JP2007094035A - 面光源及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】解像度が高い高品質の三次元画像を表示する。
【解決手段】液晶表示パネル１の観察側とは反対側に、導光板８と、第１と第２の発光体２４，２５と、各々の透過軸２６ａ，２７ａを直交させて配置された第１と第２の直線偏光素子２６，２７と、複数のλ／２位相差部２９と無位相差部３０とを交互に形成した位相差素子２８と、そのλ／２位相差部２９を透過した光を第１の出射方向に出射し、無位相差部３０を透過した光を第２の出射方向に出射するレンズアレイ３１とを備え、第１、第２の発光体２４、２５の点灯により、液晶表示パネル１を通して各々が直交関係となる直線偏光を表示観察者の左右眼方向に、出射する。
【選択図】図１

Description

この発明は、液晶表示装置に立体的な三次元画像を表示させるための面光源及び前記三次元画像を表示する液晶表示装置に関する。

三次元画像を表示する液晶表示装置としては、従来、液晶表示パネルの画面の上下方向に沿った複数の画素列のうち、１つ置きの画素列の各画素により左眼用画像を表示し、他の１つ置きの画素列の各画素により右眼用画像を表示し、その左眼用画像と右眼用画像とを、前記１つ置きの画素列からの出射光と他の１つ置きの画素列からの出射光とを表示観察者の左眼方向と右眼方向とに振り分けるレンチキュラーレンズ、あるいは前記画素列と平行な複数の透過部と遮光部が交互に並べてストライプ状に形成されたパララックスバリアを介して観察者の左眼と右眼とに観察させるようにしたものがある（特許文献１、２、３参照）。
特開平 ３−１１９８８９号公報 特開平 ７−００５４５５号公報 特開平１０−２６８２３０号公報

この発明は、従来とは異なる新規な方式で三次元画像を表示する液晶表示装置を得ることができる面光源を提供することを目的としたものである。また、この発明は、新規な方式で前記三次元画像を表示することができる液晶表示装置を提供することを目的としたものである。

この発明の面光源は、
光を入射させる入射部と前記入射部から入射した光を出射する出射面と前記入射部から入射した光を前記出射面に向けて反射する反射面とを有し、前記入射部から入射した光を導いて前記出射面から出射する導光手段と、
前記導光手段の前記入射部に対向させて配置され、選択的に点灯される第１と第２の発光体と、
一方の方向に透過軸を有し、前記第１と第２の発光体の出射側にそれぞれ、各々の透過軸を実質的に直交させて配置された第１と第２の直線偏光素子と、
前記導光手段の出射面に対向させて配置され、前記導光手段の出射面に沿った方向に、透過光の常光と異常光との間に１／２波長の位相差を与える複数のλ／２位相差部と実質的に位相差の無い複数の無位相差部とを交互に形成した位相差素子と、
前記位相差素子の前記導光手段に対向する側とは反対側に設けられ、前記位相差素子の隣合う１つずつのλ／２位相差部と無位相差部とからなる複数の領域にそれぞれ対応する複数のレンズを有し、前記導光手段の出射面から出射し、前記位相差素子の前記複数の領域のλ／２位相差部を透過した光を予め定めた方向に対して一方の方向に傾いた第１の出射方向に出射し、前記複数の領域の無位相差部を透過した光を前記予め定めた方向に対して前記一方の方向とは反対方向に傾いた第２の出射方向に出射するレンズアレイとを備え、
前記第１と第２の発光体の一方の点灯により、実質的に直交する２つの方向の直線偏光の一方を前記第１の出射方向に、他方の直線偏光を前記第２の出射方向にそれぞれ出射し、他方の発光体の点灯により、前記一方の直線偏光を前記第２の出射方向に、前記他方の直線偏光を前記第１の出射方向に出射することを特徴とする。

この発明の第１の液晶表示装置は、
観察側とその反対側とにそれぞれ偏光板が配置され、光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列した画面エリアを有し、前記複数の画素に画像データが書込まれ、その画像データに応じた画像を表示する液晶表示パネルと、
光を入射させる入射部と前記入射部から入射した光を出射する出射面と前記入射部から入射した光を前記出射面に向けて反射する反射面とを有し、前記入射部から入射した光を導いて前記出射面から出射する導光手段と、前記導光手段の前記入射部に対向させて配置され、選択的に点灯される第１と第２の発光体と、一方の方向に透過軸を有し、前記第１と第２の発光体の出射側にそれぞれ、各々の透過軸を実質的に直交させて配置された第１と第２の直線偏光素子と、前記導光手段の出射面に対向させて配置され、前記導光手段の出射面に沿った方向に、透過光の常光と異常光との間に１／２波長の位相差を与える複数のλ／２位相差部と実質的に位相差の無い複数の無位相差部とを交互に形成した位相差素子と、前記位相差素子の前記導光手段に対向する側とは反対側に設けられ、前記位相差素子の隣合う１つずつのλ／２位相差部と無位相差部とからなる複数の領域にそれぞれ対応する複数のレンズを有し、前記導光手段の出射面から出射し、前記位相差素子の前記複数の領域のλ／２位相差部を透過した光を予め定めた方向に対して一方の方向に傾いた第１の出射方向に出射し、前記複数の領域の無位相差部を透過した光を前記予め定めた方向に対して前記一方の方向とは反対方向に傾いた第２の出射方向に出射するレンズアレイとを備え、前記液晶表示パネルの観察側とは反対側に、前記レンズアレイを前記液晶表示パネルに対向させ、且つ前記第１と第２の出射方向の一方を前記液晶表示パネルの法線方向に対して表示観察者の左眼方向に傾いた方向に向け、他方の出射方向を前記法線方向に対して前記観察者の右眼方向に傾いた方向に向けて配置され、前記第１と第２の発光体の一方の点灯により、前記液晶表示パネルの反対側偏光板の透過軸と実質的に平行な直線偏光を前記左眼方向に、前記反対側偏光板の透過軸と実質的に直交する直線偏光を前記右眼方向に出射し、他方の発光体の点灯により、前記反対側偏光板の透過軸と実質的に直交する直線偏光を前記左眼方向に、前記反対側偏光板の透過軸と実質的に平行な直線偏光を前記右眼方向に出射する面光源と、
前記液晶表示パネルの複数の画素に三次元画像を表示するための左眼用画像データと右眼用画像データとを交互に書込み、前記左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源の前記一方の発光体を点灯させ、前記左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源の他方の発光体を点灯させる駆動手段とを備えたことを特徴とする。

この第１の液晶表示装置において、前記面光源の前記導光手段は、その出射面から、前記液晶表示パネルの法線方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった光を出射し、前記レンズアレイは、前記位相差素子の複数の領域のλ／２位相差部を透過した光と無位相差部を透過した光の一方を、前記液晶表示パネルの法線方向に対して前記左眼方向に出射光強度のピークが存在する角度範囲の方向に出射し、他方の光を、前記法線方向に対して前記右眼方向に出射光強度のピークが存在する角度範囲の方向に出射するのが好ましい。

この発明の第２の液晶表示装置は、
観察側とその反対側とにそれぞれ偏光板が配置され、光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列した画面エリアを有し、前記複数の画素に画像データが書込まれ、その画像データに応じた画像を表示する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示パネルに向けて、前記液晶表示パネルの反対側偏光板の透過軸と実質的に直交する直線偏光からなる第１の照明光と前記反対側偏光板の透過軸と実質的に平行な直線偏光からなる第２の照明光とを選択的に照射する光源と、
前記光源と前記液晶表示パネルとの間に配置され、前記液晶表示パネルの画面エリアを前記画面の左右方向に予め定めた数の画素毎に分割した複数の領域のうち、１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応させて、透過光の常光と異常光との間に１／２波長の位相差を与える複数のλ／２位相差部を形成し、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応させて、実質的に位相差の無い複数の無位相差部を形成した位相差素子と、
前記液晶表示パネルの複数の画素のうち、前記１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応する各画素と、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応する各画素に、三次元画像を表示するための左眼用画像データと右眼用画像データを交互に書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源から前記第１の照明光を照射させ、前記１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応する各画素と、前記他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応する各画素に、右眼用画像データと左眼用画像データを交互に書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源から前記第２の照明光を照射させる駆動手段とを備えたことを特徴とする。

この第２の液晶表示装置において、前記駆動手段は、第１の表示期間に、前記液晶表示パネルの前記１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応する各画素と、前記他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応する各画素とに、左眼用画像データと右眼用画像データとを交互に書込み、前記第１の表示期間に引き続く第２の表示期間に、前記液晶表示パネルの前記第１の領域にそれぞれ対応する各画素と、前記第２の領域にそれぞれ対応する各画素とに、右眼用画像データと左眼用画像データとを交互に書込むのが好ましい。

この発明の第３の液晶表示装置は、
観察側とその反対側とにそれぞれ偏光板が配置され、光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列した画面エリアを有し、前記複数の画素に画像データが書込まれ、その画像データに応じた画像を表示する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示パネルに向けて、前記液晶表示パネルの反対側偏光板の透過軸と実質的に直交する直線偏光からなり、且つ前記液晶表示パネルの法線方向に対して表示観察者の左右いずれか一方の眼の方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第１の照明光と、前記反対側偏光板の透過軸と実質的に平行な直線偏光からなり、且つ前記法線方向に対して前記観察者の他方の眼の方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第２の照明光とを選択的に照射する光源と、
前記光源と前記液晶表示パネルとの間に配置され、前記液晶表示パネルの画面エリアを前記画面の上下方向に予め定めた数の画素毎に分割した複数の領域のうち、１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応させて、透過光の常光と異常光との間に１／２波長の位相差を与える複数のλ／２位相差部を形成し、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応させて、実質的に位相差の無い複数の無位相差部を形成した位相差素子と、
前記位相差素子を前記λ／２位相差部と無位相差部のピッチに対応するストロークで前記液晶表示パネルの画面の上下方向に移動させ、前記複数のλ／２位相差部と無位相差部を前記液晶表示パネルの前記第１の領域と第２の領域とに交互に対向させる位相差素子移動手段と、
前記位相差素子の前記λ／２位相差部を前記液晶表示パネルの前記１つ置きの第１の領域に対向させ、前記無位相差部を前記他の１つ置きの第２の領域に対向させたときに、前記液晶表示パネルの複数の画素のうち、前記第１の領域の各画素に三次元画像を表示するための左右の眼用の画像データのうちの左眼用画像データを書込み、前記第２の領域の各画素に右眼用画像データを書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源から前記第１と第２の照明光を照射させ、前記位相差素子の前記λ／２位相差部を前記液晶表示パネルの前記第２の領域に対向させ、前記無位相差部を前記第１の領域に対向させたときに、前記液晶表示パネルの前記第１の領域の各画素に右眼用画像データを書込み、前記第２の領域の各画素に左眼用画像データを書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源から前記第１と第２の照明光を照射させる駆動手段とを備えたことを特徴とする。

この第３の液晶表示装置において、前記駆動手段は、第１の表示期間に、前記液晶表示パネルの前記１つ置きの第１の領域の各画素と前記他の１つ置きの第２の領域の各画素とに、左眼用画像データと右眼用画像データとを交互に書込み、前記第１の表示期間に引き続く第２の表示期間に、前記液晶表示パネルの前記第１の領域の各画素と前記第２の領域の各画素とに、右眼用画像データと左眼用画像データとを交互に書込むのが好ましい。

この発明の第４の液晶表示装置は、
観察側とその反対側とにそれぞれ偏光板が配置され、光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列した画面エリアを有し、前記複数の画素に画像データが書込まれ、その画像データに応じた画像を表示する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示パネルに向けて照明光を照射する光源と、
前記液晶表示パネルの観察側に配置され、前記液晶表示パネルの画面エリアを前記画面の左右方向に予め定めた数の画素毎に分割した複数の領域のうち、１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応させて、透過光の常光と異常光との間に１／２波長の位相差を与える複数のλ／２位相差部を形成し、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応させて、実質的に位相差の無い複数の無位相差部を形成した位相差素子と、
前記液晶表示パネルの複数の画素のうち、前記位相差素子の複数のλ／２位相差部に対応する各画素に三次元画像を表示するための左右の眼用の画像データのうちの一方の眼用の画像データを書込み、前記位相差素子の複数の無位相差部に対応する各画素に他方の眼用の画像データを書込む駆動手段と、
前記液晶表示パネルから出射した直線偏光からなる画像光のうち、前記位相差素子の複数のλ／２位相差部と無位相差部の一方を透過して観察側に出射した光を透過させる左眼用直線偏光素子と、前記位相差素子の複数のλ／２位相差部と無位相差部の他方を透過して前記観察側に出射した光を透過させる右眼用直線偏光素子とを有する観察用偏光眼鏡とを備えたことを特徴とする。

この第４の液晶表示装置において、前記位相差素子の複数のλ／２位相差部と無位相差部は、前記液晶表示パネルの画面エリアを前記画面の左右方向に１つの画素毎に分割した複数の領域に交互に対応させて形成するのが好ましい。

この発明の面光源は、光を入射させる入射部と前記入射部から入射した光を出射する出射面と前記入射部から入射した光を前記出射面に向けて反射する反射面とを有し、前記入射部から入射した光を導いて前記出射面から出射する導光手段と、前記導光手段の前記入射部に対向させて配置され、選択的に点灯される第１と第２の発光体と、一方の方向に透過軸を有し、前記第１と第２の発光体の出射側にそれぞれ、各々の透過軸を実質的に直交させて配置された第１と第２の直線偏光素子と、前記導光手段の出射面に対向させて配置され、前記導光手段の出射面に沿った方向に、複数のλ／２位相差部と無位相差部とを交互に形成した位相差素子と、前記位相差素子の前記導光手段に対向する側とは反対側に設けられ、前記位相差素子の隣合う１つずつのλ／２位相差部と無位相差部とからなる複数の領域にそれぞれ対応する複数のレンズを有し、前記導光手段の出射面から出射し、前記位相差素子の前記複数の領域のλ／２位相差部を透過した光を予め定めた方向に対して一方の方向に傾いた第１の出射方向に出射し、前記複数の領域の無位相差部を透過した光を前記予め定めた方向に対して前記一方の方向とは反対方向に傾いた第２の出射方向に出射するレンズアレイとを備え、前記第１と第２の発光体の一方の点灯により、実質的に直交する２つの方向の直線偏光の一方を前記第１の出射方向に、他方の直線偏光を前記第２の出射方向にそれぞれ出射し、他方の発光体の点灯により、前記一方の直線偏光を前記第２の出射方向に、前記他方の直線偏光を前記第１の出射方向に出射するものであるため、この面光源を、観察側とその反対側とにそれぞれ偏光板を配置した液晶表示パネルの観察側とは反対側に配置することにより、前記液晶表示パネルの複数の画素に左眼用画像データと右眼用画像データとを交互に書込み、前記左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源の前記一方の発光体を点灯させ、前記左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源の他方の発光体を点灯させて三次元画像を表示する液晶表示装置を得ることができる。

この発明の第１の液晶表示装置は、観察側とその反対側とにそれぞれ偏光板が配置され、光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列した画面エリアを有し、前記複数の画素に画像データが書込まれ、その画像データに応じた画像を表示する液晶表示パネルの観察側とは反対側に、前記構成の面光源を、そのレンズアレイを前記液晶表示パネルに対向させ、且つ前記第１と第２の出射方向の一方を前記液晶表示パネルの法線方向に対して表示観察者の左眼方向に傾いた方向に向け、他方の出射方向を前記法線方向に対して前記観察者の右眼方向に傾いた方向に向けて、前記第１と第２の発光体の一方の点灯により前記液晶表示パネルの反対側偏光板の透過軸と実質的に平行な直線偏光を前記左眼方向に、前記反対側偏光板の透過軸と実質的に直交する直線偏光を前記右眼方向に出射し、他方の発光体の点灯により前記反対側偏光板の透過軸と実質的に直交する直線偏光を前記左眼方向に、前記反対側偏光板の透過軸と実質的に平行な直線偏光を前記右眼方向に出射するように配置し、前記駆動手段により、前記液晶表示パネルの複数の画素に左眼用画像データと右眼用画像データとを交互に書込み、前記左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源の前記一方の発光体を点灯させ、前記左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源の他方の発光体を点灯させるようにしたものであるため、左眼用画像と右眼用画像の両方の解像度が高い、高品質の三次元画像を表示することができる。

この第１の液晶表示装置において、前記面光源の前記導光手段は、その出射面から、前記液晶表示パネルの法線方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった光を出射し、前記レンズアレイは、前記位相差素子の複数の領域のλ／２位相差部を透過した光と無位相差部を透過した光の一方を、前記液晶表示パネルの法線方向に対して前記左眼方向に出射光強度のピークが存在する角度範囲の方向に出射し、他方の光を、前記法線方向に対して前記右眼方向に出射光強度のピークが存在する角度範囲の方向に出射するのが好ましく、このようにすることにより、前記左眼用画像と右眼用画像の両方の輝度及びコントラストが高い、より高品質の三次元画像を表示することができる。

この発明の第２の液晶表示装置は、前記液晶表示パネルの観察側とは反対側に、前記液晶表示パネルに向けて、前記液晶表示パネルの反対側偏光板の透過軸と実質的に直交する直線偏光からなる第１の照明光と前記反対側偏光板の透過軸と実質的に平行な直線偏光からなる第２の照明光とを選択的に照射する光源を配置し、前記光源と前記液晶表示パネルとの間に、前記液晶表示パネルの画面エリアを前記画面の左右方向に予め定めた数の画素毎に分割した複数の領域のうち、１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応させて複数のλ／２位相差部を形成し、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応させて無位相差部を形成した位相差素子を配置し、前記駆動手段により、前記液晶表示パネルの複数の画素のうち、前記１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応する各画素と、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応する各画素に、三次元画像を表示するための左眼用画像データと右眼用画像データを交互に書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源から前記第１の照明光を照射させ、前記１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応する各画素と、前記他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応する各画素に、右眼用画像データと左眼用画像データを交互に書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源から前記第２の照明光を照射させるようにしたものであるため、左眼用画像と右眼用画像の両方の解像度が高い、高品質の三次元画像を表示することができる。

この第２の液晶表示装置において、前記駆動手段は、第１の表示期間に、前記液晶表示パネルの前記１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応する各画素と、前記他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応する各画素とに、左眼用画像データと右眼用画像データとを交互に書込み、前記第１の表示期間に引き続く第２の表示期間に、前記液晶表示パネルの前記第１の領域にそれぞれ対応する各画素と、前記第２の領域にそれぞれ対応する各画素とに、右眼用画像データと左眼用画像データとを交互に書込むのが好ましく、このようにすることにより、前記液晶表示パネルの駆動デューティを高くし、ちらつきの無い、より高品質の三次元画像を表示することができる。

この発明の第３の液晶表示装置は、前記液晶表示パネルの観察側とは反対側に、前記液晶表示パネルに向けて、前記液晶表示パネルの反対側偏光板の透過軸と実質的に直交する直線偏光からなり、且つ前記液晶表示パネルの法線方向に対して表示観察者の左右いずれか一方の眼の方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第１の照明光と、前記反対側偏光板の透過軸と実質的に平行な直線偏光からなり、且つ前記法線方向に対して前記観察者の他方の眼の方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第２の照明光とを選択的に照射する光源を配置し、前記光源と前記液晶表示パネルとの間に、前記液晶表示パネルの画面エリアを前記画面の上下方向に予め定めた数の画素毎に分割した複数の領域のうち、１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応させて複数のλ／２位相差部を形成し、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応させて無位相差部を形成した位相差素子を配置し、前記位相差素子を前記位相差素子移動手段により前記液晶表示パネルの画面の上下方向に移動させて前記複数のλ／２位相差部と無位相差部を前記液晶表示パネルの前記第１の領域と第２の領域とに交互に対向させ、前記駆動手段により、前記位相差素子の前記λ／２位相差部を前記液晶表示パネルの前記１つ置きの第１の領域に対向させ、前記無位相差部を前記他の１つ置きの第２の領域に対向させたときに、前記液晶表示パネルの複数の画素のうち、前記第１の領域の各画素に左眼用画像データを書込み、前記第２の領域の各画素に右眼用画像データを書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源から前記第１と第２の照明光を照射させ、前記位相差素子の前記λ／２位相差部を前記液晶表示パネルの前記第２の領域に対向させ、前記無位相差部を前記第１の領域に対向させたときに、前記液晶表示パネルの前記第１の領域の各画素に右眼用画像データを書込み、前記第２の領域の各画素に左眼用画像データを書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源から前記第１と第２の照明光を照射させるようにしたものであるため、左眼用画像と右眼用画像の両方の解像度が高い、高品質の三次元画像を表示することができる。

この第３の液晶表示装置において、前記駆動手段は、第１の表示期間に、前記液晶表示パネルの前記１つ置きの第１の領域の各画素と前記他の１つ置きの第２の領域の各画素とに、左眼用画像データと右眼用画像データとを交互に書込み、前記第１の表示期間に引き続く第２の表示期間に、前記液晶表示パネルの前記第１の領域の各画素と前記第２の領域の各画素とに、右眼用画像データと左眼用画像データとを交互に書込むのが好ましく、このようにすることにより、前記液晶表示パネルの駆動デューティを高くし、ちらつきの無い、より高品質の三次元画像を表示することができる。

この発明の第４の液晶表示装置は、前記液晶表示パネルの観察側とは反対側に、前記液晶表示パネルに向けて照明光を照射する光源を配置し、前記液晶表示パネルの観察側に、前記液晶表示パネルの画面エリアを前記画面の左右方向に予め定めた数の画素毎に分割した複数の領域のうち、１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応させて複数のλ／２位相差部を形成し、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応させて複数の無位相差部を形成した位相差素子を配置し、前記駆動手段により、前記液晶表示パネルの複数の画素のうち、前記位相差素子の複数のλ／２位相差部に対応する各画素に三次元画像を表示するための左右の眼用の画像データのうちの一方の眼用の画像データを書込み、前記位相差素子の複数の無位相差部に対応する各画素に他方の眼用の画像データを書込み、前記液晶表示パネルから出射した直線偏光からなる画像光のうち、前記位相差素子の複数のλ／２位相差部と無位相差部の一方を透過して観察側に出射した光を透過させる左眼用直線偏光素子と、前記位相差素子の複数のλ／２位相差部と無位相差部の他方を透過して前記観察側に出射した光を透過させる右眼用直線偏光素子とを有する観察用偏光眼鏡により観察させるようにしたものであるため、三次元画像を表示することができる。

この第４の液晶表示装置において、前記位相差素子の複数のλ／２位相差部と無位相差部は、前記液晶表示パネルの画面エリアを前記画面の左右方向に１つの画素毎に分割した複数の領域に交互に対応させて形成するのが好ましく、このようにすることにより、左眼用画像と右眼用画像の両方の解像度が充分な三次元画像を表示することができる。

（第１の実施形態）
図１〜図７はこの発明の第１の実施例を示しており、図１は液晶表示装置の分解斜視図、図２は前記液晶表示装置の平面図である。

この液晶表示装置は、図１及び図２のように、観察側（図２において上側）とその反対側とにそれぞれ偏光板５，６が配置され、光の透過を制御する複数の画素（図示せず）が行方向及び列方向にマトリックス状に配列した画面エリア１ａを有し、前記複数の画素に画像データが書込まれ、その画像データに応じた画像を表示する液晶表示パネル１と、前記液晶表示パネルの観察側とは反対側に配置された面光源７と、前記液晶表示パネル１と面光源７の駆動手段３３とを備えている。

前記液晶表示パネル１は、アクティブマトリックス液晶表示パネルであり、その内部構造は図示しないが、枠状のシール材４を介して接合された一対の透明基板２，３の対向する内面のうち、一方の基板、例えば観察側とは反対側の基板３の内面に、行方向（画面の左右方向）と列方向（画面の上下方向）とにマトリックス状に配列させて形成された複数の透明な画素電極と、これらの画素電極にそれぞれ接続された複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）と、各行のＴＦＴにゲート信号を供給する複数のゲート配線と、各列のＴＦＴに画像データ信号を供給する複数のデータ配線が設けられ、他方の基板（観察側の基板）２の内面に、前記複数の画素電極に対向する一枚膜状の透明な対向電極が設けられ、前記一対の基板２，３間の前記シール材４で囲まれた領域に液晶層が封入されている。

また、この液晶表示パネル１は、前記液晶層の液晶分子を前記一対の基板２，３間において実質的に９０°の捩れ角でツイスト配向させたＴＮ型のものであり、その観察側偏光板５と反対側偏光板６は、それぞれの透過軸を直交させるか、あるいは平行にして配置されている。図１において、６ａは前記反対側偏光板６の透過軸である。

前記面光源７は、光を入射させる入射部９ａ，９ｂと前記入射部９ａ，９ｂから入射した光を出射する出射面１０と前記入射部９ａ，９ｂから入射した光を前記出射面１０に向けて反射する反射面１１とを有し、前記入射部９ａ，９ｂから入射した光を導いて前記出射面１０から出射する導光手段８と、前記導光手段８の入射部９ａ，９ｂに対向させて配置され、選択的に点灯される第１と第２の発光体２４，２５と、一方の方向に透過軸２６ａ，２７ａを有し、前記第１と第２の発光体２４，２５の出射側にそれぞれ、各々の透過軸２６ａ，２７ａを実質的に直交させて配置された第１と第２の直線偏光素子２６，２７と、前記導光手段８の出射面１０に対向させて配置された位相差素子２８と、前記位相差素子２８の前記導光手段８に対向する側とは反対側に設けられたレンズアレイ３１とを備えている。

前記導光手段８は、前記液晶表示パネル１の画面エリア１ａに対応する矩形状の平面形状を有するアクリル樹脂板等の透明板からなっており、その互いに対向する２つの端面にそれぞれ入射部９ａ，９ｂが形成され、２つの板面の一方に出射面１０が形成され、他方の板面に、前記入射部９ａ，９ｂから入射した光を前記出射面１０に向けて反射する反射面１１が形成されている。以下、この導光手段８を導光板、その入射部９ａ，９ｂを入射端面という。

この導光板８の出射面１０は平坦面に形成されており、反射面１１には、前記入射端面９ａ，９ｂの長さ方向、つまり導光板８の幅方向と実質的に平行な直線状の複数の細長溝１２が、前記導光板８の長さ方向に一定ピッチで形成されている。

前記導光板８は、前記入射端面９ａ，９ｂから入射した光を、前記反射面１１の各細長溝１２間の平坦面部と前記出射面１０とにより内面反射しながら導光板８の長さ方向に導き、前記反射面１１の各細長溝１２に入射した光を、前記細長溝１２の溝面により前記出射面１０の法線方向に対する角度が小さくなる方向に内面反射して前記出射面１０から出射させる。

この導光板８の反射面１１の各細長溝１２は、前記出射面１０の法線方向に対して一方の入射端面９ａ方向と他方の入射端面９ｂ方向とにそれぞれ実質的に４５°の角度で傾いた２つの溝面を有する二等辺三角形状の断面形状に形成されており、前記導光板８の一方の入射端面９ａから入射した光を、前記一方の入射端面９ａ側の溝面により前記出射面１０の法線付近の方向に内面反射し、前記導光板８の他方の入射端面９ｂから入射した光を、前記他方の入射端面９ｂ側の溝面により前記出射面１０の法線付近の方向に内面反射する。

そのため、前記導光板８にその一方の入射端面９ａ及び他方の入射端面９ｂから入射し、前記導光板８の出射面１０から出射する光はそれぞれ、前記出射面１０の法線方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった光である。

なお、図では前記導光板８の反射面１１の細長溝１２を大きく誇張しているが、前記細長溝１２は、前記液晶表示パネル１の画素ピッチと同程度またはそれよりも小さいピッチで形成されており、したがって、前記導光板８の出射面１０から出射する光は、強度むらの無い均一な強度分布の光である。

また、前記第１と第２の発光体２４，２５は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の複数の固体発光素子を配列した発光素子アレイからなっており、その出射面を前記導光板８の一方の入射端面９ａと他方の入射端面９ｂにそれぞれ対向させて配置されている。

さらに、前記第１と第２の直線偏光素子２６，２７は、前記導光板８の入射端面９ａ，９ｂに対応する形状に形成されており、前記導光板８の一方の入射端面９ａとその外側に配置された前記第１の発光体２４との間と、前記導光板８の他方の入射端面９ｂとその外側に配置された前記第２の発光体２５との間に、それぞれの直線偏光素子２６，２７の透過軸２６ａ，２７ａを実質的に直交させて配置されている。

この実施例では、図１に示したように、前記第１の直線偏光素子２６を、その透過軸２６ａを前記導光板８の幅方向（入射端面９ａ，９ｂの長さ方向）と実質的に平行にして配置し、前記第２の直線偏光素子２７を、その透過軸２７ａを前記導光板８の板厚方向（入射端面９ａ，９ｂの高さ方向）と実質的に平行にして配置している。

また、前記導光板８の出射面１０に対向させて配置された位相差素子２８は、前記導光板８の出射面１０に沿った方向に、透過光の常光と異常光との間に１／２波長の位相差を与える複数のλ／２位相差部２９と、実質的に位相差の無い複数の無位相差部３０とを交互に形成したものであり、前記複数のλ／２位相差部２９は、図１に示したように、前記導光板８の幅方向（入射端面９ａ，９ｂの長さ方向）に対して実質的に４５°傾いた方向に遅相軸２９ａを有している。

すなわち、前記複数のλ／２位相差部２９の遅相軸２９ａは、前記第１の発光体２４から前記第１の直線偏光素子２６を透過して前記導光板８に入射し、前記導光板８の出射面１０から出射する直線偏光と、前記第２の発光体２５から前記第２の直線偏光素子２７を透過して前記導光板８に入射し、前記導光板８の出射面１０から出射する直線偏光の両方の偏光面に対して実質的に４５°の角度で交差している。

この位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９と無位相差部３０は、互いに同じ幅に、且つ、前記導光板８の出射面１０に沿った一方の方向、例えば前記導光板８の幅方向（入射端面９ａ，９ｂの長さ方向）と平行なストライプ状に形成されている。

なお、図では前記λ／２位相差部２９と無位相差部３０を大きく誇張しているが、このλ／２位相差部２９と無位相差部３０は、できるだけ小さい幅及びピッチで形成されている。

前記位相差素子２８は、透過光に対して実質的に複屈折性を示さない透明シートの一方の面に、例えば、一軸延伸フィルムからなる細長形状のλ／２位相差フィルムをストライプ状に並べて貼付けるか、あるいは、前記透明シート面に高分子液晶を塗布または印刷し、その高分子液晶を予め定めた一方の方向に分子長軸が揃うように配向させてポリマー化することにより複数のλ／２位相差層を形成したものであり、これらのλ／２位相差層の形成部により前記複数のλ／２位相差部２９が形成され、前記透明シートの前記λ／２位相差層を形成しない部分により前記複数の無位相差部３０が形成されている。

また、前記位相差素子２８の前記導光板８に対向する側とは反対側に設けられたレンズアレイ３１は、前記位相差素子２８の隣合う１つずつのλ／２位相差部２９と無位相差部３０とからなる複数の領域にそれぞれ対応する複数のレンズ３２を有しており、これらのレンズ３２は、前記ストライプ状に形成されたλ／２位相差部２９及び無位相差部３０の長さ方向と平行で、且つ前記隣合う１つずつのλ／２位相差部２９と無位相差部３０の合計幅と実質的に同じ幅を有する細長形状に形成されている。

なお、この実施例では、前記位相差素子２８のλ／２位相差部２９を形成した面とは反対面に前記レンズアレイ３１を一体に形成しているが、前記レンズアレイ３１は、前記位相差素子２８とは別に製作したものを前記位相差素子２８に対向させて配置してもよい。

前記レンズアレイ３１は、前記導光板８の出射面１０から出射し、前記位相差素子２８の前記複数の領域のλ／２位相差部２９を透過した光を、前記複数のレンズ３２により、予め定めた方向に対して一方の方向に傾いた第１の出射方向に出射し、前記複数の領域の無位相差部３０を透過した光を、前記複数のレンズ３２により、前記予め定めた方向に対して前記一方の方向とは反対方向に傾いた第２の出射方向に出射する。

この実施例では、前記予め定めた方向を、前記導光板８の出射面１０の法線方向とし、前記レンズアレイ３１の複数のレンズ３２を、前記導光板８の出射面１０の法線方向と平行で、且つ前記複数の領域のλ／２位相差部２９と無位相差部３０の境界を通る面を中心として左右対称な凸レンズに形成している。

前記レンズアレイ３１は、前記導光板８にその入射端面９ａ，９ｂから入射し、前記導光板８の反射面１１の各細長溝１２の溝面により反射されて前記導光板８の出射面１０から前記出射面１０の法線付近の方向に出射した光のうち、前記位相差素子２８の複数の領域のλ／２位相差部２９を透過した光を、前記導光板８の出射面１０の法線方向に対して前記λ／２位相差部２９側とは反対方向に傾いた第１の出射方向に出射光強度のピークが存在する角度範囲の方向に出射し、前記位相差素子２８の複数の領域の無位相差部３０を透過した光を、前記導光板８の出射面１０の法線方向に対して前記無位相差部３０側とは反対方向に傾いた第２の出射方向に出射光強度のピークが存在する角度範囲の方向に出射する。

すなわち、前記面光源７は、前記第１と第２の発光体２４，２５の一方の点灯により、実質的に直交する２つの方向の直線偏光の一方を前記第１の出射方向に、他方の直線偏光を前記第２の出射方向にそれぞれ出射し、他方の発光体の点灯により、前記一方の直線偏光を前記第２の出射方向に、前記他方の直線偏光を前記第１の出射方向に出射する。

図４及び図５は前記面光源７からの出射光線図であり、図４は前記第１の発光体２４を点灯させたときの出射光線、図５は前記第２の発光体２５を点灯させたときの出射光線を示している。

図４のように、前記面光源７の第１の発光体２４を点灯させたときは、この第１の発光体２４からの光が、前記第１の直線偏光素子２６により、その透過軸２６ａに平行な直線偏光Ｓとされて前記導光板８にその一方の入射端面９ａから入射し、前記導光板８の反射面１１の各細長溝１２の前記一方の入射端面９ａ側の溝面により反射されて前記導光板８の出射面１０から前記出射面１０の法線付近の方向に出射する。

前記導光板８の出射面１０から出射した前記直線偏光Ｓは、前記位相差素子２８に入射し、その光のうち、前記位相差素子２８の複数の領域のλ／２位相差部２９に入射した光が、その偏光面に対して実質的に４５°の角度方向に遅相軸２９ａを有する前記λ／２位相差部２９を、このλ／２位相差部２９により偏光面を９０°回転されて透過し、前記第１の直線偏光素子２６を透過して前記導光板８に入射した直線偏光Ｓに対して実質的に直交する直線偏光Ｐとなって前記レンズアレイ３１に入射する。

また、前記導光板８の出射面１０から出射して前記位相差素子２８に入射した光のうち、前記位相差素子２８の複数の領域の無位相差部３０に入射した光は、前記無位相差部３０を実質的に偏光状態を変えずに透過し、前記第１の直線偏光素子２６を透過して前記導光板８に入射した直線偏光Ｓのまま前記レンズアレイ３１に入射する。

そして、前記２つの方向の直線偏光Ｐ，Ｓのうち、前記位相差素子２８の複数の領域のλ／２位相差部２９からの一方の直線偏光Ｐは、前記レンズアレイ３１の各レンズ３２の前記λ／２位相差部２９に対応する部分により集光され、前記導光板８の出射面１０の法線方向に対して前記λ／２位相差部２９側とは反対方向に傾いた第１の出射方向に出射し、前記位相差素子２８の複数の領域の無位相差部３０からの他方の直線偏光Ｓは、前記レンズアレイ３１の各レンズ３２の前記無位相差部３０に対応する部分により集光され、前記導光板８の出射面１０の法線方向に対して前記無位相差部３０側とは反対方向に傾いた第２の出射方向に出射する。

また、図５のように、前記面光源７の第２の発光体２５を点灯させたときは、この第２の発光体２５からの光が、前記第２の直線偏光素子２７により、その透過軸２７ａに平行な直線偏光Ｐとされて前記導光板８にその他方の入射端面９ｂから入射し、前記導光板８の反射面１１の各細長溝１２の前記他方の入射端面９ｂ側の溝面により反射されて前記導光板８の出射面１０から前記出射面１０の法線付近の方向に出射する。

前記導光板８の出射面１０から出射した前記直線偏光Ｐは、前記位相差素子２８に入射し、その光のうち、前記位相差素子２８の複数の領域のλ／２位相差部２９に入射した光が、その偏光面に対して実質的に４５°の角度方向に遅相軸２９ａを有する前記λ／２位相差部２９を、このλ／２位相差部２９により偏光面を９０°回転されて透過し、前記第２の直線偏光素子２７を透過して前記導光板８に入射した直線偏光Ｐに対して実質的に直交する直線偏光Ｓとなって前記レンズアレイ３１に入射する。

また、前記導光板８の出射面１０から出射して前記位相差素子２８に入射した光のうち、前記位相差素子２８の複数の領域の無位相差部３０に入射した光は、前記無位相差部３０を実質的に偏光状態を変えずに透過し、前記第２の直線偏光素子２７を透過して前記導光板８に入射した直線偏光Ｐのまま前記レンズアレイ３１に入射する。

そして、前記２つの方向の直線偏光Ｐ，Ｓのうち、前記位相差素子２８の複数の領域の無位相差部３０からの一方の直線偏光Ｐは、前記レンズアレイ３１の各レンズ３２の前記無位相差部３０に対応する部分により集光され、前記導光板８の出射面１０の法線方向に対して前記無位相差部３０側とは反対方向に傾いた第２の出射方向に出射し、前記位相差素子２８の複数の領域のλ／２位相差部２９からの他方の直線偏光Ｓは、前記レンズアレイ３１の各レンズ３２の前記λ／２位相差部２９に対応する部分により集光され、前記導光板８の出射面１０の法線方向に対して前記λ／２位相差部２９側とは反対方向に傾いた第１の出射方向に出射する。

図６は前記面光源７からの第１の発光体２４を点灯させたときの前記２つの方向の直線偏光Ｐ，Ｓの出射光強度分布図、図７は前記面光源７の第２の発光体２５を点灯させたときの前記２つの方向の直線偏光Ｐ，Ｓの出射光強度分布図であり、図６及び図７において、正の角度は、前記導光板８の出射面１０の法線方向（０°）に対して前記第１の出射方向の傾き角、負の角度は、前記法線方向（０°）に対して前記第２の出射方向の傾き角である。

このように、前記面光源７は、前記第１の発光体２４の点灯により、実質的に直交する２つの方向の一方の直線偏光Ｐを、前記導光板８の出射面１０の法線方向に対して一方の方向に傾いた第１の出射方向に出射光強度のピークが存在する角度範囲の方向に、他方の直線偏光Ｓを、前記導光板８の出射面１０の法線方向に対して前記一方の方向とは反対方向に傾いた前記第２の出射方向に出射光強度のピークが存在する角度範囲の方向にそれぞれ出射し、前記第２の発光体２５の点灯により、前記一方の直線偏光Ｐを前記第２の出射方向に出射光強度のピークが存在する角度範囲の方向に、他方の直線偏光Ｓを前記第１の出射方向に出射光強度のピークが存在する角度範囲の方向にそれぞれ出射する。

そのため、前記面光源７を、観察側とその反対側とにそれぞれ偏光板５，６を配置した前記液晶表示パネル１の観察側とは反対側に配置することにより、前記液晶表示パネル１の複数の画素に三次元画像を表示するための左眼用画像データと右眼用画像データとを交互に書込み、前記左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源７の一方の発光体２４または２５を点灯させ、前記左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源７の他方の発光体２５または２４を点灯させて三次元画像を表示する液晶表示装置を得ることができる。

図１及び図２に示した液晶表示装置は、前記液晶表示パネル１の観察側とは反対側に、前記面光源７を配置したものであり、前記面光源７は、前記レンズアレイ３１を前記液晶表示パネル１に対向させ、且つ、前記導光板８の出射面１０の法線方向を前記液晶表示パネル１の法線方向に一致させて、前記第１と第２の出射方向の一方を前記液晶表示パネル１の法線方向に対して表示観察者の左眼方向に傾いた方向に向け、他方の出射方向を前記液晶表示パネル１の法線方向に対して前記観察者の右眼方向に傾いた方向に向けて配置されている。

したがって、前記面光源７の導光板８は、その出射面１０から、前記液晶表示パネル１の法線方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった光を出射し、前記面光源７のレンズアレイ３１は、前記位相差素子２８の複数の領域のλ／２位相差部２９を透過した光と無位相差部３０を透過した光の一方を、前記液晶表示パネル１の法線方向に対して表示観察者の左眼方向に出射光強度のピークが存在する角度範囲の方向に出射し、他方の光を、前記法線方向に対して前記観察者の右眼方向に出射光強度のピークが存在する角度範囲の方向に出射する。

さらに、前記面光源７の第１と第２の直線偏光素子２６，２７の透過軸２６ａ，２７ａの向きは、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６の透過軸６ａの向きに応じて、前記第１と第２の発光体２４，２５の一方の点灯により、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に平行な直線偏光を前記左眼方向に、前記反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に直交する直線偏光を前記右眼方向に出射し、他方の発光体の点灯により、前記反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に直交する直線偏光を前記左眼方向に、前記反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に平行な直線偏光を前記右眼方向に出射するように設定されている。

また、前記液晶表示パネル１と面光源７の駆動手段３３は、前記液晶表示パネル１の複数の画素に三次元画像を表示するための左眼用画像データと右眼用画像データとを交互に書込み、前記左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源７の前記一方の発光体２４または２５を点灯させ、前記左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源７の他方の発光体２５または２４を点灯させる駆動回路からなっている。

この実施例の液晶表示装置では、図１に示したように、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６の透過軸６ａを画面の左右方向と平行にし、前記面光源７の第１と第２の直線偏光素子２６，２７の透過軸２６ａ，２７ａ及び位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９の遅相軸２９ａとレンズアレイ３１の各レンズ３２の長さ方向を上述したように設定することにより、前記面光源７から、前記第１の発光体２４の点灯により、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に平行な直線偏光Ｐを前記左眼方向に、前記反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に直交する直線偏光Ｓを前記右眼方向に出射させ、第２の発光体２５の点灯により、前記反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に直交する直線偏光Ｓを前記左眼方向に、前記反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に平行な直線偏光Ｐを前記右眼方向に出射させるようにし、前記駆動手段３３を、前記液晶表示パネル１の複数の画素への左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源７の第１の発光体２４を点灯させ、左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源７の第２の発光体２５を点灯させるように構成している。

この液晶表示装置は、前記液晶表示パネル１の観察側とは反対側に、前記構成の面光源７を、そのレンズアレイ３１を前記液晶表示パネル１に対向させ、且つ前記第１の出射方向を前記液晶表示パネル１の法線方向に対して表示観察者の左眼方向に傾いた方向に向け、前記第２の出射方向を前記法線方向に対して前記観察者の右眼方向に傾いた方向に向けて、前記第１の発光体２４の点灯により前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に平行な直線偏光Ｐを前記左眼方向に、前記反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に直交する直線偏光Ｓを前記右眼方向に出射し、前記第２の発光体２５の点灯により前記反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に直交する直線偏光Ｓを前記左眼方向に、前記反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に平行な直線偏光Ｐを前記右眼方向に出射するように配置し、前記駆動手段３３により、前記液晶表示パネル１の複数の画素に左眼用画像データと右眼用画像データとを交互に書込み、前記左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源７の第１の発光体２４を点灯させ、前記左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源７の第２の発光体２５を点灯させるようにしたものであるため、左眼用画像と右眼用画像の両方の解像度が高い、高品質の三次元画像を表示することができる。

図３は前記液晶表示装置の左眼用画像を表示するときと右眼用画像を表示するときの出射光線図であり、（ａ）は左眼用画像を表示するときの出射光線、（ｂ）は右眼用画像の表示するときの出射光線を示している。

前記液晶表示装置は、前記液晶表示パネル１の複数の画素に左眼用画像データを書込み、その左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源７の第１の発光体２４を点灯させて左眼用画像を表示し、前記液晶表示パネル１の複数の画素に右眼用画像データを書込み、その右眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源７の第２の発光体２５を点灯させて右眼用画像を表示する。

すなわち、前記面光源７の第１の発光体２４を点灯させたときは、図４のように、前記面光源７から、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に平行な直線偏光Ｐが前記左眼方向に、前記反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に直交する直線偏光Ｓが前記右眼方向に出射し、これらの直線偏光Ｐ，Ｓのうち、前記左眼方向に出射した直線偏光Ｐが、図３（ａ）に矢線で示したように前記液晶表示パネル１に前記反対側偏光板６を透過して入射し、前記右眼方向に出射した直線偏光Ｓが前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６により吸収される。

そのため、前記液晶表示パネル１の複数の画素に左眼用画像データを書込み、その左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源７の第１の発光体２４を点灯させたときに、前記液晶表示パネル１から、前記左眼用画像データに対応する画像光が表示観察者の左眼方向に出射し、その左眼用画像が前記観察者の左眼により観察される。

また、前記面光源７の第２の発光体２５を点灯させたときに、図５のように、前記面光源７から、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に平行な直線偏光Ｐが前記右眼方向に、前記反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に直交する直線偏光Ｓが前記左眼方向に出射し、これらの直線偏光Ｐ，Ｓのうち、前記右眼方向に出射した直線偏光Ｐが、図３（ｂ）に矢線で示したように前記液晶表示パネル１に前記反対側偏光板６を透過して入射し、前記左眼方向に出射した直線偏光Ｓが前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６により吸収される。

そのため、前記液晶表示パネル１の複数の画素に右眼用画像データを書込み、その右眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源７の第２の発光体２５を点灯させたときに、前記液晶表示パネル１から、前記右眼用画像データに対応する画像光が表示観察者の右眼方向に出射し、その右眼用画像が前記観察者の右左眼により観察される。

このように、前記液晶表示装置は、前記液晶表示パネル１の複数の画素に左眼用画像データを書込み、その左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源７の第１の発光体２４を点灯させて前記液晶表示パネル１に左眼用画像を表示し、前記液晶表示パネル１の複数の画素に左眼用画像データを書込み、その左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源７の第２の発光体２５を点灯させて前記液晶表示パネル１に右眼用画像を表示するものであり、この液晶表示装置は、前記左眼用画像と右眼用画像とをそれぞれ前記液晶表示パネル１の全ての画素を使用して表示することができるため、左眼用画像と右眼用画像の両方の解像度が高い、高品質の三次元画像を表示することができる。

しかも、この液晶表示装置は、前記面光源７の導光板８の出射面１０から、前記液晶表示パネル１の法線方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった光を出射させ、前記面光源７のレンズアレイ３１により、前記位相差素子２８の複数の領域のλ／２位相差部２９を透過した光と無位相差部３０を透過した光の一方を、前記液晶表示パネル１の法線方向に対して表示観察者の左眼方向に出射光強度のピークが存在する角度範囲の方向に出射させ、他方の光を、前記法線方向に対して前記観察者の右眼方向に出射光強度のピークが存在する角度範囲の方向に出射させるようにしているため、前記左眼用画像と右眼用画像の両方の輝度及びコントラストが高い、より高品質の三次元画像を表示することができる。

なお、前記液晶表示装置は、前記液晶表示パネル１にはカラーフィルタを備えさせず、前記面光源７の第１と第２の発光体２４，２５にそれぞれ、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとを備えさせて、これらの発光体２４，２５から赤、緑、青の３色の光を選択的に出射させるようにしたフィールドシーケンシャル液晶表示装置でも、前記液晶表示パネル１に複数の画素にそれぞれ対応させて赤、緑、青の３色のカラーフィルタを備えさせ、前記面光源７の第１と第２の発光体２４，２５からそれぞれ白色光を出射させるようにした液晶表示装置でもよい。

前記フィールドシーケンシャル液晶表示装置の場合は、前記駆動手段３３を、１つの三次元カラー画像を表示するための１フレームを６分割した６つのフィールド毎に、赤、緑、青の３色の単位色の左眼用画像データと右眼用画像データのうちの１つの画像データを任意の順序で選択して順次前記液晶表示パネル１の各画素に書込み、赤、緑、青の各単位色の左眼用画像データの書込みにそれぞれ同期させて前記面光源７の第１の発光体２４の赤、緑、青の３色のＬＥＤのうちの書込み画像データの色のＬＥＤを点灯させ、赤、緑、青の各単位色の右眼用画像データの書込みにそれぞれ同期させて前記面光源７の第２の発光体２５の赤、緑、青の３色のＬＥＤのうちの書込み画像データの色のＬＥＤを点灯させるように構成する。

また、前記液晶表示パネル１に赤、緑、青の３色のカラーフィルタを備えさせた液晶表示装置の場合は、前記駆動手段３３を、１つの三次元カラー画像を表示するための１フレームを２分割した２つのフィールドの一方に、赤、緑、青の３色の色データからなる左眼用画像データを前記液晶表示パネル１の各画素に書込み、前記２つのフィールドの他方に、赤、緑、青の３色の色データからなる右眼用画像データを前記液晶表示パネル１の各画素に書込み、前記左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源７の第１の発光体２４を点灯させ、前記右眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源７の第２の発光体２５を点灯させるように構成する。

また、前記面光源７の導光手段は、上記導光板８に限らず、光を入射させる入射部と前記入射部から入射した光を出射する出射面と前記入射部から入射した光を前記出射面に向けて反射する反射面とを有し、前記入射部から入射した光を導いて前記出射面から出射するものであれば、他の構成のものでもよい。

図８は上記第１の実施例の変形例を示す液晶表示装置の平面図であり、この変形例は、面光源７を、プリズムシート１４と反射板１６とからなる導光手段１３を備えた構成としたものである。

この導光手段１３は、一方の面に複数の細長プリズム１５を互いに平行に形成したプリズムシート１４のプリズム形成面に、前記反射板１６を、前記プリズムシート１４との間に空間を設けて対向配置したものであり、前記プリズムシート１４と反射板１６との間の空間の前記細長プリズム１５の長さ方向と直交する方向の２つの端部により光を入射させる入射部１７ａ，１７ｂが形成され、前記プリズムシート１４のプリズム形成面とは反対面により前記入射部１７ａ，１７ｂから入射した光の出射面１４ａが形成され、前記反射板１６の前記プリズムシート１４と対向する面により前記入射部１７ａ，１７ｂから入射した光を前記出射面１４ａに向けて反射する反射面１６ａが形成されている。

この導光手段１３は、前記入射部１７ａ，１７ｂから入射した光を、図に矢線及び破矢線で示したように、前記反射板１６の反射面１６ａにより反射して前記プリズムシート１４に入射させ、その光を前記プリズムシート１４の複数の細長プリズム１５により屈折させて前記プリズムシート１４の出射面１４ａから前記出射面１４ａの法線方向に出射する。

そして、この実施例の面光源７は、前記導光手段１３の前記２つの端部の入射部１７ａ，１７ｂにそれぞれ対向させて第１と第２の発光体２４，２５を配置し、これらの発光体２４，２５の出射側にそれぞれ、一方の方向に透過軸を有する第１と第２の直線偏光素子２６，２７を配置し、前記導光手段１３の出射面１４ａに対向させて前記位相差素子２８を配置し、この位相差素子２８の前記導光手段１３に対向する側とは反対側に前記レンズアレイ３１を設けて構成されている。

図９は上記第１の実施例の他の変形例を示す面光源の導光手段と第１及び第２の発光体と第１及び第２の直線偏光素子の斜視図であり、この変形例は、前記導光手段を、透明板の一端面に光を入射させる入射部（以下、入射端面という）１９を形成し、前記透明板の２つの板面の一方に前記入射端面１９から入射した光を出射する平坦な出射面２０を形成し、前記透明板の他方の板面に、前記入射部１９から入射した光を前記出射面２０に向けて反射する反射面２１を形成した導光板１８としたものである。

この導光板１８の反射面２１は、前記入射端面１９を形成した一端側から他端側に向かって前記出射面２０に近くなる方向に階段状に傾いた傾斜面からなっており、その階段状傾斜面の各段差面により、前記入射端面１９から入射した光を前記出射面２０の法線付近の方向に内面反射する細長反射部２２が形成されている。

この実施例の面光源は、前記導光板１８の一端の入射端面１９に対向させて、前記入射端面１９をその長さ方向に偶数に分割した形状の複数ずつ（図では２つずつ）の第１と第２の発光体２４，２５を前記入射端面１９の長さ方向に交互に並べて配置し、これらの発光体２４，２５の出射側にそれぞれ前記第１と第２の直線偏光素子２６，２７を、それぞれの透過軸を実質的に直交させて配置し、さらに前記導光板１８の入射端面１９と前記直線偏光素子２６，２７との間に、前記第１及び第２の発光体２４，２５から出射し、前記第１及び第２の直線偏光素子２６，２７を透過した直線偏光の強度分布を均一にして前記導光板１８に入射させるための拡散板２３を配置したものであり、図９では省略しているが、前記導光板１８の出射面２０に対向させて前記位相差素子２８が配置され、この位相差素子２８の前記導光板１８に対向する側とは反対側に前記レンズアレイ３１が設けられている。

前記図８及び図９に示した各変形例の面光源は、上記のような構成のものであるため、上述した第１の実施例の面光源７と同様に、前記第１と第２の発光体２４，２５の一方の点灯により、実質的に直交する２つの方向の直線偏光の一方を前記導光板１８の出射面２０の法線方向に対して一方の方向に傾いた第１の出射方向に、他方の直線偏光を前記導光板１８の出射面２０の法線方向に対して前記一方の方向とは反対方向に傾いた第２の出射方向に出射し、他方の発光体の点灯により、前記一方の直線偏光を前記第２の出射方向に、前記他方の直線偏光を前記第１の出射方向に出射することができる。

したがって、この面光源を前記液晶表示パネル１の観察側とは反対側に配置して液晶表示装置を構成することにより、左眼用画像と右眼用画像の両方の輝度及びコントラストが高い、高品質の三次元画像を表示することができる。

（第２の実施形態）
図１０はこの発明の第２の実施例を示す液晶表示装置の平面図である。なお、この実施例において、上述した第１の実施例の液晶表示装置に対応するものには図に同符号を付し、同一にものについてはその説明を省略する。

この実施例の液晶表示装置は、前記液晶表示パネル１と、前記液晶表示パネル１の観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示パネル１に向けて、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に直交する直線偏光からなる第１の照明光と前記反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に平行な直線偏光からなる第２の照明光とを選択的に照射する光源３４と、前記光源３４と前記液晶表示パネル１との間に、前記液晶表示パネル１に近接または接面させて前記液晶表示パネル１と実質的に平行に配置された位相差素子２８と、前記液晶表示パネル１と光源３４の駆動手段４３とを備えている。

前記光源３４は、前記液晶表示パネル１に向けて均一な強度分布の第１の照明光と第２の照明光を照射する面光源であり、例えば、前記液晶表示パネル１の画面エリア１ａに対応する矩形状の平面形状を有するアクリル樹脂板等の透明板からなり、その互いに対向する２つの端面にそれぞれ光を入射させる入射端面３６ａ，３６ｂが形成され、２つの板面の一方に前記入射部３６ａ，３６ｂから入射した光を出射する出射面３７が形成され、他方の板面に、前記入射部３６ａ，３６ｂから入射した光を前記出射面３７に向けて内面反射する反射面３８が形成された導光板３５と、前記導光板３５の２つの入射端面３６ａ，３６ｂにそれぞれ対向させて配置され、選択的に点灯される第１と第２の発光体３９，４０と、一方の方向に透過軸を有し、前記第１と第２の発光体３９，４０の出射側にそれぞれ、各々の透過軸を実質的に直交させて配置された第１と第２の直線偏光素子４１，４２とにより構成されている。

なお、前記第１と第２の発光体３９，４０は、ＬＥＤ等の複数の固体発光素子を配列した発光素子アレイからなっており、その出射面を前記導光板３５の一方の入射端面３６ａと他方の入射端面３６ｂにそれぞれ対向させて配置されている。

また、前記第１と第２の直線偏光素子４１，４２は、前記導光板３５の入射端面３６ａ，３６ｂに対応する形状に形成されており、前記導光板３５の一方の入射端面３６ａとその外側に配置された前記第１の発光体３９との間と、前記導光板３５の他方の入射端面３６ｂとその外側に配置された前記第２の発光体４０との間に、それぞれの直線偏光素子４１，４２の透過軸を実質的に直交させて配置されている。

この実施例では、前記第１の直線偏光素子４１を、その透過軸を前記導光板３５の幅方向（入射端面３６ａ，３６ｂの長さ方向）と実質的に平行にして配置し、前記第２の直線偏光素子４２を、その透過軸を前記導光板３５の板厚方向（入射端面３６ａ，３６ｂの高さ方向）と実質的に平行にして配置している。

この光源３４は、前記駆動手段４３により前記第１の発光体３９と第２の発光体４０とを選択的に点灯され、前記第１の発光体３９の点灯により、前記第１の直線偏光素子４１の透過軸に平行な直線偏光からなる第１の照明光を前記導光板３５の出射面３７から出射し、前記第２の発光体４０の点灯により、前記第２の直線偏光素子４２の透過軸に平行な直線偏光、つまり第１の照明光に対して実質的に直交する直線偏光からなる第２の照明光を前記導光板３５の出射面３７から出射する。

この光源３４は、前記液晶表示パネル１の観察側とは反対側に、前記導光板３５の出射面３７から出射する前記第１と第２の照明光のうち、第１の照明光の偏光面を前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に直交させ、第２の照明光の偏光面を前記反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に平行にして配置されている。

前記位相差素子２８は、前記液晶表示パネル１の画面エリア１ａを前記画面の左右方向に予め定めた数の画素毎に分割した複数の領域のうち、１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応させて、透過光の常光と異常光との間に１／２波長の位相差を与える複数のλ／２位相差部２９を形成し、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応させて、実質的に位相差の無い複数の無位相差部３０を形成したものであり、前記複数のλ／２位相差部２９は、前記導光板３５の幅方向（入射端面３６ａ，３６ｂの長さ方向）に対して実質的に４５°傾いた方向に遅相軸を有している。

すなわち、前記複数のλ／２位相差部２９の遅相軸は、前記光源３４の第１の発光体３９から前記第１の直線偏光素子４１を透過して前記導光板３５に入射し、前記導光板３５の出射面３７から出射する直線偏光からなる第１の照明光と、前記第２の発光体４０から前記第２の直線偏光素子４２を透過して前記導光板３５に入射し、前記導光板３５の出射面３７から出射する直線偏光からなる第２の照明光の両方の偏光面に対して実質的に４５°の角度で交差している。

この実施例では、前記液晶表示パネル１の画面エリア１ａを前記画面の左右方向に１画素列毎に分割し、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９と無位相差部３０を、前記液晶表示パネル１の１画素列毎に分割された各領域の１つ置きの第１の領域と他の１つ置きの第２の領域とにそれぞれ対応させて、前記画面の上下方向に沿った縦ストライプ状に形成している。

また、前記駆動手段４３は、第１の表示期間に、前記液晶表示パネル１の複数の画素のうち、前記１つ置きの第１の領域、つまり表示の観察側から見て前記液晶表示パネル１の法線方向に対し左方向（表示観察者Ｍの左眼方向）に傾いた線上において前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９に対向する１列置きの画素列、例えば奇数番の画素列の各画素と、前記他の１つ置きの第２の領域、つまり表示の観察側から見て前記液晶表示パネル１の法線方向に対し右方向（表示観察者Ｍの右眼方向）に傾いた線上において前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９に対向する他の１列置きの画素列、例えば偶数番の画素列の各画素とに、三次元画像を表示するための左眼用画像データと右眼用画像データを交互に書込み、にそれぞれ対応する各画素と、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応する各画素に、三次元画像を表示するための左眼用画像データと右眼用画像データを交互に書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源３４から前記第１の照明光を照射させ、前記第１の表示期間に引き続く第２の表示期間に、前記奇数番の画素列の各画素と、前記偶数番の画素列の各画素とに、右眼用画像データと左眼用画像データを交互に書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源３４から前記第２の照明光を照射させる駆動回路からなっている。

なお、この液晶表示装置は、フィールドシーケンシャル液晶表示装置でも、前記液晶表示パネル１に赤、緑、青の３色のカラーフィルタを備えさせた液晶表示装置でもよく、フィールドシーケンシャル液晶表示装置の場合は、前記駆動手段４３を、１つの三次元カラー画像を表示するための１フレームを６分割した６つのフィールド毎に、赤、緑、青の３色の単位色のうちの１つの単位色の左眼用画像データと右眼用画像データとを、前記奇数番と偶数番の一方の画素列の各画素と他方の画素列の各画素とに書込み、これらの赤、緑、青の各単位色の左眼用及び右眼用画像データの書込みにそれぞれ同期させて、前記光源３４から、赤、緑、青の３色のうちの書込み画像データの色の第１または第２の照明光を出射させるように構成する。

また、前記液晶表示パネル１に赤、緑、青の３色のカラーフィルタを備えさせた液晶表示装置の場合は、前記駆動手段４３を、１つの三次元カラー画像を表示するための１フレームを２分割した２つのフィールド毎に、赤、緑、青の３色の色データからなる左眼用画像データと右眼用画像データとを、前記奇数番と偶数番の一方の画素列の各画素と他方の画素列の各画素とに書込み、それに同期させて、前記光源３４から第１または第２の白色照明光を出射させるように構成する。

図１１及び図１２は前記第２の実施例の液晶表示装置の表示原理図であり、図１１は前記光源３４から前記第１の照明光を照射させたときの左眼用画像と右眼用画像の表示原理、図１２は前記光源３４から前記第２の照明光を照射させたときの左眼用画像と右眼用画像の表示原理を示している。

この液晶表示装置は、前記液晶表示パネル１の複数の画素のうち、前記奇数番の画素列の各画素に左眼用画像データを書込み、前記偶数番の画素列の各画素に右眼用画像データを書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源３４から前記第１の照明光を照射させて１列置きの第１の左眼用画像と１列置きの第１の右眼用画像を表示させ、それに続けて、前記偶数番の画素列の各画素に左眼用画像データを書込み、前記奇数番の画素列の各画素に右眼用画像データを書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源３４から前記第２の照明光を照射させて前記第１の左眼用画像の列間の第２の左眼用画像と前記第１の右眼用画像の列間の第２の右眼用画像を表示させ、これらの４つの画像によって高精細の三次元画像を表示する。

すなわち、前記光源３４から、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に直交する直線偏光からなる前記第１の照明光を照射させたときは、その第１の照明光のうち、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９を透過して偏光面を９０°回転された光が、前記液晶表示パネル１に前記反対側偏光板６を透過して入射し、前記位相差素子２８の複数の無位相差部３０を実質的に偏光状態を変えずに透過した光が、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６により吸収される。

そのため、前記液晶表示パネル１の前記奇数番の画素列の各画素に左眼用画像データを書込み、偶数番の画素列の各画素に右眼用画像データを書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源３４から前記第１の照明光を照射させたときに、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９を透過した光のうち、前記左眼用画像データを書込んだ前記奇数番の画素列の各画素（図１１において塗りつぶした画素）Ｄａに入射した光が、その画素に表示された左眼用画像Ｌ１として観察者Ｍの左眼に向かって出射し、前記右眼用画像データを書込んだ前記偶数番の画素列の各画素（図１１において白抜きの画素）Ｄｂに入射した光が、その画素より表示された右眼用画像Ｒ１として観察者Ｍの右眼に向かって出射する。したがって、観察者の左眼に、奇数番の画素列毎の左眼用画像を観察させ、右眼に、偶数番の画素列毎の右眼用画像を観察させることができる。

また、前記光源３４から、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に平行な直線偏光からなる前記第２の照明光を照射させたときは、その第２の照明光のうち、前記位相差素子２８の複数の無位相差部３０を実質的に偏光状態を変えずに透過した光が、前記液晶表示パネル１に前記反対側偏光板６を透過して入射し、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９を透過して偏光面を９０°回転された光が、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６により吸収される。

そのため、前記液晶表示パネル１の前記偶数番の画素列の各画素に左眼用画像データを書込み、前記奇数番の画素列の各画素に右眼用画像データを書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源３４から前記第２の照明光を照射させたときに、前記位相差素子２８の複数の無位相差部３０を透過した光のうち、前記左眼用画像データを書込んだ前記偶数番の画素列の各画素（図１２において塗りつぶした画素）Ｄｂにに入射した光が、その画素に表示された左眼用画像Ｌ２として観察者Ｍの左眼に向かって出射し、前記右眼用画像データを書込んだ前記奇数番の画素列の各画素（図１２において白抜きの画素）Ｄａに入射した光が、その画素に表示された右眼用画像Ｒ２として観察者Ｍの右眼に向かって出射する。したがって、観察者の左眼に、偶数番の画素列毎の左眼用画像を観察させ、右眼に、奇数番の画素列毎の右眼用画像を観察させることができる。

図１３は前記第２の実施例の液晶表示装置における前記液晶表示パネル１の表示画像の模式図であり、（ａ）は、図１１のように前記光源３４から前記第１の照明光を照射させたときの前記奇数番の画素列により表示された左眼用画像Ｌ１と前記偶数番の画素列により表示された右眼用画像Ｒ１を示し、（ｂ）は、図１２のように前記光源３４から前記第２の照明光を照射させたときの前記偶数番の画素列により表示された左眼用画像Ｌ２と前記奇数番の画素列により表示された右眼用画像Ｒ２を示している。

すなわち、この液晶表示装置は、前記光源３４から前記第１の照明光を照射させたときには、前記位相差素子２８の複数の無位相差部３０がパララックスバリアとして作用し、前記奇数番の画素列により表示された左眼用画像Ｌ１を表示観察者Ｍの左眼に観察させ、前記偶数番の画素列により表示された右眼用画像Ｒ１を表示観察者Ｍの右眼に観察させ、前記光源３４から前記第２の照明光を照射させたときには、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９がパララックスバリアとして作用して、前記偶数番の画素列により表示された左眼用画像Ｌ２を表示観察者Ｍの左眼に観察させ、前記奇数番の画素列により表示された右眼用画像Ｒ２を表示観察者Ｍの左眼に観察させる。

したがって、前記奇数番の画素列により表示された左眼用画像Ｌ１と偶数番の画素列により表示された左眼用画像Ｌ２とにより解像度の高い左眼用画像（図１３の表示例ではＡの文字画像）を表示観察者Ｍの左眼に観察させ、前記偶数番の画素列により表示された右眼用画像Ｒ１と、前記奇数番の画素列により表示された右眼用画像Ｒ２とにより解像度の高い右眼用画像（図１３の表示例ではＺの文字画像）を前記観察者Ｍの右眼に観察させることができる。

なお、この実施例では、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９と無位相差部３０を、前記液晶表示パネル１の１画素列毎に分割された各領域の１つ置きの第１の領域と他の１つ置きの第２の領域とにそれぞれ対応させて形成しているが、前記液晶表示パネル１の画面エリア１ａを前記画面の左右方向に複数の画素列、例えば２〜１０列程度の画素列毎に分割し、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９と無位相差部３０を、前記液晶表示パネル１の前記複数の画素列毎に分割された各領域の１つ置きの第１の領域と他の１つ置きの第２の領域とにそれぞれ対応させて形成してもよい。

このように、この実施例の液晶表示装置は、前記液晶表示パネル１の観察側とは反対側に、前記液晶表示パネル１に向けて、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に直交する直線偏光からなる第１の照明光と前記反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に平行な直線偏光からなる第２の照明光とを選択的に照射する光源３４を配置し、前記光源３４と前記液晶表示パネル１との間に、前記液晶表示パネル１の画面エリア１ａを前記画面の左右方向に予め定めた数の画素毎に分割した複数の領域のうち、１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応させて複数のλ／２位相差部２９を形成し、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応させて複数の無位相差部３０を形成した位相差素子２８を配置し、駆動手段４３により、前記液晶表示パネル１の複数の画素のうち、前記１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応する各画素と、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応する各画素に、左眼用画像データと右眼用画像データを交互に書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源３４から前記第１の照明光を照射させ、前記１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応する各画素と、前記他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応する各画素に、右眼用画像データと左眼用画像データを交互に書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源３４から前記第２の照明光を照射させるようにしたものであるため、左眼用画像と右眼用画像の両方の解像度が高い、高品質の三次元画像を表示することができる。

また、この実施例の液晶表示装置は、前記駆動手段４３により、第１の表示期間に、前記液晶表示パネル１の前記１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応する各画素と、前記他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応する各画素とに、左眼用画像データと右眼用画像データとを交互に書込み、前記第１の表示期間に引き続く第２の表示期間に、前記液晶表示パネル１の前記第１の領域にそれぞれ対応する各画素と、前記第２の領域にそれぞれ対応する各画素とに、右眼用画像データと左眼用画像データとを交互に書込むようにしているため、、ちらつきの無い、より高品質の三次元画像を表示することができる。

（第３の実施形態）
図１４及び図１５はこの発明の第３の実施例を示す液晶表示装置の斜視図及び平面図である。なお、この実施例において、上述した第１の実施例の液晶表示装置に対応するものには図に同符号を付し、同一にものについてはその説明を省略する。

この実施例の液晶表示装置は、前記液晶表示パネル１と、前記液晶表示パネル１の観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示パネル１に向けて、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に直交する直線偏光からなり、且つ前記液晶表示パネル１の法線方向に対して表示観察者Ｍの左右いずれか一方の眼の方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第１の照明光ａと、前記反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に平行な直線偏光からなり、且つ前記液晶表示パネル１の法線方向に対して前記観察者Ｍの他方の眼の方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第２の照明光ｂとを選択的に照射する光源４４と、前記光源４４と前記液晶表示パネル１との間に、前記液晶表示パネル１に近接または接面させて前記液晶表示パネル１と実質的に平行に配置された位相差素子２８と、前記位相差素子２８を前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に移動させる位相差素子移動手段５１と、前記液晶表示パネル１と光源４４の駆動手段５２とを備えている。

前記光源４４は、前記液晶表示パネル１に向けて均一な強度分布の第１の照明光ａと第２の照明光ｂを照射する面光源であり、例えば、前記液晶表示パネル１の画面エリア１ａの右半分の領域と左半分の領域とにそれぞれ対応する第１と第２の光源部４５ａ，４５ｂと、一方の方向に透過軸４８ａ，４９ａを有し、前記第１と第２の光源部４５ａ，４５ｂの出射側にそれぞれ、各々の透過軸４８ａ，４９ａを実質的に直交させて配置された第１と第２の直線偏光素子４８，４９と、前記液晶表示パネル１の観察側から見て右側の第１の光源部４５ａから出射し、前記第１の直線偏光素子４８によりその透過軸４８ａに平行な直線偏光とされた第１の照明光ａを表示観察者Ｍの一方の眼の方向、例えば左眼方向に集光させ、前記観察側から見て左側の第２の光源部４５ｂから出射し、前記第２の直線偏光素子４９によりその透過軸４９ａに平行な直線偏光とされた第２の照明光ｂを前記観察者Ｍの他方の眼の方向、つまり右眼方向に集光させるサーキュラフレネルレンズ５０とにより構成されている。

この実施例では、図１４に示したように、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６の透過軸６ａを前記画面の左右方向と平行にし、前記光源４４の第１の光源部４５ａの出射側に配置した第１の直線偏光素子４８の透過軸４８ａを前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６の透過軸６ａに対して実質的に直交させ、第２の光源部４５ｂの出射側に配置した第２の直線偏光素子４９の透過軸４９ａを前記反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に平行にしている。なお、図１４において、５ａは、前記液晶表示パネル１の観察側偏光板５の透過軸である。

前記第１と第２の光源部４５ａ，４５ｂはそれぞれ、前記液晶表示パネル１の画面エリア１ａの右半分及び左半分の領域に対応する矩形状の平面形状を有するアクリル樹脂板等の透明板からなり、その一端面に光を入射させる入射端面が形成され、２つの板面の一方に前記入射部から入射した光を出射する出射面が形成され、他方の板面に前記入射部から入射した光を前記出射面に向けて内面反射する反射面が形成された導光板４６と、前記導光板４６の入射端面に対向させて配置された発光体４７とからなっている。なお、前記発光体４７は、ＬＥＤ等の複数の固体発光素子を配列した発光素子アレイからなっており、その出射面を前記導光板４６の入射端面に対向させて配置されている。

この光源４４は、前記駆動手段５２により前記第１の光源部４５ａの発光体４７と前記第２の光源部４５ｂの発光体４７の両方を点灯され、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に直交する直線偏光からなり、且つ前記液晶表示パネル１の法線方向に対して表示観察者Ｍの左眼方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第１の照明光ａと、前記反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に平行な直線偏光からなり、且つ前記液晶表示パネル１の法線方向に対して前記観察者Ｍの他方の眼の方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第２の照明光ｂとを図１５に矢線で示したように前記液晶表示パネル１に向けて照射する。

前記位相差素子２８は、前記液晶表示パネル１の画面エリア１ａを前記画面の上下方向に予め定めた数の画素毎、例えば１つの画素毎に分割した複数の領域のうち、１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応させて、透過光の常光と異常光との間に１／２波長の位相差を与える複数のλ／２位相差部２９を形成し、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応させて、実質的に位相差の無い複数の無位相差部３０を形成したものであり、前記複数のλ／２位相差部２９は、前記光源４４の第１の光源部４５ａの出射側に配置された第１の直線偏光素子４８の透過軸４８ａ及び第２の光源部４５ｂの出射側に配置された第２の直線偏光素子４９の透過軸４９ａに対して実質的に４５°傾いた方向に遅相軸２９ａを有している。

この実施例では、前記液晶表示パネル１の画面エリア１ａを前記画面の上下方向に１画素行毎に分割し、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９と無位相差部３０を、前記液晶表示パネル１の１画素行毎に分割された各領域の１つ置きの第１の領域と他の１つ置きの第２の領域とにそれぞれ対応させて、前記画面の左右方向に沿った横ストライプ状に形成している。

前記位相差素子移動手段５１は、その構造は図示しないが、例えばリニアステッピングモータからなっており、前記駆動手段５２から供給されるタイミング信号に応じて、前記位相差素子２８を、前記λ／２位相差部２９と無位相差部３０のピッチに対応するストロークで前記画面の上下方向に移動させ、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９と無位相差部３０を前記液晶表示パネル１の前記第１の領域と第２の領域とに交互に対向させる。

また、前記駆動手段５２は、前記位相差素子移動手段５１により前記位相差素子２８のλ／２位相差部２９を前記液晶表示パネル１の前記１つ置きの第１の領域に対向させ、無位相差部３０を前記他の１つ置きの第２の領域に対向させたときに、前記液晶表示パネル１の複数の画素のうち、前記第１の領域の各画素に三次元画像を表示するための左右の眼用の画像データのうちの左眼用画像データを、前記第２の領域の各画素に右眼用画像データを書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源４４から前記第１と第２の照明光ａ，ｂを照射させ、前記位相差素子２８のλ／２位相差部２９を前記液晶表示パネル１の前記第２の領域に対向させ、無位相差部３０を前記第１の領域に対向させたときに、前記液晶表示パネル１の前記第１の領域の各画素に右眼用画像データを、前記第２の領域の各画素に左眼用画像データを書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源４４から前記第１と第２の照明光ａ，ｂを照射させる駆動回路からなっている。

さらに、この駆動手段５２は、第１の表示期間に、前記液晶表示パネル１の前記１つ置きの第１の領域の各画素と前記他の１つ置きの第２の領域の各画素とに、左眼用画像データと右眼用画像データとを交互に書込み、前記第１の表示期間に引き続く第２の表示期間に、前記液晶表示パネル１の前記第１の領域の各画素と前記第２の領域の各画素とに、右眼用画像データと左眼用画像データとを交互に書込むように構成されている。

前記位相差素子移動手段５１と駆動手段５２は、前記位相差素子２８の移動と、前記液晶表示パネル１の奇数番の画素行の各画素と偶数番の画素行の各画素への左眼用画像データと右眼用画像データの書込み及び前記奇数番の画素行の各画素と偶数番の画素行の各画素への左眼用画像データと右眼用画像データの書込みとを交互に行なうように構成されており、前記位相差素子移動手段５１は、前記位相差素子２８のλ／２位相差部２９を前記液晶表示パネル１の奇数番の画素行に対向させ、無位相差部３０を偶数番の画素行に対向させた状態を、前記液晶表示パネル１の奇数番の画素行の各画素と偶数番の画素行の各画素に左眼用画像データと右眼用画像データを書込み、前記光源４４から前記第１と第２の照明光ａ，ｂを照射させる表示時間中維持し、前記位相差素子２８のλ／２位相差部２９を前記偶数番の画素行に対向させ、無位相差部３０を前記奇数番の画素行に対向させた状態を、前記偶数番の画素行の各画素と奇数番の画素行の各画素に左眼用画像データと右眼用画像データを書込み、前記光源４４から前記第１と第２の照明光ａ，ｂを照射させる表示時間中維持する。

なお、この液晶表示装置は、フィールドシーケンシャル液晶表示装置でも、前記液晶表示パネル１に赤、緑、青の３色のカラーフィルタを備えさせた液晶表示装置でもよく、フィールドシーケンシャル液晶表示装置の場合は、前記位相差素子移動手段５１と駆動手段５２を、１つの三次元カラー画像を表示するための１フレームを６分割した６つのフィールド毎に、前記位相差素子２８を上下いずれかの方向に移動させ、緑、青の３色の単位色のうちの１つの単位色の左眼用画像データと右眼用画像データとを、前記奇数番と偶数番の一方の画素行の各画素と他方の画素行の各画素とに書込み、これらの赤、緑、青の各単位色の左眼用及び右眼用画像データの書込みにそれぞれ同期させて、前記光源４４から、赤、緑、青の３色のうちの書込み画像データの色の第１と第２の照明光ａ，ｂを出射させるように構成する。

また、前記液晶表示パネル１に赤、緑、青の３色のカラーフィルタを備えさせた液晶表示装置の場合は、前記位相差素子移動手段５１と駆動手段５２を、１つの三次元カラー画像を表示するための１フレームを２分割した２つのフィールド毎に、前記位相差素子２８を上下いずれかの方向に移動させ、赤、緑、青の３色の色データからなる左眼用画像データと右眼用画像データとを、前記奇数番と偶数番の一方の画素行の各画素と他方の画素行の各画素とに書込み、それに同期させて前記光源４４から第１と第２の白色照明光ａ，ｂを出射させるように構成する。

この液晶表示装置は、前記位相差素子２８を前記位相差素子移動手段５１により前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に移動させて前記複数のλ／２位相差部２９と無位相差部３０を前記液晶表示パネル１の奇数番の画素行と偶数番の画素行とに交互に対向させ、前記駆動手段５２により、前記位相差素子２８のλ／２位相差部２９を前記液晶表示パネル１の奇数番の画素行に対向させ、無位相差部３０を偶数番の画素行に対向させたときに、前記液晶表示パネル１の複数の画素のうち、前記奇数番の画素行の各画素に左眼用画像データを書込み、前記偶数番の画素行の各画素に右眼用画像データを書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源４４から前記第１と第２の照明光ａ，ｂを照射させ、前記位相差素子２８のλ／２位相差部２９を前記液晶表示パネル１の偶数番の画素行に対向させ、無位相差部３０を奇数番の画素行に対向させたときに、前記液晶表示パネル１の前記偶数番の画素行の各画素に右眼用画像データを書込み、前記奇数番の画素行の各画素に左眼用画像データを書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源から前記第１と第２の照明光ａ，ｂを照射させて三次元画像を表示する。

すなわち、前記光源４４の第１の光源部３５ａから照射された第１の照明光ａは、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に直交する直線偏光であるため、この第１の照明光ａのうち、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９を透過して偏光面を９０°回転された光が、前記液晶表示パネル１に前記反対側偏光板６を透過して入射し、前記位相差素子２８の複数の無位相差部３０を実質的に偏光状態を変えずに透過した光が、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６により吸収される。

また、前記光源４４の第２の光源部３５ｂから照射された第２の照明光ｂは、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に平行な直線偏光であるため、この第２の照明光ｂのうち、前記位相差素子２８の複数の無位相差部３０を実質的に偏光状態を変えずに透過した光が、前記液晶表示パネル１に前記反対側偏光板６を透過して入射し、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９を透過して偏光面を９０°回転された光が、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６により吸収される。

そのため、前記位相差素子２８のλ／２位相差部２９を前記液晶表示パネル１の奇数番の画素行に対向させ、無位相差部３０を偶数番の画素行に対向させ、前記液晶表示パネル１の奇数番の画素行の各画素に左眼用画像データを書込み、偶数番の画素行の各画素に右眼用画像データを書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源４４から前記第１と第２の照明光ａ，ｂを照射させたときに、前記液晶表示パネル１の左眼用画像データを書込んだ前記奇数番の画素行の各画素により表示された左眼用画像が観察者Ｍの左眼に見え、右眼用画像データを書込んだ前記偶数番の画素行の各画素により表示された右眼用画像が観察者Ｍの右眼に見える。

また、前記位相差素子２８のλ／２位相差部２９を前記液晶表示パネル１の偶数番の画素行に対向させ、無位相差部３０を奇数番の画素行に対向させ、前記液晶表示パネル１の偶数番の画素行の各画素に左眼用画像データを書込み、奇数番の画素行の各画素に右眼用画像データを書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源４４から前記第１と第２の照明光ａ，ｂを照射させたときに、前記液晶表示パネル１の左眼用画像データを書込んだ前記偶数番の画素行の各画素により表示された左眼用画像が観察者Ｍの左眼に見え、右眼用画像データを書込んだ前記奇数番の画素行の各画素により表示された右眼用画像が観察者Ｍの右眼に見える。

したがって、この液晶表示装置によれば、前記液晶表示パネル１の奇数番の画素列と偶数番の画素列とにより交互に表示された１画素行置きの２つの左眼用画像からなる解像度の高い左眼用画像を表示観察者Ｍの左眼に観察させ、前記液晶表示パネル１の偶数番の画素列と奇数番の画素列とにより交互に表示された１画素行置きの２つの右眼用画像からなる解像度の高い右眼用画像を表示観察者Ｍの左眼に観察させることができる。

なお、この実施例では、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９と無位相差部３０を、前記液晶表示パネル１の１画素行毎に分割された各領域の１つ置きの第１の領域と他の１つ置きの第２の領域とにそれぞれ対応させて形成しているが、前記液晶表示パネル１の画面エリア１ａを前記画面の上下方向に複数の画素行、例えば２〜１０行程度の画素行毎に分割し、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９と無位相差部３０を、前記液晶表示パネル１の前記複数の画素行毎に分割された各領域の１つ置きの第１の領域と他の１つ置きの第２の領域とにそれぞれ対応させて形成してもよい。

このように、この実施例の液晶表示装置は、前記液晶表示パネル１の観察側とは反対側に、前記液晶表示パネル１に向けて、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に直交する直線偏光からなり、且つ前記液晶表示パネル１の法線方向に対して表示観察者Ｍの左右いずれか一方の眼の方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第１の照明光ａと、前記反対側偏光板６の透過軸６ａと実質的に平行な直線偏光からなり、且つ前記法線方向に対して前記観察者Ｍの他方の眼の方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第２の照明光ｂとを照射する光源４４を配置し、前記光源４４と前記液晶表示パネル１との間に、前記液晶表示パネル１の画面エリア１ａを前記画面の上下方向に予め定めた数の画素毎に分割した複数の領域のうち、１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応させて複数のλ／２位相差部２９を形成し、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応させて複数の無位相差部３０を形成した位相差素子２８を配置し、前記位相差素子２８を前記位相差素子移動手段５１により前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に移動させて前記複数のλ／２位相差部２９と無位相差部３０を前記液晶表示パネル１の前記第１の領域と第２の領域とに交互に対向させ、前記駆動手段５２により、前記位相差素子２８の前記λ／２位相差部２９を前記液晶表示パネル１の前記第１の領域に対向させ、前記無位相差部３０を前記第２の領域に対向させたときに、前記液晶表示パネル１の複数の画素のうち、前記第１の領域の各画素に左眼用画像データを書込み、前記第２の領域の各画素に右眼用画像データを書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源４４から前記第１と第２の照明光ａ，ｂを照射させ、前記位相差素子２８の前記λ／２位相差部２９を前記液晶表示パネル１の前記第２の領域に対向させ、前記無位相差部３０を前記第１の領域に対向する位置に移動させたときに、前記液晶表示パネル１の前記第１の領域の各画素に右眼用画像データを書込み、前記第２の領域の各画素に左眼用画像データを書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源４４から前記第１と第２の照明光ａ，ｂを照射させるようにしたものであるため、左眼用画像と右眼用画像の両方の解像度が高い、高品質の三次元画像を表示することができる。

また、この実施例の液晶表示装置は、前記駆動手段５２により、第１の表示期間に、前記液晶表示パネル１の前記１つ置きの第１の領域の各画素と前記他の１つ置きの第２の領域の各画素とに、左眼用画像データと右眼用画像データとを交互に書込み、前記第１の表示期間に引き続く第２の表示期間に、前記液晶表示パネルの前記第１の領域の各画素と前記第２の領域の各画素とに、右眼用画像データと左眼用画像データとを交互に書込むようにしているため、前記液晶表示パネル１の駆動デューティを高くし、ちらつきの無い、より高品質の三次元画像を表示することができる。

（第４の実施形態）
図１６はこの発明の第４の実施例を示す液晶表示装置の斜視図である。なお、この実施例において、上述した第１の実施例の液晶表示装置に対応するものには図に同符号を付し、同一にものについてはその説明を省略する。

この実施例の液晶表示装置は、前記液晶表示パネル１と、前記液晶表示パネル１の観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示パネル１に向けて照明光を照射する光源５３と、前記液晶表示パネル１の観察側に、前記液晶表示パネル１に近接または接面させて前記液晶表示パネル１と実質的に平行に配置された位相差素子２８と、前記液晶表示パネル１の駆動手段５６と、前記液晶表示パネル１から観察側に出射した画像光を表示観察者の方向に反射する反射型スクリーン５７と、前記観察者に三次元画像を観察させるための観察用偏光眼鏡５８とを備えている。

なお、前記光源５３は、光源ランプ５４と、前記光源ランプ５４からの放射光を前記液晶表示パネル１に向けて反射するリフレクタ５５とからなっており、前記反射型スクリーン５７は、前記光源５３からの照射光の広がりによる表示画像の歪みを補償する凹曲面スクリーンからなっている。

前記位相差素子２８は、前記液晶表示パネル１の画面エリア１ａを前記画面の左右方向に予め定めた数の画素毎に分割した複数の領域のうち、１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応させて、透過光の常光と異常光との間に１／２波長の位相差を与える複数のλ／２位相差部２９を形成し、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応させて、実質的に位相差の無い複数の無位相差部３０を形成したものであり、前記複数のλ／２位相差部２９は、前記液晶表示パネル１の観察側偏光板の透過軸に対して実質的に４５°傾いた方向に遅相軸を有している。

この実施例では、前記液晶表示パネル１の画面エリア１ａを前記画面の左右方向に１画素列毎に分割し、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９と無位相差部３０を、前記液晶表示パネル１の１画素列毎に分割された各領域の１つ置きの第１の領域と他の１つ置きの第２の領域とにそれぞれ対応させて、前記画面の上下方向に沿った縦ストライプ状に形成している。

前記液晶表示パネル１の駆動手段５６は、前記液晶表示パネル１の複数の画素のうち、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９に対応する１列置きの複数の画素列の各画素に、三次元画像を表示するための左右の眼用の画像データのうちの一方の眼用の画像データを書込み、前記位相差素子２８の複数の無位相差部３０に対応する他の１列置きの複数の画素列の各画素に、他方の眼用の画像データを書込を書込む駆動回路からなっている。

また、前記観察用偏光眼鏡５８は、前記液晶表示パネル１から出射した直線偏光（観察側偏光板の透過軸に平行な直線偏光）からなる画像光のうち、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９と無位相差部３０の一方を透過して観察側に出射し、前記反射型スクリーン５７により反射された光を透過させる左眼用直線偏光素子５９と、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９と無位相差部３０の他方を透過して前記観察側に出射し、前記反射型スクリーン５７により反射された光を透過させる右眼用直線偏光素子６０とを有している。

この観察用偏光眼鏡５８の左眼用と右眼用の直線偏光素子５９，６０は、一方の方向に透過軸５９ａ，６０ａを有しており、眼鏡フレーム５８ａに、それぞれの直線偏光素子５９，６０の透過軸５９ａ，６０ａを実質的に直交させて固定されている。

なお、この実施例では、前記駆動手段５６を、前記液晶表示パネル１の前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９に対応する１列置きの複数の画素列の各画素に左眼用画像データを書込み、前記位相差素子２８の複数の無位相差部３０に対応する他の１列置きの複数の画素列の各画素に右眼用画像データを書込を書込むように構成し、前記観察用偏光眼鏡５８の左眼用直線偏光素子５９の透過軸５９ａを、前記液晶表示パネル１の前記左眼用画像データを書込んだ１列置きの画素列に対応する領域から出射し、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９を、このλ／２位相差部２９により偏光面を９０°回転されて透過して前記反射型スクリーン５７により反射された左眼用の画像光の偏光面と実質的に平行にし、前記観察用偏光眼鏡５８の右眼用直線偏光素子６０の透過軸６０ａを、前記液晶表示パネル１の前記右眼用画像データを書込んだ他の１列置きの画素列に対応する領域から出射し、前記位相差素子２８の複数の無位相差部３０を実質的に偏光状態を変えずに透過して前記反射型スクリーン５７により反射された右眼用の画像光の偏光面と実質的に平行にしている。

すなわち、この実施例の液晶表示装置は、前記液晶表示パネル１の観察側とは反対側に、前記液晶表示パネル１に向けて照明光を照射する光源５３を配置し、前記液晶表示パネル１の観察側に、前記液晶表示パネル１の画面エリア１ａを前記画面の左右方向に予め定めた数の画素毎に分割した複数の領域のうち、１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応させて複数のλ／２位相差部２９を形成し、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応させて複数の無位相差部３０を形成した位相差素子２８を配置し、前記駆動手段５６により、前記液晶表示パネル１の複数の画素のうち、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９に対応する各画素に左右の眼用の画像データのうちの一方の眼用の画像データを書込み、前記位相差素子２８の複数の無位相差部３０に対応する各画素に他方の眼用の画像データを書込み、前記液晶表示パネル１から出射した直線偏光からなる画像光のうち、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９と無位相差部３０の一方を透過して観察側に出射した光を透過させる左眼用直線偏光素子５９と、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９と無位相差部３０の他方を透過して前記観察側に出射した光を透過させる右眼用直線偏光素子６０とを有する観察用偏光眼鏡５８により観察させるようにしたものである。

そのため、この液晶表示装置によれば、前記液晶表示パネル１の画面エリア１ａのうち、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９に対応する領域に表示させた一方の眼用の画像と、前記位相差素子２８の複数の無位相差部３０に対応する領域に表示させた他方の眼用の画像データとを表示観察者Ｍの左右の眼にそれぞれ観察させ、三次元画像を表示することができる。

また、この実施例の液晶表示装置は、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９と無位相差部３０を、前記液晶表示パネル１の画面エリア１ａを前記画面の左右方向に１つの画素毎に分割した複数の領域に交互に対応させて形成しているため、左眼用画像と右眼用画像の両方の解像度が充分な三次元画像を表示することができる。

なお、この実施例の液晶表示装置は、液晶表示パネル１から観察側に出射した画像光を表示観察者の方向に反射する反射型スクリーン５７を備えたものであるが、前記反射型スクリーン５７を透過型スクリーンに変更し、この透過型スクリーンを透過した左右の眼用の画像光を前記観察用偏光眼鏡５８により観察させるようにしても、あるいは、スクリーンを備えずに、液晶表示パネル１から観察側に出射した左右の眼用の画像光を前記直接観察用偏光眼鏡５８により観察させるようにしてもよい。

（他の実施形態）
上述した各実施例では、位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９と無位相差部３０を、液晶表示パネル１の画面の上下方向または左右方向に沿ったストライプ状に形成しているが、前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９と無位相差部３０は、例えば前記画面の上下方向と左右方向とに交互に並んだ市松状に形成してもよく、第１の実施例において前記位相差素子２８の複数のλ／２位相差部２９と無位相差部３０を市松状に形成する場合は、レンズアレイ３１の各レンズ３２も前記λ／２位相差部２９及び無位相差部３０に対応する市松状に形成すればよい。

また、上述した各実施例の液晶表示装置はＴＮ型の液晶表示パネル１を備えたものであるが、液晶表示パネルは、ＳＴＮ型、非ツイストの水平配向型、垂直配向型、ベント配向型の液晶表示パネル、あるいは強誘電性または反強誘電性液晶表示パネル等でもよい。

この発明の第１の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。 前記液晶表示装置の平面図。 前記液晶表示装置の左眼用画像を表示するときと右眼用画像を表示するときの出射光線図。 前記液晶表示装置の面光源からの第１の発光体を点灯させたときの出射光線図。 前記液晶表示装置の面光源からの第２の発光体を点灯させたときの出射光線図。 前記面光源からの第１の発光体を点灯させたときの２つの方向の直線偏光の出射光強度分布図。 前記面光源からの第２の発光体を点灯させたときの２つの方向の直線偏光の出射光強度分布図。 第１の実施例の変形例を示す液晶表示装置の平面図。 第１の実施例の他の変形例を示す面光源の導光手段と第１及び第２の発光体と第１及び第２の直線偏光素子の斜視図。 この発明の第２の実施例を示す液晶表示装置の平面図。 第２の実施例の液晶表示装置の光源から第１の照明光を照射させたときの左眼用画像と右眼用画像の表示原理図。 第２の実施例の液晶表示装置の光源から第２の照明光を照射させたときの左眼用画像と右眼用画像の表示原理図。 第２の実施例の液晶表示装置における液晶表示パネルの表示画像の模式図。 この発明の第３の実施例を示す液晶表示装置の斜視図。 第３の実施例の液晶表示装置の平面図。 この発明の第４の実施例を示す液晶表示装置の斜視図。

符号の説明

１…液晶表示パネル、１ａ…画面エリア、７…面光源、８…導光板（導光手段）、９ａ，９ｂ…入射端面（入射部）、１０…出射面、１１…反射面、１３…導光手段、１４…プリズムシート、１６…反射板、１４ａ…出射面、１６ａ…反射面、１８…導光板（導光手段）、１９…入射端面（入射部）、２０…出射面、２１…反射面、２３…拡散板、２４，２５…発光体、２６，２７…直線偏光素子、２６ａ，２７ａ…透過軸、２８…位相差素子、２９…λ／２位相差部、３０…無位相差部、３１…レンズアレイ、３２…レンズ、３３…駆動手段、３４，４４，５３…光源、４３，５２，５６…駆動手段、５１…位相差素子移動手段、５７…反射型スクリーン、５８…観察用偏光眼鏡、５９…左眼用直線偏光素子、６０…右眼用直線偏光素子、５９ａ，６０ａ…透過軸。

Claims (9)

1. 光を入射させる入射部と前記入射部から入射した光を出射する出射面と前記入射部から入射した光を前記出射面に向けて反射する反射面とを有し、前記入射部から入射した光を導いて前記出射面から出射する導光手段と、
   前記導光手段の前記入射部に対向させて配置され、選択的に点灯される第１と第２の発光体と、
   一方の方向に透過軸を有し、前記第１と第２の発光体の出射側にそれぞれ、各々の透過軸を実質的に直交させて配置された第１と第２の直線偏光素子と、
   前記導光手段の出射面に対向させて配置され、前記導光手段の出射面に沿った方向に、透過光の常光と異常光との間に１／２波長の位相差を与える複数のλ／２位相差部と実質的に位相差の無い複数の無位相差部とを交互に形成した位相差素子と、
   前記位相差素子の前記導光手段に対向する側とは反対側に設けられ、前記位相差素子の隣合う１つずつのλ／２位相差部と無位相差部とからなる複数の領域にそれぞれ対応する複数のレンズを有し、前記導光手段の出射面から出射し、前記位相差素子の前記複数の領域のλ／２位相差部を透過した光を予め定めた方向に対して一方の方向に傾いた第１の出射方向に出射し、前記複数の領域の無位相差部を透過した光を前記予め定めた方向に対して前記一方の方向とは反対方向に傾いた第２の出射方向に出射するレンズアレイとを備え、
   前記第１と第２の発光体の一方の点灯により、実質的に直交する２つの方向の直線偏光の一方を前記第１の出射方向に、他方の直線偏光を前記第２の出射方向にそれぞれ出射し、他方の発光体の点灯により、前記一方の直線偏光を前記第２の出射方向に、前記他方の直線偏光を前記第１の出射方向に出射することを特徴とする面光源。
2. 観察側とその反対側とにそれぞれ偏光板が配置され、光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列した画面エリアを有し、前記複数の画素に画像データが書込まれ、その画像データに応じた画像を表示する液晶表示パネルと、
   光を入射させる入射部と前記入射部から入射した光を出射する出射面と前記入射部から入射した光を前記出射面に向けて反射する反射面とを有し、前記入射部から入射した光を導いて前記出射面から出射する導光手段と、前記導光手段の前記入射部に対向させて配置され、選択的に点灯される第１と第２の発光体と、一方の方向に透過軸を有し、前記第１と第２の発光体の出射側にそれぞれ、各々の透過軸を実質的に直交させて配置された第１と第２の直線偏光素子と、前記導光手段の出射面に対向させて配置され、前記導光手段の出射面に沿った方向に、透過光の常光と異常光との間に１／２波長の位相差を与える複数のλ／２位相差部と実質的に位相差の無い複数の無位相差部とを交互に形成した位相差素子と、前記位相差素子の前記導光手段に対向する側とは反対側に設けられ、前記位相差素子の隣合う１つずつのλ／２位相差部と無位相差部とからなる複数の領域にそれぞれ対応する複数のレンズを有し、前記導光手段の出射面から出射し、前記位相差素子の前記複数の領域のλ／２位相差部を透過した光を予め定めた方向に対して一方の方向に傾いた第１の出射方向に出射し、前記複数の領域の無位相差部を透過した光を前記予め定めた方向に対して前記一方の方向とは反対方向に傾いた第２の出射方向に出射するレンズアレイとを備え、前記液晶表示パネルの観察側とは反対側に、前記レンズアレイを前記液晶表示パネルに対向させ、且つ前記第１と第２の出射方向の一方を前記液晶表示パネルの法線方向に対して表示観察者の左眼方向に傾いた方向に向け、他方の出射方向を前記法線方向に対して前記観察者の右眼方向に傾いた方向に向けて配置され、前記第１と第２の発光体の一方の点灯により、前記液晶表示パネルの反対側偏光板の透過軸と実質的に平行な直線偏光を前記左眼方向に、前記反対側偏光板の透過軸と実質的に直交する直線偏光を前記右眼方向に出射し、他方の発光体の点灯により、前記反対側偏光板の透過軸と実質的に直交する直線偏光を前記左眼方向に、前記反対側偏光板の透過軸と実質的に平行な直線偏光を前記右眼方向に出射する面光源と、
   前記液晶表示パネルの複数の画素に三次元画像を表示するための左眼用画像データと右眼用画像データとを交互に書込み、前記左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源の前記一方の発光体を点灯させ、前記左眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源の他方の発光体を点灯させる駆動手段とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
3. 面光源の導光手段は、その出射面から、液晶表示パネルの法線方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった光を出射し、レンズアレイは、位相差素子の複数の領域のλ／２位相差部を透過した光と無位相差部を透過した光の一方を、前記液晶表示パネルの法線方向に対して左眼方向に出射光強度のピークが存在する角度範囲の方向に出射し、他方の光を、前記法線方向に対して右眼方向に出射光強度のピークが存在する角度範囲の方向に出射することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 観察側とその反対側とにそれぞれ偏光板が配置され、光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列した画面エリアを有し、前記複数の画素に画像データが書込まれ、その画像データに応じた画像を表示する液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルの観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示パネルに向けて、前記液晶表示パネルの反対側偏光板の透過軸と実質的に直交する直線偏光からなる第１の照明光と前記反対側偏光板の透過軸と実質的に平行な直線偏光からなる第２の照明光とを選択的に照射する光源と、
   前記光源と前記液晶表示パネルとの間に配置され、前記液晶表示パネルの画面エリアを前記画面の左右方向に予め定めた数の画素毎に分割した複数の領域のうち、１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応させて、透過光の常光と異常光との間に１／２波長の位相差を与える複数のλ／２位相差部を形成し、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応させて、実質的に位相差の無い複数の無位相差部を形成した位相差素子と、
   前記液晶表示パネルの複数の画素のうち、前記１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応する各画素と、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応する各画素に、三次元画像を表示するための左眼用画像データと右眼用画像データを交互に書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源から前記第１の照明光を照射させ、前記１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応する各画素と、前記他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応する各画素に、右眼用画像データと左眼用画像データを交互に書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源から前記第２の照明光を照射させる駆動手段とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
5. 駆動手段は、第１の表示期間に、液晶表示パネルの１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応する各画素と、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応する各画素とに、左眼用画像データと右眼用画像データとを交互に書込み、前記第１の表示期間に引き続く第２の表示期間に、前記液晶表示パネルの前記第１の領域にそれぞれ対応する各画素と、前記第２の領域にそれぞれ対応する各画素とに、右眼用画像データと左眼用画像データとを交互に書込むことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 観察側とその反対側とにそれぞれ偏光板が配置され、光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列した画面エリアを有し、前記複数の画素に画像データが書込まれ、その画像データに応じた画像を表示する液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルの観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示パネルに向けて、前記液晶表示パネルの反対側偏光板の透過軸と実質的に直交する直線偏光からなり、且つ前記液晶表示パネルの法線方向に対して表示観察者の左右いずれか一方の眼の方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第１の照明光と、前記反対側偏光板の透過軸と実質的に平行な直線偏光からなり、且つ前記法線方向に対して前記観察者の他方の眼の方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第２の照明光とを照射する光源と、
   前記光源と前記液晶表示パネルとの間に配置され、前記液晶表示パネルの画面エリアを前記画面の上下方向に予め定めた数の画素毎に分割した複数の領域のうち、１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応させて、透過光の常光と異常光との間に１／２波長の位相差を与える複数のλ／２位相差部を形成し、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応させて、実質的に位相差の無い複数の無位相差部を形成した位相差素子と、
   前記位相差素子を前記λ／２位相差部と無位相差部のピッチに対応するストロークで前記液晶表示パネルの画面の上下方向に移動させ、前記複数のλ／２位相差部と無位相差部を前記液晶表示パネルの前記第１の領域と第２の領域とに交互に対向させる位相差素子移動手段と、
   前記位相差素子の前記λ／２位相差部を前記液晶表示パネルの前記１つ置きの第１の領域に対向させ、前記無位相差部を前記他の１つ置きの第２の領域に対向させたときに、前記液晶表示パネルの複数の画素のうち、前記第１の領域の各画素に三次元画像を表示するための左右の眼用の画像データのうちの左眼用画像データを書込み、前記第２の領域の各画素に右眼用画像データを書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源から前記第１と第２の照明光を照射させ、前記位相差素子の前記λ／２位相差部を前記液晶表示パネルの前記第２の領域に対向させ、前記無位相差部を前記第１の領域に対向させたときに、前記液晶表示パネルの前記第１の領域の各画素に右眼用画像データを書込み、前記第２の領域の各画素に左眼用画像データを書込み、これらの画像データの書込みに同期させて前記光源から前記第１と第２の照明光を照射させる駆動手段とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
7. 駆動手段は、第１の表示期間に、液晶表示パネルの１つ置きの第１の領域の各画素と他の１つ置きの第２の領域の各画素とに、左眼用画像データと右眼用画像データとを交互に書込み、前記第１の表示期間に引き続く第２の表示期間に、前記液晶表示パネルの前記第１の領域の各画素と前記第２の領域の各画素とに、右眼用画像データと左眼用画像データとを交互に書込むことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 観察側とその反対側とにそれぞれ偏光板が配置され、光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列した画面エリアを有し、前記複数の画素に画像データが書込まれ、その画像データに応じた画像を表示する液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルの観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示パネルに向けて照明光を照射する光源と、
   前記液晶表示パネルの観察側に配置され、前記液晶表示パネルの画面エリアを前記画面の左右方向に予め定めた数の画素毎に分割した複数の領域のうち、１つ置きの第１の領域にそれぞれ対応させて、透過光の常光と異常光との間に１／２波長の位相差を与える複数のλ／２位相差部を形成し、他の１つ置きの第２の領域にそれぞれ対応させて、実質的に位相差の無い複数の無位相差部を形成した位相差素子と、
   前記液晶表示パネルの複数の画素のうち、前記位相差素子の複数のλ／２位相差部に対応する各画素に三次元画像を表示するための左右の眼用の画像データのうちの一方の眼用の画像データを書込み、前記位相差素子の複数の無位相差部に対応する各画素に他方の眼用の画像データを書込む駆動手段と、
   前記液晶表示パネルから出射した直線偏光からなる画像光のうち、前記位相差素子の複数のλ／２位相差部と無位相差部の一方を透過して観察側に出射した光を透過させる左眼用直線偏光素子と、前記位相差素子の複数のλ／２位相差部と無位相差部の他方を透過して前記観察側に出射した光を透過させる右眼用直線偏光素子とを有する観察用偏光眼鏡とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
9. 位相差素子の複数のλ／２位相差部と無位相差部は、液晶表示パネルの画面エリアを前記画面の左右方向に１つの画素毎に分割した複数の領域に交互に対応させて形成されていることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。

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