CN100381870C - 图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及，一种使位于不同观察位置的观察者，可观看到不同的高清晰度图像而不会使观察者所观察的图像的亮度降低的图像显示装置。本发明所涉及的图像显示装置具备：显示面板，用来显示图像；背光源，用来将光线照射在显示面板；偏光控制液晶面板，用来将背光源所照射的光线分离成为具有第1偏光轴的光线、以及具有与第1偏光轴不同的第2偏光轴的光线；及柱面镜，包含透镜部，该透镜部通过偏光控制液晶面板而以具有不同偏光轴的方式分离的光线，分别往预定的方向行进，且以朝与观察者左右眼的连结线实质上正交的方向延伸的方式形成。

Description

图像显示装置
技术领域
本发明涉及一种图像显示装置，尤其涉及使位于不同观察位置的的观察者看到不同图像等的图像显示装置。
背景技术
已知，显示3维立体图像的立体显示装置以及对位于不同观察位置的观察者看到不同图像的双画面显示装置。此外，以往关于显示3维的立体图像的立体显示装置的一种方式，有人提出视差屏障(ParallaxBarrier)方式。这样的图像显示装置，已有例如日本专利第2857429号公报所公开的方案。在上述日本专利第2857429号公报中，公开了这样一种技术方案，也就是，一种通过微电脑等控制手段，对图像显示面的观察者侧所配置的电子式视差屏障加以控制，由此在电子式视差屏障的预定位置，可以将预定形状的开口部及遮光部制成长条状的3维图像显示装置。此外，在日本专利第2857429号公报所公开的3维图像显示装置中，在为观察者3维图像时，通过使左眼用图像射入于观察者的左眼，并且右眼用图像射入观察者的右眼的方式，来形成电子式视差屏障的开口部。此外，在对为察者提供2维(平面)图像时，通过控制使电子式视差屏障的全部区域成为开口部，由此可将全部的图像射入观察者的两眼。
此外，以往提出一种通过在显示面板的靠近观察者一侧配置设置有开缝状的开口部及遮光部的屏障层，而可为位于不同观察位置的观察者提供不同图像的双画面显示装置。图26是用来说明一个现有技术例子的双画面显示装置的原理的俯视图。以下参照图26，说明现有的依据屏障方式的双画面显示装置500的结构。
如图26所示，现有的依据屏障方式的双画面显示装置500具备：用来显示图像的显示面板501、配置在显示面板501靠近观察者510及520一侧的偏光板502及配置在偏光板502的靠近观察者510及520一侧的屏障层503。
此外，在显示面板501上交替设置有：朝实质上与观察者510(520)的左眼510a(520a)及右眼510b(520b)的连结线正交的方向(垂直于图26的纸面的方向)延伸的像素列501a及501b。此外，显示面板501具备，由厚度A(约0.5mm)的玻璃(折射率n1＝约1.53)所构成的玻璃基板501c。此外，在像素列501a中，显示出用来让观察者510观看的图像L1，并在像素列501b中，显示出用来让观察者20观看的图像R1。此外，像素列501a及像素列501b分别具有像素间距B(约0.06mm)。此外，偏光板502由厚度C(约0.1mm)的树脂(折射率n2＝约1.49)构成。
此外，在屏障层503上设置用来将显示面板501所射出的光线加以遮光的遮光部503a及用来让显示面板501所射出的光线穿透的开口部503b。该遮光部503a及开口部503b与显示面板501的像素列501a及像素列501b相同，以朝实质上与观察者510(520)的左眼510a(520a)及右眼510b(520b)的连结线正交的方向(垂直于图26的纸面的方向)延伸的方式设置。此外，遮光部503a及开口部503b对应于由显示面板501的像素列501a及像素列501b所组成各组而设置。此外，屏障层503具备通过屏障层503的遮光部503a，将显示面板501的像素列501a及像素列501b所照射的光线的射出角度加以限制的功能。
接下来参照图26，说明现有的双画面显示装置500的双画面显示方法。
在现有的双画面显示装置500中，在观察者510经屏障层503的开口部503b，在距离显示面板501观察距离D(600mm)的位置上观察显示面板501时，观察者510观察出显示面板501的像素列501a所显示的图像L1。此外，在观察者520经屏障层503的开口部503b，在距离显示面板501观察距离D(600mm)的位置上观察显示面板501时，观察者520观察出，显示面板501的像素列501b所显示的图像R1。由此，位于不同观察位置的观察者510及520，可以在观察范围E的范围内，分别观察出不同图像。
在图26所示的现有双画面显示装置500中，观察者510及520的观察范围E，从三角形550及560间的相似关系，满足下列第(1)式。
D：(C/n2)+(A/n1)＝E：B(1)
将此第(1)式变化为求取观察范围E的式子，可获得下列第(2)式。
E＝(B×D)/{(C/n2)+(A/n1)}(2)
从第(2)式可知，观察范围E与显示面板501的像素间距B成比例(依存)。将B＝0.06mm、D＝600mm、C＝0.1mm、A＝0.5mm、n1＝1.53、n2＝1.49代入上述第(2)式，则E＝91.4(mm)。也就是，在图26所示的现有双画面显示装置500中，在采用具有像素间距B(约0.06mm)的显示面板501时，观察者510及520的观察范围E大约为91.4mm(9.14cm)。
然而，在图26所示的现有双画面显示装置500中，如上所述，由于观察范围E与显示面板501的像素间距B成比例(依存)，因此若显示面板501的像素间距B较小，则会产生观察范围E也缩小的问题。例如，若显示面板501的像素间距B小于0.06mm，则观察者510及520的观察范围E小于9.14cm，而使得观察者510及520不易进行观察。因此，在图26所示的现有的双画面显示装置500中，就难以使用像素间距B较小的高清晰度显示面板501。结果导致不易对位于不同观察位置的观察者510及520提供高清晰度的图像的问题。
此外，由于在显示面板501的靠近观察者510及52一侧配置屏障层503，因而产生显示面板501所射出的光线的一部分被屏障层503的遮光部503a遮光的问题。结果使观察者510及520所观察的图像的辉度降低，产生图像变暗的问题。
此外，在上述日本专利第2857429号公报中所公开的3维图像显示装置中，在图像显示面的靠近观察者一侧配置电子式视差屏障，因而产生从图像显示面所射出的光线的一部分被电子式视差屏障的遮光部所遮光的问题。结果使观察者所观察的图像的辉度降低，图像变暗。
发明内容
本发明旨在解决上述课题，本发明的目的之一在于，提供一种不降低观察者所观看的图像的亮度，使位于不同观察位置的观察者可观看到不同的高清晰度图像的图像显示装置。
为了达成上述目的，本发明所涉及的一种图像显示装置，其特征在于，其具备：显示面板，用来显示图像；光源，用来将光线照射在显示面板；偏光轴控制装置，配置于光源及显示面板之间，用来将光源所照射的光线分离为具有第1偏光轴的光线以及具有与第1偏光轴不同的第2偏光轴的光线；透镜，其包含至少1个透镜部，该透镜部配置在偏光轴控制装置及显示面板之间，并且使由偏光轴控制装置以使其具有不同偏光轴为目的而分离的具有第1偏光轴的光线以及具有第2偏光轴的光线，分别往预定的方向行进，并且以朝向与观察者的左右眼的连结线交叉的第1方向延伸的方式形成。以及第1相位差板，该第1相位差板配置在上述显示面板及上述透镜之间，并且，具有射出第3偏光轴的光线的第3偏光控制区域以及具有射出与上述第3偏光轴不同的第4偏光轴的光线的第4偏光控制区域，上述两区域在朝与上述第1方向交叉的第2方向延伸的同时交替设置在第1方向；在上述偏光轴控制装置中，具有射出上述第1偏光轴的光线用的第1偏光控制区域以及射出与上述第1偏光轴不同的第2偏光轴的光线的第2偏光控制区域，上述两区域在朝上述第1方向延伸的同时交替设置在上述第2方向上；朝上述第2方向延伸的第1像素列及第2像素列，在上述显示面板中交替设置在第2方向上；上述第3偏光控制区域及上述第4偏光控制区域，其设置在上述第1相位差板上，并且朝上述第2方向延伸而设置，分别以与上述第1像素列及第2像素列对应的方式设置，上述第1像素列及第2像素列沿上述显示面板的上述第2方向延伸的方式设置。
为了达成上述目的，本发明还涉及一种图像显示装置，其特征在于，其具备：显示面板，其用来显示图像；光源，其用来将光线照射到上述显示面板；偏光轴控制装置，配置于上述光源及上述显示面板之间，用来将上述光源所照射的光线分离为具有第1偏光轴的光线以及具有与上述第1偏光轴不同的第2偏光轴的光线；透镜，其包含至少1个透镜部，该透镜部配置在上述偏光轴控制装置及上述显示面板之间，并且使由上述偏光轴控制装置分离的具有上述第1偏光轴的光线以及具有上述第2偏光轴的光线，分别往预定的方向行进，并且以朝向与观察者的左右眼的连结线交叉的第1方向延伸的方式形成；第1相位差板，该第1相位差板配置在上述显示面板及上述透镜之间，并且，具有射出第3偏光轴的光线的第3偏光控制区域以及具有射出与上述第3偏光轴不同的第4偏光轴的光线的第4偏光控制区域，上述两区域在朝与上述第1方向交叉的第2方向延伸的同时交替设置在第1方向；上述偏光轴控制装置包含有：使具有射出上述第1偏光轴的光线的第1偏光控制区域以及具有射出与上述第1偏光轴不同的第2偏光轴的光线的第2偏光控制区域，在朝上述第1方向延伸的同时交替设置在与上述第1方向交叉的第2方向上的偏光控制液晶面板；
上述偏光控制液晶面板进行控制以使上述第1偏光控制区域与上述第2偏光控制区域替换。
在上述图像显示装置中，如上所述，在光源及显示面板间，配置有将光源所照射的光线分离为具有第1偏光轴的光线以及具有与第1偏光轴不同的第2偏光轴的光线的偏光轴控制装置，并在偏光轴控制装置及显示面板间，设置有使由偏光轴控制装置分离的具有第1偏光轴的光线以及具有第2偏光轴的光线，分别往预定的方向行进的透镜，由此，可使光源所照射的光线，在射入显示面板前，朝向不同观察位置的观察者而分离。由此，即使采用像素间距小的高清晰度的显示面板，也可以不受显示面板的像素间距的影响使光线朝向观察者行进，因此，可对位于不同观察位置的观察者提供不同的高清晰度图像。此外，设置使通过偏光轴控制装置而分离为具有不同偏光轴的光线分别往预定方向行进的透镜，由此，由于与经由限制往预定角度的方向行进的构件而使从显示面板射出的光线行进的情形不同，并未将朝向观察者而行进的光线加以遮光，因此，可抑制朝向观察者行进的光线的辉度降低。由此，可抑制图像变暗。
在上述图像显示装置中，优选的是，透镜包含第1柱面镜，在该第1柱面镜中，以朝第1方向延伸的方式而形成的、实质上为半圆柱状的第1透镜部，以对应由第1偏光控制区域及第2偏光控制区域所组成的组而设置，并使从第1偏光控制区域射出的具有第1偏光轴的光线以及从第2偏光控制区域射出的具有第2偏光轴的光线，分别往预定方向行进。若采用这种结构，则可以通过第1柱面镜的第1透镜部，使具有第1偏光轴的光线与具有第2偏光轴的光线，朝向不同观察位置的观察者分离，因此可容易对不同观察位置的观察者提供不同的图像。
在上述具备第1相位差板的图像显示装置中，优选的是，在第1相位差板的朝第2方向延伸的第3偏光控制区域及第4偏光控制区域之间，设置有遮光区域。若采用这种结构，则可通过第1相位差板的遮光区域，在经由第1相位差板的第3偏光控制区域而穿透显示面板的第2像素列的光线中的一部分，在观察者的位置形成光线所未到达的未到达区域。而且，通过第1相位差板的遮光区域，在经由第1相位差板的第4偏光控制区域而穿透显示面板的第1像素列的光线中的一部分，在观察者的位置，可形成光线所未到达的未到达区域。之后，在这样的光线所未到达的未到达区域中，一方观察者仅可以观看到供该一方观察者观看的图像，并且另一方观察者仅可以观看到供另一方观察者观看的图像。其结果是，可以防止供另一方观察者观看的图像及供一方观察者观看的图像分别射入一方观察者及另一方观察者的视线中。
此时，优选的是，在显示面板的第1像素列及第2像素列之间设置遮光构件。若采用这种结构，则可通过第1相位差板的遮光区域及显示面板的遮光构件，经由第1相位差板的第3偏光控制区域而穿透显示面板的第2像素行的光线中的一部分，扩大在观察者的位置所形成的光线所未到达的未到达区域。此外，可通过第1相位差板的遮光区域及显示面板的遮光构件，经由第1相位差板的第4偏光控制区域而穿透显示面板的第1像素行的光线中的一部分，扩大在观察者的位置所形成的光线所未到达的未到达区域。在该扩大后的未到达区域中，一方观察者仅可以观看到供一方观察者观看的图像，并且另一方观察者仅可以观看到供另一方观察者观看的图像。其结果是，可以更加有效地防止供另一方观察者观看的图像及供一方观察者观看的图像，分别射入于一方观察者及另一方观察者的视线中。
在上述图像显示装置中，优选的是，偏光轴控制装置包含偏光控制液晶面板，在该偏光控制液晶面板中，具有射出第1偏光轴的光线的第1偏光控制区域以及具有射出与第1偏光轴不同的第2偏光轴的光线的第2偏光控制区域，上述两区域在朝第1方向延伸的同时交替设置在与第1方向交叉的第2方向上。若采用这种结构，可以通过位于偏光控制液晶面板的第1偏光控制区域的液晶，在不会将光源所照射的光线的偏光轴加以改变的状态下，使上述光线穿透过偏光控制液晶面板。此外，可以通过位于偏光控制液晶面板的第2偏光控制区域的液晶，在将光源所照射的光线的偏光轴加以改变的状态下，使上述光线穿透过偏光控制液晶面板。由此，可容易地控制光源所照射的光线的偏光轴。
此时，优选的是，在偏光控制液晶面板中，设置用来控制偏光控制液晶面板的第1偏光控制区域及第2偏光控制区域的若干个电极；通过控制偏光控制液晶面板的若干个电极的施加状态，而控制从光源所照射出的光线的到达区域，由此进行平面图像的双画面显示与立体显示的切换。如果采用这种结构，则在分别以若干个电极来构成第1偏光控制区域及第2偏光控制区域时，可通过控制对于电极电压的施加状态，来控制第1偏光控制区域及第2偏光控制区域的第2方向的长度。因此，可容易将第1偏光控制区域及第2偏光控制区域的第2方向的长度调整成任意长度，由此，可将第1偏光控制区域及第2偏光控制区域予以细分化。因此，可使光源所照射的光线，经由细分化后的第1偏光控制区域及第2偏光控制区域而射入于透镜，由此可将光线的到达区域予以细分化。由于可将光线的到达区域细分为分别对应若干个观察者的右眼及左眼，因此可将具有两眼视差的图像射入于若干个观察者的右眼及左眼。因此可为不同观察位置的若干个观察者，提供立体图像。
在上述将偏光控制液晶面板的电极的施加状态加以控制的图像显示装置中，优选的是，在显示面板上，以对应于第1相位差板的第3偏光控制区域及第4偏光控制区域的方式，交替设置朝第2方向延伸的第1像素列及第2像素列；偏光控制液晶面板通过控制偏光控制液晶面板的若干个电极的施加状态，以在显示面板的每个1/n(n为大于2的自然数)图框期间中，替换偏光控制液晶面板的第1偏光控制区域及第2偏光控制区域的方式进行控制，而为观察者提供平面图像。若采用这种结构，则在至少1个图框期间中，可以使显示面板的第1像素列中所显示的平面图像及显示面板的第2像素列中所显示的平面图像都射入观察者的右眼，并且使显示面板的第2像素列中所显示的图像及显示面板的第1像素列中所显示的图像都射入观察者的左眼。其结果是，可以将图像劣化较少的平面图像(2维图像)提供给观察者。
此时，显示面板也可以在显示面板的每隔1/n(n大于等于2的自然数)图框期间中，替换显示面板的第1像素列及第2像素列中所显示的供左眼观看的图像与供右眼观看的图像，该替换与偏光控制液晶面板的第1偏光控制区域及第2偏光控制区域的替换同步，，通过这种控制方式，可以为观察者提供立体图像。若采用这种结构，则在至少1个图框期间中，可使显示面板的第1像素列所显示的供右眼观看的图像及显示面板的第2像素列所显示的供右眼观看的图像都射入观察者的右眼，并且使显示面板的第2像素列所显示的供左眼观看的图像及显示面板的第1像素列所显示的供左眼观看的图像都射入观察者的左眼。由此，在至少1个图框期间中，观察者的右眼可观察到显示面板的所有区域所显示的供右眼观看图像，并且观察者的左眼可观察到显示面板的所有区域中所显示供左眼观看图像，因此，观察者可以观察到图像劣化较少的立体图像。
此外，此时优选的是，1/n图框期间为1/2图框期间。若采用这种结构，则可以以1/2图框期间单位，将显示面板的第1像素列所显示的第1图像及显示面板的第2像素列所显示的第2图像，提供给观察者。因此，观察者可以在1个图框期间中，观看到显示面板的第1像素列所显示的第1图像及显示面板的第2像素行列显示的第2图像。
在上述图像显示装置中，优选的是，还具有：第2柱面镜，其配置在显示面板及第1相位差板之间，并设置有朝第2方向延伸所形成的、实质上为半圆柱状的第2透镜部。若采用这种结构，则可通过第2柱面镜的第2透镜部，使穿透第1相位差板的第3偏光控制区域的光线射入显示面板的第1像素列，并且通过第2柱面镜的第2透镜部，使穿透第1相位差板的第4偏光控制区域的光线射入显示面板的第2像素列。其结果是，可以容易地抑制将不同于各观察者所应该观察的图像的图像提供该各观察者。
在上述图像显示装置中，优选的是，还具有，屏障层，其配置在显示面板及第1相位差板之间，并且交替设置有以朝第2方向延伸的方式而形成的开口部及遮光部。若采用这种结构，则可以通过屏障层的遮光部，来抑制穿透第1相位差板的第3偏光控制区域的光线通过显示面板的第2像素列而射入观察者的眼中，并且通过屏障层的遮光部，来抑制穿透第1相位差板的第4偏光控制区域的光线通过显示面板的第1像素列而射入观察者的眼中。其结果是，可以容易地抑制将不同于各观察者所应该观察的图像的图像提供各观察者。
在上述图像显示装置中，优选的是，偏光轴控制装置包含：偏光控制液晶面板，在该偏光控制液晶面板中，具有射出第1偏光轴的光线的第1偏光控制区域以及具有射出与第1偏光轴不同的第2偏光轴的光线的第2偏光控制区域，上述两区域在朝第1方向延伸的同时交替设置于与第1方向交叉的第2方向上；位置检测装置，其用来检测出观察者的位置；控制部分，其对应由位置检测装置所检测出的观察者的位置，移动偏光控制液晶面板的第1偏光控制区域及第2偏光控制区域。若采用这种结构，则可以通过位置检测装置来检测出观察者的移动，同时根据该位置信息，移动偏光控制液晶面板的第1偏光控制区域及第2偏光控制区域，因此，即使在观察者移动的时候，也可以为观察者提供适当的图像。
在上述图像显示装置中，优选的是，偏光轴控制装置包含第2相位差板，在该第2相位差板中，具有射出第1偏光轴的光线的第1偏光控制区域以及具有射出与第1偏光轴不同的第2偏光轴的光线的第2偏光控制区域，上述两区域在朝第1方向延伸的同时交替设置在与第1方向交叉的第2方向上。若采用这种结构，则可以通过第2相位差板，相比采用偏光控制液晶面板来做为偏光轴控制装置，结构更简单，将光源所照射的光线分离为具有不同偏光轴的光线。
在上述图像显示装置中，优选的是，偏光轴控制装置包含偏光控制液晶面板，在该偏光控制液晶面板中，具有射出第1偏光轴的光线的第1偏光控制区域以及具有射出与第1偏光轴不同的第2偏光轴的光线的第2偏光控制区域，上述两区域在朝第1方向延伸的同时交替设置于与第1方向交叉的第2方向上；通过改变偏光控制液晶面板的第1偏光控制区域及第2偏光控制区域的第2方向的长度及位置，而控制经由第1偏光控制区域、第2偏光控制区域及透镜而行进的光线的到达位置，在对位于不同观察位置的观察者提供不同平面图像，并且为观察者提供立体图像。若采用这种结构，通过将光线的到达位置控制在位于不同观察位置的观察者所处的位置，而可以容易地对位于不同观察位置的观察者提供不同的平面图像。此外，通过改变第1偏光控制区域及第2偏光控制区域的第2方向的长度及位置，而可以将光线的到达位置分别控制在位于不同观察位置的观察者的右眼所处的位置以及左眼所处的位置，由此可以为观察者提供立体图像。
在上述具备相位差板的图像显示装置中，优选的是，还具有第1偏光板，该第1偏光板配置在第1相位差板及显示面板之间，并且使具有第3偏光轴的光线及具有第4偏光轴的光线中的任意一种光线穿透。若采用这种结构，则可以使相位差板所射出的具有第3偏光轴的光线及具有第4偏光轴的光线中的任意一种光线穿透，因此可以仅使具有第3偏光轴的光线及具有第4偏光轴的光线中的任意一种光线到达观察者。其结果是，可以容易为位于不同观察位置的观察者提供不同的图像。
在上述图像显示装置中，优选的是还具有第2偏光板，该第2偏光板配置在光源及偏光轴控制装置之间，并且使具有第1偏光轴及第2偏光轴中的任意一种偏光轴的光线穿透。若采用这种结构，则可以在光源所照射的具有各种偏光轴的光线中，使具有第1偏光轴及第2偏光轴中任意一种偏光轴的光线射入偏光轴控制装置。因此，偏光轴控制装置仅使射入第1偏光控制区域及第2偏光控制区域中的任意一区域的光线形成偏光，由此可以将射入光分离为具有第1偏光轴的光线以及具有第2偏光轴的光线。其结果是，可以采用分离后的具有第1偏光轴的光线以及具有第2偏光轴的光线，对位于不同观察位置的观察者提供不同的图像。
在上述偏光控制液晶面板设置有电极的结构中，偏光控制液晶面板的若干个电极以分别朝第1方向延伸的方式设置。若采用这种结构，则可以容易地使第1偏光控制区域及第2偏光控制区域以朝第1方向延伸的方式设置，该第1偏光控制区域及第2偏光控制区域可以将具有第1偏光轴的光线以及具有第2偏光轴的光线予以分离。
附图说明
图1是本发明第1实施例所涉及的图像显示装置的分解立体图。
图2是用来说明图1所示的本发明第1实施例所涉及的图像显示装置的原理，为观察者从上方观看显示面板的示意图。
图3是图1所示的本发明第1实施例所涉及的图像显示装置的偏光控制液晶面板的部分放大图。
图4是用来说明图1所示的本发明第1实施例所涉及的图像显示装置的原理，为观察者从侧面观看显示面板的示意图。
图5是用来说明图1所示的本发明第1实施例所涉及的图像显示装置的原理的分解立体图。
图6是用来说明在图1所示的本发明第1实施例所涉及的图像显示装置的双画面显示时，观察者所观察的显示面板的区域的示意图。
图7是用来说明图1所示的本发明第1实施例所涉及的图像显示装置的立体显示方法的原理，为观察者从上方观看显示面板的示意图。
图8是用来说明图1所示的本发明第1实施例所涉及的图像显示装置的立体显示方法的原理的分解立体图。
图9是用来说明在图1所示的本发明第1实施例所涉及的图像显示装置的立体图像显示时，观察者所观察的显示面板区域的示意图。
图10是在图1所示的本发明第1实施例所涉及的图像显示装置的平面图像显示时的偏光控制液晶面板、相位差板及显示面板的示意图。
图11是用来说明在图1所示的本发明第1实施例所涉及的图像显示装置的平面图像显示时，观察者所观察的显示面板区域的示意图。
图12是在图1所示的本发明第1实施例的变形例涉及的图像显示装置的图像劣化较少的立体图像显示时的偏光控制液晶面板、相位差板及显示面板的示意图。
图13是用来说明在图1所示的本发明第1实施例的变形例涉及的图像显示装置的图像劣化较少的立体图像显示时，观察者所观察的显示面板区域的示意图。
图14是用来说明本发明第2实施例所涉及的图像显示装置的结构，为观察者从上方观看显示面板的示意图。
图15是在本发明的第3实施例所涉及的图像显示装置中，观察者从侧边观看显示面板的示意图。
图16是用来说明图15所示的本发明第3实施例涉及的图像显示装置的结构，为观察者从侧边观看显示面板的示意图。
图17是用来说明图15所示的本发明第3实施例所涉及的图像显示装置的结构，为观察者从侧边观看显示面板的示意图。
图18是用来说明图15所示的本发明第3实施例涉及的图像显示装置的结构，为观察者从侧边观看显示面板的示意图。
图19是在图15所示的本发明第3实施例涉及的图像显示装置中，相位差板相对于开口率的适视区域的变化的曲线图。
图20是本发明第4实施例涉及的图像显示装置的分解立体图。
图21是用来说明图20所示的本发明第4实施例涉及的图像显示装置的原理，为观察者从上方观看显示面板的示意图。
图22是用来说明本发明第5实施例涉及的图像显示装置的原理，为观察者从侧边观看显示面板的示意图。
图23是用来说明图1所示的本发明第1实施例的变形例涉及的图像显示装置的原理，为观察者从上方观看显示面板的示意图。
图24是用来说明图1所示的本发明第1实施例的变形例涉及的图像显示装置的原理，为观察者从上方观看显示面板的示意图。
图25是用来说明图22所示的本发明第5实施形态的变形例的图像显示装置的原理，为观察者从上方观看显示面板的示意图。
图26是用来说明现有一例的视差屏障(Parallax Barrier)方式的双画面显示装置的原理，为观察者从上方观看显示面板的示意图。
符号说明
1、100、200、300、400图像显示装置
2、202、501显示面板
2a、2b、202a、202b、501a、501b像素列
3、4、6、502偏光板    5背光源
7偏光控制液晶面板
7a、7b偏光控制区域    7c  单位区域
7d  电极    8、68、401柱面镜
8a、68a、401a、401b透镜部
9、209、307、401相位差板
9a、209a、307a穿透区域
9b、209b、307b偏光区域
10、20、510、520观察者
58棱镜透镜    130位置检测传感器
140控制部    202c遮光构件
209c遮光区域    270、272光线
271、273辅助线    280正视区域
280a、281a、280b、281b光线未到达区域
281逆视区域    285适视区域
286串扰区域    402、503屏障层
402a、503b开口部    402b、503a遮光部
500双画面显示装置    501c玻璃基板
具体实施方式
以下参照附图来说明本发明的实施例。
第1实施例接着参照图1至图5说明本发明第1实施例涉及的图像显示装置1的结构。
如图1及图2所示，本发明第1实施例涉及的图像显示装置1具备：显示面板2，其用来显示图像；偏光板3及4，其以包夹显示面板2的方式配置；背光源5，其用来将光线照射在显示面板2上；偏光板6，其配置于背光源5的靠近观察者10及20的一侧(参照图2)。此外，以包夹显示面板2方式配置的偏光板3及4，具有互为正交的偏光轴。该偏光板4具备不仅使具有第1偏光轴的光线穿透，并且将具有实质上与第1偏光轴正交的第2偏光轴的光线加以吸收的功能。此外，偏光板3具备不仅使具有实质上与第1偏光轴正交的第2偏光轴的光线穿透，并且将具有第1偏光轴的光线加以吸收的功能。此外，偏光板6的结构使背光源5所照射的光线中具有第1偏光轴的光线穿透。背光源5为本发明所涉及的[光源]的一例。
在此，在第1实施例中，在偏光板6的靠近观察者10及20的一侧配置有偏光控制液晶面板7。此偏光控制液晶面板7具备偏光控制区域7a以及偏光控制区域7b，其中的偏光控制区域7a用来使从背光源5所照射的并经由偏光板6、具有第1偏光轴的光线穿透，其中的偏光控制区域7b用来将具有第1偏光轴的光线改变为具有实质上与第1偏光轴正交的第2偏光轴的光线。此外，偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及7b朝实质上与观察者10(20)的左眼10a(20a)及右眼10b(20b)的连结线正交的方向(垂直于图2的纸面的方向(图1中的F方向))延伸，并且交替设置于G方向。此外，偏光控制区域7a及7b是通过偏光控制液晶面板7的若干个(例如为4个)的单位区域7c(参照图3)构成的。此外，如图3所示，在构成偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及7b的单位区域7c内分别设置电极7d。在后述的双画面显示时，以将电压施加于对应构成偏光控制区域7a的4个单位区域7c的4个电极7d，并且不将电压施加于对应构成偏光控制区域7b的4个单位区域7c的4个电极7d的方式进行控制。在第1实施例中，通过控制是否对于单位区域7c所设置的电极7d施加电压，可以任意改变偏光控制区域7a及偏光控制区域7b的宽度。例如，在后述的立体图像显示及平面图像显示时，分别通过2个单位区域7c来构成偏光控制区域7a及偏光控制区域7b，并且，通过将电压施加于对应构成偏光控制区域7a的2个单位区域7c的2个电极7d，并且未将电压施加于对应构成偏光控制区域7b的2个单位区域7c的2个电极7d，而可以将偏光控制区域7a及偏光控制区域7b分别形成为2个单位区域7c份的宽度。因此，可以通过控制是否对偏光控制液晶面板7的电极7d施加电压，容易的将双画面显示模式、立体图像显示模式及平面图像显示模式加以切换。此外，偏光控制液晶面板7为本发明所涉及的[偏光轴控制手段]的一例。偏光控制区域7a为本发明所涉及的[第1偏光控制区域]的一例，偏光控制区域7b为本发明所涉及的[第2偏光控制区域]的一例。
此外，在第1实施例中，如图1及图2所示，在偏光控制液晶面板7的靠近观察者10及20一侧，设置柱面镜8。在该柱面镜8中，以朝图1的F方向延伸的方式形成若干个实质上为半圆柱状的透镜部8a。包含该若干个透镜部8a的柱面镜8具备使通过偏光控制液晶面板7而以具有不同的偏光轴的方式分离的光线，往观察者10及20的方向行进的功能。柱面镜8为本发明所涉及的[透镜]及[第1柱面镜]的一例，透镜部8a为本发明所涉及的[第1透镜部]的一例。
此外，在第1实施例中，在柱面镜8与装设在显示面板2的偏光板4之间，配置有相位差板9。此相位差板9包含：穿透区域9a以及偏光区域9b，其中的穿透区域9a使具有第1偏光轴的光线穿透，其中的偏光区域9b用来将具有第1偏光轴的光线改变为具有第2偏光轴的光线。此外，如图1及图5所示，穿透区域9a及偏光区域9b朝实质上与F方向正交的G方向延伸，并且交替设置于F方向。相位差板9为本发明所涉及的[第1相位差板]的一例，穿透区域9a为本发明所涉及的[第3偏光控制区域]的一例，偏光区域9b为本发明所涉及的[第4偏光控制区域]的一例。
此外，在第1实施例中，如图4及图5所示，在显示面板2中，像素列2a及2b朝G方向(参照图5)延伸，并且交替设置于F方向。该显示面板2的像素列2a及2b，以对应于相位差板9的朝G方向延伸设置的穿透区域9a及偏光区域9b的方式设置。此外，如图1及图2所示，偏光板6、偏光控制液晶面板7、柱面镜8、相位差板9及偏光板4，配置在显示面板2及背光源5之间。
双画面显示模式
接着参照图2至图6，说明本发明第1实施例所涉及的图像显示装置1的双画面显示方法。
首先参照图2、图3及图5，说明用来对位于不同观察位置的若干个观察者10及20，提供不同图像的偏光控制液晶面板7及显示面板2的结构。如图2所示，在本发明第1实施例所涉及的双画面显示时的图像显示装置1中，由偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及偏光控制区域7b所组成的组，分别对应于柱面镜8的各个透镜部8a而逐组设置。也就是说，在双画面显示时，如上所述，通过控制是否对偏光控制液晶面板7的4个电极7d施加电压，而分别以4个单位区域7c来构成偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及偏光控制区域7b(参照图3)。此外，如图5所示，在显示面板2的像素列2a中，显示供观察者10观看的图像L2(例如电视用图像)，并在像素列2b中，显示供观察者20观看的图像R2(例如车用导航用图像)。
在上述结构中，背光源5所照射的光线，通过配置在背光源5的靠近观察者10及20一侧的偏光板6，而仅使具有第1偏光轴的光线穿透，并朝向偏光控制液晶面板7而行进。之后，具有第1偏光轴的光线，穿透偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及偏光控制区域7b。此时，射入偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a的光线，在该偏光轴未产生变化下穿透，另一方面，射入偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7b的光线，在该偏光轴实质上产生90°的变化(具有第2偏光轴的状态下)而射出。之后，如图2所示，在具有第1偏光轴的状态下从偏光控制区域7a所射出的光线，通过柱面镜8，以朝向观察者10来行进的方式而聚光。此外，在具有实质上与第1偏光轴正交的第2偏光轴的状态下从偏光控制区域7b所射出的光线，通过柱面镜8，以朝向观察者20来行进的方式聚光。
之后，如图5所示，在具有第1偏光轴的状态下朝向观察者10而行进的光线，射入具有穿透区域9a及偏光区域9b的相位差板9。而后，具有第1偏光轴的光线，穿透相位差板9的穿透区域9a及偏光区域9b。此时，穿透相位差板9的穿透区域9a的光线光轴未产生变化，并且，射入偏光区域9b的光线，该偏光轴实质上产生90°的变化(具有第2偏光轴的状态下)而射出。在具有第1偏光轴的状态下，从相位差板9的穿透区域9a射出而朝向观察者10的光线，射入显示面板2及相位差板9间所设置的偏光板4，并直接穿透偏光板4而射入显示面板2的像素列2a。相对于此，在具有实质上与第1偏光轴正交的第2偏光轴的状态下，从相位差板9的偏光区域9b射出而朝向观察者10的光线，射入显示面板2及相位差板9间所设置的偏光板4而被吸收。由于通过显示有供观察者20观看的图像R2的显示面板2的像素列2b的光线并未到达观察者10，因此，观察者10无法观看到显示面板2的像素列2b所显示的供观察者20观看的图像R2。因此，如图6所示，观察者10可以观看到显示面板2的像素列2a所显示的供观察者10观看的图像L2。
此外，如图5所示，在具有第2偏光轴的状态下朝向观察者20而行进的光线，射入具有穿透区域9a及偏光区域9b的相位差板9。而后，具有实质上与第1偏光轴正交的第2偏光轴的光线，穿透相位差板9的穿透区域9a及偏光区域9b。此时，穿透相位差板9的穿透区域9a的光线偏光轴未产生变化，并且，射入偏光区域9b的光线其偏光轴实质上产生90°的变化(具有第1偏光轴的状态下)而后射出。在具有实质上与第1偏光轴正交的第2偏光轴的状态下从相位差板9的穿透区域9a射出而朝向观察者20的光线，射入显示面板2及相位差板9间所设置的偏光板4而被吸收。由于通过显示有供观察者10观看的图像L2的显示面板2的像素列2a的光线，并未到达观察者20，因此，观察者20无法观看到显示面板2的像素行2a所显示的供观察者10观看的图像L2。相对于此，在具有第1偏光轴的状态下从相位差板9的偏光区域9b射出而朝向观察者20的光线，射入显示面板2及相位差板9间所设置的偏光板4，并且直接穿透偏光板4而射入显示面板2的像素列2b。因此，如图6所示，观察者20可以观看到显示面板2的像素列2b所显示的供观察者20观看的图像R2。
立体图像显示模式
接着参照图7至图9，说明本发明的第1实施例所涉及的图像显示装置1的立体图像显示方法。
首先，说明用来对位于不同观察位置的观察者10及20，提供立体图像的偏光控制液晶面板7及显示面板2的结构。如图7所示，由偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及偏光控制区域7b所组成的组，分别对应于柱面镜8的各个透镜部8a而各设置2组。也就是说，在立体图像显示时，如上所述，通过控制是否对偏光控制液晶面板7的2个电极7d施加电压，分别以2个单位区域7c(参照图3)来构成偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及偏光控制区域7b，从双画面显示模式切换为立体图像显示模式。此外，如图8所示，在显示面板2的像素列2a中，显示射入观察者10及20的左眼10a及20a的供左眼观看的图像L3，并在像素列2b中，显示射入观察者10及20的右眼10b及20b的供右眼观看的图像R3。
在上述结构中，背光源5所照射的光线通过配置在背光源5的靠近观察者10及20一侧的偏光板6，仅使具有第1偏光轴的光线穿透，并朝向偏光控制液晶面板7而行进。之后，具有第1偏光轴的光线，穿透偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及偏光控制区域7b。此时，射入偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a的光线光轴未产生变化而穿透该偏光控制区域7a，另一方面，射入偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7b的光线，在该偏光轴实质上产生90°的变化后(具有第2偏光轴的状态下)射出。之后，在具有第1偏光轴的状态下，从偏光控制区域7a射出的光线，通过柱面镜8，以朝向观察者10及20的左眼10a及20a行进的方式聚光。此外，在具有实质上与第1偏光轴正交的第2偏光轴的状态下，从偏光控制区域7b射出的光线，通过柱面镜8，以朝向观察者10及20的右眼10a及20a行进的方式聚光。
之后，如图8所示，具有第1偏光轴的、朝向观察者10及20的左眼10a及20a而行进的光线，射入、具有穿透区域9a及偏光区域9b的相位差板9。而后，具有第1偏光轴的光线，穿透相位差板9的穿透区域9a及偏光区域9b。此时，穿透相位差板9的穿透区域9a的光线光轴未产生变化，并且，射入偏光区域9b的光线，在该偏光轴实质上产生90°的变化后(具有第2偏光轴的状态下)射出。而后，在具有第1偏光轴的状态下，从相位差板9的穿透区域9a射出而朝向观察者10及20的左眼10a及20a的光线，射入显示面板2及相位差板9间所设置的偏光板4，并且直接穿透偏光板4而射入显示面板2的像素列2a。相对于此，在具有实质上与第1偏光轴正交的第2偏光轴的状态下，从相位差板9的偏光区域9b射出而朝向观察者10及20的左眼10a及20a的光线，射入显示面板2及相位差板9间所设置的偏光板4而被吸收。由于通过显示有供右眼观看的图像R3的显示面板2的像素列2b的光线，并未到达观察者10及20的左眼10a及20a，因此，观察者10及20的左眼10a及20a无法观看到显示面板2的像素列2b所显示的供右眼观看的图像R3。因此，如图9所示，显示面板2的像素列2a所显示的供左眼观看的图像L3，射入观察者10及20的左眼10a及20a。
此外，如图8所示，具有第2偏光轴的、朝向观察者10及20的右眼10b及20b而行进的光线，射入、具有穿透区域9a及偏光区域9b的相位差板9。之后，具有第2偏光轴的光线，穿透相位差板9的穿透区域9a及偏光区域9b。此时，穿透相位差板9的穿透区域9a的光线偏光轴未产生变化，并且，射入偏光区域9b的光线，在该偏光轴实质上产生90°的变化后(具有第1偏光轴的状态下)射出。之后，在具有第2偏光轴的状态下，从相位差板9的穿透区域9a射出而朝向观察者10及20的右眼10b及20b的光线，射入显示面板2及相位差板9间所设置的偏光板4而被吸收。由于通过显示供左眼观看的图像L3的显示面板2的像素列2a的光线，并未到达观察者10及20的右眼10b及20b，因此，观察者10及20的右眼10b及20b无法观看到显示面板2的像素列2a所显示的供左眼观看的图像L3。相对于此，在具有第1偏光轴的状态下从相位差板9的偏光区域9b射出而朝向观察者10及20的右眼10b及20b的光线，射入显示面板2及相位差板9间所设置的偏光板4，并且直接穿透偏光板4而射入显示面板2的像素列2b。因此，如图9所示，显示面板2的像素列2b所显示的供右眼观看的图像R3，射入观察者10及20的右眼10b及20b。如上所述，可以分别将具有两眼视差的供左眼观看图像L3及供右眼观看图像R3射入观察者的左眼及右眼，由此观察者10及20可以观看到立体图像。
图像劣化较少的平面图像显示方法
接着，参照图7、图10及图11，说明本发明第1实施例所涉及的图像显示装置1的平面图像显示方法。
首先，说明用来对位于不同观察位置的观察者10及20，提供平面图像的偏光控制液晶面板7及显示面板2的结构。与图7所示的立体图像显示模式相同，由偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及偏光控制区域7b所组成的组，分别对应于柱面镜8的各个透镜部8a而各设置2组。也就是说，在图像劣化较少的平面图像显示时，如上所述，通过控制是否对偏光控制液晶面板7的2个电极7d施加电压，而分别以2个单位区域7c(参照图3)来构成偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及偏光控制区域7b。此外，如图10所示，在显示面板2中，在0/120至2/120秒间显示平面图像S1，在2/120至4/120秒间显示平面图像S2。之后，在每隔1/60秒，依序显示平面图像。
在此，在第1实施例的平面图像显示时，偏光控制液晶面板7通过控制电极7d的施加状态，而在显示面板2的每隔1/2图框期间(1/120秒)，控制切换偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及偏光控制区域7b。在上述结构中，如图10及图11所示，在0/120至1/120秒间，显示面板2的像素列2a所显示的平面图像S1，射入观察者10及20的左眼10a及20a。此外，显示面板2的像素列2b所显示的平面图像S1，射入观察者10及20的右眼10b及20b。在1/120至2/120秒间，控制切换偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及偏光控制区域7b的方式，因此，朝向观察者10及20的左眼10a及20a的光线，由于穿透偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7b，而使该偏光轴实质上产生90°的变化，之后朝向相位差板9行进。因此，如图11所示，在1/120至2/120秒间，显示面板2的像素列2b所显示的平面图像S1，射入观察者10及20的左眼10a及20a，且显示面板2的像素列2a所显示的平面图像S1，射入观察者10及20的右眼10b及20b。
之后，在2/120至3/120秒间，与在0/120至1/120秒间相同，显示面板2的像素列2a所显示的平面图像S2，射入观察者10及20的左眼10a及20a，并且，显示面板2的像素列2b显示的平面图像S2，射入观察者10及20的右眼10b及20b。之后，在3/120至4/120秒间，与在1/120至2/120秒间相同，显示面板2的像素列2b显示的平面图像S2，射入于观察者10及20的左眼10a及20a，且显示面板2的像素列2a显示的平面图像S2，射入观察者10及20的右眼10b及20b。这样，在2/120秒(1/60秒)间，可以使显示面板2的所有区域中所显示的平面图像S射入观察者10及20双眼中，因此可以对观察者10及20提供图像劣化较少的平面图像。
立体图像显示模式下的图像劣化抑制方法
接着，参照图7、图12及图13，说明本发明第1实施例的变形例所涉及的图像显示装置1的图像劣化较少的立体图像显示方法。
首先，该第1实施例的变形例所涉及的图像显示装置1的偏光控制液晶面板7及显示面板2的结构，与图7所示的立体图像显示模式相同，分别对应于柱面镜8的各个透镜部8a而各设置2组。也就是，在图像劣化较少的图像显示时，如上所述，通过控制是否对偏光控制液晶面板7的2个电极7d施加电压，而分别以2个单位区域7c(参照图3)来构成偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及偏光控制区域7b。
如图12所示，在该第1实施例的变形例所涉及的立体显示方法中，显示面板2通过控制显示面板2的像素电极(未图示)的施加状态，而在显示面板2的每1/2图框期间(1/120秒)中，控制切换显示面板2的像素列2a及2b所显示的供左眼观看图像及供右眼用观看图像。在0/120至1/120秒间，供左眼观看图像L4显示在显示面板2的像素列2a上，且供右眼观看图像R4显示在显示面板2的像素列2b上。之后，在1/120至2/120秒间，供右眼观看图像R4显示在显示面板2的像素列2a上，且供左眼观看图像L4显示在显示面板2的像素列2b。之后，在2/120至3/120秒间，供左眼观看图像L5显示在显示面板2的像素列2a上，且供右眼观看图像R5显示在显示面板2的像素列2b。在3/120至4/120秒间，供右眼观看图像R5显示在显示面板2的像素列2a上，且供左眼观看图像L5显示在显示面板2的像素列2b上。之后也相同，每1/120秒，进行供左眼观看图像及供右眼观看图像的切换显示。
在上述结构中，如图12及图13所示，在0/120至1/120秒间，显示面板2的像素列2a中所显示的供左眼观看图像L4，射入观察者10及20的左眼10a及20a。此外，显示面板2的像素列2b所显示的供右眼观看图像R4，射入观察者10及20的右眼10b及20b。之后，在1/120至2/120秒间，由于控制切换偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及偏光控制区域7b，因此，朝向观察者10及20的左眼10a及20a的光线，由于穿透偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7b，而在该偏光轴实质上产生90°的变化的状态下，朝向相位差板9行进。此时，由于控制切换显示面板2的像素列2a及2b所显示的供左眼观看图像L4及供右眼观看图像R4，因此如图13所示，在1/120至2/120秒间，显示面板2的像素列2b所显示的供左眼观看图像L4，射入观察者10及20的左眼10a及20a，且显示面板2的像素列2a所显示的供右眼观看图像R4，射入观察者10及20的右眼10b及20b。
之后，在2/120至3/120秒间，与在0/120至1/120秒间相同，显示面板2的像素列2a所显示的供左眼观看图像L5，射入观察者10及20的左眼10a及20a，并且，显示面板2的像素列2b所显示的供右眼观看图像R5，射入观察者10及20的右眼10b及20b。之后，在3/120至4/120秒间，与在1/120至2/120秒间相同，显示面板2的像素列2b所显示的供左眼观看图像L5，射入观察者10及20的左眼10a及20a，且显示面板2的像素列2a所显示的供右眼观看图像R5，射入观察者10及20的右眼10b及20b。这样，在1个图框期间中(2/120秒(1/60秒))，观察者10及20的右眼10b及20b可观看到显示面板2的所有区域(像素列2a及2b)所显示的供右眼观看图像，且观察者10及20的左眼10a及20a可观看到显示面板2的所有区域(像素列2a及2b)所显示的供左眼观看图像。因此，观察者10及20可观看到图像劣化较少的立体图像。
第1实施例的效果
在第1实施例中，如上所述，在背光源5及显示面板2间，设置将背光源5经由偏光板6所照射的光线分离为具有第1偏光轴的光线以及具有实质上与第1偏光轴正交的第2偏光轴的光线的偏光控制液晶面板7，并在偏光控制液晶面板7及显示面板2之间设置柱面镜8，该柱面镜8使通过偏光轴控制面板7而以具有不同偏光轴的方式分离的光线分别往预定的方向行进，因此，可以将背光源5所照射的光线，在射入显示面板2前，以朝向不同观察位置的观察者10及20的方式分离。因此，即使采用像素间距小的高清晰度的显示面板2，也可以不受显示面板2的像素间距的影响，因为光线朝向观察者10及20行进，可以对位于不同观察位置的观察者10及20提供不同的高清晰度图像。
此外，在第1实施例中，设置柱面镜8，使通过偏光轴控制面板7而以具有不同偏光轴的方式分离的光线分别往预定的方向行进，由于不同与为了使显示面板2射出的光线能够沿预定角度的方向行进，而使其通过限制构件而行进的方式，并未将朝向观察者10及20而行进的光线加以遮光，因此，可以抑制朝向观察者10及20而行进的光线的亮度降低。因此，可以抑制图像变暗。
此外，在第1实施例中，在偏光轴控制面板7中，设置用来使具有第1偏光轴的光线穿透的偏光控制区域7a以及用来将具有第1偏光轴的光线改变为具有实质上与第1偏光轴正交的第2偏光轴的光线的偏光控制区域7b，并且在柱面镜8中，对应于由偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及偏光控制区域7b所组成的组，而设置实质上为半圆柱状的透镜部8a，因而可以通过柱面镜8的透镜部8a，将具有第1偏光轴的光线以及具有实质上与第1偏光轴正交的第2偏光轴的光线分离为朝向不同观察位置的观察者10及20，因此，可以容易地对位于不同观察位置的观察者10及20提供不同的图像。
此外，在第1实施例中，以对应相位差板9的在图1的G方向延伸而设置的穿透区域9a及偏光区域9b的方式，在显示面板2上设置像素列2a及2b，由此可以使穿透相位差板9的穿透区域9a的光线，在射入显示面板2的像素列2a时，且在保持显示面板2的像素列2a所显示的图像L2(参照图4)的状态下，朝向观察者10而行进。此外，可以使穿透偏光区域9b的光线，在射入显示面板2的像素列2b时，且在保持显示面板2的像素列2b中所显示的图像R2(参照图4)的状态下，朝向观察者20而行进。因此，可以容易地对位于不同观察位置的观察者10及20提供不同的图像。
此外，在第1实施例中，在偏光控制液晶面板7中，用来使具有第1偏光轴的光线穿透的偏光控制区域7a以及用来将具有第1偏光轴的光线变化成具有实质上与第1偏光轴正交的第2偏光轴的光线的偏光控制区域7b，上述两区域在朝第1图的F方向延伸的同时在G方向上交替设置，由此，对偏光控制区域7a的电极7d施加电压，通过位于偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a的液晶，可以使背光源5所照射的光线，在其偏光轴不产生变化的状态下，穿透偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a。此外，由于对偏光控制区域7b的电极7d并未施加电压，通过位于偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7b的液晶，可以使背光源5所照射的光线，在其偏光轴实质上产生90°变化的状态下穿透偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7b。由此，可以容易得控制背光源5所照射的光线的偏光轴。
此外，在第1实施例中，为控制偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及偏光控制区域7b而对若干个电极7d的施加状态进行控制，由此控制背光源5所照射的光线的到达区域，由此，可以通过2个电极，来构成在双画面显示模式下的以4个电极所构成的偏光控制区域7a及7b，因此可以将偏光控制区域7a及偏光控制区域7b予以细分化。由此，可以使背光源5所照射的光线，经由细分后的偏光控制区域7a及7b而射入柱面镜8的透镜部8a，因此可将光线的到达区域予以细分化。因此，可以将光线的到达区域，细分为分别对应观察者10(20)的右眼10b(20b)及左眼10a(20a)，因此可将具有两眼视差的图像，射入观察者10(20)的右眼10b(20b)及左眼10a(20a)。由此，可以对位于不同观察位置的观察者10及20提供立体图像。
第2实施例
接着，参照图3及图14来说明，在第2实施例中，与第1实施例不同，随着观察者的观察位置的移动而改变立体图像的显示位置的图像显示装置100。
如图14所示，该第2实施例涉及的图像显示装置100具备：位置检测传感器130，其用来检测观察者10的位置；控制部140，其对应由位置检测传感器130所检测出的观察者10的位置，使偏光控制液晶面板7的电极7d处于施加状态，移动偏光控制区域7a及7b。位置检测传感器130为本发明涉及的[位置检测手段]的一例。此外，在第2实施例中，偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a，通过控制偏光控制液晶面板7的电极7d(参照图3)的施加状态，并以1个单位区域7c(参照图3)来构成偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a，切换至随着观察者的观察位置的移动而改变立体图像的显示位置模式(头部循迹模式(ヘツドドラツキングモ一ド))。此外，偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7b，由构成偏光控制区域7a的单位区域7c以外的单位区域7c构成。第2实施例的其它结构与第1实施例相同。
以下，说明在具有上述结构的第2实施例涉及的图像显示装置100中，观察者10朝图14的箭头H方向移动(从图14的位置P移动至图14的位置Q)的情况。此时，位置检测传感器130检测出观察者10的观察位置往图14的箭头H方向移动的情况。之后，位置检测传感器130将移动检测信息传送至控制部140。根据该移动检测信息，控制部140为使穿透偏光控制区域7a的光线射入观察者10左眼10a，使偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a朝图14的箭头I方向移动至偏光控制区域7a1的位置为止。
第2实施例的效果
在第2实施例中，如上所述，通过设置用来检测出观察者10的位置的位置检测传感器130及对应位置检测传感器130所检测出的观察者10的位置而将偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及偏光控制区域7b予以移动的控制部140，可以通过位置检测传感器130来检测出观察者10的移动，并根据该移动检测信息，可以移动偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及偏光控制区域7b。因此，即使在观察者10移动时，也可以对观察者10提供适当的图像。此外，第2实施例涉及的位置检测传感器130，可以通过图像辨识等检测出若干个观察者的移动，并且，如果控制部140可以分别对应若干个观察者移动偏光控制区域7a及偏光控制区域7b，那么即使在若干个观察者移动时，也以对各个观察者提供适当的立体图像。
第3实施例
接着，参照图2、图15至图19，说明第3实施例所涉及的不同于上述第1实施例中的结构，对观察者提供适当图像的正视图像的方法。
如图15所示，该第3实施例所涉及的图像显示装置200具备：用来显示图像的显示面板202；以包夹显示面板202的方式配置的偏光板3及4；用来将光线照射在显示面板202的背光源5；及配置在背光源5的靠近观察者10及20一侧(参照图2)的偏光板6。此外，显示面板202由具有厚度t1(例如约0.7mm)的玻璃构成(折射率n3＝约1.53)。此外，偏光板4由具有厚度t2(例如约0.1mm)的树脂(折射率n4＝约1.49)构成。
此外，在柱面镜8及设置在显示面板202上的偏光板4之间，配置相位差板209。该相位差板209包含：使具有第1偏光轴的光线穿透的穿透区域209a及用来将具有第1偏光轴的光线改变为具有第2偏光轴的光线的偏光区域209b。相位差板209为本发明所涉及的[第1相位差板]的一例，穿透区域209a为本发明所涉及的[第3偏光控制区域]的一例，偏光区域209b为本发明所涉及的[第4偏光控制区域]的一例。
在此，在第3实施例中，在穿透区域209a及偏光区域209b之间设置遮光区域209c。此外，穿透区域209a及偏光区域209b及遮光区域209c，以朝实质上与图15的J方向正交的方向(与连结观察者10及20的左右眼的线平行的方向)延伸的方式设置。此外，若将相位差板209的穿透区域209a及偏光区域209b在图15的J方向的长度设为p，将在图15的J方向的开口率设为α，则穿透区域209a及偏光区域209b在图15的J方向的开口长度P＝α·p。
此外，在显示面板202中，像素列202a及202b以朝在实质上与图15的J方向正交的方向(与连结观察者10及20的左右眼的线平行的方向)延伸的方式设置。该像素列202a及202b分别对应于以朝相位差板209的实质上与J方向正交的方向延伸而设置的穿透区域209a及偏光区域209b而设置。此外，在显示面板202的像素列202a中，显示有用来供观察者10观看的图像L8，在像素列202b中，显示有用来供观察者20观看的图像R8。此外，若将显示面板202的像素列202a及202b在图15的J方向的长度设为q，将在图15的J方向的开口率设为β(0.78635)，则像素列202a及202b在图15的J方向的像素的开口长度Q＝β·q(0.1498mm)。
在此，在第3实施形态中，除了在相位差板209上设置遮光区域209c外，也在显示面板202的像素列202a及202b间设置遮光构件202c。该遮光构件202c以朝实质上与图15的J方向正交的方向(与观察者10及20的左右眼的连结线平行的方向)延伸的方式设置。
此外，假定观察者10及20，从距离显示面板202观察距离K(750mm)的位置进行观察。此外，若通过将显示面板202的厚度t1及偏光板6的厚度t2换算为空气，来算出从显示面板202至相位差板209为止的距离d，则距离d＝t1/n3+t2/n4＝0.5246mm。在图15中，在偏光板4及相位差板209间设置间隔，但是实际上在偏光板4及相位差板209之间并不存在间隔。此外，穿透相位差板209的穿透区域209a(偏光区域209b)且穿透显示面板202的像素列202a(像素列202b)的光线，在距离观察距离K的位置，形成具有X的长度的正视区域280。此外，同样地，穿透相位差板209的穿透区域209a(偏光区域209b)且穿透显示面板202的像素列202b(像素列202a)的光线，在距离观察距离K的位置，形成具有X的长度的逆视区域281。
首先，参照图16，来说明在相位差板209上没有设置遮光区域209c，并且在显示面板202上没有设置遮光构件202c的情况(α＝1且β＝1时)。
此时，如图16所示，相位差板209的穿透区域209a及偏光区域209b，在图16的J方向上的长度P＝p。此外，显示面板202的像素列202a及像素行202b，具在图16的J方向上的长度Q＝q(0.1905mm)。此外，参照图16，利用底边长为p、顶点为290的三角形291于底边长度q、顶点为290的三角形292之间的相似关系，获得
p：d+K＝q：K...(3)
将该第(3)式整理为以p表示的式子，可获得下列第(4)式。
p＝q(d+K)/K...(4)
接着，参照图17来说明在相位差板209上设置遮光区域209c，并且没有在显示面板202上设置遮光构件202c的情况(0＜α＜1且β＝1时)。
此时，如图17所示，相位差板209的穿透区域209a及偏光区域209b，在图17的J方向上的长度(开口长度)P＝α·p。此外，显示面板202的像素列202a及像素列202b，在图17的J方向上的长度(开口长度)Q＝q(0.1905mm)。此外，通过相位差板209的遮光区域209c，在正视区域280内形成光线未到达的光线未到达区域280a，在逆视区域281内形成光线未到达的光线未到达区域281a。此外，通过形成在逆视区域281的光线未到达区域281a，形成具有长度Y的适视区域285，在该适视区域285内观察者10及20仅能观看正视图像。也就是说，若观察者10及20在该适视区域285中进行观察，则观察者10及20的眼睛仅能观看正视图像。此外，从显示面板202的像素列202a的下端引出光线270的平行辅助线271，所述光线270通过相位差板209的偏光区域209b的下端、且通过显示面板202的像素列202b的下端。此外，从相位差板209的偏光区域209b的下端引出光线272的平行的辅助线273，该光线272通过相位差板209的偏光区域209b的上端、且通过显示面板202的像素列202b的上端。由此，如图17所示，由光线270、辅助线273及顶点251构成的三角形(阴影区域)293以及由光线272、辅助线271及顶点252构成的三角形(阴影区域)294之间的相似关系，可获得下列第(5)式。
q-α·p：Y-q＝d：K...(5)
此外，光线274通过相位差板209的偏光区域209b的下端、且通过显示面板202的像素列202b的上端，由光线274、光线270及顶点251构成的三角形295，以及底面长度q、顶点为251的三角形296之间的相似关系，可获得下列第(6)式。
q：d＝X/2：K+d...(6)
通过第(5)式及第(6)式，整理出以Y来表示的式子，可获得下列第(7)式。
Y＝X/2-α·P·K/d...(7)
接着，参照图18来说明，在相位差板209上设置遮光区域209c，且在显示面板202中设置遮光构件202c的情况(0＜α＜1且0＜β＜1时)(第3实施例)。
在该第3实施例中，如图18所示，相位差板209的穿透区域209a及偏光区域209b，在图18的J方向上的长度(开口长度)P＝α·p。此外，显示面板202的像素列202a及像素列202b在图18的J方向上的长度(开口长度)Q＝β·q(0.1498mm)。此外，通过相位差板209的遮光区域209c，在正视区域280内形成光线未到达的光线未到达区域280a，在逆视区域281内形成光线未到达的光线未到达区域281a。此外，通过显示面板202的遮光构件202c，在正视区域280内形成光线未到达的光线未到达区域280b，在逆视区域281内形成光线未到达的光线未到达区域281b。此外，通过在逆视区域281内形成光线未到达区域281a及281b，形成具有长度Y的适视区域285，在该适视区域285内观察者10及20仅能观看正视图像。也就是说，若观察者10及20在该适视区域285中进行观察，则观察者10及20的眼睛仅能观看正视图像。此外，在光线未到达区域281b的外侧，形成有可以观察出正视图像及逆视图像两者的串扰(cross talk)区域286。该串扰区域286在J方向上长度为Z。此外，将长度为Y的适视区域285以及在适视区域285的外侧形成的串扰区域286的总长度设定为X2(＝Y+2Z)。此外，参照图18，利用包含底面长度为α·P及顶点为253的三角形(阴影区域)297以及包含底面长度为β·q及顶点为253的三角形(阴影区域)298之间的相似关系，可获得下列第(8)式。
α·p：d2＝β·q：d-d2...(8)
此外，利用包含底面长度为β·q及顶点为253的三角形(阴影区域)298以及包含底面长度为X2、顶点为253的三角形299之间的相似关系，可获得下列第(9)式。
β·q：d-d2＝X2：K+d-d2...(9)
d2是交叉点(顶点253)与相位差板209之间的距离，所述交叉点(顶点253)是通过相位差板209的偏光区域209b的上端且通过显示面板202的像素列202b的下端的光线275，和通过相位差板209的偏光区域209b的下端且通过显示面板202的像素列202b的上端的光线276所形成的交叉点。此外，将上述第(8)式整理为以d2来表示的式子，可获得下列第(10)式。
d2＝α·p·d/(α·p+β·q)...(10)
将上述第(10)式代入上述第(9)式，可获得下列第(11)式。
X2＝(K+d)(α·p+β·q)/d-α·p...(11)
此外，在适视区域285的外侧形成的、J方向长度为Z的串扰区域286，以2Z＝X2-Y来定义，因此可以用下列第(12)式来表示。
Z＝(X2-Y)/2...(12)
此外，如图18所示，串扰区域286以Y/2+Z+Y/2＝X/2来表示，因此可以用第(13)式来表示。
Y＝X/2-Z...(13)
为了消除J方向上长度为Z的串扰区域286，必须在上述第(12)式及上述第(13)式中使Z＝0，也就是使X2＝Y及Y＝X/2，因此将X/2＝Y代入上述第(6)式并且将X2＝Y代入上述第(11)式，并且从该2项式子中将Y加以消除而展开时，由此可获得下列第(14)式。
q(K+d)/d-(K+d)(α·p+β·q)/d+α·p＝0...(14)
将上述第(14)式加以整理后，可获得下列第(15)式。
q(K+d)(1-β)-α·p·K＝0...(15)
此外，将上述第(4)式代入上述第(15)式，可获得下列第(16)式。
(1-α-β)p·K＝0...(16)
此外，由于Y＝X/2，因此在第(16)式的左右两边分别加上X/2及Y，等式也可成立，可以获得下列第(17)式。
Y＝(1-α-β)p·K+X/2...(17)
在此，由于p及K均非为0，因此1-α-β＝0。因此α＝1-β。也就是，在图15及图18所示的第3实施例的结构中，为了消除串扰区域286，只需如图19所示的曲线图，采用开口率β的显示面板202以及开口率α的相位差板209，并且满足α＝1-β(α＝0.2136)即可。在图19中显示出：第(7)式所规定的线(实线)，其对应在图17所示的相位差板209上设置有遮光区域209c且没有在显示面板202上设置遮光构件的结构；第(17)式所规定的线(双点虚线)，其对应图18所示的在相位差板209上设置有遮光区域209c且在显示面板202上也设置遮光构件202c的第3实施例涉及的结构。
第3实施例的效果
在第3实施例中，如上所述，因为在相位差板209的穿透区域209a及偏光区域209b间设置遮光区域209c，可以在观察者10及20的逆视区域281的位置形成光线未到达的光线未到达区域281a。之后，在该光线未到达区域281a中，观察者10可以观看到供观察者10观看的图像，并且观察者20可以观看到供观察者20观看的图像。其结果是，不仅可以抑制供观察者20观看的图像进入观察者10的左眼10a及右眼10b，并且可以抑制供观察者10观看的图像进入观察者20的左眼20a及右眼20b。
此外，在第3实施例中，除了在相位差板209设置遮光区域209c外，也在显示面板202的像素列202a及像素列202b间设置遮光构件202c，由此，在观察者10及20的逆视区域281的位置，除了形成光线未到达区域281a外，也可以形成光线未到达区域281b，因此可以形成长度较长的光线未到达区域281a及光线未到达区域281b。由此，在长度较长的光线未到达区域281a及光线未到达区域281b中，观察者10可以仅观看到供观察者10观看的图像，并且观察者20可以仅观看到供观察者20观看的图像，因此，可以更有效地抑制供观察者20观看的图像进入观察者10的左眼10a及右眼10b，并且可以更有效地抑制供观察者10观看的图像进入观察者20的左眼20a及右眼20b。
第4实施例
接着，参照图20及图21来说明，在第4实施例中，使用相位差板307来取代在上述第1实施例中采用的偏光控制液晶面板的情况。相位差板307以外的构件与上述第1实施例相同，因此省略说明。
如图20及图21所示，在该第4实施例的图像显示装置300中，在偏光板6及柱面镜8间配置有相位差板307。该相位差板307具备：穿透区域307a，其用来使从背光源5所照射的、经由偏光板6、具有第1偏光轴的光线穿透；偏光区域307b，其用来将具有第1偏光轴的光线改变为具有实质上与第1偏光轴正交的第2偏光轴的光线。此外，相位差板307的穿透区域307a及偏光区域307b，朝实质上与观察者10(20)的左眼10a(20a)及右眼10b(20b)的连结线正交的方向(第20图中的L方向)延伸，并且交替设置在实质上与图20中的L方向正交的方向。此外，相位差板307为本发明涉及的[偏光轴控制手段]及[第2相位差板]的一例。此外，穿透区域307a为本发明涉及的[第2偏光控制区域]的一例，偏光区域307b为本发明涉及的[第1偏光控制区域]的一例。
接着，参照图21，来说明本发明的第4实施例涉及的图像显示装置300的双画面显示方法。
首先，说明用来对位于不同观察位置的观察者10及20，提供不同的图像的用以进行双画面显示的相位差板307及显示面板2的结构。如图21所示，由该相位差板307的穿透区域307a及偏光区域307b所组成的组，分别对应于柱面镜8的各个透镜部8a而各设置1组。
在上述结构中，背光源5所照射的光线，通过配置在背光源5的靠近观察者10及20一侧的偏光板6，仅使具有第1偏光轴的光线穿透，并朝向相位差板307而行进。之后，具有第1偏光轴的光线穿透相位差板307的穿透区域307a及偏光区域307b。此时，射入相位差板307的穿透区域307a的光线，在该偏光轴未产生变化的情况下穿透，另一方面，射入相位差板307的偏光区域307b的光线，在该偏光轴实质上产生90°的变化的状态下射出。之后，在具有第1偏光轴的状态下从穿透区域307a所射出的光线，通过柱面镜8，以朝向观察者10来行进的方式聚光。此外，在具有实质上与第1偏光轴正交的第2偏光轴的状态下穿透偏光区域307b的光线，通过柱面镜8，以朝向观察者20行进的方式聚光。之后，图像显示装置300的动作与上述第1实施例涉及的图像显示装置100相同，因此省略说明。
第4实施例的效果
在第4实施例中，如上所述，设置有相位差板307，在该相位差板307中，用来使具有第1偏光轴的光线穿透的穿透区域307a以及用来将具有第1偏光轴的光线改变为具有实质上与第1偏光轴正交的第2偏光轴的光线的偏光区域307b，上述两区域在朝图20的L方向延伸的同时在实质上与图20的L方向正交的方向上交替设置，由此，可以利用比上述第1实施例涉及的使用偏光控制液晶面板7的情况更简单的结构，将背光源5所照射的光线分离为具有不同偏光轴的光线。
第5实施例
接着，参照图22，来说明第5实施例，也就是在上述第1实施例中，在相位差板9及装设有显示面板2所的偏光板4之间，配置柱面镜401的情况。柱面镜401以外的构造与上述第1实施例相同，因此省略说明。
如图22所示，在该第5实施例涉及的图像显示装置400中，在装设在显示面板2的偏光板4及相位差板9之间，配置柱面镜401。在该柱面镜401中，以朝与图22的M方向正交的方向(垂直于图22的纸面的方向)延伸的方式，形成复数个实质上为半圆柱状的透镜部401a。包含该透镜部401a的柱面镜401具备将由相位差板9的穿透区域9a所射出的光线引导至显示面板2的像素列2a的功能，也具备将由相位差板9的偏光区域9b所射出的光线引导至显示面板2的像素列2b的功能。柱面镜401为本发明涉及的[第2柱面镜]的一例，透镜部401a为本发明涉及的[第2透镜部]的一例。
第5实施例的效果
在第5实施例中，如上所述，在装设在显示面板2上的偏光板4及相位差板9之间配置柱面镜401，在该柱面镜401中以朝实质上与图22的M方向正交的方向延伸的方式，形成实质上为半圆柱状的透镜部401a，由此，可以通过柱面镜401的透镜部401a，使穿透相位差板9的穿透区域9a的光线射入显示面板2的像素列2a，并且通过柱面镜401的透镜部401b，使穿透相位差板9的偏光区域9b的光线聚光，而射入显示面板2的像素列2b。其结果是，可以容易地抑制提供不同于观察者10及20所应观看的图像的图像的情况。
以上所描述的实施例，就所有的说明内容而言仅是举例说明，不应视为是对本发明的限制。本发明所要求保护的范围并非局限于上述实施例的说明，而是包括本发明所要求保护的的内容，特别包括，等同于本发明所要求保护的内容的内容以及在本发明所要求保护的内容范围内的所有变更。例如，在上述第1实施例中，举出在偏光控制液晶面板7与相位差板9之间配置柱面镜8的例子，但是本发明并不限定于此，也可以如图23所示的本发明第1实施例的变形例，在偏光控制液晶面板7与相位差板9之间，配置朝与连结观察者的左右眼的线正交的方向(垂直于图23的纸面的方向)延伸的、由若干个透镜部所组成的长条状的棱镜透镜58。
此外，在上述第1实施例中，举出以朝图1的F方向延伸的方式形成柱面镜8的若干透镜部8a的例子，但是本发明并不限定于此，也可以如图24所示的本发明第1实施例的变形例，以朝垂直于图24的纸面的方向延伸的方式形成柱面镜68的1个透镜部68a。
此外，在上述第5实施例中，举出在装设在显示面板2上的偏光板4与相位差板9之间配置柱面镜401的例子，但是本发明并不限定于此，也可以如图25所示的本发明第5实施例的变形例，在装设在显示面板2上的偏光板4与相位差板9之间，配置具有开口部402a及遮光部402b的屏障层402，来取代柱面镜401。此时，为防止穿透相位差板9的穿透区域9a(偏光区域9b)的光线，通过显示面板2的像素列2b(2a)而朝观察者10及20行进，必须形成屏障层402的遮光部402b。此外，为使穿透相位差板9的穿透区域9a(偏光区域9b)的光线，通过显示面板2的像素列2a(2b)而朝观察者10及20行进，必须形成屏障层402的开口部402a。
此外，在上述第1实施例中，举出以包夹显示面板2的方式配置的偏光板3及4具备互为正交的偏光轴的例子，但是本发明并不限定于此，例如可对应显示面板2的显示模式，以具有相同的偏光轴的偏光板，以包夹显示面板2的方式配置的偏光板3及4。
此外，在上述第1实施例中，举出可以使具有第1偏光轴的光线穿透配置在显示面板2及相位差板9之间的偏光板4，并且将具有第2偏光轴的光线加以吸收的例子，但是本发明并不限定于此，也可以使具有第1偏光轴以外的偏光轴的光线穿透偏光板4，并且将具有实质上与第1偏光轴正交的偏光轴的光线加以吸收。此外，举出可使具有实质上与第1偏光轴正交的偏光轴的光线穿透配置在显示面板2的靠近观察者10及20一侧的偏光板3，并且将具有第1偏光轴的光线加以吸收的例子，但是本发明并不限定于此，也可以采用可以使具有第2偏光轴以外的偏光轴的光线穿透偏光板3，并且将具有实质上与第2偏光轴以外的偏光轴正交的偏光轴的光线加以吸收。
此外，在上述第1实施形态中，举出配置在背光源5及偏光控制液晶面板7之间的偏光板6使背光源5所照射的光线中具有第1偏光轴的光线穿透的例子，但是本发明并不限定于此，也可以在背光源5及偏光控制液晶面板7之间配置偏光板6，使背光源5所照射的光线中具有第1偏光轴以外的偏光轴的光线穿透。
此外，在上述第1实施例中，举出这样一个例子，也就是，通过对偏光控制区域7a施加电压且不对偏光控制区域7b施加电压，使通过偏光控制区域7a的光线的偏光轴不会产生变化而射出，并且使通过偏光控制区域7b的光线的偏光轴产生90°的变化而射出，但是本发明并不限定于此，也可不对偏光控制区域7a施加电压并且对偏光控制区域7b施加电压，由此使通过偏光控制区域7a的光线的偏光轴不会产生变化而射出，并且使通过偏光控制区域7b的光线的偏光轴产生90°的变化而射出。此外，也可以使通过偏光控制区域7a及偏光控制区域7b的光线的偏光轴两者产生90°的相位差。
此外，在上述第1实施例涉及的图像劣化较少的平面图像显示模式及立体图像显示模式中，举出在每隔1/2图框期间中控制切换偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及偏光控制区域7b的例子，但是本发明并不限定于此，也可以在每隔1/n(例如1/4)图框期间(n为大于2的自然数)中，控制切换偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及偏光控制区域7b。此外，在立体图像显示模式中，在每隔1/n图框期间中控制切换偏光控制液晶面板7的偏光控制区域7a及偏光控制区域7b的情况下，必须每隔1/n图框期间，切换显示面板2的像素列2a及2b所显示的供右眼观看图像及供左眼观看图像。

Claims (18)

1.一种图像显示装置，其特征在于，
其具备：
显示面板，其用来显示图像；
光源，其用来将光线照射到上述显示面板；
偏光轴控制装置，配置于上述光源及上述显示面板之间，用来将上述光源所照射的光线分离为具有第1偏光轴的光线以及具有与上述第1偏光轴不同的第2偏光轴的光线；
透镜，其包含至少1个透镜部，该透镜部配置在上述偏光轴控制装置及上述显示面板之间，并且使由上述偏光轴控制装置分离的具有上述第1偏光轴的光线以及具有上述第2偏光轴的光线，分别往预定的方向行进，并且以朝向与观察者的左右眼的连结线交叉的第1方向延伸的方式形成；以及
第1相位差板，该第1相位差板配置在上述显示面板及上述透镜之间，并且，具有射出第3偏光轴的光线的第3偏光控制区域以及具有射出与上述第3偏光轴不同的第4偏光轴的光线的第4偏光控制区域，上述两区域在朝与上述第1方向交叉的第2方向延伸的同时交替设置在第1方向；
在上述偏光轴控制装置中，具有射出上述第1偏光轴的光线用的第1偏光控制区域以及射出与上述第1偏光轴不同的第2偏光轴的光线的第2偏光控制区域，上述两区域在朝上述第1方向延伸的同时交替设置在上述第2方向上；
朝上述第2方向延伸的第1像素列及第2像素列，在上述显示面板中交替设置在第1方向上；
上述第3偏光控制区域及上述第4偏光控制区域，其设置在上述第1相位差板上，并且朝上述第2方向延伸而设置，分别以与上述第1像素列及第2像素列对应的方式设置，上述第1像素列及第2像素列沿上述显示面板的上述第2方向延伸的方式设置。
2.一种图像显示装置，其特征在于，
其具备：
显示面板，其用来显示图像；
光源，其用来将光线照射到上述显示面板；
偏光轴控制装置，配置于上述光源及上述显示面板之间，用来将上述光源所照射的光线分离为具有第1偏光轴的光线以及具有与上述第1偏光轴不同的第2偏光轴的光线；
透镜，其包含至少1个透镜部，该透镜部配置在上述偏光轴控制装置及上述显示面板之间，并且使由上述偏光轴控制装置分离的具有上述第1偏光轴的光线以及具有上述第2偏光轴的光线，分别往预定的方向行进，并且以朝向与观察者的左右眼的连结线交叉的第1方向延伸的方式形成；以及
第1相位差板，该第1相位差板配置在上述显示面板及上述透镜之间，并且，具有射出第3偏光轴的光线的第3偏光控制区域以及具有射出与上述第3偏光轴不同的第4偏光轴的光线的第4偏光控制区域，上述两区域在朝与上述第1方向交叉的第2方向延伸的同时交替设置在第1方向；
上述偏光轴控制装置包含有：使具有射出上述第1偏光轴的光线的第1偏光控制区域以及具有射出与上述第1偏光轴不同的第2偏光轴的光线的第2偏光控制区域，在朝上述第1方向延伸的同时交替设置在与上述第1方向交叉的第2方向上的偏光控制液晶面板；
上述偏光控制液晶面板进行控制以使上述第1偏光控制区域与上述第2偏光控制区域替换。
3.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
上述透镜包含第1柱面镜，在该第1柱面镜中，以朝上述第1方向延伸的方式而形成、为半圆柱状的第1透镜部，以对应由上述第1偏光控制区域及上述第2偏光控制区域所组成的组而设置，并使从上述第1偏光控制区域射出的具有上述第1偏光轴的光线以及从上述第2偏光控制区域射出的具有上述第2偏光轴的光线，分别往预定方向行进。
4.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
在上述第1相位差板的、朝第2方向延伸的上述第3偏光控制区域及上述第4偏光控制区域之间，设置有遮光区域。
5.根据权利要求4所述的图像显示装置，其特征在于，
在上述显示面板的第1像素列及第2像素列之间设置遮光构件。
6.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
上述偏光轴控制装置包含偏光控制液晶面板，在该偏光控制液晶面板中，具有射出上述第1偏光轴的光线的第1偏光控制区域以及具有射出与上述第1偏光轴不同的第2偏光轴的光线的第2偏光控制区域，上述两区域在朝上述第1方向延伸的同时交替设置在与上述第1方向交叉的第2方向上。
7.根据权利要求6所述的图像显示装置，其特征在于，
在上述偏光控制液晶面板中，设置用来控制上述偏光控制液晶面板的第1偏光控制区域及第2偏光控制区域的若干个电极；
通过控制上述偏光控制液晶面板的若干个电极的施加状态，而控制从上述光源所照射出的光线的到达区域，由此进行平面图像的双画面显示与立体显示的切换。
8.根据权利要求7所述的图像显示装置，其特征在于，
在上述显示面板上，以对应于上述第1相位差板的上述第3偏光控制区域及上述第4偏光控制区域的方式，在上述第1方向上交替设置朝上述第2方向延伸的第1像素列及第2像素列；
上述偏光控制液晶面板通过控制上述偏光控制液晶面板的若干个电极的施加状态，以在上述显示面板的每隔1/n图框期间中，其中n为大于等于2的自然数，控制替换上述偏光控制液晶面板的第1偏光控制区域及第2偏光控制区域，而为观察者提供平面图像。
9.根据权利要求8所述的图像显示装置，其特征在于，
上述显示面板以与上述偏光控制液晶面板的第1偏光控制区域及第2偏光区域的切换同步，在上述显示面板的每隔1/n图框期间中，n为大于等于2的自然数，控制切换上述显示面板的第1像素列及第2像素列中所显示的供左眼观看的图像与供右眼观看的图像，由此对观察者提供立体图像。
10.根据权利要求9所述的图像显示装置，其特征在于，
上述1/n图框期间为1/2图框期间。
11.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
其还具有：
第2柱面镜，其配置在上述显示面板及上述第1相位差板之间，并设置有朝上述第2方向延伸所形成的、为半圆柱状的第2透镜部。
12.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
其还具有：
屏障层，其配置在上述显示面板及上述第1相位差板之间，并且朝上述第2方向延伸形成的开口部及遮光部交替设置在上述第1方向上。
13.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
上述偏光轴控制装置包含：偏光控制液晶面板，在该偏光控制液晶面板中，具有射出上述第1偏光轴的光线的第1偏光控制区域以及具有射出与上述第1偏光轴不同的第2偏光轴的光线的上述第2偏光控制区域，上述两区域在朝上述第1方向延伸的同时交替设置于与上述第1方向交叉的第2方向上；
位置检测装置，其用来检测出上述观察者的位置；
控制部分，其对应由上述位置检测装置所检测出的上述观察者的位置，移动上述偏光控制液晶面板的第1偏光控制区域及第2偏光控制区域。
14.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
上述偏光轴控制装置包含第2相位差板，在该第2相位差板中，具有射出第1偏光轴的光线的第1偏光控制区域以及具有射出与上述第1偏光轴不同的第2偏光轴的光线的第2偏光控制区域，上述两区域在朝上述第1方向延伸的同时交替设置在与上述第1方向交叉的第2方向上。
15.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
上述偏光轴控制装置包含偏光控制液晶面板，在该偏光控制液晶面板中，具有射出上述第1偏光轴的光线的第1偏光控制区域以及具有射出与上述第1偏光轴不同的第2偏光轴的光线的第2偏光控制区域，上述两区域在朝上述第1方向延伸的同时交替设置于与上述第1方向交叉的第2方向上；
通过改变上述偏光控制液晶面板的第1偏光控制区域及第2偏光控制区域的上述第2方向的长度及位置，而控制经由上述第1偏光控制区域、上述第2偏光控制区域及上述透镜而行进的光线的到达位置，为位于不同观察位置的观察者提供不同的平面图像，并且为观察者提供立体图像。
16.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
其还具有第1偏光板，该第1偏光板配置在上述第1相位差板及上述显示面板之间，并且使具有上述第3偏光轴的光线及具有上述第4偏光轴的光线中的任意一种光线穿透。
17.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
其还具有第2偏光板，该第2偏光板配置在上述光源及上述偏光轴控制装置之间，并且使具有上述第1偏光轴及上述第2偏光轴中的任意一种偏光轴的光线穿透。
18.根据权利要求7所述的图像显示装置，其特征在于，
上述偏光控制液晶面板的若干个电极以分别沿着上述第1方向延伸的方式而设置。
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