CN102713733B - 光照射装置以及采用该光照射装置的液晶显示装置和图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明是被用在使光交替聚集于观察者（16）的右眼（17a）的位置以及左眼（17b）的位置的液晶显示装置（100）中的光照射装置（2），其具备使射出的光聚集在规定的聚光点的面状照明体（6）和、对来自面状照明体（6）的光进行二维偏转的光偏转器（7）。面状照明体（6）通过对射出的光的方向进行切换，能够切换第一聚光状态和第二聚光状态，该第一聚光状态是指以观察者（16）的右眼（17a）的位置作为规定的聚光点的状态，该第二聚光状态是指以观察者（16）的左眼（17b）的位置作为规定的聚光点的状态。光偏转器（7）能够追随观察者（16）的动作，来对第一聚光状态下的规定的聚光点以及第二聚光状态下的规定的聚光点进行调制。

Description

光照射装置以及采用该光照射装置的液晶显示装置和图像显示装置

技术领域

本发明涉及例如能作为3D液晶显示装置以及保密性显示器的光照射装置以及采用了该光照射装置的液晶显示装置和图像显示装置。

背景技术

作为图像显示装置的一种,有液晶显示装置。液晶显示装置具备作为空间调制元件的液晶面板、朝向液晶面板的背面照射光的光照射装置（背光灯）。透射液晶面板的光被进行空间调制,从而在液晶面板上形成图像。

为了进一步提高液晶显示装置上显示的图像的临场之感，在推进开发可显示3D（ThreeDimensions:三维）图像的3D液晶显示装置。这种3D液晶显示装置，通过对观察者的左右眼分别显示不同的图像来形成视差，从而能使观察者观察到3D图象。

例如，现已开发出观察者通过佩戴具有特殊光学作用的专用眼镜能观察到3D图像的眼镜式3D液晶显示装置。但是，根据这种眼镜式3D液晶显示装置，麻烦之处在于观察者必须佩戴眼镜，谈不上方便易用。对此，近年来在开发不戴眼镜也能观察到3D图象的裸眼式3D液晶显示装置（例如，参照专利文献1）。

在该裸眼式3D液晶显示装置的光照射装置中，例如在具有特殊形状的导光板的两侧面分别配置有右侧光源以及左侧光源。右侧光源以及左侧光源交替亮灯。当右侧光源亮灯时，来自右侧光源的光射入导光板的一侧面，从导光板射出的光被聚集在观察者的右眼。并且，当左侧光源亮灯时，来自左侧光源的光射入导光板的另一侧面，从导光板射的光被聚集在观察者的左眼。通过在右侧光源亮灯的期间内使液晶面板显示右眼用图像,在左侧光源亮灯的期间内使液晶面板显示左眼用图像，观察者能以裸眼观察到3D图象。在此，除了3D液晶显示装置以外，该原理还可应用于例如可防止第三者窥视显示图像的保密性显示器。

专利文献1：特表2010-524047号公报

但是，根据所述现有的裸眼式3D液晶显示装置，为了观察3D图象，必须使观察者的双眼位置固定在规定位置上。在观察者的双眼偏离了所述规定位置的情况下，无法使来自导光板的光聚集到观察者的两个眼睛，观察者也就观察不到3D图象。因此，例如在平板型3D液晶显示装置中有如下限制，即，观察者不能使头的位置相对于3D液晶显示装置进行大幅度移动，因此谈不上方便易用。另外，观察者有时察觉不到其双眼位置偏离了所述规定位置的情况，因此可能无法正确观察图像。

发明内容

本发明为了解决所述问题，其目的在于提供能够扩大可观察到3D图象等的视域的光照射装置以及采用该光照射装置的液晶显示装置。另外，本发明的目的在于提供能够提示观察者将其双眼位置调回适当的视域的图像显示装置。

为了达成所述目的，本发明的光照射装置的一形态是被用在使光交替聚集于观察者的右眼位置以及左眼位置的液晶显示装置中的光照射装置，其具备：面状照明体，使射出的光聚集于规定的聚光点；光偏转器，对来自所述面状照明体的光进行二维偏转。所述面状照明体通过对射出的光的方向进行切换，能够交替切换为第一聚光状态和第二聚光状态。所述第一聚光状态是指以观察者的右眼位置作为所述规定的聚光点的状态，所述第二聚光状态是指以观察者的左眼位置作为所述规定的聚光点的状态。所述光偏转器能够追随观察者的动作，来对所述第一聚光状态下的所述规定的聚光点以及所述第二聚光状态下的所述规定的聚光点分别进行调制。

根据本形态，光偏转器能够追随观察者的动作，来对第一聚光状态下的规定的聚光点以及第二聚光状态下的规定的聚光点分别进行调制。由此，通过将本形态的光照射装置用在液晶显示装置中，例如，即使在观察者相对于液晶显示装置移动了的情况下，观察者也能继续观察到3D图象等，从而能扩大可观察到3D图象等的视域。

另外，作为本发明的光照射装置的一形态，优选为，所述面状照明体具有：光源，射出单一偏振的光，并能够对单一偏振的偏振特性进行切换；导光板，由一侧面使来自所述光源的光射入，并从相对于所述一侧面正交的主面射出光。通过由所述光源对单一偏振的偏振特性进行切换，所述面状照明体能够对从所述导光板的所述主面射出的光的方向进行切换。

根据本形态，通过由光源对单一偏振的偏振特性进行切换，面状照明体能够对从导光板的主面射出的光的方向进行切换。由此，能够容易地由面状照明体对光的方向进行切换。

另外，作为本发明的光照射装置的一形态，优选为，所述面状照明体还具备：偏振调制板，被设置在所述导光板的光射出侧；偏振滤波器，被设置在所述偏振调制板的光射出侧，对来自所述偏振调制板的光中的规定方向的偏振光进行反射；棱镜片，被设置在所述偏振滤波器的光射出侧。所述偏振调制板具有：偏振调制单元，具有作为对光的偏振特性进行调制的波长板的功能；非偏振调制单元，对光的偏振特性不进行调制。所述棱镜片被构成为，在与所述偏振调制单元对应的第一位置以及与所述非偏振调制单元对应的第二位置上，透射的光的偏转方向不同。通过由所述光源对单一偏振的偏振特性进行切换，所述面状照明体能够切换为第一状态和第二状态，所述第一状态是指来自所述非偏振调制单元的光在所述偏振滤波器被反射，而来自所述偏振调制单元的光透射所述偏振滤波器并射入所述棱镜片的所述第一位置的状态，所述第二状态是指来自所述偏振调制单元的光在所述偏振滤波器被反射，而来自所述非偏振调制单元的光透射所述偏振滤波器并射入所述棱镜片的所述第二位置的状态。

根据本形态，通过由光源对单一偏振的偏振特性进行切换，面状照明体能够对第一状态和第二状态进行切换。由此，能容易地由面状照明体对光的方向进行切换。

本发明的光照射装置的一形态是被用在使光交替聚集于观察者的右眼位置以及左眼位置的液晶显示装置中的光照射装置，其具备：面状照明体，射出光；光偏转器，对来自所述面状照明体的光进行二维偏转；菲涅耳透镜或者棱镜片，使射入的光聚集于规定的聚光点。所述光偏转器通过切换光的偏转角度，能够交替切换第一聚光状态和第二聚光状态，所述第一聚光状态是指以观察者的右眼位置作为所述规定的聚光点的状态，所述第二聚光状态是指以观察者的左眼位置作为所述规定的聚光点的状态。

根据本形态，光偏转器通过切换光的偏转角度，能够将规定的聚光点交替切换成第一聚光状态和第二聚光状态，因此，通过将本形态的光照射装置用在液晶显示装置中，能够显示3D图象。另外，由于设有菲涅耳透镜或者棱镜片，因此能够使光偏转器的两端部附近的光偏转角度变小。

另外，作为本发明的光照射装置的一形态，优选为，所述光偏转器还能够追随观察者的动作，来对所述第一聚光状态下的所述规定的聚光点以及所述第二聚光状态下的所述规定的聚光点分别进行调制。

根据本形态，能够追随观察者的动作，来对第一聚光状态下的规定的聚光点以及第二聚光状态下的规定的聚光点分别进行调制。由此，通过将本形态的光照射装置用在液晶显示装置中，例如，即使在观察者相对于液晶显示装置移动了的情况下，观察者也能继续观察到3D图象等，从而能够扩大可观察到3D图象等的视域。

本发明的光照射装置的一形态为，该光照射装置具备：面状照明体，射出光；光偏转器，对来自所述面状照明体的光进行二维偏转。所述面状照明体具有：光源，射出单一偏振的光，并能够对单一偏振的偏振特性进行切换；导光板，使来自所述光源的光由一侧面射入，并从相对于所述一侧面正交的主面射出光；偏振调制板，被设置在所述导光板的光射出侧；偏振滤波器，被设置在所述偏振调制板的光射出侧，对规定方向的偏振光进行反射；扩散板，被设置在所述偏振滤波器的光射出侧。所述偏振调制板具有：偏振调制单元，具有作为对光的偏振特性进行调制的波长板的功能；非偏振调制单元，对光的偏振特性不进行调制。所述扩散板具有：扩散区域，对光进行扩散；非扩散区域，对光不进行扩散。所述扩散区域对应于所述偏振调制单元而被配置，所述非扩散区域对应于所述非偏振调制单元而被配置。通过由所述光源对单一偏振的偏振特性进行切换，所述面状照明体能够对光扩散状态和非光扩散状态进行切换，所述光扩散状态是指来自所述非偏振调制单元的光在所述偏振滤波器被反射，而来自所述偏振调制单元的光透射所述偏振滤波器并射入所述扩散区域的状态，所述非光扩散状态是指来自所述偏振调制单元的光在所述偏振滤波器被反射，而来自所述非偏振调制单元的光透射所述偏振滤波器并射入所述非光扩散区域的状态。

根据本形态，通过由光源对单一偏振的偏振特性进行切换，面状照明体能够对光扩散状态和非光扩散向状态进行切换。通过将本形态的光照射装置用在液晶显示装置中，在面状照明体被切换成非光扩散状态时，能够将液晶显示装置作为3D液晶显示装置或者保密性显示器使用。另外，在面状照明体被切换成光扩散状态时，能够将液晶显示装置作为2D液晶显示装置使用。

本发明的光照射装置的一形态为，该光照射装置具备：面状照明体，射出光；光偏转器，对来自所述面状照明体的光进行二维偏转。所述面状照明体具有：光源，射出单一偏振的光，并能够对单一偏振的偏振特性进行切换；导光板，使来自所述光源的光由一侧面射入，并从相对于所述一侧面正交的主面射出光；偏振调制板，被设置在所述导光板的光射出侧；偏振滤波器，被设置在所述偏振调制板的光射出侧，对规定方向的偏振光进行反射；扩散板，被设置在所述偏振滤波器的光射出侧。所述偏振调制板具有：偏振调制单元，具有对光的偏振特性进行调制的波长板的功能；非偏振调制单元，对光的偏振特性不进行调制。所述扩散板具有：扩散区域，对光进行扩散；非扩散区域，对光不进行扩散。所述扩散区域对应于所述非偏振调制单元而被配置，所述非扩散区域对应于所述偏振调制单元而被配置。通过由所述光源对单一偏振的偏振特性进行切换，所述面状照明体能够对光扩散状态和非光扩散状态进行切换，该光扩散状态是指来自所述偏振调制单元的光在所述偏振滤波器被反射，而来自所述非偏振调制单元的光透射所述偏振滤波器并射入所述扩散区域的状态，所述非光扩散状态是指来自所述非偏振调制单元的光在所述偏振滤波器被反射，而来自所述偏振调制单元的光透射所述偏振滤波器并射入所述非扩散区域的状态。

根据本形态，通过由光源对单一偏振的偏振特性进行切换，面状照明体能够对光扩散状态和非光扩散向状态进行切换。通过将本形态的光照射装置用在液晶显示装置中，在面状照明体被切换成非光扩散状态时，能够将液晶显示装置作为3D液晶显示装置或者保密性显示器使用。另外，在面状照明体被切换成光扩散状态时，能够将液晶显示装置作为2D液晶显示装置使用。

另外，作为本发明的光照射装置的一形态，优选为，所述光偏转器由能够对光的偏转方向进行切换的液晶偏转元件构成，通过在所述液晶偏转元件施加电压来调制所述液晶偏转元件的折射率，从而对射入所述液晶偏转元件的光的偏转方向进行切换。

根据本形态，能够容易地切换光偏转器中的光偏转方向。

本发明的液晶显示装置的一形态为，具备权利要求1至5中的任一项所述的光照射装置以及被配置在所述光照射装置的光射出侧的液晶面板。由从所述光照射装置射出的光照射所述液晶面板被。

根据本形态，例如，即使在观察者相对于液晶显示装置移动了的情况下，观察者也能继续观察到3D图象等。由此，能够扩大可观察到3D图象等的视域。

另外，作为本发明的液晶显示装置的一形态，优选为，所述液晶面板具有多个像素列，该多个像素按规定的扫描周期被依次输入像素值，所述光照射装置的光偏转器与所述规定的扫描周期同步地，在进行扫描的同时使光偏转。

根据本形态，能够实现没有窜扰的高画质液晶显示装置。

另外，作为本发明的液晶显示装置的一形态，优选为，还具备检测器，检测对所述液晶显示装置进行观察的观察者的右眼位置以及左眼位置，由所述光照射装置进行聚光的规定的聚光点是由所述检测器检测出的观察者的右眼位置以及左眼位置。

根据本形态，能够使来自光照射装置的光正确地聚集于观察者的右眼位置以及左眼位置。

本发明的液晶显示装置的一形态为，具备：权利要求4或者5所述的光照射装置；被设置在所述光照射装置的光射出侧的液晶面板。由从所述光照射装置射出的光对所述液晶面板进行照射，所述光照射装置的菲涅耳透镜是线性菲涅耳透镜，所述线性菲涅耳透镜以相对于构成所述液晶面板的像素倾斜的方式被配置。

根据本形态，能够降低由于菲涅耳透镜的凹凸的配置周期以及液晶面板的各像素的配置周期而发生的波纹。

本发明的液晶显示装置的一形态为，具备：权利要求6或者7所述的光照射装置；被配置在所述光照射装置的光射出侧的液晶面板。构成所述光照射装置的扩散板的扩散区域以及非扩散区域被交替配置。在光扩散状态下，由从所述扩散板的所述扩散区域射出的光对所述液晶面板进行照射，在非光扩散状态下，由从所述扩散板的所述非扩散区域射出的光对所述液晶面板进行照射。

根据本形态，能够实现可对3D液晶显示装置或者保密性显示器、和2D液晶显示装置进行切换的3D液晶显示装置。

本发明的图像显示装置的一形态为，具备：显示部，显示图像；检测器，检测对所述显示部进行观察的观察者的眼睛的位置；通知部，在由所述检测器检测出的眼睛的位置脱离了规定区域时，向观察者通知该情况。

根据本形态，能够提示观察者将其右眼以及左眼的位置调回适当的视域。

如上所述，在本发明的光照射装置以及采用了该光照射装置的液晶显示装置中，例如，即使在观察者移动了的情况下，观察者也能够继续观察到3D图象等（包含保密性显示器的显示图像），以及能够扩大可观察到3D图象等的视域。另外，在本发明的图像显示装置中，能够提示观察者将其右眼以及左眼的位置调回适当的视域。

附图说明

图1A是表示本发明的实施方式1的液晶显示装置的结构的截面图。

图1B是表示本发明的实施方式1的液晶显示装置的结构的截面图。

图2是表示本发明的实施方式1的液晶显示装置的外观的斜视图。

图3A是表示构成光偏转器的液晶偏转元件单位单元的截面图。

图3B是沿着图3A中的A-A线切断的液晶偏转元件单位单元的截面图。

图4是表示现有的液晶显示装置的结构的截面图。

图5A是表示本发明的实施方式2的液晶显示装置的结构的截面图。

图5B是表示本发明的实施方式2的液晶显示装置的结构的截面图。

图5C是表示本发明的实施方式2的液晶显示装置的结构的截面图。

图6A是表示本发明的实施方式2的液晶显示装置的结构的截面图。

图6B是表示本发明的实施方式2的液晶显示装置的结构的截面图。

图6C是表示本发明的实施方式2的液晶显示装置的结构的截面图。

图7是表示图5A的光源的结构的斜视图。

图8A是表示本发明的实施方式3的液晶显示装置的结构的截面图。

图8B是表示本发明的实施方式3的液晶显示装置的结构的截面图。

图9A是表示导光板、光偏转器、菲涅耳透镜以及液晶面板的位置关系的斜视图。

图9B是扩大表示图9A中被虚线所包围的区域的图。

图10A是表示本发明的实施方式4的液晶显示装置的平面图。

图10B是沿着图10A中的B-B线切断的液晶显示装置的截面图。

图10C是表示液晶面板的驱动定时以及光源的亮灯定时的图表。

图11A是表示本发明的实施方式5的液晶显示装置的结构的截面图。

图11B是表示本发明的实施方式5的液晶显示装置的结构的截面图。

图11C是表示本发明的实施方式5的液晶显示装置的结构的截面图。

图12是表示本发明的实施方式6的液晶显示装置的结构的截面图。

具体实施方式

以下参照附图来说明本发明的实施方式。在以下的说明中，对于相同的要素赋予相同的符号，有时省略其说明。另外，以下说明的实施方式均表示本发明所优选的一具体例。以下的实施方式中出现的数值、形状、材料、结构要素以及结构要素的配置位置等也都表示一个例子，并不意味本发明限定于此。本发明仅限定于权利要求项的范围。因此，关于以下实施方式的结构要素中的未被记载于表示本发明最上位概念的独立权利要求项中的结构要素，不是为了达成本发明的目的所必需的结构要素，而作为用于构成最优选形态的结构要素进行说明。另外，为了便于理解，在附图中以各结构要素为主体进行示意性表示。

（实施方式1）

图1A以及图1B是表示本发明的实施方式1的液晶显示装置的结构的截面图。图2是表示本发明的实施方式1的液晶显示装置的外观的斜视图。在本实施方式中，液晶显示装置100由平板型且裸眼式的3D液晶显示装置构成。如图2所示，液晶显示装置100具有矩形的框1。在该框1中搭载有光照射装置2、液晶面板3、右侧照相机4a、左侧照相机4b以及控制部5。

光照射装置2具有面状照明体6和被配置在面状照明体6的光射出侧的光偏转器7。

面状照明体6具有导光板8、与导光板8的一侧面8a相对而设置的光源9a、与导光板8的另一侧面8b相对设置的光源9b。面状照明体6如下所述，使射出的光聚集于规定的聚光点。导光板8的底面8c被形成为有凹凸的棱镜形状。光源9a朝向导光板8的一侧面8a射出右侧光18a。光源9b朝向导光板8的另一侧面8b射出左侧光18b。

光偏转器7被形成为面板状，与导光板8的主面8d（即，与导光板8的一侧面8a正交的面）相对而设置。光偏转器7对于射入的光，能够在光偏转器7的面内的各部位进行二维光偏转。由此，光偏转器7能够使射入的光聚集在三维空间内的规定的聚光点。

图3A是表示构成光偏转器的液晶偏转元件单位单元的截面图。图3B是沿着图3A中的A-A线切断的液晶偏转元件单位单元的截面图。光偏转器7由将多个液晶偏转元件单位单元10排列配置成矩阵状的液晶偏转元件构成。作为液晶偏转元件单位单元10，一般采用例如国际公开第2005/069918号中记载的结构。如图3A以及图3B所示，液晶偏转元件单位单元10具有截面三角形的液晶11、具有与液晶11的形状互补的形状的电介质12、被配置在液晶11以及电介质12周围的3组成对的电极13a、13b、13c。电介质12被配置在液晶11的斜面侧，因此液晶偏转元件单位单元10在整体上被构成矩形的截面。电介质12例如可由塑料等的高分子树脂或者玻璃等构成。

3组成对的电极13a、13b、13c分别夹着液晶11以及电介质12相对而配置。通过在3组成对的电极13a、13b、13c之间分别施加电压，可对液晶11的折射率进行调制，从而使射入液晶偏转元件单位单元10的光偏转。被施加在成对的电极13a、13b、13c之间的电压，被控制部5控制。另外，在本实施方式中，构成了3组成对的电极13a、13b、13c，此外也可以只构成其中任意的1组成对的电极，或者2组成对的电极。

来自面状照明体6的光如图3A中的光14所示，射入液晶11的射入端面（图3A中的下侧的面）。另外，优选为，成对的电极13b为透明电极，以使光能够透射成对的电极13b。

在成对的电极13a、13b、13c之间未施加电压的状态下，在液晶11的折射率NL与电介质12的折射率ND是相同值的情况下，光不发生折射，而是沿着图3A中的光14s所示的方向直线前进。通过在成对的电极13a、13b、13c之间施加电压，使液晶11的折射率NL变得比电介质12的折射率ND高的情况下，光会向图3A中的光14h所示的方向折射。另外，通过在成对的电极13a、13b、13c之间施加电压，使液晶11的折射率NL变得比电介质12的折射率ND低的情况下，光会向图3A中的光14m所示的方向折射。如上所述，通过对施加在电极13a、13b、13c之间的电压进行控制，能够调制光的偏转角度。

另外，由于在成对的电极13a、13b、13c之间施加电压时的液晶11的折射率变动为0.1左右，因此，光的偏转角度最大会被调制1°左右。因此，如图3A以及图3B所示，通过在液晶偏转元件单位单元10的光射出侧设置角度放大透镜15，能放大光的偏转角度。在本实施方式中，角度放大透镜15由凸透镜15a和凹透镜15b组合而成。在此，角度放大透镜15的结构并不限定于此，能够适宜进行设定。

液晶面板3与光偏转器7相对而设置。在液晶面板3的显示区域内，有多个像素被配置成矩阵状。

右侧照相机4a检测对液晶显示装置100进行观察的观察者16的右眼17a的位置。左侧照相机4b检测对液晶显示装置100进行观察的观察者16的左眼17b的位置。如图2所示，这些右侧照相机4a以及左侧照相机4b例如被设置在框1的规定部位。在此，右侧照相机4a以及左侧照相机4b分别构成检测器。

控制部5根据来自右侧照相机4a的右眼位置检测信号以及来自左侧照相机4b的左眼位置检测信号，来控制被施加在构成光偏转器7的各液晶偏转元件单位单元10的液晶11上的电压，从而调制液晶11的折射率。另外，控制部5使光源9a以及光源9b交替亮灯。

以下，参照图1A以及图1B，说明本实施方式的液晶显示装置100的动作结构。右侧照相机4a以及左侧照相机4b分别检测对液晶显示装置100进行观察的观察者16的右眼17a以及左眼17b的位置。来自右侧照相机4a的右眼位置检测信号以及来自左侧照相机4b的左眼位置检测信号分别被发送到控制部5。控制部5根据来自右侧照相机4a的右眼位置检测信号以及来自左侧照相机4b的左眼位置检测信号，来控制被施加在构成光偏转器7的各液晶偏转元件单位单元10的液晶11上的电压，从而对各液晶偏转元件单位单元10的液晶11的折射率进行调制。

首先，说明如图1A所示的，在观察者16位于液晶面板3的中心轴上的情况下的液晶显示装置100动作结构。光源9a以及光源9b按时序交替亮灯。

当光源9b亮灯时，从光源9b射出的右侧光18a射入导光板8的一侧面8b。从导光板8的一侧面8b射入的右侧光18a到达导光板8的底面8c上形成的棱镜形状的第一斜面19a（即，图1A中朝向右侧下倾斜的面），并朝向导光板8的主面8d被反射。从导光板8的主面8d射出的右侧光18a透射光偏转器7之后透射液晶面板3。在观察者16位于液晶面板3的中心轴上的情况下，控制部5对电极13a、13b、13c不施加电压。由此，从导光板8的主面8d射出的右侧光18a不会被光偏转器7调制其偏转角度，而直接射入液晶面板3。此时，在液晶面板3上形成二维的右侧图像。从液晶面板3射出的右侧光18a被聚集到位于液晶面板3的中心轴上的观察者16的右眼17a的位置。此时，面状照明体6成为以观察者16的右眼17a的位置作为所述规定的聚光点的第一聚光状态。

当光源9a亮灯时，从光源9a射出的左侧光18b射入导光板8的另一侧面8a。从导光板8的另一侧面8a射入的左侧光18b到达导光板8的底面8c上形成的棱镜形状的第二斜面19b（即，图1A中朝向左侧下倾斜的面），并朝向导光板8的主面8d被反射。从导光板8的主面8d射出的左侧光18b透射光偏转器7之后透射液晶面板3。与上述同样，从导光板8的主面8d射出的左侧光18b不会被光偏转器7调制其偏转角度，而直接射入液晶面板3。此时，在液晶面板3上形成与右侧图像不同的二维的左侧图像。从液晶面板3射出的左侧光18b被聚集到位于液晶面板3的中心轴上的观察者16的左眼17b的位置。此时，面状照明体6成为以观察者16的左眼17b的位置作为所述规定的聚光点的第二聚光状态。

如上所述，通过使光源9a以及光源9b交替亮灯的同时，在光源9b亮灯的期间使液晶面板3显示右侧图像，在光源9a亮灯的期间使液晶面板3显示左侧图像，从而观察者16能够观察到3D图象。另外，面状照明体6通过对射出的光的方向进行切换，可交替切换所述第一聚光状态和所述第二聚光状态。

在此，对导光板8的底面8c的棱镜形状进行最优化，以使得从导光板8射出的右侧光18a以及左侧光18b分别被聚集到位于液晶面板3的中心轴上的观察者16的右眼17a以及左眼17b的位置。

以下，说明如图1B所示的，在观察者16的位置偏离了液晶面板3的中心轴的情况下的液晶显示装置100的动作结构。例如在观察者16的头的位置相对于液晶显示装置100向左右移动的情况等，观察者16的右眼17a以及左眼17b的位置偏离了液晶面板3的中心轴的情况下，首先由右侧照相机4a以及左侧照相机4b分别检测观察者16的右眼17a以及左眼17b的位置。

当光源9b亮灯时，由控制部5对施加在成对的电极13a、13b、13c上的电压进行控制，并由光偏转器7对光的偏转角度进行调制，以使右侧光18a聚集于检测出的右眼17a的位置。当光源9a亮灯时，由控制部5对施加在成对的电极13a、13b、13c上的电压进行控制，并由光偏转器7对光的偏转角度进行调制，以使左侧光18b聚集于检测出的左眼17b的位置。通过这种方式，光偏转器7追随观察者16的右眼17a以及左眼17b的动作，来对所述第一聚光状态下的规定的聚光点以及所述第二聚光状态下的规定的聚光点分别进行调制。由此，即使在观察者16的右眼17a以及左眼17b的位置偏离了液晶面板3的中心轴的情况下，观察者16也能够继续观察到3D图象。从而，通过本实施方式的液晶显示装置100，能够扩大可观察到3D图象的视域。

另外，通过本实施方式的液晶显示装置100，还能获得如下的作用效果。图4是表示现有的液晶显示装置的结构的截面图。在本实施方式的液晶显示装置100中，面状照明体6被赋予对右眼用的右侧光18a和左眼用的左侧光18b进行切换的功能。此外，像图2所示的液晶显示装置500那样，在光偏转器7'的应答速度快的情况下，也可以考虑将以上的功能赋予光偏转器7'。在图2所示的液晶显示装置500中，设有单一光源9'，来自导光板8'的光的射出方向是相对于导光板8'大致垂直的方向。因此，在从导光板8'射出的阶段，光尚未被偏转向观察者16的右眼17a以及左眼17b的位置，在光偏转器7′中进行使光朝向观察者16的右眼17a以及左眼17b的位置偏转以及追随观察者16的动作的处理。

然而，在一般被用作光偏转器的，通过调制液晶的折射率来控制光的偏转方向的液晶偏转元件中，有时液晶的应答速度慢，为数毫秒左右。因此，有时液晶的应答速度赶不上右侧光18a和左侧光18b的光偏转方向的切换速度，从而难以使光偏转器发挥出正常的功能。具体是，通常，图像的帧速率为60帧/秒，1帧为16毫秒。因此，在对右侧光18a和左侧光18b进行光偏转方向切换的情况下，必须以8毫秒的子帧速度切换光的偏转方向。在作为光偏转器使用液晶偏转元件是情况下，液晶偏转元件的应答速度为4毫秒左右时，在1个子帧的一半期间内切换光的偏转方向，因此有时会发生窜扰等问题。

对此，在本实施方式的液晶显示装置100中，只对光偏转器7赋予了追随观察者16的右眼17a以及左眼17b的动作的功能，而将切换右侧光18a和左侧光18b的光偏转方向的功能赋予了面状照明体6。通过这种即两个功能分离的方法，即使在光偏转器7的应答速度慢的情况下，也能容易地追随观察者16的右眼17a以及左眼17b的动作，从而能实现广视域的液晶显示装置100。另外，在作为右侧光源9a以及左侧光源9b使用LED以及激光器等的半导体光源的情况下，半导体光源等能以微秒以下的应答速度驱动，因此能使半导体光源等的应答速度成为比右侧光18a和左侧光18b的切换速度8毫秒充分快的速度。

在此，由于无需对光偏转器7赋予切换右侧光18a和左侧光18b的光偏转方向的功能，因此在作为光偏转器7的单位单元使用如图3A所示的液晶偏转元件单位单元10的情况下，能够降低角度放大透镜15的放大倍率。由此，即使在射入光偏转器7的光的扩展角的偏差大的情况下，从光偏转器7射出光的扩展角的偏差相对而言不会变大，因此能够实现窜扰少且可显示高画质的3D图象的液晶显示装置。

在本实施方式中，液晶显示装置100由3D液晶显示装置构成，此外也可以由防止第三者窥视显示图像的保密性显示器构成。在此情况下，通过使液晶面板3显示的右侧图像和左侧图像成为相同的图像，观察者16能够观察到通常的2D图像，但观察者16之外的第三者则无法观察到该图像。

另外，在本实施方式中，作为构成液晶显示装置100的面状照明体6，在导光板8的两端部配置了光源9a和光源9b，但并不限定于这种配置方式。导光板8的形状也不限于如图1A所示的形状。例如，在本实施方式中构成了一张导光板8，此外也能够采用组合有其他光学片等的导光组的结构。

另外，在本实施方式中，为了检测观察者16的右眼17a以及左眼17b的位置使用了右侧照相机4a以及左侧照相机4b，此外，还能通过其他方法来实现。例如，可由右侧照相机4a以及左侧照相机4b分别拍摄观察者16的面部（两眼17a、17b），然后根据由右侧照相机4a以及左侧照相机4b拍摄的图像的差，来检测两眼17a、17b的位置。

另外，在本实施方式中，由液晶偏转元件构成了光偏转器7，但并不限定于此，也能够由其他的光偏转元件构成。

（实施方式2）

以下，参照图5A～图5C、图6A～图6C以及图7，说明本发明的实施方式2的光照射装置。图5A～图5C以及图6A～图6C是表示本发明的实施方式2的光照射装置的结构的截面图。

本实施方式的光照射装置2A具备面状照明体6A、被设置在面状照明体6A的光射出侧的光偏转器7。面状照明体6A具有光源20、导光板21、反射片22、偏振调制板23、偏振滤波器24及棱镜片25。

图7是表示图5A的光源的结构的斜视图。如图7所示，光源20具有光源部26以及导光杆27。光源部26射出单一偏振的光，并能切换单一偏振的偏振特性（偏振方向）。即，从光源部26射出的光被交替切换成具有相对于前进方向为水平方向的偏振方向的直线偏振的偏振光28a、和具有相对于前进方向为垂直方向的偏振方向的直线偏振的偏振光28b。偏振光28a的偏振方向和偏振光28b的偏振方向相正交。例如能通过利用液晶延迟器等来切换从光源部26射出的偏振光的偏振方向。另外，通过使来自偏振方向正交的两个光源部的偏振光合波，也能构成光源20。导光杆27在规定方向上延伸，在其一侧面上形成有全反射棱镜。来自光源部26的偏振光射入导光杆27的一端部之后，在全反射棱镜被全反射。由此，从导光杆27的另一侧面会射出偏振光28a、28b。

在导光板21的底面形成有用于对光进行全反射的全反射棱镜21b。光源20与导光板21的一侧面21a相对而设置。另外，在相对于导光板21的一侧面21a正交的面上形成有主面21c。

反射片22与导光板21的底面相对而设置。该反射片22如下所述，对偏振光28a、28b进行反射。

偏振调制板23与导光板21的主面21c相对而设置。该偏振调制板23由偏振调制单元23a和非偏振调制单元23b交替配置而成。偏振调制单元23a具有对射入的偏振光的偏振特性（偏振方向）进行调制的1/2波长板的功能。因此，透射了偏振调制单元23a的偏振光28a、28b的偏振方向分别被旋转90度。非偏振调制单元23b对射入的偏振光的偏振特性不进行调制。

偏振滤波器24被设置在偏振调制板23的光射出侧。该偏振滤波器24对来自偏振调制板23的偏振光中的规定方向的偏振光进行反射。在本实施方式中，偏振滤波器24对图5A的图面内的左右方向的偏振光进行反射，而使相对于图5A的图面垂直方向的偏振光透射。

棱镜片25被设置在偏振滤波器24的光射出侧。棱镜片25被构成为，在与偏振调制单元23a对应的第一位置25a以及在与非偏振调制单元23b对应的第二位置25b上，所透射的光的偏振方向不同。

光偏转器7被设置在棱镜片25的光射出侧。该光偏转器7具有与所述实施方式1的光偏转器7相同的结构。

以下，参照图5A～图5C以及图6A～图6C，说明本实施方式的光照射装置2A的动作结构。来自光源20的光的偏振方向可被交替切换成图5A的图面内的左右方向、和图5A的图面内的上下向方。由光源20射出了图5A的图面内的左右方向的偏振光28a时，如图5A所示，该偏振光28a从导光板21的一侧面21a射入，被导光板21内的全反射棱镜21b全反射之后从导光板21的主面21c射出。偏振光28a被全反射棱镜21b全反射时，其偏振方向被调制成相对于图5A的图面垂直的方向。

如图5B所示，从导光板21的主面21c射出的偏振光28a射入偏振调制板23的偏振调制单元23a以及非偏振调制单元23b。透射了偏振调制单元23a的偏振光28a的偏振方向通过90度旋转，被调制成图5B的图面内的左右方向。另外，透射了非偏振调制单元23b的偏振光28a的偏振方向不被调制，保持相对于图5B的图面垂直的方向。

如图5C所示，从偏振调制板23射出的偏振光28a射入偏振滤波器24。在偏振滤波器24中，对图5C的图面内的左右方向的偏振光28a进行反射，而使相对于图5C的图面垂直方向的偏振光28a透射。

如图6A所示，透射了偏振滤波器24的偏振光28a射入棱镜片25的第二位置25b。如图6C所示，该偏振光28a被偏转向规定方向之后从棱镜片25射出，并通过光偏转器7被聚集于观察者的左眼的位置。

另外，如图6A所示，在偏振滤波器24被反射的偏振光28a以图面中朝下的方向射入偏振调制板23。此时，为了使在偏振滤波器24被反射的偏振光28a能确实射入偏振调制单元23a，优选偏振调制板23和偏振滤波器24相紧贴。如图6B所示，偏振光28a通过透射偏振调制单元23a，偏振光28a的偏振方向再次被调制成相对于图6B的图面垂直的方向。在此，关于在导光板21和偏振调制板23之间的空间内传播的偏振光28a的偏振方向，在以图面内朝上的方向传播的情况下，以及在偏振滤波器24被反射之后以图面内朝下的方向传播的情况下，都是相对于图面垂直的方向。因此，在偏振滤波器24被反射的偏振光28a以图面内朝下的方向传播并透射导光板21之后，被反射片22反射。被反射片22反射的偏振光28a，与上述同样，以图面内朝上的方向被传播。

被导光板21的全反射棱镜21b全反射的偏振光28a，在向图面的左右方向稍微扩展的同时从导光板21的主面21c射出的情况下，偏振光28a在偏振滤波器24和反射片22之间被多重反射，直到透射非偏振调制单元23b。其结果，偏振光28a只从非偏振调制单元23b的正上方射出，从而能够向外部提取出无光量损失的偏振光28a。在此，为了使偏振光28a从导光板21的主面21c向图面的左右方向稍微扩展的同时射出，例如可以对全反射棱镜21b设定稍微的曲率，或者也可以对导光板21的一侧面21a设定稍微的曲率。

其次，由光源20射出了图5A的图面内的上下方向的偏振光28b时，如图5A所示，该偏振光28b从导光板21的一侧面21a射入，被导光板21内的全反射棱镜21b全反射之后从导光板21的主面21c射出。偏振光28b被全反射棱镜21b全反射时，其偏振方向被调制成图5A的图面内的左右方向。

如图5B所示，从导光板21的主面21c射出的偏振光28b射入偏振调制板23的偏振调制单元23a以及非偏振调制单元23b。透射了偏振调制单元23a的偏振光28b的偏振方向通过90度旋转，被调制成相对于图5B的图面垂直的方向。另外，透射了非偏振调制单元23b的偏振光28b的偏振方向不被调制，保持图5B的图面内的左右方向。

如图5C所示，从偏振调制板23射出的偏振光28b射入偏振滤波器24。在偏振滤波器24中，图5C的图面内的左右方向的偏振光28b被反射，而使相对于图5C的图面垂直方向的偏振光28b透射。

如图6A所示，透射了偏振滤波器24的偏振光28b射入棱镜片25的第一位置25a。如图6C所示，该偏振光28b被偏转成规定方向之后从棱镜片25射出，并通过光偏转器7被聚集于观察者的右眼的位置。

另外，如图6A所示，在偏振滤波器24被反射的偏振光28b以图面中朝下的方向射入偏振调制板23。如图6B所示，偏振光28b通过透射非偏振调制单元23b，偏振光28b的偏振方向保持图6B的图面内的左右方向。在此，关于在导光板21和偏振调制板23之间的空间传播的偏振光28b的偏振方向，在以图面中朝上的方向传播的情况下，以及在偏振滤波器24被反射之后以图面中朝下的方向传播的情况下，均为图面内的左右方向。因此，在偏振滤波器24被反射的偏振光28b，以图面中朝下的方向传播并透射导光板21之后，被反射片22反射。被反射片22反射的偏振光28b，与上述同样，在偏振滤波器24和反射片22之间被多重反射。在此，与上述同样，在偏振光28b向图面的左右方向稍微扩展的同时从导光板21的主面21c射出的情况下，偏振光28b在偏振滤波器24和反射片22之间被多重反射，直到透射偏振调制单元23a。其结果，偏振光28b只从偏振调制单元23a的正上方射出，从而能够向外部提取出无光量损失的偏振光28b。

因此，在本实施方式的光照射装置2A中，通过切换来自光源20的偏振光的偏振方向，面状照明体6A能够切换第一状态和第二状态。所述第一状态是指，来自非偏振调制单元23b的光在偏振滤波器24被反射，而来自偏振调制单元23a的光透射偏振滤波器24并射入棱镜片25的第一位置25a的状态，所述第二状态是指，来自偏振调制单元23a的光在偏振滤波器24被反射，而来自非偏振调制单元23b的光透射偏振滤波器24并射入棱镜片25的第二位置25b的状态。

在本实施方式的光照射装置2A中，能够使来自单一光源20的偏振光28a、28b只从导光板21的一侧面21a射入，因此，通过利用例如楔形的导光板21，可防止偏振光从一侧面21a的相反侧的侧面射出而造成光损失，从而能提高光的利用效率。另外，来自光源20的偏振光28a、28b在导光板21内被反复进行全反射，因此还具有可进行均匀照明的优点。

如本实施方式，通过在光照射装置2A的光射出侧设置液晶面板来构成液晶显示装置的情况下，能够获得以下的效果。一般情况下，若有随机的偏振光射入液晶显示装置时，其一半会被液晶面板内部的偏振板所吸收。然而，像本实施方式的光照射装置2A这样，通过使用偏振光来照明液晶面板，就不会发生光被液晶面板内部的偏振板吸收的问题，从而能够实现光利用效率高的液晶显示装置。

另外，在将本实施方式的光照射装置2A应用于液晶显示装置的情况下，虽然是3D液晶显示装置，却能通过单一光源20进行3D图象显示，因此能够实现低成本化。

另外，如本实施方式，通过在光照射装置2A的光射出侧设置液晶面板来构成液晶显示装置的情况下，与所述实施方式1同样，当观察者的右眼以及左眼的位置偏离了液晶面板的中心轴时，由光偏转器7对光的偏转角度进行调制。另外，当观察者的右眼以及左眼的位置位于液晶面板的中心轴上时，光偏转器7就不对光的偏转角度进行调制。通过适当设定棱镜片25第一位置25a以及第二位置25b的倾斜角度，能使从棱镜片25射出的光28a聚集于观察者的右眼、使光28b聚集于观察者的左眼。

另外，在本实施方式中，导光板21被构成为楔形。此外，只要能从光偏转器7的背面侧对其进行照明，对该形状并无特别限定。

（实施方式3）

图8A以及图8B是表示本发明的实施方式3的液晶显示装置的结构的图。图中表示的液晶显示装置100B具备光照射装置2B、液晶面板3、右侧照相机4a、左侧照相机4b以及控制部5B。

光照射装置2B具有面状照明体6B、光偏转器7以及菲涅耳透镜29。面状照明体6B具有光源30以及导光板21。导光板21具有与所述实施方式2的导光板21相同的结构。光源30与导光板21的一侧面21a相对而设置。

光偏转器7与导光板21的主面21c相对而设置。该光偏转器7具有与所述实施方式1的光偏转器7相同的结构。

菲涅耳透镜29被设置在光偏转器7的光射出侧，使射出的光聚集于规定的聚光点。在本实施方式中，菲涅耳透镜29由线性菲涅耳透镜构成。

右侧照相机4a、左侧照相机4b以及控制部5B分别具有与所述实施方式1的右侧照相机4a、左侧照相机4b以及控制部5相同的结构。

液晶面板3具有与所述实施方式1的液晶面板3相同的结构。图9A是表示导光板21、光偏转器7、菲涅耳透镜29以及液晶面板3的位置关系的斜视图。图9B是扩大表示图9A中被虚线所包围的区域32的图。如图9B所示，液晶面板3由被配置成矩阵状的多个像素33构成。各像素33由3个子像素，即，红色子像素33r、绿色子像素33g以及蓝色子像素33b构成。在本实施方式的液晶显示装置100B中，菲涅耳透镜29以相对于构成液晶面板3的各像素33倾斜的方式被配置。由此，菲涅耳透镜29的凸部的棱线29a相对于像素33倾斜角度θ。通过这种结构，能够降低由于菲涅耳透镜29的凹凸的配置周期以及液晶面板3的各像素33的配置周期而发生的波纹。另外，为了获得所述作用效果，倾斜角度θ优选为0.5°以上。

以下，参照图8A以及图8B，说明本实施方式的液晶显示装置100B的动作结构。从光源30射出的光31在导光板21内传播的同时，在导光板21的底面上设置的全反射棱镜21b被全反射，然后从导光板21的主面21c以图面中朝上的方向射出。从导光板21的主面21c射出的面光31射入光偏转器7。在液晶面板3显示右侧图像的定时，右侧光31a被光偏转器7偏转向规定方向。在液晶面板3显示左侧图像的定时，左侧光31b被光偏转器7偏转向与所述规定方向不同的方向。从光偏转器7射出的右侧光31a以及左侧光31b分别射入菲涅耳透镜29。如图8A所示，在观察者16的右眼17a以及左眼17b位于液晶面板3中心轴上的情况下，在光偏转器7中，以使从光偏转器7射出的右侧光31a以及左侧光31b的偏转方向成为相反、且偏转角度成为相等角度的方式，对光进行偏转。菲涅耳透镜29被构成为，被光偏转器7进行偏转的右侧光31a以及左侧光31b分别射入观察者16的右眼17a以及左眼17b。

因此，光偏转器7通过切换光的偏转角度，能够交替切换第一聚光状态和第二聚光状态。所述第一聚光状态是以观察者16的右眼17a的位置作为所述规定的聚光点的状态，所述第二聚光状态是指以观察者16的左眼17b的位置作为所述规定的聚光点的状态。光偏转器7还追随观察者16的右眼17a以及左眼17b的动作，来对第一聚光状态下的规定的聚光点以及第二聚光状态下的规定的聚光点分别进行调制。

另外，在本实施方式的液晶显示装置100B中，通过设置菲涅耳透镜29，能够使光偏转器7的两端部附近的光偏转角度变小。即，通过菲涅耳透镜29的作用，从光偏转器7的两端部附近射出的光被聚集于液晶面板3的中心轴附近，因此，尤其是会使光偏转器7对于从光偏转器7的两端部附近射出的光进行偏转的角度变小。假设在未设置菲涅耳透镜29的情况下，比起对于从光偏转器7的中心轴附近射出的光进行偏转时的角度，使从光偏转器7的两端附近射出的光朝向位于液晶面板3的中心轴附近的观察者16的右眼17a以及左眼17b偏转时所需的偏转角度会变大。在此情况下，为了获得大的偏转角度，例如是液晶偏转元件的情况下，必须采用折射率变动量大的液晶，或者对液晶施加高电压。然而，如本实施方式，通过设置菲涅耳透镜29，能使光偏转器7对光的偏转角度变小，从而能够实现低价且低耗能的液晶显示装置100B。另外，尤其是，由于光偏转器7的两端部附近的偏转角度会被减少相当于由菲涅耳透镜29进行偏转的角度的量，因此，在光偏转器7的偏转角度小的状态下，也能缩短从液晶面板3到观察者16的距离，从而能构成临场感高的液晶显示装置100B。

另外，在本实施方式中采用了菲涅耳透镜29，但是，如果是能够进行大的偏转的元件，例如也能够采用棱镜片等。

另外，在本实施方式中，将菲涅耳透镜29设置在了光偏转器7的光射出侧，但是，也能够将菲涅耳透镜29设置在光偏转器7的光射入侧。这在用棱镜片替代菲涅耳透镜29的情况下也相同。

（实施方式4）

图10A是表示本发明的实施方式4的液晶显示装置的平面图。图10B是沿着图10A中的B-B线切断的液晶显示装置的截面图。另外，在图10A中，为了便于理解，省略了光偏转器7、菲涅耳透镜29以及液晶面板3。

本实施方式的液晶显示装置100C具备光照射装置2C、被设置在光照射装置2C的光射出侧的液晶面板3。光照射装置2C具有面状照明体6C、光偏转器7以及菲涅耳透镜29。面状照明体6C具有光源40、菲涅耳透镜41、电流计镜42以及导光板21。来自光源40的光被电流计镜42扫描，然后通过菲涅耳透镜41，相对于导光板21大体垂直地射入。射入导光板21的光沿着与所述实施方式3的液晶显示装置100B相同的路径前进。

以下，参照图10C来说明液晶面板3的驱动定时以及光源40的亮灯定时。图10C是表示液晶面板的驱动定时以及光源的亮灯定时的图表。在图10C中，横坐标表示时间，纵座标表示在液晶面板3的规定方向（图10A的图面内的上下方向）上的位置。在该图10C中，表示了在液晶面板3的所述规定方向上的规定像素列输入像素值的定时（即，液晶面板3开启的定时）、和光源40亮灯以及熄灯的定时。

在构成液晶面板3的多个像素列，以规定的扫描周期依次输入像素值。来自光源40的光，通过由电流计镜42进行扫描，依次照射到液晶面板3的多个像素列。光照射装置2C的光偏转器7，与液晶面板3中的所述规定的扫描周期同步地，在进行扫描的同时使光偏转。如图10C所示，例如，在液晶面板3的多个像素列中的L列上，在时刻T11液晶面板3被开启，在液晶面板3的L列的各像素输入像素值。然后，在时刻T12光源40亮灯，在到时刻T21为止的期间内，来自光源40的光持续照射液晶面板3的L列。然后，在时刻T21，在液晶面板3的L列的各像素输入下一个帧的像素值，接下来，反复进行以上的动作。

在本实施方式的液晶显示装置100C中，光偏转器7与液晶面板3的驱动定时以及光源40的亮灯定时同步地，在进行扫描的同时使光偏转。例如，在从时刻T11到时刻T12的期间，在与液晶面板3的L列对应的光偏转器7的位置，使光偏转。此时，在光偏转器7的驱动时间为数毫秒以下的情况下，由于光偏转器7的驱动在光源40的亮灯定时到来之前就会完了，因此，能够构成无窜扰的高画质液晶显示装置100C。

另外，在本实施方式中，作为面状照明体6C的光扫描元件使用了电流计镜42，但并不限定于此，例如还能使用多面镜以及MEMS镜等。

（实施方式5）

图11A～图11C是表示本发明的实施方式5的液晶显示装置的结构的截面图。在本实施方式的液晶显示装置100D中，光照射装置2D的面状照明体6D具有扩散板51。光照射装置2D的其他结构与所述实施方式2的光照射装置2A相同。该扩散板51被设置在偏振滤波器24的光射出侧和光偏转器7的光射入侧之间。扩散板51由对光进行扩散的扩散区域51a和、对光不进行扩散的非扩散区域51b交替配置而成。扩散区域51a与偏振调制单元23a对应而配置，非扩散区域51b与非偏振调制单元23b对应而配置。

来自光源20的偏振光28a、28b分别透射偏振滤波器24为止的路径与所述实施方式2相同。由光源20射出了在图11A的图面内的左右方向上被偏振的偏振光28a时，从偏振滤波器24射入非扩散区域51b的偏振光28a不被扩散就透射扩散板51，然后射入光偏转器7。被光偏转器7进行偏转的光，与所述实施方式2同样，在菲涅耳透镜29被偏转向规定的偏转方向之后，射入液晶面板3并参与形成图像。因此，能将本实施方式的液晶显示装置100D作为显示3D图象等的3D液晶显示装置或者保密性显示器使用。

另外，由光源20射出了在图11A的图面内的上下方向上被偏振的偏振光28b时，从偏振滤波器24射入扩散区域51a的偏振光28b被扩散之后射入光偏转器7。此时，通过进行控制，使光偏转器7不对光进行偏转，被扩散的光将通过菲涅耳透镜29射入液晶面板3。因此，能将本实施方式的液晶显示装置100D作为通常的显示2D图的2D液晶显示装置使用。

从而，在本实施方式中，由于光源20能够对偏振光的偏振方向进行切换，因此，面状照明体6能够切换光扩散状态和非光扩散状态。所述光扩散状态是指来自非偏振调制单元23b的光在偏振滤波器24被反射，而来自偏振调制单元23a的光透射偏振滤波器24并射入扩散区域51a的状态，所述非光扩散状态是指来自偏振调制单元23a的光在偏振滤波器24被反射，而来自非偏振调制单元23b的光透射偏振滤波器24并射入非扩散区域51b的状态。

即，通过由光源20切换偏振光的偏振方向，能将液晶显示装置100D切换成3D液晶显示装置或者保密性显示器、2D液晶显示装置来使用。

另外，在本实施方式中，说明了扩散区域51a与非偏振调制单元23b对应而配置，非扩散区域51b与偏振调制单元23a对应而配置的情况。也可以采用相反的结构，使扩散区域51a与偏振调制单元23a对应而配置，使非扩散区域51b与非偏振调制单元23b对应而配置。

（实施方式6）

图12是本发明的实施方式6的液晶显示装置的结构的截面图。在本实施方式的液晶显示装置100E（构成图像显示装置）中设有灯61（构成通知部），其他结构与所述实施方式3相同。该灯61被控制部5E控制。因此，在由右侧照相机4a以及左侧照相机4b检测出的、对液晶面板3（构成显示部）进行观察的观察者16的右眼17a的位置以及左眼17b的位置脱离了预先设定的规定区域（视域）的情况下，通过灯61亮灯，能够向观察者16通知该情况。

从而，将液晶显示装置100E作为例如平板型3D液晶显示装置以及保密性显示器使用时，在例如观察者16的右眼17a以及左眼17b的位置脱离了所述规定区域的情况下，或者，任一个眼睛17a、17b的位置超出了可进行光偏转的角度等的情况下，通过灯61亮灯，能够向观察者16通知该情况。由此，能够督促观察者16将右眼17a和左眼17b调回到适当的视域。

另外，在本实施方式中，由灯61构成通知部，但并不限定于此，例如也可以由蜂鸣器构成通知部，在观察者16的右眼17a以及左眼17b的位置脱离了规定区域时，能够拉响蜂鸣器。或者，也能够由液晶面板3构成通知部，当观察者16的右眼17a以及左眼17b的位置脱离了规定区域时，由液晶面板3以字母信息显示该情况。

另外，在本实施方式中，由液晶显示装置100E构成了图像显示装置，此外，只要能用作3D图象显示装置以及保密性显示器，也能够由液晶显示装置以外的图像显示装置构成。

以上，说明了本发明的实施方式1～6，但所述实施方式1～6所表示的结构仅表示一个例子，在不脱离发明的宗旨的范围内，当然能够进行各种变形。另外，还可以对所述实施方式1～6进行组合，或者对这些实施方式的变形发明进行组合来使用。

在所述实施方式1～6中，由平板型的3D液晶显示装置构成了液晶显示装置，但并不限定于此，例如也能够由设置型的3D液晶显示装置构成。

本发明的光照射装置适用于能够对可观察3D图像的视域进行扩大的3D液晶显示装置以及保密性显示器。另外，本发明的液晶显示装置适用于能够对可观察3D图像的视域进行扩大的3D液晶显示装置以及以及保密性显示器。并且，本发明的图像显示装置适用于能够向观察者通知眼睛的位置脱离了规定区域的情况的图像显示装置。

符号说明

2、2'、2A、2B、2C、2D光照射装置

3液晶面板

4a右侧照相机

4b左侧照相机

5、5B、5E控制部

6、6A、6B、6C、6D面状照明体

7、7'光偏转器

8、8'、21导光板

9a、9b、9'、20、40光源

10液晶偏转元件单位单元

11液晶

12电介质

13a、13b、13c电极

14、14s、14m、14h光

15角度放大透镜

15a凸透镜

15b凹透镜

16观察者

17a右眼

17b左眼

18a、31a右侧光

18b、31b左侧光

22反射片

23偏振调制板

23a偏振调制元件

23b非偏振调制元件

24偏振滤波器

25棱镜片

26光源部

27导光杆

28a、28b偏振光

29、41菲涅耳透镜

29a棱线

32区域

33像素

33r红色子像素

33g绿色子像素

33b蓝色子像素

42电流计镜

51扩散板

51a扩散区域

51b非扩散区域

61灯

100、100B、100C、100D、100E、500液晶显示装置

Claims (9)

1.一种光照射装置，被用在使光交替聚集于观察者的右眼位置以及左眼位置的液晶显示装置中，该光照射装置具备：

面状照明体，使射出的光聚集于规定的聚光点；以及

光偏转器，对来自所述面状照明体的光进行二维偏转，

所述面状照明体通过对射出的光的方向进行切换，能够交替切换为第一聚光状态和第二聚光状态，所述第一聚光状态是指以观察者的右眼位置作为所述规定的聚光点的状态，所述第二聚光状态是指以观察者的左眼位置作为所述规定的聚光点的状态，

所述光偏转器能够追随观察者的动作，来对所述第一聚光状态下的所述规定的聚光点以及所述第二聚光状态下的所述规定的聚光点分别进行调制，

所述面状照明体具有：

光源，射出单一偏振的光，并能对单一偏振的偏振特性进行切换；以及

导光板，在一侧面使来自所述光源的光射入，并从相对于所述一侧面正交的主面射出光，

通过由所述光源对单一偏振的偏振特性进行切换，所述面状照明体能够对从所述导光板的所述主面射出的光的方向进行切换。

2.如权利要求1所述的光照射装置，

所述面状照明体还具备：

偏振调制板，被设置在所述导光板的光射出侧；

偏振滤波器，被设置在所述偏振调制板的光射出侧，对来自所述偏振调制板的光中的规定方向的偏振光进行反射；以及

棱镜片，被设置在所述偏振滤波器的光射出侧，

所述偏振调制板具有：

偏振调制单元，具有作为对光的偏振特性进行调制的波长板的功能；以及

非偏振调制单元，对光的偏振特性不进行调制，

所述棱镜片被构成为，在与所述偏振调制单元对应的第一位置以及与所述非偏振调制单元对应的第二位置上，透射的光的偏转方向不同，

通过由所述光源对单一偏振的偏振特性进行切换，所述面状照明体能够切换为第一状态和第二状态，所述第一状态是指来自所述非偏振调制单元的光在所述偏振滤波器被反射，而来自所述偏振调制单元的光透射所述偏振滤波器并射入所述棱镜片的所述第一位置的状态，所述第二状态是指来自所述偏振调制单元的光在所述偏振滤波器被反射，而来自所述非偏振调制单元的光透射所述偏振滤波器并射入所述棱镜片的所述第二位置的状态。

3.一种光照射装置，

该光照射装置具备：

面状照明体，射出光；以及

光偏转器，对来自所述面状照明体的光进行二维偏转，

所述面状照明体具有：

光源，射出单一偏振的光，并能够对单一偏振的偏振特性进行切换；

导光板，使来自所述光源的光由一侧面射入，并从相对于所述一侧面正交的主面射出光；

偏振调制板，被设置在所述导光板的光射出侧；

偏振滤波器，被设置在所述偏振调制板的光射出侧，对规定方向的偏振光进行反射；以及

扩散板，被设置在所述偏振滤波器的光射出侧，

所述偏振调制板具有：

偏振调制单元，具有作为对光的偏振特性进行调制的波长板的功能；以及

非偏振调制单元，对光的偏振特性不进行调制，

所述扩散板具有：

扩散区域，对光进行扩散；以及

非扩散区域，对光不进行扩散，

所述扩散区域对应于所述偏振调制单元而被配置，所述非扩散区域对应于所述非偏振调制单元而被配置，

通过由所述光源对单一偏振的偏振特性进行切换，所述面状照明体能够切换为光扩散状态和非光扩散状态，所述光扩散状态是指来自所述非偏振调制单元的光在所述偏振滤波器被反射，而来自所述偏振调制单元的光透射所述偏振滤波器并射入所述扩散区域的状态，所述非光扩散状态是指来自所述偏振调制单元的光在所述偏振滤波器被反射，而来自所述非偏振调制单元的光透射所述偏振滤波器并射入所述非扩散区域的状态。

4.一种光照射装置，

该光照射装置具备：

面状照明体，射出光；以及

光偏转器，对来自所述面状照明体的光进行二维偏转，

所述面状照明体具有：

光源，射出单一偏振的光，并能够对单一偏振的偏振特性进行切换；

导光板，使来自所述光源的光由一侧面射入，并从相对于所述一侧面正交的主面射出光；

偏振调制板，被设置在所述导光板的光射出侧；

偏振滤波器，被设置在所述偏振调制板的光射出侧，对规定方向的偏振光进行反射；以及

扩散板，被设置在所述偏振滤波器的光射出侧，

所述偏振调制板具有：

偏振调制单元，具有对光的偏振特性进行调制的波长板的功能；以及

非偏振调制单元，对光的偏振特性不进行调制，

所述扩散板具有：

扩散区域，对光进行扩散；以及

非扩散区域，对光不进行扩散,

所述扩散区域对应于所述非偏振调制单元而被配置，所述非扩散区域对应于所述偏振调制单元而被配置，

通过由所述光源对单一偏振的偏振特性进行切换，所述面状照明体能够切换为光扩散状态和非光扩散状态，所述光扩散状态是指来自所述偏振调制单元的光在所述偏振滤波器被反射，而来自所述非偏振调制单元的光透射所述偏振滤波器并射入所述扩散区域的状态，所述非光扩散状态是指来自所述非偏振调制单元的光在所述偏振滤波器被反射，而来自所述偏振调制单元的光透射所述偏振滤波器并射入所述非扩散区域的状态。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的光照射装置，

所述光偏转器由能够对光的偏转方向进行切换的液晶偏转元件构成，

通过在所述液晶偏转元件施加电压来调制所述液晶偏转元件的折射率，从而对射入所述液晶偏转元件的光的偏转方向进行切换。

6.一种液晶显示装置，具备：

权利要求1或者2所述的光照射装置；以及

被配置在所述光照射装置的光射出侧的液晶面板，

从所述光照射装置射出的光对所述液晶面板进行照射。

7.如权利要求6所述的液晶显示装置，

所述液晶面板具有多个像素列，该多个像素列按规定的扫描周期被依次输入像素值，

所述光照射装置的光偏转器，与所述规定的扫描周期同步地，在进行扫描的同时使光偏转。

8.如权利要求6所述的液晶显示装置，

还具备检测器，检测对所述液晶显示装置进行观察的观察者的右眼位置以及左眼位置，

由所述光照射装置进行聚光的规定的聚光点是由所述检测器检测出的观察者的右眼位置以及左眼位置。

9.一种液晶显示装置，具备：

权利要求3或者4所述的光照射装置；以及

被配置在所述光照射装置的光射出侧的液晶面板，

构成所述光照射装置的扩散板的扩散区域以及非扩散区域被交替配置，

在光扩散状态下，由从所述扩散板的所述扩散区域射出的光对所述液晶面板进行照射，在非光扩散状态下，由从所述扩散板的所述非扩散区域射出的光对所述液晶面板进行照射。