JP5685154B2 - 立体画像表示装置及び立体画像表示装置の駆動方法 - Google Patents

Description

本開示は、立体画像表示装置に関する。また、本開示は、立体画像表示装置の駆動方法に関する。

視差のある２つ（または、それ以上）の画像（以下、単に「視差画像」と呼ぶ場合がある）を画像観察者が観察することで立体視を実現する立体画像表示装置がある。立体画像表示装置は、眼鏡によって視差画像を左右の眼に分離して入力する眼鏡方式と、眼鏡を使用することなく、特殊な光学部品を通して視差画像を左右の眼に入力する裸眼方式とに大別される。

また、裸眼方式の立体画像表示装置には、視差画像を立体的に知覚することを可能にする特殊な光学部品として、パララックスバリアを用いたパララックスバリア方式や、レンチキュラーレンズを用いたレンチキュラーレンズ方式等、種々の方式の立体画像表示装置がある。

この立体視を実現する、即ち、立体画像（三次元（３Ｄ）画像）を表示する立体画像表示装置では、通常の平面画像（二次元（２Ｄ）画像）の表示も支障なく行うことができることが好ましい。換言すれば、立体画像の表示と平面画像の表示とが切り替え可能といった構成であることが望ましい。

立体画像の表示と平面画像の表示とが切り替え可能な立体画像表示装置として、表示光学系を２系統設け、当該２系統の表示光学系を切り替えることによって文字情報及び画像情報の双方を認識しやすく表示できるようにした携帯情報端末が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１８７８２３号公報

ところで、平面画像及び立体画像の双方を表示可能な立体画像表示装置では、画像表示部の表示画面を斜め方向から見ると、特に、画像表示部の側面方向から見ると、平面画像の表示の場合は問題ないが、立体画像の表示の場合は逆視などの存在によって視認性が悪化する。ここで、「逆視」とは、左右の映像が逆転（反転）する状態、即ち、右眼から左眼用の映像が、左眼から右眼用の映像がそれぞれ見える状態を言う。

本開示の目的は、立体画像の表示の際の逆視の影響を抑制できる立体画像表示装置及び立体画像表示装置の駆動方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための本開示の立体画像表示装置は、
視差画像を表示可能な画像表示部、
視差画像を立体画像として知覚させる光学部品、及び、
画像表示部の背面側に配されたバックライト部を備えており、
バックライト部は、
画像表示部による平面画像の表示の際に第１出射角度で画像表示部を照明する第１照明部と、
画像表示部及び光学部品による立体画像の表示の際に第１出射角度よりも狭い第２出射角度で画像表示部を照明する第２照明部とを有する立体画像表示装置である。

あるいは又、上記の目的を達成するための本開示の立体画像表示装置の駆動方法は、
視差画像を表示可能な画像表示部、
視差画像を立体画像として知覚させる光学部品、及び、
画像表示部の背面側に配されたバックライト部を備えており、
バックライト部は、
第１出射角度で画像表示部を照明する第１照明部と、
第１出射角度よりも狭い第２出射角度で画像表示部を照明する第２照明部とを有する立体画像表示装置の駆動に当たって、
画像表示部による平面画像の表示時と画像表示部及び光学部品による立体画像の表示時とで第１照明部と第２照明部とを切り替える立体画像表示装置の駆動方法である。

上記構成の本開示の立体画像表示装置、あるいは又、本開示の立体画像表示装置の駆動方法において、立体画像の表示時に用いる第２照明部は、平面画像の表示時に用いる第１照明部の出射角度に比べて狭い出射角度で画像表示部を照明する。これにより、立体画像を表示する際の画像表示部の視野角は、平面画像を表示する際の画像表示部の視野角よりも狭くなる。ここで、「視野角」とは、画像表示部の表示画面を斜め方向から見るときに表示内容を正確に見ることが可能な角度を言う。立体画像の表示の際に、画像表示部の視野角が狭くなることで、画像観察者はこの狭い視野角の角度範囲内で表示画像を見ることになる。そして、表示画面を見る角度範囲が狭まることで、角度範囲が広い場合に比べて逆視の影響を抑えることができる。

本開示の立体画像表示装置、あるいは又、本開示の立体画像表示装置の駆動方法によれば、立体画像を表示するときに、第１照明部よりも出射角度が狭い第２照明部を用いることによって画像表示部の視野角を狭くできる。これにより、立体画像の表示の際の表示画面を見る角度範囲が狭まるため逆視の影響を抑制できる。

図１は、実施形態に係る立体画像表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。 図２は、実施形態に係る立体画像表示装置の平断面図である。 図３は、２視差の場合のパララックスバリア方式の原理について説明するための概略図である。 図４は、バックライト部の構成の一例を示す平断面図である。 図５は、実施形態に係る立体画像表示装置の駆動回路の構成の一例を示すブロック図である。 図６は、第１照明部／第２照明部の切り替え時の制御についての説明に供する図である。

以下、図面を参照して、実施形態に基づき本開示について説明する。本開示は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値や材料は例示である。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の立体画像表示装置及びバックライト装置、全般に関する説明
２．実施形態に係る立体画像表示装置

［本開示の立体画像表示装置及びその駆動方法、全般に関する説明］
本開示の立体画像表示装置は、視差画像（即ち、視差のある２つ（または、それ以上）の画像）を表示可能な画像表示部、視差画像を立体画像（三次元（３Ｄ）画像）として画像観察者に知覚させる光学部品、及び、画像表示部の背面側に配されたバックライト部を備えている。

画像表示部として、液晶表示パネルなどといった、周知の透過型表示パネルを用いることができる。画像表示部は、モノクロ表示対応であってもよいし、カラー表示対応であってもよい。

後述する実施形態に係る立体画像表示装置においては、画像表示部として、例えば、透過型のモノクロ表示対応の液晶表示パネルを用いる。また、実施形態にあっては、視差画像を立体画像として知覚させる光学部品は、画像表示部と画像観察者との間に配置されているとして説明する。

尚、本開示の構造はこれに限られるものではなく、透過型表示パネルとバックライト部との間に、視差画像を立体画像として知覚させる光学部品が配置されているといった構成とすることもできる。また、画像表示部として、半透過型の液晶表示パネルを用いることもできる。

画像表示部は、視差画像に加えて、通常の平面画像（二次元（２Ｄ）画像）をも表示することができる。画像表示部が平面画像を表示するときは、視差画像を立体画像として知覚させる光学部品がその機能を果たさないようにすることで、画像観察者は画像表示部の表示画像をそのまま平面画像として観察することができる。

画像表示部が視差画像を表示するときは、視差画像を立体画像として知覚させる光学部品がその機能を果たすようにすることで、画像観察者はその視差画像を立体画像として観察することができる。すなわち、画像表示部と光学部品との組み合わせによって立体画像の表示が実現される、換言すれば、画像表示部によって表示された視差画像を、画像表示部と画像観察者との間の光路中に介在する光学部品の作用によって画像観察者による立体視が実現される。

バックライト部は、２つの照明部、即ち、第１照明部及び第２照明部から成り、画像表示部をその背面側から照明する面光源装置である。第１照明部は、第１出射角度で画像表示部をその背面側から照明する。ここで、「背面側」とは、画像表示部において、画像を表示する表示面と反対側の面側を言う。第１照明部の構成は特に限定するものではない。第１照明部としては、広い出射角度（第1出射角度）で光を発する周知の照明装置を用いることができる。ここで、「広い出射角度」とは、画像表示部の背面を全面に亘って照明できる程度の出射角度を言う。

一方、第２照明部は、画像表示部をその背面側から第１出射角度よりも狭い第２出射角度で照明する。第２照明部の構成についても特に限定するものではない。第２照明部としては、狭い出射角度で光を発する周知の照明装置を用いることができる。ここで、「狭い出射角度」とは、第１照明部の出射角度、特に、表示画面の左右方向（画素行の画素の配列方向／水平方向）における出射角度よりも狭い出射角度を言う。

一例として、バックライト部の第１，第２照明部を２枚の導光板を用いて構成することができる。一方の導光板には拡散性の反射ドット、あるいは、プリズムなどといった散乱子を設けて第１照明部とする。この第１照明部において、光源から発せられた光が導光板に入射すると、ドット、あるいは、プリズムなどといった散乱子の作用によって散乱することで、広い角度分布の光として出射される。もう一方の導光板にはプリズムなどといった機構を設けて第２照明部とする。この第２照明部において、光源から発せられた光が導光板に入射すると、プリズムなどの機構を経ることで、狭い角度分布の光として出射される。

第１照明部と第２照明部とは、平面画像の表示／立体画像の表示の画像表示モードに応じて切り替えて使用することが好ましい。但し、第１照明部と第２照明部とを同時に使用することを排除するものではない。例えば、広い第１出射角度の第１照明部を使用するときは、第１出射角度の角度範囲に含まれる第２出射角度の第２照明部を同時に使用するようにしてもよい。

第１照明部は、画像表示部と画像観察者との間の光路中に光学部品が介在しない平面画像を表示するときに用いるようにするとよい。ここで、「介在しない」とは、視差画像を立体画像として知覚させる光学部品がその機能を果たさない状態を言う。光学部品が光路中に実際に存在していても、当該光学部品がその機能（視差画像を立体画像として知覚させる機能）を果たさない状態にあるときは「介在しない」の概念に含まれる。

第２照明部は、光路中に光学部品が介在する立体画像を表示するときに用いるようにするとよい。第２照明部は、第１照明部の出射角度に比べて狭い出射角度で画像表示部を照明する。ここで、「介在する」とは、視差画像を立体画像として知覚させる光学部品がその機能を果たす状態を言う。

第１照明部に比べて出射角度が狭い第２照明部を用いることにより、立体画像を表示する際の画像表示部の視野角は、平面画像を表示する際の画像表示部の視野角よりも狭くなる。立体画像の表示の際に、画像表示部の視野角が狭くなることで、画像観察者はこの狭い視野角の角度範囲内で表示画像を見る（観察する）ことになる。そして、表示画面を見る角度範囲が狭まることで、角度範囲が広い場合に比べて逆視の影響を抑えることができるため、視認性を向上できる。

また、立体画像の表示時に第２照明部によって画像表示部を照明するときの光強度は、平面画像の表示時に第１照明部によって画像表示部を照明するときの光強度に比べて、出射角度が狭い分だけ強くなる。すなわち、出射角度が狭いことで、立体画像の表示時の画像表示部に対する照明の光強度を上げることができる。従って、立体画像を表示するときに第２照明部を用いることで、視差画像を立体的に知覚することを可能にする光学部品が光路中に介在しても、第１照明部を単独で用いる場合に比べて高い輝度を得ることができる。

本開示の立体画像表示装置において、視差画像を立体画像として知覚させる光学部品については特に限定するものではない。当該光学部品としては、パララックスバリアやレンチキュラーレンズなどを例示することができる。

パララックスバリアは、表示面のほぼ半分が遮光部（遮蔽部）となっているため、レンチキュラーレンズに比べて輝度が低下しやすい。このことから、視差画像を立体画像として知覚させる光学部品としてパララックスバリアを用いる立体画像表示装置に対して、そのバックライド部として、第１照明部と第２照明部とを切り替えて使用する上記構成のバックライト部を用いるのが好ましい。

第１照明部と第２照明部との画像表示部に対する前後の位置関係は特に限定するものではない。立体画像の表示の際に第２照明部の狭い出射角度を有効に活用するという観点からすれば、画像表示部に対して第２照明部を第１照明部よりも前側（画像表示部側）に設けるのが好ましい。

第１照明部から第２照明部への切り替え、あるいは、第２照明部から第１照明部への切り替えを、平面画像の表示から立体画像の表示への切り替え、あるいは、立体画像の表示から平面画像の表示への切り替え後所定の時間をかけてゆっくり行うのが好ましい。所定の時間としては、所定のフレーム数、例えば、３〜４フレーム程度のフレーム数に相当する時間が望ましい。ここで、「フレーム」とは、画像（映像）を構成する単位（１フレーム＝１画像）を言う。

画像表示部を駆動する駆動回路や、液晶方式のパララックスバリアを駆動する駆動回路は、種々の回路から構成することができる。これらは、周知の回路素子などを用いて構成することができる。

本明細書に示す各種の条件は、厳密に成立する場合の他、実質的に成立する場合にも適用される。すなわち、設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。

［実施形態に係る立体画像表示装置］
視差画像を立体画像として知覚させる光学部品としてパララックスバリアを用いる立体画像表示装置を、実施形態に係る立体画像表示装置として以下に説明する。

図１は、実施形態に係る立体画像表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。

図１に示すように、実施形態に係る立体画像表示装置１は、視差画像を表示可能な画像表示部１０、視差画像を立体画像として知覚させる光学部品であるパララックスバリア２０、及び、画像表示部１０の背面側に配されたバックライト部３０を備えている。

画像表示部１０は、例えば、液晶表示パネルから成る。液晶表示パネルは、例えば、フロントパネル１１、リアパネル１２、及び、フロントパネル１１とリアパネル１２との間に配置された液晶材料（図示せず）から成る。フロントパネル１１は、全画素共通に設けられた透明共通電極を備えている。リアパネル１２には、画素４０が二次元マトリックス状に配置されている。リアパネル１２は、画素４０毎に設けられた透明画素電極を備えている。

液晶表示パネルの動作モードは特に限定するものではない。所謂ＴＮモードで駆動される構成であってもよいし、ＶＡモードあるいはＩＰＳモードなどで駆動される構成であってもよい。

パララックスバリア２０には、バリア（遮光部）が選択的に形成される可変バリアと、バリアが固定的に形成された固定バリアとがある。可変バリアは、バリアが形成された状態で視差画像を立体画像として知覚させる機能を果たし、バリアが形成されない状態ではその機能を果たさない。従って、平面画像を表示するときは、バリアが形成されない状態に維持される。

一方、固定バリアは、常に視差画像を立体画像として知覚させる機能を果たす状態にある。従って、平面画像をも表示可能な立体画像表示装置において、パララックスバリア２０として固定バリアを用いる場合は、平面画像を表示するときは、右眼用の画像及び左眼用の画像として視差のない２つの画像を画像表示部に表示することになる。

本実施形態に係る立体画像表示装置１にあっては、パララックスバリア２０として、可変バリアを使用するものとする。また、可変バリアとして、例えば、液晶を用いてバリア（遮光部）を形成する液晶方式のパララックスバリアを用いる。尚、パララックスバリア２０として固定バリアの使用を排除するものではない。

液晶方式のパララックスバリア２０は、２枚のガラス基板２１，２２と、これらガラス基板２１，２２間の密閉空間に液晶材料が封入されて成る液晶層２３とを有する。ガラス基板２１，２２の一方には、画像表示部１０の画素列の画素の配列方向、即ち、垂直方向（図におけるＹ方向）に沿ってストライプ状の透明電極が一定の間隔で形成されている。ガラス基板２１，２２の他方には、ほぼ全面に亘って透明共通電極が形成されている。

この液晶方式のパララックスバリア２０において、ストライプ状の透明電極と透明共通電極との間に電圧を印加すると、ストライプ状の透明電極に対応してストライプ状に遮光部（バリア）２４が一定の間隔で形成される。図１では、遮光部２４をハッチングで示している。そして、これらストライプ状の遮光部２４の間が透過部２５となる。図１では、透過部２５を白抜きで示している。

上述した構成の液晶方式のパララックスバリア２０は、画像表示部１０との組み合わせで用いられ、当該画像表示部１０によって表示された視差画像を立体的に知覚することを可能にする光学部品としての機能を持つ。すなわち、ストライプ状の透明電極と透明共通電極との間に電圧を印加し、ストライプ状の遮光部２４とストライプ状の透過部２５とを一定の間隔で交互に形成することで、画像表示部１０によって表示された視差画像を画像観察者に立体画素（三次元画像）として知覚させることができる。

逆に、ストライプ状の透明電極と透明共通電極との間に電圧を印加しないときは、液晶層２３は全面に亘って透過状態（透過部）となる。この場合は、液晶方式のパララックスバリア２０は、画像表示部１０によって表示された視差画像を立体的に知覚することを可能にする光学部品としての機能を果たさない（持たない）。従って、ストライプ状の透明電極と透明共通電極との間に電圧を印加しないときは、立体画像の表示ではなく、通常の平面画像（二次元画像）の表示となる。

図２は、実施形態に係る立体画像表示装置１の平断面図である。図２に示すように、液晶表示パネルから成る画像表示部１０において、当該画像表示部１０の背面、即ち、リアパネル１２のバックライト部３０側の面には偏光板１３が設けられている。また、液晶方式のパララックスバリア２０において、ガラス基板２１の表示面側の面と、ガラス基板２２の画像表示部１０側の面にはそれぞれ偏光板２６，２７が設けられている。

（パララックスバリア方式の原理）
ここで、パララックスバリア方式の原理について説明する。尚、パララックスバリア方式には、２視差（２眼）方式、４視差（４眼）以上の多視差方式、ステップバリア方式などがある。ここでは、２視差方式を例に挙げてパララックスバリア方式の原理の概略について、図３を用いて説明する。

画像表示部１０の行列状の画素配列において、各画素は画素列の単位で、右眼用の画像を表示する右眼用の画素群Ｒ₁，Ｒ₃，Ｒ₅，Ｒ₇，Ｒ₉と、左眼用の画像を表示する左眼用の画素群Ｌ₂，Ｌ₄，Ｌ₆，Ｌ₈，Ｌ₁₀とに分類される。すなわち、各画素は、右眼用の画素群Ｒ₁，Ｒ₃，Ｒ₅，Ｒ₇，Ｒ₉の画素列と左眼用の画素群Ｌ₂，Ｌ₄，Ｌ₆，Ｌ₈，Ｌ₁₀の画素列とが交互に配列された画素配列となっている。

そして、右眼用の画素群Ｒ₁，Ｒ₃，Ｒ₅，Ｒ₇，Ｒ₉には画素列単位で右眼用の信号源から右眼用の映像信号が供給され、左眼用の画素群Ｌ₂，Ｌ₄，Ｌ₆，Ｌ₈，Ｌ₁₀には画素列単位で左眼用の信号源から左眼用の映像信号が供給される。これにより、画像表示部１０上には、右眼用の画像と左眼用の画像との２つの画像、即ち、視差画像を表示することができる。

画像表示部１０上に視差画像が表示された状態において、図２の（Ａ）に示すように、右眼用の画素群Ｒ₁，Ｒ₃，Ｒ₅，Ｒ₇，Ｒ₉から出射された光線群は、パララックスバリア２０の透過部２５を通して視点２に達する。また、図２の（Ｂ）に示すように、左眼用の画素群Ｌ₂，Ｌ₄，Ｌ₆，Ｌ₈，Ｌ₁₀から出射された光線群は、パララックスバリア２０の透過部２５を通して視点１に達する。

このようにして、画像表示部１０の表示面から所定距離をおいた位置にあっては、視点１の画像と視点２の画像が独立して観察される。すなわち、画像観察者の左眼と右眼とが視点１と視点２とに位置する、即ち、画像表示部１０の表示面から所定距離だけ離れた位置で画像観察者が観察することで、画像表示部１０によって表示された視差画像が、画像観察者の左右の眼に左眼用の画像と右眼用の画像として入射する。その結果、両眼視差が発生し、画像観察者は、画像表示部１０に表示された視差画像を立体的に、即ち、立体画像として観察（知覚）することができる。

（バックライト部）
図１に示すように、バックライト部３０は、２つの照明部、即ち、第1照明部３１及び第２照明部３２から成る。第1照明部３１及び第２照明部３２はそれぞれ独立した光源３３，３４を備えている。光源３３，３４については特に限定するものではない。光源３３，３４としては、ＬＥＤや冷陰極管などといった周知の部材を用いることができる。ＬＥＤは、色再現域の広い光源である。

第1照明部３１は、光源３３から発せられる光を基に、画像表示部１０をその背面側から第１出射角度にて全面に亘って照明する。第２照明部３２は、第1照明部３１よりも画像表示部１０側に配置され、光源３４から発せられる光を基に、画像表示部１０をその背面側から、表示画面の左右方向（図におけるＸ方向）において第１出射角度よりも狭い第２出射角度にて照明する。

図４に、バックライト部３０の構成の一例を平断面図にて示す。

第1照明部３１は、画像表示部１０と同程度の大きさ（面積）のアクリル系材料などから成る導光板３５を用いることによって構成されている。導光板３５の画像表示部１０と反対側には反射フィルム３６が設けられている。反射フィルム３６は、高輝度化、低消費電力化を図るために、光源３３の光を効率良く導光板３５側に反射させる作用を為す。反射フィルム３６としては、例えば、ポリエステル系樹脂を用いた多層膜構造のものなどを用いることができる。

導光板３５は、画像表示部１０と反対側の内面に拡散性の反射ドット、あるいは、プリズムなどといった散乱子を有している。本例の場合、図４に導光板３５の一部を拡大して示すように、散乱子３５_Aとして、導光板３５の画像表示部１０と反対側の内面から内部側に突出した多面体形状のプリズムを用いる構成を採っている。

ここで例示した散乱子３７の構成については一例に過ぎず、多面体形状のプリズムに限られるものではない。散乱子３５_Aとして、例えば、拡散性の反射ドット（例えば、白色ドット）を用いてもよい。散乱子３５_Aは、画像表示部１０と反対側の内面の全面に亘って非規則的に配置される。但し、規則的な配置を排除するものではない。

導光板３５から出射される光の分布などは、散乱子３５_Aの配置の密度や、形状の高さ（深さ）などによって決まる。散乱子３５_Aの配置の密度については、光源３３からの距離が長くなるに連れて高密度になるように散乱子３５_Aを配置するのが好ましい。あるいは又、散乱子３５_Aの形状の高さについては、光源３３からの距離が長くなるに連れて形状が高く（深く）なるように形成するのが好ましい。

散乱子３５_Aの配置の密度及び形状の高さについての上記の構成を併用するのが更に好ましい。但し、単独での採用を排除するものではない。

光源３３からの距離が長くなると、その分だけ到達する光の強度が弱まる。これに対して、光源３３から離れるに連れて散乱子３５_Aの配置の密度が高くなると、その分だけ光が多く散乱するため、光源３３からの距離に関係なく、導光板３５の全体に亘ってほぼ均一な光強度の散乱光を得ることができるようになる。あるいは又、光源３３から離れるに連れて散乱子３５_Aの形状が高くなると、その分だけ光の当たる面積が多くなるため、光源３３からの距離に関係なく、導光板３５の全体に亘ってほぼ均一な光強度の散乱光を得ることができるようになる。

因みに、散乱子３５_Aとして反射ドットを用いる場合には、当該反射ドットの面積を光源３３から離れるに連れて大きくなるように形成するのが好ましい。このようにすることで、光源３３から遠く離れるほど、散乱子３５_Aに光が当たる面積が大きくなるため、光源３３からの距離に関係なく、導光板３５の全体に亘ってほぼ均一な光強度の散乱光を得ることができるようになる。

第２照明部３２は、第１照明部３１の導光板３５と同程度の大きさ（面積）のアクリル系材料などから成る導光板３７を用いることによって構成されている。導光板３７の画像表示部１０側には、プリズムフィルム（プリズムシート）３８及び拡散フィルム３９がその順番で設けられている。

導光板３７は、画像表示部１０と反対側の内面に、例えば、光源３４から離れるに連れて所定の角度（傾斜角）で上昇する傾斜面を持つプリズム３７_Aを有している。このプリズム３７_Aは、画像表示部１０の画素列の画素の配列方向（図におけるＹ方向）に沿って帯状に形成されている。また、この帯状のプリズム３７_Aは、画像表示部１０の画素行の画素の配列方向（図におけるＸ方向）において一定の間隔で配列されている。導光板３７から出射される光の分布などは、プリズム３７_Aの傾斜面の傾斜角や、配列の間隔などによって決まる。

プリズムフィルム３８は、シート状の透光性部材から成る集光効果を持った光偏向素子であり、バックライト部３０の光学的な効率を改善して視認方向から見た輝度を向上させる目的で用いられる。拡散フィルム３９は、導光板３５からの光を画像表示部１０に対してその全面に亘って照射する作用を為す。拡散フィルム３９のベースフィルムには、光学特性に優れたＰＥＴフィルムなどといった周知のフィルムを用いることができる。

上記構成のバックライト部３０における第１照明部３１及び第２照明部３２の動作について説明する。

先ず、第１照明部３１において、光源３３から発せられた光は、導光板３５内にその側面から入射する。導光板３５内に入射した光は、全反射を繰り返して導光板３５内を拡がる。このとき、導光板３５の画像表示部１０と反対側の内面に多面体形状の散乱子３５_Aが存在することから、当該散乱子３５_Aによって光が散乱され、その散乱光が導光板３５から画像表示部１０側に出る。そして、導光板３５から出た散乱光は、プリズムフィルム３８を経た後拡散フィルム３９で拡散されることによって広い角度分布の光（第１出射角度の光）として画像表示部１０をその背面側から照明する。

次に、第２照明部３２において、光源３４から発せられた光は、導光板３７内にその側面から入射する。導光板３７内に入射した光は、全反射を繰り返して導光板３７内を拡がる。この全反射を繰り返す過程において、全反射の条件を満たさないところで小さい出射角度にて光が導光板３７の外に出る。このとき、導光板３７から出る光の角度、即ち、出射角度はほぼ一定となる。そして、ほぼ一定の小さい出射角度にて導光板３７から出た光は、プリズムフィルム３８を経ることで、狭い角度分布の光（第２出射角度の光）として画像表示部１０をその背面側から照明する。

以上説明した実施形態に係る立体画像表示装置１において、バックライト部３０は、第１照明部３１による画像表示部１０の照明と、第２照明部３２による画像表示部１０の照明とを選択的に行うことができる。具体的には、平面画像を表示するときは、第１出射角度の第１照明部３１を用い、立体画像を表示するときは、第１出射角度よりも狭い第２出射角度の第２照明部３２を用いる。

このように、立体画像の表示時に、バックライト部３０から発せられる光の出射角度を平面画像の表示時よりも狭くすることで、画像表示部１０の視野角が狭くなるため、画像観察者が画像表示部１０による表示画面を観察（視聴）可能な角度範囲が狭くなる。こけにより、逆視の影響を抑えることができるため、視認性を向上できる。更に、バックライト光の出射角度が狭いことで、画像表示部１０に対する照明の光強度を上げることができるため、画像表示部１０と画像観察者との間の光路中にバララックスバリア２０が介在していても、第１照明部３１を用いる場合よりも高い輝度を得ることができる。

ここで、表示画面の正面から見たときの輝度及び効率について、下記の条件の下での平面画像の表示時と立体画像の表示時との試作結果を比較する。ここでは、通常のバックライト部（第１照明部３１を用いるときのバックライト部３０に相当）と、実施形態に係るバックライト部３０とを比較する。因みに、通常のバックライト部のサイズを３．５［インチ］、実施形態に係るバックライト部３０のサイズを３．０［インチ］としている。

そして、平面画像（２Ｄ）の表示時は、バックライト光の出射角度を共に４６度とすると、通常のバックライト部の場合は、輝度が１５００［ｎｉｔ］、消費電力が４９０［ｍＷ］、効率が０．３８［ｎｉｔ／ｍＷ・ルーメン］といった試作結果が得られた。これに対し、実施形態に係るバックライト部３０の場合は、輝度が８０００［ｎｉｔ］、消費電力が３９９［ｍＷ］、効率が０．３８［ｎｉｔ／ｍＷ・ルーメン］といった試作結果が得られた。

また、立体画像（３Ｄ）の表示時は、バックライト光の出射角度については、通常のバックライト部では平面画像の表示時と同じ４６度であり、実施形態に係るバックライト部３０では通常のバックライト部の半分以下の２０度としている。

この条件の下において、通常のバックライト部の場合は、輝度が１５００［ｎｉｔ］、消費電力が４９０［ｍＷ］、効率が０．３８［ｎｉｔ／ｍＷ・ルーメン］といった試作結果が得られた。これに対し、実施形態に係るバックライト部３０の場合は、輝度が４０００［ｎｉｔ］、消費電力が１２６［ｍＷ］、効率が０．５７［ｎｉｔ／ｍＷ・ルーメン］といった試作結果が得られた。

上記の条件の下での試作結果の比較から明らかなように、実施形態に係るバックライト部３０によれば、立体画像の表示時にバックライト光の出射角度を狭くすることで、通常のバックライト部に比べて輝度を約２．７倍、効率を約１．５倍にすることができる。

（駆動回路）
次に、実施形態に係る立体画像表示装置１の駆動回路について説明する。

図５は、実施形態に係る立体画像表示装置１の駆動回路の構成の一例を示すブロック図である。

図５に示すように、本構成例に係る駆動回路５０は、制御部５１、パネル駆動部５２、光源駆動部５３、及び、照明切り替え部５４を有する構成となっている。制御部５１は、例えば、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)によって構成され、映像信号及び３Ｄ／２Ｄ信号をパネル駆動部５２に対して与える。ここで、「３Ｄ／２Ｄ信号」とは、立体画像の表示を行うか、平面画像の表示を行うかを示す信号である。パネル駆動部５２、光源駆動部５３、及び、照明切り替え部５４については、周知の回路素子などを用いて構成することができる。

パネル駆動部５２は、映像信号及び３Ｄ／２Ｄ信号を受けて、映像信号を画像表示部１０に供給するとともに、３Ｄ／２Ｄ信号に基づいてバリアＯＮ／バリアＯＦＦを指示するバリア駆動信号をパララックスバリア２０に供給する。ここで、「バリアＯＮ」とは、パララックスバリア２０に遮光部（バリア）２４を形成させることを言う。また、「バリアＯＦＦ」とは、パララックスバリア２０に遮光部２４を形成させないこと、即ち、パララックスバリア２０を全面に亘って透過状態にすることを言う。

パネル駆動部５２は更に、映像信号及び３Ｄ／２Ｄ信号を受けて、バックライト部３０の第１照明部３１／第２照明部３２の切り替え信号、即ち、２Ｄ／３Ｄ切り替え信号を照明切り替え部５４に与える。光源駆動部５３は、バックライト部３０の光源３３，３４を駆動するための電源を照明切り替え部５４に供給する。

照明切り替え部５４は、２Ｄ／３Ｄ切り替え信号を受けて、バックライト部３０の第１照明部３１／第２照明部３２の切り替えのための制御を行う。具体的には、照明切り替え部５４は、第１照明部３１から第２照明部３２への切り替え、または、第２照明部３２から第１照明部３１への切り替えを、平面画像から立体画像への表示切り替え、または、立体画像から平面画像への表示切り替え後所定の時間をかけて緩やかに行う。

図６に、第１照明部３１／第２照明部３２の切り替え時の制御の様子を示す。図６において、（Ａ）は２Ｄ／３Ｄ切り替え信号を、（Ｂ）は３Ｄ／２Ｄ切り替え信号を、（Ｃ）は第１照明部３１の光源３３の電流を、（Ｄ）は第２照明部３２の光源３４の電流をそれぞれ示している。

ここで、上記の所定の時間、即ち、光源３３，３４の電流の立ち上がり／立ち上がりの開始時点から立ち上がり／立ち下がりの完了時点までの時間Ｔとしては、所定のフレーム数、例えば、３〜４フレーム程度のフレーム数に相当する時間が望ましい。

このように、第１照明部３１／第２照明部３２の切り替えを、平面画像／立体画像の切り替え後所定の時間Ｔをかけて緩やかに（ゆっくりと）行うことで、第１照明部３１／第２照明部３２の切り替えに伴う輝度の急激な変化を抑えることができる。これにより、画像観察者に対して違和感を与えることなく、第１照明部３１と第２照明部３２との切り替えを行うことができる。

尚、本開示は以下のような構成を取ることができる。
（１）視差画像を表示可能な画像表示部、
視差画像を立体画像として知覚させる光学部品、及び、
画像表示部の背面側に配されたバックライト部を備えており、
バックライト部は、
画像表示部による平面画像の表示の際に第１出射角度で画像表示部を照明する第１照明部と、
画像表示部及び光学部品による立体画像の表示の際に第１出射角度よりも狭い第２出射角度で画像表示部を照明する第２照明部とを有する立体画像表示装置。
（２）第２の出射角度は、画素表示部の画素行の画素の配列方向における角度である前記（１）に記載の立体画像表示装置。
（３）光学部品は、パララックスバリアである前記（１）に記載の立体画像表示装置。
（４）パララックスバリアは、バリアを選択的に形成する可変バリアである前記（３）に記載の立体画像表示装置。
（５）可変バリアは、液晶を用いて選択的にバリアを形成する前記（４）に記載の立体画像表示装置。
（６）第２照明部は、第１照明部よりも画像表示部側に設けられている前記（１）から（５）のいずれかに記載の立体画像表示装置。
（７）第１照明部から第２照明部への切り替え、または、第２照明部から第１照明部への切り替えを、平面画像から立体画像への表示切り替え、または、立体画像から平面画像への表示切り替え後所定の時間をかけて行う前記（１）から（６）のいずれかに記載の立体画像表示装置。
（８）所定の時間は、所定のフレーム数に相当する時間である前記（７）に記載の立体画像表示装置。
（９）視差画像を表示可能な画像表示部、
視差画像を立体画像として知覚させる光学部品、及び、
画像表示部の背面側に配されたバックライト部を備えており、
バックライト部は、
第１出射角度で画像表示部を照明する第１照明部と、
第１出射角度よりも狭い第２出射角度で画像表示部を照明する第２照明部とを有する立体画像表示装置の駆動に当たって、
画像表示部による平面画像の表示時と画像表示部及び光学部品による立体画像の表示時とで第１照明部と第２照明部とを切り替える立体画像表示装置の駆動方法。

１・・・立体画像表示装置、１０…画像表示部、１１・・・フロントパネル、１２・・・リアパネル、１３，２６，２７・・・偏光板、２０・・・パララックスバリア、２１，２２・・・ガラス基板、２３・・・液晶層、２４・・・遮光部（バリア）、２５・・・透過部、３０・・・バックライト部、３１・・・第１照明部、３２・・・第２照明部、３３，３４・・・光源、４０・・・画素、５０・・・駆動回路、５１・・・制御部、５２・・・パネル駆動部、５３・・・光源駆動部、５４・・・照明切り替え部

Claims (6)

1. 視差画像を表示可能な画像表示部、
   画像表示部の表示面側に配されて視差画像を立体画像として知覚させるパララックスバリア、及び、
   画像表示部の背面側に配されたバックライト部を備えており、
   バックライト部は、
   画像表示部による平面画像の表示の際に第１出射角度で画像表示部を照明する第１照明部と、
   画像表示部及びパララックスバリアによる立体画像の表示の際に第１出射角度よりも狭い第２出射角度で画像表示部を照明する第２照明部とを有し、
   第１照明部から第２照明部への切り替え、または、第２照明部から第１照明部への切り替えを、平面画像から立体画像への表示切り替え、または、立体画像から平面画像への表示切り替え後所定の時間をかけて行う
   立体画像表示装置。
2. 第２の出射角度は、画素表示部の画素行の画素の配列方向における角度である請求項１に記載の立体画像表示装置。
3. パララックスバリアは、バリアを選択的に形成する可変バリアである請求項１に記載の立体画像表示装置。
4. 可変バリアは、液晶を用いて選択的にバリアを形成する請求項３に記載の立体画像表示装置。
5. 所定の時間は、所定のフレーム数に相当する時間である請求項１に記載の立体画像表示装置。
6. 視差画像を表示可能な画像表示部、
   画像表示部の表示面側に配されて視差画像を立体画像として知覚させるパララックスバリア、及び、
   画像表示部の背面側に配されたバックライト部を備えており、
   バックライト部は、
   画像表示部による平面画像の表示の際に第１出射角度で画像表示部を照明する第１照明部と、
   画像表示部及びパララックスバリアによる立体画像の表示の際に第１出射角度よりも狭い第２出射角度で画像表示部を照明する第２照明部とを有する立体画像表示装置の駆動に当たって、
   画像表示部による平面画像の表示時と画像表示部及びパララックスバリアによる立体画像の表示時とで第１照明部と第２照明部とを切り替え、
   第１照明部から第２照明部への切り替え、または、第２照明部から第１照明部への切り替えを、平面画像から立体画像への表示切り替え、または、立体画像から平面画像への表示切り替え後所定の時間をかけて行う
   立体画像表示装置の駆動方法。
   

Images