JP2012155211A - 光源デバイスおよび表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表示部1に向けて画像表示用の光を出射する光源デバイスを備える。光源デバイスは、光源2と、導光板3とを含む。導光板3は、第1の内部反射面3Aと第2の内部反射面3Bとを有する。第1の内部反射面3Aは、所定の全反射条件を満たす入射角で入射した光線を内部全反射させる全反射エリア32と、全反射エリア32における所定の全反射条件を満たす入射角で入射した光線の少なくとも一部を外部に出射させる散乱エリア31とを有する。散乱エリア31と全反射エリア32とを、第2の内部反射面3Bに設けるようにしても良い。
【選択図】図1
Description
[立体表示装置の全体構成]
図1(A),(B)は、本開示の第1の実施の形態に係る立体表示装置の一構成例を示している。この立体表示装置は、画像表示を行う表示部1と、表示部1の背面側に配置され、表示部1に向けて画像表示用の光を出射する光源デバイスとを備えている。光源デバイスは、光源2と、導光板3と、電子ペーパー4とを備えている。
sinα=n0/n1
図2(A)は、導光板3の表面の第1の構成例を示している。図2(B)は図2(A)に示した導光板3の表面での光線の反射状態および散乱状態を模式的に示している。この第1の構成例は、散乱エリア31を、全反射エリア32に対して凹形状の散乱エリア31Aにした構成例である。このような凹形状は例えば、導光板3の表面を鏡面加工した後、散乱エリア31Aに対応する部分をレーザ加工することで形成することができる。このような凹形状の散乱エリア31Aにした場合には、入射した光線のうち、全反射エリア32における所定の全反射条件を満たす入射角θ1に対応する角度で入射した光線の少なくとも一部が、凹形状の側面部分33では全反射条件を満たさなくなり、外部に出射される。
この立体表示装置において、3次元表示モードでの表示を行う場合(図1(A))、表示部1には3次元画像データに基づく画像表示を行うと共に、電子ペーパー4の表示面41を全面黒表示状態(光吸収状態)にする。この状態では、光源2からの光線は、導光板3において第1の内部反射面3Aの全反射エリア32と第2の内部反射面3Bとの間で、繰り返し内部全反射されることにより、光源2が配置された側の一方の側面から、対向する他方の側面へと導光され、他方の側面から出射される。その一方で、導光板3において第1の内部反射面3Aの散乱エリア31に入射した光線L2のうち、全反射条件を外れた一部の光線が散乱エリア31から外部に出射される。散乱エリア31ではまた、その他の一部の光線L3が内部反射されるが、その光線L3は、導光板3の第2の内部反射面3Bを介して、電子ペーパー4の表示面41に入射する。ここで、電子ペーパー4の表示面41は全面黒表示状態になっているので、その光線L3は表示面41で吸収される。結果として、導光板3において第1の内部反射面3Aからは、散乱エリア31のみから光線が出射される。すなわち、導光板3の表面を等価的に、散乱エリア31を開口部(スリット部)とし、全反射エリア32を遮蔽部とするようなパララックスバリアとして機能させることができる。これにより、等価的に、表示部1の背面側にパララックスバリアを配置したパララックスバリア方式による3次元表示が行われる。
次に、本開示の第2の実施の形態に係る立体表示装置について説明する。なお、上記第1の実施の形態に係る立体表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
次に、本開示の第3の実施の形態に係る立体表示装置について説明する。なお、上記第1または第2の実施の形態に係る立体表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
次に、本開示の第4の実施の形態に係る立体表示装置について説明する。なお、上記第1ないし第3の実施の形態に係る立体表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
上記上記第1ないし第3の実施の形態では、導光板3において、散乱エリア31と全反射エリア32とを第1の内部反射面3A側に設けた構成例について説明したが、第2の内部反射面3B側に設けた構成であっても良い。例えば上記第3の実施の形態の構成(図7)に対して、第2の内部反射面3B側に散乱エリア31と全反射エリア32とを設けた構成であっても良い。
図11(A)は、導光板3における第2の内部反射面3Bの第1の構成例を示している。図11(B)は図11(A)に示した第1の構成例における第2の内部反射面3Bでの光線の反射状態および散乱状態を模式的に示している。この第1の構成例は、散乱エリア31を、全反射エリア32に対して凹形状の散乱エリア31Aにした構成例である。このような凹形状の散乱エリア31Aは例えば、サンドブラスト加工やレーザ加工により形成することができる。例えば、導光板3の表面を鏡面加工した後、散乱エリア31Aに対応する部分をレーザ加工することで形成することができる。この第1の構成例の場合、第2の内部反射面3Bにおいて、全反射条件を満たす入射角θ1で入射した光源2からの第1の照明光L11は、全反射エリア32で内部全反射される。一方、凹形状の散乱エリア31Aでは、全反射エリア32と同じ入射角θ1で入射したとしても、入射した第1の照明光L12の光線の一部が凹形状の側面部分33では全反射条件を満たさなくなり、一部が散乱透過し、その他は散乱反射する。この散乱反射した光線(散乱光L20)の一部またはすべてが、図8に示したように、第1の内部反射面3Aに向けて全反射条件を外れた光線として出射される。
この立体表示装置において、3次元表示モードでの表示を行う場合、表示部1には3次元画像データに基づく画像表示を行うと共に、光源2とバックライト7とを3次元表示用にオン(点灯)・オフ(非点灯)制御する。具体的には、図8に示したように、光源2をオン(点灯)状態にすると共に、バックライト7をオフ(非点灯)状態に制御する。この状態では、光源2からの第1の照明光(光線L1)は、導光板3において第1の内部反射面3Aと第2の内部反射面3Bの全反射エリア32との間で、繰り返し内部全反射されることにより、光源2が配置された側の一方の側面から、対向する他方の側面へと導光され、他方の側面から出射される。その一方で、光源2による第1の照明光の一部が、導光板3の散乱エリア31で散乱反射されることで、導光板3の第1の内部反射面3Aを透過し、導光板3の外部に出射される。これにより、導光板自体にパララックスバリアとしての機能を持たせることが可能となる。すなわち、光源2による第1の照明光に対しては、等価的に、散乱エリア31を開口部(スリット部)とし、全反射エリア32を遮蔽部とするようなパララックスバリアとして機能させることができる。これにより、等価的に、表示部1の背面側にパララックスバリアを配置したパララックスバリア方式による3次元表示が行われる。
本開示は、上記各実施の形態に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、上記各実施の形態では、導光板3において、散乱エリア31と全反射エリア32とを第1の内部反射面3Aまたは第2の内部反射面3Bのいずれか一方にのみ設けた構成例を挙げたが、第1の内部反射面3Aと第2の内部反射面3Bとの双方に散乱エリア31と全反射エリア32とが設けられた構成であっても良い。
Claims (11)
- 互いに対向する第1の内部反射面と第2の内部反射面とを有する導光板と、
前記導光板内部に向けて側面方向から照明光を照射する光源と、
前記導光板に対して対向配置され、光線の出射状態を部分的に変化させる光学デバイスと
を備え、
前記第1の内部反射面または前記第2の内部反射面の少なくとも一方に、前記光源からの照明光を散乱させて前記第1の内部反射面側から前記導光板の外部に出射させる散乱エリアが部分的に設けられ、
前記散乱エリアが設けられた側と同じ内部反射面に、前記光源からの照明光を内部全反射させる全反射エリアが設けられている
光源デバイス。 - 前記第1の内部反射面または前記第2の内部反射面の少なくとも一方において、前記全反射エリアと前記散乱エリアとが交互に設けられている
請求項1に記載の光源デバイス。 - 前記散乱エリアは、前記第1の内部反射面または前記第2の内部反射面に対応する前記導光板の表面を、前記全反射エリアとは異なる形状に表面加工することにより形成されたものである
請求項1に記載の光源デバイス。 - 前記散乱エリアは、前記第1の内部反射面または前記第2の内部反射面に対応する前記導光板の表面に、前記導光板の屈折率以上の屈折率を有する光拡散部材を配置することにより形成されたものである
請求項1に記載の光源デバイス。 - 前記光学デバイスは、前記導光板に対して前記第2の内部反射面が形成された側に対向配置され、入射した光線に対する作用を、散乱反射状態と光吸収状態との2つの状態に部分的に切り替え可能なものである
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の光源デバイス。 - 前記光学デバイスは、前記導光板に対して前記第1の内部反射面が形成された側に対向配置され、入射した光線に対する作用を、透明状態と拡散透過状態との2つの状態に部分的に切り替え可能なものである
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の光源デバイス。 - 前記光学デバイスは、前記導光板に対して前記第2の内部反射面が形成された側に対向配置され、前記第2の内部反射面に向けて部分的に外側から照明光を照射する他の光源である
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の光源デバイス。 - 画像表示を行う表示部と、
前記表示部に向けて画像表示用の光を出射する光源デバイスと
を備え、
前記光源デバイスは、
互いに対向する第1の内部反射面と第2の内部反射面とを有する導光板と、
前記導光板内部に向けて側面方向から照明光を照射する光源と、
前記導光板に対して対向配置され、光線の出射状態を部分的に変化させる光学デバイスと
を有し、
前記第1の内部反射面または前記第2の内部反射面の少なくとも一方に、前記光源からの照明光を散乱させて前記第1の内部反射面側から前記導光板の外部に出射させる散乱エリアが部分的に設けられ、
前記散乱エリアが設けられた側と同じ内部反射面に、前記光源からの照明光を内部全反射させる全反射エリアが設けられている
を含む表示装置。 - 前記光学デバイスは、前記導光板に対して前記第2の内部反射面が形成された側に対向配置され、入射した光線に対する作用を、光吸収状態と散乱反射状態との2つの状態に部分的に切り替え可能なものであり、
前記表示部は、3次元画像データに基づく3次元表示と2次元画像データに基づく2次元表示とを部分的な領域ごとに切り替え表示するものであり、
前記光学デバイスは、前記表示部において3次元表示をする領域に対応する部分では、入射した光線に対する作用を光吸収状態にし、前記表示部において2次元表示をする領域に対応する部分では、入射した光線に対する作用を散乱反射状態にする
請求項8に記載の表示装置。 - 前記光学デバイスは、前記導光板に対して前記第1の内部反射面が形成された側に対向配置され、入射した光線に対する作用を、透明状態と拡散透過状態との2つの状態に部分的に切り替え可能なものであり、
前記表示部は、3次元画像データに基づく3次元表示と2次元画像データに基づく2次元表示とを部分的な領域ごとに切り替え表示するものであり、
前記光学デバイスは、前記表示部において3次元表示をする領域に対応する部分では、入射した光線に対する作用を透明状態にし、前記表示部において2次元表示をする領域に対応する部分では、入射した光線に対する作用を拡散透過状態にする
請求項8に記載の表示装置。 - 前記光学デバイスは、前記導光板に対して前記第2の内部反射面が形成された側に対向配置され、前記第2の内部反射面に向けて部分的に外側から照明光を照射する他の光源であり、
前記表示部は、3次元画像データに基づく3次元表示と2次元画像データに基づく2次元表示とを部分的な領域ごとに切り替え表示するものであり、
前記他の光源は、前記表示部において3次元表示をする領域に対応する部分では非点灯状態に制御され、前記表示部において2次元表示をする領域に対応する部分では点灯状態に制御される
請求項8に記載の表示装置。
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