JP2011013688A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】解像度の高い三次元画像を表示することができ、しかも容易に製造することができる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】透過軸１ａ及び反射軸１ｂを有する湾曲した反射偏光スクリーン１と、直線偏光の画像光を出射する右眼用と左眼用の画像表示手段４Ａ，４Ｂと、それらの表示駆動回路１０Ａ，１０Ｂとを備え、前記スクリーン１１の一端側と他端側の後方に画像表示手段４Ａ，４Ｂを配置し、画像表示手段４Ａ，４Ｂから出射する直線偏光の振動方向と、スクリーン１の透過軸１ａ及び反射軸１ｂの向きとを、画像表示手段４Ａ，４Ｂから出射してスクリーン１にその後面から入射した直線偏光がそれぞれスクリーン１を透過してこのスクリーン１の反対側の領域の前面に入射し、その光がスクリーン１により観察側に反射されるように設定した。
【選択図】 図１

Description

この発明は、三次元画像を表示することができ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、液晶表示素子の１列置きの画素により右眼用画像を、他の１列置きの画素により左眼用画像を表示し、その右眼用画像と左眼用画像とを、前記液晶表示素子の一方の行の画素からの出射光と他方の行の画素からの出射光とを表示観察者の右眼方向と左眼方向とに振り分けるレンチキュラーレンズ、あるいは前記液晶表示素子の画素行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右眼と左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

しかし、前記従来の液晶表示装置は、液晶表示素子の１列置きの画素により右眼用画像を表示し、他の１列置きの画素により左眼用画像を表示するため、右眼用と左眼用の両方の画像のドットピッチが前記液晶表示素子の画素ピッチの２倍と粗く、したがって解像度の高い三次元画像を表示することができない。

しかも、前記従来の液晶表示装置では、液晶表示素子の画素ピッチに対応したレンズピッチのレンチキュラーレンズ、あるいは前記画素ピッチに対応した透過部ピッチのパララックスバリアを、その各レンズ部または透過部を前記液晶表示素子の各行の画素に対し、予め定めた位置関係で精度良く対応させて配置しなければならず、したがって製造が難しい。

この発明は、解像度の高い三次元画像を表示することができ、しかも容易に製造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。

この発明の液晶表示装置は、表示の観察側に向いた前面とその反対側の後面とを有するフィルムからなり、そのフィルム面に沿った互いに直交する２つの方向に透過軸と反射軸とをもち、入射光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記透過軸に平行な直線偏光成分を透過させ、前記反射軸に平行な直線偏光成分を反射する光学特性を有し、且つ両端から中央部に向かって前記観察側とは反対側に後退する方向に湾曲したスクリーンと、それぞれが、光の透過を制御して画像を表示する液晶表示素子と前記液晶表示素子に光を供給する面光源とを有し、それぞれの前記液晶表示素子から直線偏光の画像光を出射する第１と第２の画像表示手段と、前記第１と第２の画像表示手段の一方に右眼用画像を表示させ、他方に左眼用画像を表示させる表示駆動手段とを備え、前記スクリーンの一端側の後方に前記第１の画像表示手段が、前記スクリーンの他端側の後方に前記第２の画像表示手段がそれぞれ、その画像表示手段からの前記画像光の出射方向を前記スクリーンの後面の中央部よりも前記画像表示手段側の領域を通って前記スクリーンの前面の中央部よりも前記画像表示手段側とは反対側の領域に入射する方向に向けて配置され、前記第１及び第２の画像表示手段から出射する前記直線偏光の振動方向と、前記スクリーンの透過軸及び反射軸の向きとが、前記第１及び第２の画像表示手段から出射して前記スクリーンにその後面から入射した前記直線偏光がそれぞれ前記スクリーンを透過してこのスクリーンの前記反対側の領域にその前面から入射し、その光がそれぞれ前記スクリーンにより反射されて前記観察側に出射するように設定されていることを特徴とする。

この液晶表示装置は、前記第１と第２の画像表示手段の一方に右眼用画像を、他方に左眼用画像を表示させ、これらの画像光を前記スクリーンの中央部よりもそれぞれの画像表示手段側の領域にその後面から入射させることにより、一方の画像表示手段から出射し、前記スクリーンを透過してその前面の一方の画像表示手段側とは反対側の領域に入射した右眼用画像光を前記スクリーンにより表示観察者の右眼方向に反射し、他方の画像表示手段から出射し、前記スクリーンを透過してその前面の前記他方の画像表示手段側とは反対側の領域に入射した左眼用画像光を前記スクリーンにより表示観察者の左眼方向に反射して、表示観察者に、実物のような立体感のある三次元画像を観察させるようにしたものである。

この液晶表示装置において、前記第１の画像表示手段と第２の画像表示手段は、前記スクリーンの後面側から見た前記透過軸の向きと、前記第１及び第２の画像表示手段の出射面を前記スクリーンの後面に対向させたときの前記第１及び第２の画像表示手段から出射する前記直線偏光の振動方向とが実質的に平行となるようにそれぞれ配置すればよい。

また、この発明の他の液晶表示装置は、表示の観察側に向いた前面とその反対側の後面とを有するフィルムからなり、そのフィルム面に沿った互いに直交する２つの方向に透過軸と反射軸とをもち、入射光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記透過軸に平行な直線偏光成分を透過させ、前記反射軸に平行な直線偏光成分を反射する光学特性を有する前側スクリーンと、前記前側スクリーンの後側に間隔をおいて配置され、前記前側スクリーンにその前面から入射した光のうち、この前側スクリーンを透過した光を反射する後側スクリーンと、それぞれが、光の透過を制御して画像を表示する液晶表示素子と前記液晶表示素子に光を供給する面光源とを有し、それぞれの前記液晶表示素子から直線偏光の画像光を出射する第１と第２の画像表示手段と、前記第１と第２の画像表示手段にそれぞれ同一パターンの画像を表示させる表示駆動手段とを備え、前記前側スクリーンの一端側の前方に前記第１の画像表示手段が、前記前側スクリーンの他端側の前方に前記第２の画像表示手段が、それぞれの画像表示手段からの前記画像光の出射方向を前記前側スクリーンの前面に向けて配置されるとともに、前記第１及び第２の画像表示手段のうち、一方の画像表示手段から出射する前記直線偏光の振動方向が前記前側スクリーンの反射軸と実質的に平行に設定され、他方の画像表示手段から出射する前記直線偏光の振動方向が前記前側スクリーンの透過軸と実質的に平行に設定されていることを特徴とする。

この液晶表示装置は、前記第１と第２の画像表示手段にそれぞれ同一パターンの画像を表示させ、これらの画像表示手段からの画像光を前記前側スクリーンにその前面から入射させることにより、一方の画像表示手段から出射した画像光を前記前側スクリーンにより観察側に反射し、他方の画像表示手段から出射した画像光を前記前側スクリーンを透過させて前記後側スクリーンにより観察側に反射して、表示観察者に、前記前側スクリーンによる反射画像と前記後側スクリーンによる反射画像とが重なった奥行き感のある三次元画像を観察させるようにしたものである。

この液晶表示装置において、前記表示駆動手段は、前記第１と第２の画像表示手段に、前記前側スクリーンの反射軸と実質的に平行な直線偏光を出射する一方の画像表示手段の表示輝度よりも前記前側スクリーンの透過軸と実質的に平行な直線偏光を出射する他方の画像表示手段の表示輝度が低い画像を表示させるように構成するのが望ましい。

また、この液晶表示装置において、前記前側スクリーンと後側スクリーンはそれぞれ、その両端から中央部に向かって表示の観察側とは反対側に後退する方向に湾曲させるのが望ましい。

この発明の液晶表示装置は、互いに直交する２つの方向に透過軸と反射軸とをもち、入射光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記透過軸に平行な直線偏光成分を透過させ、前記反射軸に平行な直線偏光成分を反射する光学特性を有し、且つ両端から中央部に向かって表示の観察側とは反対側に後退する方向に湾曲したスクリーンの一端側の後方と他端側の後方とに、直線偏光の画像光を出射する第１の画像表示手段と第２の画像表示手段とをそれぞれ、その画像表示手段からの画像光の出射方向を前記スクリーンの後面の中央部よりも前記画像表示手段側の領域を通って前記スクリーンの前面の中央部よりも前記画像表示手段側とは反対側の領域に入射する方向に向けて配置するとともに、前記第１及び第２の画像表示手段から出射する前記直線偏光の振動方向と、前記スクリーンの透過軸及び反射軸の向きとを、前記第１及び第２の画像表示手段から出射して前記スクリーンにその後面から入射した前記直線偏光がそれぞれ前記スクリーンを透過してこのスクリーンの前記反対側の領域にその前面から入射し、その光がそれぞれ前記スクリーンにより反射されて前記観察側に出射するように設定し、前記第１と第２の画像表示手段の一方に右眼用画像を、他方に左眼用画像を表示させ、これらの画像光を前記スクリーンの中央部よりもそれぞれの画像表示手段側の領域にその後面から入射させることにより、一方の画像表示手段から出射し、前記スクリーンを透過してその前面の一方の画像表示手段側とは反対側の領域に入射した右眼用画像光を前記スクリーンにより表示観察者の右眼方向に反射し、他方の画像表示手段から出射し、前記スクリーンを透過してその前面の前記他方の画像表示手段側とは反対側の領域に入射した左眼用画像光を前記スクリーンにより表示観察者の左眼方向に反射して、表示観察者に、実物のような立体感のある三次元画像を観察させるようにしたものであるため、前記第１と第２の画像表示手段にそれぞれその液晶表示素子の画素ピッチと同じドットピッチの緻密な右眼用画像と左眼用画像とを表示させ、解像度の高い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、前記第１と第２の画像表示手段の一方に右眼用画像を、他方に左眼用画像を表示させ、これらの画像光を前記スクリーンにより観察側に出射させるものであるため、前記スクリーンの曲率と、前記スクリーンと前記第１及び第２の画像表示手段との位置関係を、右眼用画像を表示する画像表示手段から出射し、前記スクリーンを透過してその前面に入射した光を表示観察者の右眼方向に反射し、左眼用画像を表示する画像表示手段から出射し、前記スクリーンを透過してその前面に入射した光を表示観察者の左眼方向に反射するように設定することにより三次元画像を表示することができ、したがって容易に製造することができる。

この液晶表示装置において、前記第１の画像表示手段と第２の画像表示手段は、前記スクリーンの後面側から見た前記透過軸の向きと、前記第１及び第２の画像表示手段の出射面を前記スクリーンの後面に対向させたときの前記第１及び第２の画像表示手段から出射する前記直線偏光の振動方向とが実質的に平行となるようにそれぞれ配置すればよく、このようにすることにより、前記第１及び第２の画像表示手段から出射して前記スクリーンにその後面から入射した前記直線偏光をそれぞれ前記スクリーンを透過させて前記スクリーンの前記画像表示手段側とは反対側の領域にその前面から入射させ、その光をそれぞれ前記スクリーンにより反射して観察側に出射することができる。

また、この発明の他の液晶表示装置は、互いに直交する２つの方向に透過軸と反射軸とをもち、入射光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記透過軸に平行な直線偏光成分を透過させ、前記反射軸に平行な直線偏光成分を反射する光学特性を有する前側スクリーンと、その後側に間隔をおいて配置され、前記前側スクリーンにその前面から入射した光のうち、この前側スクリーンを透過した光を反射する後側スクリーンとを備え、前記前側スクリーンの一端側の前方と他端側の前方とに、直線偏光の画像光を出射する第１の画像表示手段と第２の画像表示手段とを、それぞれの画像表示手段からの画像光の出射方向を前記前側スクリーンの前面に向けて配置するとともに、前記第１及び第２の画像表示手段のうち、一方の画像表示手段から出射する前記直線偏光の振動方向を前記前側スクリーンの反射軸と実質的に平行に設定し、他方の画像表示手段から出射する前記直線偏光の振動方向を前記前側スクリーンの透過軸と実質的に平行に設定し、前記第１と第２の画像表示手段にそれぞれ同一パターンの画像を表示させ、これらの画像表示手段からの画像光を前記前側スクリーンにその前面から入射させることにより、一方の画像表示手段から出射した画像光を前記前側スクリーンにより観察側に反射し、他方の画像表示手段から出射した画像光を前記前側スクリーンを透過させて前記後側スクリーンにより観察側に反射して、表示観察者に、前記前側スクリーンによる反射画像と前記後側スクリーンによる反射画像とが重なった奥行き感のある三次元画像を観察させるようにしたものであるため、前記第１と第２の画像表示手段にそれぞれその液晶表示素子の画素ピッチと同じドットピッチの緻密な画像を表示させ、解像度の高い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、前記第１と第２の画像表示手段にそれぞれ同一パターンの画像を表示させ、一方の画像表示手段から出射した画像光を前記前側スクリーンにより観察側に反射し、他方の画像表示手段から出射した画像光を前記前側スクリーンを透過させて前記後側スクリーンにより観察側に反射するものであるため、前記前側及び後側のスクリーンと前記第１と第２の画像表示手段との位置関係を、前記前側スクリーンによる反射画像と前記後側スクリーンによる反射画像とが重なって見えるように設定すればよく、したがって容易に製造することができる。

この液晶表示装置において、前記表示駆動手段は、前記第１と第２の画像表示手段に、前記前側スクリーンの反射軸と実質的に平行な直線偏光を出射する一方の画像表示手段の表示輝度よりも前記前側スクリーンの透過軸と実質的に平行な直線偏光を出射する他方の画像表示手段の表示輝度が低い画像を表示させるように構成するのが望ましく、このようにすることにより、奥行き感を強調した三次元画像を表示することができる。

また、この液晶表示装置において、前記前側スクリーンと後側スクリーンはそれぞれ、その両端から中央部に向かって表示の観察側とは反対側に後退する方向に湾曲させるのが望ましく、このようにすることにより、前記前側スクリーンにより反射された画像光と前記後側スクリーンにより反射された画像光とを前記スクリーンの中央部の前方に集光させ、より明るい三次元画像を表示することができる。

この発明の第１の実施例を示す液晶表示装置の斜視図。 第１の実施例の液晶表示装置による三次元画像の表示原理図。 この発明の第２の実施例を示す液晶表示装置の斜視図。 第２の実施例の液晶表示装置による三次元画像の表示原理図。

（第１の実施例）
図１及び図２はこの発明の第１の実施例を示しており、図１は液晶表示装置の斜視図、図２は前記液晶表示装置による三次元画像の表示原理図である。

この液晶表示装置は、図１のように、表示の観察側に向いた前面２とその反対側の後面３とを有するフィルムからなり、そのフィルム面に沿った互いに直交する２つの方向に透過軸１ａと反射軸１ｂとをもち、入射光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記透過軸１ａに平行な直線偏光成分を透過させ、前記反射軸１ｂに平行な直線偏光成分を反射する光学特性を有し、且つ両端から中央部に向かって前記観察側とは反対側に後退する方向に湾曲した円筒面状のスクリーン１と、光の透過を制御して画像を表示する液晶表示素子５と前記液晶表示素子５に光を供給する面光源９とを有し、前記液晶表示素子５から直線偏光の画像光を出射する第１と第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂと、前記第１と第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂの一方に右眼用画像を表示させ、他方に左眼用画像を表示させる表示駆動手段とを備えている。

前記スクリーン１は、光学フィルムの一種である反射偏光フィルムと同じものであり、その断面構造は図示しないが、ポリエチレン・ナフタレート共重合体等からなる等方性薄膜（光学的に等方性の薄膜）と異方性薄膜（光学的に異方性の薄膜）とを、多数層、全ての異方性薄膜の屈折率が最大となる方向を同じにして交互に積層した多層フィルムからなっている。

このスクリーン１は、前記異方性薄膜の屈折率が前記等方性薄膜の屈折率と同じである方向に透過軸１ａをもち、前記異方性薄膜の屈折率が前記等方性薄膜の屈折率と異なる方向、つまり前記透過軸１ａに対して直交する方向に反射軸１ａをもっており、その前後面２，３のいずれから入射する光に対しても、その入射光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記透過軸１ａに沿った振動面を有する一方の直線偏光成分を透過させ、前記反射軸１ｂに沿った振動面を有する他方の直線偏光成分を多数枚交互に積層された等方性薄膜と異方性薄膜とのそれぞれの界面で反射する光学特性を示す。以下、このスクリーン１を反射偏光スクリーンという。

また、前記第１と第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂの液晶表示素子５はそれぞれ、行方向及び列方向にマトリックス状に配列する複数の画素（図示せず）を有する液晶セル６と、この液晶セル６を挟んで配置された入射側と出射側の一対の偏光板７，８とからなっている。

なお、前記液晶セル６は、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をアクティブ素子とするアクティブマトリックス型のものであり、その内部構造は図示しないが、液晶層を挟んで対向する一対の透明基板の互いに対向する内面の一方に、行方向及び列方向にマトリックス状に配列する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と、各行のＴＦＴにそれぞれゲート信号を供給する複数のゲート配線と、各列のＴＦＴにそれぞれデータ信号を供給する複数のデータ配線とが設けられ、他方の基板の内面に、前記複数の画素電極とそれぞれ対向する領域により複数の画素を形成する一枚膜状の透明な対向電極が設けられた構成となっている。

また、前記第１と第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂの液晶表示素子５はそれぞれ、例えば前記液晶セル６の液晶層の液晶分子を前記一対の基板間において実質的に９０度のツイスト角でツイスト配向させたＴＮ（ツイステッドネマティック）型液晶表示素子であり、その入射側と出射側の一対の偏光板７，８は、それぞれの透過軸を実質的に互いに直交させるか、あるいは実質的に平行にして配置されている。

さらに、前記第１と第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂの面光源９はそれぞれ、前記液晶表示素子５の複数の画素がマトリックス状に配列している画面エリアの全域に向けて均一な強度分布の光を出射するものであり、図１では簡略化して示しているが、この面光源９は、前記液晶表示素子５の画面エリアの全域に対向する面積を有する透明板の一端面に光の入射端面が形成され、前記透明板の一方の板面に出射面が形成され、他方の板面に前記入射端面から前記透明板内に入射した光を反射して前記出射面から出射させる反射面が形成された導光板と、この導光板の前記入射端面に対向させて配置された冷陰極管または発光ダイオード等の光源素子とからなっている。

そして、この面光源９は、前記液晶表示素子５の入射面側に、前記導光板の出射面を前記液晶表示素子５の入射面（入射側偏光板７の外面）に近接対向させて配置されている。

すなわち、前記第１と第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂはそれぞれ、前記面光源９からの出射光を前記液晶表示素子５にその入射面側から入射させ、その光の透過を前記液晶セル６の各画素に書込まれる画像データ（各画素の電極間に印加される電界）に応じて制御して前記液晶表示素子５に画像を表示させるものであり、前記液晶表示素子５の出射面から、出射側偏光板８の透過軸８ａに平行な直線偏光の画像光を出射する。

そして、前記第１と第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂのうち、第１の画像表示手段４Ａは、前記反射偏光スクリーン１の一端側、例えば前記スクリーン１の前面側から見て左端側の後方に、前記液晶表示素子５の出射側から見て左側の端縁を前記スクリーン１の端縁に近接させた状態で、この第１の画像表示手段４Ａからの前記画像光の出射方向を前記スクリーン１の後面３の中央部よりも前記第１の画像表示手段４Ａ側の領域を通って前記スクリーン１の前面２の中央部よりも前記第１の画像表示手段４Ａ側とは反対側の領域に入射する方向に向けて配置され、第２の画像表示手段４Ｂは、前記反射偏光スクリーン１の他端側、つまり前記スクリーン１の前面側から見て右端側の後方に、前記液晶表示素子５の出射側から見て右側の端縁を前記スクリーン１の端縁に近接させた状態で、この第２の画像表示手段４Ｂからの前記画像光の出射方向を前記スクリーン１の後面３の中央部よりも前記第２の画像表示手段４Ｂ側の領域を通って前記スクリーン１の前面２の中央部よりも前記第２の画像表示手段４Ｂ側とは反対側の領域に入射する方向に向けて配置されている。

また、前記第１と第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂの一方に右眼用画像を表示させ、他方に左眼用画像を表示させる表示駆動手段は、前記第１の画像表示手段４Ａを駆動する第１の表示駆動回路１０Ａと、前記第２の画像表示手段４Ｂを駆動する第２の表示駆動回路１０Ｂとからなっている。

これらの表示駆動回路１０Ａ，１０Ｂはそれぞれ、その構成は図示しないが、前記液晶表示素子５の液晶セル６の各ゲート配線を順次選択してゲート信号を供給し、前記各ゲート配線の選択に対応して各データ配線に外部から供給される右眼用または左眼用の画像情報に応じたデータ信号を供給して前記各画素に画像データを書込む表示素子駆動部と、前記面光源９の発光素子を点灯させる面光源駆動部とを備えており、これらの表示駆動回路１０Ａ，１０Ｂのうち、前記反射偏光スクリーン１の前面側から見て左端側の後方に配置された第１の画像表示手段４Ａを駆動する第１の表示駆動回路１０Ａの表示素子駆動部は、前記第１の画像表示手段４Ａの液晶表示素子５に右眼用の画像データを書込んで右眼用画像を表示させるように構成され、前記反射偏光スクリーン１の前面側から見て右端側の後方に配置された第２の画像表示手段４Ｂを駆動する第２の表示駆動回路１０Ｂの表示素子駆動部は、前記第２の画像表示手段４Ｂの液晶表示素子５に左眼用の画像データを書込んで左眼用画像を表示させるように構成されている。

なお、前記第１と第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂの液晶表示素子５はそれぞれ、複数の画素にそれぞれ対応する赤、緑、青の３色のカラーフィルタを備えたカラー画像表示素子でも、カラーフィルタを備えずにカラー画像を表示するフィールドシーケンシャル表示素子でもよく、前記液晶表示素子５をカラーフィルタをカラー画像表示素子とする場合は、第１と第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂの面光源９をそれぞれ白色光を出射するものとし、前記第１及び第２の表示駆動回路１０Ａ，１０Ｂを、前記液晶表示素子５の各画素に赤、緑、青の３色の画像データを書込むように構成すればよい。

また、前記液晶表示素子５をフィールドシーケンシャル表示素子とする場合は、第１と第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂの面光源９をそれぞれ赤、緑、青の３色の光を選択的に出射するものとし、前記第１及び第２の表示駆動回路１０Ａ，１０Ｂを、１つのカラー画像を表示するための１フレームの間に、赤、緑、青の３色の単位色画像データを前記液晶表示素子５の各画素に順次書込み、各色の単位色画像データの書込み毎に、その単位色画像データに対応する色の光を前記面光源９から出射させるように構成すればよい。

そして、この液晶表示装置では、前記第１及び第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂから出射する前記直線偏光の振動方向（それぞれの画像表示手段４Ａ，４Ｂの液晶表示素子５の出射側偏光板８の透過軸８ａに平行な方向）と、前記反射偏光スクリーン１の透過軸１ａ及び反射軸１ｂの向きとを、前記第１及び第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂから出射して前記スクリーン１にその後面３から入射した前記直線偏光がそれぞれ前記スクリーン１を透過してこのスクリーン１の前記反対側の領域にその前面２から入射し、その光がそれぞれ前記スクリーン１により反射されて前記観察側に出射するように設定している。

すなわち、この液晶表示装置では、前記第１の画像表示手段４Ａと第２の画像表示手段４Ｂを、前記スクリーン１の後面側から見た前記透過軸１ａの向きと、前記第１及び第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂの出射面を前記スクリーン１の後面に対向させたときの前記第１及び第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂから出射する前記直線偏光の振動方向とが実質的に平行となるようにそれぞれ配置している。

なお、この実施例の液晶表示装置は、表示観察者Ｃ（図２参照）の顔前に三次元画像を表示するものであり、前記反射偏光スクリーン１と第１及び第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂは、例えば表示観察者Ｃの眼前に装着される図示しない装着体に設けられている。

この実施例の液晶表示装置は、前記反射偏光スクリーン１の前面側から見て左端側の後方に配置された第１の画像表示手段４Ａに右眼用画像を表示させ、前記反射偏光スクリーン１の前面側から見て右端側の後方に配置された第２の画像表示手段４Ｂに左眼用画像を表示させることにより、これらの画像光を前記スクリーン１の中央部よりもそれぞれの画像表示手段４Ａ，４Ｂ側の領域にその後面３から入射させ、前記第１の画像表示手段４Ａから出射し、前記スクリーン１を透過してその前面２の前記第１の画像表示手段４Ａ側とは反対側の領域に入射した右眼用画像光を前記スクリーン１により表示観察者Ｃの右眼方向に反射し、前記第２の画像表示手段４Ｂから出射し、前記スクリーン１を透過してその前面２の前記第２の画像表示手段４Ｂ側とは反対側の領域に入射した左眼用画像光を前記スクリーン１により表示観察者Ｃの左眼方向に反射して、表示観察者Ｃに、実物のような立体感のある三次元画像を観察させるようにしたものであり、この液晶表示装置では、前記円筒面状の反射偏光スクリーン１の曲率と、前記反射偏光スクリーン１と前記第１及び第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂとの位置関係を、前記スクリーン１の前面側から見て左端側の後方に配置された右眼用画像を表示する第１の画像表示手段４Ａから出射し、前記スクリーン１を透過してその前面２に入射した光を表示観察者Ｃの右眼方向に反射し、前記スクリーン１の前面側から見て右端側の後方に配置された左眼用画像を表示する第２の画像表示手段４Ｂから出射し、前記スクリーン１を透過してその前面２に入射した光を前記表示観察者Ｃの左眼方向に反射するように設定している。

この液晶表示装置による三次元画像の表示を図２を参照して説明すると、この液晶表示装置は、前記第１の画像表示手段４Ａと第２の画像表示手段４Ｂとに右眼用画像と左眼用画像とを同時に表示させるものであり、前記反射偏光スクリーン１の前面側から見て左端側の後方に配置された第１の画像表示手段４Ａから出射した右眼用画像光は、その経路を図２に実線で示したように、前記スクリーン１の中央部よりも前記第１の画像表示手段４Ａの領域にその後面３から入射し、前記反射偏光スクリーン１の前面側から見て右端側の後方に配置された第２の画像表示手段４Ｂから出射した左眼用画像光は、その経路を図２に破線で示したように、前記スクリーン１の中央部よりも前記第２の画像表示手段４Ｂの領域にその後面３から入射する。

この右眼用画像光と左眼用画像光はそれぞれ、前記第１及び第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂの液晶表示素子５の出射側偏光板８の透過軸８ａに平行な振動面をもった直線偏光であり、この液晶表示装置では、前記第１の画像表示手段４Ａから出射する直線偏光の出射側から見た振動方向と、前記第２の画像表示手段４Ｂから出射する直線偏光の出射側から見た振動方向とを実質的に平行にするとともに、前記反射偏光スクリーン１の後面３から見た透過軸１ａの向きと、前記第１及び第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂの出射面を前記スクリーン１の後面３に対向させたときの前記第１及び第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂから出射する前記直線偏光の振動方向とを実質的に平行にしているため、前記第１及び第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂから出射して前記スクリーン１にその後面３から入射した前記直線偏光はそれぞれ前記スクリーン１を透過してこのスクリーン１の前記反対側の領域にその前面２から入射する。

そして、前記反射偏光スクリーン１の前面２から見た透過軸１ａ及び反射軸１ｂの向きは、前記スクリーン１の後面３から見た透過軸１ａ及び反射軸１ｂの向きに対して９０度ずれた方向であるため、前記スクリーン１にその後面３から入射し、このスクリーン１を透過してその前面２の前記反対側の領域に入射した前記直線偏光（スクリーン１の後面３から見た透過軸１ａと平行な直線偏光）は、その振動方向を図２に鎖線矢印ａで示したように、前記反射偏光スクリーン１の前面２から見た反射軸１ｂと実質的に平行であり、したがって、スクリーン１を透過してその前面２に入射した前記直線偏光は前記スクリーン１により観察側に反射される。

すなわち、この液晶表示装置は、前記第１の画像表示手段４Ａと第２の画像表示手段４Ｂを、前記スクリーン１の後面側から見た前記透過軸１ａの向きと、前記第１及び第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂの出射面を前記スクリーン１の後面に対向させたときの前記第１及び第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂから出射する前記直線偏光の振動方向とが実質的に平行となるようにそれぞれ配置しているため、前記第１及び第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂから出射して前記スクリーン１にその後面３から入射した前記直線偏光をそれぞれ前記スクリーン１を透過させて前記スクリーン１の前記画像表示手段４Ａ，４Ｂ側とは反対側の領域にその前面２から入射させ、その光をそれぞれ前記スクリーン１により反射して観察側に出射することができる。

そして、この液晶表示装置では、前記反射偏光スクリーン１の曲率と、前記反射偏光スクリーン１と前記第１及び第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂとの位置関係を上述したように設定しているため、前記第１の画像表示手段４Ａから出射し前記反射偏光スクリーン１を透過してその前面２の前記第１の画像表示手段４Ａ側とは反対側の領域に入射した右眼用画像光を前記スクリーン１により表示観察者Ｃの右眼方向に反射し、前記第２の画像表示手段４Ｂから出射し前記反射偏光スクリーン１を透過してその前面２の前記第２の画像表示手段４Ｂ側とは反対側の領域に入射した左眼用画像光を前記スクリーン１により表示観察者Ｃの左眼方向に反射して、表示観察者Ｃに、実物のような立体感のある三次元画像を観察させることができる。

このように、前記液晶表示装置は、互いに直交する２つの方向に透過軸１ａと反射軸１ｂとをもち、入射光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記透過軸１ａに平行な直線偏光成分を透過させ、前記反射軸１ｂに平行な直線偏光成分を反射する光学特性を有し、且つ両端から中央部に向かって表示の観察側とは反対側に後退する方向に湾曲した反射偏光スクリーン１の一端側の後方と他端側の後方とに、直線偏光の画像光を出射する第１の画像表示手段４Ａと第２の画像表示手段４Ｂとをそれぞれ、その画像表示手段４Ａ，４Ｂからの画像光の出射方向を前記スクリーン１の後面３の中央部よりも前記画像表示手段４Ａ，４Ｂ側の領域を通って前記スクリーン１の前面２の中央部よりも前記画像表示手段４Ａ，４Ｂ側とは反対側の領域に入射する方向に向けて配置するとともに、前記第１及び第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂから出射する前記直線偏光の振動方向と、前記スクリーン１の透過軸１ａ及び反射軸１ｂの向きとを、前記第１及び第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂから出射して前記スクリーン１にその後面３から入射した前記直線偏光がそれぞれ前記スクリーン１を透過してこのスクリーン１の前記反対側の領域にその前面２から入射し、その光がそれぞれ前記スクリーン１により反射されて前記観察側に出射するように設定し、前記第１と第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂの一方に右眼用画像を、他方に左眼用画像を表示させ、これらの画像光を前記スクリーンの中央部よりもそれぞれの画像表示手段側の領域にその後面から入射させることにより、一方の画像表示手段４Ａから出射し前記スクリーン１を透過してその前面２に入射した右眼用画像光を表示観察者Ｃの右眼方向に反射し、他方の画像表示手段４Ｂから出射し前記スクリーン１を透過してその前面２に入射した左眼用画像光を表示観察者Ｃの左眼方向に反射して、表示観察者Ｃに、実物のような立体感のある三次元画像を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、前記第１と第２の画像表示手段にそれぞれその液晶表示素子５の画素ピッチと同じドットピッチの緻密な右眼用画像と左眼用画像とを表示させ、解像度の高い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、前記第１と第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂの一方に右眼用画像を、他方に左眼用画像を表示させ、これらの画像光を前記反射偏光スクリーン１により観察側に出射させるものであるため、前記反射偏光スクリーン１の曲率と、前記反射偏光スクリーン１と前記第１及び第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂとの位置関係を、右眼用画像を表示する画像表示手段から出射し、前記スクリーンを透過してその前面に入射した光を表示観察者の右眼方向に反射し、左眼用画像を表示する画像表示手段から出射し、前記スクリーンを透過してその前面に入射した光を表示観察者の左眼方向に反射するように設定することにより三次元画像を表示することができ、したがって容易に製造することができる。

なお、前記液晶表示装置は、前記三次元画像だけでなく、二次元画像を表示させることもでき、その場合は、第１及び第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂの両方に同じ画像を表示させるか、あるいは、前記第１及び第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂのいずれか一方に画像を表示させ、他方を非表示状態にすればよい。

また、上記実施例の液晶表示装置では、反射偏光スクリーン１の前面側から見て左端側の後方に配置された第１の画像表示手段４Ａに右眼用画像を表示させ、右端側の後方に配置された第２の画像表示手段４Ｂに左眼用画像を表示させているが、それと逆に、前記第１の画像表示手段４Ａに左眼用画像を表示させ、前記第２の画像表示手段４Ｂに右眼用画像を表示させてもよく、その場合は、前記反射偏光スクリーン１を、前記第１の画像表示手段４Ａから出射し、前記スクリーン１を透過してその前面２に入射した左眼用画像光を表示観察者Ｃの左眼方向に反射し、前記第２の画像表示手段４Ｂから出射し、前記スクリーン１を透過してその前面２に入射した右眼用画像光を前記表示観察者Ｃの右眼方向に反射する曲率で円弧状に湾曲させればよい。

また、実施例では、前記反射偏光スクリーン１を円筒面状に湾曲させているが、この反射偏光スクリーン１は、円筒面状に限らず、球面状に湾曲させてもよい。

さらに、実施例の液晶表示装置は、表示観察者Ｃの顔前に三次元画像を表示するものであるが、この発明は、表示観察者による観察位置からある程度離れた位置に三次元画像を表示する液晶表示装置にも適用でき、その場合は、前記反射偏光スクリーン１と第１及び第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂを例えば床置き型や壁掛け型等のフレームに支持させるとともに、前記スクリーン１の曲率を、観察位置からの距離に応じて、右眼用画像を表示する画像表示手段から出射し、前記スクリーン１を透過してその前面２に入射した光を表示観察者の右眼方向に反射し、左眼用画像を表示する画像表示手段から出射し、前記スクリーン１を透過してその前面２に入射した光を表示観察者の左眼方向に反射するように設定すればよい。

（第２の実施例）
図３及び図４はこの発明の第２の実施例を示しており、図３は液晶表示装置の斜視図、図４は前記液晶表示装置による三次元画像の表示原理図である。

この実施例の液晶表示装置は、図３のように、表示の観察側に向いた前面１２とその反対側の後面１３とを有するフィルムからなり、そのフィルム面に沿った互いに直交する２つの方向に透過軸１１ａと反射軸１１ｂとをもち、入射光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記透過軸１１ａに平行な直線偏光成分を透過させ、前記反射軸１１ｂに平行な直線偏光成分を反射する光学特性を有する前側スクリーン１１と、前記前側スクリーン１１の後側に間隔をおいて配置され、前記前側スクリーン１１にその前面１２から入射した光のうち、この前側スクリーン１１を透過した光を反射する後側スクリーン１４と、光の透過を制御して画像を表示する液晶表示素子１６と前記液晶表示素子１６に光を供給する面光源２０とを有し、前記液晶表示素子１６から直線偏光の画像光を出射する第１と第２の２つの画像表示手段１５Ａ，１５Ｂと、前記第１と第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂにそれぞれ同一パターンの画像を表示させる表示駆動手段とを備えている。

前記前側スクリーン１１と後側スクリーン１４は、上述した第１の実施例における反射偏光スクリーン１と同様な反射偏光フィルムであり、後側スクリーン１４は、前側スクリーン１１の透過軸１１ａと実質的に平行な方向に反射軸１４ｂをもち、前記前側スクリーン１１の反射軸１１ｂと実質的に平行な方向に透過軸１４ａをもっている。以下、前記前側スクリーン１１を前側反射偏光スクリーンといい、前記後側スクリーン１４を後側反射偏光スクリーンという。

そして、この実施例では、前記前側反射偏光スクリーン１１と後側反射偏光スクリーン１４をそれぞれ、その両端から中央部に向かって表示の観察側とは反対側に後退する方向に湾曲させた円筒面状スクリーンとしている。

また、前記第１と第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂの液晶表示素子１６はそれぞれ、行方向及び列方向にマトリックス状に配列する複数の画素（図示せず）を有する液晶セル１７と、この液晶セル１７を挟んで配置された入射側と出射側の一対の偏光板１８，１９とからなっている。

なお、前記第１と第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂの液晶表示素子１６は、例えばＴＮ型のアクティブマトリックス液晶表示素子であり、その構成は第１の実施例における第１と第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂの液晶表示素子５と同じである。

また、前記第１と第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂの面光源２０はそれぞれ、第１の実施例における第１と第２の画像表示手段４Ａ，４Ｂの面光源９と同じ構成のものであり、この面光源２０は、前記液晶表示素子１６の入射面側に、上述した導光板の出射面を前記液晶表示素子１６の入射面（入射側偏光板１８の外面）に近接対向させて配置されている。

すなわち、前記第１と第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂはそれぞれ、前記面光源２０からの出射光を前記液晶表示素子１６にその入射面側から入射させ、その光の透過を前記液晶セル１７の各画素に書込まれる画像データ（各画素の電極間に印加される電界）に応じて制御して前記液晶表示素子１６に画像を表示させるものであり、前記液晶表示素子１６の出射面から、出射側偏光板１９の透過軸１９ａに平行な直線偏光の画像光を出射する。

前記第１と第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂのうち、第１の画像表示手段１５Ａは、前記前側反射偏光スクリーン１１の一端側、例えば前側反射偏光スクリーン１１の前面側から見て左端側の前方に、前記液晶表示素子１６の出射側から見て右側の端縁を前記前側反射偏光スクリーン１１の端縁に近接させた状態で、この第１の画像表示手段１５Ａからの前記画像光の出射方向を前記前側反射偏光スクリーン１１の前面１２に向けて配置され、第２の画像表示手段１５Ｂは、前記前側反射偏光スクリーン１１の他端側、つまり前側反射偏光スクリーン１１の前面側から見て右端側の前方に、前記液晶表示素子１６の出射側から見て左側の端縁を前記前側反射偏光スクリーン１１の端縁に近接させた状態で、この第２の画像表示手段１５Ｂからの前記画像光の出射方向を前記前側反射偏光スクリーン１１の前面１２に向けて配置されている。

そして、この液晶表示装置では、前記第１及び第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂのうち、一方の画像表示手段、例えば前側反射偏光スクリーン１１の左端側の前方に配置された第１の画像表示手段１５Ａから出射する前記直線偏光の振動方向（第１の画像表示手段１５Ａの液晶表示素子１６の出射側偏光板１９の透過軸１９ａに平行な方向）を前記前側反射偏光スクリーン１１の反射軸１１ｂと実質的に平行に設定し、他方の画像表示手段、つまり前側反射偏光スクリーン１１の右端側の前方に配置された第２の画像表示手段１５Ｂから出射する前記直線偏光の振動方向（第２の画像表示手段１５Ｂの液晶表示素子１６の出射側偏光板１９の透過軸１９ａに平行な方向）を前記前側反射偏光スクリーン１１の透過軸１１ａと実質的に平行に設定している。

また、前記第１と第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂにそれぞれ同一パターンの画像を表示させる表示駆動手段は、前記第１の画像表示手段１５Ａを駆動する第１の表示駆動回路２１Ａと、前記第２の画像表示手段１５Ｂを駆動する第２の表示駆動回路２１Ｂとからなっている。

前記第１と第２の表示駆動回路２１Ａ，２１Ｂはそれぞれ、その構成は図示しないが、前記液晶表示素子１６の液晶セル１７の各ゲート配線を順次選択してゲート信号を供給し、前記各ゲート配線の選択に対応して各データ配線に外部から供給される画像情報に応じたデータ信号を供給して前記各画素に画像データを書込む表示素子駆動部と、前記面光源２０の発光素子を点灯させる面光源駆動部とを備えており、これらの表示駆動回路２１Ａ，２１Ｂの表示素子駆動部は、第１の画像表示手段１５Ａの液晶表示素子１６と第２の画像表示手段１５Ｂの液晶表示素子１６とにそれぞれ同じ画像データを書込むように構成されている。

また、前記第１と第２の表示駆動回路２１Ａ，２１Ｂの面光源駆動部はそれぞれ、前記面光源２０からの出射光強度（発光素子の出射光強度）を調整できるように構成されており、さらに、前記第２の表示駆動回路２１Ｂの面光源駆動部は、前記第２画像表示手段１５Ｂの面光源２０から、第１の画像表示手段１５Ａの面光源２０からの出射光よりも強度の低い光を出射させるように構成されている。

すなわち、前記第１と第２の表示駆動回路２１Ａ，２１Ｂからなる表示駆動手段は、前記第１と第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂに、同一パターンで、且つ、前記前側反射偏光スクリーン１１の反射軸１１ｂと実質的に平行な直線偏光を出射する第１の画像表示手段１５Ａの表示輝度よりも前記前側反射偏光スクリーン１１の透過軸１１ａと実質的に平行な直線偏光を出射する第２の画像表示手段１５Ｂの表示輝度が低い画像を表示させるように構成されている。

なお、前記第１の画像表示手段１５Ａの表示輝度よりも前記第２の画像表示手段１５Ｂの表示輝度を低くする方法としては、前記第１の画像表示手段１５Ａの液晶表示素子１６に供給するデータ信号の電圧値と、前記第２の画像表示手段１５Ｂの液晶表示素子１６に供給するデータ信号の電圧値とを異ならせてそれぞれの液晶表示素子１６の透過率を異なる値に制御することも考えられるが、表示駆動の容易さの面では、上記のように第１と第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂの面光源２０からの出射光強度を異ならせるのが有利である。

なお、この実施例の液晶表示装置においても、前記第１と第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂの液晶表示素子１６はそれぞれ、赤、緑、青の３色のカラーフィルタを備えたカラー画像表示素子でも、カラーフィルタを備えずにカラー画像を表示するフィールドシーケンシャル表示素子でもよく、それに合わせて、前記第１及び第２の表示駆動回路２１Ａ，２１Ｂを、上述した第１の実施例で説明したように構成すればよい。

また、この実施例の液晶表示装置は、表示観察者Ｄ（図４参照）の顔前に三次元画像を表示するものであり、前記前側反射偏光スクリーン１１及び後側反射偏光スクリーン１４と第１及び第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂは、例えば表示観察者Ｄの眼前に装着される図示しない装着体に設けられている。

この実施例の液晶表示装置は、前記第１と第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂにそれぞれ同一パターンの画像を表示させ、これらの画像表示手段１５Ａ，１５Ｂからの画像光を前記前側反射偏光スクリーン１１にその前面１２から入射させることにより、第１の画像表示手段１５Ａから出射した画像光を前記前側反射偏光スクリーン１１により観察側に反射し、第２の画像表示手段１５Ｂから出射した画像光を前記前側反射偏光スクリーン１１を透過させて前記後側反射偏光スクリーン１４により観察側に反射して、表示観察者Ｄに、前側反射偏光スクリーン１１による反射画像と後側反射偏光スクリーン１４による反射画像とが重なった奥行き感のある三次元画像を観察させるようにしたものであり、この液晶表示装置では、前記円筒面状の前側及び後側反射偏光スクリーン１１，１４の曲率と、これらの反射偏光スクリーン１１，１４と前記第１及び第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂとの位置関係を、前側反射偏光スクリーン１１による反射画像と後側反射偏光スクリーン１４による反射画像とが重なって見えるように設定している。

この液晶表示装置による三次元画像の表示を図４を参照して説明すると、この液晶表示装置は、前記第１の画像表示手段４Ａと第２の画像表示手段４Ｂとに同一パターンで、且つ、前記第１の画像表示手段１５Ａの輝度よりも前記第２の画像表示手段１５Ｂの輝度が低い画像を同時に表示させるものであり、前側反射偏光スクリーン１１の左端側の前方に配置された第１の画像表示手段１５Ａから出射した画像光は、その経路を図４に実線で示したように、前記前側反射偏光スクリーン１１にその前面１２から入射し、前記前側反射偏光スクリーン１１の右端側の前方に配置された第２の画像表示手段１５Ｂから出射した画像光は、その経路を図４に破線で示したように、前記前側反射偏光スクリーン１１にその前面１２から入射する。

これらの画像光はそれぞれ、前記第１及び第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂの液晶表示素子１６の出射側偏光板１９の透過軸１９ａに平行な振動面をもった直線偏光であり、この液晶表示装置では、前記第１及び第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂのうち、第１の画像表示手段１５Ａから出射する前記直線偏光の振動方向が図４に鎖線矢印ａ１で示したように前記前側反射偏光スクリーン１１の反射軸１１ｂと実質的に平行であり、第２の画像表示手段１５Ｂから出射する前記直線偏光の振動方向が図４に鎖線矢印ａ２で示したように前記前側反射偏光スクリーン１１の透過軸１１ａと実質的に平行であるため、前記第１の画像表示手段１５Ａから出射して前側反射偏光スクリーン１１にその前面１２から入射した前記直線偏光は、前記前側反射偏光スクリーン１１により観察側に反射され、前記第２の画像表示手段１５Ｂから出射して前記前側反射偏光スクリーン１１にその前面１２から入射した前記直線偏光は、この前側反射偏光スクリーン１１を透過して後側反射偏光スクリーン１４に入射する。

そして、この液晶表示装置では、前記後側反射偏光スクリーン１４の反射軸１４ｂを前記前側反射偏光スクリーン１１の透過軸１１ａと実質的に平行にしているため、前記第２の画像表示手段１５Ｂから出射し、前側反射偏光スクリーン１１を透過して後側反射偏光スクリーン１４に入射した直線偏光は、この後側反射偏光スクリーン１４により観察側に反射され、前記前側反射偏光スクリーン１１を再び透過して観察側に出射する。

すなわち、この液晶表示装置は、前記第１の画像表示手段１５Ａから出射する直線偏光の振動方向を前側反射偏光スクリーン１１の反射軸１１ｂと実質的に平行にし、前記第２の画像表示手段１５Ｂから出射する直線偏光の振動方向を前記前側反射偏光スクリーン１１の透過軸１１ａと実質的に平行にするとともに、後側反射偏光スクリーン１４の反射軸１４ｂを前記前側反射偏光スクリーン１１の透過軸１１ａと実質的に平行にしているため、前記第１の画像表示手段１５Ａから出射した画像光を前記前側反射偏光スクリーン１１により反射して観察側に出射し、前記第２の画像表示手段１５Ｂから出射した画像光を前記前側反射偏光スクリーン１１を透過させて前記後側反射偏光スクリーン１４により反射し、その光を前記前側反射偏光スクリーン１１を再び透過させて観察側に出射することができる。

そして、この液晶表示装置では、前側及び後側反射偏光スクリーン１１，１４の曲率と、これらの反射偏光スクリーン１１，１４と第１及び第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂとの位置関係を、前側反射偏光スクリーン１１による反射画像と後側反射偏光スクリーン１４による反射画像とが重なって見えるように設定しているため、表示観察者Ｄに、前記第１の画像表示手段１５Ａから出射して前側反射偏光スクリーン１１により観察側に反射された画像と、前記第２の画像表示手段１５Ｂから出射して後側反射偏光スクリーン１４により観察側に反射された画像とが表示の観察角に応じた極く僅かなずれをもって重なった、奥行き感のある三次元画像を観察させることができる。

しかも、この液晶表示装置では、上述したように、前記第１の画像表示手段４Ａと第２の画像表示手段４Ｂとに同一パターンで、且つ、前記第１の画像表示手段１５Ａの輝度よりも前記第２の画像表示手段１５Ｂの輝度が低い画像を表示させるようにしているため、前記第１の画像表示手段１５Ａから出射して前側反射偏光スクリーン１１により観察側に反射された高輝度の画像と、前記第２の画像表示手段１５Ｂから出射して後側反射偏光スクリーン１４により観察側に反射された低輝度の画像とが僅かなずれをもって重なった、奥行き感を強調した三次元画像を表示することができる。

この三次元画像の奥行き感は、前記第１と第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂの表示画像の輝度差を大きくするほど強くなるため、両方の表示画像の輝度差を調整することにより、任意の奥行き感の三次元画像を表示することができる。

このように、前記液晶表示装置は、互いに直交する２つの方向に透過軸１１ａと反射軸１１ｂとをもち、入射光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記透過軸１１ａに平行な直線偏光成分を透過させ、前記反射軸１１ｂに平行な直線偏光成分を反射する光学特性を有する前側反射偏光スクリーン１１と、その後側に間隔をおいて配置され、前記前側反射偏光スクリーン１１にその前面１２から入射した光のうち、この前側反射偏光スクリーン１１を透過した光を反射する後側反射偏光スクリーン１４とを備え、前記前側反射偏光スクリーン１１の一端側の前方と他端側の前方とに、直線偏光の画像光を出射する第１の画像表示手段１５Ａと第２の画像表示手段１５Ｂとを、それぞれの画像表示手段１５Ａ，１５Ｂからの画像光の出射方向を前記前側反射偏光スクリーン１１の前面１２に向けて配置するとともに、前記第１及び第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂのうち、一方の画像表示手段１５Ａから出射する前記直線偏光の振動方向を前記前側反射偏光スクリーン１１の反射軸１１ｂと実質的に平行に設定し、他方の画像表示手段１５Ｂから出射する前記直線偏光の振動方向を前記前側反射偏光スクリーン１１の透過軸１１ａと実質的に平行に設定し、前記第１と第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂにそれぞれ同一パターンの画像を表示させ、これらの画像表示手段１５Ａ，１５Ｂからの画像光を前記前側反射偏光スクリーン１１にその前面１２から入射させることにより、一方の画像表示手段１５Ａから出射した画像光を前記前側反射偏光スクリーン１１により観察側に反射し、他方の画像表示手段１５Ｂから出射した画像光を前記前側反射偏光スクリーン１１を透過させて前記後側反射偏光スクリーン１４により観察側に反射して、表示観察者Ｄに、前記前側反射偏光スクリーン１１による反射画像と前記後側反射偏光スクリーン１４による反射画像とが重なった奥行き感のある三次元画像を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、前記第１と第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂにそれぞれその液晶表示素子１６の画素ピッチと同じドットピッチの緻密な画像を表示させ、解像度の高い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、前記第１と第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂにそれぞれ同一パターンの画像を表示させ、一方の画像表示手段１５Ａから出射した画像光を前記前側反射偏光スクリーン１１により観察側に反射し、他方の画像表示手段１５Ｂから出射した画像光を前記前側反射偏光スクリーン１１を透過させて前記後側反射偏光スクリーン１４により観察側に反射するものであるため、前記前側及び後側の反射偏光スクリーン１１，１４と前記第１と第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂとの位置関係を、前記前側反射偏光スクリーン１１による反射画像と前記後側反射偏光スクリーン１４による反射画像とが重なって見えるように設定すればよく、したがって容易に製造することができる。

また、上記実施例の液晶表示装置は、前記第１と第２の表示駆動回路２１Ａ，２１Ｂからなる表示駆動手段を、前記第１と第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂに、前記前側反射偏光スクリーン１１の反射軸１１ｂと実質的に平行な直線偏光を出射する第１の画像表示手段１５Ａの輝度よりも前記前側反射偏光スクリーン１１の透過軸１１ａと実質的に平行な直線偏光を出射する第２の画像表示手段１５Ｂの輝度が低い画像を表示させるように構成しているため、奥行き感を強調した三次元画像を表示することができる。

また、上記実施例の液晶表示装置は、前記前側反射偏光スクリーン１１と後側反射偏光スクリーン１４をそれぞれ、その両端から中央部に向かって表示の観察側とは反対側に後退する方向に湾曲させているため、前記前側反射偏光スクリーン１１により反射された画像光と前記後側反射偏光スクリーン１４により反射された画像光とを前記スクリーン１１，１４の中央部の前方に集光させ、より明るい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、前記三次元画像だけでなく、二次元画像を表示させることもでき、その場合は、第１及び第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂのいずれか一方に高輝度の画像を表示させ、他方を非表示状態にすればよい。

さらに、前記液晶表示装置は、画面全体に奥行き感のある三次元画像を表示することも、画面中の予め定めた領域に奥行き感のある三次元画像を表示することも可能であり、例えば、前側反射偏光スクリーン１１の反射軸１１ｂと実質的に平行な直線偏光を出射する一方の画像表示手段１５Ａに画面全体にわたる低輝度の画像を表示させ、前記前側反射偏光スクリーン１１の透過軸１１ａと実質的に平行な直線偏光を出射する他方の画像表示手段１５Ｂの画面の一部分に前記一方の画像表示手段１５Ａの対応する部分の表示画像と同一パターンの高輝度の画像を表示させ、前記他方の画像表示手段１５Ｂの画面の他の領域は黒表示にすることにより、画面の一部分が奥行き感のある三次元画像として見え、他の領域が前記二次元の背景画像として見える画像を表示することができる。

また、上記実施例の液晶表示装置では、前側と後側の反射偏光スクリーン１１，１４を円筒面状に湾曲させているが、これらの反射偏光スクリーン１１，１４は、円筒面状スクリーンに限らず、両方の反射偏光スクリーン１１，１４による反射画像が重なって表示観察者に見えるものであれば、例えば球面状スクリーン等でもよい。

さらに、上記実施例では、後側スクリーン１４を、前側反射偏光スクリーン１１の透過軸１１ａと実質的に平行な方向に反射軸１４ｂをもち、前記前側反射偏光スクリーン１１の反射軸１１ｂと実質的に平行な方向に透過軸１４ａをもった反射偏光スクリーンとしているが、この後側スクリーン１４により反射する光は、前記前側反射偏光スクリーン１１の透過軸１１ａと実質的に平行な直線偏光であるため、前記後側スクリーン１４は、ミラーフィルムからなる反射スクリーンとしてもよい。

また、上記実施例の液晶表示装置は、表示観察者Ｄの顔前に三次元画像を表示するものであるが、この発明は、表示観察者による観察位置からある程度離れた位置に三次元画像を表示する液晶表示装置にも適用でき、その場合は、前側と後側の反射偏光スクリーン１１，１４と第１及び第２の画像表示手段１５Ａ，１５Ｂを例えば床置き型や壁掛け型等のフレームに支持させればよい。

１…反射偏光スクリーン、１ａ…透過軸、１ｂ…反射軸、２…前面、３…後面、４Ａ，４Ｂ…画像表示手段、５…液晶表示素子、６…液晶セル、７，８…偏光板、８ａ…出射側偏光板の透過軸、９…面光源、１０Ａ，１０Ｂ…表示駆動回路（表示駆動手段）、１１…前側反射偏光スクリーン、１１ａ…透過軸、１１ｂ…反射軸、１２…前面、１３…後面、１４…後側反射偏光スクリーン、１４ａ…透過軸、１４ｂ…反射軸、１５Ａ，１５Ｂ…画像表示手段、１６…液晶表示素子、１７…液晶セル、１８，１９…偏光板、１９ａ…出射側偏光板の透過軸、２０…面光源、２１Ａ，２１Ｂ…表示駆動回路（表示駆動手段）。

Claims (5)

1. 表示の観察側に向いた前面とその反対側の後面とを有するフィルムからなり、そのフィルム面に沿った互いに直交する２つの方向に透過軸と反射軸とをもち、入射光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記透過軸に平行な直線偏光成分を透過させ、前記反射軸に平行な直線偏光成分を反射する光学特性を有し、且つ両端から中央部に向かって前記観察側とは反対側に後退する方向に湾曲したスクリーンと、
   それぞれが、光の透過を制御して画像を表示する液晶表示素子と前記液晶表示素子に光を供給する面光源とを有し、それぞれの前記液晶表示素子から直線偏光の画像光を出射する第１と第２の画像表示手段と、
   前記第１と第２の画像表示手段の一方に右眼用画像を表示させ、他方に左眼用画像を表示させる表示駆動手段とを備え、
   前記スクリーンの一端側の後方に前記第１の画像表示手段が、前記スクリーンの他端側の後方に前記第２の画像表示手段がそれぞれ、その画像表示手段からの前記画像光の出射方向を前記スクリーンの後面の中央部よりも前記画像表示手段側の領域を通って前記スクリーンの前面の中央部よりも前記画像表示手段側とは反対側の領域に入射する方向に向けて配置され、
   前記第１及び第２の画像表示手段から出射する前記直線偏光の振動方向と、前記スクリーンの透過軸及び反射軸の向きとが、前記第１及び第２の画像表示手段から出射して前記スクリーンにその後面から入射した前記直線偏光がそれぞれ前記スクリーンを透過してこのスクリーンの前記反対側の領域にその前面から入射し、その光がそれぞれ前記スクリーンにより反射されて前記観察側に出射するように設定されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 第１の画像表示手段と第２の画像表示手段は、スクリーンの後面側から見た透過軸の向きと、前記第１及び第２の画像表示手段の出射面を前記スクリーンの後面に対向させたときの前記第１及び第２の画像表示手段から出射する前記直線偏光の振動方向とが実質的に平行となるようにそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 表示の観察側に向いた前面とその反対側の後面とを有するフィルムからなり、そのフィルム面に沿った互いに直交する２つの方向に透過軸と反射軸とをもち、入射光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記透過軸に平行な直線偏光成分を透過させ、前記反射軸に平行な直線偏光成分を反射する光学特性を有する前側スクリーンと、
   前記前側スクリーンの後側に間隔をおいて配置され、前記前側スクリーンにその前面から入射した光のうち、この前側スクリーンを透過した光を反射する後側スクリーンと、
   それぞれが、光の透過を制御して画像を表示する液晶表示素子と前記液晶表示素子に光を供給する面光源とを有し、それぞれの前記液晶表示素子から直線偏光の画像光を出射する第１と第２の画像表示手段と、
   前記第１と第２の画像表示手段にそれぞれ同一パターンの画像を表示させる表示駆動手段とを備え、
   前記前側スクリーンの一端側の前方に前記第１の画像表示手段が、前記前側スクリーンの他端側の前方に前記第２の画像表示手段が、それぞれの画像表示手段からの前記画像光の出射方向を前記前側スクリーンの前面に向けて配置されるとともに、
   前記第１及び第２の画像表示手段のうち、一方の画像表示手段から出射する前記直線偏光の振動方向が前記前側スクリーンの反射軸と実質的に平行に設定され、他方の画像表示手段から出射する前記直線偏光の振動方向が前記前側スクリーンの透過軸と実質的に平行に設定されていることを特徴とする液晶表示装置。
4. 表示駆動手段は、第１と第２の画像表示手段に、前側スクリーンの反射軸と実質的に平行な直線偏光を出射する一方の画像表示手段の表示輝度よりも前記前側スクリーンの透過軸と実質的に平行な直線偏光を出射する他方の画像表示手段の表示輝度が低い画像を表示させることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前側スクリーンと後側スクリーンはそれぞれ、その両端から中央部に向かって表示の観察側とは反対側に後退する方向に湾曲していることを特徴とする請求項３または４に記載の液晶表示装置。

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