CN100390608C

CN100390608C - 显示装置、片状滤光器

Info

Publication number: CN100390608C
Application number: CNB028025717A
Authority: CN
Inventors: 佐藤晶司; 关泽英彦
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2022-05-31
Also published as: CN1464989A; DE60239678D1; WO2002099510A1; US20050264904A1; US20040012851A1; EP1396749A4; KR100915793B1; KR20090027252A; US6961177B2; KR100941017B1; EP1396749B1; EP1396749A1; KR20030020418A

Abstract

一种片状滤光器，包括：滤光器单元，以覆盖在图像显示单元上的状态使用，图像显示单元用于在第一划分部分和第二划分部分中显示图像信息，所述第一划分部分和所述第二划分部分各自由以线形划分的偶数行和奇数行形成；以及滤光器框架部分，以集成的方式围绕滤光器单元的外围布置；所述滤光器单元在对应于所述图像显示单元的所述第一划分部分的区域内具有第一波片，用于将来自所述第一划分部分的图像信息的偏振方向旋转至与来自所述第二划分部分的图像信息的偏振方向不同的方向；其中，所述滤光器框架部分具有由提供相差为90度的传输光的波片形成的第一对齐标记，并且所述滤光器框架部分具有由提供相差为0度的传输光的波片形成的第二对齐标记。

Description

显示装置、片状滤光器

技术领域

本发明涉及一种允许观看带视差信息的图像的显示装置、附于该显示装置的片状滤光器、滤光器位置调节机构、以及滤光器位置调节方法，特别涉及一种用于以高精确度安装分波片滤光器以显示最佳立体图像的滤光器位置调节机构和滤光器位置调节方法。

背景技术

传统地，对于三维图像表现技术，已作出各种尝试，并且三维图像显示方法经过研究并在很多领域如摄影、电影、电视等内投入实际使用。三维图像显示方法大致分为眼镜型方法和非眼镜型方法。这两种方法将带双目视差的图像输入到观察者的左右眼，从而图像可以作为立体图像来观看。典型的眼镜型方法包括佩戴所谓的红蓝眼镜的补色立体图(anaglyph)方法和偏振眼镜方法。颜色分离方法如补色立体图方法在质量方面存在很多缺点，如颜色表现困难、视野降低等。偏振眼镜方法一般存在如需要使用两个投影仪的问题。然而，近来提出一种允许使用单个直观型显示装置进行立体显示的方法。

图1示意性地示出使用偏振眼镜方法的立体图像显示装置。立体图像显示装置200具有由液晶面板单元201和附于液晶面板单元201的分波片滤光器单元202形成的结构。液晶面板单元201包括在一对偏振片203和207之间形成的一对透明支承基片204和206以及置于透明支承基片对204和206之间且其中形成有RGB像素的像素液晶单元205。分波片滤光器单元202置于液晶面板单元201的表面。分波片滤光器单元202具有例如在透明保护基片209的一侧隔行排列分波片208的结构。分波片滤光器单元202也称作μ-Pol或微偏振器。

这种结构的立体图像显示装置200旋转从液晶面板单元201发射的线性偏振光的方向，从而将来自显示屏的偶数行和奇数行的各段线性偏振光转换为相互垂直的各段线性偏振光。也就是，来自液晶面板的线性偏振光从偶数行按原样发射，而在奇数行，分波片208将来自液晶面板的线性偏振光转换为与来自液晶面板的线性偏振光垂直的线性偏振光。当显示装置的光通过具有相互垂直的偏振方向的眼镜210来观察时，右眼图像光进入右眼，并且左眼图像光进入左眼。通过眼镜210，可以观看全彩色、无闪烁的立体图像。

另外，非眼镜型的立体图像显示装置也被设计出来，它有效使用如上所述的波片滤光器以消除观察者佩戴眼镜的需要(参见日本专利公开号10-63199)。而且，作为一个有效使用如上所述的波片滤光器的例子，在潜在具有图像分离机构的单个显示屏上显示两个或更多混合画面且通过图像分离机构提取预定原始图像的系统由本发明人等设计出来，如用于从单个显示屏显示多个屏幕的双屏显示器(参见日本专利公开号11-249593)。

然而，当分波片滤光器单元202安装在具有液晶面板单元201等的显示装置上时，分波片滤光器单元202需要牢靠固定在对应于显示装置预定区域(像素位置)的安装位置。这并不容易，且产生下面问题。

在安装分波片滤光器单元中出现如下第一个问题。由于前述显示方法将显示屏分为多个预定区域并且这样使用显示屏，因此以嵌套方式尽可能地使划分区域精细，以有效地提高分辨率。当随着具有日益变高的分辨率的显示屏上的像素变得更加精细而可以获得高清晰度面板时，制造相应高清晰度波片滤光器，并且与对应于预定区域的像素一致以高精确度固定通过不同过程制造的分波片滤光器单元是极其困难的。

即使可以以高精确度安装分波片滤光器，分波片滤光器单元一般也是用树脂等来固定，因此即使对分波片滤光器单元的位置调节一次之后在树脂凝固之前的固定期间往往发生错位。另外，各种因素如运输期间的振动、热等经常导致错位。由于制造问题，在很多情况下一般都是使用玻璃基片作为分波片滤光器来保持预定区域的精确度，因此尤其是它自身的重量将导致错位。另外，由于各种耐用性条件如固定剂的失效等而可能产生滤光器的错位。一旦凝固树脂错位，则以后校正位置是极其困难的，从而将完全浪费相对昂贵的显示面板。

而且，立体图像显示系统具有一个特征是滤光器的最佳放置位置由观察者在观看时候的眼睛高度位置来确定。这就带来一个问题是预先固定的位置不一定是观察时候的最佳位置。图2示出这一情况。图2的显示装置220由夹在透明支承基片221和222之间的像素单元223和分波片滤光器单元225形成。在该图中，观察者在观察位置α的波片滤光器最佳放置位置为由实线表示的波片滤光器位置，类似地，观察者在观察位置β的波片滤光器最佳放置位置为图中由虚线表示的波片滤光器位置。这样，从图2可以看出，滤光器的最佳放置位置由观察者在观看时候的眼睛高度位置或者甚至由液晶面板和监视器的角度等来确定。因此，这就带来一个问题是，分波片滤光器单元预先固定的位置不一定是分波片滤光器单元在观察时候的最佳位置。

而且，如上所述的因素还导致一个问题是，分波片滤光器单元以一个像素的数十百分比(在上面例子中为数十μm)的错位在观察的时候会引起严重的图像间串扰。当适当安装分波片滤光器单元时，来自相应像素的光总是通过相应的波片区域，并且来自不同于相应像素的光不通过相应的波片区域。然而，在分波片滤光器单元倾斜的情况下，即使当错位只是约为一个像素的数十百分比或者错位绝对量约为例如50μm，在两个边缘的垂直方向错位量变大，因此，来自相应像素的一些光不能通过相应波片区域。这就导致一个问题是，出现图像之间的串扰，因此不能显示良好的立体图像。

传统地，在安装分波片滤光器单元时，在屏幕上显示类似于普通图像的立体显示合成图像，然后根据在佩戴偏振眼镜的情况下图像是否可以作为立体图像来观看，确定分波片滤光器的位置。然而，确定图像是否作为立体图像来观看是非常模糊的；因此，最好能够通过使用更准确的方法定位分波片滤光器。

发明内容

因此，鉴于上述技术问题，本发明的目的是提供一种立体图像显示装置，即使当分波片滤光器单元与之相连时，也实现对带视野信息的立体图像的可靠显示；附于该显示装置的分波片滤光器；滤光器位置调节机构；以及滤光器位置调节方法。

本发明提供一种片状滤光器，其特征在于包括：滤光器单元，以覆盖在图像显示单元上的状态使用，其中，图像显示单元用于在第一划分部分和第二划分部分中显示图像信息，所述第一划分部分和所述第二划分部分各自由以线形划分的偶数行和奇数行形成；以及滤光器框架部分，以集成的方式围绕滤光器单元的外围布置；所述滤光器单元在对应于所述图像显示单元的所述第一划分部分的区域内具有第一波片，用于将来自所述第一划分部分的图像信息的偏振方向旋转至与来自所述第二划分部分的图像信息的偏振方向不同的方向；其中，所述滤光器框架部分具有由提供相差为90度的传输光的波片形成的第一对齐标记，并且所述滤光器框架部分具有由提供相差为0度的传输光的波片形成的第二对齐标记。

本发明还提供一种显示装置，其特征在于包括：图像显示单元，用于在第一划分部分和第二划分部分中显示图像信息，所述第一划分部分和所述第二划分部分各自由以线形划分的偶数行和奇数行形成；图像显示框架部分，以集成的方式围绕所述图像显示单元的外围布置；滤光器单元，以覆盖在所述图像显示单元上的状态使用，并且在对应于所述图像显示单元的所述第一划分部分的区域内具有第一波片，用于将来自所述第一划分部分的图像信息的偏振方向旋转至与来自所述第二划分部分的图像信息的偏振方向不同的方向；以及滤光器框架部分，以集成的方式围绕滤光器单元的外围布置；其中，所述滤光器框架部分具有由提供相差为90度的传输光的波片形成的第一对齐标记，并且所述滤光器框架部分具有由提供相差为0度的传输光的波片形成的第二对齐标记；并且所述图像显示框架部分在其中形成有与所述第一对齐标记和所述第二对齐标记一致的对齐标记。

为了解决上述问题，根据本发明，提供一种分波片滤光器的位置调节机构，其特征在于包括：分波片滤光器单元，具有一个框架，可附于用于显示对应于视差的图像信息的图像显示单元，用于划分图像信息和控制偏振方向；以及位置调节部件，作用于分波片滤光器单元的框架，从而允许调节图像显示单元与分波片滤光器之间的相对位置。

根据本发明的一个例子，分波片滤光器单元分为多行，控制偏振方向以使偶数行与奇数行不同，并且分波片滤光器单元的各行的划分方向为水平方向或垂直方向。分波片滤光器单元通过隔行形成半波片来构造。

分波片滤光器单元是这样一个区域，用于以对应于视差的方式改变来自图像显示单元的光的偏振方向。通过分波片滤光器单元的光经过控制，从而使右眼图像信息和左眼图像信息具有不同的偏振方向，最好，这两个方向相互垂直。分波片滤光器单元具有一个用于形成改变偏振方向的波片的框架。位置调节部件作用于框架，从而允许调节图像显示单元与分波片滤光器单元之间的相对位置。

另外，根据本发明，提供一种立体图像显示装置，其特征在于包括：图像显示单元，用于在第一划分部分和第二划分部分中显示对应于视差的图像信息；分波片滤光器单元，具有一个框架，并且相邻于图像显示单元的第一划分部分和第二划分部分，用于将来自第一划分部分的图像信息的偏振光旋转至与来自第二划分部分的图像信息的偏振光不同的方向；以及位置调节部件，作用于分波片滤光器单元的框架，从而允许调节图像显示单元与分波片滤光器单元之间的相对位置。

采用本发明的立体图像显示装置，分波片滤光器单元实施控制，从而将来自图像显示单元的偏振光旋转至对于第一划分部分和第二划分部分不同的方向，其中，图像显示单元用于在第一划分部分和第二划分部分中显示对应于视差的图像信息。分波片滤光器单元具有一个用于形成改变偏振方向的波片的框架。位置调节部件作用于框架，从而允许调节图像显示单元与分波片滤光器之间的相对位置。

而且，根据本发明，提供一种用于立体图像显示装置的滤光器位置调节方法，其特征在于包括如下步骤：在用于显示图像信息的图像显示单元上安装用于划分对应于视差的图像信息和控制偏振方向的分波片滤光器单元；通过分波片滤光器单元显示图像信息；以及通过操作提供给分波片滤光器单元的位置调节部件，调节图像显示单元与分波片滤光器之间的相对位置，以允许在观看显示图像信息的时候调节图像显示单元与分波片滤光器之间的相对位置。

采用本发明的滤光器位置调节方法，可以在观察用于显示对应于视差的图像信息的图像显示单元的时候执行优化操作。因此可以省掉麻烦，容易且实时地检查图像显示单元与分波片滤光器单元之间的相对位置，并且在不导致串扰的情况下进行分离显示。

通过在显示装置上显示调节图案，可以在观看立体图像的时候简单地调节滤光器的位置，而这在传统上是不可能的。因此，可以将实际观看时候的滤光器位置设为在其最佳状态下观看视频(图像)的最优状态。另外，在非眼镜方法和多屏显示的情况下，可以在其最佳状态下观看视频。

而且，为了解决上述问题，根据本发明，提供一种片状滤光器，其特征在于包括：滤光器单元，以覆盖在图像显示单元上的状态使用，其中，图像显示单元用于在第一划分部分和第二划分部分中显示图像信息；以及滤光器框架部分，以集成的方式围绕滤光器单元的外围布置；其中，滤光器单元在对应于图像显示单元第一划分部分的区域内具有第一波片，用于将来自第一划分部分的图像信息的偏振方向旋转至与来自第二划分部分的图像信息的偏振方向不同的方向；以及滤光器框架部分，具有由用于旋转偏振方向的第二波片在其中形成的对齐标记。

采用本发明的片状滤光器，滤光器单元在其上装备有第一波片，用于将来自第一划分部分的图像信息的偏振方向旋转至与来自第二划分部分的图像信息的偏振方向不同的方向。因此，可以实施控制，从而通过偏振眼镜等观看显示装置，对应于偏振方向的来自不同划分部分的图像信息被双眼接收。这样，容易地实现立体图像显示和双屏显示。由于滤光器框架部分以集成的方式围绕滤光器单元的外围布置，因此可以通过移动滤光器框架部分来整体移动滤光器单元。由于滤光器框架部分不直接形成图像显示单元，因此提供对齐标记不会损害图像显示单元的显示能力，并且允许以可靠且高精确度的方式相互对齐滤光器单元和图像显示单元。

而且，根据本发明，提供一种显示装置，其特征在于包括：图像显示单元，用于在第一划分部分和第二划分部分中显示图像信息；图像显示框架部分，以集成的方式围绕图像显示单元的外围布置；滤光器单元，以覆盖在图像显示单元上的状态使用，并且在对应于图像显示单元第一划分部分的区域内具有第一波片，用于将来自第一划分部分的图像信息的偏振方向旋转至与来自第二划分部分的图像信息的偏振方向不同的方向；以及滤光器框架部分，以集成的方式围绕滤光器单元的外围布置；其中，滤光器框架部分在其中形成有第一对齐标记；并且图像显示框架部分在其中形成有与第一对齐标记一致的第二对齐标记。

本发明的显示装置具有前述片状滤光器以及图像显示单元和以集成的方式围绕图像显示单元的外围布置的图像显示框架部分。采用前述片状滤光器和图像显示单元的组合，容易地实现立体图像显示和双屏显示。图像显示框架部分在其中形成有与在滤光器框架部分中形成的第一对齐标记一致的第二对齐标记。通过组合使用相互对应的第一和第二对齐标记，可以通过相同的摄像部件或其他位置检测部件同时拍摄这些对齐标记，从而相互对齐片状滤光器和图像显示单元的位置。这样，在安装的时候执行更高精确度的对齐。

根据本发明，提供一种滤光器对齐方法，用于在图像显示单元上放置片状滤光器，其中，图像显示单元用于在第一划分部分和第二划分部分中显示图像信息，片状滤光器包括滤光器单元和滤光器框架部分，其中，滤光器单元以覆盖在图像显示单元上的状态使用并且在对应于图像显示单元第一划分部分的区域内具有第一波片，用于将来自第一划分部分的图像信息的偏振方向旋转至与来自第二划分部分的图像信息的偏振方向不同的方向，并且滤光器框架部分以集成的方式围绕滤光器单元的外围布置，从而第一波片在位置上对应于第一划分部分，该滤光器对齐方法的特征在于包括如下步骤：在片状滤光器覆盖在图像显示单元上的状态下，使用在滤光器框架部分中形成的对齐标记检测片状滤光器的位置；根据偏振滤光镜的检测位置信息，获得片状滤光器与图像显示单元之间的错位；以及根据所获得的值校正片状滤光器相对于图像显示单元的位置。

采用本发明的滤光器对齐方法，首先使用在滤光器框架部分中形成的对齐标记检测片状滤光器的位置。由于滤光器框架部分形成片状滤光器的一部分，因此可以通过在滤光器框架部分中形成对齐标记来掌握片状滤光器的位置。另外，由于在滤光器框架部分中形成对齐标记，因此对齐标记不干扰立体图像的显示。片状滤光器与图像显示单元之间的错位根据片状滤光器的检测位置信息通过如计算等的方法来获得。片状滤光器相对于图像显示单元的位置根据所获得的值来校正。在这种情况下，片状滤光器的位置是已知的，并且通过在减小片状滤光器与图像显示单元之间的错位的方向上移动片状滤光器、图像显示单元或显示面板，对位置进行校正。

而且，根据本发明，提供另一种滤光器对齐方法，用于在显示面板上放置片状滤光器，其中，显示面板包括用于在第一划分部分和第二划分部分中显示图像信息的图像显示单元和以集成的方式围绕图像显示单元的外围布置的图像显示框架部分，并且片状滤光器包括滤光器单元和滤光器框架部分，其中，滤光器单元以覆盖在图像显示单元上的状态使用并且在对应于图像显示单元第一划分部分的区域内具有第一波片，用于将来自第一划分部分的图像信息的偏振方向旋转至与来自第二划分部分的图像信息的偏振方向不同的方向，并且滤光器框架部分以集成的方式围绕滤光器单元的外围布置，从而第一波片在位置上对应于第一划分部分，该滤光器对齐方法的特征在于包括如下步骤：在滤光器框架部分中形成第一对齐标记，并且与第一对齐标记一致在图像显示框架部分中形成第二对齐标记；在片状滤光器覆盖在图像显示单元上的状态下，使用在图像显示框架部分中形成的第二对齐标记检测显示面板的位置；在片状滤光器覆盖在图像显示单元上的状态下，使用在滤光器框架部分中形成的第一对齐标记检测片状滤光器的位置；根据显示面板的检测位置和片状滤光器的检测位置信息，计算片状滤光器与图像显示单元之间的错位；以及根据算出值校正片状滤光器相对于图像显示单元的位置。

在本发明的滤光器对齐方法中，在滤光器框架部分中形成第一对齐标记，并且与第一对齐标记一致在图像显示框架部分中形成第二对齐标记。因此，可以各自检测图像显示框架部分即显示面板的位置和滤光器框架部分即片状滤光器的位置，因此以更高的精确度对齐片状滤光器。

根据本发明，为了实现如上所述的滤光器对齐方法，提供一种滤光器对齐装置，其特征在于包括：滤光器支承部件，用于在片状滤光器覆盖在图像显示单元上的状态下，在图像显示单元上可移动地支承片状滤光器，其中，图像显示单元用于在第一划分部分和第二划分部分中显示图像信息，片状滤光器包括滤光器单元和滤光器框架部分，其中，滤光器单元以覆盖在图像显示单元上的状态使用并且在对应于图像显示单元第一划分部分的区域内具有第一波片，用于将来自第一划分部分的图像信息的偏振方向旋转至与来自第二划分部分的图像信息的偏振方向不同的方向，并且滤光器框架部分以集成的方式围绕滤光器单元的外围布置；滤光器位置检测部件，用于使用在滤光器框架部分中形成的对齐标记，检测片状滤光器的位置；以及控制部件，用于根据片状滤光器的检测位置信息获得片状滤光器与图像显示单元之间的错位，并且操作滤光器支承部件，从而根据所获得的值校正片状滤光器相对于图像显示单元的位置。

采用本发明的滤光器对齐装置，用于检测片状滤光器位置的滤光器位置检测部件使用在滤光器框架部分中形成的对齐标记，检测片状滤光器的位置。在这种状态下，片状滤光器由滤光器支承部件进行支承，并且支承构件可以根据检测位置信息通过来自控制部件的信号来控制。因此，可以可靠地调节片状滤光器和显示面板的位置。

而且，根据本发明，提供另一种滤光器对齐装置，其特征在于包括：显示面板支承部件，用于可移动地支承显示面板，其中，显示面板包括图像显示单元和图像显示框架部分，图像显示单元用于在第一划分部分和第二划分部分中显示图像信息，并且图像显示框架部分以集成的方式围绕图像显示单元的外围布置，并在其中形成有第二对齐标记；滤光器支承部件，用于在片状滤光器覆盖在图像显示单元上的状态下，可移动地支承片状滤光器，其中，片状滤光器包括滤光器单元和滤光器框架部分，其中，滤光器单元以覆盖在图像显示单元上的状态使用并且在对应于图像显示单元第一划分部分的区域内具有第一波片，用于将来自第一划分部分的图像信息的偏振方向旋转至与来自第二划分部分的图像信息的偏振方向不同的方向，并且滤光器框架部分以集成的方式围绕滤光器单元的外围布置，并在其中形成有第一对齐标记；显示面板位置检测部件，用于在片状滤光器覆盖在图像显示单元上的状态下，使用在图像显示框架部分中形成的第二对齐标记检测显示面板的位置；滤光器位置检测部件，用于在片状滤光器覆盖在图像显示单元上的状态下，使用在滤光器框架部分中形成的第一对齐标记检测片状滤光器的位置；以及控制部件，用于根据显示面板的检测位置和片状滤光器的检测位置信息，获得片状滤光器与图像显示单元之间的错位，并且操作滤光器支承部件和显示面板支承部件中的至少一个，从而根据所获得的值校正片状滤光器相对于图像显示单元的相对位置。

采用该滤光器对齐装置，用于检测片状滤光器位置的滤光器位置检测部件使用在滤光器框架部分中形成的第一对齐标记，检测片状滤光器的位置，并且显示面板位置检测部件使用在图像显示框架部分中形成的第二对齐标记，检测显示面板的位置。在这种状态下，片状滤光器和显示面板由它们各自的支承部件进行支承，并且这些支承构件均可以根据检测位置信息通过来自控制部件的信号来控制。因此，可以可靠地调节片状滤光器和显示面板的位置。

附图简述

图1是相关技术立体图像显示装置的像素单元和分波片滤光器单元的结构的示意分解图；

图2是相关技术立体图像显示装置的分波片滤光器单元的结构的剖视图；

图3是根据本发明第一实施例的立体图像显示装置的透视图；

图4是根据本发明第一实施例的立体图像显示装置的像素单元和分波片滤光器单元的结构的示意分解图；

图5是根据本发明第一实施例的立体图像显示装置所使用的图像信号例子的波形图；

图6是示出根据本发明第一实施例的立体图像显示装置的图像图案的示意图；

图7是根据本发明第一实施例的立体图像显示装置在位置调节之前的状态下的透视图；

图8是根据本发明第一实施例的立体图像显示装置在位置调节之后的状态下的透视图；

图9是帮助说明微调根据本发明第一实施例的立体图像显示装置的分波片滤光器单元的位置的示意图；

图10是帮助说明微调根据本发明第一实施例的立体图像显示装置的分波片滤光器单元的位置的示意图，并且是处于错位状态的示意图；

图11是帮助说明微调根据本发明第一实施例的立体图像显示装置的分波片滤光器单元的位置的示意图，并且是处于高度位置调节时候的状态的示意图；

图12是帮助说明微调根据本发明第一实施例的立体图像显示装置的分波片滤光器单元的位置的示意图，并且是处于旋转调节时候的状态的示意图；

图13是微调根据本发明第一实施例的立体图像显示装置的分波片滤光器单元的操作流程图；

图14是根据本发明第一实施例的立体图像显示装置的分波片滤光器单元的结构的前视图；

图15是根据本发明第一实施例的立体图像显示装置的分波片滤光器单元的结构的剖视图；

图16是根据本发明第一实施例的立体图像显示装置的分波片滤光器单元的调节钮及其外围部分的后视图；

图17是根据本发明第一实施例的立体图像显示装置的分波片滤光器单元的调节钮及其外围部分的剖视图；

图18是根据本发明第一实施例的立体图像显示装置的分波片滤光器单元的另一结构的前视图；

图19是根据本发明第一实施例的立体图像显示装置的分波片滤光器单元的另一结构的剖视图；

图20是在调节根据本发明第一实施例的立体图像显示装置的时候所要显示的调节图案的示例图；

图21是在调节根据本发明第一实施例的立体图像显示装置的时候所要显示的调节图案的示例图，并且是示出适当调节之后用户所观看的屏幕状态的图；

图22是在调节根据本发明第一实施例的立体图像显示装置的时候所要显示的调节图案的另一示例图；

图23是在调节根据本发明第一实施例的立体图像显示装置的时候所要显示的调节图案的另一示例图，并且是示出适当调节之后用户所观看的屏幕状态的图；

图24是帮助说明根据本发明第一实施例的立体图像显示装置开始显示时的调节操作的流程图；

图25是根据本发明第一实施例的立体图像显示装置的像素单元和分波片滤光器单元的结构的另一例子的示意分解图；

图26是根据本发明第二实施例的立体图像显示装置的透视图；

图27是根据本发明第二实施例的立体图像显示装置的液晶面板单元和分波片滤光器的分解透视图；

图28是在根据本发明第二实施例的立体图像显示装置的液晶面板单元和分波片滤光器上形成的对齐标记的另一示例平面图；

图29是在安装根据本发明第二实施例的显示装置的时候使用的对齐装置的示意透视图；

图30是图29的对齐装置的主要部件的透视图；

图31是帮助说明对齐根据本发明第二实施例的显示装置的液晶面板单元和分波片滤光器以进行安装的步骤的剖视图，并且是帮助说明检测液晶面板单元位置的步骤的剖视图；

图32是帮助说明对齐根据本发明第二实施例的显示装置的液晶面板单元和分波片滤光器以进行安装的步骤的剖视图，并且是帮助说明通过波片检测分波片滤光器位置的步骤的剖视图；

图33是帮助说明对齐根据本发明第二实施例的显示装置的液晶面板单元和分波片滤光器以进行安装的步骤的剖视图，并且是帮助说明相互对齐液晶面板单元和分波片滤光器的剖视图；

图34是帮助说明对齐根据本发明第二实施例的显示装置的液晶面板单元和分波片滤光器以进行安装中的对齐操作的流程图；

图35是在安装根据本发明第二实施例的显示装置的时候使用的对齐装置的另一例子的示意透视图。

最佳实施方式

下面将参照附图对本发明的优选实施例进行描述。需要注意的是，虽然在实施例中将主要描述用于显示带视差的图像信息的立体图像显示装置，但是通过类似的结构进行双屏显示也是可能的，并且可以类似地构造双屏显示型显示装置。

图3示意性地示出根据本发明第一实施例的立体图像显示装置10的结构。根据第一实施例的立体图像显示装置10，包括：笔记本计算机11；分波片滤光器单元12，作为可附于笔记本计算机11的片状滤光器；以及一对左右调节螺丝35L和35R，作为以集成的方式附于分波片滤光器单元12的位置调节部件。

笔记本计算机11包括折叠结构的液晶面板单元22，其中具有用作图像显示单元的液晶显示单元28。带视差的图像可以从液晶面板单元22进行显示。如后所述，液晶面板单元22自身可以是普通笔记本计算机11的液晶显示单元。例如，当没有打开用于显示立体图像的应用时，液晶面板单元22可以显示普通图像(活动图像和静止图像)。

在笔记本计算机11中与液晶面板单元22相对的一侧形成键盘单元21，包括对应于英文字母、平假名、片假名以及各种控制键的各键。在与键盘单元21连在一起且靠近用户的一侧提供手掌停靠单元23。在手掌停靠单元23的大致中央部分形成指针板单元24。键盘单元21等通过转轴部件25和25连接到液晶面板单元22，并且液晶面板单元22可以在转轴部件25和25上旋转。因此，立体图像观看者可以以转轴部件25和25为旋转中心控制液晶面板单元22的角度。用于显示位置调节图案的程序存储在笔记本计算机11的硬盘内。该程序读入CPU，然后执行，从而在液晶面板单元22上显示位置调节图案。

液晶面板单元22在其四周有合成树脂的支承框架27，用于支持图像显示部分。液晶面板单元22的液晶显示单元28在受支承框架27支持的状态下形成。通过在液晶显示单元28之下的一侧将支承框架27的一部分形成凸出，提供凸出部分26。为了支持分波片滤光器单元12的底部，凸出部分26凸出一定的程度，从而当折叠液晶面板单元22时凸出部分26不成为障碍，并且凸出部分26可以完全接住分波片滤光器单元12的底部。

如后所述，分波片滤光器单元12是每隔一水平像素行装备有一个带状半波片的偏振光控制单元。在分波片滤光器单元12的底部特别装备有具有所需硬度的金属或合成树脂的水平支持构件15，并且在水平支持构件15的两端附近部分分别装备有位置调节部件的形成部件，左调节钮35L和右调节钮35R。在分波片滤光器单元12的上边缘侧提供一对安装螺丝36和36。在安装分波片滤光器单元12的时候，安装螺丝36和36通过位于分波片滤光器单元12的上边缘部分的图中未示出的洞，拧入在液晶面板单元22的支承框架27中形成的螺丝孔37。

根据第一实施例的立体图像显示装置10包括位置调节部件如左调节钮35L和右调节钮35R等。如上所述，从而可以控制分波片滤光器单元12的旋转，包括精细控制分波片滤光器单元12在与水平方向垂直的方向上的位置，其中，水平方向也就是分波片滤光器单元12的每个带状分波片的延伸方向。因此，实现最佳的立体显示。

图4A是帮助说明根据第一实施例的立体图像显示装置的显示结构的分解透视图。液晶面板的结构和分波片滤光器单元的结构相互结合以允许立体显示。首先，液晶面板具有液晶像素单元32置于一对透明支承基片31和33之间的结构。液晶像素单元32均由红像素单元32R、绿像素单元32G和蓝像素单元32B的组合形成。均由三种颜色形成的像素部分以矩阵的形式排列。像素单元32装备有必要的电气布线，以形成无源矩阵结构、有源矩阵结构等。当显示立体图像时，像素单元32显示对应于视差的图像信息。需要注意的是，虽然在第一实施例中，以使用液晶面板作为图像显示单元为例进行描述，但是本发明的立体图像显示装置的图像显示单元可以由各种图像显示设备如发光元件阵列显示设备、有机电致发光显示设备、阴极射线管、等离子显示设备等形成，并且分波片滤光器单元可以结合这些不同的图像显示设备一起工作。

偏振片34置于透明支承基片33的观看者侧。通过偏振片34之后的光变为线性偏振光，并且线性偏振光到达分波片滤光器单元。分波片滤光器单元包括多个分波片42，均为带状，在由玻璃等制成并且用作框架的透明支承基片41的一侧，或者在本例中为液晶面板侧形成。分波片42的延伸方式均为分波片42的纵向为水平方向。每个分波片42的带状宽度大致等于上述液晶像素单元32的像素间距。分波片42的数目为液晶像素单元32在垂直方向上的像素数目的一半。

每隔宽度为液晶像素单元32的像素间距的一行，形成一个均为带状的分波片42。因此，右眼立体图像和左眼立体图像中的任一个通过分波片42，从而将立体图像的偏振方向旋转90度。没有通过分波片42的立体图像按照原样发射，其偏振方向没有经过旋转。需要注意的是，虽然在第一实施例中是在水平方向上每隔一行形成一个分波片42，但是也可以每行形成一个分波片42，只要使右眼立体图像与左眼立体图像的偏振方向不同即可。另外，分波片42的延伸方向不限定于水平方向；该方向可以是垂直方向或倾斜方向。而且，分波片42可以针对每个区域而不是每行来提供(例如，Faris(法瑞斯)美国专利5,327,285号)。虽然在第一实施例中是在透明支承基片41的液晶面板侧的表面上形成分波片42，但是也可以在观看者侧形成分波片42。

水平支持构件15附于用作框架的透明支承基片41的底部。在水平支持构件15的两端部分形成如后所述的位置调节部件如左调节钮35L和右调节钮35R等所附的螺丝孔44L和44R。调节机构将在后面描述。

对于立体显示，对光进行控制以使偏振方向在行间不同，并且在光通过分波片42的时间点，相互垂直的两种线性偏振光以混合的状态出现。观看者佩戴如图4B所示的偏振眼镜51，以通过双眼选择性接收右眼立体图像和左眼立体图像。眼镜的透镜部件52R和52L均为偏振滤光镜，因此当偏振滤光镜的偏振角度与线性偏振角度不一致时，观看立体图像变得困难。因此，在第一实施例中，还在分波片滤光器单元的外侧部分形成四分之一波片45，以将线性偏振光转换为圆偏振光。四分之一波片53也附于偏振眼镜51的表面，从而使圆偏振光再次转换为线性偏振光，以通过偏振眼镜51。四分之一波片对45和53即使在偏振方向有些改变时，也允许可靠地观看立体图像。

参照图5和6，下一步将简短描述根据第一实施例的立体图像显示装置中的图像信息。在根据第一实施例的立体图像显示装置中使用如图5所示的图像信号P。具体地说，在由垂直同步信号PS的脉冲划分的水平扫描周期中，将右眼图像数据R和左眼图像数据L交替发送给每行。

图6示出显示在图像显示单元60上的图像数据的划分。如上所述，针对右眼的第一划分部分61和针对左眼的第二划分部分62根据如图5所示交替发送给每行的右眼图像数据R和左眼图像数据L逐行交替排列。这样，当液晶面板的某像素行显示右眼图像数据R时，下一像素行显示左眼图像数据L，其后，针对右眼的第一划分部分61和针对左眼的第二划分部分62逐行交替重复，以整体显示立体图像。

通过在普通液晶面板等上安装分波片滤光器单元，可以容易地观看立体图像。然而，不正确调节显示装置的像素单元与分波片滤光器单元之间的位置关系典型地导致如图7所示的显示装置的像素单元32与分波片42之间的关系。即使当在其上形成有分波片42的分波片滤光器单元略微倾斜时，在垂直方向上的错位量Z1是一个像素的数十百分比，或者例如绝对错位量对于250μm的像素约为50μm的情况下，来自原始对应像素的一些光不通过预定分波片42。这样，会出现图像之间的串扰。

为显示最佳立体图像，消除这种串扰是必要的，并且为此需要位置调节操作。图8示出通过位置调节操作调至正确位置的分波片42。如图8所示，形成为带状的分波片42置于准确位于显示装置的像素单元32的像素行上。来自对应于分波片42的像素单元32的光无误地通过对应分波片42的划分部分，并且来自不同于对应像素单元的像素的光不通过分波片42内的区域。从而，显示良好的立体图像，而不出现串扰。

下面将参照图9到13对位置调节操作进行描述。在描述位置调节操作之后将详细描述用于实现该操作的装置结构。如上所述，在根据第一实施例的立体图像显示装置中，在液晶面板单元22的表面形成分波片滤光器单元12，在分波片滤光器单元12的底部提供水平支持构件15，并且左调节钮35L和右调节钮35R作为位置调节部件附于水平支持构件15的两端部分。

如图9所示，例如通过用手指70操作以放大尺寸示出的左调节钮35L和右调节钮35R，可以在观看显示屏状态的时候容易且确定地调节每个滤光器波片的高度位置，而这在传统上是不可能的。通过用指尖旋转每个调节钮35L和35R的外围部分，可以在分波片滤光器单元12的高度方向或者垂直方向上微调分波片滤光器单元12的位置。具体地说，当以相同的方式同时操作左调节钮35L和右调节钮35R时，由于左调节钮35L和右调节钮35R的结构大致相同，因此可以在分波片滤光器单元12的高度方向或者垂直方向上微调分波片滤光器单元12的位置。当操作左调节钮35L和右调节钮35R的其中之一时，只有执行操作的一侧在垂直方向上受到微调，这意味着分波片滤光器单元12的位置调节方式是相对于图像显示单元旋转。

在细微位置调节中，如后所述，例如显示一幅调节显示图案。通过使用调节显示图案，可以在观看显示图案的时候进行调节。这样，根据第一实施例的立体图像显示装置允许可靠地优化分波片滤光器单元12的位置，允许实时检查位置，并且在不导致串扰的情况下进行分离显示。

下面将参照图10到12的示意图和图13的流程图对典型的调节操作进行描述。需要注意的是，该调节方法只是一个例子，并且可以通过其他操作方法调节根据第一实施例的立体图像显示装置的分波片滤光器单元的位置。

首先，假定用作分波片滤光器单元框架的透明支承基片41安装在液晶面板单元的凸出部分上，并且例如处于图10所示的状态，在该图中，透明支承基片41在左侧向下且在右侧向上有些倾斜。由于像素间距例如为200到300μm，因此即使轻微的错位也不可能在显示器上获得良好的调节显示图案的良好图像。

在这种错位的状态下，如图11所示操作透明支承基片41有些向下倾斜的左侧的左调节钮35L，以调节透明支承基片41的高度，从而大致水平地支承透明支承基片41(步骤S111)。虽然这种高度调节使得分波片滤光器单元大致对应于液晶面板的像素单元，但是由于面板制造尺寸的误差、因温度的膨胀等，实际上还存在轻微的错位。因此，如图12所示，通过例如在相反的两个方向上操作左调节钮35L和右调节钮35R，执行透明支承基片41的旋转错位调节和水平调节以校正错位(步骤S112)。

在监视调节显示图案的时候最终确定分波片滤光器单元与图像显示单元之间的错位(步骤S113)。通过偏振眼镜观察正在显示的调节显示图案。当没有问题时，确定调节完成，从而调节结束。当观察调节显示图案表示仍然显示如波纹图案的图案时，则调节不充分，因此重复步骤S111和S112继续调节。

图14到17是示出作为位置调节部件的左调节钮35L和右调节钮35R及其外围机构的图。如图14所示，水平支持构件15附于用作框架的透明支承基片41的下边缘，并且水平支持构件15由硬度相对高的材料如金属、树脂等形成。水平支持构件15在透明支承基片41的整个下边缘形成。如图15所示，例如，水平支持构件15的截面大致成U形。如图17所示，水平支持构件15通过半固定树脂剂17附于透明支承基片41的下边缘。中间半固定树脂剂17防止水平支持构件15与透明支承基片41完全分离，并且即使当通过操作左调节钮35L和右调节钮35R微调透明支承基片41的位置时，半固定树脂剂17也在适应调节的同时相互连接透明支承基片41和水平支持构件15。

上边缘构件16安装在透明支承基片41的上边缘，并且一对作为弹性构件的左右弹簧30置于上边缘构件16内。弹簧30的上端与上边缘构件16的内部接触，并且下端与透明支承基片41的上侧表面接触。形成这些弹簧30是为了允许通过左调节钮35L和右调节钮35R进行微调，并且帮助在与分波片滤光器的延伸方向垂直的高度方向上调节。上边缘构件16还用来固定调节之后的位置，并且防止由于移动而造成的错位。而且，作为调节部件的一部分，可以在支承框架27上提供导向器29，如图14所示。导向器29用作校准部件，用于校准分波片滤光器单元的各行在划分方向上的位置。因此，通过使透明支承基片41与导向器29吻合从而安装透明支承基片41，可以实施控制，从而防止当移动立体图像显示装置的波片滤光器以进行调节时分波片滤光器单元在划分方向上的错位，因此可以帮助调节。

作为位置调节部件的左调节钮35L和右调节钮35R具有使用所谓的偏心螺丝的结构。图16是左调节钮35L或右调节钮35R及其外围部分的后视图。图17是左调节钮35L或右调节钮35R及其外围部分的剖视图。

如图16和图17所示，在透明支承基片41的下边缘部分提供作为位置调节机构的调节钮35L和35R。螺丝杆182偏离调节钮35L和35R的旋转中心形成，从而拧入以穿透水平支持构件15的方式形成的螺丝孔。螺丝杆182的端部183与透明支承基片41的下边缘槽口部分41d的侧部接触，其中，该侧部具有基片的厚度。左调节钮35L和右调节钮35R的旋转运动在通过重力等与透明支承基片41的下边缘槽口部分41d接触的时候，升高透明支承基片41的下边缘槽口部分41d，以及降低透明支承基片41。以图16的顺时针方向旋转调节钮35L和35R可以升高透明支承基片41的下边缘槽口部分41d，并且以图16的逆时针方向旋转调节钮35L和35R可以降低透明支承基片41的下边缘槽口部分41d。如图17所示，下边缘槽口部分41d在透明支承基片41的边缘表面形成锯齿状，以允许调节钮35L和35R的平稳旋转操作。通过操作围绕其外围形成有非滑脱锯齿的圆盘部分181，可以容易地执行调节钮35L和35R的旋转操作。虽然螺丝杆182在弯曲部分184弯曲，但是螺丝杆182也可以由曲柄状螺丝杆等形成。另外，圆盘部分181的旋转中心不限于以穿透水平支持构件15的方式形成的螺丝孔，并且使用其他构件作为旋转中心的变型也是可能的。

将参照图18和图19描述位置调节部件的变型。在该变型中，在透明支承基片41的整个下边缘部分形成水平支持构件15a，而且以从水平支持构件15a的底部表面侧朝水平支持构件15a的下侧凸出的方式连接调节钮90L和90R。调节钮90L和90R通过弹簧91在大致垂直方向上拧入穿透水平支持构件15a底部的螺丝孔，因此，调节钮90L和90R上侧的端部192与水平支持构件15a的底部接触，以允许在垂直方向上微调透明支承基片41。

通过旋转调节钮90L和90R向上移动端部192对由半固定树脂连接的透明支承基片41增加向上力，从而向上移动透明支承基片41，以进行调节。类似地，在相反的方向上旋转调节钮90L和90R向下移动端部192，因此，向下移动透明支承基片41，以进行调节。通过这种结构的调节钮90L和90R，也可以可靠地调节透明支承基片41的位置。

图20到23是帮助说明在调节的时候要显示在显示装置上的调节图案的图。图20示出在调节的时候要显示在显示装置上的调节图案的一个例子。显示在显示装置上的图案如调节图案112包括相互叠加在一起的黑色字母R和黑色字母L，并且包括逐行交替显示的字母R的红色背景110和字母L的绿色背景111。字母R的红色背景110是右眼图像，并且字母L的绿色背景111是左眼图像。

如果在不佩戴偏振眼镜的情况下观看调节图案112，则可以观看按原样显示的调节图案112。在分波片滤光器单元处于正确位置的情况下，当佩戴偏振眼镜114时，左眼看见字母L的绿色背景111，并且右眼看见字母R的红色背景110，如图21所示。

然而，在分波片滤光器单元发生错位的情况下，右眼图像的一部分通过分波片的一部分(例如，参见图7)，因此旋转偏振方向。这样，右眼图像的一部分通过偏振眼镜的左眼透镜，因此被左眼看见。而且，左眼图像的一部分不通过分波片，从而不旋转偏振方向，然后通过偏振眼镜的右眼透镜，因此被右眼看见。这样，当分波片滤光器单元倾斜时，两种背景颜色111和110都被右眼和左眼看见。

当分波片滤光器单元在垂直方向上发生错位时，例如，不打算通过分波片的右眼图像通过分波片，同时打算通过分波片的左眼图像不通过分波片。结果，右眼图像通过相反的左眼透镜，然后被左眼看见，并且左眼图像通过相反的右眼透镜，然后被右眼看见。

因此，如上所述出现混合颜色状态和左右图像被相反眼睛看见直接表示分波片滤光器单元的错位。通过上述调节钮35L、35R、90L和90R校正这种错位，可以容易地将分波片滤光器单元调至正确的位置。

图22和23示出在调节的时候要显示在显示装置上的调节图案的另一个例子。如图22所示，显示在显示装置上的图案如调节图案103包括相互叠加在一起的黑圈字符和黑叉字符，并且包括逐行交替显示的圈字符的红色背景101和叉字符的绿色背景102。黑圈的红色背景101是右眼图像，并且黑叉的绿色背景102是左眼图像。

如果在不佩戴偏振眼镜的情况下观看调节图案103，则可以观看按原样显示的调节图案103。在分波片滤光器单元处于正确位置的情况下，当佩戴为双眼均提供右眼偏振滤光镜以进行调节的偏振眼镜115时，双眼都看见圈字符的红色背景104，如图23所示。黑圈字符的红色背景104表示分波片滤光器单元处于正确的位置。当看不见黑圈字符的红色背景104时，立即知道分波片滤光器单元发生错位。通过上述调节钮35L、35R、90L和90R校正这种错位，可以容易地将分波片滤光器单元调至正确的位置。特别是该例子允许双眼观察，因此即使难以闭上一只眼镜的用户也可以容易地调节分波片滤光器单元的位置。

图24是调节的流程图。当显示立体图像时，在步骤S21，图3的笔记本计算机11打开用于立体图像显示的应用。如图20或图22所示的调节图案112或103通过上述操作自动显示在屏幕上(步骤S22)。用户可以在通过偏振眼镜观看调节图案112或103的时候进行位置调节操作(步骤S23)。重复位置调节操作直到调节完成(步骤S24)。当调节完成时，则手工或自动显示立体图像(步骤S25)，从而调节结束。

当使用该调节流程图时，在启动用于立体图像显示的应用的时候总是进行立体图像显示调节。这样，即使是第一次进行立体图像显示的用户也可以使其以调节操作开始。

图25是带背光机构的立体图像显示装置的例子。该例子不需要使用偏振眼镜。在该例子中，组合通过作为背光机构单元的偏振滤光镜129L和129R使偏振方向相互垂直的光源、液晶面板结构和分波片滤光器单元结构，从而允许进行立体显示。液晶面板具有液晶像素单元122置于一对透明支承基片121和123之间的结构。液晶像素单元122具有均由三种颜色形成的像素部分以矩阵的形式排列的结构。

偏振片124置于透明支承基片123的光源侧。分波片滤光器单元包括多个分波片126，均为带状，在由玻璃等制成并且用作框架的透明支承基片125的一侧，或者在本例中为液晶面板侧形成。分波片126的延伸方式均为分波片126的纵向为水平方向。每个分波片126的带状宽度大致等于上述液晶像素单元122的像素间距。分波片126的数目为液晶像素单元122在垂直方向上的像素数目的一半。

类似于上述水平支持构件15的水平支持构件127附于用作框架的透明支承基片125的底部。在水平支持构件127的两端部分形成如后所述的位置调节部件如左调节钮和右调节钮等所附的螺丝孔128。

通过使用位置调节部件如附于调节机构的左调节钮和右调节钮等，可以可靠地调节透明支承基片125的位置，从而观看最佳立体图像。附带地，如图25所示，本系统中的波片滤光器位于显示表面的后侧，因此难以在观看的时候直接物理接触调节机构。因此，可以使用一种方法是在根据需要进行调节和重新调节之后再进行观看。或者，调节机构可以电气操作，并且可以在观察者侧的显示表面上提供用于操作调节机构的单元。

下一步将参照附图对本发明的第二实施例进行描述。需要注意的是，虽然在第二实施例中同样将主要描述用于显示带视差的图像信息的立体图像显示装置，但是通过类似的结构进行双屏显示也是可能的，并且可以类似地构造双屏显示型显示装置。

图26示意性地示出根据本发明第二实施例的立体图像显示装置10的结构。根据第二实施例的立体图像显示装置10，包括：笔记本计算机11；分波片滤光器单元12，作为安装在笔记本计算机11上的片状滤光器；以及支承框架27，置于分波片滤光器单元12的外侧。

笔记本计算机11包括折叠结构的液晶面板单元22，其中具有用作图像显示单元的液晶显示单元28。带视差的图像可以从液晶面板单元22进行显示。如后所述，液晶面板单元22自身可以是普通笔记本计算机11的液晶显示面板。例如，当没有打开用于显示立体图像的应用时，液晶面板单元22可以显示活动图像和静止图像。液晶面板单元22具有以集成的方式围绕用作图像显示单元的液晶显示单元28的外围形成图像显示框架部分29的结构。图像显示框架部分29是通过在液晶面板单元22的表面延伸透明基片而形成的外围区域，并且是其中没有形成任何像素单元的区域。如后所述，在图像显示框架部分29上形成未在图26中示出的对齐标记。

在笔记本计算机11中与液晶面板单元22相对的一侧形成键盘单元21，包括对应于英文字母、平假名、片假名以及各种控制键的各键。在与键盘单元21连在一起且靠近用户的一侧提供手掌停靠单元23。在手掌停靠单元23的大致中央部分形成指针板单元24。键盘单元21等通过转轴部件25和25连接到液晶面板单元22，并且液晶面板单元22可以在转轴部件25和25上旋转。因此，立体图像观看者可以以转轴部件25和25为旋转中心控制液晶面板单元22的角度。用于显示位置调节图案的程序可以存储在笔记本计算机11的硬盘内。该程序读入CPU，然后执行，从而可以在液晶面板单元22上显示位置调节图案。

液晶面板单元22安装有分波片滤光器12，并且在其外侧提供例如合成树脂的外围支承框架27，用于支持图像显示单元和分波片滤光器12。分波片滤光器12是用作片状滤光器的构件。分波片滤光器12包括在其大致中央部分形成的滤光器单元13，以及作为滤光器单元13外框架的滤光器框架部分14。如后所述，分波片滤光器12的滤光器单元13是每隔一水平像素行装备有一个带状半波片的偏振光控制单元。特别是在分波片滤光器12的外围形成作为外框架的滤光器框架部分14。在滤光器框架部分14上形成用作片状滤光器的分波片滤光器12的对齐标记，该标记对应于图像显示框架部分29上的对齐标记。

下面将参照图27到34描述用于在安装的时候进行高精确度对齐的结构。图27是作为片状滤光器的分波片滤光器81和作为显示面板的液晶面板单元82的图像显示侧的分解透视图。分波片滤光器81对应于图3的分波片滤光器12，并且液晶面板单元82对应于图3的液晶面板单元22。

分波片滤光器81具有这样的结构：由形状大致为矩形的平板玻璃等制成的透明支承基片通过微制造如蚀刻等形成为波片。像素行中的偶数行传输右眼或左眼图像，并且奇数行传输相反的左眼或右眼图像。分波片滤光器81包括滤光器框架部分84作为外框架。由滤光器框架部分84包围的矩形区域是与液晶面板单元82的像素区域对应的滤光器单元83。例如，在滤光器单元83中，偶数行是使传输光相差为0的带状区域，并且奇数行是使传输光相差为π(也就是，90度)的带状区域。

滤光器框架部分84包括均围绕一侧中央形成的四个对齐标记85和均在角部形成的四个对齐标记86。对齐标记85和86是用于准确定位分波片滤光器81和液晶面板单元82的标记。对齐标记85的平面形状例如为星形。在第二实施例中，特别是对齐标记85由使传输光相差为π(也就是，90度)的波片形成。由波片形成对齐标记可以与形成滤光器单元83的带状区域同时进行。具体地说，蚀刻通过切割玻璃材料等的透明支承基片在滤光器单元83的带状区域形成波片。因此，在照相平版印刷的时候，还在对应于对齐标记85的区域形成掩膜开口，从而可以通过相同的蚀刻形成对齐标记85。对齐标记86的平面形状例如为十字形。在第二实施例中，特别是对齐标记86由使传输光相差为0的波片形成，也就是，对齐标记86形成为按原样传输光而不改变偏振方向。需要注意的是，对齐标记85和86的平面形状不存在特定的限制，只要该形状易于检测即可。另外，对齐标记85和86的位置不限定于沿着外围总共形成八个标记这一模式；在提供两个或更多标记时进行定位是可能的。

其上覆盖有分波片滤光器81的液晶面板单元82在其大致中央部分形成有液晶显示单元87，液晶显示单元87包括以矩阵方式排列且根据向其提供的视频信号进行控制的像素，以显示所需的静止图像和活动图像。为了夹住液晶部分而形成的透明支承基片各自置于液晶面板单元82的一个表面侧。分波片滤光器81的后侧与一个支承基片直接或间接接触。围绕由以矩阵方式排列的像素区域形成的液晶显示单元87的外围形成与同一透明支承基片连在一起的图像显示框架部分88。图像显示框架部分88对应于分波片滤光器81的滤光器框架部分84。分别对应于滤光器框架部分84的对齐标记85和86，围绕一侧的中央且在角部形成四个对齐标记89和四个对齐标记90。

在第二实施例中，对齐标记89和90的平面形状分别设为与滤光器框架部分84的对齐标记85和86相同的星形和十字形。为了传递平面形状为星形和十字形的光图案，例如，通过光屏蔽膜中形状为星形和十字形的开口形成对齐标记89和90。由于对齐标记89和90在形状上分别与滤光器框架部分84的对齐标记85和86相同，因此在利用滤光器框架部分84的对齐标记85和86与图像显示框架部分88的对齐标记89和90的公共检测部件和相同形状识别程序的时候，可以容易地检测标记位置。需要注意的是，对齐标记89和90的平面形状不存在特定的限制，只要该形状易于检测即可。另外，可以任意地设置对齐标记89和90的位置。然而，通过在与滤光器框架部分84的对齐标记85和86对应的位置设置对齐标记89和90，可以通过公共检测部件检测位置。虽然一般是在液晶面板单元82的分波片滤光器81侧的透明基片的后侧形成对齐标记89和90，但是也可以在能够传输光的其他部分形成对齐标记89和90。另外，当液晶面板单元82的一对玻璃片夹住液晶部分时使用的玻璃片对齐标记可以按原样使用。

图28是对齐标记形状的另一例子。图28A示出允许检测水平线和垂直线的交叉错位的细十字形。图28B示出圆形图案，当存在错位时，出现类似上弦月或下弦月的图案。在图28C到28E中，外圆是液晶面板单元82的对齐标记89和90的形状，并且圆内所示的斑点为滤光器框架部分84的对齐标记85和86的形状。图28C示出带一个内斑点的例子；图28D示出带两个内斑点的例子；并且图28E示出带三个内斑点的例子。这些对齐标记形状只是作为例子示出，并且可以选择任意的形状。

下一步将参照图29描述安装时候的对齐机构。图29的装置将作为片状滤光器的分波片滤光器81和作为显示面板的液晶面板单元82相互叠在一起，并且相互对齐分波片滤光器81和液晶面板单元82。该装置构造为，分波片滤光器81位于液晶面板单元82之下。在垂直臂93的下端形成摄像单元94如固态摄像设备作为一对摄像部件。摄像单元94的摄像平面与液晶面板单元82相对。臂93在水平方向和垂直方向上是可移动的。由摄像单元94拍摄的图像信号通过臂93提供给由CPU等形成的控制单元。

一对准直背光源92以对应于摄像单元94的方式置于分波片滤光器81和液晶面板单元82相互叠在一起的部件中与摄像单元94相反的一侧，也就是，该装置的底侧。准直背光源92向上发射准直光束。分波片滤光器81固定到可以移动分波片滤光器81的未在图中示出的滤光器支承单元或可移动平台。液晶面板单元82固定到支承液晶面板单元82的未在图中示出的显示面板支承单元。用于传输以所需角度偏振的光的上侧偏振片96置于摄像单元94和液晶面板单元82之间的间隔处。偏振片96能够插入到摄像单元94和液晶面板单元82之间的间隔处和从中抽出。上侧偏振片96用来检测是否传输由分波片滤光器81的对齐标记85和86线性偏振的光。上侧偏振片96的插入或抽出位置由控制单元进行控制。例如，上侧偏振片96可以围绕未在图中示出的轴旋转。通过围绕该轴控制上侧偏振片96的位置，控制上侧偏振片96的插入或抽出动作。下侧偏振片95以固定在间隔处的状态置于准直背光源92和分波片滤光器81之间的间隔处。下侧偏振片95将来自准直背光源92的光转换为线性偏振光。

图30是安装时候的对齐机构的主要部件的透视图。来自准直背光源92的光通过下侧偏振片95，然后进入分波片滤光器81的对齐标记85。准直背光源92的位置对应于置于垂直方向或光轴方向上侧的摄像单元94的位置。因此，通过液晶面板单元82的光到达摄像单元94。分波片滤光器81与形成后面将要描述的滤光器移动机构1102的一部分的支承构件196和97接触。支承构件196和97通过来自控制单元的信号分别在X方向和Y方向上移动，以微调分波片滤光器81的位置。类似地，液晶面板单元82与形成后面将要描述的显示面板移动机构1101的一部分的支承构件98接触。支承构件98通过来自控制单元的信号移动，以微调液晶面板单元82的位置。需要注意的是，用于微调分波片滤光器81和液晶面板单元82的位置的支承构件196、97和98是作为例子示出的，因此可以任意地选择支承构件的数目和形状，只要该机构可以微调分波片滤光器81和液晶面板单元82的位置即可。例如，可以使用双轴或三轴台。在这种情况下，当光需要通过某一部分时，可以切去这一部分以让光通过，或者可以使用具有传输光功能的构件如玻璃、透明树脂材料等。

这种对齐装置可以通过图31到33的步骤相互对齐分波片滤光器81和液晶面板单元82。图34是对齐操作的流程图。图34示出通过步骤S11到S19进行对齐操作。

如图31所示，为了相互对齐分波片滤光器81和液晶面板单元82，首先，将分波片滤光器81接合到滤光器移动机构1102，并且将液晶面板单元82接合到显示面板移动机构1101(步骤S11)。在这一阶段，液晶面板单元82和分波片滤光器81相互叠在一起，并且控制由控制单元100操作进行旋转的上侧偏振片96以从摄像单元94与准直背光源92之间的光路抽出。

在这种状态下，从准直背光源92输出光。来自准直背光源92的光由下侧偏振片95转换为均匀线性偏振光103。线性偏振光通过分波片滤光器81和液晶面板单元82，然后到达摄像单元94。摄像单元94通过传输光拍摄液晶面板单元82的对齐标记89的图像(步骤S12)，并且该图像作为图像信号提供给控制单元100(步骤S13)。

控制单元100根据来自摄像单元94的信号检测液晶面板单元82的对齐标记89的位置。然后，控制单元通过旋转操作移动上侧偏振片96，从而使上侧偏振片96如图32所示覆盖在液晶面板单元82的对齐标记89上，并且通过摄像单元94对图像进行拍摄(步骤S14和S15)。如上所述，分波片滤光器的对齐标记85由波片形成。因此，通过对齐标记85的区域的光104在偏振方向上旋转90度。另一方面，通过没有对齐标记85的波片的区域的光在偏振方向上没有改变。因此，通过偏振片96由摄像单元94检测的图像显示液晶面板单元82的对齐标记89和分波片滤光器81的对齐标记85。当标记89不透光时，例如，标记89总是黑的(不透明的)。然而，标记85由于偏振片96的旋转而以反对比度显示。因此，控制单元100通过摄像单元94采用模式识别获取如上所述在前检测的液晶面板单元82的位置信息，同时在对比度改变部分采用类似的模式识别获取分波片滤光器81的对齐标记85的对齐信息。从而，可以快速地进行位置检测。

在这个阶段，根据摄像单元94的检测结果，确定液晶面板单元82和分波片滤光器81的位置(步骤S16)。根据位置信息，相互比较液晶面板单元82和分波片滤光器81的位置，并且根据比较结果获取错位量(步骤S17)。当错位量为零时，它意味着对齐操作完成，因此处理结束。当错位量不为零时，根据错位量通过来自控制单元100的信号操作显示面板移动机构1101或滤光器移动机构1102，以将液晶面板单元82或分波片滤光器81移至所需位置(步骤S19)。在移动液晶面板单元82或分波片滤光器81之后，处理返回到步骤S15，以重复位置检测和校正。错位量最终减至零，以结束处理。

在第二实施例中，可以大致同时检测液晶面板单元82的对齐标记89和分波片滤光器81的对齐标记85，因此在要获取相对位置时可以进行快速处理。另外，可以共用摄像单元94来检测位置，并且通过使用相同的对齐形状，可以共用用于识别对齐标记的程序。利用对齐标记85具有包括波片的结构，可以容易地作为对比度改变的图案检测分波片滤光器81的对齐标记85，因此可以由于该标记在对比度上与液晶面板单元82的对齐图案不同而实现可靠的标记位置检测。为了在分波片滤光器81上形成包括波片的对齐标记85，只要在制造分波片滤光器81的时候将掩膜图案改为包括对齐标记85和对齐标记86的形式就足够。这并不增加工序数，因此非常有用。

需要注意的是，在第二实施例中，液晶面板单元82的对齐标记是在没有放置上侧偏振片96的情况下检测的。然而，即使放置上侧偏振片96，在来自准直背光源92的光按原样通过分波片滤光器81的对齐标记85而没有使用偏振片45转换为线性偏振光的状态下，液晶面板单元82的对齐标记89和90可以通过插入光侧偏振片95并且旋转偏振方向来检测。

图35示出对齐装置的另一例子。在本例中，液晶面板单元82安装在XY平台1110上。在该装置中，分波片滤光器81位于液晶面板单元82上，并且分波片滤光器81可以受到控制以由支承构件1111和1112移动。由于光通过XY平台1110，因此该装置使用切去一部分以让光通过的结构或玻璃、透明树脂材料等的结构来传输光。分波片滤光器81位于液晶面板单元82之上与液晶面板单元82与分波片滤光器81之间的上述位置关系相反；然而，分波片滤光器81和液晶面板单元82可以以相反的方式布置。

附带地，虽然第二实施例的滤光器形成具有波片的结构的对齐标记，但是可以直接使用分波片滤光器的滤光器单元的分波片来进行对齐，而无需使用对齐标记执行位置检测。在这种情况下，如同对齐标记的情况，分波片可以通过对其施加偏振光并且通过偏振片观察滤光器单元来检测。而且，分波片可以通过测量滤光器厚度或者测量从放置分波片的一侧到滤光器单元的距离来检测。

另外，虽然在前述第一和第二实施例中，描述了采用液晶显示图像的液晶显示面板作为显示面板，但是本发明也适用于其他图像显示装置，例如LED阵列、有机EL(电致发光)显示器、等离子显示器、阴极射线管和各种其他图像显示装置。

而且，虽然在前述第一和第二实施例中，描述了在单个显示屏上立体显示左右图像的装置，但是具有相同分波片滤光器单元的结构的显示装置可以按原样应用于在单个显示屏上显示两屏或多屏图像的显示装置，并且前述对齐装置可以容易地进行位置调节。

工业应用

如上所述，本发明提供一种带位置调节机构的由分波片形成的图像分离滤光器。因此，可以可靠地优化分波片滤光器单元的安装位置，实时检查位置，并且在没有导致串扰的情况下进行分离显示。从而可以在观看的时候总是以最佳状态观察立体图像，并且在没有左右图像之间的串扰的情况下欣赏立体图像。

本发明允许总是以最佳状态使用高清晰度波片滤光器，并且总是以最佳状态观看高清晰度和高真实度的立体图像。另外，在多屏显示中，可以提高图像分辨率，并且在没有第一与第二图像之间的串扰的情况下欣赏多屏图像。另外，可以通过滤光器的位置设置操作理解立体图像装置的原理。因此，本发明可以用于娱乐教育，并且还提供一个优点是省掉在出货等的时候固定图像分离滤光器的位置的麻烦。

而且，如上所述，本发明的立体图像显示装置可以提供这样一种装置，即使当附上片状滤光器如分波片滤光器时也能够确保立体观看带视差信息的图像。可以大致同时检测图像显示单元的对齐标记和片状滤光器的对齐标记，因此当要获取相对位置时可以进行快速处理。

而且，采用本发明的立体图像显示装置，可以共用位置检测部件所使用的物品，并且通过使用相同的对齐形状，还可以共用用于识别对齐标记的程序。另外，在检测对齐标记中，可以容易地将包括波片的对齐标记作为黑图案进行掌握，从而根据对比度的不同实现标记位置的可靠检测。特别是，为了在片状滤光器上形成包括波片的对齐标记，只要在制造片状滤光器的时候改变掩膜图案就足够。这并不增加工序数，因此非常有用。

Claims

1.一种片状滤光器，其特征在于包括：

滤光器单元，以覆盖在图像显示单元上的状态使用，其中，图像显示单元用于在第一划分部分和第二划分部分中显示图像信息，所述第一划分部分和所述第二划分部分各自由以线形划分的偶数行和奇数行形成；以及

滤光器框架部分，以集成的方式围绕滤光器单元的外围布置；

所述滤光器单元在对应于所述图像显示单元的所述第一划分部分的区域内具有第一波片，用于将来自所述第一划分部分的图像信息的偏振方向旋转至与来自所述第二划分部分的图像信息的偏振方向不同的方向；

其中，所述滤光器框架部分具有由提供相差为90度的传输光的波片形成的第一对齐标记，并且所述滤光器框架部分具有由提供相差为0度的传输光的波片形成的第二对齐标记。

2.如权利要求1所述的片状滤光器，其特征在于：

在所述滤光器框架部分的多个位置形成所述第一对齐标记和所述第二对齐标记。

3.如权利要求1所述的片状滤光器，其特征在于：

形成所述第一对齐标记的波片与所述滤光器单元中的第一波片同时形成。

4.如权利要求1所述的片状滤光器，其特征在于：

所述滤光器单元的各行的划分方向为水平方向或垂直方向。

5.如权利要求1所述的片状滤光器，其特征在于：

所述对齐标记用于检测其相对于在图像显示框架部分的一部分形成的另一对齐标记的位置，其中，所述图像显示框架部分以集成的方式围绕所述图像显示单元的外围布置。

6.一种显示装置，其特征在于包括：

图像显示单元，用于在第一划分部分和第二划分部分中显示图像信息，所述第一划分部分和所述第二划分部分各自由以线形划分的偶数行和奇数行形成；

图像显示框架部分，以集成的方式围绕所述图像显示单元的外围布置；

滤光器单元，以覆盖在所述图像显示单元上的状态使用，并且在对应于所述图像显示单元的所述第一划分部分的区域内具有第一波片，用于将来自所述第一划分部分的图像信息的偏振方向旋转至与来自所述第二划分部分的图像信息的偏振方向不同的方向；以及

其中，所述滤光器框架部分具有由提供相差为90度的传输光的波片形成的第一对齐标记，并且所述滤光器框架部分具有由提供相差为0度的传输光的波片形成的第二对齐标记；并且

所述图像显示框架部分在其中形成有与所述第一对齐标记和所述第二对齐标记一致的对齐标记。

7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于：

在所述滤光器框架部分和所述图像显示框架部分的多个位置形成所述第一对齐标记和所述第二对齐标记。

8.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于：

形成所述第一对齐标记的波片与所述滤光器单元的第一波片同时形成。