変調層と、
三次元表示モードのときに、前記光変調層に複数の線状散乱領域を生成させる電場を発生させるとともに、二次元表示モードのときに、前記光変調層に面状散乱領域を生成させる電場を発生させる電極と
を有する
表示装置。
(17)
照明光として、面状照明光、複数の線状照明光、または一列に並んだ複数の点状照明光によって形成された線状照明光を出力可能な照明装置と、映像信号に応じて前記照明光を変調することにより映像光を生成する表示パネルとを備えた表示装置に用いられる前記照明装置において、
前記照明光を生成する照明光学系と、
断面がシリンドリカル形状の複数の帯状凸部が当該帯状凸部の延在方向と交差する方向に並べて配置された凹凸面を有するレンズシートと
を備え、
前記照明光学系は、
離間して互いに対向配置された第1透明基板および第2透明基板と、
前記第1透明基板または前記第2透明基板の端面に光を照射する光源と、
前記第1透明基板および前記第2透明基板の間隙に設けられ、かつ電場の大きさに応じて、前記光源からの光に対して散乱性もしくは透明性を示す光変調層と、
三次元表示モードのときに、前記光変調層に複数の線状散乱領域を生成させる電場を発生させるとともに、二次元表示モードのときに、前記光変調層に面状散乱領域を生成させる電場を発生させる電極と
を有する
照明装置。
(18)
前記帯状凸部と前記線状散乱領域との間の距離Lzは、前記帯状凸部の曲率半径をR、前記帯状凸部の屈折率をn1とし、前記帯状凸部と前記線状散乱領域の間の屈折率をn2とすると、0<Lz<R/(n2(n1−1))×1.4となっている
(17)に記載の照明装置。
(19)
前記帯状凸部は、前記線状散乱領域の延在方向と平行な方向に延在している
(17)または(18)に記載の照明装置。
(20)
前記帯状凸部は、当該帯状凸部の、幅方向の中央が、前記線状散乱領域と対向するように配置されている
(17)ないし(19)のいずれか1つに記載の照明装置。
(21)
前記帯状凸部のピッチは、前記線状散乱領域のピッチをP1とすると、P1/n(n=1,2,……)となっている
(17)ないし(20)のいずれか1つに記載の照明装置。
(22)
前記帯状凸部のピッチは、前記線状散乱領域のピッチをP1とし、視点数をNとすると、P1/n(n=1,2,……,N)となっている
(17)ないし(20)のいずれか1つに記載の照明装置。
(23)
前記帯状凸部のピッチは、前記線状散乱領域のピッチをP1とし、視点数Nの約数をmとすると、P1/n(n=1,……,m,N)となっている
(17)ないし(20)のいずれか1つに記載の照明装置。
(24)
前記帯状凸部のピッチは、前記線状散乱領域のピッチをP1とし、視点数Nの最大約数(Nを除く)をMとすると、P1/n(n=M,N)となっている
(17)ないし(20)のいずれか1つに記載の照明装置。
(25)
前記帯状凸部のピッチは、前記線状散乱領域のピッチをP1とし、視点数をNとすると、P1/Nとなっている
(17)ないし(20)のいずれか1つに記載の照明装置。
(26)
前記帯状凸部の半径は、前記線状散乱領域のピッチをP1、三次元の視点数をNとすると、P1/N×0.6<R<P1/N×1.4となっている
(25)に記載の照明装置。
(27)
前記帯状凸部の断面の端部の形状が、以下に示すコーニック面において−40<k<0となっている
(17)ないし(26)のいずれか1つに記載の照明装置。
前記レンズシートは、屈折率が等方性の材料で構成されている
(17)ないし(27)のいずれか1つに記載の照明装置。
(29)
前記帯状凸部は、前記光変調層側に配置されている
(17)ないし(28)のいずれか1つに記載の照明装置。
(30)
照明光として、面状照明光または複数の線状照明光を出力可能な照明装置と、
映像信号に応じて前記照明光を変調することにより映像光を生成する表示パネルと
を備え、
前記照明装置は、
前記照明光を生成する照明光学系と、
断面がシリンドリカル形状の複数の帯状凸部が当該帯状凸部の延在方向と交差する方向に並べて配置された凹凸面を有するレンズシートと
を有し、
前記照明光学系は、
離間して互いに対向配置された第1透明基板および第2透明基板と、
前記第1透明基板または前記第2透明基板の端面に光を照射する光源と、
前記第1透明基板および前記第2透明基板の間隙に設けられ、かつ電場の大きさに応じて、前記光源からの光に対して散乱性もしくは透明性を示す光変調層と、
三次元表示モードのときに、前記光変調層に複数の線状散乱領域を生成させる電場を発生させるとともに、二次元表示モードのときに、前記光変調層に面状散乱領域を生成させる電場を発生させる電極と
を有する
表示装置。
Claims (12)
- 照明光として、面状照明光、複数の線状照明光、または一列に並んだ複数の点状照明光によって形成された線状照明光を出力可能な照明装置と、映像信号に応じて前記照明光を変調することにより映像光を生成する表示パネルとを備えた表示装置に用いられる前記照明装置において、
前記照明光を生成する照明光学系と、
前記照明光の発散角を狭めるレンズシートと
を備え、
前記照明光学系は、
離間して互いに対向配置された第1透明基板および第2透明基板と、
前記第1透明基板または前記第2透明基板の端面に光を照射する光源と、
前記第1透明基板および前記第2透明基板の間隙に設けられ、かつ電場の大きさに応じて、前記光源からの光に対して散乱性もしくは透明性を示す光変調層と、
三次元表示モードのときに、前記光変調層に複数の線状散乱領域を生成させる電場を発生させるとともに、二次元表示モードのときに、前記光変調層に面状散乱領域を生成させる電場を発生させる電極と
を有し、
前記レンズシートは、断面が多角形状またはシリンドリカル形状の複数の帯状凸部が当該帯状凸部の延在方向と交差する方向に並べて配置された凹凸面を有し、
前記帯状凸部は、前記線状散乱領域の延在方向および前記線状散乱領域の配列方向の双方と斜めに交差する方向に延在している
照明装置。 - 前記帯状凸部の断面は、シリンドリカル形状となっており、
前記帯状凸部は、当該帯状凸部の、幅方向の中央が、前記線状散乱領域と対向するように配置されている
請求項1に記載の照明装置。 - 前記帯状凸部のピッチは、前記線状散乱領域のピッチをP1とすると、P1/n(n=1,2,……)となっている
請求項2に記載の照明装置。 - 前記帯状凸部の断面は、底角が60°〜70°の三角形状となっており、
前記帯状凸部は、前記光変調層側に配置されている
請求項1に記載の照明装置。 - 前記帯状凸部と前記線状散乱領域との間の距離Lzは、前記帯状凸部の曲率半径をR、前記帯状凸部の屈折率をn1とし、前記帯状凸部と前記線状散乱領域の間の屈折率をn2とすると、0<Lz<R/(n2(n1−1))×1.4となっている
請求項2に記載の照明装置。 - 前記帯状凸部は、前記線状散乱領域の延在方向と平行な方向に延在している
請求項5に記載の照明装置。 - 前記帯状凸部のピッチは、前記線状散乱領域のピッチをP1とすると、P1/n(n=1,2,……)となっている
請求項6に記載の照明装置。 - 前記帯状凸部の半径は、前記線状散乱領域のピッチをP1、三次元の視点数をNとすると、P1/N×0.6<R<P1/N×1.4となっている
請求項7に記載の照明装置。 - 前記レンズシートは、屈折率が等方性の材料で構成されている
請求項1ないし請求項9のいずれか一項に記載の照明装置。 - 前記帯状凸部は、前記光変調層側に配置されている
請求項2に記載の照明装置。 - 照明光として、面状照明光、複数の線状照明光、または一列に並んだ複数の点状照明光によって形成された線状照明光を出力可能な照明装置と、
映像信号に応じて前記照明光を変調することにより映像光を生成する表示パネルと
を備え、
前記照明装置は、
前記照明光を生成する照明光学系と、
前記照明光の発散角を狭めるレンズシートと
を有し、
前記照明光学系は、
離間して互いに対向配置された第1透明基板および第2透明基板と、
前記第1透明基板または前記第2透明基板の端面に光を照射する光源と、
前記第1透明基板および前記第2透明基板の間隙に設けられ、かつ電場の大きさに応じて、前記光源からの光に対して散乱性もしくは透明性を示す光変調層と、
三次元表示モードのときに、前記光変調層に複数の線状散乱領域を生成させる電場を発生させるとともに、二次元表示モードのときに、前記光変調層に面状散乱領域を生成させる電場を発生させる電極と
を有し、
前記レンズシートは、断面が多角形状またはシリンドリカル形状の複数の帯状凸部が当該帯状凸部の延在方向と交差する方向に並べて配置された凹凸面を有し、
前記帯状凸部は、前記線状散乱領域の延在方向および前記線状散乱領域の配列方向の双方と斜めに交差する方向に延在している
表示装置。
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