CN101794021A - 透镜阵列装置和图像显示装置 - Google Patents

透镜阵列装置和图像显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101794021A
CN101794021A CN201010107197A CN201010107197A CN101794021A CN 101794021 A CN101794021 A CN 101794021A CN 201010107197 A CN201010107197 A CN 201010107197A CN 201010107197 A CN201010107197 A CN 201010107197A CN 101794021 A CN101794021 A CN 101794021A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
lens array
effect
variable lens
variable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201010107197A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101794021B (zh
Inventor
石冈宏治
坂本祥
冲田裕之
高井雄一
高桥贤一
秋田正义
渡边康博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN101794021A publication Critical patent/CN101794021A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101794021B publication Critical patent/CN101794021B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133526—Lenses, e.g. microlenses or Fresnel lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/004—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/305—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using lenticular lenses, e.g. arrangements of cylindrical lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/356—Image reproducers having separate monoscopic and stereoscopic modes
    • H04N13/359—Switching between monoscopic and stereoscopic modes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/398—Synchronisation thereof; Control thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

本发明公开一种透镜阵列装置和图像显示装置。提供了透镜阵列装置和使用透镜阵列装置的图像显示装置，其允许容易地获得与单独的可变透镜阵列不同的透镜效果特性。该透镜阵列装置，包括：可变透镜阵列和固定透镜阵列。可变透镜阵列包括多个可变透镜，每个可变透镜具有电气调节屈光度。固定透镜阵列包括多个固定透镜，每个固定透镜对应于多个可变透镜中的每个来设置。固定透镜的每个具有一旦对应的可变透镜已经具有第一屈光度则允许抵消第一屈光度的屈光度。

Description

透镜阵列装置和图像显示装置
技术领域
本发明涉及可以电气调节透镜的屈光度的透镜阵列装置，并涉及可以通过使用透镜阵列装置来在例如二维显示和三维显示之间电气改变显示模式的图像显示装置。
背景技术
在过去，已经知道双透镜或者多透镜三维显示装置，其在观察者的眼睛上显示视差图像以实现立体视觉。作为实现更自然立体视觉的方法，存在一种空间图像类型的三维显示装置。在该空间图像类型中，具有不同照射方向的多个光束照射到空间中，由此形成与多个视角相关的空间图像。
作为实现三维显示装置的方法，例如，知道诸如液晶显示装置的二维显示装置和用于三维显示的光学装置的组合，其中该光学装置使来自二维显示装置的显示图像光在多个视角方向偏转。例如，如图7A所示，包括并列布置的多个圆筒透镜303的圆筒透镜阵列302用于三维显示用的光学装置。
图7示出了双透镜三维显示装置的构造示例。该三维显示装置构造成使得圆筒透镜阵列302与二维显示装置301的显示表面相对。在圆筒透镜阵列302中，每个圆筒透镜303相对于二维显示装置301的显示表面在纵向方向上延伸，以在横向上具有屈光度。多个显示像素以二维的方式规则地布置在二维显示装置301的显示表面上。每个圆筒透镜303分配有在二维显示装置301的显示表面上相邻的两个像素阵列301R和301L。一个像素阵列301R要显示右视差图像，另一像素阵列301L要显示左视差图像。显示的视差图像由每个圆筒透镜303分成横向上不同的光路402和403。因而，右视差图像和左视差图像适合地到达观察者400的眼睛401R和401L。
例如以下述方式构造右视差图像和左视差图像。例如，通过对应于左右视点的位置处放置的透镜并在对应于来自视点的方向的方向上所取得的两个图像切割成宽度为圆筒透镜303的水平透镜间距的一半的条带，并以行的方式交替显示。即，从左右视差图像切割的条带图像在对应于一个圆筒透镜303的区域的每个中一体地显示。此时，当观察者400从特定位置和特定方向观察三维显示装置时，分别在左眼位置和右眼位置处选择性地入射由圆筒透镜阵列302形成的右视差图像和左视差图像，因而感知到立体图像。
类似地，在多透镜类型装置的情况下，显示在对应于至少三个视点的位置处并在对应于来自视点的方向的方向上所取得的多个视差图像，同时，对其在圆筒透镜303的水平透镜间距内进行等分分割，并对其进行相应的分配。因而，由圆筒透镜阵列302在连续不同的角度范围中出射至少三个视差图像，然后对其聚焦。在此情况下，取决于观察者400的视线的位置或者方向的改变，感知多个不同的视差图像。随着对应于不同视点的不同视差图像的数量增大，可以获得更真实的立体感觉。
例如，可以使用具有固定形状和固定透镜效果的树脂成型透镜阵列作为圆筒透镜阵列302。在此情况下，由于透镜效果不变，形成专门针对三维显示设计的显示装置。另一方面，由于仍然需要显示诸如文字或者平面图形之类的二维图像(其不需要立体显示)的能力，期望显示装置能在二维显示模式和三维显示模式的两个显示模式之间改变。通过使用可变透镜阵列作为圆筒透镜阵列302可以实现这种改变能力，在可变透镜阵列中可以电气控制透镜效果打开或关闭。可以通过液晶透镜或者液体透镜来实现这种可变透镜阵列。通过可变透镜阵列，在二维显示模式中，透镜阵列改变成没有透镜效果的状态(没有屈光度的状态)，并直接透射来自二维显示装置的显示图像光。在三维显示模式中，透镜阵列改变成产生透镜效果的状态(例如，具有正屈光度的状态)，并在多个视角方向上偏转来自二维显示装置的显示图像光，从而实现立体视觉。
图8和图9示出了使用液晶透镜的可变透镜阵列的构造示例。可变透镜阵列包括透明的第一和第二基板221和222和液晶层223，第一和第二基板221和222包括玻璃材料等，液晶层223夹在第一和第二基板221和222之间。包括诸如ITO(铟锡氧化物)膜之类的透明导电膜的第一透明电极224均匀地形成在第一基板221的液晶层223一侧的几乎整个表面上。类似地，第二透明电极225均匀地形成在第二基板222的液晶层223一侧的几乎整个表面上。
液晶层223构造的方式是：液晶分子231通过例如称为光复制(photoreplication)处理的制造方法填充到形成为凹透镜形状的模子中。取向膜232平面地设置在液晶层223的第一基板221一侧的表面上。通过复制区234的模子形成为凸起形状的取向膜233设置在液晶层223的第二基板222一侧。即，在液晶层223中，液晶分子231填充在下方的平面取向膜232和上方的凸取向膜233之间，并且上方的其他区域形成为复制区(replica)234。因而，在液晶层223中，填充有液晶分子231的各部分形成为凸起形状。取决于所施加的电压，凸起部分选择性用作微透镜。
每个液晶分子231具有折射率各向异性，并例如，具有折射率椭圆结构，其对纵向方向和横向方向之间的通过光束具有不同的折射率。此外，取决于第一和第二透明电极224和225所施加的电压，液晶分子231的分子排列变化。此处，对通过光束的折射率假定为n0，该折射率在将特定电压作为差电压对液晶分子231进行施加的状态下由分子排列给定。对通过光束的折射率假定为ne，该折射率在差电压为零的状态下由分子排列给定。这些折射率的大小关系是ne＞n0。在特定电压作为差电压对液晶分子231进行施加的状态下，将复制区234的折射率调节为与低的折射率n0相同。
因而，当由第一和第二透明电极224和225施加的差电压为零时，在液晶分子231的折射率ne和复制区234的折射率n0之间发生对通过光束L的折射率的不同。此外，如图9所示，凸出部分用作为凸透镜。相反，当差电压对应于预定电压时，液晶分子231对通过光束L的折射率n0变成等于复制区234对光束L的折射率n0，因而，凸起部分不用做凸透镜。因而，如图8所示，光束没有偏转地被液晶层223直接透射。
Dick K.G.de Boer，Martin G.H.Hiddink，Maarten Sluijter，Oscar H.Willemsen and Siebe T.de Zwart，″Switchable lenticular based 2D/3D displays″，SPIE Vol.6490，64900R(2007)揭示了一种显示装置，其可以通过使用这样的液晶透镜在二维显示模式和三维显示模式的两个显示模式之间改变。″Liquid Lens Technology：Principle of Electrowetting Based Lenses andApplications to Imaging″B.Berge，Proc.of IEEE Int′1 Conf.of MEMS 2005，pp.227-237描述了一种电润湿液体透镜，其透镜效果被控制成取决于所施加的电压而打开或者关闭。
发明内容
在以前的可变透镜阵列的情况下，装置的电气接通/关断状态和透镜效果的打开/关闭之间的关系对于要使用的液晶透镜或者改变液晶透镜的方法是固有的。因而，对产品所要求的装置的电气接通/关断状态(诸如，电力消耗)和透镜效果的打开/关闭状态之间的优选关系有时相反。例如，在SPIE Vol.6490，64900R(2007)中描述的液晶透镜或者在Proc.of IEEE Int′1Conf.of MEMS 2005中描述的液体透镜中，当电气关断透镜时，透镜效果打开，当电气接通透镜时，透镜效果关闭。因而，当液晶透镜或者液体透镜用来在二维显示模式和三维显示模式之间改变显现模式时，在二维显示模式中透镜在电气接通状态下使用，在三维显示模式中透镜在电气关断状态下使用。在此情况下，在二维显示模式中电气接通透镜，并需要对透镜连续施加电压以保持接通状态，因而，当透镜用于频繁用于二维显示的产品时，电力消耗增大。这种电力消耗的问题对于安装在电力消耗受到限制的移动产品中的装置是特别大的障碍。
当电气接通/关断状态和透镜效果的打开/关闭状态之间的关系与以上相反时，会发生相同的问题。例如，考虑以与以上相反的方式工作的可变透镜阵列，即，当电气接通透镜时，透镜效果打开，当电气关断透镜时，透镜效果关断。在此情况下，在二维显示模式中可变透镜阵列在电气关断状态下使用，并且在三维显示模式中可变透镜阵列在电气接通状态下使用，因而当与上述示例相反可变透镜阵列用在频繁用于三维显示的产品时，可变透镜在电力消耗方面是不利的。
当前开发的可变透镜产品产生正或者负的屈光度作为透镜效果。然而，在单独的可变透镜的透镜特性没有任何变化的情况下，可变透镜阵列不一定可用于任何光学系统。例如，电润湿液体透镜通常产生负的屈光度的透镜效果。相反，对于用于三维显示的圆筒透镜阵列，需要产生正的屈光度的可变透镜。因而，在不改变液体透镜的透镜特性的情况下，产生负的屈光度的液体透镜不能用于三维显示用的光学系统。而且，单独的可变透镜的屈光度可变范围很可能与要使用的光学系统所要求的屈光度可变范围不同。
期望提供一种透镜阵列装置，其中可以容易地获得与单独的可变透镜阵列的透镜效果特性不同的透镜效果特性，并提供一种使用该透镜阵列装置的图像显示装置。
根据本发明实施例的透镜阵列装置包括可变透镜阵列，其包括多个可变透镜，每个所述可变透镜具有可电气调节的屈光度；以及固定透镜阵列，其包括多个固定透镜，每个所述固定透镜对应于所述多个可变透镜中的每个来设置，所述固定透镜的每个具有一旦对应的可变透镜已经具有第一屈光度则允许抵消所述第一屈光度的屈光度。
根据本发明实施例的透镜阵列装置，对应于多个可变透镜设置多个固定透镜，并且当对应的可变透镜具有第一屈光度时，抵消第一屈光度。可变透镜阵列与固定透镜阵列组合，由此获得与单独的可变透镜的透镜效果特性不同的透镜效果特性。
在本发明实施例的透镜阵列装置中，所述可变透镜中的每个可通过透镜效果的电气接通/关断控制至少在不具有屈光度的状态和具有所述第一屈光度的状态之间调节。此外，所述固定透镜的每个具有第二屈光度，一旦所述对应的可变透镜已经进入透镜效果打开状态以具有所述第一屈光度，则所述第二屈光度允许抵消所述透镜效果。在此情况下，当所述可变透镜阵列的透镜效果打开时(产生特定屈光度的状态)，所述可变透镜阵列和所述固定透镜阵列的组合的总透镜效果关闭(不具有屈光度的状态)。此外，当所述可变透镜阵列的透镜效果关闭时，所述总透镜效果打开。即，整个透镜阵列装置的透镜效果的电气接通/关断特性与单独的可变透镜阵列的电气接通/关断特性相反。
根据本发明实施例的图像显示装置包括：显示面板，其执行二维图像显示；以及透镜阵列装置，其设置成面对所述显示面板的显示表面，并选择性地改变来自所述显示面板的光束的传播的通过状态。所述透镜阵列装置包括以上根据本发明实施例的透镜阵列装置。
根据本发明实施例的图像显示装置，获得电气特性，该电气特性与在可变透镜阵列单独地用于透镜阵列装置的情况下不同。根据本发明实施例的图像显示装置，例如，使用根据本发明的透镜阵列装置适合地改变透镜效果的打开/关闭状态，由此可以彼此电气改变二维显示和三维显示。根据本发明实施例的透镜阵列装置，例如，整个透镜阵列装置的透镜效果的电气接通/关断特性可以与单独的可变透镜阵列的接通/关断特性相反。因而，例如，电力消耗的状态与可变透镜阵列单独地用于在二维显示和三维显示之间电气改变显示状态的情况相反。
根据本发明实施例的透镜阵列装置，由于提供具有抵消可变透镜的透镜效果的屈光度的固定透镜阵列，可以容易地获得与单独的可变透镜阵列的透镜效果特性不同的透镜效果特性。例如，单独的具有负的屈光度可变范围的可变透镜阵列可以转换成作为整个装置具有正的屈光度可变范围的可变透镜系统。此外，例如，可变透镜阵列的透镜效果的电气接通/关断特性可以相反。
根据本发明实施例的图像显示装置，由于根据本发明实施例的透镜阵列装置用来选择性地改变来自显示面板的光束的通过状态，可以容易地获得电气特性，该电气特性与在可变透镜单独地用于透镜阵列装置的情况不同。因而，与可变透镜阵列单独地用于改变显示状态的情况相比，电力消耗可以受到抑制。例如，在以前的显示装置中，当考虑以下情况作为示例时，在该情况中可变透镜阵列单独地用于其中可变透镜阵列在二维显示模式中电气接通而在三维显示模式中电气关断的构造，电力消耗在二维显示模式中增大。另一方面，在根据本发明实施例的图像显示装置中，在使用了相同类型的可变透镜阵列的同时，可变透镜阵列可以在二维显示模式中电气关断，而在三维显示模式中电气接通，结果电力消耗可以在二维显示模式中受到抑制。
本发明的其他和进一步目的、特征和优点将从以下描述中将更充分地明显。
附图说明
图1A和图1B是示出使用根据本发明第一实施例的透镜阵列装置的图像显示装置的构造的剖视图，其中，图1A示出了二维显示状态中的构造，图1B示出了三维显示状态中的构造。
图2A和图2B是示出了电润湿液体透镜的工作原理的剖视图，其中，图2A示出了产生透镜效果的状态，图2G示出了不具有透镜效果的状态。
图3A和图3B是示出了使用根据本发明第二实施例的透镜阵列装置的图像显示装置的构造的剖视图，其中，图3A示出了三维显示状态中的构造，图3B示出了二维显示状态中的构造。
图4A和图4B是示出了场驱动液晶透镜的工作原理的剖视图，其中，图4A示出了不具有透镜效果的状态，图4B示出了产生透镜效果的状态。
图5是示出图4所示的液晶透镜的电极部分的构造示例的剖视图。
图6是示出了根据本发明第二实施例的可变透镜阵列的电极部分的构造示例的立体视图。
图7是示出过去的三维显示装置的构造示例的剖视图。
图8是示出使用液晶透镜的切换透镜阵列在不具有透镜效果的状态中的构造示例的剖视图。
图9是示出使用液晶透镜的切换透镜阵列在产生透镜效果的状态中的构造示例的剖视图。
图10是示出根据本发明第一实施例的可变透镜阵列和固定透镜阵列的组合的透镜效果的说明图。
具体实施方式
以下，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。
第一实施例
透镜阵列装置和图像显示装置的总构造
图1A和图1B示出了使用根据实施例的透镜阵列装置1的图像显示装置的构造示例。在实施例中，描述了图像显示装置，其可以在2D(二维)显示模式和3D(三维)显示模式的两个显示模式之间变化。图1A示出了二维显示模式中的显示状态，图1B示出了三维显示模式中的显示状态。图像显示装置包括透镜阵列装置1和执行二维图像显示的显示面板2。透镜阵列装置1与显示面板2的显示表面5侧相对。
显示面板2例如可以包括液晶显示器。多个显示像素7以二维的方式规则地布置在显示面板2的显示表面5上。显示面板2在二维显示的情况下基于二维图像数据执行图像显示，并在三维显示的情况下基于三维图像数据执行图像显示。三维图像数据例如是指包括与三维显示中的多个视角方向对应的多个视差图像。在实施例中，对在三维显示模式中执行双透镜三维显示的情况下进行描述。在双透镜三维显示的情况下，三维图像数据是右眼显示和左眼显示用的视差图像的数据。显示面板2如图1B所示在横向交替显示每个左视差图像8L和每个右视差图像8R。
透镜阵列装置1取决于显示模式将透镜效果电气控制为打开或者关闭，使得选择性地改变来自显示面板2的光束的通过状态。透镜阵列装置1从显示面板2的显示表面5一侧按顺序具有可变透镜阵列3和固定透镜阵列4。可变透镜阵列3具有多个可变透镜，每个透镜具有可以被电气控制为打开或者关闭的透镜效果。
固定透镜阵列4具有对应于多个可变透镜设置的多个固定透镜，并且每个固定透镜具有当可变透镜接通时抵消相应可变透镜的透镜效果的屈光度。更具体地，固定透镜阵列4具有其中多个圆筒透镜4A并列布置成固定透镜的圆筒透镜阵列构造。在固定透镜阵列4中，每个圆筒透镜4A在纵向方向上相对于显示面板2的显示表面5延伸，并设置成在横向上具有正的屈光度。圆筒透镜4A的横向透镜间距例如对应于显示表面5上两个像素的横向尺寸。
可变透镜阵列的构造
可变透镜阵列3具有彼此相对且之间具有间距的第一和第二基板10和20，以及设置在第一和第二基板10和20之间的液体层。液体层包括硅油15和电解液16。第一和第二基板10和20是透明基板，其包括例如玻璃材料或者树脂材料。分隔壁12和13形成在第一和第二基板10和20之间的外周部分中。分隔壁12形成在第一和第二基板10和20之间对应于圆筒透镜4A的透镜间距的位置处。在对应于透镜间距的位置处的每个分隔壁12形成有比第一和第二基板10和20之间的间隔短的竖直长度，并与第一基板10形成有特定的间距。相邻两个分隔壁12之间的液体层形成单个可变透镜。单个可变透镜对应于固定透镜阵列4的单个圆筒透镜4A。亲水性导电膜11形成在第一基板10的与液体层接触的一侧的几乎整个表面上。疏水导电膜14形成在每个分隔壁12的表面上。
可变透镜阵列3是取决于所施加的电压将透镜效果控制为打开或者关闭的电润湿液体透镜阵列。参照图2A和图2B描述可变透镜阵列3的基本机构和工作原理。此处，图2A和图2B示出了单个可变透镜(液体透镜)的构造以说明基本原理。对应于图1A和图1B所示结构的部分用相同的参考标号或者符号来标记。图2A示出了产生的透镜效果的打开状态(具有特定负屈光度的状态)，图2B示出了透镜效果的关闭状态(没有屈光度的状态)。
电润湿可变透镜利用液体和固体表面之间的润湿性取决于所施加的电压而变化的现象，并因而通过改变折射率不同的两种液体之间的界面构造来控制透镜效果。在图2A和图2B所示的可变透镜的结构中，亲水性导电膜11形成在第一基板10的表面上，并且亲油性导电膜14形成在每个分隔壁12的表面上。此外，硅油15注入第一和第二基板10和20之间第二基板20一侧和亲油性导电膜14一侧的空间中，并且电解液16注入亲水性导电膜11的一侧的空间中，然后将该空间密封。亲水性导电膜11和亲油性导电膜14分别电连接到要施加电压的电源6。图2B示出了电源6施加电压的状态(电气接通状态)，图2A示出了未施加电压的状态(电气关断状态)。
电解液16具有分隔壁12的表面(亲油性导电膜14)的润湿性与所施加的电压的平方成比例地增大的性质。因而，当与分隔壁12的表面的接触角在所施加的电压为零的情况下假定为θ0，并在所施加的电压不为零的情况下假定为θV时，θ0＞θV的关系成立。此外，可以发现特定的施加的电压V90，在该电压下，透镜效果为零(θV＝90°，在此角度下，硅油15和电解液16之间的界面构造变成平面)。因而，施加的电压在零和特定电压V90之间改变，由此可以执行透镜效果的打开/关闭控制。当硅油15假定具有比电解液16高的折射率时，当施加的电压如图2A所示为零时，产生负的屈光度的透镜效果。
即，可变透镜工作，使得当将施加的电压调节为零以电气关断透镜时，透镜效果为打开(图2A)。当将施加的电压调节为特定电压V90以电气接通透镜时，透镜效果关闭(图2B)。电气接通/关断状态和透镜效果的接通/关闭状态之间的这种关系对于电润湿液体透镜是固有的。由于可以通过使硅油15和电解液16这两种液体的比重相等的方法来将对硅油15的重力影响调节为等于对电解液16的重力影响，因此认为仅仅通过取决于施加的电压的润湿性来确定界面构造，并且认为不受其中的重力的影响。
整个透镜阵列装置的透镜工作
图10概念性示出了单个可变透镜阵列3的屈光度可变范围和作为可变透镜阵列3和固定透镜阵列4的组合的整个透镜阵列1的屈光度可变范围。由于整个透镜阵列装置1在横向上产生屈光度，此处描述在横向上的屈光度。如之前所述，可变透镜阵列3是电润湿液体透镜，并且单个地产生如图2A所示的负屈光度的透镜效果。因而，单个可变透镜阵列3具有如图10中的虚线所示的在特定电压V90下透镜效果为零的负的屈光度可变范围。相反，固定透镜阵列4单个地具有正的屈光度。因而，作为可变透镜阵列3和固定透镜阵列4的组合的整个透镜阵列装置1的屈光度可变范围改变到其中屈光度转移到如图10中的实线所示的正的屈光度可变范围的状态中。即，在透镜阵列装置1中，单个地具有负的屈光度可变范围的可变透镜阵列3转换成其中整个装置具有正的屈光度可变范围的可变透镜系统。具体地，在实施例中，固定透镜阵列4具有当透镜效果打开时抵消可变透镜阵列3的透镜效果的屈光度。因而，整个透镜阵列装置1是其中当施加的电压为零时屈光度为零并且当施加特定电压V90时产生特定正的屈光度的可变透镜系统。
透镜阵列装置和图像显示装置的控制操作
接着，描述透镜阵列装置1的控制操作(透镜效果的控制操作)和使用透镜阵列装置1的图像显示装置的显示模式的控制操作。
在透镜阵列装置1中，当如图1A所示电源6不向可变透镜阵列3施加电压时(电气关断状态)，可变透镜阵列3的多个可变透镜中的每个的透镜效果打开。可变透镜阵列3的每个可变透镜的透镜效果被固定透镜阵列4的相应固定透镜(圆筒透镜4A)抵消。即，可变透镜阵列3和固定透镜阵列4的组合的整体透镜效果关闭。以此方式，将整个透镜阵列装置1调节到没有透镜效果的状态，使得来自显示面板2的显示图像光不偏转地透射，由此图像显示装置执行二维显示。
相反，当如图1B所示电源6向可变透镜阵列3施加电压时(电气接通状态)，可变透镜阵列3的每个可变透镜的透镜效果关闭。在此状态下，调节电压的值，使得构成可变透镜阵列3的液体层的硅油15和电解液之间的界面构造在各个可变透镜部分中变成平面。在此状态下，单独地使可变透镜阵列3的透镜效果失效，而仅仅使固定透镜阵列4的透镜效果有效。即，可变透镜阵列3和固定透镜阵列4的整体透镜效果打开。以此方式，整个透镜阵列装置1的透镜效果是有效的，使得显示面板2显示左视差图像8L和右视差图像8R。显示的视差图像被固定透镜阵列4的每个圆筒透镜4A分成横向上不同的光路31和32。因而，左视差图像8L和右视差图像8R适合地选择性地分别入射到观察者9的左眼9L和右眼9R，使得感知立体图像。
如前所述，根据透镜阵列装置1，由于提供了固定透镜阵列4，固定透镜阵列具有抵消可变透镜阵列3的透镜效果的屈光度，可变透镜阵列3的透镜效果的电气接通/关断特性可以相反。在透镜阵列装置1中，当可变透镜阵列3的透镜效果打开(产生特定负的屈光度的状态)时，可变透镜阵列3和固定透镜阵列4的组合的整体透镜效果关闭(不具有屈光度的状态)。此外，当可变透镜阵列3的透镜效果关闭时，整体透镜效果打开。即，整个透镜阵列装置1的透镜效果的电气接通/关断特性与单独的可变透镜阵列3的接通/关断特性相反。
根据实施例的图像显示装置，透镜阵列装置1选择性地改变来自显示面板2的光束的通过状态。因而，与单独地用可变透镜阵列3来改变显示状态的情况相比，电力消耗可以受到抑制。例如，在以前的图像显示装置中，当考虑以下情况作为示例：可变透镜阵列3单独地用于在二维显示模式中电气接通透镜阵列装置并在三维显示模式中电气关断透镜阵列装置的构造，电力消耗在二维显示模式中增大。另一方面，在实施例中，在使用相同类型可变透镜阵列3的同时，透镜效果的电气接通/关断特性可以相反，使得在二维显示模式中电气关断透镜阵列装置，并在三维显示模式中电气接通透镜阵列装置。结果，电力消耗在二维显示模式中可以受到抑制。具体地，当图像显示装置用于更频繁用在二维显示中的产品时，产生了大的抑制电力消耗的效果。例如，当以平面图形或者文字通常显示在二维显示模式中的方式使用图像显示装置，并且显示模式根据需要改变到用于显示三维图像的模式时，可以获得抑制电力消耗的效果。
第一实施例的修改
尽管在以上描述中已经示出了电润湿液体透镜用作可变透镜阵列3的示例，但是可以使用具有其他结构的可变透镜，只要该透镜具有装置的电气接通/关断状态和透镜效果的打开/关闭状态之间的关系的相同的模式即可。即，具有其他结构的可变透镜可以用作可变透镜阵列3，只要该透镜是当电气关断装置时透镜效果打开并当电气接通该装置时透镜效果关闭的类型的即可。
例如，可以使用图8和图9所示的使用了液晶透镜的可变透镜阵列。图8和图9所示的可变透镜阵列是液晶透镜阵列，其具有构造成具有折射率各向异性的液晶分子231填充在对应于多个可变透镜的透镜形状模子中的液晶层223，将透镜效果控制为根据所施加的电压而打开或关闭。液晶透镜阵列构造成使得当将施加的电压调节为零因而电气关断透镜阵列时，透镜效果打开，并且当将施加的电压调节为特定电压因而电气接通透镜阵列时，透镜效果关闭。即，电气接通/关断状态和透镜效果的打开/关闭状态之间的关系与电润湿液体透镜阵列相同。
然而，通过在液晶层223中、下方的平面取向膜232和上方的凸起取向膜233之间填充液晶分子231，图8和图9所示的结构产生正的屈光度作为透镜效果。在此实施例中使用可变透镜阵列3的结构的情况下，需要产生负的屈光度作为透镜效果。为此，例如，取向膜233可以形成为凸起形状。
第二实施例
接着，描述使用根据本发明第二实施例的透镜阵列装置的图像显示装置。与根据第一实施例的图像显示装置基本相同的部件用相同的参考标号或者符号来标记，并适合地省略其描述。
图3A和图3B示出了使用根据本实施例的透镜阵列装置1A的图像显示装置的构造示例。同样在本实施例中，描述了图像显示装置，其可以在二维显示模式和三维显示模式的两个显示模式之间改变。图3A示出了三维显示模式中的显示状态，图3B示出了二维显示模式中的显示状态。图像显示装置包括透镜阵列装置1A和执行二维图像显示的显示面板2。透镜阵列装置1从显示面板2的显示表面5侧按顺序具有可变透镜阵列3A和固定透镜阵列4。
可变透镜阵列的构造
根据本实施例的图像显示装置与根据第一实施例的图像显示装置不同在于可变透镜阵列3A的构造。本实施例使用了单独的可变透镜阵列3A的电气接通/关断状态和透镜效果的打开/关闭状态之间的关系，该关系是与第一实施例的模式相反的模式。即，本实施例使用了当电气关断透镜阵列时透镜效果关闭并且当电气接通透镜阵列时透镜效果打开这种类型的可变透镜阵列3A。
例如，可以使用以下类型的透镜阵列作为可变透镜阵列3A：提供包括具有折射率各向异性的液晶分子的液晶层21，并且通过根据施加的电压改变液晶层21内的电场强度分布来改变液晶分子的排列，由此将透镜效果控制为打开或者关闭。此类型对应于场驱动液晶透镜阵列。
参照图4A、图4B和图5描述了场驱动液晶透镜阵列的基本结构和工作原理。此处，图4A、图4B和图5示出了单独的可变透镜(液晶透镜)的构造以说明基本原理。图4A示出了其中将可变透镜调节为被电气关断，使得透镜效果关闭(不具有屈光度的状态)的构造。图4B示出了将可变透镜调节为电气接通因而透镜效果打开(产生特定屈光度的状态)的构造。
如图4A和图4B所示，液晶透镜阵列包括具有玻璃材料等的透明的第一和第二基板101和102，以及夹在第一和第二基板101和102之间的液晶层103。第一和第二基板101和102在之间具有间隔d的方式彼此相对。
包括诸如ITO膜之类的透明导电膜的透明电极111(省略了图4A和图4B中的示出)均匀地形成在第一基板101的面对第二基板102的一侧的几乎整个表面上。包括诸如ITO膜之类的透明导电膜的部分电极112部分地形成在第二基板102的面对第一基板101的一侧上(参照图5)。当产生透镜效果时，部分电极112并列布置在对应于透镜间距的周期间隔处。相邻的两个部分电极112之间的间距形成为具有间隔A的开口。当产生透镜效果时，相邻的两个部分电极112相对于光轴布置在对称位置处。
省略示出的取向膜形成在透明电极111和液晶层103之间。类似地，取向膜形成在每个部分电极112和液晶层103之间。在液晶层103中，如图4A所示，在通常的状况下均匀地分布具有折射率各向异性的液晶分子104。
在液晶透镜阵列中，如图4A所示，在施加的电压为0V的通常状况(电气关断的状态)下，液晶分子104均匀地排列在由取向膜限定的特定方向上。因而，通过光束的波面201变成平面波，造成没有透镜效果的状态。
另一方面，在液晶透镜阵列中，由于部分电极112在具有间隔A的开口的情况下彼此分离，当在图5所示的状况下对透镜阵列施加特定的驱动电压时，在液晶层103内的电场分布中发生偏转。即，产生电场，使得电场强度在与形成每个部分电极112的区域对应的部分中根据驱动电压而增大，并且电场强度在靠近具有间隔A的开口的中心的位置处降低。因而，如图4B所示，液晶分子104的排列根据电场分布而变化。由于每个液晶分子104的折射率在分子的长轴方向和短轴方向上不同，取决于分子的倾斜角，分子的表观折射率变化。在液晶透镜阵列中，使相位差(延迟)产生(该相位差取决于液晶分子104的倾斜分布在液晶层103的厚度方向上发生)，使得产生并控制透镜效果。因而，以特定电压对透镜阵列进行施加使其被电气接通时，如图4B所示改变通过光束的波面202，造成透镜效果产生的状态。
参照图3A、图3B和图6描述根据本实施例的可变透镜阵列3A的结构。可变透镜阵列3A是使用场驱动液晶透镜阵列的结构。然而，可变透镜阵列3A构造成使得其光轴方向与图4A、图4B和图5所示的方向竖直相反。即，电极结构竖直相反。更具体地，包括诸如ITO膜之类的透明导电膜的透明电极14A均匀地形成在上方第二基板20的几乎整个表面上。包括诸如ITO膜之类的透明导电膜的部分电极11A部分地形成在下方第一基板10上。每个部分电极11A如图6所示在纵向方向上延伸，且具有电极宽度L。当产生透镜效果时，部分电极11A并列布置在与透镜间距p对应的周期间隔处。相邻的两个部分电极11A的间距形成为具有间隔A的开口。相邻的两个部分电极11A之间的区域形成单个可变透镜。单个可变透镜对应于固定透镜阵列4的单个圆筒透镜4A。每个部分透镜11A的延伸方向与每个圆筒透镜4A的延伸方向相同。
省略示出的取向膜形成在透明电极14A和液晶层21之间。类似地，取向膜形成在每个部分电极11A和液晶层21之间。在液晶层21中，如图4A所示的基本结构那样，均匀分布在图3A中省略示出的具有折射率各向异性的液晶分子104。如在图4B所示的基本结构那样，在施加特定电压的状况下，在图3B中省略示出的液晶分子104的排列取决于液晶层21内的电场强度分布而变化。
透镜阵列装置和图像显示装置的控制操作
接着，描述透镜阵列装置1A的控制操作(透镜效果的控制操作)和使用透镜阵列装置1A的图像显示装置的显示模式的控制操作。
在透镜阵列装置1A中，当如图3A所示电源6不向可变透镜阵列3A施加电压时(电气关断状态)，可变透镜阵列3A的多个可变透镜中的每个的透镜效果关闭。在此状态下，使可变透镜阵列3A的透镜效果单独地失效，并仅仅使固定透镜阵列4的透镜效果有效。即，可变透镜阵列3A和固定透镜阵列4的组合的总透镜效果打开。以此方式，使整个透镜阵列装置1A的透镜效果有效，使得显示面板2显示左视差图像8L和右视差图像8R。显示的视差图像被固定透镜阵列4的每个圆筒透镜4A分成横向上不同的光路31和32。因而，左视差图像8L和右视差图像8R适合地选择性地分别入射到观察者9的左眼9L和右眼9R，使得感知立体图像。
相反，当如图3B所示电源6向可变透镜阵列3A施加电压时(电气接通状态)，可变透镜阵列3A的每个可变透镜的透镜效果打开。可变透镜阵列3A的每个可变透镜的透镜效果被固定透镜阵列4的相应的固定透镜(圆筒透镜4A)抵消。即，可变透镜阵列3A和固定透镜阵列4的组合的总透镜效果变成关闭。以此方式，将整个透镜阵列装置1A调节成没有透镜效果的状态，使来自显示面板2的显示图像光没有偏转地透射，由此图像显示装置执行二维显示。
如之前所述，根据透镜阵列装置1A，由于提供固定透镜阵列4，该固定透镜阵列具有抵消可变透镜阵列3A的透镜效果的屈光度，可以使可变透镜阵列3A的透镜效果的电气接通/关断特性相反。在透镜阵列装置1A中，当可变透镜阵列3A的透镜效果打开时(产生特定屈光度的状态)，可变透镜阵列3和固定透镜阵列4的组合的总透镜效果关闭(不具有屈光度的状态)。此外，当可变透镜阵列3A的透镜效果关闭时，总透镜效果打开。即，整个透镜阵列装置1A的透镜效果的电气接通/关断特性与单独的可变透镜阵列3A的接通/关断特性相反。
然而，在本实施例中，单独的可变透镜阵列3A的电气接通/关断状态和透镜效果的打开/关闭状态之间的关系的模式与第一实施例相反。因而，电力消耗的状态与第一实施例相反。因而，当图像显示装置所用于的产品比在二维显示中更频繁地用在三维显示中时，电力消耗特别有效地受到抑制。例如，在之前透镜阵列装置中，当将透镜阵列装置包括单个场驱动液晶透镜阵列的情况考虑为示例时，该装置在二维显示模式中电气关断，并在三维显示模式中电气接通，使得电力消耗在三维显示模式中增大。另一方面，在本实施例中，尽管使用类型与场驱动液晶透镜阵列相同的可变透镜阵列3A，但是透镜效果的电气接通/关断特性可以相反，使得透镜阵列装置在三维显示模式中电气关断，并在二维显示模式中电气接通。因而，电力消耗可以在三维显示模式中受到抑制。结果，例如，当以通常显示三维图像的方式使用图像显示装置，并且显示模式根据需要改变为用于在二维显示模式中显示平面图形或者文字的模式时，可以获得抑制电力消耗的效果。
其它实施例
本发明不限于以上实施例，并且可以进行各种修改或者替换。
例如，在以上实施例中，圆筒透镜的效果产生作为透镜阵列装置1或者1A的透镜效果，使得两个视差图像在横向上显示以执行三维显示。然而，三维显示的方法不限于此。例如，可以使用多透镜三维显示，其中至少三个视差图像在横向上显示。在此情况下，对于每个圆筒透镜，在显示面板2上包括至少三个像素7。此外，例如，可以产生蝇眼透镜(其中，在面内具有圆形的各微透镜布置成矩阵图案)的透镜效果。在此情况下，显示光可以不仅在横向上而且在其它方向上偏转，以执行在非横向的方向上具有视角的三维显示。在此情况下，例如，布置成矩阵图案的微透镜(球面透镜)用于固定透镜阵列4，其中各个微透镜在面内具有圆形形状。对于可变透镜阵列3或者3A，使用透镜效果对应于圆形微透镜的可变透镜，该透镜效果能被电气控制成打开或者关闭。
尽管在以上实施例中已经描述了当在透镜阵列装置1或者1A中产生透镜效果时执行三维显示的情况，但是本发明可以用在其它种类的显示的情况中。例如，本发明可以用在变形(morphing)显示的情况中，而不是三维显示。此处提及的变形显示是指图像的显示内容根据观察的位置而改变的显示。例如，变形显示是指当视点在横向上移动时连续地改变正在二维显示的物体的形状或者位置的显示。
在以上描述中，已经描述了这样的情况：可变透镜阵列3或者3A的多个可变透镜的屈光度简单地电气控制成不具有屈光度的状态和具有特定屈光度的状态的这两个状态。然而，本申请的发明不限于这种控制。本发明不仅用在屈光度被简单地控制成两个状态的情况中，而且可以用在屈光度可以被控制成多个不同状态中。例如，当可变透镜的透镜效果打开时，可以以多级的方式将屈光度控制到具有与特定屈光度不同的屈光度的状态。即使在此状态下，通过将可变透镜阵列与固定透镜阵列组合，获得与单独的可变透镜阵列的透镜效果特性不同的透镜效果特性。
本申请包含与2009年1月30日提交给日本专利局的日本在先专利申请JP2009-020662中揭示的主题有关的主题，该在先专利申请的全部内容通过引用而包含于此。
本领域的技术人员应该理解到，可以根据设计要求和其它因素进行各种修改、组合、子组合和替换，只要它们在权利要求或者其等同的技术方案的范围内即可。

Claims (13)

1.一种透镜阵列装置，包括：
可变透镜阵列，其包括多个可变透镜，每个所述可变透镜具有可电气调节的屈光度；以及
固定透镜阵列，其包括多个固定透镜，对应于所述多个可变透镜中的每个设置每个所述固定透镜，所述固定透镜的每个具有一旦对应的可变透镜已经具有第一屈光度则允许抵消所述第一屈光度的屈光度。
2.根据权利要求1所述的透镜阵列装置，其中
所述可变透镜中的每个通过透镜效果的电气接通/关断控制，能够将屈光度至少调节为不具有屈光度的状态和具有所述第一屈光度的状态这两种状态，
所述固定透镜的每个具有第二屈光度，一旦所述对应的可变透镜已经进入透镜效果打开状态以具有所述第一屈光度，则所述第二屈光度允许抵消所述透镜效果，并且
当所述可变透镜阵列的透镜效果为打开状态时，所述可变透镜阵列和所述固定透镜阵列的组合后的整体的透镜效果为关闭状态，而当所述可变透镜阵列的透镜效果为关闭状态时，所述整体的透镜效果为打开状态。
3.根据权利要求2所述的透镜阵列装置，其中
所述可变透镜中的每个的所述第一屈光度是负的屈光度；并且
所述固定透镜中的每个的所述第二屈光度是正的屈光度，所述正的屈光度允许抵消所述可变透镜中的每个的所述负的屈光度的透镜效果。
4.根据权利要求3所述的透镜阵列装置，其用于图像显示装置，所述图像显示装置构造成能够在二维显示模式和三维显示模式之间电气切换，其中
所述可变透镜阵列和所述固定透镜阵列的组合后的整体的透镜效果在所述二维显示模式中为关闭状态，并在所述三维显示模式中为打开状态。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的透镜阵列装置，其中
所述可变透镜阵列的透镜效果在所述可变透镜阵列被电气关断时为打开状态，并在所述可变透镜阵列被电气接通时为关闭状态。
6.根据权利要求5所述的透镜阵列装置，其中
所述可变透镜阵列是电润湿式液体透镜阵列，其具有根据施加的电压而被控制成打开或者关闭的透镜效果，并且
所述可变透镜中的每个的透镜效果在所述施加的电压被调节为零以允许所述可变透镜阵列被电气关断时为打开状态，并在所述施加的电压被调节为预定的电压以允许所述可变透镜阵列被电气接通时为关闭状态。
7.根据权利要求5所述的透镜阵列装置，其中
所述可变透镜阵列是液晶透镜阵列，其具有根据施加的电压被控制成打开或者关闭的透镜效果，所述可变透镜阵列中的所述可变透镜中的每个具有液晶层，所述液晶层具有其中与所述可变透镜中的每个对应的透镜形状模子填充有具有折射率各向异性的液晶分子的结构，并且
所述可变透镜阵列的透镜效果在所述施加的电压被调节为零以允许所述可变透镜阵列被电气关断时为打开状态，并在所述施加的电压被调节为预定的电压以允许所述可变透镜阵列被电气接通时为关闭状态。
8.根据权利要求2至4中任一项所述的透镜阵列，其中
所述可变透镜阵列的透镜效果在所述可变透镜阵列被电气接通时为打开状态，并在所述可变透镜阵列被电气关断时为关闭状态。
9.根据权利要求8所述的透镜阵列装置，其中
所述可变透镜阵列是场驱动类型的液晶透镜阵列，其具有液晶层，所述液晶层包括具有折射率各向异性的液晶分子，通过根据施加的电压改变所述液晶层内的场强度分布以改变所述液晶分子的取向来将所述可变透镜阵列的透镜效果控制为打开或关闭，并且
所述可变透镜阵列的透镜效果在所述施加的电压被调节为零以允许所述可变透镜阵列被电气关断时为关闭状态，并在所述施加的电压被调节为预定的电压以允许所述可变透镜阵列被电气接通时为打开状态。
10.一种图像显示装置，包括：
显示面板，其执行二维图像显示；以及
透镜阵列装置，其设置成面对所述显示面板的显示表面，并选择性地改变来自所述显示面板的光束的传播的状态，
其中，所述透镜阵列装置包括：
可变透镜阵列，其包括各自具有可电气调节的屈光度的多个可变透镜；以及
固定透镜阵列，其包括各自对应于所述多个可变透镜中的每个设置的多个固定透镜，所述固定透镜中的每个具有一旦对应的可变透镜已经具有第一屈光度则允许抵消所述第一屈光度的屈光度。
11.根据权利要求10所述的图像显示装置，其中
所述可变透镜中的每个通过透镜效果的电气接通/关断控制，能够至少调节为不具有屈光度的状态和具有所述第一屈光度的状态这两种状态，
所述固定透镜的每个具有第二屈光度，一旦所述对应的可变透镜已经进入透镜效果打开状态以具有所述第一屈光度，则所述第二屈光度允许抵消所述透镜效果，并且
当所述可变透镜阵列的透镜效果为打开状态时，所述可变透镜阵列和所述固定透镜阵列的组合后的整体的透镜效果为关闭状态，而当所述可变透镜阵列的透镜效果为关闭状态时，所述总透镜效果为打开状态。
12.根据权利要求10所述的图像显示装置，其中
所述可变透镜阵列和所述固定透镜阵列组合后的整体的透镜效果被调节为关闭状态，允许来自所述显示面板的显示图像光不偏转地通过所述透镜阵列装置，由此允许所述图像显示装置执行二维显示，并且
所述可变透镜阵列和所述固定透镜阵列组合后的整体的透镜效果被调节为打开状态，允许来自所述显示面板的显示图像光至少在横向上偏转，由此允许所述图像显示装置至少在所述横向上显示不同图像。
13.根据权利要求12所述的图像显示装置，其中，三维显示用的一对视差图像用作所述不同图像，以在所述可变透镜阵列和所述固定透镜阵列组合后的整体的透镜效果被调节为打开状态时允许所述图像显示装置执行三维显示。
CN2010101071970A 2009-01-30 2010-02-01 透镜阵列装置和图像显示装置 Expired - Fee Related CN101794021B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009020662A JP4725654B2 (ja) 2009-01-30 2009-01-30 レンズアレイデバイスおよび画像表示装置
JP2009-020662 2009-01-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101794021A true CN101794021A (zh) 2010-08-04
CN101794021B CN101794021B (zh) 2013-05-22

Family

ID=42397495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010101071970A Expired - Fee Related CN101794021B (zh) 2009-01-30 2010-02-01 透镜阵列装置和图像显示装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7944617B2 (zh)
JP (1) JP4725654B2 (zh)
KR (1) KR20100088579A (zh)
CN (1) CN101794021B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104216117A (zh) * 2013-05-28 2014-12-17 英飞凌科技股份有限公司 显示设备
CN104297994A (zh) * 2014-10-31 2015-01-21 深圳市华星光电技术有限公司 集成成像3d液晶显示器及其使用的光学设备
CN104391378A (zh) * 2014-11-21 2015-03-04 苏州福丰科技有限公司 基于二维和三维模式可切换的观看装置
CN104730713A (zh) * 2013-12-18 2015-06-24 汤姆逊许可公司 光学透视玻璃型显示设备及对应的光学元件
CN105390066A (zh) * 2015-12-02 2016-03-09 昆山龙腾光电有限公司 显示装置
CN105607331A (zh) * 2015-12-31 2016-05-25 深圳市万普拉斯科技有限公司 显示设备视场角调节方法与系统
CN105607330A (zh) * 2015-12-31 2016-05-25 深圳市万普拉斯科技有限公司 显示设备及其显示模组
CN107991782A (zh) * 2017-11-06 2018-05-04 维瑟运动国际有限公司 裸眼3d显示装置
US10690990B2 (en) 2016-04-19 2020-06-23 Boe Technology Group Co., Ltd. Display device and display method
CN115128794A (zh) * 2021-03-25 2022-09-30 中强光电股份有限公司 匀光元件

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101263697B1 (ko) * 2006-06-27 2013-05-10 엘지디스플레이 주식회사 렌티큘러 어레이 및 이를 포함하는 영상표시장치
KR101274705B1 (ko) * 2007-12-14 2013-06-12 엘지디스플레이 주식회사 액정 전계 렌즈 및 이를 적용한 입체 표시 장치
CN101915987B (zh) * 2010-07-09 2014-11-05 深圳超多维光电子有限公司 光学导向模块及采用该光学导向模块的立体显示装置
JP2012098394A (ja) * 2010-10-29 2012-05-24 Sony Corp 液晶レンズアレイ素子、およびその駆動方法ならびに立体画像表示装置
JP5927532B2 (ja) * 2011-03-22 2016-06-01 株式会社Ｊｏｌｅｄ 表示装置および電子機器
KR101813614B1 (ko) 2011-03-31 2018-01-02 삼성디스플레이 주식회사 2차원/3차원 무안경식 디스플레이 용 렌티큘러 장치
KR101832266B1 (ko) 2011-03-31 2018-02-27 삼성전자주식회사 입체 영상 표시 장치
CN102209254B (zh) * 2011-05-30 2012-12-05 四川大学 一种一维集成成像方法和装置
KR101807692B1 (ko) * 2011-06-01 2017-12-12 삼성전자주식회사 다시점 3차원 영상 디스플레이 장치 및 방법
CN102830568B (zh) * 2011-06-15 2016-08-17 三星显示有限公司 液晶透镜及包括该液晶透镜的显示装置
JP6196421B2 (ja) * 2011-06-30 2017-09-13 三星ディスプレイ株式會社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 液晶レンズおよびそれを含む表示装置
TWI428633B (zh) * 2011-08-22 2014-03-01 Wistron Corp 用來調整立體影像顯示模組之立體影像顯示的方法及其立體影像顯示模組
CN103186008B (zh) * 2011-12-30 2016-06-08 上海天马微电子有限公司 电控液晶透镜面板及3d/2d可切换显示装置
ES2674932T3 (es) * 2012-01-13 2018-07-05 Ultra-D Coöperatief U.A. Medio lenticular para un aparato de visualización autoestereoscópica que tiene un material electroóptico y una capa de orientación y método de fabricación del mismo
US9025111B2 (en) * 2012-04-20 2015-05-05 Google Inc. Seamless display panel using fiber optic carpet
KR101925344B1 (ko) * 2012-05-10 2018-12-05 리쿠아비스타 비.브이. 전기 습윤 표시장치
US20140029087A1 (en) * 2012-07-25 2014-01-30 Lg Display Co., Ltd. Switchable lens device, method of manufacturing the same, and 2-dimensional and 3-dimensional image display device using the same
KR102022123B1 (ko) * 2012-09-05 2019-09-17 리쿠아비스타 비.브이. 표시기판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전기습윤 표시패널
US9523797B2 (en) * 2012-09-21 2016-12-20 Electronics And Telecommunications Research Institute Microlens array film and display device including the same
KR20140040451A (ko) * 2012-09-26 2014-04-03 삼성전자주식회사 멀티뷰 디스플레이장치 및 그의 표시방법
KR101984701B1 (ko) * 2012-11-13 2019-05-31 삼성전자주식회사 전기습윤 렌즈 어레이를 포함하는 3차원 영상 디스플레이 장치 및 3차원 영상 획득 장치
US10036884B2 (en) * 2012-12-18 2018-07-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Display including electrowetting prism array
US9013564B2 (en) * 2013-05-07 2015-04-21 Elwha Llc Controllable lenticular lenslets
CN103698890B (zh) 2013-12-26 2015-11-11 京东方科技集团股份有限公司 2d/3d切换装置及显示设备
US20160124235A1 (en) * 2014-10-31 2016-05-05 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co. Ltd. Integral imaging three-dimensional liquid crystal device and the adopted optical apparatus thereof
KR20180032908A (ko) * 2016-09-23 2018-04-02 한국과학기술원 전기 습윤 방식의 액체 렌즈 어레이 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 디스플레이 장치
KR102449093B1 (ko) 2017-03-24 2022-09-29 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN110632752A (zh) * 2019-09-27 2019-12-31 Oppo广东移动通信有限公司 聚光板、聚光显示屏及移动终端
WO2021124336A1 (en) * 2019-12-17 2021-06-24 Reality Plus Ltd. Multilens direct view near eye display
WO2021166833A1 (ja) * 2020-02-19 2021-08-26 日東電工株式会社 表示装置及び表示方法
EP3923059A1 (en) * 2020-06-12 2021-12-15 Optotune AG Display unit and method for operating a display unit

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0868961A (ja) * 1994-08-29 1996-03-12 Nec Corp 立体表示装置
GB9623682D0 (en) * 1996-11-14 1997-01-08 Philips Electronics Nv Autostereoscopic display apparatus
JP2000004871A (ja) * 1998-06-29 2000-01-11 Olympus Optical Co Ltd 培養容器、及び培養容器内の試料を観察する顕微鏡
EP1438865B1 (en) * 2001-10-11 2011-01-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. 2d/3d display apparatus

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104216117A (zh) * 2013-05-28 2014-12-17 英飞凌科技股份有限公司 显示设备
US9905147B2 (en) 2013-05-28 2018-02-27 Infineon Technologies Ag Display device
CN104730713B (zh) * 2013-12-18 2019-06-21 交互数字Ce专利控股公司 光学透视玻璃型显示设备及对应的光学元件
CN104730713A (zh) * 2013-12-18 2015-06-24 汤姆逊许可公司 光学透视玻璃型显示设备及对应的光学元件
CN104297994B (zh) * 2014-10-31 2017-08-25 深圳市华星光电技术有限公司 集成成像3d液晶显示器及其使用的光学设备
WO2016065667A1 (zh) * 2014-10-31 2016-05-06 深圳市华星光电技术有限公司 集成成像3d液晶显示器及其使用的光学设备
CN104297994A (zh) * 2014-10-31 2015-01-21 深圳市华星光电技术有限公司 集成成像3d液晶显示器及其使用的光学设备
CN104391378A (zh) * 2014-11-21 2015-03-04 苏州福丰科技有限公司 基于二维和三维模式可切换的观看装置
CN105390066A (zh) * 2015-12-02 2016-03-09 昆山龙腾光电有限公司 显示装置
CN105607331A (zh) * 2015-12-31 2016-05-25 深圳市万普拉斯科技有限公司 显示设备视场角调节方法与系统
CN105607330A (zh) * 2015-12-31 2016-05-25 深圳市万普拉斯科技有限公司 显示设备及其显示模组
CN105607330B (zh) * 2015-12-31 2019-01-29 深圳市万普拉斯科技有限公司 显示设备及其显示模组
US10690990B2 (en) 2016-04-19 2020-06-23 Boe Technology Group Co., Ltd. Display device and display method
CN107991782A (zh) * 2017-11-06 2018-05-04 维瑟运动国际有限公司 裸眼3d显示装置
CN115128794A (zh) * 2021-03-25 2022-09-30 中强光电股份有限公司 匀光元件
US11899196B2 (en) 2021-03-25 2024-02-13 Coretronic Corporation Light homogenizing element

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010176019A (ja) 2010-08-12
US7944617B2 (en) 2011-05-17
KR20100088579A (ko) 2010-08-09
US20100195190A1 (en) 2010-08-05
JP4725654B2 (ja) 2011-07-13
CN101794021B (zh) 2013-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101794021B (zh) 透镜阵列装置和图像显示装置
CN102116990B (zh) 电驱动液晶透镜及其立体显示器件
CN101285938B (zh) 高效二维-三维可切换显示器
CN102162964B (zh) 液晶透镜和显示装置
US7911548B2 (en) Electrically-driven liquid crystal lens and stereoscopic display device using the same
CN102073142B (zh) 立体显示单元
CN102232200B (zh) 立体显示装置及显示方法
KR101658147B1 (ko) 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 표시 장치
CN102346308B (zh) 立体图像显示设备及其制造方法
US9104032B1 (en) Naked-eye 3D display device and liquid crystal lens thereof
KR20110059169A (ko) 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 영상 표시 장치
KR102462941B1 (ko) 표시 장치
WO2003071335A2 (en) Display apparatus
CN102200668B (zh) 电驱动液晶透镜及立体显示器
CN103278993B (zh) 液晶透镜及其驱动方法、立体显示装置
US9606368B2 (en) Three-dimensional image display device
KR20140028475A (ko) 액정 렌즈 패널, 이를 포함하는 3차원 패널 어셈블리 및 표시 장치
GB2455614A (en) Electrically-driven liquid crustal lens and stereoscopic display device using the same.
KR102188512B1 (ko) 입체 영상 표시 장치 및 입체 영상 표시 장치용 액정 렌즈 패널
CN103605245A (zh) 一种液晶透镜和立体显示装置
Chen et al. P‐109: Scanning liquid crystal prism array for glasses‐free 3D display
KR101675860B1 (ko) 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 표시 장치
Huang Liquid Crystal 3D Displays
Huang LIQUID CRYSTAL LENS FOR THREE-DIMENSIONAL DISPLAY APPLICATIONS

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130522

Termination date: 20150201

EXPY Termination of patent right or utility model