JP5153665B2

JP5153665B2 - 立体画像表示装置

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Publication number: JP5153665B2
Application number: JP2009009936A
Authority: JP
Inventors: 広伊藤; 昭憲林
Original assignee: Eizo Nanao Corp
Current assignee: Eizo Nanao Corp
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2029-01-20
Also published as: JP2010169744A

Description

本発明は、立体画像として認識させる立体画像表示装置に係り、特に、楕円ミラーを用いて立体視を可能にする技術に関する。

従来、この種の装置として、次のようなものが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
この立体画像表示装置は、左右の画像をそれぞれ表示する一対の画像表示パネルと、画像表示パネルの背面から光を照射する一対のバックライトと、一対の画像表示パネルに表示された左右画像を合成するためのハーフミラーと、一対の画像表示パネルと一対のバックライトとの間にそれぞれ配置されてバックライトから照射された光を画像表示パネル及びハーフミラーを介して観察者の左右両眼にそれぞれ集光させる一対の凸レンズとを備えている。

このような構成により、左右の眼で異なる画像を観察することができるので、観察者は特殊なメガネをかけることなく立体画像を観察することができる。

特開平８‐２２３６０８号（図１）

しかしながら、このような構成を有する立体画像表示装置の場合には、次のような問題がある。

すなわち、立体画像表示装置は、画像表示パネル、凸レンズ及びバックライトを直線的に配置する必要があるので、画像表示パネル、凸レンズ及びバックライトで構成される装置の奥行きが長くなり、小型化を図ることができないという問題点がある。

このような問題を解決するものとして例えば、図１０に示す画像表示装置が提案されている。

すなわち、画像を表示するための透過型の画像表示パネル１０１と、透過型の画像表示パネル１０１の側方から光を照射する光源１０３と、透過型の画像表示パネル１０１の背後に配設され、板状の外観形状であり、面方向から見て一端面が楕円１０７の弧の一部で構成され、光を透過する部材で構成された本体１０９と、光源１０３からの光を入射する入射面１１１と、面方向から見て楕円１０７の一方の焦点ｆ１を囲う位置に配設され、入射面１１１から入射された光を反射する放物線状の中間反射面１１３と、本体１０９の楕円１０７の弧の一部を構成し、中間反射面１１３からの光を観察者の眼の位置にあたる他方の焦点ｆ０に対して反射する楕円反射面１１５と、本体１０９の他端面に形成され、楕円反射面１１５で反射された光を液晶表示パネル１０１背面に出射する出射面１１７とを備えた導光体１０５とを備えている。

このような構成によると、液晶表示パネル１０１の側方にあたる導光体１０５の入射面１１１から光を照射して、照射された光は、楕円反射面１１５で反射されて観察者の片方の眼（図では右眼）に集光するようになっているので、上述した装置よりも奥行きの長さを抑えることができる。

しかしながら、中間反射面１１３及び楕円反射面１１５の配置によっては、光源１０３から照射され、画像表示パネル１０１背面に直接的に入射する光のうち、液晶表示パネル１０１背面で反射してしまう光が生じる。

これにより、液晶表示パネル１０１背面で反射された光が楕円反射面１１５の意図しない位置にて反射し、集光する側の観察者の眼とは反対側の眼に入射してしまうクロストーク（右眼用画像が左眼に入射したり、左眼用画像が右眼に入射するという現象）が発生してしまうこととなる。このクロストークが発生すると、観察者は立体画像観察時に画像が二重に見えてしまう状態となり、鮮明な立体画像を見ることができない問題が生じてしまう。

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、小型化を図りつつも、光源から照射された光が透過型の液晶表示パネルの背面で反射することにより生じるクロストークを改善することができる立体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、両眼視差に基づく立体画像を観察するための立体画像表示装置において、一方が右眼画像用として、他方が左眼画像用として表示する２台の画像表示装置と、前記２台の画像表示装置の角部から傾斜姿勢で配設されたハーフミラーとを備え、前記２台の画像表示装置は、それぞれ、画像を表示するための透過型の液晶表示パネルと、平面視で楕円の弧の一部で構成される反射面を有し、前記楕円の一方の焦点を通過した光を反射させて前記楕円の他方の焦点に対し集光させる楕円反射部と、前記楕円の一方の焦点と同じ位置に焦点を有し、平面視で放物線の弧の一部で構成される反射面を有する放物線反射部とから構成される反射ユニットと、前記放物線反射部側に付設され、前記放物線反射部に光を照射する第１の光源と、前記第１の光源から照射される光であって、前記放物線反射部で反射されて前記楕円の一方の焦点を通過し、前記楕円反射部で反射されて前記透過型の液晶表示パネルに出射する光は遮らず、前記透過型の液晶表示パネルの背面に直接的に入射する光を遮る遮蔽体とを備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、第１の光源から照射された光は、楕円反射部で反射されることにより、楕円の一方の焦点を通過して反射された光を観察者の片方の眼の位置にあたる楕円の他方の焦点に集光させることができる。また、放物線反射部の放物線の焦点は楕円の一方の焦点と平面視で同じ位置に配設されており、放物線反射部で反射された光は楕円の一方の焦点に集光されるので、楕円反射部で反射されて楕円の他方の焦点に集光される光の量を増やすことができる。また、楕円の一方の焦点を通り透過型の液晶表示パネルの全面を照らすことになる光は、放物線の中心軸に平行な光であり、画面輝度分布と第１の光源の表面の各点を一対一に対応付けることができる。つまり、輝度ムラを抑制できるようになっている。また、第１の光源は、放物線反射部側に付設されているので、画像表示装置の奥行きを短くでき、立体画像表示装置の小型化を図ることができる。

また、遮蔽体を設けているので、第１の光源から照射された光であって、液晶表示パネルの背面に直接的に向かう光のうち、クロストークの原因となる透過型の液晶表示パネルの背面で反射される光を遮蔽することができる。したがって、観察者はクロストークの抑えられた理想的な画像を見ることができる。

また、クロストークが抑えられたことにより、観察者の片方の眼の位置にあたる楕円の他方の焦点に集光される光の内側と外側との境界が明確になり、焦点を観察者の両眼の幅よりも、焦点の位置を内側に近づけることができる。それにより、立体視可能範囲が内側に広がるので、観察者の立体画像観察時のストレスを軽減することができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の立体画像表示装置において、前記放物線反射部は、前記放物線反射部の放物線の中心軸が前記楕円の一方の焦点を中心に、前記透過型の液晶表示パネルの画像表示面に対して傾斜していることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項２に記載の発明によれば、放物線反射部の基になった放物線の中心軸が、その放物線の焦点の位置と平面視で同じ位置にあたる楕円の一方の焦点を中心に、液晶表示パネルの表示面に対して傾斜されているので、放物線反射部の放物線の中心軸が液晶表示パネルに対して平行に配設されている構成のものよりも、画像表示装置の奥行きの寸法を抑えることができる。また、放物線反射部を傾斜させることで、画像表示装置の幅方向の寸法も抑えることができる。したがって、立体画像表示装置を小型化することができる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の立体画像表示装置において、前記第１の光源とは別に設けられた光源であって、前記透過型の液晶表示パネルに光を直接的に照射するとともに、前記楕円反射部で反射させて前記透過型の液晶表示パネルに光を照射する第２の光源を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項３に記載の発明によれば、第１の光源とは別に設けられた第２の光源から照射された光は、液晶表示パネルに直接的に入射するとともに、楕円反射部で反射されて液晶表示パネルに入射する。これにより、液晶表示パネルに入射した光は、観察者の片方の眼の位置にあたる楕円の他方の焦点より外側で、クロストーク方向とは逆方向に、光を照射するができる。そのため、楕円の他方の焦点に集光するように視野角を限定した範囲外からでも、液晶表示パネルに映し出された二次元画像を見ることができる。つまり、立体視している観察者の周囲からでも観察者が立体視している画像の概略を見ることができる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の立体画像表示装置において、前記第２の光源は、前記第１の光源から照射され、前記放物線反射部で反射されて前記楕円の一方の焦点を通過した光を遮らないように、前記第１の光源とは異なる方向に照射面が向いて配設されていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項４に記載の発明によれば、第１の光源から照射され放物線反射部で反射されて楕円の一方の焦点を通過した光を遮らないように、第２の光源を第１の光源とは異なる方向に照射面が向いて配設されているので、第１の光源からの照射され観察者の片方の眼の位置にあたる楕円の他方の焦点に向かう光を遮ることなく、第２の光源から光を照射することができる。第２の光源から照射された光は、楕円の他方の焦点より外側で、クロストーク方向とは逆方向に、光を照射することができるので、楕円の他方の焦点に集光するように視野角を限定した範囲外からでも、液晶表示パネルに映し出された二次元画像を見ることができる。つまり、立体視している観察者の周囲からでも観察者が立体視している画像の概略を見ることができる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の立体画像表示装置において、前記遮蔽体は、前記第１の光源から光を受ける面が前記透過型の液晶表示パネルの画像表示面に対して傾斜していることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項５に記載の発明によれば、第１の光源から光を受ける遮蔽体の面が透過型の液晶表示パネルの画像表示面に対して傾斜して取り付けられているので、第１の光源から照射された光が遮蔽体表面で反射した場合でもクロストーク方向に光が向かわないようにすることができる。

本発明に係る画像表示装置によれば、第１の光源から照射された光は、楕円反射部により、楕円の一方の焦点を通過した光を反射して、観察者の片方の眼の位置にあたる楕円の他方の焦点に集光させることができる。この際、放物線反射部の放物線の焦点は楕円の一方の焦点と平面視で同じ位置に配設しており、放物線反射部で反射された光は楕円の一方の焦点に集光されるようになっているので、楕円の他方の焦点に集光させる光の量を増やすことができ、また、透過型の液晶表示パネルの輝度ムラを抑えることができる。また、第１の光源は、放物線反射部側に付設されているので、画像表示装置の奥行きを短くでき、立体画像表示装置の小型化を図ることができる。

また、遮蔽体を設けることにより、光源から照射された光であって、液晶表示パネルに直接的に入射してしまう光のうち、液晶表示パネルの背面で反射してしまう光、すなわち、クロストークの原因となる光を遮ることができる。これにより、観察者はクロストークの抑えられた理想的な画像を見ることができる。

実施例に係る立体画像表示装置の概略構成図である。右眼用の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に供する模式図である。右眼用の画像表示装置の一部拡大した横断面図である。遮蔽体の効果の説明に供する図である。本実施例における立体画像表示装置の制御の説明に供するブロック図である。左右の眼の位置にあたる焦点を内側に移動させることにより、立体可視範囲が広がることの説明に供する図であり、（ａ）は左右の眼の位置に焦点を設定した図であり、（ｂ）は左右の眼の位置にあった焦点を内側に移動した図である。変形例（１）に係る立体画像表示装置の概略構成図である。変形例（２）に係る遮蔽体を示した右眼用の画像表示装置の一部拡大した横断面図である。従来例に係る画像表示装置を示す模式図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

（立体画像表示装置の概要）
図１を参照して立体画像表示装置について説明する。
本実施例に係る立体画像表示装置１は、左眼用画像と右眼用画像を表示して立体画像を表示するものである。具体的には、２台の画像表示装置３，５とハーフミラー７とを備えている。

２台の画像表示装置３，５は、一方が右眼用画像を表示し、他方が左眼用画像を表示するようになっている。例えば、本実施例では、第１の画像表示装置３は右眼用画像を表示し、第２の画像表示装置５は左眼用画像を表示するようになっている。

なお、図１中の第１の画像表示装置３のＡ‐Ａ矢視断面図は、右眼用の構成を示すものであり、第２の画像表示装置５のＢ‐Ｂ矢視縦断面図は、左眼用の構成を示すものである。

第１の画像表示装置３は、透過型の液晶表示パネル９の画像表示面が鉛直方向と平行に、すなわち、観察者と対面するように配設され、第２の画像表示装置５は、透過型の液晶表示パネル１１の画像表示面が水平方向に平行であり、画像表示面が下向きになるように配設されている。すなわち、第１の画像表示装置３と第２の画像表示装置５は、角を形成するように互いに直交する姿勢で、縦方向に配設されている。

また、互いに直交する姿勢で配設された第１の画像表示装置３と第２の画像表示装置５には、第１の画像表示装置３と第２の画像表示装置５により形成された角部を起点として傾斜姿勢でハーフミラー７が配設されている。

図１中のハーフミラー７は、第１の画像表示装置３で表示された画像を透過して観察者の右眼ＥＲに映し出し、また、第２の画像表示装置５で表示された画像を反射して観察者の左眼ＥＬに映し出すようになっている。

このような構成により、第１の画像表示装置３から右眼用画像が観察者の右眼ＥＲのみに入射し、第２の画像表示装置５から左眼用画像が観察者の左眼ＥＲのみに入射する。その結果、観察者は左眼ＥＬと右眼ＥＲで異なる画像を観察することになるので、観察者は両眼視差に基づき立体画像を観察することができる。

次に、立体画像表示装置１における２台の画像表示装置３，５のうち、右眼用の第１の画像表示装置３を例にとって構成を説明する。

図２は、右眼用の画像表示装置の概略構成を示す横断面図であり、図３は、楕円ミラーの構成する楕円を説明に供する模式図であり、図４は、右眼用の画像表示装置の一部拡大した横断面図である。

なお、左眼用の第２の画像表示装置５は、右眼用の第１の画像表示装置３の構成が左右で入れ替わった点でのみ異なり、その他の構成は同じである。

以下、右眼用の第１の画像表示装置３については、適宜、画像表示装置３と記す。

図２に示すように、画像表示装置３は、横断面がコの字状の筐体１３を備えている。この筐体１３の前面には、画像を表示させる透過型の画像表示パネル９がフロントゼベルを含む支持部１５を介して取り付けられている。以下、透過型の液晶表示パネル９については、適宜、液晶表示パネル９と記す。なお、液晶表示パネル９の背面には、図示しない拡散板が取り付けられている。この拡散板は縦方向（紙面（厚み）方向）に光を拡散させるようになっている。

液晶表示パネル９の前面、すなわち、画像表示面から見て、透過型の液晶表示パネル９の背後には、反射ユニット１７が備えられている。また、液晶表示パネル９の左端にある支持部１５の、液晶表示パネル９の背後には、反射ユニット１７に接して光源３１が備えられている。また、液晶表示パネル９の左端にある支持部１５の裏側には、遮蔽体３９が設けられている。

（反射ユニット）
反射ユニット１７は、平面方向から見て、楕円の弧の一部から構成される反射面を有する楕円ミラー２１と、平面方向から見て、放物線の弧の一部から構成される反射面を有する放物線ミラー２３とを備えている。また、楕円ミラー２１と放物線ミラー２３との端に接して、下面には平面状の反射面を有する下面ミラー２５が、上面には平面状の反射面を有する上面ミラー（図示省略）が備えられ、反射ユニット１７の内側が反射面になるように形成されている。

つまり、反射ユニット１７は、反射ユニット１７に接して設けられる光源３１と液晶表示パネル９の背面及び遮蔽体３９以外は、内側が反射面として形成されるように構成されている。したがって、光源３１から照射された光は空気中を通って反射ユニット１７で反射され、液晶表示パネル９の背面に入射するようになっている。

また、反射ユニット１７の開口部であって、光源３１と接している面は入射面２７であり、また、反射ユニット１７の開口部であって、液晶表示パネル９と接している面は出射面２９である。

なお、上述した楕円ミラー２１が本発明における楕円反射部に、放物線ミラー２３が本発明における放物線反射部に相当する。

（光源）
図２及び図３に示すように、光源３１は、画像表示パネル９の側方から、具体的には、反射ユニット１７の入射面２７に接して光を照射し、反射ユニット１７で反射させて液晶表示パネル９の背面に光を照射するものである。

また、光源３１は、折れ曲った「へ」の字状を呈し、その折曲部位を境に、第１の光源３３と第２の光源３５として構成される。

第１の光源３３は、放物線ミラー２３に接して、楕円１９の楕円ミラー２１側の一方の焦点ｆ１を放物線ミラー２３で囲むように配設しており、主に放物線ミラー２３に光を照射する。また、第１の光源３３の照射面は、放物線ミラー２３の基になった放物線の中心軸に対して、ほぼ直交するように配設されている。これにより、放物線ミラー２３に対して効率的に光を照射できる。なお、後述するように、第１の光源３３は、立体画像用（三次元画像用）の光源である。

第２の光源３５は、楕円ミラー２１を構成する弧の一端側に接して配設されており、主に楕円ミラー２１で反射させて液晶表示パネル９の背面に光を照射するとともに、液晶表示パネル９の背面に直接的に光を照射する。なお、後述するように、第２の光源３５は二次元画像用の光源である。

なお、光源３１は、例えば、複数個の発光ダイオードを格子状に配列して構成された面光源である。また、光源３１の複数個の発光ダイオードの前面には拡散板３７が備えられている。拡散板３７を介して照射することにより、光源３１は、発光ダイオードから照射された光を拡散してムラのない均一な光として照射することができる。

（楕円ミラー）
楕円ミラー２１は、図３に示すように、平面方向から見て、楕円１９の弧の一部から構成される反射面を有している。楕円１９は、中心Ｃ、長径２ａ及び短径２ｂから構成されている。光源３１から照射された光は、楕円ミラー２１で反射され液晶表示パネル９の背面に光を照射するようになっている。また、光源３１から照射された光のうち、楕円１９の一方の焦点ｆ１を通過して楕円ミラー２１で反射された光は、液晶表示パネル９を通過し、観察者の片方の眼の位置にあたる楕円１９の他方の焦点ｆ２に集光されるようになっている。つまり、光が楕円１９の他方の焦点ｆ２方向に集光されること、すなわち、視野角を限定することができるので、観察者は液晶表示パネル９に表示された画像を片方の眼（図では右眼ＥＲ）にのみ観察することができる。

（放物線ミラー）
放物線ミラー２３は、平面方向から見て放物線の弧の一部から構成される反射面を有している。また、放物線ミラー２３は、基になる放物線の焦点が、楕円ミラー２１の基となる楕円１９の一方の焦点ｆ１と一致するように配設されている。第１の光源３３から照射された光（平行光）は、放物線ミラー２３で反射されることで楕円１９の一方の焦点ｆ１に集光されるようになっている。

つまり、第１の光源３３から照射された光は、放物線ミラー２３で反射して楕円１９の一方の焦点ｆ１に集光して通過し、楕円１９の一方の焦点ｆ１を通過した光は楕円ミラー２１で反射して観察者の片方の眼の位置にあたる楕円１９の他方の焦点ｆ２に集光する。したがって、放物線ミラー２３を介さずに光を照射し、楕円１９の一方の焦点ｆ１を通過した光が楕円ミラー２１で反射して、楕円１９の他方の焦点ｆ２に集光させる構成よりも、楕円１９の一方の焦点ｆ１及び楕円１９の他方の焦点ｆ２に通過する光量を増やすことができる。また、次に説明するような液晶表示パネル９の画面輝度分布の均一化、すなわち、液晶表示パネル９の表示画面の輝度ムラを抑制することができる。

次に液晶表示パネル９における画面輝度分布均一化について説明する。

図３に示すように、観察者の片方の眼の位置にあたる楕円１９の他方の焦点ｆ２から液晶表示パネル９の右端を通る直線と楕円ミラー２１との交点を符号ｐとし、他方の焦点ｆ２から液晶表示パネル９の左端を通る直線と楕円ミラー２１との交点を符号ｑとする。そして、図４に示すように、交点ｐから楕円１９の一方の焦点ｆ１に直線を描いたときの第１の光源３３との交点を符号Ｒ１とし、交点ｑから楕円１９の一方の焦点ｆ１に直線を描いたときの第１の光源３３との交点を符号Ｒ２とした場合、交点Ｒ１が第１の光源３３の最端又は放物線上となることが好ましい。楕円１９の一方の焦点ｆ１を通り、液晶表示パネル９の全面を照らすことになる光は、放物線の中心軸に平行な光であり、画面輝度分布と第１の光源３３の表面各点を一対一に対応付けることができる。このため、第１の光源３３が液晶表示パネル９の全面にわたって一様な光源であった場合、楕円１９の一方の焦点ｆ１を通る光線の強度は全て等しくなり、均一な輝度分布を得られることになる。また、第１の光源３３が全面一様でなかったとしても、角度強度比分布が一様であれば、画面上各点の輝度調整は第１の光源３３の各点での光束調整により均一な輝度分布とすることができる。具体的には、第１の光源３３の出射面表面へのパターン形成や、第１の光源３３が発光ダイオードを備えている場合には、各発光ダイオードの駆動電流や、発光ダイオードのピッチを調整することなどによって画面輝度均一化を比較的容易に図ることができる。

（放物線ミラーを傾斜した配置）
放物線ミラー２３は、反射面の基になった放物線の中心線が、液晶表示パネル９の画像表示面の方向に対して、楕円１９の一方の焦点ｆ１を中心に傾斜する姿勢で取り付けられている。それにより、図１０で示した従来例のような突起部１１９を抑えることができ、画像表示装置３の奥行き方向の寸法を抑えることができる。また、画像表示装置３の幅方向の寸法を抑えることができる。したがって、画像表示装置３，５及び立体画像表示装置１を小型化することができる。

放物線ミラー２３を上述のように傾斜姿勢で取り付けたことにともない、光源３１の形状は、図２及び図３に示すように、「へ」の字状になる。これは、放物線ミラー２３の基になった放物線の中心線と、第１の光源３３の照射面とがほぼ直交するように第１の光源３３を取り付けているからである。また、第２の光源３５は、第１の光源３３とともに傾斜姿勢で取り付けられると、第１の光源３３から照射され、放物線ミラー２３で反射されて楕円１９の一方の焦点ｆ１を通過した光の一部を遮ってしまう。そこで、この光を遮らないように、第１の光源３３とは異なる方向であって、楕円ミラー２１側に照射面が向けられて取り付けられている。

（二次元用画像）
楕円１９の一方の焦点ｆ１を通過した光は、楕円ミラー２１で反射されて液晶表示パネル９を通過して観察者の片方の眼の位置にあたる楕円１９の他方の焦点ｆ２に集光される。これにより、液晶表示パネル９に表示される画像を観察者の片方の眼のみに映し出すことができる。すなわち、視野角を限定するようになっている。第１の光源３３は、優先的に放物線ミラー２３に光を照射するようにしているため、立体画像用（三次元用）光源として機能する。

また、第２の光源３５からの光には、液晶表示パネル９の背面に直接的に入射するものと、楕円ミラー２１で反射して液晶表示パネル９に入射するものとがある。これにより、図３では、観察者の右眼ＥＲの位置にあたる楕円１９の他方の焦点ｆ２よりも図で見て左側に、観察者から見て右側に、液晶表示パネル９を透過した光を通過して照射することができる。したがって、上述のように、視野角を限定された範囲外からでも液晶表示パネル９に表示されている画像を観察することができるので、立体視している観察者の周囲からでも観察者が立体視している画像の概略を知ることができる。つまり、第２の光源３５は、二次元画像用の光源として機能する。

（遮蔽体）
次に、図５を参照して、遮蔽体について説明する。なお、図５は、遮蔽体の効果の説明に供する図である。

遮蔽体３９は、横断面が三角形状を呈し、第１の光源３３と液晶表示パネル９との間に配設される。すなわち、第１の光源３３から照射される光であって、液晶表示パネル９に直接的に入射する光のうち、液晶表示パネル９の背面で反射してしまう光を遮る位置に配設されている。

なお、図５中における光線ＣＴは、遮蔽体３９がない場合に生じる問題を示している。つまり、第１の光源３３から照射されて、液晶表示パネル９の背面で反射され、さらに楕円ミラー２１で反射された光が、本来、観察者の右眼ＥＲに集光されるべきところ反対側の左眼ＥＬに入射されてしまうクロストークの現象が起きる。遮蔽体３９は、このような液晶表示パネル９の背面で反射する光を遮蔽する。

遮蔽体３９の表面は、例えば、光を吸収する黒色の素材で構成される。なお、遮蔽体３９は、第１の光源３３からの光を受ける面が、液晶表示パネル９の画像表示面に対して傾斜している。これにより、仮に遮蔽体３９表面で反射した場合でもクロストーク方向に光が向かわないようにすることができる。

遮蔽体３９の三角形の頂点Ｔは、液晶表示パネル９の表示面の両端を通過する光、すなわち、図中の液晶表示パネル９の、観察者から見て右端を通過して、観察者の片方の眼の位置（図では右眼ＥＲ）にあたる楕円１９の他方の焦点ｆ２に入射する光線Ｐと、液晶表示パネル９の、観察者から見て左端を通過して、楕円１９の他方の焦点ｆ２に入射する光線Ｑとの交点ＩＳに近接して構成される。つまり、遮蔽体３９の三角形の頂点Ｔは、楕円１９の一方の焦点ｆ１を通り、楕円ミラー２１で反射されて楕円１９の他方の焦点ｆ２に集光される光のうち、液晶表示パネル９に入射する光を遮らないように配設することが好ましい。

したがって、上述の光線Ｐと光線Ｑが遮蔽体３９を設置する位置の限界線であり、遮蔽体３９の三角形の頂点Ｔは、それらの限界線を超えないようにすることが好ましい。

（制御手段）
次に、図６を参照して、本実施例における立体画像表示装置の画像表示及び光源の点灯の制御について説明する。なお、図６は、本実施例における立体画像表示装置の制御の説明に供するブロック図である。

制御部４１は、液晶表示パネル９，１１にそれぞれ右眼用画像と左眼用画像を出力する画像信号出力部４３と、液晶表示パネル９，１１に画像の表示に応じて、第１の光源３３，４７と第２の光源３５，４９を点灯させる光源制御部４５を備えている。

画像信号出力部４３は、映像信号ＶＤを受け取ると、受け取った信号に基づき、第１の画像表示装置３の液晶表示パネル９と、第２の画像表示装置５の液晶表示パネル１１に画像を同時に表示させる。また、画像信号出力部４３は、光源制御部４５に指示して、画像の表示とともに、第１の画像表示装置３の第１の光源３３と第２の光源３５、及び、第２の画像表示装置５の第１の光源４７と第２の光源４９を、それぞれ点灯させるようになっている。

以上のような構成の立体画像表示装置１によると、先ず、遮蔽体３９を設けることにより、光源３１から照射され、液晶表示パネル９の背面に直接的に入射する光のうち、液晶表示パネル９の背面で反射する光を遮蔽することができる。これにより、液晶表示パネル９で反射される光を遮蔽することができるので、視野角を限定して、片方の眼に集光させている光が反対側の眼に入射してしまうクロストークの発生を抑制することができる。

また、このクロストークの発生を抑制することにより、視野角の内側と外側で画面の明暗、すなわち、視野角が限定された光の境界が明確になるので、次のような利点が生じる。図７（ａ）に示すように、観察者の左右の眼ＥＲ、ＥＬにあたる焦点ｆ２、ｆ２を観察者の観察者の両眼の幅の平均値（例えば、６４ｍｍ）で設定している場合、光の境界が明確になったので、この焦点ｆ２、ｆ２の位置を内側に移動させることができる。視野角の境界線が明確でない場合は、焦点ｆ２、ｆ２の位置を内側に移動させるとクロストークが発生してしまう。

これにより、図７（ｂ）に示すように、観察者が顔を多少動かしても立体画像を見ることができる立体可視範囲が広がり、観察者の立体画像観察時のストレスを軽減することができる。

なお、図７中の符号ＶＲ１は右眼ＥＲの可視範囲を示し、符号ＶＲ２は左眼ＥＬの可視範囲を示している。

また、放物線ミラー２３の反射面の基になった放物線の焦点と平面視で同じ位置に配設される楕円１９の一方の焦点ｆ１を中心に、放物線ミラー２３を液晶表示パネル９の画像表示面に対して傾斜させることで、図１０に示すような、放物線状の中間反射面１１３の中心軸が液晶表示パネル９の画像表示面と平行に配設していることで形成されていた突起部１１９が解消される。したがって、画像表示装置３，５の奥行きの長さを抑えることができ、また、幅方向の寸法の抑えることができるため、画像表示装置３，５及び立体画像表示装置１を小型化することができる。

なお、放物線ミラー２３の基になった放物線の焦点と、楕円１９の一方の焦点ｆ１とは正確に一致する必要はなく、多少のずれがあってもほぼ上記同様の効果を奏する。
（変形例）

（１）上述の実施例では、画像表示装置を縦方向に並べた立体画像表示装置１であったが、図８に示すように、横方向に配設してもよい。

このような構成の立体画像表示装置７１では、上述した実施例のような、右眼用、左眼用とする左右の構成が入れ替わったものではなく、第１の画像表示装置７３と第２の画像表示装置７５として同じ構成のものを用いればよい。例えば、第１の画像表示装置７３が右眼用なら、第２の画像表示装置７５も右眼用を用い（図８）、第１の画像表示装置７３が左眼用なら、第２の画像表示装置７５も左眼用を用いる。

図８に示すように、ハーフミラー７７は、第１の画像表示装置７３で表示された画像を透過して観察者の右眼ＥＲに映し出し、第２の画像表装置７５に表示された画像を反射して観察者の左眼ＥＬに映し出すようになっている。

（２）上述の実施例では、遮蔽体３９は、三角形状であったが、この形状に限定されず、図９（ａ）に示すように、遮蔽体８３は、板状の部材を複数組み合わせて構成してもよい。また、単体の板状の部材で構成してもよい（図示省略）。

また、図９（ｂ）に示すように、遮蔽体８５は、横断面形状が三角形以上の多角形の形状のものであってもよい。

（３）上述した実施例では、光源３１に発光ダイオードを用いたが、冷陰極管などの蛍光管又はエレクトロルミネッセンスを用いてもよい。

１ … 立体画像表示装置
３ … 第１の画像表示装置
５ … 第２の画像表示装置
７ … ハーフミラー
９，１１ … 透過型の液晶表示パネル
１７ … 反射ユニット
１９ … 楕円
２１ … 楕円ミラー
２３ … 放物線ミラー
３１ … 光源
３３ … 第１の光源
３５ … 第２の光源
３９ … 遮蔽体
ＥＲ … 右眼
ＥＬ … 左眼

Claims

両眼視差に基づく立体画像を観察するための立体画像表示装置において、
一方が右眼画像用として、他方が左眼画像用として表示する２台の画像表示装置と、
前記２台の画像表示装置の角部から傾斜姿勢で配設されたハーフミラーとを備え、
前記２台の画像表示装置は、それぞれ、
画像を表示するための透過型の液晶表示パネルと、
平面視で楕円の弧の一部で構成される反射面を有し、前記楕円の一方の焦点を通過した光を反射させて前記楕円の他方の焦点に対し集光させる楕円反射部と、前記楕円の一方の焦点と同じ位置に焦点を有し、平面視で放物線の弧の一部で構成される反射面を有する放物線反射部とから構成される反射ユニットと、
前記放物線反射部側に付設され、前記放物線反射部に光を照射する第１の光源と、
前記第１の光源から照射される光であって、前記放物線反射部で反射されて前記楕円の一方の焦点を通過し、前記楕円反射部で反射されて前記透過型の液晶表示パネルに出射する光は遮らず、前記透過型の液晶表示パネルの背面に直接的に入射する光を遮る遮蔽体とを備えていることを特徴とする立体画像表示装置。
請求項１に記載の立体画像表示装置において、
前記放物線反射部は、前記放物線反射部の放物線の中心軸が前記楕円の一方の焦点を中心に、前記透過型の液晶表示パネルの画像表示面に対して傾斜していることを特徴とする立体画像表示装置。
請求項１または２に記載の立体画像表示装置において、
前記第１の光源とは別に設けられた光源であって、
前記透過型の液晶表示パネルに光を直接的に照射するとともに、前記楕円反射部で反射させて前記透過型の液晶表示パネルに光を照射する第２の光源を備えていることを特徴とする立体画像表示装置。
請求項３に記載の立体画像表示装置において、
前記第２の光源は、前記第１の光源から照射され、前記放物線反射部で反射されて前記楕円の一方の焦点を通過した光を遮らないように、前記第１の光源とは異なる方向に照射面が向いて配設されていることを特徴とする立体画像表示装置。
請求項１乃至４のいずれかに記載の立体画像表示装置において、
前記遮蔽体は、前記第１の光源から光を受ける面が前記透過型の液晶表示パネルの画像表示面に対して傾斜していることを特徴とする立体画像表示装置。