WO2010082262A1 - 画像表示装置 - Google Patents

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WO2010082262A1
WO2010082262A1 PCT/JP2009/006357 JP2009006357W WO2010082262A1 WO 2010082262 A1 WO2010082262 A1 WO 2010082262A1 JP 2009006357 W JP2009006357 W JP 2009006357W WO 2010082262 A1 WO2010082262 A1 WO 2010082262A1
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WO
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light source
image
display device
image display
light
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Application number
PCT/JP2009/006357
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English (en)
French (fr)
Inventor
伊藤広
Original Assignee
株式会社ナナオ
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Publication date
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Priority to ES09838232T priority patent/ES2739467T3/es
Priority to EP09838232.8A priority patent/EP2388636B1/en
Priority to US13/143,457 priority patent/US8654443B2/en
Priority to JP2009549734A priority patent/JP4519201B1/ja
Priority to CN200980154969.1A priority patent/CN102282499B/zh
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/34—Stereoscopes providing a stereoscopic pair of separated images corresponding to parallactically displaced views of the same object, e.g. 3D slide viewers
    • G02B30/35—Stereoscopes providing a stereoscopic pair of separated images corresponding to parallactically displaced views of the same object, e.g. 3D slide viewers using reflective optical elements in the optical path between the images and the observer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B35/00—Stereoscopic photography
    • G03B35/18—Stereoscopic photography by simultaneous viewing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/32—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using arrays of controllable light sources; using moving apertures or moving light sources

Definitions

  • the present invention relates to an image display device that displays an image, and more particularly to a technique for displaying an image using an elliptical mirror.
  • a liquid crystal display panel for displaying an image for displaying an image
  • a pair of light sources disposed on both sides of the liquid crystal display panel and a movable Fresnel mirror disposed on the back side of the liquid crystal display panel are provided.
  • Patent Document 1 a liquid crystal display panel for displaying an image
  • a pair of light sources disposed on both sides of the liquid crystal display panel for displaying an image
  • a movable Fresnel mirror disposed on the back side of the liquid crystal display panel.
  • the conventional example having such a configuration has the following problems. That is, the conventional apparatus requires a mechanism for operating a movable Fresnel mirror to distribute the images to the left and right, and there is a problem that the apparatus becomes complicated and the apparatus cost increases.
  • a reflection unit configured by alternately laminating an elliptical mirror for the right eye and an elliptical mirror for the left eye that have a strip shape when viewed from the emission direction, and the reflection unit Have been proposed by the present applicant (see Japanese Patent Application No. 2007-30718).
  • the movable part can be eliminated, and the configuration can be simplified as compared with the above-described conventional technique, but it is necessary to arrange light sources on both the left and right side surfaces of the reflection unit.
  • the whole becomes larger in the horizontal direction.
  • the liquid crystal display panel is generally horizontally long (so-called wide liquid crystal) recently, the above-described proposed device has a problem that the entire device becomes extremely wide and has a large footprint.
  • a plurality of elliptical mirrors are stacked, there is a problem that the weight of the apparatus is increased and the structure is also complicated.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an image display device that can be reduced in size and reduced in device cost by devising a reflection unit and a light source. To do.
  • the present invention has the following configuration. That is, according to the first aspect of the present invention, in the image display device for displaying an image, the transmissive display panel for displaying the image and the back surface of the transmissive display panel are arranged, and an elliptical arc shape is provided.
  • a reflection unit provided with a set elliptical mirror, and attached to the back side of the transmissive display panel in a posture of irradiating light on the reflection surface on one focal side of the reflection unit; And a light source unit including a pair of light sources provided with one focal point of the reflection unit interposed therebetween.
  • the reflective unit having an elliptical mirror having one focal point on the reflective surface side and the other focal point set between the eyes of the observer Since the light source unit including the pair of light sources is arranged, the lateral width can be suppressed.
  • the elliptical mirror is a fixed type and employs a reflective surface that is symmetrical in plan view, a common elliptical mirror can be used for each light source. Therefore, it is possible to reduce the size and the cost of the apparatus.
  • a transmissive display panel for displaying an image in an image display device for displaying an image, a transmissive display panel for displaying an image, and a back surface of the transmissive display panel are arranged. It is a part and has a Fresnel-type reflecting surface that is symmetrical with respect to the center line in plan view, has one focal point of the ellipse on the Fresnel-type reflecting surface side, and the other focal point of the ellipse
  • a light source unit provided with a pair of light sources provided with one focal point of the reflection unit in plan view.
  • a reflection unit including an elliptical mirror having one focal point on the Fresnel-type reflection surface side and the other focal point set between both eyes of an observer, and a transmission-type display panel Since the light source unit including the pair of light sources is disposed between the two, the lateral width can be suppressed.
  • the elliptical mirror is a fixed type and employs a reflective surface that is symmetrical in plan view, a common elliptical mirror can be used for each light source.
  • the elliptical mirror is composed of a Fresnel type reflecting surface, the reflecting unit can be made thinner. Accordingly, it is possible to further reduce the size and the cost of the apparatus.
  • the light source unit includes an upper light source unit provided with an upper first light source and an upper second light source attached to an upper part of the transmissive display panel, and further includes the transmissive light source unit.
  • An image output means for alternately outputting a first image and a second image to a display panel of the type, and when the first image is output, the upper first light source is turned on
  • the apparatus further comprises light source control means for turning on the upper second light source when the second image is output.
  • the light source control means switches the lighting of the first light source and the upper second light source of the upper light source unit. Thereby, the first image and the second image can be displayed alternately while suppressing power consumption only by the upper light source unit.
  • the light source unit includes a lower light source unit provided with a lower first light source and a lower second light source attached to a lower portion of the transmissive display panel.
  • An image output means for alternately outputting a first image and a second image to a display panel of a type; and when the first image is output, the lower first light source is turned on
  • the apparatus further comprises light source control means for turning on the lower second light source when the second image is output.
  • the light source control means switches on the lower first light source and the lower second light source of the lower light source unit.
  • the light source unit includes an upper light source unit provided with an upper first light source and an upper second light source attached to an upper portion of the transmissive display panel, and a lower portion of the transmissive display panel. And a lower light source unit provided with a lower first light source and a lower second light source, and further, the first image and the second image are alternately displayed on the transmissive display panel.
  • the light source control means for lighting the upper second light source and the lower second light source is provided.
  • the light source control means is the upper first light source and the lower first light source, and the upper second light source and the lower second light source. Switch on and off. Accordingly, the luminance of the first image and the second image displayed on the transmissive display panel by the upper light source unit and the lower light source unit can be increased, and the image can be easily viewed.
  • the upper light source unit includes an upper light shielding member between the upper first light source and the upper second light source. Since the upper light shielding member is provided, it is possible to suppress the light emitted from one side of the upper first light source and the upper second light source from being emitted to the other side. Therefore, the first image and the second image can be clearly displayed on the transmissive display panel.
  • the lower light source unit includes a lower light shielding member between the lower first light source and the lower second light source. Since the lower light shielding member is provided, light emitted from one side of the lower first light source and the lower second light source can be suppressed from being emitted to the other side. Therefore, the first image and the second image can be clearly displayed on the transmissive display panel.
  • the upper light source unit includes an upper light shielding member between the upper first light source and the upper second light source
  • the lower light source unit includes the lower first light source and the lower light source.
  • a lower light shielding member is provided between the second light source and the second light source. Since the upper light shielding member and the lower light shielding member are provided, the light emitted from one side of the upper first light source and the upper second light source can be suppressed from being emitted to the other side, and the lower first light source can be suppressed. The light emitted from one side of the light source and the lower second light source can be prevented from being emitted to the other side. Therefore, the first image and the second image can be clearly displayed on the transmissive display panel.
  • the transmissive display panel includes a diffusing member for diffusing light in the vertical direction on the back side. Since the light reflected by the elliptical mirror of the reflection unit is diffused in the vertical direction, it is possible to suppress the display of a portion having a different reflectance that can occur in the horizontal direction near the top and bottom of the elliptical mirror on the transmissive display panel. it can.
  • the light source unit includes a diffusing member for diffusing light on the light exit surface side. Since the shape of the light emitted from the light source unit can be blurred, the light shape of the light source unit can be prevented from appearing on the transmissive display panel.
  • the reflection unit includes a plate-like upper reflection plate that covers from the reflection surface to a position corresponding to an arc string, and a plate-like cover that covers from the reflection surface to a position corresponding to an arc string. It is preferable that a lower reflector is provided (claim 11).
  • the light of the light source unit emitted toward the reflection unit can be utilized to the maximum, and the brightness of the image displayed on the transmissive display panel can be increased.
  • the reflecting unit includes a plate-like upper reflecting plate that covers from the Fresnel type reflecting surface to a position corresponding to an arc string, and a position corresponding to the arc string from the Fresnel type reflecting surface. It is preferable to include a plate-like lower reflecting plate that covers up to (claim 12).
  • the light of the light source unit emitted toward the reflection unit can be utilized to the maximum, and the brightness of the image displayed on the transmissive display panel can be increased.
  • the reflection unit includes a pair of side surface reflection plates covering from the Fresnel type reflection surface to a position corresponding to an arc string (claim 13). Light that spreads to the side can also be used effectively.
  • an optical path space from the reflecting surface to a position corresponding to an arc chord is formed of a light guide in the reflecting unit (Claim 14). It is preferable that the optical path space from the Fresnel type reflecting surface to the position corresponding to the arc chord is composed of a light guide. Since the reflection surface or the Fresnel type reflection surface is covered with the light guide, deterioration of the reflection surface over time can be prevented.
  • the reflection unit is provided by laminating a polarizing plate and a transparent plate in that order on the light emitting surface corresponding to the string. A part of the light emitted from the light exit surface is reflected on the back surface of the transmissive display panel and is incident again from the light exit surface, etc., causing unintended reflection on the reflective surface, which is the cause. There is a risk that the crosstalk will deteriorate. However, since the light emitted from the light exit surface is in a different polarization state depending on the polarizing plate, even if it is reflected by the transmissive display panel or transparent plate, most of the light is absorbed and attenuated by the polarizing plate. Therefore, the light traveling toward the reflecting surface can be reduced again, and the deterioration of the crosstalk can be prevented.
  • the first image is a right-eye image
  • the second image is a left-eye image
  • binocular parallax is provided in the right-eye image and the left-eye image.
  • the upper first light source is provided on the left side when the transmissive display panel is viewed from the viewer side
  • the upper second light source is the transmissive display panel from the viewer side. It is preferable that it is provided on the right side as viewed (claim 17).
  • the first image is a right-eye image
  • the second image is a left-eye image
  • binocular parallax is provided in the right-eye image and the left-eye image.
  • the lower first light source is provided on the left side when the transmissive display panel is viewed from the observer side
  • the lower second light source is provided on the transmissive display panel from the observer side.
  • it is provided on the right side as viewed (claim 18).
  • the first image is a right-eye image
  • the second image is a left-eye image
  • binocular parallax is provided in the right-eye image and the left-eye image.
  • the upper first light source and the lower first light source are provided on the left side when the transmissive display panel is viewed from the viewer side
  • the upper second light source and the lower second light source are provided.
  • the light source is preferably provided on the right side when the transmissive display panel is viewed from the observer side.
  • An upper right light source and a lower first light source, and an upper second light source and a lower second light source are alternately lit in accordance with the image, thereby causing a right eye image and a left eye image having binocular parallax.
  • the light source unit is attached in an inclined posture with a light exit surface facing a central portion in the height direction of the reflection surface (claim 20). Since the light from the light source unit can be efficiently applied to the elliptical mirror, the luminance of the image can be increased.
  • the reflection unit includes a diffusion member that diffuses light in the vertical direction on the reflection surface side. After the light from the light source unit is diffused by the diffusing member, the light reflected by the reflecting surface of the elliptical mirror is again diffused by the diffusing member and then directed to the transmissive display panel. Accordingly, since diffusion can be efficiently generated, it is possible to further suppress display of a portion having a different reflectance that can be generated in the lateral direction near the upper and lower sides of the elliptical mirror on the transmissive display panel.
  • the reflection unit includes a diffusion member for diffusing light in the vertical direction on the reflection surface side, and a light guide is formed between the reflection surface and the diffusion member. (Claim 22). If there is a light guide between the diffusing member and the transmissive display panel and the refractive index of the light guide and the diffusing member is equal, the diffusing action of the diffusing member may be reduced. However, by providing the light guide only between the reflecting surface and the diffusing member, the diffusing action is not reduced. Further, since the volume of the light guide is small, the weight can be reduced.
  • the reflection unit includes a diffusion member for diffusing light in the vertical direction on the reflection surface side, and a light guide between the Fresnel type reflection surface and the diffusion member.
  • a light guide between the Fresnel type reflection surface and the diffusion member Preferably, it is configured (claim 23). If there is a light guide between the diffusing member and the transmissive display panel and the refractive index of the light guide and the diffusing member is equal, the diffusing action of the diffusing member may be reduced. However, by providing the light guide only between the Fresnel type reflecting surface and the diffusing member, the diffusing action is not lowered. Further, since the volume of the light guide is small, the weight can be reduced.
  • the diffusing member of the reflecting unit is provided at a predetermined interval from the reflecting surface.
  • a predetermined interval can be ensured as the diffusion distance, so that sufficient diffusion can be performed before the light passes through the diffusion member and reaches the reflection surface.
  • the diffusing member has a diffusing surface only on one surface, and the diffusing surface side is provided toward the transmissive display panel. Since the rate at which the incident light from the light source unit is reflected on the surface can be reduced, the utilization efficiency of the irradiation light from the light source unit can be improved. Moreover, even if the light irradiated from the light source unit is reflected on the surface, it is diffused and attenuated over a wide range, so that the adverse effect of the surface reflection is small.
  • the elliptical mirror is a fixed type and employs a reflective surface that is symmetrical in plan view, a common elliptical mirror can be used for each light source. Therefore, it is possible to reduce the size and the cost of the apparatus.
  • (A), (b) is a schematic diagram for demonstrating the effect
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a stereoscopic image display apparatus according to the embodiment
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining an ellipse constituting an elliptic mirror
  • FIG. 3 is a stereoscopic image according to the embodiment
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view illustrating a schematic configuration of the display device
  • FIG. 4 is a diagram of the stereoscopic image display device according to the embodiment as viewed from the elliptical mirror side. 2 and 3, the housing is not shown for convenience of explanation.
  • the stereoscopic image display device 1 includes a housing 3 having a U-shaped cross section.
  • a transmissive liquid crystal display panel 5 is attached to the front surface of the housing 3 via a support frame 7 including a front bezel.
  • a diffusion member 11 is attached to the back side of the transmissive liquid crystal display panel 5 via a spacer 9.
  • the diffusing member 11 has a function of diffusing light in the vertical direction (paper surface direction in FIG. 1).
  • Attachment frames 13 are respectively attached to the upper and lower sides of the support frame 7 located on the back side of the spacer 9.
  • the diffusing member 11 Since the diffusing member 11 is provided, a horizontal boundary existing in the vicinity of a joint between an elliptical mirror 15, an upper reflecting plate 23, and a lower reflecting plate 25, which will be described later, is reflected on the transmissive liquid crystal display panel 5. Can be suppressed.
  • a reflection unit 17 having an elliptical mirror 15 is attached to the rear of the attachment frame 13 (downward in FIG. 1).
  • the elliptical mirror 15 has a concave surface as a reflection surface 19.
  • the elliptical mirror 15 is referred to FIG.
  • the elliptical mirror 15 is composed of a part of the arc of the ellipse 21.
  • the ellipse 21 includes a center c, a major axis a, and a minor axis b.
  • the major axis a and the center line coincide with each other, the elliptical mirror 15 has a symmetrical shape with respect to the center line.
  • One focal point f ⁇ b> 1 of the ellipse 21 is set near the reflective surface 19, in other words, near a part of the string of the ellipse 21 constituting the elliptical mirror 15.
  • the other focal point f2 of the ellipse 21 is set between the observer's right eye ER and left eye EL (near the eyebrows).
  • the reflection unit 17 includes an upper reflection plate 23 on the upper edge side of the elliptical mirror 15, and a lower reflection plate 25 on the lower edge side of the elliptical mirror 15. Both the upper reflection plate 23 and the lower reflection plate 25 have a plate shape that covers from the reflection surface 19 of the elliptical mirror 15 to a position corresponding to a chord in a part of the arc of the ellipse 21 of the elliptical mirror 15.
  • the upper reflecting plate 23 is omitted for the sake of illustration.
  • the optical path space 27 surrounded by these is not filled with an optical material or the like but is in the air.
  • the upper light source unit 29 is attached to the upper attachment frame 13 on the one focal point f1 side of the reflection unit 17, and the lower light source unit 31 is attached to the lower attachment frame 13.
  • the upper light source unit 29 includes a pair of light sources including a right-eye light source 33 and a left-eye light source 35 that are disposed with one focal point f1 in plan view.
  • the lower light source unit 31 includes a pair of light sources including a right-eye light source 37 and a left-eye light source 39 that are disposed with one focal point f1 in plan view.
  • All the light sources that is, the right-eye light source 33, the left-eye light source 35, the right-eye light source 37, and the left-eye light source 39 are attached in a posture capable of irradiating light toward the reflecting surface 19. 13 is attached. Specifically, the light exit surface of each light source 33, 35, 37, 39 is directed to the reflection surface 19.
  • the upper light source unit 29 has an upper light shielding member 41 attached between the right eye light source 33 and the left eye light source 35.
  • a lower light shielding member 43 is attached between the right eye light source 37 and the left eye light source 39.
  • the upper light shielding member 41 and the lower light shielding member 43 are configured by members that do not transmit light.
  • Each of the light sources 33, 35, 37, and 39 includes a diffusing member 45 on the light exit surface side.
  • the diffusing member 45 preferably has a property of diffusing light evenly around.
  • the diffusing member 45 is provided, it is possible to suppress the light emission shapes of the upper light source unit 29 and the lower light source unit 31 from appearing on the transmissive liquid crystal display panel 5.
  • the right eye light source 33 described above corresponds to the “upper first light source” in the present invention
  • the left eye light source 35 corresponds to the “upper second light source”.
  • the right eye light source 37 corresponds to the “lower first light source” in the present invention
  • the left eye light source 39 corresponds to the “lower second light source” in the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram relating to a control system of the stereoscopic image display device
  • FIGS. 6A and 6B are schematic diagrams illustrating a control example of the light source unit and a state viewed from the back. .
  • the control unit 63 receives the video signal VD and outputs an image signal output unit 65 that alternately outputs a right-eye image and a left-eye image having binocular parallax to the transmissive liquid crystal display panel 5;
  • the signal output unit 65 sequentially switches between the right eye image and the left eye image, the light source control for controlling the lighting of the upper light source unit 29 and the lower light source unit 31 according to the image according to the vertical synchronization signal VS. Part 67.
  • the image signal output unit 65 corresponds to the “image output unit” in the present invention
  • the light source control unit 67 corresponds to the “light source control unit” in the present invention.
  • the right-eye image corresponds to the “first image” in the present invention
  • the left-eye image corresponds to the “second image” in the present invention.
  • the light source control unit 67 is a light source for the right eye in the upper light source unit 29 and the lower light source unit 31. 33 and 37 and the left-eye light sources 35 and 39 are switched on. Specifically, as shown in FIG. 6A, when a right-eye image is displayed on the transmissive liquid crystal display panel 5, the right-eye light sources 33 and 37 are turned on. Further, as shown in FIG. 6B, when the left-eye image is displayed, the left-eye light sources 35 and 39 are turned on.
  • the transmissive liquid crystal display panel 5 is not instantly rewritten from the right-eye image to the left-eye image, and there is a state in which the right-eye image and the left-eye image are mixed at a certain timing. For example, there is a state where the upper half is an image for the left eye and the lower half is an image for the right eye.
  • the right-eye light source 33, 35 and the left-eye light source 37, 39 are not switched at a time, but the right-eye light source 33 is first turned on while the right-eye light source 37 is turned on.
  • the light source control unit 67 operates each light source so that both the left eye light sources 35 and 39 are turned on through a state in which only the left eye light source 35 is turned on while the left eye light source 39 is turned off. You may make it do. Thereby, it is possible to prevent the stereoscopic image from becoming unclear due to the observer simultaneously recognizing the right-eye image and the left-eye image.
  • the pair of light sources 33 between the reflection unit 17 having one focal point f 1 on the reflection surface 19 side and including the elliptical mirror 15 and the transmissive liquid crystal display panel 5, Since the upper light source unit 29 and the lower light source unit 31 provided with 35, 37, and 39 are disposed, the lateral width of the apparatus can be suppressed.
  • the elliptical mirror 15 is fixed and employs a reflective surface 19 that is symmetrical in plan view, so that a common elliptical mirror 15 can be used for each light source. Therefore, it is possible to realize a stereoscopic image display device that is reduced in size and reduced in device cost.
  • the upper light source unit 29 and the lower light source unit 31 are provided as light sources, the luminance of the image displayed on the transmissive liquid crystal display panel 5 can be increased. Furthermore, since the upper light-shielding member 41 and the lower light-shielding member 43 are provided, light emitted from one side of the right-eye light sources 33 and 37 and the left-eye light sources 35 and 39 is prevented from being emitted to the other side. can do. Therefore, the right-eye image and the left-eye image can be clearly displayed on the transmissive liquid crystal display panel 5.
  • the optical path space 27 of the reflection unit 17 is not filled with material but is only air.
  • the reflection unit 17 is configured as follows, the light exit surface of the reflection unit 17 It is preferable to adopt the following configuration.
  • FIGS. 7 is a cross-sectional view showing a first modification of the reflection unit
  • FIGS. 8A and 8B are schematic views for explaining the action of the polarizing plate in the first modification. .
  • the optical path space 27A of the elliptical mirror 15A constituting the reflection unit 17A is constituted by the light guide 71.
  • the light guide 71 may be any material as long as it transmits light, and examples thereof include acrylic resin.
  • a polarizing plate 75 and a transparent plate 77 are disposed in close contact with the light exit surface 73 in a state of being bonded with an optical adhesive 79.
  • the polarizing plate 75 preferably has linear refractive index or circularly polarized light with a refractive index equivalent to that of the light guide 71.
  • the transparent plate 77 does not have polarization characteristics.
  • the optical adhesive 79 described above is an adhesive made of a material having excellent light transmittance, and can be selected according to the refractive index of the optical member.
  • the light exit surface 73 includes the polarizing plate 75 and the transparent plate 77 that are stacked, and the light exit surface 73 faces the opposing surfaces of the upper light source unit 29 and the lower light source unit 31 and receives light from these portions ( It is preferable not to include the polarizing plate 75 and the transparent plate 77 on the incident surface. Incidence efficiency can be increased by not providing these on the incident surface.
  • the reflection unit 17A includes the light guide 71 as described above, the deterioration of the reflectance with time can be suppressed without the reflection surface 19 touching the air.
  • a part of the light reflected from the reflection surface 19 and emitted from the light exit surface 73 is reflected by the back surface of the transmissive liquid crystal display panel 5 and incident again from the light exit surface 73, and is not intended at the reflection surface 19. There is a possibility that reflection occurs, and this causes deterioration of crosstalk.
  • the light is not emitted from the light exit surface 73, but is reflected at the boundary surface between the light exit surface 73 and the air layer and reflected again. Although a phenomenon toward the surface 19 occurs, this may cause the same problem as described above.
  • the polarizing plate 75 and the transparent plate 77 as described above, the light emitted from the light exit surface 73 is changed to a different polarization state by the polarizing plate 75 as shown in FIG. Therefore, even if the light is reflected from the back surface of the transmissive liquid crystal display panel 5, most of the light is absorbed and attenuated by the polarizing plate 75, so that the light traveling toward the reflective surface 19 can be reduced again. Can be prevented. Further, the light reflected by the light exit surface 73 is transmitted through the polarizing plate 75 and transmitted through the transparent plate 77 as shown in FIG. 8B because the polarizing plate 75 has a refractive index equivalent to that of the light guide 71. Reflects at the interface of the air layer. Then, since the polarization state is different in the polarizing plate 75, the light traveling toward the reflection surface 19 can be reduced again as described above. As a result, it is possible to suppress the deterioration of crosstalk.
  • the reflection unit 17 is configured by the general elliptical mirrors 15 and 15A.
  • the elliptical mirror may be configured as follows.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a second modification of the reflection unit.
  • the elliptic mirror 15B provided in the reflection unit 17B is composed of a Fresnel reflection mirror having a large number of reflection surfaces 19 (Fresnel reflection surfaces) obtained by disassembling the reflection surfaces 19 of the elliptic mirrors 15 and 15A.
  • the elliptical mirror 15B is configured by the Fresnel-type reflection surface 19 while having the same focal point f1 and the other focal point f2 as the elliptical mirrors 15 and 15A.
  • the depth can also be shortened, and further miniaturization can be achieved.
  • a side reflector on the side surface of the elliptical mirror 15B is used in order to prevent light leakage to the side in the optical path space 27B and increase the light use efficiency.
  • 81 is preferably provided.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a third modification of the reflection unit.
  • the stereoscopic image display apparatus 1 ⁇ / b> C includes a reflection mirror 15 ⁇ / b> C in which an optical path space 27 ⁇ / b> C is configured by a light guide 71 ⁇ / b> C as in the first modification, and a reflection unit 17 ⁇ / b> C is configured using this. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the reflectance with time on the reflection surface 19 of the reflection unit 17C and to reduce the depth of the apparatus.
  • the light exit surface 73 with a polarizing plate 75 and a transparent plate 77 bonded with an optical adhesive 79, as in the first modification.
  • FIG. 11 is a partial longitudinal sectional view showing a fourth modification
  • FIG. 12 is a diagram for explaining diffusion.
  • the stereoscopic image display device 1D in the fourth modification is different from the stereoscopic image display device 1 described above in the configuration of the upper light source unit 29A and the reflection unit 17D.
  • the lower light source unit 31 is not shown in the drawing, it is preferable that the lower light source unit 31A is configured in the same manner as the upper light source unit 29A as will be described later.
  • the upper light source unit 29 ⁇ / b> A is provided in an inclined posture toward the center in the height direction (one-dot chain line in the drawing) of the reflecting surface 19 of the elliptical mirror 15. More specifically, the light exit surface of the upper light source unit 29 ⁇ / b> A is directed to the center side in the height direction of the reflection surface 19.
  • the optical axis is not exactly the same as the central portion in the height direction of the reflecting surface 19, and the optical axis is not oriented in the horizontal direction as in the above-described embodiment, but the reflecting surface 19 It suffices if the height is closer to the center than the upper end in the height direction.
  • the configuration of the above-described embodiment is disadvantageous in terms of light use efficiency because part of the upward light out of the light emitted from the upper light source unit 29 does not contribute to the configuration of the image.
  • the light emitted from the upper light source unit 29A can be efficiently directed toward the reflection surface 19 of the elliptical mirror 15, so that the brightness of the image can be increased. is there.
  • the stereoscopic image display device 1D does not include the diffusing member (11) on the back side of the transmissive liquid crystal display panel 5, but includes the diffusing member 11A along the reflecting surface 19 of the elliptical mirror 15.
  • the diffusing member 11 ⁇ / b> A is attached at a predetermined distance d from the reflecting surface 19.
  • the diffusing member 11 ⁇ / b> A has a diffusing surface ds on one surface, and the diffusing surface ds is directed to the back side of the transmissive liquid crystal display panel 5, which is on the opposite side to the reflecting surface 19.
  • the diffusing member 11A for example, a member in which nano unevenness by a microlens is formed only on one surface can be mentioned.
  • the diffusing member 11A With the configuration described above, as shown in FIG. 12, after the light from the upper light source unit 29A is diffused by the diffusing member 11A, the light reflected by the reflecting surface 19 of the elliptical mirror 15 is again diffused by the diffusing member 11A. After that, it is directed to the transmissive liquid crystal display panel 5. Therefore, since diffusion can be efficiently generated, it is possible to further suppress the display of the portion with different reflectivity that can be generated in the lateral direction near the top and bottom of the elliptical mirror 15 on the transmissive liquid crystal display panel 5. Can do.
  • the diffusing member 11A is arranged at a position away from the reflecting surface 19 by a predetermined distance d, the predetermined interval d can be secured as a diffusing distance, and the diffusing member 11A passes through the diffusing member 11A and reaches the reflecting surface 19. Diffusion can be performed sufficiently.
  • the diffusing surface ds of the diffusing member 11A is attached in such a posture that it is directed to the side opposite to the reflecting surface 19.
  • the diffusion member 11A has the diffusion surface ds directed toward the upper light source unit 29A.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a fifth modification.
  • the stereoscopic image display device 1E in the fifth modification is different from the stereoscopic image display device 1A in the embodiment in the configuration of the upper light source unit 29A and the reflection unit 17E.
  • the upper light source unit 29A has the same configuration as that of the fourth modified example described above.
  • the diffusing member 11A is arranged along the reflecting surface 19 of the reflecting mirror 15A with a predetermined interval d.
  • a light guide 71E is filled between the diffusing member 11A and the reflecting surface 19.
  • Nothing is filled in the optical path space 27A from the diffusing member 11A to the back side of the transmissive liquid crystal display panel 5, and it is in the air.
  • the diffusing action in the diffusing member 11A may be reduced.
  • the diffusing action is not lowered.
  • the same effects as in the fourth modification can be obtained. Moreover, since the volume of the light guide 71E is small, the weight can be reduced.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a sixth modification.
  • the stereoscopic image display device 1F in the sixth modification is different from the stereoscopic image display device 1B in the configuration of the upper light source unit 29A and the reflection unit 17F.
  • the upper light source unit 29A has the same configuration as described above.
  • the reflection unit 17F includes a diffusing member 11B at a position away from the center of the Fresnel-type elliptical mirror 15B by a predetermined distance d.
  • the diffusion surface ds faces the back side of the transmissive liquid crystal display panel 5 as in the above modification.
  • the diffusing member 11B has a flat plate shape, it may have a shape along the Fresnel reflection surface 19 of the elliptical mirror 15B.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a seventh modification.
  • the stereoscopic image display apparatus 1G in the seventh modification is different from the stereoscopic image display apparatus 1C in the configuration of the upper light source unit 29A and the reflection unit 17G.
  • the upper light source unit 29A is the same as the above-described modification.
  • the reflection unit 17G has a configuration in which the light guide 71C is provided in the reflection unit 17F in the sixth modification described above. More specifically, a light guide 71G is filled between the diffusing member 11B and the reflecting surface 19.
  • the optical path space 27C from the diffusing member 11A to the back side of the transmissive liquid crystal display panel 5 is in the air.
  • the diffusing action in the diffusing member 11B may be reduced.
  • the diffusing action is not lowered.
  • the same effects as in the fourth modification can be obtained.
  • the volume of the light guide 71G is small, the weight can be reduced.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.
  • the upper light source unit 29 (29A) and the lower light source unit 31 (31A) are provided as the light source unit 17, but only the upper light source unit 29 (29A) is provided. It is good. Thereby, an image can be displayed while suppressing power consumption. In addition, the same effect can be obtained even with a configuration including only the lower light source unit 31 (31A).
  • the first image and the second image include the right-eye image and the left-eye image having binocular parallax.
  • the first image The second image may be completely different from the second image.
  • a plurality of different observers are different in the above-mentioned range on the right side of the observer including the position of the right eye ER of the observer and the range on the left side of the observer including the position of the left eye EL of the observer. So-called “dual view” image display device can be realized.
  • the diffusing member 11 (11A, 11B) is provided on the back surface of the transmissive liquid crystal display panel 5.
  • the elliptical mirror 15, the upper reflector 23, and the lower side are provided.
  • the diffusing member 11 (11A, 11B) may not be provided.
  • the upper light source unit 29 (29A) and the lower light source unit 31 (31A) are each provided with the diffusing member 45, but the upper light source unit 29 (29A) and the lower light source unit are provided. If the light emission shape 31 (31A) does not affect the transmissive liquid crystal display panel 5, the diffusing member 45 may not be provided.
  • the elliptical mirror 15 (15A to 15C) is integrally formed, but a plurality of elliptical mirrors 15 (15A to 15C) are combined to form one elliptical mirror 15. (15A to 15C) may be used.
  • the plurality of elliptical mirrors 15 (15A to 15C) may be configured, for example, by superimposing strip-shaped elliptical mirrors 15 (15A to 15C) divided in the horizontal direction in the height direction, or vertically.
  • Elliptical mirrors 15 (15A to 15C) may be configured by joining mirror pieces having different curvatures constituting a part of an elliptical arc divided in the horizontal direction in the horizontal direction.
  • the elliptic mirror 15 (15A to 15C) may be configured by combining them. By configuring in this way, for example, even when a part of the elliptical mirror 15 (15A to 15C) is damaged or partly cloudy, the entire elliptical mirror 15 (15A to 15C) is replaced. This is unnecessary, and it is only necessary to replace some of the elliptical mirrors 15 (15A to 15C).
  • the light guides 71E and 71G are provided between the reflection surface 19 and the diffusion members 11A and 11B.
  • the elliptical mirrors 15A and 15C are mirrors (back mirrors) having a reflection surface 19 on the back side, and the diffusion members 11A and 15A are formed on the surface of the light transmission member located on the incident surface side. Processing equivalent to 11B may be performed, or the diffusing members 11A and 11B may be arranged in close contact with each other. If comprised in this way, the reflective surface 19 and diffusion member 11A, 11B will be provided in the front and back of a single light transmissive member, a refraction loss will not arise, but the reflective surface 19 can be protected. .
  • the transmissive liquid crystal display panel 5 is exemplified as the transmissive display panel.
  • the present invention is not limited to the liquid crystal display type, and the transmissive display panel. If so, the present invention can be applied.
  • transmissive MEMS microelectromechanical systems
  • the present invention is suitable for an image display device for displaying an image.

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Abstract

　本発明の立体画像表示装置は、一方の焦点ｆ１を反射面１９側に有し、楕円ミラー１５を備えた反射ユニット１７と透過型の液晶表示パネル５との間に一対の光源３３，３５を備えた上部光源ユニット２９及び下部光源ユニットを配置しているので、装置の横幅を抑制できる。その上、楕円ミラー１５は固定式であり、しかも平面視で対称形状の反射面１９を採用しているので、各々の光源で共通の楕円ミラー１５を利用することができる。したがって、小型化及び装置コストの低減を図った立体画像表示装置を実現することができる。

Description

画像表示装置
　本発明は、画像を表示する画像表示装置に係り、特に、楕円ミラーを用いて画像を表示する技術に関する。
　従来、この種の装置として、画像を表示する液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの両側に配置された一対の光源と、液晶表示パネルの奥側に配置された可動式のフレネルミラーとを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。このように構成の装置では、例えば、右眼用画像と左眼用画像とを液晶表示パネルに交互に表示させるのと同期して、可動式のフレネルミラーの反射方向を交互に切り換えることにより、左右の両眼に向けて画像を振り分ける。これにより、観察者は、両眼視差を利用した立体画像を見ることができるようになっている。
特開２０００－１４７６６９号公報（図１～図３）
　しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
　すなわち、従来の装置は、画像を左右に振り分けるために可動式のフレネルミラーを動作させる機構が必要になり、装置が複雑化して装置コストが高くなるという問題がある。
　そこで、上記の問題を解決するために、出射方向からみて短冊状を呈する右眼用楕円ミラーと左眼用楕円ミラーとを面同士で交互に積層して構成された反射ユニットと、この反射ユニットの左右側面に右眼用光源と左眼用光源とを備えたものが本出願人により提案されている（特願２００７－３０７１８号参照）。
　但し、この提案装置では、可動部をなくすことができ、上述した従来技術に比較して構成を単純化することができるものの、反射ユニットの左右両側面に光源を配置する必要があるので、装置全体が横方向に大きくなるという問題がある。特に、最近では、液晶表示パネルが横長（いわゆるワイド液晶）であることが一般的であるので、上記の提案装置では装置全体が極端に横長になってフットプリントが大きくなるという問題がある。また、複数枚の楕円ミラーを積層しているので、装置の重量がかさむとともに、やはり構造が複雑化するという問題がある。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、反射ユニット及び光源を工夫することにより、小型化及び装置コストの低減を図ることができる画像表示装置を提供することを目的とする。
　本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
　すなわち、請求項１に記載の発明は、画像を表示する画像表示装置において、画像を表示するための透過型の表示パネルと、前記透過型の表示パネルの背面側に配置され、楕円の円弧の一部であって、平面視で中心線を挟んで対称形状の反射面を備え、楕円の一方の焦点を前記反射面側に有し、楕円の他方の焦点を観察者の両眼の間に設定されている楕円ミラーを備えた反射ユニットと、前記反射ユニットの一方の焦点側であって、前記反射面に光を照射する姿勢で前記透過型の表示パネルの背面側に付設され、平面視で前記反射ユニットの一方の焦点を挟んで設けられている一対の光源を備えた光源ユニットと、を備えていることを特徴とするものである。
　本発明によれば、一方の焦点を反射面側に有し、他方の焦点を観察者の両眼の間に設定されている楕円ミラーを備えた反射ユニットと透過型の表示パネルとの間に一対の光源を備えた光源ユニットを配置しているので、横幅を抑制することができる。その上、楕円ミラーは固定式であり、しかも平面視で対称形状の反射面を採用しているので、各々の光源で共通の楕円ミラーを利用することができる。したがって、小型化及び装置コストの低減を図ることができる。
　また、請求項２に記載の発明は、画像を表示する画像表示装置において、画像を表示するための透過型の表示パネルと、前記透過型の表示パネルの背面側に配置され、楕円の円弧の一部であって、平面視で中心線を挟んで対称形状のフレネル型の反射面を備え、楕円の一方の焦点を前記フレネル型の反射面側に有し、楕円の他方の焦点を観察者の両眼の間に設定されている楕円ミラーを備えた反射ユニットと、前記反射ユニットの一方の焦点側であって、前記フレネル型の反射面に光を照射する姿勢で前記透過型の表示パネルの背面側に付設され、平面視で前記反射ユニットの一方の焦点を挟んで設けられている一対の光源を備えた光源ユニットと、を備えていることを特徴とするものである。
　本発明によれば、一方の焦点をフレネル型の反射面側に有し、他方の焦点を観察者の両眼の間に設定されている楕円ミラーを備えた反射ユニットと透過型の表示パネルとの間に一対の光源を備えた光源ユニットを配置しているので、横幅を抑制することができる。その上、楕円ミラーは固定式であり、しかも平面視で対称形状の反射面を採用しているので、各々の光源で共通の楕円ミラーを利用することができる。その上、楕円ミラーがフレネル型の反射面で構成されているので、反射ユニットの薄型化を図ることができる。したがって、より小型化及び装置コストの低減を図ることができる。
　また、本発明において、前記光源ユニットは、前記透過型の表示パネルの上部に付設された上部第１の光源及び上部第２の光源を備えた上部光源ユニットで構成されており、さらに、前記透過型の表示パネルに第１の画像と第２の画像とを交互に出力する画像出力手段と、前記第１の画像が出力されている場合には前記上部第１の光源を点灯させ、前記第２の画像が出力されている場合には前記上部第２の光源を点灯させる光源制御手段と、を備えていることが好ましい（請求項３）。画像出力手段が第１の画像及び第２の画像の出力を切り換えるのに応じて、光源制御手段が上部光源ユニットの第１の光源及び上部第２の光源の点灯を切り換える。これにより、上部光源ユニットだけで消費電力を抑制しつつ第１の画像と第２の画像を交互に表示させることができる。
　また、本発明において、前記光源ユニットは、前記透過型の表示パネルの下部に付設された下部第１の光源及び下部第２の光源を備えた下部光源ユニットで構成されており、さらに、前記透過型の表示パネルに第１の画像と第２の画像とを交互に出力する画像出力手段と、前記第１の画像が出力されている場合には前記下部第１の光源を点灯させ、前記第２の画像が出力されている場合には前記下部第２の光源を点灯させる光源制御手段と、を備えていることが好ましい（請求項４）。画像出力手段が第１の画像及び第２の画像の出力を切り換えるのに応じて、光源制御手段が下部光源ユニットの下部第１の光源及び下部第２の光源の点灯を切り換える。これにより、下部光源ユニットだけで消費電力を抑制しつつ第１の画像と第２の画像を交互に表示させることができる。
　また、本発明において、前記光源ユニットは、前記透過型の表示パネルの上部に付設された上部第１の光源及び上部第２の光源を備えた上部光源ユニットと、前記透過型の表示パネルの下部に付設された下部第１の光源及び下部第２の光源を備えた下部光源ユニットとで構成されており、さらに、前記透過型の表示パネルに第１の画像と第２の画像とを交互に出力する画像出力手段と、前記第１の画像が出力されている場合には前記上部第１の光源及び前記下部第１の光源を点灯させ、前記第２の画像が出力されている場合には前記上部第２の光源及び前記下部第２の光源を点灯させる光源制御手段と、を備えていることが好ましい（請求項５）。画像出力手段が第１の画像及び第２の画像の出力を切り換えるのに応じて、光源制御手段が上部第１の光源及び下部第１の光源と、上部第２の光源及び下部第２の光源との点灯を切り換える。これにより、上部光源ユニットと下部光源ユニットにより透過型の表示パネルに表示される第１の画像及び第２の画像の輝度を高くすることができ、画像の鑑賞をし易くすることができる。
　また、本発明において、前記上部光源ユニットは、前記上部第１の光源と前記上部第２の光源との間に上部遮光部材を備えていることが好ましい（請求項６）。上部遮光部材を備えているので、上部第１の光源と上部第２の光源の一方側から出射される光が他方側に出射されるのを抑制することができる。したがって、第１の画像と第２の画像を透過型の表示パネルに明瞭に表示させることができる。
　また、本発明において、前記下部光源ユニットは、前記下部第１の光源と前記下部第２の光源との間に下部遮光部材を備えていることが好ましい（請求項７）。下部遮光部材を備えているので、下部第１の光源と下部第２の光源の一方側から出射される光が他方側に出射されるのを抑制することができる。したがって、第１の画像と第２の画像を透過型の表示パネルに明瞭に表示させることができる。
　また、本発明において、前記上部光源ユニットは、前記上部第１の光源と前記上部第２の光源との間に上部遮光部材を備え、前記下部光源ユニットは、前記下部第１の光源と前記下部第２の光源との間に下部遮光部材を備えていることが好ましい（請求項８）。上部遮光部材及び下部遮光部材を備えているので、上部第１の光源と上部第２の光源の一方側から出射される光が他方側に出射されるのを抑制することができ、下部第１の光源と下部第２の光源の一方側から出射される光が他方側に出射されるのを抑制することができる。したがって、第１の画像と第２の画像を透過型の表示パネルに明瞭に表示させることができる。
　また、本発明において、前記透過型の表示パネルは、その背面側に、光を縦方向に拡散する拡散部材を備えていることが好ましい（請求項９）。反射ユニットの楕円ミラーで反射された光を縦方向に拡散するので、楕円ミラーの上下付近に横方向に生じ得る反射率が異なる部分が透過型の表示パネルに表示されるのを抑制することができる。
　また、本発明において、前記光源ユニットは、その出光面側に、光を拡散する拡散部材を備えていることが好ましい（請求項１０）。光源ユニットから出射される光の形状をぼかすことができるので、光源ユニットの光の形状が透過型の表示パネルに現れるのを抑制することができる。
　また、本発明において、前記反射ユニットは、前記反射面から円弧の弦に相当する位置までを覆う板状の上側反射板と、前記反射面から円弧の弦に相当する位置までを覆う板状の下側反射板を備えていることが好ましい（請求項１１）。反射ユニットに向けて出射された光源ユニットの光を最大限活用することができ、透過型の表示パネルに表示される画像の輝度を高くすることができる。
　また、本発明において、前記反射ユニットは、前記フレネル型の反射面から円弧の弦に相当する位置までを覆う板状の上側反射板と、前記フレネル型の反射面から円弧の弦に相当する位置までを覆う板状の下側反射板を備えていることが好ましい（請求項１２）。反射ユニットに向けて出射された光源ユニットの光を最大限活用することができ、透過型の表示パネルに表示される画像の輝度を高くすることができる。
　また、本発明において、前記反射ユニットは、前記フレネル型の反射面から円弧の弦に相当する位置までを覆う一対の側面反射板を備えていることが好ましい（請求項１３）。側方に拡がった光も有効利用することができる。
　また、本発明において、前記反射ユニットは、前記反射面から円弧の弦に相当する位置までの光路空間が導光体で構成されていることが好ましく（請求項１４）、前記反射ユニットは、前記フレネル型の反射面から円弧の弦に相当する位置までの光路空間が導光体で構成されていることが好ましい（請求項１５）。反射面またはフレネル型の反射面を導光体で覆うので、反射面の経時劣化を防止することができる。
　また、本発明において、前記反射ユニットは、前記弦に相当する側の出光面に、偏光板と透明板とがその順に積層して設けられていることが好ましい（請求項１６）。出光面から出射された光の一部が、透過型の表示パネルの背面で反射して再び出光面から入射すること等に起因して、反射面において意図しない反射を生じ、これが原因となってクロストークが悪化する恐れがある。しかし、出光面から出射する光は、偏光板により異なる偏光状態とされるので、透過型の表示パネルまたは透明板で反射しても、偏光板にてほとんどが吸収・減衰される。したがって、再び反射面に向かう光を低減することができ、クロストークが悪化するのを防止することができる。
　また、本発明において、前記第１の画像は右眼用画像であり、前記第２の画像は左眼用画像であり、前記右眼用画像と前記左眼用画像には両眼視差が設けられているとともに、前記上部第１の光源は、前記透過型の表示パネルを観察者側から見て左側に設けられ、前記上部第２の光源は、前記透過型の表示パネルを観察者側から見て右側に設けられていることが好ましい（請求項１７）。上部第１の光源及び上部第２の光源を画像に合わせて交互点灯させることにより、両眼視差を有する右眼用画像と左眼用画像とが観察者の右眼と左眼で交互に観察されるので、観察者に立体画像を認識させることができる。したがって、上部光源ユニットだけの採用により省電力化を図りつつも、小型化及び装置コストの低減を図った立体画像を表示可能な画像表示装置を実現することができる。
　また、本発明において、前記第１の画像は右眼用画像であり、前記第２の画像は左眼用画像であり、前記右眼用画像と前記左眼用画像には両眼視差が設けられているとともに、　前記下部第１の光源は、前記透過型の表示パネルを観察者側から見て左側に設けられ、前記下部第２の光源は、前記透過型の表示パネルを観察者側から見て右側に設けられていることが好ましい（請求項１８）。下部第１の光源及び下部第２の光源を画像に合わせて交互点灯させることにより、両眼視差を有する右眼用画像と左眼用画像とが観察者の右眼と左眼で交互に観察されるので、観察者に立体画像を認識させることができる。したがって、下部光源ユニットだけの採用により省電力化を図りつつも、小型化及び装置コストの低減を図った立体画像を表示可能な画像表示装置を実現することができる。
　また、本発明において、前記第１の画像は右眼用画像であり、前記第２の画像は左眼用画像であり、前記右眼用画像と前記左眼用画像には両眼視差が設けられているとともに、前記上部第１の光源及び前記下部第１の光源は、前記透過型の表示パネルを観察者側から見て左側に設けられ、前記上部第２の光源及び前記下部第２の光源は、前記透過型の表示パネルを観察者側から見て右側に設けられていることが好ましい（請求項１９）。上部第１の光源及び下部第１の光源と、上部第２の光源及び下部第２の光源とを画像に合わせて交互点灯させることにより、両眼視差を有する右眼用画像と左眼用画像とが観察者の右眼と左眼で交互に観察されるので、観察者に立体画像を認識させることができる。したがって、上部光源ユニット及び下部光源ユニットの採用により画像の輝度を高く確保することができつつも、小型化及び装置コストの低減を図った立体画像を表示可能な画像表示装置を実現することができる。
　また、本発明において、前記光源ユニットは、前記反射面の高さ方向における中央部に出光面を向けた傾斜姿勢で付設されていることが好ましい（請求項２０）。光源ユニットからの光を効率的に楕円ミラーに照射させることができるので、画像の輝度を高くすることができる。
　また、本発明において、前記反射ユニットは、その反射面側に、光を縦方向に拡散する拡散部材を備えていることが好ましい（請求項２１）。光源ユニットからの光を拡散部材で拡散させた後、楕円ミラーの反射面で反射した光を拡散部材で再び拡散させてから透過型の表示パネルに向かわせる。したがって、効率的に拡散を生じさせることができるので、楕円ミラーの上下付近に横方向に生じ得る反射率が異なる部分が透過型の表示パネルに表示されるのをさらに抑制することができる。
　また、本発明において、前記反射ユニットは、その反射面側に、光を縦方向に拡散する拡散部材を備えているとともに、前記反射面と前記拡散部材との間が導光体で構成されていることが好ましい（請求項２２）。拡散部材と透過型の表示パネルとの間に導光体があり、導光体と拡散部材の屈折率が等しいと、拡散部材における拡散作用が低下する恐れがある。しかし、反射面と拡散部材との間にのみ導光体を備えることにより、拡散作用を低下させることがない。また、導光体の容積が小さいので、軽量化を図ることができる。
　また、本発明において、前記反射ユニットは、その反射面側に、光を縦方向に拡散する拡散部材を備えているとともに、前記フレネル型の反射面と前記拡散部材との間が導光体で構成されていることが好ましい（請求項２３）。拡散部材と透過型の表示パネルとの間に導光体があり、導光体と拡散部材の屈折率が等しいと、拡散部材における拡散作用が低下する恐れがある。しかし、フレネル型の反射面と拡散部材との間にのみ導光体を備えることにより、拡散作用を低下させることがない。また、導光体の容積が小さいので、軽量化を図ることができる。
　また、本発明において、前記反射ユニットの拡散部材は、前記反射面から所定間隔を隔てて設けられていることが好ましい（請求項２４）。光源ユニットから照射された光に関して、所定間隔が拡散距離として確保できるので、拡散部材を透過して反射面に到達するまでに拡散を十分に行わせることができる。
　また、本発明において、前記拡散部材は、一方面にのみ拡散面を備え、前記拡散面側を前記透過型の表示パネル側に向けて設けられていることが好ましい（請求項２５）。光源ユニットからの入射光が表面反射する割合を低くすることができるので、光源ユニットからの照射光の利用効率を向上させることができる。また、光源ユニットからの照射光が表面で反射したとしても、広範囲にわたって拡散・減衰するので、表面反射による悪影響が少ない。
　本発明に係る画像表示装置によれば、一方の焦点を反射面側に有し、楕円の他方の焦点を観察者の両眼の間に設定されている楕円ミラーを備えた反射ユニットと透過型の表示パネルとの間に一対の光源を備えた光源ユニットを配置しているので、装置の横幅を抑制できる。その上、楕円ミラーは固定式であり、しかも平面視で対称形状の反射面を採用しているので、各々の光源で共通の楕円ミラーを利用することができる。したがって、小型化及び装置コストの低減を図ることができる。
実施例に係る立体画像表示装置の概略構成を示す横断面図である。 楕円ミラーを構成する楕円を説明するための模式図である。 実施例に係る立体画像表示装置の概略構成を示す縦断面図である。 実施例に係る立体画像表示装置を楕円ミラー側から見た図である。 立体画像表示装置の制御系に係るブロック図である。 （ａ）、（ｂ）は光源ユニットの制御例を示し、背面から見た状態を示す模式図である。 反射ユニットの第１の変形例を示す横断面図である。 （ａ）、（ｂ）は第１の変形例における偏光板による作用を説明するための模式図である。 反射ユニットの第２の変形例を示す横断面図である。 反射ユニットの第３の変形例を示す横断面図である。 第４の変形例を示す一部縦断面図である。 拡散に関する説明に供する図である。 第５の変形例を示す横断面図である。 第６の変形例を示す横断面図である。 第７の変形例を示す横断面図である。
　１，１Ａ～１Ｇ　…　立体画像表示装置
　３　…　筐体
　５　…　透過型の液晶表示パネル
　１５，１５Ａ～１５Ｃ　…　楕円ミラー
　１７，１７Ａ～１７Ｇ　…　反射ユニット
　１９　…　反射面
　２１　…　楕円
　ｆ１　…　一方の焦点
　ｆ２　…　他方の焦点
　２９，２９Ａ　…　上部光源ユニット
　３１，３１Ａ　…　下部光源ユニット
　３３，３７　…　右眼用光源
　３７，３９　…　左眼用光源
　４１　…　上部遮光部材
　４３　…　下部遮光部材
　６３　…　制御部
　６５　…　画像信号出力部
　６７　…　光源制御部
　７５　…　偏光板
　７７　…　透明板
　７９　…　光学接着剤
　以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明する。
　なお、以下の説明では、画像表示装置として「立体画像表示装置」を例に採って説明する。
　図１は実施例に係る立体画像表示装置の概略構成を示す横断面図であり、図２は楕円ミラーを構成する楕円を説明するための模式図であり、図３は実施例に係る立体画像表示装置の概略構成を示す縦断面図であり、図４は実施例に係る立体画像表示装置を楕円ミラー側から見た図である。なお、図２及び図３では、説明の都合上、筐体の図示を省略してある。
　本実施例に係る立体画像表示装置１は、横断面がコの字状を呈する筐体３を備えている。この筐体３の前面には、透過型の液晶表示パネル５がフロントベゼルを含む支持枠７を介して取り付けられている。透過型の液晶表示パネル５の奥側には、スペーサ９を介して拡散部材１１が取り付けられている。この拡散部材１１は、光を縦方向（図１における紙面方向）に拡散させる機能を備えている。スペーサ９の奥側に位置する支持枠７の上下には、それぞれ取り付け枠１３が取り付けられている。
　上記の拡散部材１１を備えているので、後述する楕円ミラー１５と上側反射板２３及び下側反射板２５の接合部付近に存在する横方向の境目などが透過型の液晶表示パネル５に映るのを抑制することができる。
　取り付け枠１３の後方（図１の下方）には、楕円ミラー１５を備えた反射ユニット１７が取り付けられている。楕円ミラー１５は、凹状面が反射面１９とされている。この楕円ミラー１５について図２を参照する。
　楕円ミラー１５は、楕円２１の円弧の一部で構成されている。楕円２１は、中心ｃと、長軸ａと短軸ｂとからなる。また、長軸ａと中心線とは一致しているので、楕円ミラー１５は中心線を挟んで左右対称の形状となる。楕円２１の一方の焦点ｆ１は、反射面１９側、換言すると、楕円ミラー１５を構成する楕円２１の一部の弦付近に設定されている。楕円２１の他方の焦点ｆ２は、観察者の右眼ＥＲと左眼ＥＬとの間（眉間付近）に設定されている。
　反射ユニット１７は、楕円ミラー１５の上縁側に上側反射板２３を備え、楕円ミラー１５の下縁側に下側反射板２５を備えている。上側反射板２３及び下側反射板２５は、ともに楕円ミラー１５の反射面１９から、楕円ミラー１５の楕円２１の円弧の一部における弦に相当する位置までを覆う板状を呈している。なお、図１及び図２では、図示の関係上、上側反射板２３を省略してある。これらにより囲われている光路空間２７には、光学材料等は充填されておらず空気中となっている。
　反射ユニット１７の一方の焦点ｆ１側にある上側の取り付け枠１３には上部光源ユニット２９が取り付けられ、下側の取り付け枠１３には下部光源ユニット３１が取り付けられている。上部光源ユニット２９は、平面視で一方の焦点ｆ１を挟んで配置された右眼用光源３３と左眼用光源３５からなる一対の光源を備えている。下部光源ユニット３１は、平面視で一方の焦点ｆ１を挟んで配置された右眼用光源３７と左眼用光源３９からなる一対の光源を備えている。全ての光源、つまり、右眼用光源３３と、左眼用光源３５と、右眼用光源３７と、左眼用光源３９とは、反射面１９に向けて光を照射可能な姿勢で取り付け枠１３に取り付けられている。具体的には、各光源３３，３５，３７，３９の出光面が反射面１９に向けられている。
　上部光源ユニット２９は、右眼用光源３３と左眼用光源３５との間に上部遮光部材４１が取り付けられている。同様に、下部光源ユニット３１は、右眼用光源３７と左眼用光源３９との間に下部遮光部材４３が取り付けられている。上部遮光部材４１及び下部遮光部材４３は、光を透過しない部材で構成されている。また、各光源３３，３５，３７，３９は、出光面側に拡散部材４５を備えている。この拡散部材４５は、周囲に均等に光を拡散する特性を有するものが好ましい。
　上記の拡散部材４５を備えているので、上部光源ユニット２９と下部光源ユニット３１の発光形状が透過型の液晶表示パネル５に映るのを抑制することができる。
　なお、上述した右眼用光源３３が本発明における「上部第１の光源」に相当し、左眼用光源３５が「上部第２の光源」に相当する。また、右眼用光源３７が本発明における「下部第１の光源」に相当し、左眼用光源３９が本発明における「下部第２の光源」に相当する。
　＜制御系の例＞
　次に、図５及び図６を参照する。なお、図５は立体画像表示装置の制御系に係るブロック図であり、図６（ａ）及び図６（ｂ）は光源ユニットの制御例を示し、背面から見た状態を示す模式図である。
　制御部６３は、映像信号ＶＤを受け取るとともに、両眼視差を有する右眼用画像と左眼用画像とを透過型の液晶表示パネル５に対して交互に出力する画像信号出力部６５と、画像信号出力部６５が右眼用画像と左眼用画像とを順次に切り換える際に、垂直同期信号ＶＳに応じて、画像に応じて上部光源ユニット２９と下部光源ユニット３１の点灯を制御する光源制御部６７とを備えている。
　なお、画像信号出力部６５が本発明における「画像出力手段」に相当し、光源制御部６７が本発明における「光源制御手段」に相当する。また、右眼用画像が本発明における「第１の画像」に相当し、左眼用画像が本発明における「第２の画像」に相当する。
　光源制御部６７は、画像信号出力部６５が右眼用画像と左眼用画像とを透過型の液晶表示パネル５に出力する際に、上部光源ユニット２９及び下部光源ユニット３１における右眼用光源３３，３７と左眼用光源３５，３９とを切り換えて点灯させる。具体的には、図６（ａ）に示すように、透過型の液晶表示パネル５に右眼用画像が表示されている場合には、右眼用光源３３，３７を点灯させる。また、図６（ｂ）に示すように、左眼用画像が表示されている場合には、左眼用光源３５，３９を点灯させる。
　なお、透過型の液晶表示パネル５は、右眼用画像から左眼用画像へ瞬時に書き換えられるものではなく、あるタイミングでは右眼用画像と左眼用画像とが混在した状態が存在する。例えば、上半分が左眼用画像であり、下半分が右眼用画像となっているような状態がある。そのような場合には、上述したように右眼用光源３３，３５と左眼用光源３７，３９を一度に切り換えるのではなく、まず右眼用光源３７を点灯させたまま右眼用光源３３だけを消灯し、左眼用光源３９を消灯させたまま左眼用光源３５だけを点灯させた状態を経て左眼用光源３５，３９をともに点灯させるように光源制御部６７が各光源を操作するようにしてもよい。これにより、右眼用画像と左眼用画像とが同時に観察者に認識されて立体画像が不鮮明となるのを防止することができる。
　上述したように、本実施例によると、一方の焦点ｆ１を反射面１９側に有し、楕円ミラー１５を備えた反射ユニット１７と透過型の液晶表示パネル５との間に一対の光源３３，３５，３７，３９を備えた上部光源ユニット２９及び下部光源ユニット３１を配置しているので、装置の横幅を抑制できる。その上、楕円ミラー１５は固定式であり、しかも平面視で対称形状の反射面１９を採用しているので、各々の光源で共通の楕円ミラー１５を利用することができる。したがって、小型化及び装置コストの低減を図った立体画像表示装置を実現することができる。
　また、光源として上部光源ユニット２９及び下部光源ユニット３１の二つを備えているので、透過型の液晶表示パネル５に表示される画像の輝度を高くすることができる。さらに、上部遮光部材４１及び下部遮光部材４３を備えているので、右眼用光源３３，３７と左眼用光源３５，３９の一方側から出射される光が他方側に出射されるのを抑制することができる。したがって、右眼用画像と左眼用画像を透過型の液晶表示パネル５に明瞭に表示させることができる。
　＜第１の変形例＞
　上述した実施例装置は、反射ユニット１７の光路空間２７が材料で満たされず空気だけであったが、例えば、反射ユニット１７が次のように構成されている場合には、反射ユニット１７の出光面に以下のような構成を採用することが好ましい。ここで、図７及び図８を参照する。なお、図７は反射ユニットの第１の変形例を示す横断面図であり、図８（ａ）、（ｂ）は第１の変形例における偏光板による作用を説明するための模式図である。
　この立体画像表示装置１Ａは、反射ユニット１７Ａを構成している楕円ミラー１５Ａの光路空間２７Ａが導光体７１で構成されている。導光体７１は、光を透過する材料であればどのような材料でもよいが、例えば、アクリル樹脂が挙げられる。出光面７３には、偏光板７５と透明板７７とが光学接着剤７９で接着された状態で密着して配置されている。偏光板７５は、導光体７１と同等の屈折率で直線偏光または円偏光の特性を有するものが好ましい。また、透明板７７は、偏光特性を備えていないものである。
　なお、上述した光学接着剤７９は、光透過性に優れた材料からなる接着剤であり、なおかつ屈折率を光学部材に合わせて選択可能な接着剤である。また、出光面７３には、上述した偏光板７５と透明板７７とを積層して備えているが、上部光源ユニット２９及び下部光源ユニット３１の対向面にあたり、これらからの光が入射する部位（入射面）には、偏光板７５と透明板７７を備えないことが好ましい。これらを入射面には備えないことにより、入射効率を高めることができる。
　反射ユニット１７Ａが上記のように導光体７１を備えている場合には、反射面１９が空気に触れることなく反射率の経時劣化を抑制できる。その一方、反射面１９で反射して出光面７３から出射された光の一部が、透過型の液晶表示パネル５の背面で反射して再び出光面７３から入射し、反射面１９において意図しない反射を生じ、これが原因となってクロストークが悪化する恐れがある。また、同様に、反射面１９で反射して出光面７３に向かった光の入射角度によっては、出光面７３から出射されることなく、出光面７３と空気層の境界面で反射して再び反射面１９に向かう現象が生じるが、これも上記同様の問題を生じ得る。
　しかし、上述したように偏光板７５と透明板７７を備えることにより、図８（ａ）に示すように、出光面７３から出射された光は、偏光板７５により異なる偏光状態とされる。したがって、透過型の液晶表示パネル５の背面で反射しても、偏光板７５にてほとんどが吸収・減衰されるので、再び反射面１９に向かう光を低減することができ、上述したような不都合を防止することができる。また、出光面７３で反射していた光は、偏光板７５が導光体７１と同等の屈折率を有するので、図８（ｂ）に示すように、偏光板７５を透過して透明板７７と空気層の境界面で反射する。すると、やはり偏光板７５で異なる偏光状態とされているので、上記同様に再び反射面１９に向かう光を低減することができる。その結果、クロストークの悪化を抑制することができる。
　＜第２の変形例＞
　上述した実施例装置及び第１の変形例は、反射ユニット１７が一般的な楕円ミラー１５，１５Ａで構成されていたが、楕円ミラーを次のように構成してもよい。ここで図９を参照する。なお、図９は、反射ユニットの第２の変形例を示す横断面図である。
　反射ユニット１７Ｂが備える楕円ミラー１５Ｂは、楕円ミラー１５，１５Ａの反射面１９を分解した多数の反射面１９（フレネル型の反射面）を有するフレネル型の反射ミラーで構成されている点が上述した構成とは異なる。このように、楕円ミラー１５，１５Ａと同じ一方の焦点ｆ１と他方の焦点ｆ２でありながら、フレネル型の反射面１９で楕円ミラー１５Ｂを構成しているので、装置の横幅だけでなく、装置の奥行きをも短縮することができ、より一層の小型化を図ることができる。
　なお、このフレネル反射ミラーの楕円ミラー１５Ｂを採用する場合には、光路空間２７Ｂにおける側方への光の漏れを防止して光の利用効率を高めるために、楕円ミラー１５Ｂの側面に側面反射板８１を備えることが好ましい。
　＜第３の変形例＞
　上述した第２の変形例において、図１０に示すように構成してもよい。なお、図１０は、反射ユニットの第３の変形例を示す横断面図である。
　立体画像表示装置１Ｃは、第１の変形例のように、光路空間２７Ｃを導光体７１Ｃで構成した反射ミラー１５Ｃを備え、これを用いて反射ユニット１７Ｃが構成されている。これにより、反射ユニット１７Ｃの反射面１９における反射率の経時劣化を抑制できるとともに、装置の奥行きをも短縮することができる。
　なお、第１の変形例において説明した理由により、第１の変形例と同様に、偏光板７５及び透明板７７を光学接着剤７９で接着したものを出光面７３に備えることが好ましい。
　＜第４の変形例＞
　上述した実施例装置において、次に示す構成を採用するのが好ましい。ここで図１１，図１２を参照する。なお、図１１は、第４の変形例を示す一部縦断面図であり、図１２は、拡散に関する説明に供する図である。
　この第４の変形例における立体画像表示装置１Ｄは、上部光源ユニット２９Ａと、反射ユニット１７Ｄの構成が上述した立体画像表示装置１と相違する。なお、下部光源ユニット３１については図示省略しているが、後述するように上部光源ユニット２９Ａと同様に下部光源ユニット３１Ａとして構成するのが好ましい。上部光源ユニット２９Ａは、楕円ミラー１５の反射面１９における高さ方向の中央部（図中の一点鎖線）に向かって傾斜姿勢で設けられている。より具体的には、上部光源ユニット２９Ａの出光面が反射面１９の高さ方向における中央部側に向けられている。但し、その光軸が反射面１９の高さ方向における中央部に一致するという厳密なものではなく、上述した実施例のように光軸が水平方向に向けられているのではなく、反射面１９の高さ方向における上端部よりも中央部寄りという程度であればよい。
　上述した実施例の構成では、上部光源ユニット２９から出射された光のうち、上方へ向かう光の一部が画像の構成に寄与しないので、光の利用効率という点においては不利である。しかし、この第４の変形例の構成では、上部光源ユニット２９Ａから出射された光を効率的に楕円ミラー１５の反射面１９に向かわせることができるので、画像の輝度を高くすることが可能である。
　また、立体画像表示装置１Ｄは、透過型の液晶表示パネル５の背面側に拡散部材（１１）を備えず、楕円ミラー１５の反射面１９に沿って拡散部材１１Ａを備えている。この拡散部材１１Ａは、反射面１９から所定距離ｄだけ離間して取り付けられている。また、拡散部材１１Ａは、その一方面に拡散面ｄｓを備えているが、拡散面ｄｓが反射面１９とは反対側にあたる透過型の液晶表示パネル５の背面側に向けられている。なお、拡散部材１１Ａとして、例えば、一方面にのみマイクロレンズによるナノ凹凸が形成されたものが挙げられる。
　上述したように構成すると、図１２に示すように、上部光源ユニット２９Ａからの光を拡散部材１１Ａで拡散させた後、楕円ミラー１５の反射面１９で反射した光を拡散部材１１Ａで再び拡散させてから透過型の液晶表示パネル５に向かわせることになる。したがって、効率的に拡散を生じさせることができるので、楕円ミラー１５の上下付近に横方向に生じ得る、反射率が異なる部分が透過型の液晶表示パネル５に表示されるのをさらに抑制することができる。また、拡散部材１１Ａは、反射面１９から所定距離ｄだけ離れた位置に配置されているので、所定間隔ｄを拡散距離として確保でき、拡散部材１１Ａを透過して反射面１９に到達するまでに拡散を十分に行わせることができる。
　また、拡散部材１１Ａの拡散面ｄｓが反射面１９とは反対側に向けられた姿勢で取り付けられている。換言すると拡散部材１１Ａは、拡散面ｄｓが上部光源ユニット２９Ａ側に向けられている。これにより、上部光源ユニット２９Ａからの光が表面反射する割合を低くすることができるので、光の利用効率を向上させることができる。また、上部光源ユニット２９Ａからの光が表面で反射したとしても、広範囲にわたって拡散・減衰するので、表面反射による悪影響が少ない。
　＜第５の変形例＞
　上述した第１の変形例において、次のように構成するのが好ましい。ここで図１３を参照する。なお、図１３は、第５の変形例を示す横断面図である。
　この第５の変形例における立体画像表示装置１Ｅは、上部光源ユニット２９Ａと、反射ユニット１７Ｅの構成が実施例における立体画像表示装置１Ａと相違する。上部光源ユニット２９Ａは、上述した第４の変形例と同様の構成である。反射ユニット１７Ｅは、反射ミラー１５Ａの反射面１９に沿って、所定間隔ｄを隔てて拡散部材１１Ａが配置されている。拡散部材１１Ａと反射面１９との間には、導光体７１Ｅが充填されている。拡散部材１１Ａから透過型の液晶表示パネル５の背面側の光路空間２７Ａには何も充填されておらず、気中となっている。拡散部材１１Ａと透過型の液晶表示パネル５との間に導光体がある場合には、導光体と拡散部材１１Ａの屈折率が等しいと、拡散部材１１Ａにおける拡散作用が低下する恐れがある。しかし、反射面１９と拡散部材１１Ａとの間にのみ導光体７１Ｅを備えることにより、拡散作用を低下させることがない。
　このような構成によると、上述した第１の変形例における効果に加えて第４の変形例と同様の効果を奏する。その上、導光体７１Ｅの容積が小さいので、軽量化を図ることができる。
　＜第６の変形例＞
　上述した第２の変形例は、図１４に示すような構成とすることが好ましい。なお、図１４は、第６の変形例を示す横断面図である。
　この第６の変形例における立体画像表示装置１Ｆは、上部光源ユニット２９Ａと、反射ユニット１７Ｆの構成が立体画像表示装置１Ｂと相違する。上部光源ユニット２９Ａは、上記同様の構成である。反射ユニット１７Ｆは、フレネル型の楕円ミラー１５Ｂの中央部から所定距離ｄだけ離れた位置に拡散部材１１Ｂを備えている。拡散面ｄｓは、上記変形例と同様に透過型の液晶表示パネル５の背面側に向けてある。なお、拡散部材１１Ｂは、平板状であるが、楕円ミラー１５Ｂのフレネル型の反射面１９に沿った形状としてもよい。
　このような構成によると、上述した第２の変形例における効果に加えて第４の変形例と同様の効果を奏する。
　＜第７の変形例＞
　上述した第３の変形例は、図１５に示すように構成することが好ましい。なお、図１５は、第７の変形例を示す横断面図である。
　第７の変形例における立体画像表示装置１Ｇは、上部光源ユニット２９Ａと、反射ユニット１７Ｇとの構成が立体画像表示装置１Ｃと異なる。上部光源ユニット２９Ａは、上述した変形例と同様である。反射ユニット１７Ｇは、上述した第６の変形例における反射ユニット１７Ｆに導光体７１Ｃを備えたような構成である。より詳細には、拡散部材１１Ｂと反射面１９との間には、導光体７１Ｇが充填されている。拡散部材１１Ａから透過型の液晶表示パネル５の背面側の光路空間２７Ｃは気中となっている。拡散部材１１Ｂと透過型の液晶表示パネル５との間に導光体がある場合には、導光体と拡散部材１１Ｂの屈折率が等しいと、拡散部材１１Ｂにおける拡散作用が低下する恐れがある。しかし、反射面１９と拡散部材１１Ｂとの間にのみ導光体７１Ｇを備えることにより、拡散作用を低下させることがない。
　このような構成によると、上述した第３の変形例における効果に加えて第４の変形例と同様の効果を奏する。その上、導光体７１Ｇの容積が小さいので、軽量化を図ることができる。
　本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
　（１）上述した各実施例及び変形例では、光源ユニット１７として上部光源ユニット２９（２９Ａ）と下部光源ユニット３１（３１Ａ）とを備えているが、上部光源ユニット２９（２９Ａ）だけを備える構成としてもよい。これにより、消費電力を抑制しつつ画像を表示させることができる。また、下部光源ユニット３１（３１Ａ）だけを備える構成としても同様の効果を奏する。
　（２）上述した各実施例及び変形例では、第１の画像及び第２の画像として、両眼視差のある右眼用画像及び左眼用画像を挙げているが、例えば、第１の画像と第２の画像とを全く異なる画像としてもよい。これにより、上述した観察者の右眼ＥＲの位置を含む観察者の右側の範囲と、観察者の左眼ＥＬの位置を含む観察者の左側の範囲において、異なる複数の観察者がそれぞれ異なる画像を同時に観察することができる、いわゆる「デュアルビュー」の画像表示装置を実現することができる。
　（３）上述した各実施例及び変形例では、透過型の液晶表示パネル５の背面に拡散部材１１（１１Ａ，１１Ｂ）を備えているが、例えば、楕円ミラー１５と上側反射板２３及び下側反射板２５の接合部付近に存在する横方向の境目などが透過型の液晶表示パネル５に影響を与えない場合には、拡散部材１１（１１Ａ，１１Ｂ）を備えなくてもよい。
　（４）上述した各実施例及び変形例では、上部光源ユニット２９（２９Ａ）と下部光源ユニット３１（３１Ａ）にそれぞれ拡散部材４５を備えているが、上部光源ユニット２９（２９Ａ）と下部光源ユニット３１（３１Ａ）の発光形状が透過型の液晶表示パネル５に影響を与えない場合には拡散部材４５を備えなくてもよい。
　（５）上述した各実施例及び変形例では、楕円ミラー１５（１５Ａ～１５Ｃ）が一体的に構成されているが、複数片の楕円ミラー１５（１５Ａ～１５Ｃ）を組み合わせて一つの楕円ミラー１５（１５Ａ～１５Ｃ）とするように構成してもよい。複数片の楕円ミラー１５（１５Ａ～１５Ｃ）とは、例えば、水平方向に分割された帯状片の楕円ミラー１５（１５Ａ～１５Ｃ）を高さ方向に重ね合わせて構成してもよく、また、垂直方向に分割された、楕円の円弧の一部を構成する曲率が異なるミラー片を横方向につなぎ合わせて楕円ミラー１５（１５Ａ～１５Ｃ）を構成してもよい。また、それらを組み合わせて楕円ミラー１５（１５Ａ～１５Ｃ）を構成するようにしてもよい。このように構成することにより、例えば、楕円ミラー１５（１５Ａ～１５Ｃ）の一部が破損あるいは一部に曇りが発生した場合であっても、楕円ミラー１５（１５Ａ～１５Ｃ）の全体を交換する必要がなく、一部の楕円ミラー１５（１５Ａ～１５Ｃ）を交換するだけで済み、メンテナンス性に優れる効果を奏する。
　（６）上述した第５の変形例及び第７の変形例では、反射面１９と拡散部材１１Ａ，１１Ｂとの間に導光体７１Ｅ，７１Ｇを備えている。このような構成に代えて、楕円ミラー１５Ａ，１５Ｃを、背面側に反射面１９を備えた形態の鏡（裏面鏡）とし、その入射面側に位置する光透過部材の表面に拡散部材１１Ａ，１１Ｂ同等の加工を施したり、拡散部材１１Ａ，１１Ｂを密着して配置したりしてもよい。このように構成すると、単一の光透過部材の表裏面に反射面１９と拡散部材１１Ａ，１１Ｂを備えることになり、屈折ロスが生じることがない上に、反射面１９を保護することができる。
　（７）上述した各実施例及び変形例では、透過型の表示パネルとして透過型の液晶表示パネル５を例示したが、本発明は液晶表示型に限定されるものではなく、透過型の表示パネルであれば本発明を適用することができる。例えば、透過型のMEMS（microelectro mechanical systems）が挙げられる。
　以上のように、本発明は、画像を表示するための画像表示装置に適している。

Claims (25)

  1. 　画像を表示する画像表示装置において、
    　画像を表示するための透過型の表示パネルと、
    　前記透過型の表示パネルの背面側に配置され、楕円の円弧の一部であって、平面視で中心線を挟んで対称形状の反射面を備え、楕円の一方の焦点を前記反射面側に有し、楕円の他方の焦点を観察者の両眼の間に設定されている楕円ミラーを備えた反射ユニットと、
    　前記反射ユニットの一方の焦点側であって、前記反射面に光を照射する姿勢で前記透過型の表示パネルの背面側に付設され、平面視で前記反射ユニットの一方の焦点を挟んで設けられている一対の光源を備えた光源ユニットと、
    　を備えていることを特徴とする画像表示装置。
  2. 　画像を表示する画像表示装置において、
    　画像を表示するための透過型の表示パネルと、
    　前記透過型の表示パネルの背面側に配置され、楕円の円弧の一部であって、平面視で中心線を挟んで対称形状のフレネル型の反射面を備え、楕円の一方の焦点を前記フレネル型の反射面側に有し、楕円の他方の焦点を観察者の両眼の間に設定されている楕円ミラーを備えた反射ユニットと、
    　前記反射ユニットの一方の焦点側であって、前記フレネル型の反射面に光を照射する姿勢で前記透過型の表示パネルの背面側に付設され、平面視で前記反射ユニットの一方の焦点を挟んで設けられている一対の光源を備えた光源ユニットと、
    　を備えていることを特徴とする画像表示装置。
  3. 　請求項１または２に記載の画像表示装置において、
    　前記光源ユニットは、前記透過型の表示パネルの上部に付設された上部第１の光源及び上部第２の光源を備えた上部光源ユニットで構成されており、
    　さらに、前記透過型の表示パネルに第１の画像と第２の画像とを交互に出力する画像出力手段と、
    　前記第１の画像が出力されている場合には前記上部第１の光源を点灯させ、前記第２の画像が出力されている場合には前記上部第２の光源を点灯させる光源制御手段と、
    　を備えていることを特徴とする画像表示装置。
  4. 　請求項１または２に記載の画像表示装置において、
    　前記光源ユニットは、前記透過型の表示パネルの下部に付設された下部第１の光源及び下部第２の光源を備えた下部光源ユニットで構成されており、
    　さらに、前記透過型の表示パネルに第１の画像と第２の画像とを交互に出力する画像出力手段と、
    　前記第１の画像が出力されている場合には前記下部第１の光源を点灯させ、前記第２の画像が出力されている場合には前記下部第２の光源を点灯させる光源制御手段と、
    　を備えていることを特徴とする画像表示装置。
  5. 　請求項１または２に記載の画像表示装置において、
    　前記光源ユニットは、前記透過型の表示パネルの上部に付設された上部第１の光源及び上部第２の光源を備えた上部光源ユニットと、前記透過型の表示パネルの下部に付設された下部第１の光源及び下部第２の光源を備えた下部光源ユニットとで構成されており、
    　さらに、前記透過型の表示パネルに第１の画像と第２の画像とを交互に出力する画像出力手段と、
    　前記第１の画像が出力されている場合には前記上部第１の光源及び前記下部第１の光源を点灯させ、前記第２の画像が出力されている場合には前記上部第２の光源及び前記下部第２の光源を点灯させる光源制御手段と、
    　を備えていることを特徴とする画像表示装置。
  6. 　請求項３に記載の画像表示装置において、
    　前記上部光源ユニットは、前記上部第１の光源と前記上部第２の光源との間に上部遮光部材を備えていることを特徴とする画像表示装置。
  7. 　請求項４に記載の画像表示装置において、
    　前記下部光源ユニットは、前記下部第１の光源と前記下部第２の光源との間に下部遮光部材を備えていることを特徴とする画像表示装置。
  8. 　請求項５に記載の画像表示装置において、
    　前記上部光源ユニットは、前記上部第１の光源と前記上部第２の光源との間に上部遮光部材を備え、前記下部光源ユニットは、前記下部第１の光源と前記下部第２の光源との間に下部遮光部材を備えていることを特徴とする画像表示装置。
  9. 　請求項１から８のいずれかに記載の画像表示装置において、
    　前記透過型の表示パネルは、その背面側に、光を縦方向に拡散する拡散部材を備えていることを特徴とする画像表示装置。
  10. 　請求項１から９のいずれかに記載の画像表示装置において、
    　前記光源ユニットは、その出光面側に、光を拡散する拡散部材を備えていることを特徴とする画像表示装置。
  11. 　請求項１に記載の画像表示装置において、
    　前記反射ユニットは、前記反射面から円弧の弦に相当する位置までを覆う板状の上側反射板と、前記反射面から円弧の弦に相当する位置までを覆う板状の下側反射板を備えていることを特徴とする画像表示装置。
  12. 　請求項２に記載の画像表示装置において、
    　前記反射ユニットは、前記フレネル型の反射面から円弧の弦に相当する位置までを覆う板状の上側反射板と、前記フレネル型の反射面から円弧の弦に相当する位置までを覆う板状の下側反射板を備えていることを特徴とする画像表示装置。
  13. 　請求項１２に記載の画像表示装置において、
    　前記反射ユニットは、前記フレネル型の反射面から円弧の弦に相当する位置までを覆う一対の側面反射板を備えていることを特徴とする画像表示装置。
  14. 　請求項１に記載の画像表示装置において、
    　前記反射ユニットは、前記反射面から円弧の弦に相当する位置までの光路空間が導光体で構成されていることを特徴とする画像表示装置。
  15. 　請求項２に記載の画像表示装置において、
    　前記反射ユニットは、前記フレネル型の反射面から円弧の弦に相当する位置までの光路空間が導光体で構成されていることを特徴とする画像表示装置。
  16. 　請求項１４または１５に記載の画像表示装置において、
    　前記反射ユニットは、前記弦に相当する側の出光面に、偏光板と透明板とがその順に積層して設けられていることを特徴とする画像表示装置。
  17. 　請求項３に記載の画像表示装置において、
    　前記第１の画像は右眼用画像であり、前記第２の画像は左眼用画像であり、前記右眼用画像と前記左眼用画像には両眼視差が設けられているとともに、
    　前記上部第１の光源は、前記透過型の表示パネルを観察者側から見て左側に設けられ、前記上部第２の光源は、前記透過型の表示パネルを観察者側から見て右側に設けられていることを特徴とする画像表示装置。
  18. 　請求項４に記載の画像表示装置において、
    　前記第１の画像は右眼用画像であり、前記第２の画像は左眼用画像であり、前記右眼用画像と前記左眼用画像には両眼視差が設けられているとともに、
    　前記下部第１の光源は、前記透過型の表示パネルを観察者側から見て左側に設けられ、前記下部第２の光源は、前記透過型の表示パネルを観察者側から見て右側に設けられていることを特徴とする画像表示装置。
  19. 　請求項５に記載の画像表示装置において、
    　前記第１の画像は右眼用画像であり、前記第２の画像は左眼用画像であり、前記右眼用画像と前記左眼用画像には両眼視差が設けられているとともに、
    　前記上部第１の光源及び前記下部第１の光源は、前記透過型の表示パネルを観察者側から見て左側に設けられ、前記上部第２の光源及び前記下部第２の光源は、前記透過型の表示パネルを観察者側から見て右側に設けられていることを特徴とする画像表示装置。
  20. 　請求項１から１９のいずれかに記載の画像表示装置において、
    　前記光源ユニットは、前記反射面の高さ方向における中央部に出光面を向けた傾斜姿勢で付設されていることを特徴とする画像表示装置。
  21. 　請求項１から８，１０から２０のいずれかに記載の画像表示装置において、
    　前記反射ユニットは、その反射面側に、光を縦方向に拡散する拡散部材を備えていることを特徴とする画像表示装置。
  22. 　請求項１に記載の画像表示装置において、
    　前記反射ユニットは、その反射面側に、光を縦方向に拡散する拡散部材を備えているとともに、前記反射面と前記拡散部材との間が導光体で構成されていることを特徴とする画像表示装置。
  23. 　請求項２に記載の画像表示装置において、
    　前記反射ユニットは、その反射面側に、光を縦方向に拡散する拡散部材を備えているとともに、前記フレネル型の反射面と前記拡散部材との間が導光体で構成されていることを特徴とする画像表示装置。
  24. 　請求項２１に記載の画像表示装置において、
    　前記反射ユニットの拡散部材は、前記反射面から所定間隔を隔てて設けられていることを特徴とする画像表示装置。
  25. 　請求項２１から２４のいずれかに記載の画像表示装置において、
    　前記拡散部材は、一方面にのみ拡散面を備え、前記拡散面側を前記透過型の表示パネル側に向けて設けられていることを特徴とする画像表示装置。
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