JP5046049B2 - 画像表示装置、及び画像表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、レンチキュラレンズ又はフライアイレンズ等のレンズを使用して複数の視点に向けて画像を表示する画像表示装置に関し、特に耐久性が優れた画像表示装置、及び画像表示装置の製造方法に関する。

従来、立体画像を表示することができる表示装置の検討が行われている。立体視については、紀元前２８０年にギリシャの数学者ユークリッドが、「立体視とは、同一物体の異なる方向から眺めた別々の映像を左右両眼が同時に見ることによって得られる感覚である」と考察している（非特許文献１参照。）。即ち、立体画像表示装置の機能としては、観察者の左右両眼に相互に視差がある画像を夫々独立して提示することが必要となる。

この機能を具体的に実現するため、これまでに多くの立体画像表示方式の検討がなされている。これらの立体画像表示方式は、眼鏡を使用する方式と眼鏡を使用しない方式とに大別することができる。このうち、眼鏡を使用する方式には、色の違いを利用したアナグリフ方式、及び偏光を利用した偏光眼鏡方式等があるが、本質的に眼鏡をかける煩わしさを避けることができないため、近年では眼鏡を使用しない方式の検討が盛んに行われている。

眼鏡を使用しない方式には、レンチキュラレンズ方式及びパララックスバリア方式等がある。パララックスバリア方式は、１８９６年にＢｅｒｔｈｉｅｒが着想し、１９０３年にＩｖｅｓによって実証された立体画像表示方式である。図３１は、パララックスバリア方式により立体画像を表示する方法を示す光学モデル図である。図３１に示すように、パララックスバリア１０１は、細い縦縞状の多数の開口部、即ち、スリット１０１ａが形成されたバリア（遮光板）である。そして、このパララックスバリア１０１の一方の表面の近傍には、表示手段１０２が配置されている。この表示手段１０２には、スリット１０１ａの長手方向と直交する方向に左眼用画素１０２ａ及び右眼用画素１０２ｂが配列されている。また、パララックスバリア１０１の他方の表面の近傍、即ち、表示手段１０２の反対側には、光源（図示せず）が配置されている。

光源から出射された光は、パララックスバリア１０１によりその一部が遮断される。一方、パララックスバリアに遮断されずにスリット１０１ａを通過した光は、左眼用画素１０２ａを通過して光束１０３ａになり、又は右眼用画素１０２ｂを通過して光束１０３ｂになる。その際、左眼用画素１０２ａを通過した光束１０３ａは観察者の左眼１０４ａのみに到達し、右眼用画素１０２ｂを通過した光束１０３ｂは観察者の右眼１０４ｂのみに到達するように、左眼用画素１０２ａ及び右眼用画素１０２ｂは配置される。このように、観察者の左右の眼には夫々異なる画素からの光が到達することになるため、観察者は表示手段１０２に表示された画像を、立体画像として認識することが可能になる。

このパララックスバリア方式は、考案された当初は、パララックスバリアが画素と眼との間に配置されており、目障りで視認性が低いという問題があった。しかしながら、近時の液晶表示装置の実現に伴って、パララックスバリアを表示手段の裏側に配置することが可能となった。それにより、視認性が改善され、現在、パララックスバリア方式の立体画像表示装置の検討が盛んに行われている。

一方、レンチキュラレンズ方式は、例えば前述の非特許文献１に記載されているように、Ｉｖｅｓ等により１９１０年頃に発明された。図３２はレンチキュラレンズを示す斜視図であり、図３３はレンチキュラレンズを使用する立体表示方法を示す光学モデル図である。図３２に示すように、レンチキュラレンズ１１０は一方の面が平面となっており、他方の面には、一方向に延びるかまぼこ状の凸部（シリンドリカルレンズ）１１１が、その長手方向が相互に平行になるように複数個形成されている。そして、図３３に示すように、このレンチキュラレンズ１１０の焦点面には、左眼１１３ａ用の画像を表示する左眼用画素１１２ａと、右眼１１３ｂ用の画像を表示する右眼用画素１１２ｂとが交互に配列された表示手段１１４が配置される。これにより、左眼用画素１１２ａ及び右眼用画素１１２ｂから出射した光は、レンチキュラレンズ１１０により左眼１１３ａ又は右眼１１３ｂに向かう方向に夫々振り分けられる。このようにして、このように、観察者の左右の眼には夫々異なる画素からの光が到達することになるため、観察者に立体画像を認識させることが可能になる。前記パララックスバリア方式が不要な光をバリアにより取り除く方式であるのに対し、レンチキュラレンズ方式は光の進む向きを変える方式であり、光源から出射した光を全て利用しているため、原理的には表示画面の明るさは低下しない。そのため、高輝度表示及び低消費電力性能が重視される携帯機器等への適用が期待されている。

また、レンチキュラレンズを使用した画像表示装置として、複数の画像を同時に表示する複数画像同時表示装置が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の複数画像同時表示装置は、レンチキュラレンズによる画像の振り分け機能を利用して、観察する方向毎に異なる画像を同時に同一条件で表示する表示装置である。即ち、この複数画像同時表示装置は、表示面に対して相互に異なる方向に位置する複数の観察者に対して、相互に異なる画像を同時に提供することができる。これにより、人数分の表示装置を用意する場合に比べて、設置スペース及び電気代等を削減することができる。

従来、レンチキュラレンズ等の光学手段を液晶表示装置等の表示手段へ取り付ける場合は、粘着等の方法が使用されている（例えば、特許文献２参照。）。図３４は従来のレンチキュラレンズの取り付け方法を示す断面図である。図３４に示すように、従来のレンチュキュラレンズ１２０は、その平坦面全面に粘着層１２１が設けられており、この粘着層１２１により液晶表示装置等の表示手段の表面に固定される。

増田千尋著，「３次元ディスプレイ」，産業図書株式会社，ｐ．１ 特開平６−３３２３５４号公報 （第３−５頁、第９図） 特開平１１−１０１９５０号公報 （第２−３頁、第２図）

しかしながら、前述の特許文献２に記載の立体画像表示装置は、光学手段の全面に粘着層が設けられているため、温度差が大きい場所で使用又は保管すると、光学手段と表示手段における固定面との膨張率の差により応力が発生し、粘着層が剥離して立体画像表示装置が破損するという問題がある。この問題点は、立体画像表示装置だけでなく、複数視点の画像を表示する表示装置には一般的に発生する。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、耐久性が優れた画像表示装置、及び画像表示装置の製造方法を提供することを目的とする。

本願発明に係る画像表示装置は、少なくとも第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を含む表示単位が複数周期的に配列された矩形状の表示手段と、前記表示手段上に配され、前記画素から出射した光を屈折させる光学手段とを有し、前記光学手段において前記画素から出射した光を屈折させて相互に異なる方向に出射する画像表示装置において、前記光学手段は前記表示手段との間に介在した固定手段により前記表示手段に固定され、前記固定手段は、前記表示手段の２組の対辺のうち、一方の対辺のそれぞれに沿って延在し、他方の対辺に沿う方向には設けられていないことを特徴とする。また、本願発明に係る画像表示装置の製造方法は、少なくとも第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を含む表示単位が複数周期的に配列された矩形状の表示手段と、前記表示手段上に配され、前記画素から出射した光を屈折させる光学手段とを有し、前記光学手段が複数のシリンドリカルレンズを有するレンチキュラレンズである画像表示装置の製造方法において、少なくとも２つの前記シリンドリカルレンズのそれぞれに対応するように、前記シリンドリカルレンズの長手方向に沿わせて少なくとも２つの線光源を設け、前記少なくとも２つの線光源から発せられた光を、対応するそれぞれの前記シリンドリカルレンズに透過させて投影した投影像に基づいて、前記光学手段と前記光学手段との位置合わせを行い、前記光学手段と前記表示手段との間において、前記表示手段の２組の対辺のうち、一方の対辺のそれぞれに沿うように固定手段を延在させて前記光学手段を前記表示手段に固定することを特徴とする。

本発明によれば、光学手段を表示手段に固定するための固定手段を、前記表示手段の画像表示領域を囲む領域の少なくとも一部に設けることにより、温度変化等により前記光学手段及び前記表示手段が膨張又は収縮した場合に、前記光学手段と前記表示手段とが相互に離れるように撓むため、前記固定手段にかかる応力を前記表示手段の全面で固定する場合に比べて低減することができる。これにより、経時変化による劣化が少ない画像表示装置、及び画像表示装置の製造方法を得ることができる。

従来の画像表示装置において問題となっている表示手段に光学手段を固定している粘着層の剥離は、前記光学手段と、前記光学手段が固定される部材との膨張率の差により生じる応力によるものである。そこで、本発明の画像表示装置においては、前記光学手段を前記表示手段に固定する固定手段を前記表示手段の全面ではなく、前記表示手段の画像表示領域を囲む領域の少なくとも一部に設ける。これにより、温度変化等により前記光学手段及び前記表示手段が膨張又は収縮した際に、光学手段と表示手段とが相互に離れるように撓むため、固定手段にかかる応力を緩和することができる。

以下、本発明の実施形態に係る立体画像表示装置について、添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は本実施形態に係る立体画像表示装置を示す斜視図である。また、図２はこの立体画像表示装置を模式的に示す分解断面図であり、図３はその上面図である。更に、図４は本実施形態の立体画像表示装置に設けられた位置合わせ手段であるマーカの形状を示す上面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態の立体画像表示装置１には、表示手段として透過型の液晶表示装置３と、光学手段としてレンチキュラレンズ２が設けられており、このレンチキュラレンズ２は、液晶表示装置３の観察者５側の面に固定されている。また、レンチキュラレンズ２にはこのレンチキュラレンズ２と液晶表示装置３との位置を合わせるためのレンズ用マーカ２１が設けられており、液晶表示装置３には表示手段用マーカ３１が設けられている。更に、本実施形態の立体画像表示装置１には、レンチキュラレンズ２の長手方向に延びる辺に沿って固定手段４が設けられている。

本実施形態の立体画像表示装置１における光学手段としては、一方の面が平坦で、他方の面には複数個のかまぼこ状の凸型レンズ（シリンドリカルレンズ）が相互に平行になるように形成されているレンチキュラレンズ２が使用されおり、このレンチキュラレンズ２は、シリンドリカルレンズの長手方向と縦方向２６とが平行になり、且つ平坦な面が液晶表示装置３側になるように配置されている。

本実施形態の立体画像表示装置１の表示手段としては、液晶表示装置３が使用されており、この液晶表示装置３は、ガラス等からなる１対の透明基板６の間に、右眼用の画像を表示する画素と左眼用の画像を表示する画素とが横方向２５に沿って交互に配列されており、この右眼用の画像を表示する画素及び左眼用の画像を表示する画素は縦方向２６に沿って配列されている。また、１個のシリンドリカルレンズに対して、隣り合う１対の画素が縦方向２６に沿って配列された列に対応している。更に、これらの画素の背面には、光源２０が配置されている。液晶表示装置３の表示面は透明基板６により形成されており、前記表示面は横方向２５と縦方向２６とを含む平面であり、横方向２５と縦方向２６とは相互に直交する。

本実施形態の立体画像表示装置１における各マーカの間には、レンチキュラレンズ２のシリンドリカルレンズの長手方向に延びる辺に沿って固定手段４が設けられている。この固定手段４としては、例えば、両面テープ４０を使用することができる。また、レンチキュラレンズ２の材質としては、一般に、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂等のプラスチック樹脂が使用される。しかしながら、前記表示面がガラス基板である場合、これらの樹脂の熱膨張係数はガラスの熱膨張係数より１０倍程度大きいため、レンチキュラレンズ２を液晶表示装置３の表示面の全面に固定した場合、温度変化による膨張及び収縮に固定手段４が耐えられず剥離してしまう。そこで、本実施形態の立体画像表示装置１においては、レンチキュラレンズ２における膨張率及び収縮率が高い横方向２５の端部、即ち、レンチキュラレンズ２の長手方向に延びる辺に沿って固定手段４が設けられている。

本実施形態の立体画像表示装置１におけるレンズ用マーカ２１は、図２に示すように、レンチキュラレンズ２の液晶表示装置３側の面に設けられていることが好ましい。一般に、液晶表示装置３における透明基板の画素側の面には配線等が形成されているため、表示手段用マーカ３１を透明基板６の配線が形成されている面（画素側の面）に形成することにより、前記配線を形成する工程で前記マーカも形成することができる。しかしながら、レンズ用マーカ２１と表示手段用マーカ３１との間の間隔が大きくなると位置合わせの精度が低下する。そこで、本実施形態の立体画像表示装置１においては、レンズ用マーカ２１と表示手段用マーカ３１との距離を縮めるため、レンズ用マーカ２１はレンチキュラレンズ２の液晶表示装置側の面に形成されており、更に表示手段用マーカ３１はレンチキュラレンズ側に配置されている透明基板６の表面に形成されている。

また、図２及び図３に示すように、レンズ用マーカ２１はシリンドリカルレンズが形成されていない部分に設けられている。更に、レンズ用マーカ２１及び表示手段用マーカ３１は、液晶表示装置３の四隅に夫々１個ずつ配置されている。更にまた、図４に示すように、本実施形態の立体画像表示装置１におけるレンズ用マーカ２１の形状は十字型に形成されており、表示手段用マーカ３１は正方形からマーカ２１に相当する形状を除いた形状に形成されている。

次に、上述の如く構成された本実施形態の立体画像表示装置１の動作について説明する。本実施形態の立体画像表示装置１は、レンチキュラレンズ２により前記画素から出射した光の進行方向が変えられて、右眼用画素から出射した光が観察者５の右眼に入射すると共に左眼用画素から出射した光が左眼に入射する。その結果、観察者５の左右の眼には異なる画素からの光が到達することになり、観察者５は液晶表示装置３に表示されている画像を立体画像として認識する。

本実施形態の立体画像表示装置１においては、固定手段４をレンチキュラレンズ２の長手方向（縦方向２６）に延びる辺に沿って設けることにより、レンチキュラレンズ２が膨張又は収縮した際に、レンチキュラレンズ２の固定されていない部分が変形するため、固定手段４に対する応力を低減することができ、経時変化により固定手段４が劣化することを防ぐことができる。また、本実施形態の立体画像表示装置１においては、レンズ用マーカ２１をレンチキュラレンズ２の液晶表示装置側の面に形成し、表示手段用マーカ３１をレンチキュラレンズ側に配置されている透明基板６に形成することにより、レンズ用マーカ２１と表示手段用マーカ３１との間の距離が短くなり、レンチキュラレンズ２と液晶表示装置３との位置合わせをより高精度に行うことができる。更に、本実施形態の立体画像表示装置１においては、レンズ用マーカ２１をシリンドリカルレンズが形成されていない部分に設けることにより、位置合わせを行う際に、表示手段用マーカ３１の位置を認識することが容易になり、高精度な位置合わせが可能となる。更に、レンズ用マーカ２１及び表示手段用マーカ３１を図４に示す形状にすることにより、縦方向及び横方向の両方について高精度に位置合わせすることができる。

また、本実施形態の立体画像表示装置１は、携帯電話、ＰＤＡ、ゲーム機、デジタルカメラ及びデジタルビデオカメラ等、種々の携帯端末機器に使用することができる。図５は本実施形態の立体画像表示装置が搭載された携帯電話を示す斜視図である。図５に示す携帯電話２８のように、本実施形態の立体画像表示装置１を表示装置として搭載することにより、温度変化による劣化が少なく、高品質な立体画像表示が可能になる。

なお、本実施形態においては、レンチキュラレンズ２を使用した立体画像表示装置について述べたが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、通常の凸型レンズがマトリクス状に配列されたフライアイレンズ等も使用することができる。図６はフライアイレンズを示す斜視図である。光学手段として図６に示すフライアイレンズ３５を使用することにより、左右上下の４方向に異なる画像を表示することができる。

更に、本実施形態おいては、表示手段として透過型液晶表示装置を使用した立体画像表示装置について述べたが、本発明はこれに限定するものではなく、反射型液晶表示装置、微透過型液晶表示装置又は各画素に透過領域及び反射領域が設けられた半透過型液晶表示装置を使用してもよい。また、液晶表示装置の駆動方法は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）方式及びＴＦＤ（Thin Film Diode：薄膜ダイオード）方式等のアクティブマトリクス方式でもよく、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic liquid crystal）方式等のパッシブマトリクス方式でもよい。更に、表示手段には液晶表示装置以外の表示装置、例えば、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ表示装置、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube：陰極線管）表示装置、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）表示装置、フィールドエミッション表示装置、又はＰＡＬＣ（Plasma Address Liquid Crystal：プラズマ・アドレス液晶）表示装置等を使用してもよい。

次に、本発明の第２の実施形態として、前記第１の実施形態の立体画像表示装置１の製造方法について説明する。図７（ａ）及び（ｂ）は本実施形態の立体画像表示装置の製造方法をその工程順に示す上面図である。先ず、図７（ａ）に示すように、レンズ用マーカ２１が形成されたレンチキュラレンズ２の平坦な面に、シリンドリカルレンズの長手方向に延びる辺に沿って両面テープ４０を貼り付ける。次に、図７（ｂ）に示すように、表示手段用マーカ３１を有する液晶表示装置３に対して、マーカ同士の位置を合わせつつ貼り合わせる。

固定手段４として両面テープ４０のようなテープ材を使用する場合には、貼合した後に位置を微調整することは不可能である。そこで、本実施形態の立体画像表示装置１の製造方法においては、レンチキュラレンズ２と液晶表示装置３との距離を変化させつつレンズ用マーカ２１及び表示手段用マーカ３１の位置を確認しながら位置合わせを行うことにより、高精度な位置合わせが可能になる。また、従来の立体画像表示装置の製造方法のように、液晶表示装置３に画像を表示させることなくレンチキュラレンズ２と液晶表示装置３の位置合わせを行うことが可能になるため、量産性を向上させることができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係る立体画像表示装置について説明する。図８は本発明の第３の実施形態に係る立体画像表示装置を示す上面図である。本実施形態の立体画像表示装置１１には、前述の第１の実施形態と同様に、表示手段として透過型の液晶表示装置３と、光学手段としてレンチキュラレンズ２が設けられており、このレンチキュラレンズ２は、シリンドリカルレンズが形成されている面が液晶表示装置３側になるように固定されている。また、レンチキュラレンズ２及び液晶表示装置３の四隅には、夫々レンチキュラレンズ２と液晶表示装置３との位置を合わせるための位置合わせ手段であるレンズ用マーカ２２及び表示手段用マーカ３２が設けられている。このレンズ用マーカ２２には、長手方向がレンチキュラレンズ２のシリンドリカルレンズの長手方向と平行な、例えば、高さ１０μｍ、幅２０μｍ、長さ１ｍｍの直方体状の凸部が形成されている。更に、表示手段用マーカ３２には、前記シリンドリカルレンズの長手方向に、前記凸部の幅と同等の間隔を有する２つのスリット状の開口部が形成されている。更にまた、本実施形態の立体画像表示装置１１には、レンチキュラレンズ２の長手方向に延びる辺に沿って固定手段４が設けられている。

次に、上述の如く構成された本実施形態の立体画像表示装置１１の動作について説明する。本実施形態の立体画像表示装置１１は、前述の第１の実施形態と同様に、レンチキュラレンズ２により前記画素から出射した光の進行方向が変えられて、観察者５の左右の眼には異なる画素からの光が到達し、観察者５は液晶表示装置３に表示されている画像を立体画像として認識する。

レンチキュラレンズ方式の立体画像表示装置においては、レンチキュラレンズ２におけるシリンドリカルレンズ部分の長手方向と直交する方向に対しては高精度な位置合わせが必要であるが、前記シリンドリカルレンズ部の長手方向においては光の屈折方向は同一であり、レンズ効果を有していない。そのため、前記シリンドリカルレンズ部の長手方向に平行な方向の位置精度については、多少の誤差は許容され、例えば、液晶表示装置３の端面とレンチキュラレンズ２の端面との位置を合わせるような手法で行うことができる。よって、本実施形態の立体画像表示装置１１においては、レンズ用マーカ２２に長手方向が前記シリンドリカルレンズの長手方向と平行な凸部を形成し、この凸部が表示手段用マーカ３２に形成された２つのスリット状の開口部の間に位置するように、レンチキュラレンズ２と液晶表示装置３との位置合わせを行う。このように、前記シリンドリカルレンズの長手方向と直交する方向のみ位置合わせを行うことにより、位置合わせ工程が容易になり、量産性を向上することができる。

また、通常、レンチキュラレンズ２は、母型となる金型を作製し、その金型を使用して板状のプラスチック基板をプレス加工することにより作製される。図９はレンチキュラレンズを製造する際に使用される金型の製造方法を示す斜視図である。図９に示すように、レンチキュラレンズ製造用の金型８は、超精密切削加工により作製され、その際、切削工具７はレンチキュラレンズのシリンドリカルレンズ部分の長手方向と平行の方向に移動させる。そのため、レンチキュラレンズに、シリンドリカルレンズの長手方向と平行な凸部を形成することは容易であり、レンチキュラレンズを成形する際にレンズ用マーカ２２も形成することができる。よって、レンズ用マーカ２２を図８に示すように、シリンドリカルレンズ部分の長手方向に延びる形状にすることで、レンチキュラレンズの表面にレンズ用マーカ２２を形成することが容易になる。この形状は、特に、マーカをレンズと同一の工程で形成する場合に有利である。

次に、本実施形態の第４の実施形態として、前述の第３の実施形態の立体画像表示装置１１の製造方法について説明する。図１０（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態の立体画像表示の製造方法をその工程順に示す上面図である。先ず、図１０（ａ）に示すように、四隅にレンズ用マーカ２２を有するレンチキュラレンズ２のシリンドリカルレンズが形成されている面に、前記シリンドリカルレンズの長手方向に延びる辺に沿って固定手段である両面テープ４０を貼り付ける。次に、図１０（ｂ）に示すように、液晶表示装置３の四隅に設けられた表示手段用マーカ３２に形成された２つのスリット状の開口部の間に、レンズ用マーカ２２の凸部が位置するように、レンチキュラレンズ２及び液晶表示装置３の位置を調整する。即ち、レンズ用マーカ２２の凸部と表示手段用マーカ３２のスリット状の開口部の位置を合わせることにより、レンチキュラレンズ２のシリンドリカルレンズの長手方向と直交する方向に対しての位置合わせを行う。その後、両面テープ４０によりレンチキュラレンズ２と液晶表示装置３とを貼り合わせる。なお、前記シリンドリカルレンズの長手方向に関しては、レンチキュラレンズ２の端面と液晶表示装置３の端面により位置合わせを行う。

本実施形態の立体画像表示装置１１の製造方法においては、高精度な位置合わせは一方向（シリンドリカルレンズの長手方向と直交する方向）だけでよいため、位置合わせが容易になり、その結果、量産性を向上することができる。

次に、本発明の第５の実施形態に係る立体画像表示装置について説明する。図１１は本発明の第５の実施形態に係る立体画像表示装置を示す上面図である。本実施形態の立体画像表示装置１２は、図１１に示すように、液晶表示装置３と、レンチキュラレンズ２とが設けられており、このレンチキュラレンズ２は、シリンドリカルレンズが形成されている面が液晶表示装置３側になるように固定されている。本実施形態の立体画像表示装置１２は、前述の第１及び第３の実施形態とは異なり、レンチキュラレンズ２の四隅にもシリンドリカルレンズが形成されており、レンズ用マーカは形成されていない。また、液晶表示装置３の四隅には表示手段用マーカが形成されており、この表示手段用マーカ３３ａ乃至３３ｄには前記シリンドリカルレンズの長手方向にスリット状の開口部が形成されている。

次に、上述の如く構成された本実施形態の立体画像表示装置１２の動作について説明する。本実施形態の立体画像表示装置１２は、前述の第１及び第３の実施形態の立体画像表示装置と同様に、前記画素から出射した光の進行方向がレンチキュラレンズ２により変えられて、観察者５の左右の眼には異なる画素からの光が到達する。それにより、観察者５は液晶表示装置３に表示されている画像を立体画像として認識する。

通常、立体画像表示装置においては、レンズと画素との距離が焦点距離になるように光学手段と表示手段とが配置されるため、レンチキュラレンズ２と表示手段用マーカ３３ａ乃至３３ｄとの距離も焦点距離とほぼ等しくなる。このため、本実施形態の立体画像表示装置１２においては、前記開口部を通過して線光源となった位置合わせ光は、ほぼ平行光になってレンチキュラレンズ２より出射する。前記開口部とレンチキュラレンズ２の中心との相対的な位置関係が変化した場合には、観察面における位置合わせ光の照射位置が変化するため、この照射位置が所望の位置となるように、レンチキュラレンズ２と液晶表示装置３との位置合わせを行えばよい。このように、本実施形態の立体画像表示装置１２においては、レンチキュラレンズ２と液晶表示装置３との位置合わせを表示手段用マーカ３３ａ乃至３３ｄのみで行うことができる。そのため、位置合わせ用のマーカが形成されていない汎用のレンチキュラレンズを使用しても、簡易な方法で高精度な位置合わせができる。その結果、製造コストを低減して量産性を向上させることができる。

なお、本実施形態の立体画像表示装置１２においては、液晶表示装置３の四隅に表示手段用マーカを形成したが、本発明はそれに限定されるものではなく、前記マーカは、表示手段に複数個設けられていればよい。前記表示手段に複数個のマーカを設けることにより、例えば、マーカ毎に異なった波長の位置合わせ光を使用して、マーカ毎に位置ずれを検出することが可能になる。それにより、位置合わせ精度が向上する。

また、本実施形態においては、表示手段用マーカ３３ａ乃至３３ｄにスリット状の開口部が形成されている場合について述べたが、前記開口部の形状はスリット状ではなく、ピンホール形状の場合でも同様に位置合わせが可能である。前記開口部がピンホール形状の場合、観察面における位置合わせ光の照射領域の形状が点状になるのに対して、前記開口部がスリット状の場合は、前記位置合わせ光の形状が線状となる。そのため、前記開口部の形状がスリット状である方が観察面における照度を大きくできる。しかしながら、光学手段としてレンチキュラレンズ２の代わりにフライアイレンズを使用する場合においては、縦横方向共に位置合わせが可能になるため、前記開口部の形状はピンホール形状であることが好ましい。

次に、本発明の第６の実施形態として、前述の第５の実施形態の立体画像表示装置１２の製造方法について説明する。図１２（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態の立体画像表示装置の位置合わせ方法を示す概念図である。本実施形態の立体画像表示装置１２の製造方法においては、表示手段用マーカの背面に配置された位置合わせ用光源（図示せず）から出射され、この表示手段用マーカに設けられた開口部を通過した光９が、液晶表示装置の中心部分に対応した観察面５３の中心５４で一致するようにレンチキュラレンズ及び液晶表示装置の位置を調整する。先ず、前述の第３の実施形態と同様に、レンチキュラレンズのシリンドリカルレンズ側の面に両面テープを貼り付ける。次に、シリンドリカルレンズ側の面を液晶表示装置側にしてレンチキュラレンズを液晶表示装置に近付け、表示手段用マーカの背面に配置された位置合わせ用光源から出射し、表示手段用マーカに形成されたスリット状の開口部を通過し、レンチキュラレンズ２を透過した光を観察面５３で確認する。この位置合わせ用の光源としては、例えば、液晶表示装置の左上及び右上に設けられた表示手段用マーカでは赤色のものが使用され、左下及び右下の表示手段用マーカでは緑色が使用される。そして、各マーカを通過した光は、レンチキュラレンズ２のレンズ作用により進行方向が変化する。その際、レンチキュラレンズと液晶表示装置との位置合わせができていない状態では、図１２（ａ）に示すように、各開口部を通過した光９は一致しない。そこで、図１２（ｂ）に示すように、位置合わせ用光源から出射した光９が観察面５３の中心線５４に一致するようレンチキュラレンズと液晶表示装置との位置を調節する。位置合わせ用光源から出射した光９が観察面５３の中心線５４に一致した状態で、レンチキュラレンズに設けた両面テープによりレンチキュラレンズと液晶表示装置とを貼り合わせて、立体画像表示装置にする。

本実施形態の立体画像表示装置１２の製造方法においては、液晶表示装置にスリット状の開口部を有する表示手段用マーカ３２を形成し、前記開口部を通過した光を利用することにより、表示手段用マーカ３２のみで簡易に高精度な位置合わせができるため、汎用のレンチキュラレンズを使用することができる。その結果、製造コストの低減及び量産性の向上を実現することができる。また、反射型の表示パネルに適用することもできる。

次に、本発明の第７の実施形態に係る立体画像表示装置について説明する。図１３は、本発明の第７の実施形態に係る立体画像表示装置を示す上面図である。本実施形態の立体画像表示装置１３は、図１３に示すように、透過型の液晶表示装置３と、レンチキュラレンズ２とが設けられており、このレンチキュラレンズ２は、シリンドリカルレンズが形成されている面が液晶表示装置３側になるように固定されている。また、このレンチキュラレンズ２及び液晶表示装置３には、位置合わせ用のマーカは設けられていない。更に、液晶表示装置３の画素の背面には、例えば、一方が液晶表示装置３の画素における最も左側の１列と、他方が最も右側の１列に対応する位置に、その長手方向がレンチキュラレンズ２のシリンドリカルレンズ部の長手方向と平行になるように線光源が配置されている。

図１４は、本発明の第７の実施形態に係る立体画像表示装置に使用される光源を示す上面図である。本実施形態の立体画像表示装置１３においては、図１４に示すように、光源（図示せず）の前面に互いに平行な１対のスリット状開口部１０ａ及びスリット状開口部１０ｂを有する遮光板２３が設けられた線光源１０から液晶表示装置３の１列の画素に光を照射し、その光が液晶表示装置３及びレンチキュラレンズ２を通過して、観察面に投影される位置によりレンチキュラレンズ２と液晶表示装置３の位置を調整するものである。前記光源としては、例えば、左側のスリット状開口部１０ａには緑色が使用され、右側のスリット状開口部１０ｂには赤色が使用される。

次に、上述の如く構成された本実施形態の立体画像表示装置１３の動作について説明する。本実施形態の立体画像表示装置１３は、前述の第１、第３及び第５の実施形態の立体画像表示装置と同様に、前記画素から出射した光はレンチキュラレンズ２を通過する際に進行方向が変えられて、右眼用画素から出射した光が観察者５の右眼に入射すると共に左眼用画素から出射した光が左眼に入射する。それにより、観察者５の左右の眼には異なる画素からの光が到達し、観察者５は液晶表示装置３に表示されている画像を立体画像として認識する。

本実施形態の立体画像表示装置１３においては、長手方向がレンチキュラレンズ２のシリンドリカルレンズ部の長手方向と平行な線光源を使用することにより、位置合わせ用マーカを使用せずにレンチキュラレンズ２と液晶表示装置３との位置合わせを行うことができるため、製造コストを低減することができる。

次に、本発明の第８の実施形態として、前述の第７の実施形態の立体画像表示装置１３の製造方法について説明する。図１５（ａ）乃至（ｃ）は、本実施形態の立体画像表示装置の製造方法を示す模式図である。先ず、位置合わせ用の線光源１０のスリット状開口部１０ａ及び１０ｂを、例えば、一方が液晶表示装置３における画素の最も左側の１列と、他方が最も右側の１列に対応する位置に、その長手方向がレンチキュラレンズ２のシリンドリカルレンズ部の長手方向と平行になるように配置する。次に、図１５（ａ）に示すように、前記第３及び第５の実施形態と同様に、レンチキュラレンズ２のシリンドリカルレンズ側の面に固定手段として両面テープ４０を貼り付ける。そして、前記シリンドリカルレンズ側の面が液晶表示装置側になるように、レンチキュラレンズ２を液晶表示装置３に近付け、位置合わせ用の線光源１０からの光を立体画像表示装置１３の観察面５３で確認する。その際、レンチキュラレンズ２と液晶表示装置３との位置が合っていない場合は、図１５（ｂ）に示すように、スリット状開口部１０ａ及びスリット状開口部１０ｂからの投影像６０ａ及び投影像６０ｂの位置は、観察面５３の中心線５４に対して左右非対称になる。線光源１０からの光の投影位置は液晶表示装置３とレンチキュラレンズ２との位置関係に依存する。そこで、図１５（ｃ）に示すように、左側のスリット状開口部１０ａからの赤色の投影像６０ａと右側のスリット状開口部１０ｂからの緑色の投影像６０ｂとが、観察面５３の中心線５４に対して対称となるように、レンチキュラレンズ２及び液晶表示装置３の位置を調節する。投影像６０ａと投影像６０ｂとが中心線５４に対して対称である状態で、レンチキュラレンズ２を液晶表示装置３に両面テープ４０により固定し、立体画像表示装置１３にする。

本実施形態の立体画像表示装置１３の製造方法は、位置合わせ用のマーカが設けられていない汎用のレンチキュラレンズ及び表示装置を使用した立体画像表示装置においても、簡易な方法で高精度な位置合わせをすることができる。その結果、製造コストを増加させずに量産性を向上させることができる。

なお、本実施形態においては、レンチキュラレンズを使用した立体画像表示装置について述べたが、上述の製造方法はレンチキュラレンズに限定するものではなく、線光源１０の代わりに点光源を使用することでフライアイレンズにも適用することができる。

次に、本発明の第９の実施形態に係る立体画像表示装置について説明する。図１６は本発明の第９の実施形態に係る立体画像表示装置を示す上面図である。本実施形態の立体画像表示装置１４は、前記シリンドリカルレンズの長手方向だけでなく、シリンドリカルレンズの長手方向に直交する方向にも固定手段を設けたものである。本実施形態の立体画像表示装置１４は、図１６に示すように、透過型液晶表示装置３と、レンチキュラレンズ２とが設けられており、このレンチキュラレンズ２は、シリンドリカルレンズが形成されている面が液晶表示装置３側になるように、液晶表示装置３に固定されている。レンチキュラレンズ２の四隅には、前述の第１の実施形態と同様に、図４に示す形状を有するレンズ用マーカ２１が設けられており、液晶表示装置３のレンズ用マーカ２１に整合する位置には、図４に示す形状を有する表示手段用マーカ３１が設けられている。また、レンチキュラレンズ２のシリンドリカルレンズ側の面には、前記シリンドリカルレンズの長手方向に延びる辺に沿って固定手段４ａが設けられており、更に、前記シリンドリカルレンズの長手方向に直交する方向に延びる辺に沿って固定手段４ｂが設けられている。

次に、上述の如く構成された本実施形態の立体画像表示装置１４の動作について説明する。本実施形態の立体画像表示装置１４は、前述の第７の実施形態の立体画像表示装置と同様に、レンチキュラレンズ２により液晶表示装置３の画素から出射した光が進行方向を変えられて、右眼用画素から出射した光が観察者５の右眼に入射すると共に左眼用画素から出射した光が左眼に入射する。それにより、観察者５の左右の眼には異なる画素からの光が到達し、観察者５は立体画像を認識する。

本実施形態の立体画像表示装置１４においては、固定手段をシリンドリカルレンズの長手方向及び直交する方向の両方に設けることにより、温度変化によりレンチキュラレンズ及び液晶表示装置が膨張又は収縮した際に固定手段にかかる応力を低減する効果を維持しつつ、レンチキュラレンズ２を液晶表示装置３に強固に固定することができる。その結果、経時変化による劣化が少ない立体画像表示装置を実現することができる。

次に、本発明の第１０の実施形態に係る立体画像表示装置について説明する。図１７は本発明の第１０の実施形態に係る立体画像表示装置を示す上面図である。本実施形態の立体画像表示装置１５は、図１７に示すように、表示手段である液晶表示装置３と、光学手段であるレンチキュラレンズ２とが設けられており、このレンチキュラレンズ２は、シリンドリカルレンズが形成されている面が液晶表示装置３側になるように、液晶表示装置３に固定されている。また、レンチキュラレンズ２の四隅には、前記第１の実施形態と同様に、図４に示す形状を有するレンズ用マーカ２１が設けられており、液晶表示装置３の上面のレンズ用マーカ２１と整合する位置には、夫々図４に示す形状を有する表示手段用マーカ３１が設けられている。更に、本実施形態の立体画像表示装置１５には、固定手段４が画像表示面３４を囲うように設けられている。

次に、上述の如く構成された本実施形態の立体画像表示装置１５の動作について説明する。本実施形態の立体画像表示装置１５においては、液晶表示装置３の画素から出射した光がレンチキュラレンズ２により進行方向を変えられて、観察者５の左右の眼には異なる画素からの光が到達する。それにより、観察者５は液晶表示装置３に表示されている画像を立体画像として認識する。

本実施形態の立体画像表示装置１５においては、固定手段４を画像表示面３４を囲うように設けることにより、レンチキュラレンズ２、液晶表示装置３及び固定手段４により囲まれる空間と周囲の雰囲気とを隔離することが可能になる。その結果、外気に含まれる水分を吸収してレンチキュラレンズ２が膨張する等の経時変化を抑制することができる。この構造は、特に、本実施形態の立体画像表示装置１５のように、シリンドリカルレンズ面が液晶表示装置３側に配置される場合に効果が大きい。レンチキュラレンズ２において、シリンドリカルレンズ面側は平坦面側よりも表面積が大きいため、吸湿による影響を受けやすい。そこで、シリンドリカルレンズ面が液晶表示装置３側になるようにレンチキュラレンズ２を配置し、更に、前記シリンドリカル面の周囲を囲んで周囲と隔離することで、前記シリンドリカル面が吸湿することを防ぐことができる。結果として、固定手段に対する応力低減の効果を維持したまま、吸湿等の外部雰囲気に起因する経時変化を抑制することができるので、経時変化が少なく、信頼性が高い立体画像表示装置を実現することができる。

次に、本発明の第１１の実施形態に係る立体画像表示装置について説明する。図１８は本発明の第１１の実施形態に係る立体画像表示装置を示す上面図であり、図１９はその第１の変形例を示す上面図であり、図２０は本発明の第１１の実施形態に係る立体画像表示装置の第２の変形例を示す断面図であり、図２１は本発明の第１１の実施形態に係る立体画像表示装置の第３の変形例を示す断面図である。本実施形態の立体画像表示装置１６は、図１８に示すように、液晶表示装置３と、レンチキュラレンズ２とが設けられており、このレンチキュラレンズ２は、シリンドリカルレンズ面が液晶表示装置３側になるように液晶表示装置３に固定されている。また、このレンチキュラレンズ２の四隅には図４に示す形状のレンズ用マーカ２１が形成されており、液晶表示装置３の四隅には表示手段用マーカ３１が設けられている。更に、レンチキュラレンズ２のシリンドリカルレンズの長手方向に延びる辺に沿って固定手段が設けられている。本実施形態の立体画像表示装置１６においては、固定手段は接着剤４１により形成されている。

次に、上述の如く構成された本実施形態の立体画像表示装置１６の動作について説明する。本実施形態の立体画像表示装置１６においては、レンチキュラレンズ２により液晶表示装置３の画素から出射した光が進行方向を変えられて、観察者５の左右の眼には異なる画素からの光が到達する。その結果、観察者５は液晶表示装置３に表示されている画像を立体画像として認識する。

本実施形態の立体画像表示装置１６においては、固定手段として接着剤４１を使用しているため、重ね合わせ後にも位置を微調整することが可能になる。その結果、より高精度な貼り合わせができるようになり、生産効率を向上することができる。接着剤４１としては、２液型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の各種光硬化型接着剤、大気中の水分で硬化する湿気硬化型接着剤、シリコーン接着剤、エポキシ接着剤等を使用することができるが、特に可視域の波長の光を吸収する硬化開始剤を含有し可視光を照射することにより硬化が促進される可視光硬化型接着剤を使用することが好ましい。一般的に、レンチキュラレンズの材料としては、紫外線の透過率が低いプラスチック材料が使用される。そのため、プラスチック材料中における減衰量が少ない波長の光で硬化する接着剤を使用することにより、接着時間を大幅に短縮することが可能となり、量産性を向上することができる。

また、図１９に示すように、本実施形態の立体画像表示装置１６の第１の変形例である立体画像表示装置１６ｂは、前記立体画像表示装置１６における接着剤４１にフィラー４２が混合されたものである。この立体画像表示装置１６ｂおいては、例えば、平均粒径が５０μｍのフィラー４２が、接着剤４１に対して２質量％程度添加されている。接着剤４１にフィラー４２を添加することにより、固定手段４の厚さを制御することができ、液晶表示装置３の表示面に接着剤４１がはみ出すのを防止することができる。

更に、図２０に示すように、本実施形態の立体画像表示装置１６の第２の変形例である立体画像表示装置１６ｃは、前記立体画像表示装置１６ｂにおける液晶表示装置３の表示面とレンチキュラレンズ２との間に偏光板又は位相差板等の光学フィルム４６が配置されたものである。この光学フィルム４６を設けることにより、表示面を構成するガラス等の透明基板に対する接触角が９０°以上の接着剤を使用する場合において、接着剤４１が表示面にはみ出すことを防止することができる。

更にまた、本実施形態の立体画像表示装置１６の第３の変形例である立体画像表示装置１６ｄは、図２１に示すように、前述の立体画像表示装置１６ｃにおける光学フィルム４６とレンチキュラレンズ２との間に、ギャップ材４７が配置されたものである。このギャップ材４７を配置することにより、レンチキュラレンズ２のシリンドリカルレンズ面を液晶表示装置３側に配置した場合においても、レンチキュラレンズ２と光学フィルム４６との間隔を一定に保持し、レンチキュラレンズ２が光学フィルム４６に押し込まれることを防止することができる。

次に、本発明の第１２の実施形態として、前記第１１の実施形態に係る立体画像表示装置１６の製造方法について説明する。図２２（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の第１２の実施形態に係る立体画像表示装置の製造方法をその工程順に示す上面図である。先ず、図２２（ａ）に示すように、レンチキュラレンズ２の平坦面に、ディスペンサ法や印刷法等の一般的な塗布方法により、シリンドリカルレンズの長手方向に延びる辺に沿って可視光硬化型接着剤４１ａをライン状に塗布する。次に、図２２（ｂ）に示すように、レンチキュラレンズ２と液晶表示装置３とを重ね合わせる。この段階では、可視光硬化型接着剤４１ａはまだ液体状態である。そして、レンズ用マーカ２１を表示手段用マーカ３１に重ね合わせることにより、レンチキュラレンズ２と液晶表示装置３との相対的な位置を微調整して、固定位置を決定する。その後、図２２（ｃ）に示すように、可視光硬化型接着剤４１ａが硬化する波長の光６１を照射して、可視光硬化型接着剤４１ａを硬化させることにより、レンチキュラレンズ２を液晶表示装置３に固定する。

上述の方法により製造された本実施形態の立体画像表示装置１６は、可視光硬化型接着剤４１ａを使用することにより、レンチキュラレンズ２を液晶表示装置３上に配置した後においても、可視光硬化型接着剤４１ａが硬化する前であればそれらの位置を微調整することができる。その結果、より高精度な貼り合わせを行うことができ、表示品質及び生産性を向上させることができる。

なお、本実施形態においては、レンチキュラレンズの表面に接着剤を塗布する方法について述べたが、これに限定するものではなく、液晶表示装置３及びレンチキュラレンズ２のいずれか一方、又は液晶表示装置３及びレンチキュラレンズ２の両方に接着剤を塗布することができる。また、本実施形態においては、可視光硬化型接着剤４１ａをライン状に塗布する場合について述べたが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、本発明の範囲内であれば、点線状等にすることもできる。

次に、本発明の第１３の実施形態に係る立体画像表示装置について説明する。図２３は、本発明の第１３の実施形態に係る立体画像表示装置を示す上面図である。本実施形態の立体画像表示装置１７は、液晶表示装置３と、レンチキュラレンズ２とが設けられており、このレンチキュラレンズ２は、シリンドリカルレンズ面が液晶表示装置３側になるように液晶表示装置３に固定されている。このレンチキュラレンズ２の四隅には、前記第１の実施形態の立体画像表示装置１と同様に、図４に示す形状のレンズ用マーカ２１が形成されており、液晶表示装置３の四隅には表示手段用マーカ３１が設けられている。また、液晶表示装置３の表示面３４を囲むように接着剤４１からなる固定手段が設けられている。但し、固定手段の一部には、脱気するための開口部４３が設けられている。

次に、上述の如く構成された本実施形態の立体画像表示装置１７の動作について説明する。本実施形態の立体画像表示装置１７においては、液晶表示装置３の画素から出射した光がレンチキュラレンズ２を通過する際に進行方向を変えられて、観察者５の左右の眼に異なる画素からの光が到達する。その結果、観察者５は液晶表示装置３に表示されている画像を立体画像として認識する。

本実施形態の立体画像表示装置１７は、固定手段４として接着剤４１を使用しているため、レンチキュラレンズ２、液晶表示装置３及び固定手段４により囲まれる空間を周囲の雰囲気からより完全に遮断することができる。また、開口部４３からレンチキュラレンズ２、液晶表示装置３及び接着剤４１により囲まれる空間に存在する空気を排出することができる。その結果、レンチキュラレンズ２を液晶表示装置３に固定する際に、気泡等が混入することによる接着剤の変形を防止することができる。

次に、本発明の第１４の実施形態として、前記第１３の実施形態に係る立体画像表示装置１７の製造方法について説明する。図２４（ａ）乃至（ｄ）は、本実施形態の立体画像表示装置の製造方法をその工程順に示す上面図である。先ず、図２４（ａ）に示すように、液晶表示装置３の上面に、表示面３４を囲うように可視光硬化型接着剤４１ａを塗布する。その際、可視光硬化型接着剤４１ａにより形成される固定手段４には開口部４３を設ける。次に、図２４（ｂ）に示すように、液晶表示装置３上にレンチキュラレンズ２を配置し、レンズ用マーカ２１及び表示手段用マーカ３１により、レンチキュラレンズ２と液晶表示装置３との位置を微調整する。その後、図２４（ｃ）に示すように、可視光硬化型接着剤４１ａが硬化する波長の光６１を照射して、可視光硬化型接着剤４１ａを硬化させてレンチキュラレンズ２を液晶表示装置３に固定する。その際、開口部４３からレンチキュラレンズ２、液晶表示装置３及び接着剤４１により囲まれる空間に余分に存在する空気を排出する。更に、図２４（ｄ）に示すように、封止材４４により開口部４３を封止する。なお、封止材４４としては一般的な接着剤を使用することができる。

本実施形態の立体画像表示装置１７は、レンチキュラレンズ２、液晶表示装置３及び可視光硬化型接着剤４１ａにより囲まれる空間を周囲の雰囲気から完全に遮断することができるため、経時変化をより低減することができる。この構造は、特に、シリンドリカルレンズ面が液晶表示装置３側に配置された場合に効果が大きい。また、本実施形態の立体画像表示装置１７は、可視光硬化型接着剤４１ａを使用しているため、レンチキュラレンズ２を液晶表示装置３上に配置した後でもそれらの位置を微調整することが可能であるため、より高精度に貼り合わせができ、結果として量産性を向上させることができる。

次に、本発明の第１５の実施形態に係る立体画像表示装置について説明する。図２５は本発明の第１５の実施形態に係る立体画像表示装置を示す上面図である。本実施形態の立体画像表示装置１８は、前記第１３の実施形態の立体画像表示装置と同様に、液晶表示装置３と、レンチキュラレンズ２とが設けられており、このレンチキュラレンズ２は、シリンドリカルレンズ面が液晶表示装置３側になるように液晶表示装置３に固定されている。このレンチキュラレンズ２の四隅には、図４に示す形状のレンズ用マーカ２１が形成されており、液晶表示装置３の四隅には表示手段用マーカ３１が設けられている。また、液晶表示装置３の表示面３４を囲むように固定手段４が設けられており、この固定手段４の一部には、脱気するための開口部４３及び開口部４３を塞ぐための封止材４４が設けられている。更に、本実施形態の立体画像表示装置１８においては、レンチキュラレンズ２、液晶表示装置３及び接着剤４１により囲まれる空間が周囲の雰囲気より陰圧となっている。

次に、上述の如く構成された本実施形態の立体画像表示装置１８の動作について説明する。本実施形態の立体画像表示装置１８においては、液晶表示装置３の画素から出射した光がレンチキュラレンズ２を通過する際に進行方向を変えられて、右眼用画素から出射した光が観察者５の右眼に入射すると共に左眼用画素から出射した光が左眼に入射する。その結果、観察者５の左右の眼には異なる画素からの光が到達することになり、観察者５は液晶表示装置３に表示されている画像を立体画像として認識する。

本実施形態の立体画像表示装置１８においては、レンチキュラレンズ２、液晶表示装置３及び固定手段４により囲まれる空間を、周囲の雰囲気より陰圧とすることにより、経時変化によりレンチキュラレンズ２が浮き上がることを大気圧により防止することができる。

次に、本発明の第１６の実施形態として、前記第１５の実施形態に係る立体画像表示装置１８の製造方法について説明する。図２６（ａ）乃至（ｄ）は、本実施形態の立体画像表示装置の製造方法をその工程順に示す上面図である。先ず、図２６（ａ）に示すように、液晶表示装置３の上面に表示面３４を囲むように可視光硬化型接着剤４１ａを塗布する。その際、可視光硬化型接着剤４１ａにより形成される固定手段４に開口部４３を設ける。次に、図２６（ｂ）に示すように、液晶表示装置３上にレンチキュラレンズ２を配置し、レンズ用マーカ２１及び表示手段用マーカ３１により夫々の位置の微調整を行う。その後、図２６（ｃ）に示すように、可視光硬化型接着剤４１ａが硬化する波長の光６１を照射して、可視光硬化型接着剤４１ａを硬化させてレンチキュラレンズ２を液晶表示装置３に固定する。更に、図２６（ｄ）に示すように、これらを減圧槽４５の中に入れ、減圧下で封止材４４により開口部４３を封止する。

上述の方法により製造された立体画像表示装置１８は、レンチキュラレンズ２、液晶表示装置３及び可視光硬化型接着剤４１ａにより囲まれる空間が周囲の雰囲気より陰圧になるため、レンチキュラレンズ２の浮き上がりを大気圧により防止することができ、長期にわたって高品質な表示を行うことができる。

次に、本発明の第１７の実施形態に係る立体画像表示装置について説明する。図２７は本発明の第１７の実施形態に係る立体画像表示装置を示す上面図である。本実施形態の立体画像表示装置１９は、図２７に示すように、表示手段である液晶表示装置３と、この表示手段の観察者５側の面に配置され光学手段であるレンチキュラレンズ２とが設けられている。このレンチキュラレンズ２の四隅には、図４に示すレンズ用マーカ２１が形成されており、液晶表示装置３のレンズ用マーカに整合する位置には表示手段用マーカ３１が設けられている。また、液晶表示装置３の表示面３４を囲むように固定手段４が形成されている。本実施形態の立体画像表示装置１９は、固定手段４に開口部が形成されておらず、表示面３４が完全に囲まれているものである。但し、レンチキュラレンズ２、液晶表示装置３及び固定手段４により囲まれる空間は、前記第９の実施形態と同様に、周囲の雰囲気より陰圧となっている。

本実施形態の立体画像表示装置１９は、レンチキュラレンズ２、液晶表示装置３及び固定手段４により囲まれる空間が周囲の雰囲気より陰圧となっているため、経時変化によるレンチキュラレンズ２の浮き上がりを大気圧により防止することができる。

次に、本発明の第１８の実施形態として、前記第１７の実施形態に係る立体画像表示装置１９の製造方法について説明する。図２８（ａ）乃至（ｄ）は、本実施形態の立体画像表示装置の製造方法をその工程順に示す上面図である。先ず、図２８（ａ）に示すように、液晶表示装置３の上面に表示面３４を囲うように可視光硬化型接着剤４１ａを塗布する。その際、可視光硬化型接着剤４１ａにより形成した固定手段４に開口部は設けない。次に、図２８（ｂ）に示すように、減圧槽４５の中にレンチキュラレンズ２及び液晶表示装置３を入れ、減圧下でそれらを重ね合わせる。その後、図２８（ｃ）に示すように、レンチキュラレンズ２を液晶表示装置３上に配置した状態で大気中に取り出し、レンズ用マーカ２１及び表示手段用マーカ３１によりそれらの位置を微調整する。最後に、図２８（ｄ）に示すように、可視光硬化型接着剤４１ａが硬化する波長の光６１を照射して、可視光硬化型接着剤４１ａを硬化させ、レンチキュラレンズ２を液晶表示装置３に固定する。

上述の方法により製造した本実施形態の立体画像表示装置１９は、レンチキュラレンズ２と液晶表示装置３との重ね合わせを減圧下で行うことにより、開口部４３を設けることなく、レンチキュラレンズ２、液晶表示装置３及び可視光硬化型接着剤４１ａにより囲まれる空間を周囲の雰囲気より陰圧にすることができる。その結果、製造工程を簡略化し、量産性を向上させることができる。

次に本発明の第１９の実施形態に係る画像表示装置について説明する。図２９は本実施形態の画像表示装置が搭載された携帯電話を示す斜視図であり、図３０は本実施形態の画像表示装置の動作を示す光学モデル図である。図２９に示すように、本実施形態の画像表示装置は、携帯電話２９に組み込まれており、レンチキュラレンズ２を構成するシリンドリカルレンズ２ａが縦方向２６に配列している。即ち、レンチキュラレンズ２は、シリンドリカルレンズ２ａの長手方向が横方向２５になるように表示パネル３ａに固定されている。また、図３０に示すように、表示パネル３ａの１つの表示画素における第１視点用サブ画素３０ａ及び第２視点用サブ画素３０ｂの配列方向は、シリンドリカルレンズ２ａの配列方向と同じ縦方向２６である。なお、図３０においては、図を簡略化するために、シリンドリカルレンズ２ａは４本しか図示されていないが、実際には、縦方向２６における表示画素の配列数だけシリンドリカルレンズ２ａが形成されている。本実施形態の画像表示装置における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態の画像表示装置と同様である。

次に、本実施形態の表示装置の動作について説明する。図３０に示すように、光源２０から出射された光は表示パネル３ａに入射する。このとき、表示パネル３ａの第１視点用サブ画素３０ａ及び第２視点用サブ画素３０ｂに入射した光は、これらの画素を透過してレンチキュラレンズに向かう。そして、こられの光はレンチキュラレンズ２のシリンドリカルレンズ２ａにより屈折し、夫々、領域Ｅ１及び領域Ｅ２に向けて出射される。なお、この領域Ｅ１及び領域Ｅ２は、横方向２５に沿って配列している。このとき、観察者が両目を領域Ｅ１に位置させた場合には、第１視点用の画像を観察することができ、また、観察者が両目を領域Ｅ２に位置させた場合には、第２視点用の画像を観察することができる。

本実施形態の画像表示装置においては、観察者が携帯電話２９の角度を変えるだけで、自分の両目を領域Ｅ１又は領域Ｅ２に位置させて、第１視点用の画像又は第２視点用の画像を観察することができる。特に、第１視点用の画像及び第２視点用の画像に関連がある場合には、観察角度を変えるという簡単な手法で夫々の画像を観察することができるため、利便性が大幅に向上する。また、複数視点用の画像を横方向２５に配列すると、右眼と左眼とで異なる視点の画像を観察する位置が発生するため、観察者が混乱して、各視点の画像を認識できなくなるが、本実施形態の画像表示装置は、複数視点用の画像を縦方向２６に配列しているため、観察者は各視点用の画像を必ず両目で観察することができ、容易に認識することができる。なお、本実施形態の画像表示装置における上記以外の効果は、前述の第１の実施形態の画像表示装置と同様である。また、前述の第１乃至第１８の実施形態にも、本実施形態の画像表示装置は適用可能である。

本発明の第１の実施形態に係る立体画像表示装置を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る立体画像表示装置を模式的に示す分解断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る立体画像表示装置を模式的に示す上面図である 本発明の第１の実施形態に係る立体画像表示装置に設けられたマーカの形状を示す上面図である。 本発明の第１の実施形態に係る立体画像表示装置が搭載された携帯電話を示す斜視図である。 フライアイレンズを示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係る立体画像表示装置の製造方法をその工程順に示す上面図である。 本発明の第３の実施形態に係る立体画像表示装置を示す上面図である。 レンチキュラレンズの製造に使用される金型の製造方法を示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の第４の実施形態に係る立体画像表示装置の製造方法をその工程順に示す上面図である。 本発明の第５の実施形態に係る立体画像表示装置を示す上面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第６の実施形態に係る立体画像表示装置の位置合わせ方法を示す模式図である。 本発明の第７の実施形態に係る立体画像表示装置を示す上面図である。 本発明の第７の実施形態に係る立体画像表示装置に使用される光源を示す上面図である。 （ａ）乃至（ｃ）は、本発明の第８の実施形態に係る立体画像表示装置の製造方法を示す模式図である。 本発明の第９の実施形態に係る立体画像表示装置を示す上面図である。 本発明の第１０の実施形態に係る立体画像表示装置を示す上面図である。 本発明の第１１の実施形態に係る立体画像表示装置を示す上面図である。 本発明の第１１の実施形態に係る立体画像表示装置の第１の変形例を示す上面図である。 本発明の第１１の実施形態に係る立体画像表示装置の第２の変形例を示す断面図である。 本発明の第１１の実施形態に係る立体画像表示装置の第３の変形例を示す断面図である。 （ａ）乃至（ｃ）は、本発明の第１２の実施形態に係る立体画像表示装置の製造方法をその工程順に示す上面図である。 本発明の第１３の実施形態に係る立体画像表示装置を示す上面図である。 （ａ）乃至（ｄ）は、本発明の第１４の実施形態に係る立体画像表示装置の製造方法をその工程順に示す上面図である。 本発明の第１５の実施形態に係る立体画像表示装置を示す上面図である。 （ａ）乃至（ｄ）は、本発明の第１６の実施形態に係る立体画像表示装置の製造方法をその工程順に示す上面図である。 本発明の第１７の実施形態に係る立体画像表示装置を示す上面図である。 （ａ）乃至（ｄ）は、本発明の第１８の実施形態に係る立体画像表示装置の製造方法をその工程順に示す上面図である。 本発明の第１９の実施形態に係る画像表示装置が搭載された携帯電話を示す斜視図である。 本発明の第１９の実施形態に係る画像表示装置の動作を示す光学モデル図である。 パララックスバリア方式により立体画像を表示する方法を示す光学モデル図である。 レンチキュラレンズを示す斜視図である。 レンチキュラレンズを使用する立体画像表示方法を示す光学モデル図である。 従来のレンチキュラレンズを示す断面図である。

符号の説明

１、１１〜１６、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１７〜１９；立体画像表示装置
２；レンチキュラレンズ
２ａ；シリンドリカルレンズ
３；液晶表示装置
３ａ；表示パネル
４、４ａ、４ｂ；固定手段
５；観察者
６；透明基板
７；切削工具
８；金型
９；位置合わせ光
１０；線光源
１０ａ、１０ｂ；スリット状開口部
２０；光源
２１、２２、レンズ用マーカ
２３；遮光板
２５；横方向
２６；縦方向
２８、２９；携帯電話
３０；画素
３０ａ；第１視点用サブ画素
３０ｂ；第２視点用サブ画素
３１、３２、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ；表示手段用マーカ
３４；表示面
３５；フライアイレンズ
４０；両面テープ
４１；接着剤
４１ａ；可視光硬化型接着剤
４２；フィラー
４３；開口部
４４；封止材
４５；減圧槽
４６；光学フィルム
４７；ギャップ材
５３；観察面
５４；中心線
６０ａ、６０ｂ；投影像
６１；可視光
１０１；パララックスバリア
１０１ａ；スリット
１０２、１１４、１２２；表示手段
１０２ａ、１１２ａ；左眼用画素
１０２ｂ、１１２ｂ；右眼用画素
１０３ａ、１０３ｂ；光束
１０４ａ、１１３ａ；左眼
１０４ｂ、１１３ｂ；右眼
１１０、１２０；レンンチキュラレンズ
１１１；シリンドリカルレンズ
１２１；粘着層

Claims (16)

1. 少なくとも第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を含む表示単位が複数周期的に配列された矩形状の表示手段と、前記表示手段上に配され、前記画素から出射した光を屈折させる光学手段とを有し、前記光学手段において前記画素から出射した光を屈折させて相互に異なる方向に出射する画像表示装置において、前記光学手段は前記表示手段との間に介在した固定手段により前記表示手段に固定され、前記固定手段は、前記表示手段の２組の対辺のうち、一方の対辺のそれぞれに沿って延在し、他方の対辺に沿う方向には設けられていないことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記光学手段が複数のシリンドリカルレンズを有するレンチキュラレンズ又は縦方向及び横方向におけるレンズピッチが夫々異なる凸型レンズを有するフライアイレンズであり、前記シリンドリカルレンズ又は前記凸型レンズの長手方向が、前記表示手段の前記一方の対辺が延びる方向に一致していることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記光学手段が複数のシリンドリカルレンズを有するレンチキュラレンズ又は縦方向及び横方向におけるレンズピッチが夫々異なる凸型レンズを有するフライアイレンズであり、前記シリンドリカルレンズ又は前記凸型レンズの長手方向が、前記表示手段の前記他方の対辺が延びる方向に一致していることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記光学手段が縦方向及び横方向におけるレンズピッチが等しい凸型レンズを有するフライアイレンズであり、前記光学手段の短辺が延びる方向が、前記表示手段の前記一方の対辺が延びる方向に一致していることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
5. 前記光学手段が縦方向及び横方向におけるレンズピッチが等しい凸型レンズを有するフライアイレンズであり、前記光学手段の短辺と直交する辺が延びる方向が、前記表示手段の前記一方の対辺が延びる方向に一致していることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
6. 前記固定手段が接着剤からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
7. 前記接着剤がフィラーを含有することを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
8. 前記光学手段又は前記表示手段の少なくとも一方には、前記光学手段を前記表示手段に固定する際にそれらの位置を合わせるための１又は複数個の位置合わせ手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
9. 前記位置合わせ手段が前記表示手段の四隅に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
10. 前記光学手段又は前記表示手段の少なくとも一方には、前記光学手段を前記表示手段に固定する際にそれらの位置を合わせるための１又は複数個の位置合わせ手段が設けられており、
    前記位置合わせ手段が前記光学手段の前記シリンドリカルレンズ又は前記凸型レンズが形成されていない領域に設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像表示装置。
11. 前記位置合わせ手段が前記光学手段の表示手段側の表面に設けられていることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
12. 前記表示手段における画像表示面は透明基板からなり、前記位置合わせ手段が前記透明基板の表面に設けられていることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の画像表示装置。
13. 前記光学手段は、複数のシリンドリカルレンズを有するレンチキュラレンズであり、
    少なくとも２つの前記シリンドリカルレンズのそれぞれに対応するように配され、対応する前記シリンドリカルレンズの長手方向に沿って設けられた少なくとも２つの線光源をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
14. 前記少なくとも２つの線光源から発せられる光は、前記表示手段の背面に配された遮光板に形成されたスリットから発せられる光であることを特徴とする請求項１３に記載の画像表示装置。
15. 前記少なくとも２つの線光源から発せられる光は、互いに異なる色に設定されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の画像表示装置。
16. 少なくとも第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を含む表示単位が複数周期的に配列された矩形状の表示手段と、前記表示手段上に配され、前記画素から出射した光を屈折させる光学手段とを有し、前記光学手段が複数のシリンドリカルレンズを有するレンチキュラレンズである画像表示装置の製造方法において、
    少なくとも２つの前記シリンドリカルレンズのそれぞれに対応するように、前記シリンドリカルレンズの長手方向に沿わせて少なくとも２つの線光源を設け、
    前記少なくとも２つの線光源から発せられた光を、対応するそれぞれの前記シリンドリカルレンズに透過させて投影した投影像に基づいて、前記光学手段と前記光学手段との位置合わせを行い、
    前記光学手段と前記表示手段との間において、前記表示手段の２組の対辺のうち、一方の対辺のそれぞれに沿うように固定手段を延在させて前記光学手段を前記表示手段に固定することを特徴とする画像表示装置の製造方法。

Images