CN102282499A - 图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

由于本发明的立体图像显示装置在包括椭圆镜(15)、且在反射面(19)一侧具有一个焦点(f1)的反射单元(17)与透射型液晶显示面板(5)之间配置有包括一对光源(33、35)的上部光源单元(29)及下部光源单元，因此，能抑制装置的横向宽度。而且，由于椭圆镜(15)是固定式的，且采用在俯视时呈对称形状的反射面(19)，因此，各个光源能利用公共的椭圆镜(15)。因而，能实现力图达到小型化并降低装置成本的立体图像显示装置。

Description

图像显示装置
技术领域
本发明涉及对图像进行显示的图像显示装置，特别涉及利用椭圆镜来对图像进行显示的技术。
背景技术
以往，作为这种装置，存在包括对图像进行显示的液晶显示面板、配置在该液晶显示面板的两侧的一对光源、以及配置在液晶显示面板的内侧的可动式菲涅耳反射镜的装置(例如，参照专利文献1)。在这种结构的装置中，例如，通过使液晶显示面板交替显示右眼用图像和左眼用图像，并与该显示同步地交替切换可动式菲涅耳反射镜的反射方向，从而将图像分配给左右两眼。由此，观察者能利用两眼视差看到立体图像。
专利文献1：日本专利特开2000-147669号公报(图1～图3)
发明内容
然而，在具有这种结构的现有例的情况下，存在如下问题。
即，为了将图像分成左右，现有的装置需要使可动式菲涅耳反射镜进行动作的机构，存在装置复杂、装置成本升高的问题。
因而，为了解决上述问题，本申请人提出了一种装置，该装置包括：反射单元，该反射单元将从出射方向看呈薄长方形状的右眼用椭圆镜和左眼用椭圆镜以表面彼此交替层叠而构成；以及在该反射单元的左右侧面的右眼用光源和左眼用光源(参照日本专利申请特愿2007-30718号)。
但是，在该提出的装置中，虽然能去除可动部，与上述现有技术相比能简化结构，但是，由于需要在反射单元的左右两侧面配置光源，因此，存在整个装置横向变宽的问题。特别是，最近由于液晶显示面板一般是横向较宽的(所谓宽液晶)，因此，在上述提出的装置中，整个装置的横向变得极宽，存在板面(footprint)变大的问题。此外，由于层叠有多片椭圆镜，因此，存在装置的重量增加、且结构仍然复杂的问题。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能通过对反射单元及光源进行改进、来力图实现小型化并降低装置成本的图像显示装置。
为了达到上述目的，本发明采用如下结构。
即，权利要求1所述的发明的特征在于，在对图像进行显示的图像显示装置中，包括：透射型显示面板，该透射型显示面板用于对图像进行显示；反射单元，该反射单元包括椭圆镜，该椭圆镜配置在所述透射型显示面板的背面侧，是椭圆的圆弧的一部分，具有在俯视时夹着中心线呈对称形状的反射面，在所述反射面侧具有椭圆的一个焦点，在观察者的两眼之间设定有椭圆的另一个焦点；以及光源单元，该光源单元包括一对光源，该一对光源附设在所述反射单元的一个焦点侧，即以向所述反射面照射光的姿势附设在所述透射型显示面板的背面侧，在俯视时夹着所述反射单元的一个焦点来设置。
根据本发明，由于在反射单元与透射型显示面板之间配置有包括一对光源的光源单元，该反射单元包括在反射面侧具有一个焦点、在观察者的两眼之间设定有另一个焦点的椭圆镜，因此，能抑制横向宽度。而且，由于椭圆镜是固定式的，且采用在俯视时呈对称形状的反射面，因此，各个光源能利用公共的椭圆镜。因而，能力图实现小型化并降低装置成本。
此外，权利要求2所述的发明的特征在于，在对图像进行显示的图像显示装置中，包括：透射型显示面板，该透射型显示面板用于对图像进行显示；反射单元，该反射单元包括椭圆镜，该椭圆镜配置在所述透射型显示面板的背面侧，是椭圆的圆弧的一部分，具有在俯视时夹着中心线呈对称形状的菲涅耳型反射面，在所述菲涅耳型反射面侧具有椭圆的一个焦点，在观察者的两眼之间设定有椭圆的另一个焦点；以及光源单元，该光源单元包括一对光源，该一对光源附设在所述反射单元的一个焦点侧，即以向所述菲涅耳型反射面照射光的姿势附设在所述透射型显示面板的背面侧，在俯视时夹着所述反射单元的一个焦点来设置。
根据本发明，由于在反射单元与透射型显示面板之间配置有包括一对光源的光源单元，该反射单元包括在菲涅耳型反射面侧具有一个焦点、在观察者的两眼之间设定有另一个焦点的椭圆镜，因此，能抑制横向宽度。而且，由于椭圆镜是固定式的，且采用在俯视时呈对称形状的反射面，因此，各个光源能利用公共的椭圆镜。而且，由于椭圆镜由菲涅耳型反射面构成，因此，能力图实现反射单元的薄型化。因而，能力图进一步实现小型化并降低装置成本。
此外，在本发明中，优选所述光源单元由上部光源单元构成，该上部光源单元包括附设于所述透射型显示面板的上部的上部第一光源及上部第二光源，图像显示装置还包括：图像输出单元，该图像输出单元将第一图像和第二图像交替输出到所述透射型显示面板；以及光源控制单元，该光源控制单元在所述第一图像被输出的情况下，使所述上部第一光源点亮，在所述第二图像被输出的情况下，使所述上部第二光源点亮(权利要求3)。与图像输出单元切换输出第一图像及第二图像相对应，光源控制单元切换点亮上部光源单元的第一光源及上部第二光源。由此，仅利用上部光源单元，能抑制功耗并使第一图像和第二图像交替显示。
此外，在本发明中，优选所述光源单元由下部光源单元构成，该下部光源单元包括附设于所述透射型显示面板的下部的下部第一光源及下部第二光源，图像显示装置还包括：图像输出单元，该图像输出单元将第一图像和第二图像交替输出到所述透射型显示面板；以及光源控制单元，该光源控制单元在所述第一图像被输出的情况下，使所述下部第一光源点亮，在所述第二图像被输出的情况下，使所述下部第二光源点亮(权利要求4)。与图像输出单元切换输出第一图像及第二图像相对应，光源控制单元切换点亮下部光源单元的下部第一光源及下部第二光源。由此，仅利用下部光源单元，能抑制功耗并使第一图像和第二图像交替显示。
此外，在本发明中，优选所述光源单元由上部光源单元和下部光源单元构成，该上部光源单元包括附设于所述透射型显示面板的上部的上部第一光源及上部第二光源，该下部光源单元包括附设于所述透射型显示面板的下部的下部第一光源及下部第二光源，图像显示装置还包括：图像输出单元，该图像输出单元将第一图像和第二图像交替输出到所述透射型显示面板；以及光源控制单元，该光源控制单元在所述第一图像被输出的情况下，使所述上部第一光源及所述下部第一光源点亮，在所述第二图像被输出的情况下，使所述上部第二光源及所述下部第二光源点亮(权利要求5)。与图像输出单元切换输出第一图像及第二图像相对应，光源控制单元切换点亮上部第一光源及下部第一光源、和上部第二光源及下部第二光源。由此，利用上部光源单元和下部光源单元，能提高在透射型显示面板中显示的第一图像及第二图像的亮度，从而能容易欣赏图像。
此外，在本发明中，优选所述上部光源单元在所述上部第一光源与所述上部第二光源之间包括有上部遮光构件(权利要求6)。由于包括有上部遮光构件，因此，能抑制从上部第一光源和上部第二光源的一侧出射的光向另一侧出射。因而，能使第一图像和第二图像清楚地显示于透射型显示面板。
此外，在本发明中，优选所述下部光源单元在所述下部第一光源与所述下部第二光源之间包括有下部遮光构件(权利要求7)。由于包括有下部遮光构件，因此，能抑制从下部第一光源和下部第二光源的一侧出射的光向另一侧出射。因而，能使第一图像和第二图像清楚地显示于透射型显示面板。
此外，在本发明中，优选所述上部光源单元在所述上部第一光源与所述上部第二光源之间包括有上部遮光构件，所述下部光源单元在所述下部第一光源与所述下部第二光源之间包括有下部遮光构件(权利要求8)。由于包括有上部遮光构件及下部遮光构件，因此，能抑制从上部第一光源和上部第二光源的一侧出射的光向另一侧出射，并能抑制从下部第一光源和下部第二光源的一侧出射的光向另一侧出射。因而，能使第一图像和第二图像清楚地显示于透射型显示面板。
此外，在本发明中，优选所述透射型显示面板在其背面侧包括有使光沿纵向进行扩散的扩散构件(权利要求9)。由于使得由反射单元的椭圆镜所反射的光沿纵向进行扩散，因此，能进一步抑制在椭圆镜的上下附近的横向上会产生的、反射率不同的部分显示于透射型显示面板。
此外，在本发明中，优选所述光源单元在其出光面侧包括有使光进行扩散的扩散构件(权利要求10)。由于能使得从光源单元出射的光的形状变淡，因此，能抑制光源单元的光的形状呈现于透射型显示面板。
此外，在本发明中，优选所述反射单元包括从所述反射面覆盖到与圆弧的弦相当的位置的板状的上侧反射板、和从所述反射面覆盖到与圆弧的弦相当的位置的板状的下侧反射板(权利要求11)。能最大限度地利用向反射单元出射的光源单元的光，从而能提高在透射型显示面板中显示的图像的亮度。
此外，在本发明中，优选所述反射单元包括从所述菲涅耳型反射面覆盖到与圆弧的弦相当的位置的板状的上侧反射板、和从所述菲涅耳型反射面覆盖到与圆弧的弦相当的位置的板状的下侧反射板(权利要求12)。能最大限度地利用向反射单元出射的光源单元的光，从而能提高在透射型显示面板中显示的图像的亮度。
此外，在本发明中，优选所述反射单元包括从所述菲涅耳型反射面覆盖到与圆弧的弦相当的位置的一对侧面反射板(权利要求13)。还能有效利用向侧面进行扩散的光。
此外，在本发明中，优选所述反射单元的从所述反射面到与圆弧的弦相当的位置的光路空间由导光体构成(权利要求14)，优选所述反射单元的从所述菲涅耳型反射面到与圆弧的弦相当的位置的光路空间由导光体构成(权利要求15)。由于用导光体来覆盖反射面或菲涅耳型反射面，因此，能防止反射面老化。
此外，在本发明中，优选所述反射单元在相当于所述弦的一侧的出光面上依次层叠设置有偏光板和透明板(权利要求16)。由于从出光面出射的光的一部分由透射型显示面板的背面反射、再次从出光面入射等，导致在反射面中产生意料外的反射，这成为可能导致串扰恶化的原因。但是，由于从出光面出射的光因偏光板而形成不同的偏光状态，因此，即使由透射型显示面板或透明板所反射，也基本由偏光板所吸收和衰减。因而，能减少再次朝向反射面的光，从而能防止串扰恶化。
此外，在本发明中，优选所述第一图像是右眼用图像，所述第二图像是左眼用图像，在所述右眼用图像与所述左眼用图像之间设置有两眼视差，并且，所述上部第一光源设置于从观察者侧观察所述透射型显示面板时的左侧，所述上部第二光源设置于从观察者侧观察所述透射型显示面板时的右侧(权利要求17)。由于通过与图像相对应地使上部第一光源及上部第二光源交替点亮，从而用观察者的右眼和左眼可交替观察到具有两眼视差的右眼用图像和左眼用图像，因此，能使观察者识别立体图像。因而，能实现通过仅采用上部光源单元、既力图省电又力图实现小型化并降低装置成本的可显示立体图像的图像显示装置。
此外，在本发明中，优选所述第一图像是右眼用图像，所述第二图像是左眼用图像，在所述右眼用图像与所述左眼用图像之间设置有两眼视差，并且，所述下部第一光源设置于从观察者侧观察所述透射型显示面板时的左侧，所述下部第二光源设置于从观察者侧观察所述透射型显示面板时的右侧(权利要求18)。由于通过与图像相对应地使下部第一光源及下部第二光源交替点亮，从而用观察者的右眼和左眼可交替观察到具有两眼视差的右眼用图像和左眼用图像，因此，能使观察者识别立体图像。因而，能实现通过仅采用下部光源单元、既力图省电又力图实现小型化并降低装置成本的可显示立体图像的图像显示装置。
此外，在本发明中，优选所述第一图像是右眼用图像，所述第二图像是左眼用图像，在所述右眼用图像与所述左眼用图像之间设置有两眼视差，并且，所述上部第一光源及所述下部第一光源设置于从观察者侧观察所述透射型显示面板时的左侧，所述上部第二光源及所述下部第二光源设置于从观察者侧观察所述透射型显示面板时的右侧(权利要求19)。由于通过与图像相对应地使上部第一光源及下部第一光源、和上部第二光源及下部第二光源交替点亮，从而用观察者的右眼和左眼可交替观察到具有两眼视差的右眼用图像和左眼用图像，因此，能使观察者识别立体图像。因而，能实现通过采用上部光源单元及下部光源单元、既可确保高图像亮度又力图实现小型化并降低装置成本的可显示立体图像的图像显示装置。
此外，在本发明中，优选所述光源单元附设成使出光面朝向所述反射面在高度方向上的中央部的倾斜姿势(权利要求20)。由于能使来自光源单元的光有效地照射到椭圆镜，因此，能提高图像的亮度。
此外，在本发明中，优选所述反射单元在其反射面侧包括有使光沿纵向进行扩散的扩散构件(权利要求21)。在使来自光源单元的光由扩散构件进行扩散之后，由椭圆镜的反射面所反射的光再次由扩散构件进行扩散，以朝向透射型显示面板。因而，由于能有效地产生扩散，因此，能进一步抑制在椭圆镜的上下附近的横向上会产生的、反射率不同的部分显示于透射型显示面板。
此外，在本发明中，优选所述反射单元在其反射面侧包括有使光沿纵向进行扩散的扩散构件，并且，所述反射面与所述扩散构件之间由导光体构成(权利要求22)。若在扩散构件与透射型显示面板之间存在导光体，且导光体与扩散构件的折射率相等，则扩散构件中的扩散作用有可能会降低。但是，通过仅在反射面与扩散构件之间包括导光体，不会使扩散作用降低。此外，由于导光体的容积较小，因此，能力图实现轻量化。
此外，在本发明中，优选所述反射单元在其反射面侧包括有使光沿纵向进行扩散的扩散构件，并且，所述菲涅耳型反射面与所述扩散构件之间由导光体构成(权利要求23)。若在扩散构件与透射型显示面板之间存在导光体，且导光体与扩散构件的折射率相等，则扩散构件中的扩散作用有可能会降低。但是，通过仅在菲涅耳型反射面与扩散构件之间包括导光体，不会使扩散作用降低。此外，由于导光体的容积较小，因此，能力图实现轻量化。
此外，在本发明中，优选所述反射单元的扩散构件设置成与所述反射面隔开规定间隔(权利要求24)。由于对于从光源单元照射出的光，能确保规定间隔作为扩散距离，因此能充分地进行扩散，直到透过扩散构件到达反射面为止。
此外，在本发明中，优选所述扩散构件仅在一面具有扩散面，并将所述扩散面侧设置成朝向所述透射型显示面板侧(权利要求25)。由于能降低来自光源单元的入射光进行表面反射的比例，因此，能提高来自光源单元的照射光的利用效率。此外，即使来自光源单元的照射光由表面所反射，但由于在较大的范围内进行扩散和衰减，因此，表面反射所产生的坏影响也较小。
根据本发明所涉及的图像显示装置，由于在反射单元与透射型显示面板之间配置有包括一对光源的光源单元，该反射单元包括在反射面侧具有一个焦点、在观察者的两眼之间设定有椭圆的另一个焦点的椭圆镜，因此，能抑制装置的横向宽度。而且，由于椭圆镜是固定式的，且采用在俯视时呈对称形状的反射面，因此，各个光源能利用公共的椭圆镜。因而，能力图实现小型化并降低装置成本。
附图说明
图1是表示实施例所涉及的立体图像显示装置的简要结构的横向剖视图。
图2是用于说明构成椭圆镜的椭圆的示意图。
图3是表示实施例所涉及的立体图像显示装置的简要结构的纵向剖视图。
图4是表示从椭圆镜侧观察实施例所涉及的立体图像显示装置的图。
图5是立体图像显示装置的控制系统所涉及的框图。
图6(a)、图6(b)表示光源单元的控制例，是表示从背面观察到的状态的示意图。
图7是表示反射单元的变形例1的横向剖视图。
图8(a)、图8(b)是用于说明变形例1中的偏光板所产生的作用的示意图。
图9是表示反射单元的变形例2的横向剖视图。
图10是表示反射单元的变形例3的横向剖视图。
图11是表示变形例4的部分纵向剖视图。
图12是用于进行与扩散有关的说明的图。
图13是表示变形例5的横向剖视图。
图14是表示变形例6的横向剖视图。
图15是表示变形例7的横向剖视图。
标号说明
1、1A～1G…立体图像显示装置
3…壳体
5…透射型液晶显示面板
15、15A～15C…椭圆镜
17、17A～17G…反射单元
19…反射面
21…椭圆
f1…一个焦点
f2…另一个焦点
29、29A…上部光源单元
31、31A…下部光源单元
33、37…右眼用光源
37、39…左眼用光源
41…上部遮光构件
43…下部遮光构件
63…控制部
65…图像信号输出部
67…光源控制部
75…偏光板
77…透明板
79…光学粘接剂
具体实施方式
下面，参照附图，说明本发明的一个实施例。
另外，在下面的说明中，作为图像显示装置，以“立体图像显示装置”为例来进行说明。
图1是表示实施例所涉及的立体图像显示装置的简要结构的横向剖视图，图2是用于说明构成椭圆镜的椭圆的示意图，图3是表示实施例所涉及的立体图像显示装置的简要结构的纵向剖视图，图4是表示从椭圆镜侧观察实施例所涉及的立体图像显示装置的图。另外，为了便于说明，在图2及图3中省略了壳体的图示。
本实施例所涉及的立体图像显示装置1包括横截面呈コ字状的壳体3。在该壳体3的前表面，通过包含前挡板的支承框7安装有透射型液晶显示面板5。在透射型液晶显示面板5的内侧，通过隔板9安装有扩散构件11。该扩散构件11具有使光沿纵向(图1中的纸面方向)进行扩散的功能。在位于隔板9的内侧的支承框7的上下，分别安装有安装框13。
由于包括上述扩散构件11，因此，能抑制在后述的椭圆镜15与上侧反射板23及下侧反射板25的接合部附近存在的横向分界线等映在透射型液晶显示面板5上。
在安装框13的后方(图1的下方)，安装有包括椭圆镜15的反射单元17。椭圆镜15的凹状面作为反射面19。对于该椭圆镜15，参照图2。
椭圆镜15由椭圆21的圆弧的一部分构成。椭圆21包括中心c、长轴a、短轴b。此外，由于长轴a与中心线相一致，因此，椭圆镜15成为夹着中心线呈左右对称的形状。椭圆21的一个焦点f1设定于反射面19一侧，换言之，设定在构成椭圆镜15的椭圆21的一部分的弦附近。椭圆21的另一个焦点f2设定在观察者的右眼ER与左眼EL之间(眉间附近)。
反射单元17在椭圆镜15的上边缘侧包括上侧反射板23，在椭圆镜15的下边缘侧包括下侧反射板25。上侧反射板23及下侧反射板25均呈现从椭圆镜15的反射面19、覆盖到椭圆镜15的与椭圆21的圆弧的一部分中的弦相当的位置的板状。另外，在图1及图2中，由于图示的关系，省略了上侧反射板23。对于由它们所包围的光路空间27，未填充有光学材料等，而处于空气中。
在位于反射单元17的一个焦点f1一侧的上侧安装框13安装有上部光源单元29，在下侧的安装框13安装有下部光源单元31。上部光源单元29包括在俯视时夹着一个焦点f1而配置的由右眼用光源33和左眼用光源35构成的一对光源。下部光源单元31包括在俯视时夹着一个焦点f1而配置的由右眼用光源37和左眼用光源39构成的一对光源。所有光源即右眼用光源33、左眼用光源35、右眼用光源37、及左眼用光源39以能向反射面19照射光的姿势安装于安装框13。具体而言，各光源33、35、37、39的出光面朝向反射面19。
上部光源单元29在右眼用光源33与左眼用光源35之间安装有上部遮光构件41。同样地，下部光源单元31在右眼用光源37与左眼用光源39之间安装有下部遮光构件43。上部遮光构件41及下部遮光构件43由不透光的构件构成。此外，各光源33、35、37、39在出光面侧包括扩散构件45。该扩散构件45优选是具有使光均匀地向周围进行扩散的特性的构件。
由于包括上述扩散构件45，因此，能抑制上部光源单元29和下部光源单元31的发光形状映到透射型液晶显示面板5上。
另外，上述右眼用光源33相当于本发明中的“上部第一光源”，左眼用光源35相当于“上部第二光源”。此外，右眼用光源37相当于本发明中的“下部第一光源”，左眼用光源39相当于本发明中的“下部第二光源”。
<控制系统的示例>
接下来，参照图5及图6。另外，图5是立体图像显示装置的控制系统所涉及的框图，图6(a)、图6(b)表示光源单元的控制例，是表示从背面观察到的状态的示意图。
控制部63包括：图像信号输出部65，该图像信号输出部65接收视频信号VD，并将具有两眼视差的右眼用图像和左眼用图像交替输出到透射型液晶显示面板5；及光源控制部67，该光源控制部67在图像信号输出部65依次切换右眼用图像和左眼用图像时，根据垂直同步信号VS和图像，对上部光源单元29和下部光源单元31进行点亮控制。
另外，图像信号输出部65相当于本发明中的“图像输出单元”，光源控制部67相当于本发明中的“光源控制单元”。此外，右眼用图像相当于本发明中的“第一图像”，左眼用图像相当于本发明中的“第二图像”。
光源控制部67在图像信号输出部65将右眼用图像和左眼用图像输出到透射型液晶显示面板5时，使上部光源单元29及下部光源单元31中的右眼用光源33、37和左眼用光源35、39进行切换点亮。具体而言，如图6(a)所示，当在透射型液晶显示面板5中显示右眼用图像时，使右眼用光源33、37点亮。此外，如图6(b)所示，当显示左眼用图像时，使左眼用光源35、39点亮。
另外，透射型液晶显示面板5不是瞬时地从右眼用图像更新成左眼用图像的面板，在某一定时，存在右眼用图像和左眼用图像混合的状态。例如，存在上半部分是左眼用图像、下半部分是右眼用图像之类的状态。在这种情况下，光源控制部67可以对各光源进行操作，首先使右眼用光源37保持点亮而仅将右眼用光源33熄灭、使左眼用光源39保持熄灭而仅使左眼用光源35点亮，经过上述状态，再使左眼用光源35、39均点亮，而不像上述那样同时切换右眼用光源33、35和左眼用光源37、39。由此，能防止因观察者同时识别右眼用图像和左眼用图像而导致立体图像变得不鲜明。
如上所述，根据本实施例，由于在包括椭圆镜15、且在反射面19一侧具有一个焦点f1的反射单元17与透射型液晶显示面板5之间配置有包括一对光源33、35、37、39的上部光源单元29及下部光源单元31，因此，能抑制装置的横向宽度。而且，由于椭圆镜15是固定式的，且采用在俯视时呈对称形状的反射面19，因此，各个光源能利用公共的椭圆镜15。因而，能实现力图达到小型化并降低装置成本的立体图像显示装置。
此外，由于作为光源包括上部光源单元29及下部光源单元31这两个光源，因此，能提高在透射型液晶显示面板5中显示的图像的亮度。而且，由于包括有上部遮光构件41及下部遮光构件43，因此，能抑制从右眼用光源33、37和左眼用光源35、39的一侧出射的光向另一侧出射。因而，能在透射型液晶显示面板5中清楚地显示右眼用图像和左眼用图像。
<变形例1>
对于上述实施例装置，虽然反射单元17的光路空间27未被材料充满而仅有空气，但例如，在反射单元17如下那样构成的情况下，反射单元17的出光面优选采用如下那样的结构。此处，参照图7及图8。另外，图7是表示反射单元的变形例1的横向剖视图，图8(a)、图8(b)是用于说明变形例1中的偏光板所产生的作用的示意图。
在该立体图像显示装置1A中，构成反射单元17A的椭圆镜15A的光路空间27A由导光体71构成。导光体71可以是任何透光的材料，例如，可举出丙烯酸树脂。在出光面73，以由光学粘接剂79粘接的状态紧贴配置有偏光板75和透明板77。偏光板75优选是折射率与导光体71相等、具有直线偏光或圆偏光特性的偏光板。此外，透明板77是不具有偏光特性的板。
另外，上述光学粘接剂79是由透光性优良的材料形成的粘接剂，还是能与光学构件相匹配地选择折射率的粘接剂。此外，虽然在出光面73包括层叠的上述偏光板75和透明板77，但优选对于上部光源单元29及下部光源单元31的相对面，在来自它们的光所入射的部位(入射面)没有偏光板75和透明板77。通过在入射面没有偏光板75和透明板77，能提高入射效率。
在反射单元17A像上述那样包括导光体71的情况下，能使反射面19不与空气接触而抑制反射率随时间恶化。另一方面，由反射面19反射而从出光面73出射的光的一部分由透射型液晶显示面板5的背面反射，再次从出光面73入射，在反射面19中产生意料外的反射，这成为可能导致串扰恶化的原因。此外，同样地，根据由反射面19所反射而朝向出光面73的光的入射角度，产生由出光面73与空气层的边界面反射后再次朝向反射面19、而不从出光面73出射的现象，但这也会产生上述同样的问题。
但是，通过像上述那样包括偏光板75和透明板77，如图8(a)所示，从出光面73出射的光因偏光板75而形成不同的偏光状态。因而，即使由透射型液晶显示面板5的背面所反射，也由于基本由偏光板75所吸收和衰减，因此，能减少再次朝向反射面19的光，能防止上述那样的问题。此外，由于偏光板75具有与导光体71相等的折射率，因此，如图8(b)所示，由出光面73所反射的光透过偏光板75，并由透明板77与空气层的边界面进行反射。于是，由于仍然因偏光板75而形成不同的偏光状态，因此，与上述相同，能减少再次朝向反射面19的光。其结果是，能抑制串扰恶化。
<变形例2>
在上述实施例装置及变形例1中，虽然反射单元17包括一般的椭圆镜15、15A，但也可以使椭圆镜像如下那样构成。此处，参照图9。另外，图9是表示反射单元的变形例2的横向剖视图。
反射单元17B所包括的椭圆镜15B与上述结构的不同点在于：由具有将椭圆镜15、15A的反射面19分解后得到的多个反射面19(菲涅耳型反射面)的菲涅耳型反射镜构成。这样，由于具有与椭圆镜15、15A相同的一个焦点f1和另一个焦点f2，并用菲涅耳型反射面19来构成椭圆镜15B，因此，不仅能缩短装置的横向宽度，还能缩短装置的进深，能力图进一步小型化。
另外，在采用该菲涅耳反射镜的椭圆镜15B的情况下，为了防止光向光路空间27B中的侧面泄漏以提高光的利用效率，优选在椭圆镜15B的侧面包括侧面反射板81。
<变形例3>
在上述变形例2中，也可以像图10所示那样构成。另外，图10是表示反射单元的变形例3的横向剖视图。
立体图像显示装置1C像变形例1那样，包括由导光体71C构成光路空间27C的反射镜15C，并用此来构成反射单元17C。由此，能抑制反射单元17C的反射面19中的反射率随时间恶化，并且，还能缩短装置的进深。
另外，根据在变形例1中说明过的理由，与变形例1相同，优选在出光面73包括以光学粘接剂79将偏光板75及透明板77粘接后得到的构件。
<变形例4>
在上述实施例装置中，优选采用如下所示的结构。此处，参照图11、图12。另外，图11是表示变形例4的部分纵向剖视图，图12是用于进行与扩散有关的说明的图。
在该变形例4中的立体图像显示装置1D中，上部光源单元29A和反射单元17D的结构与上述立体图像显示装置1不同。另外，虽然省略了下部光源单元31的图示，但优选如后述那样与上部光源单元29A同样地构成下部光源单元31A。上部光源单元29A设置成朝着椭圆镜15的反射面19在高度方向上的中央部(图中的点划线)呈倾斜姿势。更具体而言，上部光源单元29A的出光面朝向反射面19在高度方向上的中央部一侧。但是，其光轴并不是严格与反射面19在高度方向上的中央部相一致，只要不像上述实施例那样是光轴朝向水平方向，而是比反射面19在高度方向上的上端部更靠近中央部的程度即可。
在上述实施例的结构中，由于从上部光源单元29出射的光中，朝向上方的光的一部分对构成图像没有作用，因此，不利于提高光的利用效率。但是，在变形例4的结构中，由于能有效地使得从上部光源单元29A出射的光朝向椭圆镜15的反射面19，因此，能提高图像的亮度。
此外，立体图像显示装置1D在透射型液晶显示面板5的背面侧没有扩散构件(11)，而沿椭圆镜15的反射面19包括扩散构件11A。该扩散构件11A与反射面19隔开规定距离d的间隔来安装。此外，扩散构件11A在其一面包括扩散面ds，但扩散面ds朝向位于与反射面19的相反侧的透射型液晶显示面板5的背面侧。另外，作为扩散构件11A，例如可举出仅在一面形成有微透镜的纳米凹凸的构件。
若采用上述那样的结构，则如图12所示，在使来自上部光源单元29A的光由扩散构件11A进行扩散之后，使得由椭圆镜15的反射面19所反射的光再次由扩散构件11A进行扩散，以使其朝向透射型液晶显示面板5。因而，由于能有效地产生扩散，因此，能进一步抑制在椭圆镜15的上下附近的横向上会产生的、反射率不同的部分显示于透射型液晶显示面板5。此外，由于扩散构件11A配置于与反射面19隔开规定距离d的位置，因此，能确保规定间隔d作为扩散距离，能充分地进行扩散，直到透过扩散构件11A到达反射面19为止。
此外，以扩散构件11A的扩散面ds朝向与反射面19的相反侧的姿势来安装。换言之，扩散构件11A的扩散面ds朝向上部光源单元29A一侧。由此，由于能降低来自上部光源单元29A的光进行表面反射的比例，因此，能提高光的利用效率。此外，即使来自上部光源单元29A的光由表面进行反射，由于在较大的范围内进行扩散和衰减，因此，表面反射所产生的坏影响也较小。
<变形例5>
在上述变形例1中，优选像如下那样构成。此处，参照图13。另外，图13是表示变形例5的横向剖视图。
在该变形例5中的立体图像显示装置1E中，上部光源单元29A和反射单元17E的结构与实施例中的立体图像显示装置1A不同。上部光源单元29A的结构与上述变形例4相同。反射单元17E沿反射镜15A的反射面19隔开规定间隔d而配置有扩散构件11A。在扩散构件11A与反射面19之间填充有导光体71E。从扩散构件11A到透射型液晶显示面板5的背面侧的光路空间27A中未填充任何材料，而处于空气中。当在扩散构件11A与透射型液晶显示面板5之间存在导光体时，若导光体与扩散构件11A的折射率相等，则扩散构件11A中的扩散作用有可能会降低。但是，通过仅在反射面19与扩散构件11A之间包括导光体71E，不会使扩散作用降低。
若采用这种结构，则除上述变形例1中的效果之外，还起到与变形例4相同的效果。此外，由于导光体71E的容积较小，因此，能力图实现轻量化。
<变形例6>
上述变形例2优选像图14所示那样构成。另外，图14是表示变形例6的横向剖视图。
在该变形例6中的立体图像显示装置1F中，上部光源单元29A和反射单元17F的结构与立体图像显示装置1B不同。上部光源单元29A具有与上述相同的结构。反射单元17F在与菲涅耳型椭圆镜15B的中央部隔开规定距离d的位置包括有扩散构件11B。与上述变形例相同，扩散面ds朝向透射型液晶显示面板5的背面侧。另外，虽然扩散构件11B是平板状，但也可以是沿着椭圆镜15B的菲涅耳型反射面19的形状。
若采用这种结构，则除上述变形例2中的效果之外，还起到与变形例4相同的效果。
<变形例7>
上述变形例3优选像图15所示那样构成。另外，图15是表示变形例7的横向剖视图。
在该变形例7中的立体图像显示装置1G中，上部光源单元29A和反射单元17G的结构与立体图像显示装置1C不同。上部光源单元29A与上述变形例相同。反射单元17G具有在上述变形例6的反射单元17F中包括导光体71C的结构。更详细而言，在扩散构件11B与反射面19之间填充有导光体71G。从扩散构件11A到透射型液晶显示面板5的背面侧的光路空间27C处于空气中。当在扩散构件11B与透射型液晶显示面板5之间存在导光体时，若导光体与扩散构件11B的折射率相等，则扩散构件11B中的扩散作用有可能会降低。但是，通过仅在反射面19与扩散构件11B之间包括导光体71G，不会使扩散作用降低。
若采用这种结构，则除上述变形例3中的效果之外，还起到与变形例4相同的效果。此外，由于导光体71G的容积较小，因此，能力图实现轻量化。
本发明并不限于上述实施方式，能像如下那样进行变形实施。
(1)在上述的各实施例及变形例中，虽然作为光源单元17，包括上部光源单元29(29A)和下部光源单元31(31A)，但也可以是仅包括上部光源单元29(29A)的结构。由此，能抑制功耗并显示图像。此外，即使是仅包括下部光源单元31(31A)的结构，也起到相同的效果。
(2)在上述的各实施例及变形例中，虽然作为第一图像及第二图像，举出具有两眼视差的右眼用图像及左眼用图像，但例如也可以使第一图像和第二图像是完全不同的图像。由此，在上述的包含观察者右眼ER的位置的观察者右侧范围、和包含观察者左眼EL的位置的观察者左侧范围内，不同的多个观察者能同时观察各不相同的图像，能实现所谓“双视”的图像显示装置。
(3)在上述的各实施例及变形例中，虽然在透射型液晶显示面板5的背面包括扩散构件11(11A、11B)，但是，例如在椭圆镜15与上侧反射板23及下侧反射板25的接合部附近存在的横向分界线等不对透射型液晶显示面板5造成影响的情况下，也可以不包括扩散构件11(11A、11B)。
(4)在上述的各实施例及变形例中，虽然在上部光源单元29(29A)和下部光源单元31(31A)中分别包括扩散构件45，但在上部光源单元29(29A)和下部光源单元31(31A)的发光形状不对透射型液晶显示面板5造成影响的情况下，也可以不包括扩散构件15。
(5)在上述的各实施例及变形例中，虽然椭圆镜15(15A～15C)构成为一体，但也可以采用将多片椭圆镜15(15A～15C)进行组合以形成一个椭圆镜15(15A～15C)的结构。所谓多片椭圆镜15(15A～15C)，例如，可以是将沿水平方向分割的带状片的椭圆镜15(15A～15C)在高度方向上进行重叠来构成，此外，也可以是将沿垂直方向分割的、构成椭圆圆弧的一部分的曲率不同的镜片在横向上进行拼接来构成椭圆镜15(15A～15C)。此外，也可以将它们进行组合来构成椭圆镜15(15A～15C)。通过采用这种结构，例如，即使在椭圆镜15(15A～15C)的一部分损坏或一部分产生模糊的情况下，也无需更换整个椭圆镜15(15A～15C)，只更换部分椭圆镜15(15A～15C)即可，起到维护性优异的效果。
(6)在上述的变形例5及变形例7中，在反射面19与扩散构件11A、11B之间包括导光体71E、71G。也可以使椭圆镜15A、15C形成为在背面侧包括反射面19的形态的镜子(背面镜)，在位于其入射面侧的透光构件的表面实施与扩散构件11A、11B相同的加工，或者与扩散构件11A、11B紧贴配置，来代替上述这种结构。若采用这种结构，则通过在单一的透光构件的表面和背面包括反射面19和扩散构件11A、11B，在不产生折射损耗的基础上，能保护反射面19。
(7)在上述的各实施例及变形例中，虽然举例示出了透射型液晶显示面板5作为透射型显示面板，但本发明并不限于液晶显示型，只要是透射型显示面板，就能适用本发明。例如，可举出透射型MEMS(microelectromechanical systems：微机电系统)。
工业上的实用性
如上所述，本发明适于用于对图像进行显示的图像显示装置。

Claims (25)

1.一种图像显示装置，该图像显示装置对图像进行显示，其特征在于，包括：
透射型显示面板，该透射型显示面板用于对图像进行显示；
反射单元，该反射单元包括椭圆镜，该椭圆镜配置在所述透射型显示面板的背面侧，是椭圆的圆弧的一部分，具有在俯视时夹着中心线呈对称形状的反射面，在所述反射面侧具有椭圆的一个焦点，在观察者的两眼之间设定有椭圆的另一个焦点；以及
光源单元，该光源单元包括一对光源，该一对光源附设在所述反射单元的一个焦点侧，即以向所述反射面照射光的姿势附设在所述透射型显示面板的背面侧，在俯视时夹着所述反射单元的一个焦点来设置。
2.一种图像显示装置，该图像显示装置对图像进行显示，其特征在于，包括：
透射型显示面板，该透射型显示面板用于对图像进行显示；
反射单元，该反射单元包括椭圆镜，该椭圆镜配置在所述透射型显示面板的背面侧，是椭圆的圆弧的一部分，具有在俯视时夹着中心线呈对称形状的菲涅耳型反射面，在所述菲涅耳型反射面侧具有椭圆的一个焦点，在观察者的两眼之间设定有椭圆的另一个焦点；以及
光源单元，该光源单元包括一对光源，该一对光源附设在所述反射单元的一个焦点侧，即以向所述菲涅耳型反射面照射光的姿势附设在所述透射型显示面板的背面侧，在俯视时夹着所述反射单元的一个焦点来设置。
3.如权利要求1或2所述的图像显示装置，其特征在于，
所述光源单元由上部光源单元构成，该上部光源单元包括附设于所述透射型显示面板的上部的上部第一光源及上部第二光源，
该图像显示装置还包括：
图像输出单元，该图像输出单元将第一图像和第二图像交替输出到所述透射型显示面板；以及
光源控制单元，该光源控制单元在所述第一图像被输出的情况下，使所述上部第一光源点亮，在所述第二图像被输出的情况下，使所述上部第二光源点亮。
4.如权利要求1或2所述的图像显示装置，其特征在于，
所述光源单元由下部光源单元构成，该下部光源单元包括附设于所述透射型显示面板的下部的下部第一光源及下部第二光源，
该图像显示装置还包括：
图像输出单元，该图像输出单元将第一图像和第二图像交替输出到所述透射型显示面板；以及
光源控制单元，该光源控制单元在所述第一图像被输出的情况下，使所述下部第一光源点亮，在所述第二图像被输出的情况下，使所述下部第二光源点亮。
5.如权利要求1或2所述的图像显示装置，其特征在于，
所述光源单元由上部光源单元和下部光源单元构成，该上部光源单元包括附设于所述透射型显示面板的上部的上部第一光源及上部第二光源，该下部光源单元包括附设于所述透射型显示面板的下部的下部第一光源及下部第二光源，
该图像显示装置还包括：
图像输出单元，该图像输出单元将第一图像和第二图像交替输出到所述透射型显示面板；以及
光源控制单元，该光源控制单元在所述第一图像被输出的情况下，使所述上部第一光源及所述下部第一光源点亮，在所述第二图像被输出的情况下，使所述上部第二光源及所述下部第二光源点亮。
6.如权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于，
所述上部光源单元在所述上部第一光源与所述上部第二光源之间包括有上部遮光构件。
7.如权利要求4所述的图像显示装置，其特征在于，
所述下部光源单元在所述下部第一光源与所述下部第二光源之间包括有下部遮光构件。
8.如权利要求5所述的图像显示装置，其特征在于，
所述上部光源单元在所述上部第一光源与所述上部第二光源之间包括有上部遮光构件，所述下部光源单元在所述下部第一光源与所述下部第二光源之间包括有下部遮光构件。
9.如权利要求1至8的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述透射型显示面板在其背面侧包括有使光沿纵向进行扩散的扩散构件。
10.如权利要求1至9的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述光源单元在其出光面侧包括有使光进行扩散的扩散构件。
11.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
所述反射单元包括从所述反射面覆盖到与圆弧的弦相当的位置的板状的上侧反射板、和从所述反射面覆盖到与圆弧的弦相当的位置的板状的下侧反射板。
12.如权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于，
所述反射单元包括从所述菲涅耳型反射面覆盖到与圆弧的弦相当的位置的板状的上侧反射板、和从所述菲涅耳型反射面覆盖到与圆弧的弦相当的位置的板状的下侧反射板。
13.如权利要求12所述的图像显示装置，其特征在于，
所述反射单元包括从所述菲涅耳型反射面覆盖到与圆弧的弦相当的位置的一对侧面反射板。
14.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
所述反射单元的从所述反射面到与圆弧的弦相当的位置的光路空间由导光体构成。
15.如权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于，
所述反射单元的从所述菲涅耳型反射面到与圆弧的弦相当的位置的光路空间由导光体构成。
16.如权利要求14或15所述的图像显示装置，其特征在于，
所述反射单元在相当于所述弦的一侧的出光面上依次层叠设置有偏光板和透明板。
17.如权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于，
所述第一图像是右眼用图像，所述第二图像是左眼用图像，在所述右眼用图像与所述左眼用图像之间设置有两眼视差，并且，
所述上部第一光源设置于从观察者侧观察所述透射型显示面板时的左侧，所述上部第二光源设置于从观察者侧观察所述透射型显示面板时的右侧。
18.如权利要求4所述的图像显示装置，其特征在于，
所述第一图像是右眼用图像，所述第二图像是左眼用图像，在所述右眼用图像与所述左眼用图像之间设置有两眼视差，并且，
所述下部第一光源设置于从观察者侧观察所述透射型显示面板时的左侧，所述下部第二光源设置于从观察者侧观察所述透射型显示面板时的右侧。
19.如权利要求5所述的图像显示装置，其特征在于，
所述第一图像是右眼用图像，所述第二图像是左眼用图像，在所述右眼用图像与所述左眼用图像之间设置有两眼视差，并且，
所述上部第一光源及所述下部第一光源设置于从观察者侧观察所述透射型显示面板时的左侧，所述上部第二光源及所述下部第二光源设置于从观察者侧观察所述透射型显示面板时的右侧。
20.如权利要求1至19的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述光源单元附设成使出光面朝向所述反射面在高度方向上的中央部的倾斜姿势。
21.如权利要求1至8、10至20的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述反射单元在其反射面侧包括有使光沿纵向进行扩散的扩散构件。
22.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
所述反射单元在其反射面侧包括有使光沿纵向进行扩散的扩散构件，并且，所述反射面与所述扩散构件之间由导光体构成。
23.如权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于，
所述反射单元在其反射面侧包括有使光沿纵向进行扩散的扩散构件，并且，所述菲涅耳型反射面与所述扩散构件之间由导光体构成。
24.如权利要求21所述的图像显示装置，其特征在于，
所述反射单元的扩散构件设置成与所述反射面隔开规定间隔。
25.如权利要求21至24的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述扩散构件仅在一面具有扩散面，并将所述扩散面侧设置成朝向所述透射型显示面板侧。
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