CN102279470A - 用于立体显示的光学装置和立体显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于立体显示的光学装置和立体显示设备，该用于立体显示的光学装置包括：显示部分，具有彼此相对的第一表面和第二表面，并且从该第二表面输出显示图像光；视差分离部分，设置为面对该显示部分的该第二表面，并且将来自该显示部分的该显示图像光分离以允许立体观视；第一透明平行板，设置为与该显示部分的第一表面连接；以及第二透明平行板，设置为与该显示部分的该第二表面连接。

Description

用于立体显示的光学装置和立体显示设备
技术领域
本发明涉及用于立体显示的光学装置和立体显示设备，例如，该立体显示设备能够实现视差屏障型(parallax-barrier-type)立体观视。
背景技术
立体显示技术可以分成两种方法，一种方法是观看者使用眼镜，另一种方法能够实现自动立体观视而观看者不用眼镜。后一种显示法称为自动立体显示方法。典型的自动立体显示方法包括视差屏障型和柱状透镜型(lenticularlens type)。在视差屏障型或者柱状透镜型中，用于立体观视的视差图像(在两个视点情况下的右眼图像和左眼图像)以空间分离方式显示在二维显示面板上，并且视差图像的视差分离由视差分离部分在水平方向上执行，从而实现了立体观视。在视差屏障型的情况下，具有狭缝状开口的视察屏障用作视差分离部分。在柱状透镜型的情况下，具有多个平行设置的圆柱形透镜的柱状透镜用作视差分离部分。
日本特开平03-119889(JP-A-03-119889)公开了采用具有液晶材料的元件作为视差屏障的技术。在JP-A-03-119889中描述的技术中，视差屏障在具有遮蔽部分和开口二者的状态和仅具有开口的状态之间被电改变，以能够在立体(3D)显示和平面(2D)显示之间转换。
日本特开2004-294484(JP-A-2004-294484)公开的技术用于具有大显示部分的装置，其中在具有像素的视频显示元件和视差屏障之间采用间隔物。JP-A-2004-294484提出，对于大的立体显示设备，包括与显示面板的材料不同的玻璃材料的间隔物构件设置在显示面板和视差屏障之间。
日本特开昭61-32033和日本特开昭64-55519(JP-A-61-32033和JP-A-64-55519)公开了这样的技术，其中薄片玻璃或者钢板在制造液晶面板期间设置在玻璃基板上，从而液晶玻璃受压而保持平整，以便在制造期间将液晶层的厚度(间隙厚度)调整均匀。根据该技术，防止液晶面板在其制造期间变形，从而使间隙厚度均匀，由此使液晶层的厚度均匀，进而可以制造具有高图像质量的液晶显示设备。
日本特开平08-94968(JP-A-08-94968)公开了这样的技术，其中用于防止光反射或散射的光学调整层一体地设置在显示面板和视差屏障之间。
发明内容
日本特表(PCT申请的翻译)2000-503424(JP-T-2000-503424)公开了用于柱状透镜型立体显示设备的技术，其中柱状透镜元件由液晶元件形成。
图15示出了视差屏障型立体显示的概念。在视差屏障型自动立体显示方法中，显示面板102与用于立体显示的视差屏障101结合。视差屏障101具有开口110和遮蔽部分111。显示面板102具有多个像素(A，B，C，...)，每个像素都根据对应的视点显示图像。实现立体观视需要两个或多个视点。图15示出了五个视点的情况。从显示面板102的每个像素输出的光由视差屏障101的开口110限制在向前的方向上。来自对应于相同视点的像素的光从视差屏障101的开口110输出，而在大约相同的方向上选择。观看者200的两个眼睛的每一个从显示面板102的与视点相关的像素接收光。两个眼睛接收对应于不同视点的图像，因此观看者200看到立体图像。
图16示出了视差屏障101的多个开口110和显示面板的像素之间的对应关系。图16示出了三个开口1至3(第一开口110-1、第二开口110-2和第三开口110-3)和十五个像素(A，B，C，...和O)之间的对应关系。在图16中，各开口110-1、110-2和110-3与像素之间的位置关系大约相同。例如，第一开口110-1和像素A之间的位置关系基本上等同于第二开口110-2和像素F之间的位置关系以及第三开口110-3和像素K之间的位置关系。类似地，第一开口110-1和像素C之间的位置关系、第二开口110-2和像素H之间的位置关系以及第三开口110-3和像素M之间的位置关系基本上彼此等同。如果视差屏障101和显示面板102每一个都是平的并且为平行的位置关系，则这样的关系可以实现。
在如JP-A-03-119889所述的液晶面板用作显示面板102时，出现下面的困难。在前述的液晶面板中，液晶材料封在厚度为0.3至1.2mm的薄玻璃片之间，薄玻璃片彼此相距几微米的距离。因为面板包括彼此粘合的薄玻璃片，所以面板的厚度即使在粘合后也约为0.6至2.4，因此面板的刚度很差，易于受外力或自重而变形。
图17和18示出了变形和扭曲的显示面板102的构造和显示状态。如图所示，当显示面板102变形时，图16所示的各开口110-1、110-2和110-3与像素之间的理想位置关系可能被破坏。例如，第一开口110-1和像素C之间的位置关系、第二开口110-2和像素H之间的位置关系以及第三开口110-3和像素M之间的位置关系彼此不同。具体地讲，第二开口110-2和像素H的位置关系与其他两个位置关系相比，开口和像素彼此靠近。这是由液晶面板102的变形引起。实际上，在图17和18中，无论垂直距离还是水平位置关系都不同。
当视差屏障101的开口110-1、110-2或110-3和显示面板102的对应像素之间的位置关系改变时，改变了由开口110-1、110-2或110-3在角度上选择的光束角。图18示出了在显示面板102变形的情况下液晶面板102的像素发射的光束由对应的开口在发射角上选择的情况。这显示了各开口110-1、110-2和110-3和对应像素之间的位置关系彼此不同，因此开口选择的光束角发生变化。在此情况下，对应于观看者200的眼睛的每一个收到图像的视点根据显示设备的位置而改变，导致诸如波纹或者幻影的图像劣化。
当视差屏障101由JP-A-2004-294484所述的液晶显示元件形成时，与液晶面板用作显示面板102的情况一样，形成视差屏障101的每个玻璃片的厚度很小，因此视差屏障因刚度低而偏斜，从而上述的适当位置关系更难实现。
JP-A-2004-294484描述了JP-A-03-119889中所述的显示设备的一个问题：对于大的显示设备，因为液晶面板和视差屏障之间的距离大，所以间隔物构件需要具有高的透明度，此外间隔物构件的成本不利地增加。另外，JP-A-2004-294484描述了每个构件需要具有高的表面平面度(JP-A-2004-294484的第[0014]至[0015]段)。作为解决该问题的方法，JP-A-2004-294484提出了由与用于显示的液晶面板的材料不同的玻璃材料形成的间隔物构件设置在显示面板和视差屏障之间。
然而，JP-A-2004-294484中所述的方法具有下面的困难。如JP-A-2004-294484的图1A和1B所示，显示面板和液晶视差屏障在各表面端(周边)连接到间隔物玻璃。在对角线大于10英寸长的显示面板中，即使面板的周边连接到间隔物玻璃，该面板仍然很有可能变形。特别是，因为显示面板的中间部分没有被支撑，所以该面板很有可能如图17所示变形，因此问题可能没有解决。
另外，″每个构件的平面度″作为JP-A-2004-294484中的问题仅对间隔物构件进行了描述，而没有对显示面板或视差屏障的平面度进行描述。从而，JP-A-2004-294484公开的技术难于解决显示面板或由液晶元件形成的视差屏障的变形问题，导致诸如波纹或者幻影的图像劣化。
根据JP-A-61-32033和JP-A-64-55519中描述的现有技术，在液晶面板的制造期间玻璃基板的平面度可以保持，并且液晶层的间隙厚度可以保持均匀。然而，在液晶面板已经制造后，尽管玻璃基板之间插设的液晶层的间隙厚度可以很好地保持均匀，但是该面板以这样的方式变形，两个玻璃基板以基本上平行的方式变形。因此，两个玻璃基板和液晶层一起变形，从而平面度不能保持。因此，即使液晶面板采用JP-A-61-32033和JP-A-64-55519中所述技术进行制造且与视差屏障等结合，上面的问题也不能解决。
在JP-A-08-94968中，尽管光学构件一体地设置在显示面板和视差屏障之间，但是中间的光学构件仅为光学调整层，用于防止光的反射或散射。因此，光学调整层的厚度与JP-A-08-94968的图1等所示的液晶面板和视差屏障的每个相比很小。结果，因为显示面板、视差屏障和光学调整层的总厚度很小，所以刚度仍然很低，因此液晶面板和视差屏障一起变形。因此，上面的问题没有得到解决。
尽管问题以视差屏障型的情况作为示例已经进行了描述，但是相同的问题发生在如JP-T-2000-503424所述的柱状透镜型立体显示设备中。
所希望的是提供用于立体显示的光学装置和立体显示设备，其可以抑制显示部分的变形，因此可以在整个屏幕区域上进行良好的立体显示。
根据本发明第一观点的用于立体显示的光学装置包括：显示部分，具有彼此相对的第一表面和第二表面，并且从该第二表面输出显示图像光；视差分离部分，设置为面对该显示部分的该第二表面，并且将来自该显示部分的该显示图像光分离以允许立体观视；第一透明平行板，设置为与该显示部分的该第一表面连接；以及第二透明平行板，设置为与该显示部分的该第二表面连接。在本发明中，″设置为连接″不限于显示部分的第一表面直接附着到第一透明平行板而在其间没有任何其他物质的情况。例如，可以包括这样的状态，其中第一表面附着到第一透明平行板，其间具有作为粘合层的薄膜，该薄膜与显示部分或第一透明平行板相比足够薄。
根据本发明实施例的立体显示设备包括用于立体显示的光学装置以及允许用于立体显示的光学装置根据输入的视频信号显示图像的信号处理器，其中用于立体显示的光学装置由根据本发明第一观点的用于立体显示的光学装置形成。
根据本发明第二观点的用于立体显示的光学装置包括：光源；显示部分，具有彼此相对的第一表面和第二表面，并且从该第二表面输出显示图像光；视差分离部分，设置在光源和显示部分的第一表面之间，并且从将来自该显示部分的该显示图像光分离以允许立体观视；第一透明平行板，设置为与该显示部分的该第一表面连接；以及第二透明平行板，设置为与该显示部分的该第二表面连接。
根据本发明第三观点的用于立体显示的光学装置包括：显示部分，具有彼此相对的第一表面和第二表面，并且从该第二表面输出显示图像光；视差分离部分，设置为面对该显示部分的该第二表面，并且具有遮光部分和多个透光开口；第一透明平行板，设置为与该显示部分的该第一表面连接；以及第二透明平行板，设置为与该显示部分的该第二表面连接。
在根据本发明第一至第三观点的用于立体显示光学装置或者根据本发明实施例的立体显示设备中，第一透明平行板设置为与该显示部分的该第一表面连接，并且第二透明平行板设置为与其第二表面连接，因此显示部分由第一透明平行板和第二透明平行板平面地支撑。这抑制了显示部分的变形。
根据本发明第一至第三观点的用于立体显示的光学装置或者根据本发明实施例的立体显示设备，因为显示部分由第一透明平行板和第二透明平行板平面地支撑，所以抑制了显示部分的变形，从而在整个屏幕区域上可以实现良好的立体显示。
本发明的其他和进一步的目标、特征和优点通过下面的描述将更加明显易懂。
附图说明
图1是示出根据本发明第一实施例的用于立体显示的光学装置的构造示例的透视图。
图2是示出根据第一实施例的用于立体显示的光学装置的构造示例的侧视图。
图3是示出图1所示用于立体显示的光学装置的液晶显示面板的构造示例的侧视图。
图4是示出根据第一实施例的立体显示设备的电路构造示例的框图。
图5是示出根据第二实施例的用于立体显示的光学装置的构造示例的侧视图。
图6是示出根据第三实施例的用于立体显示的光学装置的构造示例的侧视图。
图7是示出根据第四实施例的用于立体显示的光学装置的构造示例的侧视图。
图8是图7所示视差屏障从观看者侧看的透视图。
图9是图7所示视差屏障从液晶显示面板侧看的透视图。
图10是示出根据第五实施例的用于立体显示的光学装置的构造示例的侧视图。
图11是示出图10所示用于立体显示的光学装置的液晶视差屏障构造示例的侧视图。
图12是示出图10所示用于立体显示的光学装置的液晶视差屏障构造示例的透视图。
图13是示出根据第六实施例的用于立体显示的光学装置的构造示例的侧视图。
图14是示出根据另一个实施例的用于立体显示的光学装置的构造示例的侧视图。
图15是示出视差屏障型立体显示的概念的说明图。
图16是示出视差屏障的开口和显示面板的像素之间对应关系的说明图。
图17是示出在液晶面板变形的情况下视差屏障的开口和显示面板的像素之间对应关系的说明图。
图18是示出在液晶面板变形的情况下的问题点的说明图。
具体实施方式
在下文，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
第一实施例
用于立体显示的光学装置10的总体构造
图1和2示出了根据本发明第一实施例的用于立体显示的光学装置10的构造示例。用于立体显示的光学装置10具有视差屏障1、液晶显示面板2、第一透明平行板31和第二透明平行板32。液晶显示面板2，对应于用于二维图像显示的显示部分，具有彼此相对的第一表面2A和第二表面2B。第二表面2B侧对应于图像显示侧(观看者侧)，从该侧出射显示图像光。视差屏障1是视差分离部分，用于分离来自液晶显示面板2的显示图像光以能够立体观视，视差屏障1设置为在第二表面2B侧面对液晶显示面板2。
没有示出的背光，发射用于图像显示的光到液晶显示面板2，可以提供在液晶显示面板2的背侧(与第一表面2A相对的一侧)。
液晶显示面板2的构造
图3示出了液晶显示面板2的具体构造示例。液晶显示面板2具有液晶层21、例如包括玻璃材料的第一透明基板22和第二透明基板23以及第一偏光片24和第二偏光片25。包括预定液晶材料的液晶分子分散在液晶层21内。例如包括ITO(铟锡氧化物)的没有示出的透明导电膜(像素电极)和没有示出的取向膜形成在液晶层21和第一透明基板22之间。类似地，例如包括ITO的没有示出的透明导电膜和没有示出的取向膜形成在液晶层21和第二透明基板23之间。第一透明基板22和第二透明基板23相对设置，其间具有液晶层21。此外，第一偏光片24和第二偏光片25分别相对地设置在基板22和23的外侧。在图3所示构造中，第一偏光片24的表面对应于液晶显示面板2的第一表面2A，而第二偏光片25的表面对应于液晶显示面板2的第二表面2B。
液晶显示面板2具有多个像素，并且可以独立地调整每个像素的发光量。液晶显示面板2通过没有示出的像素电极施加的电场旋转液晶层21中的液晶分子，因此可以旋转入射光的偏振方向。在液晶显示面板2中，第一偏光片24用作从第一表面2A侧入射的光的偏光片，而第二偏光片25用作光的分析器(analyzer)。
视差屏障1的构造
视差屏障1具有遮光部分11和多个透光狭缝状开口12，如图1所示。视差屏障1例如通过在透明平板上提供不透光黑色物质或者反射薄膜金属作为遮蔽部分11而形成。视差屏障1提供为平行于液晶显示面板2的第二表面2B。开口12的数量根据液晶显示面板2的分辨率和立体显示的视点(visualpoint)的数量决定。例如，当液晶显示面板2的分辨率为1920×1080点，并且立体显示以10个视点进行时，开口12的狭缝数量为192。图1以简化方式有代表性地示出了六个开口12。
从液晶显示面板2的多个像素发射的光的发射角根据视差屏障1的开口12和液晶显示面板2的像素之间的位置关系限定。液晶显示面板2的像素在显示方向上根据与开口12的位置关系而不同。观看者因此在两个眼睛上看到不同的图像，因此可以感觉到立体图像。因为像素在显示方向上的不同，液晶显示面板2显示的图像对应于显示角，并能实现立体观视。采用用于立体显示的光学装置10的立体显示原理与图15所示的典型视差屏障型立体显示的原理相同。
第一和第二透明平行板31和32的构造
第一透明平行板31设置为与液晶显示面板2的第一表面2A连接。具体地讲，第一透明平行板31设置为板31的整个表面连接在第一表面2A上。第一透明平行板31的厚度优选为大于液晶显示面板2的厚度。
第二透明平行板32设置为与液晶显示面板2的第二表面2B连接。具体地讲，第二透明平行板32设置为板32的整个表面连接在第二表面2B上。第二透明平行板32的厚度优选大于液晶显示面板2的厚度。
该第一和第二透明平行板31和32例如可以由透明玻璃板或者诸如压克力(acryl)的透明塑料材料形成。在透明平板由玻璃板形成的情况下，浮法玻璃是有利的，这是因为玻璃的高的平面度(flatness)与重量无关而可以改善液晶显示面板2的平面度。另外，玻璃材料通常具有高透射率。在透明平行板由塑料材料形成的情况下，因材料相对轻的重量而可以有利地降低部件的总重量。
作用与效果
接下来，描述用于立体显示的光学装置10的作用与效果，特别是通过设置该第一和第二透明平行板31和32而引起的作用与效果。在用于立体显示的光学装置10中，第一透明平行板31设置为与液晶显示面板2的第一表面2A连接，并且第二透明平行板32设置为与液晶显示面板2的第二表面2B连接，因此液晶显示面板2由该第一和第二透明平行板31和32平面地支撑。这抑制了液晶显示面板2因扭曲引起的变形，进而改善面板2的平面度。因此，液晶显示面板2的每个像素与视差屏障1的每个开口12之间的位置关系的偏差在整个屏幕上得到抑制。据此，在进行立体显示时，在整个屏幕区域上可以防止诸如波纹或幻影的图像劣化，产生良好的立体显示。特别是，即使构造相对大(大屏幕)的立体显示设备，也可以在整个屏幕区域上实现高图像质量的立体显示。
特别是，使该第一和第二透明平行板31和32的每一个的厚度大于液晶显示面板2的厚度，因此面板2的变形可以更加有效地得到抑制。
第一或第二透明平行板31或32与液晶显示面板2之间的界面
该实施例不限于第一或第二透明平行板31或32直接附着连接到液晶显示面板2的构造，而是可以构造为每个透明平行板粘合到液晶显示面板2且其间具有诸如粘合剂层的薄膜，该薄膜与该第一和第二透明平行板31和32或者液晶显示面板2的每一个相比具有充分小的厚度。考虑到这样的状态，第一或第二透明平行板31或32与液晶显示面板2之间的界面的形成方法大概分成两种方法。
作为一种形成方法，在该界面中提供空气层。在此情况下，因为第一或第二透明平行板31或32的折射系数与空气的不同，并且液晶显示面板2的折射系数与空气的不同，所以发生光损耗。为了减小光损耗，用于与空气的折射系数匹配的薄膜可以形成在第一或第二透明平行板31或32的表面上或者液晶显示面板2的表面上。
作为另一种形成方法，可以考虑，该第一和第二透明平行板31和32的每一个都由粘合剂或者粘结剂连接到液晶显示面板2。在此情况下，该粘合剂或者粘结剂的折射系数优选类似于形成第一或第二透明平行板31或32的材料的折射系数，并且类似于形成液晶显示面板2的第一表面2A侧部分和第二表面2B侧部分的每一个的材料的折射系数。填充折射系数类似于第一或第二透明平行板31或32以及面板2的折射系数的材料用于粘合，因此可以减小光损耗。特别是，采用通过UV(紫外线)辐射变为透明的丙烯酸或者环氧UV粘合剂可以防止粘合部分中的光损耗，产生高亮度的显示设备。
立体显示设备的应用示例
图4示出了采用上述用于立体显示的光学装置10的立体显示设备40的电路构造示例。立体显示设备40具有视频信号输入部分41和视频信号处理器42。
视频信号输入部分41从视频信号产生装置或者外部天线接收视频信号。视频信号处理器42允许用于立体显示的光学装置10根据通过视频信号输入部分41输入的视频信号显示图像。当用于立体显示的光学装置10进行立体显示时，每个像素需要显示对应于视点的图像，视点由视差屏障1的每个开口12和液晶显示面板2的每个像素之间的位置关系决定。因此，视频信号处理器42沿着对应于各像素的视点重新布置从外部输入的视频信号，并且提供这样转换的信号到液晶显示面板2。从而，用于立体显示的光学装置10可以进行适当的立体显示。
第二实施例
接下来，描述根据本发明第二实施例的用于立体显示的光学装置。与根据第一实施例的用于立体显示的光学装置10基本上相同的部件由相同的符号表示，并且适当地省略它们的描述。根据第二实施例的用于立体显示的光学装置也可以应用于图4所示的立体显示设备40。
图5示出了根据该实施例的用于立体显示的光学装置的构造示例。用于立体显示的光学装置具有在面板2的背侧(与第一表面2A相对的一侧)的光源51，其发射用于图像显示的光到液晶显示面板2。光源51是诸如CCFL(冷阴极荧光灯)或者LED(发光二极管)的发光器。
而且，用于立体显示的光学装置在光源51和面板2之间具有光导板52。光导板52将来自光源51的光引导到液晶显示面板2的第一表面2A侧，且输出该光。光导板52由诸如丙烯酸树脂的透明物质形成。
在该实施例中，光导板52还具有第一实施例的第一透明平行板31的功能。因此，光导板52以与第一透明平行板31相同的方式设置为与液晶显示面板2的第一表面2A连接。具体地讲，光导板52设置为该板52的整个表面连接在第一表面2A上。从而，液晶显示面板2由光导板52和第二透明平行板32平面地支撑，这抑制了液晶显示面板2因扭曲引起的变形，使面板2的平面度得到改善。光导板52的厚度优选大于液晶显示面板2的厚度。
根据该实施例，光导板52也用作第一透明平行板31，因此可以减少装置的部件数量，从而降低成本和重量。
在该实施例中，与第一实施例中描述的该第一和第二透明平行板31和32的每一个和液晶显示面板2之间的界面的形成方法相同的方法可以用作光导板52和液晶显示面板2之间的界面的形成方法。
第三实施例
接下来，描述根据本发明第三实施例的用于立体显示的光学装置。与根据第一实施例的用于立体显示的光学装置10基本上相同的部件用相同的符号表示，并且适当地省略它们的描述。根据第三实施例的用于立体显示的光学装置也可以应用于图4所示的立体显示设备40。
图6示出了根据该实施例的用于立体显示的光学装置的构造示例。用于立体显示的光学装置具有在面板2的背侧(与第一表面2A相对的一侧)的光源51，其发射用于图像显示的光到液晶显示面板2。光源51是诸如CCFL或者LED的发光器。
而且，用于立体显示的光学装置在光源51和面板2之间具有散射板53。散射板53散射来自光源51的光，并且输出所散射的光到液晶显示面板2的第一表面2A侧。散射板53调整来自光源51的光以均匀地分布在液晶显示面板2上。散射板53由诸如丙烯酸树脂的透明物质形成。
在该实施例中，散射板53还具有第一实施例的第一透明平行板31的功能。因此，散射板53以与第一透明平行板31相同的方式设置为与液晶显示面板2的第一表面2A连接。具体地讲，散射板53设置为该板53的整个表面连接在第一表面2A上。从而，液晶显示面板2由散射板53和第二透明平行板32平面地支撑，这抑制了液晶显示面板2因扭曲引起的变形，从而改善了面板2的平面度。散射板53的厚度优选大于液晶显示面板2的厚度。
根据该实施例，散射板53也用作第一透明平行板31，因此可以减少装置的部件数量，从而降低成本和重量。
在该实施例中，与第一实施例中描述的该第一和第二透明平行板31和32的每一个和液晶显示面板2之间的界面形成方法相同的方法可以用作散射板53和液晶显示面板2之间的边界的形成方法。
第四实施例
接下来，描述根据本发明第四实施例的用于立体显示的光学装置。与根据第一实施例的用于立体显示的光学装置10基本上相同的部件用相同的符号表示，并且适当地省略它们的描述。根据第四实施例的用于立体显示的光学装置也可以应用于图4所示的立体显示设备40。
图7示出了根据该实施例的用于立体显示的光学装置的构造示例。用于立体显示的光学装置包括具有透明基板61的视差屏障1A，而取代第一实施例的视差屏障1。
图8示出了视差屏障1A从观看者侧看的构造，而图9示出了视差屏障1A从液晶显示面板2侧看的构造。视差屏障1A的透明基板61包括具有一定厚度的平板。透明基板61例如可以由透明玻璃板或者诸如压克力的透明塑料材料形成。透明基板61的一个表面(观看者侧的表面)具有形成于其上的吸光黑掩模层62。掩模层62与视差屏障1一样具有遮蔽部分11和多个狭缝状开口12。掩模层62可以通过油墨等的印刷工艺或者诸如铬膜的薄膜的局部蚀刻工艺形成。
在该实施例中，视差屏障1A的透明基板61还具有第一实施例的第二透明平行板32的功能。因此，透明基板61以与第二透明平行板32相同的方式设置为与液晶显示面板2的第二表面2B连接。具体地讲，透明基板61设置为该基板61的整个表面(与掩模层62相反的表面)连接在第二表面2B上。从而，液晶显示面板2由透明基板61和第一透明平行板31平面地支撑，这抑制了液晶显示面板2因扭曲引起的变形，从而改善了面板2的平面度。透明基板61的厚度优选大于液晶显示面板2的厚度。
根据该实施例，视差屏障1A的透明基板61也用作第二透明平行板32，因此可以减少装置的部件数量，从而降低成本和重量。
在该实施例中，与第一实施例中描述的该第一和第二透明平行板31和32的每一个与液晶显示面板2之间的界面的形成方法相同的方法可以用作透明基板61和液晶显示面板2之间的界面的形成方法。
第五实施例
接下来，描述根据本发明第五实施例的用于立体显示的光学装置。与根据第一实施例的用于立体显示的光学装置10基本上相同的部件用相同的符号表示，并且适当地省略它们的描述。根据第五实施例的用于立体显示的光学装置也可以应用于图4所示的立体显示设备40。
图10示出了根据该实施例的用于立体显示的光学装置的构造示例。用于立体显示的光学装置具有液晶视差屏障1B，取代第一实施例的视差屏障1。液晶视差屏障1B具有彼此相对的第三表面3和第四表面4。而且，用于立体显示的光学装置具有第三透明平行板33和第四透明平行板34。液晶显示面板2、第一透明平行板31和第二透明平行板32的构造与第一实施例的相同。
图11和12示出了液晶视差屏障1B的具体构造示例。液晶视差屏障1B具有液晶层71、第一透明基板72和第二透明基板73、以及第一偏光片74和第二偏光片75，基板例如包括玻璃材料。包括预定液晶材料的液晶分子分散在液晶层71内。
第一透明基板72和第二透明基板73相对地设置，其间具有液晶层71。此外，第一偏光片74和第二偏光片75分别相对地设置在基板72和73的外侧。在图11所示的构造中，第一偏光片74的表面对应于液晶视差屏障1B的第三表面3，并且第二偏光片75的表面对应于其第四表面4。
透明ITO电极，图11中没有示出，形成在液晶层71和第二透明基板73之间，并且类似地形成在液晶层71和第一透明基板72之间。此外，没有示出的取向膜形成在液晶层71和第二透明基板73之间，并且形成在液晶层71和第一透明基板72之间。作为ITO电极，例如形成条形的ITO电极76，如图12所示。在图12中，只代表性地示出了第二透明基板73侧的ITO电极76。在图12中，没有示出第一偏光片74和第二偏光片75。
在液晶视差屏障1B中，电压从外部施加给条形的ITO电极76，如图12所示。电场响应于电压施加而产生在液晶层71内，导致包封在该层中的液晶分子的倾斜变化。提供第一偏光片74和第二偏光片75的组合，因此液晶视差屏障1B可以根据外部施加的电压相对于入射光可变地操作为透射或者吸收(遮蔽)。
该第一和第二偏光片74和75的透射轴方向彼此垂直相交，因此设定为所谓的正交尼科尔状态。包封在液晶层71中的液晶材料以TN(扭曲向列)模式取向。在这样的构造中，在不施加电压时，液晶视差屏障1B操作为相对于入射光在整个区域上是透射的。在此情况下，尽管液晶视差屏障1B没有操作为视差屏障，但是屏障1B可以通过在液晶显示面板2上仅显示对应于特定视点的二维图像而进行平面显示(2D显示)。
当电压施加给如图12所示的条形的ITO电极76时，改变了在ITO电极76正下方的液晶分子的倾斜。因此，来自液晶显示面板2的光仅通过不存在ITO电极76的部分，从而液晶视差屏障1B操作为视差屏障。换言之，在施加电压时，液晶视差屏障1B在对应于形成ITO电极76部分的区域中操作为图1中的视差屏障1的遮蔽部分11，并且在对应于没有形成ITO电极76的部分的区域中操作为开口12。在此情况下，对应于多个视点的三维图像显示在液晶显示面板2的像素上，而能够进行3D(立体)显示。换言之，在该实施例中，液晶视差屏障1B可以操作为转换屏障，能够在2D显示和3D显示之间转换。
在该实施例中，因为不仅液晶显示面板2而且作为视差分离部分的液晶视差屏障1B由液晶元件形成，屏障1B自身在厚度上很小，因此与液晶显示面板2一样，易于因其自重而变形。为了避免这些，在该实施例中，液晶视差屏障1B构造为由第三和第四透明平行板33和34平面地支撑，如图10所示。
第三透明平行板33设置为与液晶视差屏障1B的第三表面3连接。具体地讲，第三透明平行板33设置为该板33的整个表面连接在第三表面3上。第三透明平行板33的厚度优选大于液晶视差屏障1B的厚度。
第四透明平行板34设置为与液晶视差屏障1B的第四表面4连接。具体地讲，第四透明平行板34设置为该板34的整个表面连接在第四表面4上。第四透明平行板34的厚度优选大于液晶视差屏障1B的厚度。
根据该实施例，不仅液晶显示面板2的变形而且作为视差分离部分的液晶视差屏障1B的变形得到抑制，从而改善了液晶视差屏障1B以及液晶显示面板2的平面度。从而，尽管视差分离部分由液晶元件形成，但是液晶显示面板2的每个像素和液晶视差屏障1B的每个开口12之间的位置关系的偏差在整个屏幕上得到抑制。据此，在执行立体显示时，在整个屏幕区域上可以防止诸如波纹或者幻影的图像劣化，进行良好的立体显示。特别是，即使构造相对大(大屏幕)立体显示设备，也可以在整个屏幕区域上实现高图像质量的立体显示。
另外，视差分离部分由液晶元件形成，该液晶元件能够实现在二维显示和三维显示之间的转换。
在该实施例中，与第一实施例中描述的该第一和第二透明平行板31和32的每一个和液晶显示面板2之间的界面的形成方法相同的方法可以用作第三和第四透明平行板33和34的每一个与液晶视差屏障1B之间的界面的形成方法。
第六实施例
接下来，描述根据本发明第六实施例的用于立体显示的光学装置。与根据第一实施例的用于立体显示的光学装置10基本上相同的部件用相同的符号表示，并且适当地省略它们的描述。根据第六实施例的用于立体显示的光学装置也可以应用于图4所示的立体显示设备40。
图13示出了根据该实施例的用于立体显示的光学装置的构造示例。用于立体显示的光学装置具有液晶视差屏障1B，取代第一实施例的视差屏障1。液晶视差屏障1B与第五实施例(图11和12)具有相同的构造，其中提供彼此相对的第三表面3和第四表面4。而且，用于立体显示的光学装置具有第三透明平行板35。液晶显示面板2和第一透明平行板31的构造与第一实施例的相同。
在该实施例中，第二透明平行板32设置为与液晶显示面板2的第二表面2B连接，并且连接液晶视差屏障1B的第三表面3。具体地讲，第二透明平行板32设计为该板32的一个表面的整个表面连接在第二表面2B上，并且另一个表面的整个表面连接在第三表面3上。第二透明平行板32的厚度优选大于液晶显示面板2和液晶视差屏障1B的厚度。
第三透明平行板35设置为与液晶视差屏障1B的第四表面4连接。具体地讲，第三透明平行板35设置为该板35的整个表面连接在第四表面4上。第三透明平行板35的厚度优选大于液晶视差屏障1B的厚度。
在该实施例中，液晶显示面板2由该第一和第二透明平行板31和32平面地支撑，并且液晶视差屏障1B由第二和第三透明平行板32和35平面地支撑。
根据该实施例，与第五实施例一样，不仅液晶显示面板2的变形而且作为视差分离部分的液晶视差屏障1B的变形得到抑制，从而改善了液晶视差屏障1B以及液晶显示面板2的平面度。从而，当视差分离部分由液晶元件形成时，液晶显示面板2的每个像素和液晶视差屏障1B的每个开口12之间位置关系的偏差在整个屏幕上得到抑制。
根据该实施例，以这样的方式可以获得与第五实施例中的相同优点。此外，因为透明平行板的数量与第五实施例的相比可以减少，所以可以减少装置的部件数量，从而降低成本和重量。而且，可以简化装配调整。
在该实施例中，与第一实施例中描述的该第一和第二透明平行板31和32的每一个与液晶显示面板2之间的界面的形成方法相同的方法可以用作第二和第三透明基板32和35的每一个与液晶视差屏障1B之间的界面的形成方法。
其他实施例
本发明不限于上述实施例，而是可以进行各种修改和变化。例如，尽管实施例已经以视差屏障型作为示例进行了描述，但是本发明也可以应用于采用柱状透镜作为视差分离部分的柱状透镜型。在此情况下，本发明可以应用于如JP-T-2000-503424所述的具有由液晶元件形成的柱状透镜元件的设备。
尽管实施例已经以显示部分由液晶显示面板2形成的情况作为示例进行了描述，但是也可以采用其他类型的显示面板。例如，可以采用电致发光的显示面板或者等离子体显示器。
而且，可以采用实施例的适当组合的构造。例如，尽管第二实施例(图5)已经构造为光导板52也用作第一实施例中的第一透明平行板31，但是实施例可以构造为光导板52和第一透明平行板31形成为单独的构件。换言之，在图5的构造中，第一透明平行板31可以设置为光导板52和液晶显示面板2之间的单独构件。在此情况下，因为两个构件，第一透明平行板31和光导板52，平面地设置在液晶显示面板2的第一表面2A侧，所以面板2的变形可以得到更加有效的抑制。
尽管实施例已经以视差分离部分相对地设置在显示部分的显示表面侧(第二表面2B侧)的情况作为示例进行了描述，但是视差分离部分可以相对地设置在显示表面侧的相反侧(第一表面2A侧)，特别是在显示部分为背光型非自发光显示器的情况下。图14示出了这样构造的示例。在该构造示例中，视差屏障1设置在液晶显示面板2和作为面板2的背光的光源81之间。其他构造与图2的构造示例相同。
本申请包含2010年6月14日提交日本专利局的日本优先权专利申请JP2010-135160中公开的相关主题，其全部内容通过引用结合于此。
本领域的技术人员应当理解的是，在权利要求或其等同方案的范围内，根据设计需要和其他因素，可以进行各种修改、结合、部分结合和替换。

Claims (18)

1.一种用于立体显示的光学装置，包括：
显示部分，具有彼此相对的第一表面和第二表面，并且从该第二表面输出显示图像光；
视差分离部分，设置为面对该显示部分的该第二表面，并且将来自该显示部分的该显示图像光分离以允许立体观视；
第一透明平行板，设置为与该显示部分的该第一表面连接；以及
第二透明平行板，设置为与该显示部分的该第二表面连接。
2.根据权利要求1所述的用于立体显示的光学装置，
其中该第一透明平行板的整个表面与该显示部分的该第一表面连接，并且
该第二透明平行板的整个表面与该显示部分的该第二表面连接。
3.根据权利要求1所述的用于立体显示的光学装置，
其中该显示部分由液晶显示面板构成。
4.根据权利要求3所述的用于立体显示的光学装置，
其中该液晶显示面板包括液晶层、第一偏光片和第二偏光片，该第一偏光片和该第二偏光片彼此面对且其间具有该液晶层，该第一偏光片具有对应于该显示部分的该第一表面的表面，并且该第二偏光片具有对应于该显示部分的该第二表面的表面。
5.根据权利要求1所述的用于立体显示的光学装置，
其中该第一透明平行板和该第二透明平行板的每一个的厚度都大于该显示部分的总厚度。
6.根据权利要求1所述的用于立体显示的光学装置，
其中该第一透明平行板和该第二透明平行板之一或者二者由玻璃材料形成。
7.根据权利要求1所述的用于立体显示的光学装置，
其中该第一透明平行板和该第二透明平行板之一或者二者由塑料材料形成。
8.根据权利要求1所述的用于立体显示的光学装置，
其中该第一透明平行板由光导板构成，该光导板将所接收的光引导到该显示部分的第一表面。
9.根据权利要求1所述的用于立体显示的光学装置，
其中该第一透明平行板由散射板构成，该散射板散射所接收的光且将得到的散射光引导到该显示部分的第一表面。
10.根据权利要求1所述的用于立体显示的光学装置，其中该视差分离部分具有与该显示部分的该第二表面连接的透明基板，并且该透明基板也用作该第二透明平行板。
11.根据权利要求1所述的用于立体显示的光学装置，
其中该视差分离部分由具有彼此相对的第三表面和第四表面的液晶元件构成，并且
该用于立体显示的光学装置还包括：
第三透明平行板，设置为与该视差分离部分的该第三表面连接；以及
第四透明平行板，设置为与该视差分离部分的该第四表面连接。
12.根据权利要求1所述的用于立体显示的光学装置，
其中该视差分离部分由具有彼此相对的第三表面和第四表面的液晶元件构成，并且
该第二透明平行板与该视差分离部分的该第三表面以及该显示部分的该第二表面连接。
13.根据权利要求12所述的用于立体显示的光学装置，还包括另一个透明平行板，该另一个透明平行板设置为与该视差分离部分的该第四表面连接。
14.一种用于立体显示的装置，包括：
光源；
显示部分，具有彼此相对的第一表面和第二表面，并且从该第二表面输出显示图像光；
视差分离部分，设置在该光源和该显示部分的该第一表面之间，并且将来自该显示部分的显示图像光分离以允许立体观视；
第一透明平行板，设置为与该显示部分的该第一表面连接；以及
第二透明平行板，设置为与该显示部分的该第二表面连接。
15.一种用于立体显示的装置，包括：
显示部分，具有彼此相对的第一表面和第二表面，并且从该第二表面输出显示图像光；
视差分离部分，设置为面对该显示部分的该第二表面，并且具有遮光部分和多个透光开口；
第一透明平行板，设置为与该显示部分的该第一表面连接；以及
第二透明平行板，设置为与该显示部分的该第二表面连接。
16.一种立体显示设备，包括：
用于立体显示的光学装置；以及
信号处理器，使该用于立体显示的光学装置根据输入的视频信号显示图像，
其中该用于立体显示的光学装置包括：
显示部分，具有彼此相对的第一表面和第二表面，并且从该第二表面输出显示图像光；
视差分离部分，设置为面对该显示部分的该第二表面，并且将来自该显示部分的该显示图像光分离以允许立体观视；
第一透明平行板，设置为与该显示部分的该第一表面连接；以及
第二透明平行板，设置为与该显示部分的该第二表面连接。
17.一种显示设备，包括：
显示部分，具有彼此相对的第一表面和第二表面，并且从该第二表面输出显示图像光；
分离部分，设置为面对该显示部分的该第二表面；
第一透明平行板，设置为与该显示部分的该第一表面连接；以及
第二透明平行板，设置为与该显示部分的该第二表面连接。
18.一种显示设备，包括：
光源；
显示部分，具有彼此相对的第一表面和第二表面并且从该第二表面输出显示图像光；
分离部分，设置在该光源和该显示部分的该第一表面之间；
第一透明平行板，设置为与该显示部分的该第一表面连接；以及
第二透明平行板，设置为与该显示部分的该第二表面连接。
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