CN102736318A - 光源装置、显示装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光源装置、显示装置和电子设备。显示装置包括：显示部分，其执行图像显示；和光源装置，其包括导光板和一个或多个第一光源，并且光源装置发出用于图像显示的光，导光板具有第一内反射面和第二内反射面、并且具有一个或多个侧面，第一光源设置成面对导光板的相应侧面、并且照射第一照明光。第一和第二内反射面中的一者或两者具有多个散射区域，散射区域被配置成根据与导光板的侧面的距离而改变形状，并且散射区域使得来自第一光源的第一照明光被散射并从第一内反射面出射到导光板的外部。

Description

光源装置、显示装置和电子设备
技术领域
本发明涉及使用视差屏障系统实现立体视觉的光源装置、显示装置和电子设备。
背景技术
作为不需要专用眼镜而能用裸眼实现立体视觉的立体显示系统，已知有使用视差屏障系统的立体显示装置。在这样的立体显示装置中，视差屏障设置成面对二维显示面板的前表面(显示面一侧)。通常，视差屏障具有沿着水平方向交替设置阻挡部分和开口部分(缝隙部分)的结构，阻挡部分用于阻挡来自二维显示面板的显示图像光，开口部分具有条形形状以使得显示图像光从中穿过。
根据视差屏障系统，用于立体视觉的视差图像(对于两个视点的情况，为用于右眼的视点图像和用于左眼的视点图像)被空间地划分并被显示在二维显示面板上，并且视差图像受到由视差屏障沿着水平方向所执行的视差分离，以实现立体视觉。通过适当地设置视差屏障的缝隙宽度等，在观察者从预定位置和方向观察立体显示装置的情况下，可以使得不同类型的视差图像光经由缝隙部分分别进入观察者的左眼和右眼。
应注意到的是，在例如使用透射型液晶显示面板作为二维显示面板的情况下，视差屏障设置在二维显示面板的背侧的构造是可行的(参见日本专利No.3565391(图10)和日本未审查专利申请公开No.2007-187823(图3))。在这种情况下，视差屏障设置在透射型液晶显示面板和背光源之间。
发明内容
但是，使用视差屏障系统的立体显示装置必须有专用的组件(即，用于三维显示的视差屏障)，因此与用于二维显示的常规显示装置相比，需要有更多数量的组件和安装空间。
期望提供使用导光板来实现与视差屏障等效的功能的光源装置、显示装置和电子设备。
本发明的实施例的光源装置包括：导光板，其具有彼此面对的第一内反射面和第二内反射面、并具有一个或多个侧面；和一个或多个第一光源，其设置成面对导光板的相应侧面、并且将第一照明光穿过导光板的侧面照射到导光板中。第一内反射面和第二内反射面中的一者或两者具有多个散射区域，散射区域被配置成根据与导光板的侧面的距离而改变形状，并且散射区域使得来自第一光源的第一照明光被散射并从第一内反射面出射到导光板的外部。
本发明的实施例的显示装置包括：显示部分，其执行图像显示；和光源装置，其包括导光板和一个或多个第一光源，并且光源装置朝向显示部分发出用于图像显示的光，导光板具有彼此面对的第一内反射面和第二内反射面、并且具有一个或多个侧面，第一光源设置成面对导光板的相应侧面、并且将第一照明光穿过导光板的侧面照射到导光板中。第一内反射面和第二内反射面中的一者或两者具有多个散射区域，散射区域被配置成根据与导光板的侧面的距离而改变形状，并且散射区域使得来自第一光源的第一照明光被散射并从第一内反射面出射到导光板的外部。
本发明的实施例的电子设备包括显示装置。该显示装置包括：显示部分，其执行图像显示；和光源装置，其包括导光板和一个或多个第一光源，并且光源装置朝向显示部分发出用于图像显示的光，导光板具有彼此面对的第一内反射面和第二内反射面、并且具有一个或多个侧面，第一光源设置成面对导光板的相应侧面、并且将第一照明光穿过导光板的侧面照射到导光板中。第一内反射面和第二内反射面中的一者或两者具有多个散射区域，散射区域被配置成根据与导光板的侧面的距离而改变形状，并且散射区域使得来自第一光源的第一照明光被散射并从第一内反射面出射到导光板的外部。
在本发明的实施例的光源装置、显示装置或电子设备中，来自第一光源的第一照明光被散射区域所散射，该光的一部分或全部从第一内反射面出射到导光板的外部。因此，可以使得导光板自身具有作为视差屏障的功能。也就是说，可以使得导光板自身等效地用作视差屏障，其中散射区域用作开口部分(缝隙部分)。此外，因为多个散射区域根据与预定侧的距离而改变形状，所以可以对发射到导光板外部的光的亮度分布进行优化。
采用本发明的实施例的光源装置、显示装置或电子设备，散射区域设置在导光板的第一内反射面或第二内反射面上，可以使得导光板自身等效地用作视差屏障。此外，因为多个散射区域根据与预定侧的距离而改变形状，所以可以对发射到导光板外部的光的亮度分布进行优化。
应理解的是，上文的概述和下文的详细描述都是示例性的，旨在提供对要求保护的技术的进一步解释。
附图说明
所包括的附图提供对本发明的进一步理解，并且结合在本说明书中组成本说明书的一部分。附图与说明书一起举例说明实施例，并用于解释本发明的原理。
图1是示出根据本发明的第一实施例的显示装置的示例性构造的截面图，并示出了在仅第一光源设定为打开(点亮)状态的情况下来自光源装置的光线的射出状态。
图2是示出图1所示的显示装置的示例性构造的截面图，并示出了在仅第二光源设定为打开(点亮)状态的情况下来自光源装置的光线的射出状态。
图3是示出图1所示的显示装置的示例性构造的截面图，并示出了在第一光源和第二光源两者均设定为打开(点亮)状态的情况下来自光源装置的光线的射出状态。
图4是示出图1所示的显示装置的第一修改方案的截面图。
图5是示出图1所示的显示装置的第二修改方案的截面图。
图6A是示出图1所示的显示装置的导光板的表面的第一示例性构造的截面图，图6B是示意性示出在图6A所示的导光板的表面上光线的散乱反射模式的说明图。
图7A是示出图1所示的显示装置的导光板的表面的第二示例性构造的截面图，图7B是示意性示出在图7A所示的导光板的表面上光线的散乱反射模式的说明图。
图8A是示出图1所示的显示装置的导光板的表面的第三示例性构造的截面图，图8B是示意性示出在图8A所示的导光板的表面上光线的散乱反射模式的说明图。
图9是示出显示部分的像素结构的示例的平面图。
图10的(A)是示出在图9的像素结构中对两个视点图像进行分配的分配模式和散射区域的布置模式之间的第一示例性对应关系的平面图，图10的(B)是该第一示例性对应关系的截面图。
图11是对于在图1所示的光源装置中将第一光源沿着Y方向相对地设置在导光板的第一侧和第二侧上的情况、示出沿着Y方向和X方向的亮度分布的说明图。
图12是对于在图1所示的光源装置中将第一光源沿着X方向相对地设置在导光板的第三侧和第四侧上的情况、示出沿着Y方向和X方向的亮度分布的说明图。
图13是示出改变散射区域的结构(高度)以改进图11情况下的亮度分布的第一示例性情形的说明图。
图14是示出改变散射区域的结构(高度)以改进图11情况下的亮度分布的第二示例性情形的说明图。
图15是示出改变散射区域的结构(高度)以改进图11情况下的亮度分布的第三示例性情形的说明图。
图16是示出由散射区域的结构(深度分布)差别所引起的测量得到的亮度分布差别的特征图。
图17是对于在图1所示的光源装置中将第一光源沿着Y方向相对地设置在导光板的第一侧和第二侧上的情况、示出沿着Y方向和X方向的亮度分布的说明图。
图18是对于在图1所示的光源装置中将第一光源沿着X方向相对地设置在导光板的第三侧和第四侧上的情况、示出沿着Y方向和X方向的亮度分布的说明图。
图19是示出改变散射区域的结构(长度)以改进图17情况下的亮度分布的示例性情形的说明图。
图20是示出改变散射区域的结构(长度)以改进图18情况下的亮度分布的示例性情形的说明图。
图21是示出视点图像的分配模式和散射区域的布置模式之间的第二示例性对应关系、以及其亮度分布的说明图。
图22A和22B是示出根据第二实施例的显示装置的示例性构造的截面图，并示出了来自光源装置的光线的射出状态；图22A示出在三维显示时的光线射出状态，图22B示出在二维显示时的光线射出状态。
图23A是示出图22A和22B中所示的显示装置的导光板的表面的第一示例性构造的截面图，图23B是示意性示出在图23A所示的导光板的表面上光线的散乱反射模式的说明图。
图24A是示出图22A和22B中所示的显示装置的导光板的表面的第二示例性构造的截面图，图24B是示意性示出在图24A所示的导光板的表面上光线的散乱反射模式的说明图。
图25A是示出图22A和22B中所示的显示装置的导光板的表面的第三示例性构造的截面图，图25B是示意性示出在图25A所示的导光板的表面上光线的散乱反射模式的说明图。
图26的(A)是示出在图22A和22B的显示装置中对两个视点图像进行分配的分配模式和散射区域的布置模式之间的示例性对应关系的平面图，图26的(B)是该示例性对应关系的截面图。
图27A和27B是示出根据第三实施例的显示装置的示例性构造的截面图，并示出了自光源装置的光线的射出状态；图27A示出在三维显示时的光线射出状态，图27B示出在二维显示时的光线射出状态。
图28A和28B是示出根据第四实施例的显示装置的示例性构造的截面图，并示出了来自光源装置的光线的射出状态；图28A示出在三维显示时的光线射出状态，图28B示出在二维显示时的光线射出状态。
图29是示出示例性电子设备的外观示图。
具体实施方式
下面，将参照附图详细描述本发明的实施例。
[第一实施例]
[显示装置的整体构造]
图1至图3示出根据本发明的第一实施例的显示装置的示例性构造。该显示装置包括显示部分1和光源装置，显示部分1用于执行图像显示，光源装置设置在显示部分1的背侧并旨在朝向显示部分1发出用于图像显示的光。光源装置包括第一光源2(用于2D/3D显示的光源)、导光板3和第二光源7(用于2D显示的光源)。导光板3具有设置在与显示部分1相对的一侧的第一内反射面3A、和设置在与第二光源7相对的一侧的第二内反射面3B。应注意的是，尽管显示装置包括执行显示所需要的用于显示部分1的其他组件(例如控制电路)，但是因为其他组件的构造与常规显示控制电路等的构造类似，所以省略对这些其他组件的描述。此外，尽管图中未示出，光源装置包括用于执行第一光源2和第二光源7的打开(点亮)/关闭(熄灭)控制的控制电路。
显示装置能够在整个屏幕上的二维(2D)显示模式和整个屏幕上的三维(3D)显示模式之间任意地并选择性地切换模式。通过执行对显示部分1上显示的图像数据的切换控制、以及对第一光源2和第二光源7的打开/关闭的切换控制，可实现二维显示模式和三维显示模式之间的模式切换。图1示意性示出在仅第一光源2设定为打开(点亮)状态的情况下光线从光源装置的射出状态，这对应于三维显示模式。图2示意性示出在仅第二光源7设定为打开(点亮)状态的情况下光线从光源装置的射出状态，这对应于二维显示模式。此外，图3示意性示出在第一光源2和第二光源7都设定为打开(点亮)状态的情况下光线从光源装置的射出状态，这也对应于二维显示模式。
显示部分1由透射型的二维显示面板组成，该二维显示面板例如包括透射型液晶显示面板，并且例如图9所示，显示部分1具有多个像素，每个像素由用于R(红色)的像素11R、用于G(绿色)的像素11G和用于B(蓝色)的像素11B构成，像素布置成矩阵形式。显示部分1根据以逐个像素为基础的图像数据对来自光源装置的光进行调制，以显示二维图像。在显示部分1上，以可切换的方式任意地并选择性地显示基于三维图像数据的多个视点图像和基于二维图像数据的图像。应注意的是，三维图像数据例如是包含了与三维显示中的多个视角方向相对应的多个视点图像的数据。例如，对于二视点三维显示的情况，三维图像数据是要为右眼和左眼进行显示的视点图像的数据。当以三维显示模式执行显示时，例如，产生并显示出在一个屏幕中包括多个条形视点图像的合成图像。应注意的是，之后将详细描述多个视点图像被分配到显示部分1的各相应像素的分配模式、与散射区域31的布置模式之间的对应关系的具体示例。
第一光源2例如由荧光灯(例如，CCFL(冷阴极荧光灯))和LED(发光二极管)构成。第一光源2从侧面方向朝向导光板3的内部照射第一照明光L1(图1)。至少一个第一光源2设置在导光板3的侧面。例如，如果导光板3的平面形状是具有四个侧边的方形，则只需要在四个侧边中任意一个上设置至少一个第一光源2。图1示出在导光板3的彼此相对的两侧上设置第一光源2的示例性构造。第一光源2响应于在二维显示模式和三维显示模式之间切换模式而受到打开(点亮)/关闭(熄灭)控制。具体地，第一光源2在显示部分1上显示基于三维图像数据的图像的情况下(在三维显示模式的情况下)被设定为点亮状态，并且在显示部分1上显示基于二维图像数据的图像的情况下(在二维显示模式的情况下)被设定为熄灭状态或点亮状态。
第二光源7设置成在导光板3的形成第二内反射面3B的一侧面对导光板3。第二光源7从外侧朝向第二内反射面3B照射第二照明光L10(参见图2和图3)。第二光源7可以是任意光源，只要该光源是发出具有均匀面内亮度的光的平面光源即可，并且第二光源7自身的结构不具体限定，可以使用可商购的平面背光。例如，可考虑使用用于使面内亮度均匀的发光体(例如，CCFL和LED)和光扩散板的结构。第二光源7响应于在二维显示模式和三维显示模式之间切换模式而受到打开(点亮)/关闭(熄灭)控制。具体地，第二光源7在显示部分1上显示基于三维图像数据的图像的情况下(在三维显示模式的情况下)被设定为熄灭状态，并且在显示部分1上显示基于二维图像数据的图像的情况下(在二维显示模式的情况下)被设定为点亮状态。
导光板3例如由丙烯酸树脂等制成的透明塑料板构造。除了第二内反射面3B，导光板3整体是透明的。例如，如果导光板3的平面形状是方形，则第一内反射面3A及其四个侧面整体是透明的。
第一内反射面3A整体是镜面精整的，以使得以满足全反射条件的入射角输入的光线在导光板3中经历全内反射，并且不满足全反射条件的光线出射到外部。
第二内反射面3B具有散射区域31和全反射区域32。如之后所述的，通过在导光板3的表面上进行激光处理、喷砂处理、涂饰处理，或者通过将片状光散射构件结合到导光板3的表面上，来形成散射区域31。在三维显示模式中，第二内反射面3B的散射区域31和全反射区域32对于来自第一光源2的第一照明光L1分别用作视差屏障的开口部分(缝隙部分)和阻挡部分。在第二内反射面3B上，散射区域31和全反射区域32被设置成一图案，作为与视差屏障相对应的结构。也就是说，全反射区域32设置成与视差屏障的阻挡部分相对应的图案，散射区域31设置成与视差屏障的开口部分相对应的图案。应注意的是，作为视差屏障的屏障图案，可以使用诸如包括条形图案在内的各种类型的屏障图案，在条形图案中，各自具有纵长缝隙形状的许多开口部分沿着水平方向隔着阻挡部分并排地布置，屏障图案不受具体限定。
第一内反射面3A以及第二内反射面3B上的全反射区域32使得以满足全反射条件的入射角θ1输入的光线经历全内反射(使得以大于预定临界角α的入射角θ1输入的光线经历全内反射)。因此，以满足全反射条件的入射角θ1从第一光源2输入的第一照明光L1在第一内反射面3A和第二内反射面3B的全反射区域32之间经历全内反射，并被向侧面方向引导。如图2或图3所示，全反射区域32使得来自第二光源7的第二照明光L10从中穿过，并且朝向第一内反射面3A射出第二照明光L10，作为不满足全反射条件的光线。
应注意的是，当导光板3的折射率由n1表示、并且导光板3外部的介质(空气层)的折射率由n0(＜n1＝表示时，临界角α表示如下。这里，α和θ1是相对于导光板的表面的法向所成的角度。满足全反射条件的入射角θ1是θ1＞α。
sin α＝n0/n1
如图1所示，散射区域31使得来自第一光源2的第一照明光L1以散乱方式被反射，并朝向第一内反射面3A射出第一照明光L1的至少一部分，作为不满足全反射条件的光线(散射光束L20)。
[显示装置的构造的修改形式]
为对在图1所示的显示装置中的显示部分1上所显示的多个视点图像进行空间分离，显示部分1的像素部分和导光板3的散射区域31需要相对地设置，两者之间保持预定距离d。尽管在图1中显示部分1和导光板3之间的空间是空气空间，但是可以在显示部分1和导光板3之间设置间隔件8以保持预定距离d，如图4所示的第一修改形式那样。间隔件8可以是任意材料，只要间隔件8是无色并透明的、并引起很少的散射，例如，可以使用PMMA。间隔件8可以设置成全部覆盖显示部分1的背侧的表面和导光板3的表面，或者可以根据需要仅局部地设置以保持距离d。
此外，如图5所示的第二修改形式一样，可以通过整体增加导光板3的厚度来去除空气空间。
[散射区域31的具体构造示例]
图6A示出导光板3的第二内反射面3B的第一示例性构造。图6B示意性示出在图6A所示的第一示例性构造中、在第二内反射面3B上光线的反射模式和散射模式。第一示例性构造是散射区域31作为相对于全反射区域32凹入的散射区域31A的示例性构造。例如，可以通过喷砂处理或激光处理来形成这样的凹入散射区域31A。例如，可以通过在导光板3的表面经镜面精整之后、在与散射区域31A相对应的部分上执行激光处理，来形成凹入散射区域31A。在第一示例性实施例的情况下，从第一光源2以满足全反射条件的入射角θ1入射到第二内反射面3B的第一照明光L11，在全反射区域32上经历全内反射。另一方面，即使第一照明光L12以与在全反射区域32上相同的入射角θ1入射到凹入散射区域31A上，输入的第一照明光L12的一部分在凹入侧面部分33上不满足全反射条件，以致于一部分第一照明光L12以散乱方式透射，其余部分的第一照明光L12以散乱方式被反射。如图1所示，以散乱方式被反射的光束(散射光束L20)的部分或全部作为不满足全反射条件的光线朝向第一内反射面3A射出。
图7A示出导光板3的第二内反射面3B的第二示例性构造。图7B示意性示出在图7A所示的第二示例性构造中的第二内反射面3B上光线的反射模式和散射模式。第二示例性构造是散射区域31作为相对于全反射区域32凸起的散射区域31B的示例性构造。例如，可以通过在导光板3的表面上使用金属模具执行模制成型处理来形成这样的凸起散射区域31B。在这种情况下，通过金属模具的表面对与全反射区域32相对应的部分进行镜面精整。在第二示例性构造的情况下，从第一光源2以满足全反射条件的入射角θ1入射到第二内反射面3B上的第一照明光L11，在全反射区域32上经历全内反射。另一方面，即使第一照明光L12以与在全反射区域32上相同的入射角θ1入射到凸起散射区域31B上，输入的第一照明光L12的一部分在凸起侧面部分34上不满足全反射条件，以致于一部分第一照明光L12以散乱方式透射，第一照明光L12的其余部分以散乱方式反射。如图1所示，以散乱方式被反射的部分或全部的光束(散射光束L20)朝向第一内反射面3A射出，作为不满足全反射条件的光线。
图8A示出导光板3的第二内反射面3B的第三示例性构造。图8B示意性示出在图8A所示的第三示例性构造中的第二内反射面3B上光线的反射模式和散射模式。在图6A和图7A的示例性构造中，导光板3的表面受到表面处理以形成具有与全反射区域32不同的形状的散射区域31。相反，不通过表面处理、而是通过在导光板3的与第二内反射面3B相对应的表面上设置光散射构件35来形成图8A中的示例性构造的散射区域31C，光散射构件35由与导光板3不同的材料制成。在这种情况下，可以通过丝网印刷在导光板3的表面上涂饰白色涂料(例如，硫酸钡)作为光散射构件35，来形成散射区域31C。在第三示例性构造的情况下，从第一光源2以满足全反射条件的入射角θ1入射到第二内反射面3B上的第一照明光L11，在全反射区域32上经历全内反射。另一方面，即使第一照明光L12以与在全反射区域32上相同的入射角θ1入射到散射区域31C(在散射区域31C中设置了光散射构件35)上，则输入的第一照明光L12的一部分以散乱方式透射，第一照明光L12的其余部分以散乱方式被光散射构件35反射。以散乱方式被反射的部分或全部的光束(散射光束L20)朝向第一内反射面3A射出，作为不满足全反射条件的光线。
[显示装置的基本操作]
在显示装置中，当以三维显示模式执行显示时，根据三维图像数据在显示部分1上显示图像，对于三维显示执行第一光源2和第二光源7的打开(点亮)/关闭(熄灭)控制。具体地，如图1所示，第一光源2设定为打开(点亮)状态，第二光源7设定为关闭(熄灭)状态。在这种状态下，使得来自第一光源2的第一照明光L1在导光板3中的第一内反射面3A和第二内反射面3B的全反射区域32之间反复经历全内反射。然后，第一照明光L1从设置第一光源2的一侧被引导至相对的另一侧，并从该另一侧射出。另一方面，来自第一光源2的第一照明光L1的一部分在导光板3的散射区域31上以散乱方式被反射。然后，来自第一光源2的一部分第一照明光L1得以穿过导光板3的第一内反射面3A，并被出射到导光板3的外部。因此，可以使得导光板自身用作视差屏障。也就是说，可以使得导光板自身等效地用作如下所述的视差屏障：在该视差屏障中对于来自第一光源2的第一照明光L1，散射区域31充当开口部分(缝隙部分)，且全反射区域32充当阻挡部分。采用这样的构造，通过在显示部分1的背侧上设置视差屏障的视差屏障系统来等效地执行三维显示。
另一方面，当以二维显示模式执行显示时，根据二维图像数据在显示部分1上显示图像，对于二维显示执行第一光源2和第二光源7的打开(点亮)/关闭(熄灭)控制。具体地，如图2所示，第一光源2设定为关闭(熄灭)状态，第二光源7设定为打开(点亮)状态。在这种情况下，来自第二光源7的第二照明光L10得以穿过第二内反射面3B的全反射区域32，并作为不满足全反射条件的光线从基本整个第一内反射面3A射出到导光板3的外部。也就是说，导光板3用作与常规背光源类似的平面光源。因此，通过在显示部分1的背侧上设置常规背光源的背光源系统来等效地执行二维显示。
应注意的是，虽然即使在只有第二光源7打开时第二照明光L10从基本整个导光板3射出，但根据需要，如图3所示可以打开第一光源2以及第二光源7。采用这种构造，例如，在当只有第二光源7打开时、在与散射区域31和全反射区域32相对应的部分处引起亮度分布的差别的情况下，通过适当地调整第一光源2的点亮状态(通过执行开关控制、或通过调整发光量)可以优化在整个表面上的亮度分布。应注意的是，在执行二维显示的情况下，例如，如果在显示部分1那侧可以充分地执行亮度校正，则只使用第二光源7进行照明是可接受的。
[视点图像的分配模式和散射区域31的布置模式之间的对应关系]
在显示装置中，当以三维显示模式执行显示时，多个视点图像以预定分配模式被分配到相应像素，并显示在显示部分1上。以与预定分配模式相对应的预定布置模式，来设置导光板3的多个散射区域31。
下面，将描述视点图像的分配模式和散射区域31的布置模式之间的对应关系的具体示例。如图9所示，显示部分1的像素结构具有多个像素，每个像素具有用于红色的像素11R、用于绿色的像素11G、和用于蓝色的像素11B，多个像素以矩阵形式沿着第一方向(竖直方向)和第二方向(水平方向)设置。沿水平方向周期性且交替地布置三种颜色的像素11R、11G和11B，沿竖直方向布置相同颜色的各像素11R、11G和11B。对于这种像素结构的情况，在显示部分1上显示常规二维图像的状态(二维显示模式)下，沿着水平方向连续布置的三个颜色的像素11R、11G和11B的组合用作执行二维颜色显示的一个像素(2D颜色显示的一个单位像素)。在图9中，在水平方向上示出用于2D颜色显示的六个单位像素，在竖直方向上示出用于2D颜色显示的三个单位像素。
图10的(A)示出在将两个视点图像(第一和第二视点图像)分配到图9中的像素结构中的显示部分1的相应像素的情况下、散射区域31的布置模式和视点图像的分配模式之间的示例性对应关系。图10的(B)是沿着图10的(A)中的A-A’部分所取得的截面图。图10的(B)示意性示出两个视点图像的分离状态。在该示例中，2D颜色显示的一个单位像素被分配为用于显示一个视点图像的一个像素。此外，像素经分配，以使得沿着水平方向交替地显示第一视点图像和第二视点图像。因此，在水平方向上结合的两个2D颜色显示单位像素用作三维显示中的一个单位图像(一个立体像素)。如图10的(B)所示，在第一视点图像只到达观察者的右眼10R、且第二视点图像只到达观察者的左眼10L的状态下，实现立体视觉。在此示例中，散射区域31在水平方向的位置使得散射区域31被设置成定位在三维显示中的一个单位图像的基本中心部分处。
这里，散射区域31在水平方向上的宽度D1是与用于显示一个视点图像的一个像素的宽度D2具有预定关系的尺寸。具体地，散射区域31的宽度D1优选大于或等于宽度D2的0.5倍、且小于或等于宽度D2的1.5倍。随着散射区域31的宽度D1变得更大，在散射区域31处散射的光的量增加，且从导光板3射出的光的量增加。因此，可以增加亮度。应注意的是，如果散射区域31的宽度D1超过宽度D2的1.5倍，引起所谓的串扰，其中将以混合的状态观察到来自多个视点图像的光，这不是优选的。相反，随着散射区域31的宽度D1变得更小，在散射区域31处散射的光的量减少，且从导光板3射出的光的量减少。因此，亮度减小。如果散射区域31的宽度D1小于宽度D2的0.5倍，则亮度变得太低，作为图像显示的图像变得太暗，这不是优选的。
[散射区域31的高度(深度)和亮度之间的关系]
图11和图12示出在图1所示的光源装置中仅第一光源2设定为打开(点亮)状态的情况下、亮度沿Y方向(第一方向，或平面中的竖直方向)和X方向(第二方向，或平面中的水平方向)的分布。
图11示出光源装置的平面视图和沿X方向观察的光源装置的侧视图、以及亮度分布。图11还示出沿着散射区域31的Y方向的高度(深度)分布。图11示出在沿着Y方向彼此相对的第一侧和第二侧上设置第一光源2的情况下的亮度分布。此外，多个散射区域31沿着Y方向在第一侧和第二侧之间延伸，并且沿着X方向并排地布置。在整个表面上，散射区域31相对于导光板的表面(即，本实施例中的第二内反射面3B)的高度(深度)H1是相同的。在如上所述沿着Y方向设置第一光源2、且散射区域31的深度分布沿着整个表面是均匀的构造中，从导光板3射出的光在Y方向上的亮度分布具有这样的趋势，即，越接近设置第一光源2的预定侧(第一侧和第二侧)，亮度相对越高，而越远离预定侧，亮度相对越低。因为在图11的示例中，沿着Y方向在两个预定侧上设置第一光源2，所以在Y方向上越接近两个预定侧的位置上亮度相对越高，且在Y方向上两个预定侧之间的中点处亮度相对较低。另一方面，亮度分布沿X方向无论位置如何是恒定的。
图12示出光源装置的平面图和沿Y方向观察的光源装置的侧视图、以及亮度分布。图12还示出沿着散射区域31的Y方向的高度(深度)分布。图12示出在沿着X方向彼此相对的第三侧和第四侧设置第一光源2的情况下的亮度分布。在整个表面上，散射区域31相对于导光板的表面的高度(深度)H1是相同的。在如上所述沿着X方向设置第一光源2、且散射区域31的深度分布沿着整个表面是均匀的构造中，从导光板3射出的光在X方向上的亮度分布具有这样的趋势，即，越接近设置第一光源2的预定侧(第三侧和第四侧)，亮度相对越高，而越远离预定侧，亮度相对越低。因为在图12的示例中，沿着X方向在两个预定侧上设置第一光源2，所以在X方向上越接近两个预定侧的位置上亮度相对越高，且在X方向上两个预定侧之间的中点处亮度相对较低。另一方面，沿Y方向的亮度分布无论位置如何是恒定的。
如图11和12所示，根据设置第一光源2的位置和散射区域31的高度(深度)H1，亮度分布局部地改变，引起亮度的不均匀性。理想地，亮度分布是均匀的，而与X方向和Y方向上的位置无关。
然后，参照图13至图15，将描述改进上述亮度分布的方法。应注意的是，尽管在图13至15中描述沿着Y方向设置第一光源2的情况，但是在沿着X方向设置第一光源2的情况中，也可以按照类似方式改进亮度分布。
为改进亮度分布，需要采用这样的结构，其中散射区域31的高度(深度)H1根据与设置第一光源2的预定侧的距离而改变，以使得高度H1朝向导光板3的预定侧减小。应注意的是，对于图6A所示的凹入散射区域31A的情况，散射区域31的高度(深度)H1是从导光板的表面向内部方向的高度。同时，对于图7A所示的凸起散射区域31B或图8A所示的散射区域31C(例如印制图案)的情况，散射区域31的高度(深度)H1是从导光板的表面向外部方向的高度。
图13示出这样的示例，其中，在散射区域31的结构中，按照高度(深度)H1朝向在Y方向上导光板3的两个预定侧减小、且高度(深度)H1朝向两个预定侧之间的中点增大的方式，来改进亮度分布。在图13的第一示例中，散射区域31的高度(深度)H1以恒定变化率连续地改变。应注意的是，高度(深度)H1的变化率不一定要求是恒定的，如图14中的第二示例所示，例如，高度(深度)H1的变化率可以是变化的，以使得深度分布形成曲线。
虽然在图13和图14中的示例中，采用散射区域31的高度(深度)H1根据与两个预定侧的距离而连续地改变的结构，但是还可以采用如图15所示的、高度(深度)H1根据与两个预定侧的距离而以阶段方式(阶梯状方式)改变的结构。
图16示出示出由散射区域31的结构(深度分布)差别所引起的亮度分布差别的实际测量结果。在图16中，示出与图11所示的示例和图15所示的示例相对应的深度分布和亮度分布。如图16所示，对于作为散射区域31的结构的深度分布是均匀的情况，亮度分布的非均匀性显著。另一方面，对于以阶梯状方式优化作为散射区域31的结构的深度分布的情况，亮度分布得到改变而表现出较少非均匀性。
[散射区域31的长度和亮度之间的关系]
虽然在图11至图16中，对亮度分布的描述集中在散射区域31的高度(深度)，下面参照图17至图20对亮度分布的描述将集中在散射区域31的长度。
图17和图18示出在图1所示的光源装置中仅第一光源2设定为打开(点亮)状态的情况下、沿Y方向(第一方向，或平面中的竖直方向)和X方向(第二方向，或平面中的水平方向)的亮度分布。应注意的是，图17和图18示出视点数量为四个的示例性情况。
图17示出光源装置的平面图和沿X方向观察的光源装置的侧视图、以及亮度分布。图17示出在沿着Y方向彼此相对的第一侧和第二侧上设置第一光源2的情况下的亮度分布。图17还示出散射区域31沿着Y方向的长度分布。多个散射区域31在第一侧和第二侧之间沿着Y方向延伸，并且沿着X方向并排地布置。图17所示的散射区域31的长度分布对应于散射区域31相对于像素11R、11G和11B的长度。在图17的示例中，散射区域31相对于像素11R、11G和11B的长度是均匀的。应注意的是，沿着整个表面，散射区域31相对于导光板的表面(或本实施例中的第二内反射面3B)的高度(深度)H1是相同的。在如上所述沿着Y方向设置第一光源2、且散射区域31的深度分布和长度分布沿着整个表面是均匀的构造中，沿着Y方向从导光板3射出的光的亮度分布具有这样的趋势，即，越接近设置第一光源2的预定侧(第一侧和第二侧)，亮度相对越高，而越远离预定侧，亮度相对越低。因为在图17的示例中，沿着Y方向在两个预定侧上设置第一光源2，所以在Y方向上越接近两个预定侧的位置上亮度相对越高，且在Y方向上两个预定侧之间的中点处亮度相对较低。另一方面，沿X方向的亮度分布无论位置如何是恒定的。
图18示出光源装置的平面图和沿Y方向观察的光源装置的侧视图、以及亮度分布。图18示出在沿着X方向彼此相对的第三侧和第四侧上设置第一光源2的情况下的亮度分布。图18还示出沿着散射区域31沿Y方向的长度分布。散射区域31的结构与图17的示例类似，散射区域31相对于像素11R、11G和11B的长度是均匀的。此外，沿着整个表面，散射区域31相对于导光板的表面的高度(深度)H1是相同的。在如上所述沿着X方向设置第一光源2、且散射区域31的深度分布和长度分布沿着整个表面是均匀的构造中，沿着X方向从导光板3射出的光的亮度分布具有这样的趋势，即，越接近设置第一光源2的预定侧(第三侧和第四侧)，亮度相对越高，而越远离预定侧，亮度相对越低。因为在图18的示例中，沿着X方向在两个预定侧上设置第一光源2，所以在X方向上越接近两个预定侧的位置上亮度相对越高，且在X方向上两个预定侧之间的中点处亮度相对较低。另一方面，沿Y方向的亮度分布无论位置如何是恒定的。
然后，参照图19和图20，将相对于图17和图18的结构来描述改进亮度分布的方法。在图13至图15的上述示例中，散射区域31的高度(深度)H1根据与设置第一光源2的预定侧的距离而改变。另一方面，在图19和图20中，改变散射区域31相对于像素11R、11G和11B的长度，以改进亮度分布。在图19和图20中，为改变散射区域31相对于像素11R、11G和11B的长度，不是沿着Y方向连续地设置散射区域31，而是沿着Y方向以分割方式设置散射区域31。
图19示出相对于图17中的结构来改进亮度分布的示例。在图19的示例中，散射区域31相对于像素11R、11G和11B的长度朝向在导光板3的Y方向上的两个预定侧减小(缩短)，并且朝向两个预定侧之间的中点增大(伸长)。在图19的示例中，散射区域31的长度以恒定变化率改变。应注意的是，长度的变化率不一定要求是恒定的，与图14中深度分布的示例类似，例如，长度的变化率可以是变化的，以使得长度分布形成曲线。
图20示出相对于图18中的结构来改进亮度分布的示例。在图20的示例中，散射区域31相对于像素11R、11G和11B的长度朝向在导光板3的X方向上的两个预定侧减小(缩短)，并且朝向两个预定侧之间的中点增大(伸长)。在图20的示例中，散射区域31的长度以恒定变化率改变。应注意的是，长度的变化率不一定要求是恒定的，与图14中深度分布的示例类似，例如，长度的变化率可以是变化的，以使得长度分布形成曲线。
应注意的是，尽管在上述示例中只改变散射区域31的高度和长度中的一项来改进亮度分布，但是还可以对散射区域31的高度和长度两者进行优化以改变散射区域31的整体形状。
[散射区域31的布置模式的修改方案]
虽然在图13至图15的示例性情况中，作为散射区域31的布置模式，散射区域31沿着Y方向连续地(相继)延伸，并且沿着X方向并排地布置，但是即使对于按照与图13至图15中不同的布置模式来布置散射区域31的情况，也可以按照与图13至图15中类似的方式来改进亮度分布。
图21示出视点图像的分配模式和散射区域31的布置模式之间的第二示例性对应关系、以及亮度分布和深度分布。在图21中，作为显示部分1上视点图像的分配模式，采用将用于红色的像素11R、用于绿色的像素11G和用于蓝色的像素11B结合形成三角形的结构。根据视点图像的分配模式，散射区域31设置在与三角形的顶点相对应的部分。采用这种构造，沿着X方向和Y方向离散地设置散射区域31。图21示出这样的示例，其中，对于散射区域31的这样的布置模式的情况，按照高度(深度)H1朝向在Y方向上导光板3的两个预定侧连续减小、且高度(深度)H1朝向两个预定侧之间的中点连续增大的方式，来改进亮度分布。
应注意的是，根据与图19和图20中类似的原则，可以改变以与图21类似的方式布置的散射区域31的长度。
应注意的是，虽然图10示出两个视点的示例性情况，但是视点的数量(待显示的视点图像的数量)不限于两个，可以采用三个或更多个视点。此外，视点图像的分配模式和散射区域31的布置模式不限于图10和图21所示的示例，可以采用其他的模式。例如，可以采用这样的分配模式，其中将沿着倾斜方向结合的用于红色的像素11R、用于绿色的像素11G和用于蓝色的像素11B分配为用于显示一个视点图像的一个像素。在这种情况下，沿着倾斜方向设置散射区域31。
[效果]
如上所述，采用根据本实施例的显示装置，因为在导光板3的第二内反射面3B上设置散射区域31和全反射区域32，并且可以将第一光源2的第一照明光和第二光源7的第二照明光L10选择性地射出到导光板3的外部，所以可以使得导光板3自身等效地具有视差屏障的功能。因此，与使用已知视差屏障系统的立体显示装置相比，可以减少组件的数量而实现节省空间。
此外，采用根据本实施例的显示装置，因为采用这样的结构，即，散射区域31的高度(深度)H1或长度根据与设置第一光源2的预定侧的距离而改变、且高度H1或长度朝向导光板3的预定侧减小，所以可以对射出到导光板3外部的光的亮度分布进行优化。因此，可以改进三维显示时的显示质量。
[第二实施例]
然后，将描述根据本发明的第二实施例的显示装置。应注意的是，对与根据上述第一实施例的显示装置的相应组件相似或相同的这些组件，给予相似或相同的附图标记，并适当地省略对它们的描述。
[显示装置的整体构造]
虽然在上述第一实施例中描述在导光板3的第二内反射面3B上设置散射区域31和全反射区域32的示例性构造，但是，可以在第一内反射面3A一侧设置散射区域31和全反射区域32。
图22A和22B示出根据本发明的第二实施例的显示装置的示例性构造。与图1中的显示装置类似，该显示装置能够在二维显示模式和三维显示模式之间任意地并选择性地切换模式。图22A对应于三维显示模式中的构造，图22B对应于二维显示模式中的构造。此外，图22A和22B示意性示出在相应显示模式中来自光源装置的光线的射出状态。
第二内反射面3B整体是镜面精整的，以使得以满足全反射条件的入射角θ1输入的第一照明光L1经历全内反射。第一内反射面3A具有散射区域31和全反射区域32。全反射区域32和散射区域31在第一内反射面3A上交替地设置，以形成例如与视差屏障相对应的条形的结构。也就是说，如之后所述的，在三维显示模式中，散射区域31和全反射区域32分别用作视差屏障的开口部分(缝隙部分)和阻挡部分。
全反射区域32使得以满足全反射条件的入射角θ1输入的第一照明光L1经历全内反射(使得以大于预定临界角α的入射角θ1输入的第一照明光L1经历全内反射)。在入射光线L2当中，散射区域31将以与满足全反射区域32上的预定全反射条件的入射角θ1相对应的角度所输入的光束L2的至少一部分射出到外部(将以与大于预定临界角α的入射角θ1相对应的角度所输入的光束L2的至少一部分射出到外部)。在散射区域31中，入射光线L2的其余部分经历内反射。
为对在图22A所示的显示装置中的显示部分1上所显示的多个视点图像进行空间分离，显示部分1的像素部分和导光板3的散射区域31需要相对地设置，两者之间保持预定距离d。在图22A中，在显示部分1和导光板3之间设置间隔件8。间隔件8可以是任意材料，只要间隔件8是无色并透明的、并引起很少的散射即可，例如，可以使用PMMA。间隔件8可以设置成全部覆盖显示部分1的背侧的表面和导光板3的表面，或者可以根据需要仅局部地设置以保持距离d。
[散射区域31的具体构造示例]
图23A示出导光板3的表面的第一示例性构造。图23B示意性示出在图23A所示的导光板3的表面上光线的反射模式和散射模式。第一示例性构造是散射区域31作为相对于全反射区域32凹入的散射区域31A的示例性构造。可以通过在导光板3的表面经镜面精整之后、在与散射区域31A相对应的部分上执行激光处理，来形成这样的散射区域31A。在采用这样的凹入散射区域31A的情况下，在入射光线当中，以与满足全反射区域32上的预定全反射条件的入射角θ1相对应的角度所输入的光束的至少一部分在凹入侧面部分33处不满足全反射条件，并被射出到外部。
图24A示出导光板3的表面的第二示例性构造。图24B示意性示出在图24A所示的导光板3的表面上光线的反射模式和散射模式。第二示例性构造是散射区域31作为相对于全反射区域32凸起的散射区域31B的示例性构造。可以通过在导光板3的表面上使用金属模具执行模制成型处理来形成这样的凸起形式。在这种情况下，通过金属模具的表面对与全反射区域32相对应的部分进行镜面精整。在采用这样的凸起散射区域31B的情况下，在入射光线当中，以与满足全反射区域32上的预定全反射条件的入射角θ1相对应的角度所输入的光束的至少一部分在凸起侧面部分34处不满足全反射条件，并被射出到外部。
图25A示出导光板3的表面的第三示例性构造。图25B示意性示出在图25A所示的导光板3的表面上光线的反射模式和散射模式。在图23A和图24A的示例性构造中，导光板3的表面受到表面处理以形成具有与全反射区域32不同的形状的散射区域31。相反，不是通过表面处理、而是通过在导光板3的与第一内反射面3A相对应的表面上设置光散射构件35来形成图25A中的示例性构造的散射区域31C。作为光散射构件35，例如可以使用具有比导光板3大的折射率的构件(例如，具有约1.57的折射率的PET树脂)。例如，使用丙烯酸粘结剂将由PET树脂制成的扩散板结合到导光板3的表面，以形成散射区域31C。在采用通过设置光散射构件35来构造这样的散射区域31C的情况下，在入射光线当中，以与满足全反射区域32上的预定全反射条件的入射角θ1相对应的角度所输入的光束的至少一部分在光散射构件35处由于折射率变化而不满足全反射条件，并被射出到外部。
散射区域31的构造不限于上述示例性构造，可以采用其他的构造。例如，可以通过在导光板3的表面上进行喷射处理、涂饰处理等来形成与散射区域31相对应的部分。
[显示装置的基本操作]
在显示装置中，当以三维显示模式执行显示时(图22A)，根据三维图像数据在显示部分1上显示图像，整个第二光源7设定为关闭(熄灭)状态。在导光板3的侧面上设置的第一光源2被设定为打开(点亮)状态。在这种状态下，使得来自第一光源2的第一照明光L1在导光板3中的第一内反射面3A的全反射区域32和第二内反射面3B之间反复经历全内反射。然后，第一照明光L1从设置第一光源2的一侧被引导至相对的另一侧，并从该另一侧射出。另一方面，在入射到导光板3中的第一内反射面3A的散射区域31上的光线L2当中，光束L2的不满足全反射条件的一部分从散射区域31射出到外部。虽然在散射区域31中，使得光束L2的另一部分经历内反射，但是这样的光线穿过导光板3的第二内反射面3B而射出到外部，对图像显示没有做出贡献。结果，在导光板3中，光线只从第一内反射面3A的散射区域31射出。也就是说，可以使得导光板3的表面等效地用作视差屏障，在该视差屏障中散射区域31充当开口部分(缝隙部分)，且全反射区域32充当阻挡部分。采用这样的构造，通过在显示部分1的背侧上设置视差屏障的视差屏障系统来等效地执行三维显示。
另一方面，当以二维显示模式执行显示时(图22B)，根据二维图像数据在显示部分1上显示图像，整个第二光源7设定为打开(点亮)状态。例如，在导光板3的侧面上设置的第一光源2被设定为熄灭状态。在这种状态下，来自第二光源7的第二照明光L10以基本垂直的状态穿过第二内反射面3B进入导光板3。因此，光束的入射角不满足全反射区域32上的全反射条件，光束不仅从散射区域31还从全反射区域32射出到外部。结果，在导光板3中，从整个第一内反射面3A射出光束。也就是说，导光板3用作与常规背光源类似的平面光源。因此，通过在显示部分1的背侧上设置常规背光源的背光源系统来等效地执行二维显示。
应注意的是，当以二维显示模式执行显示时，可以将设置在导光板3的侧面的第一光源2、与第二光源7一起设定为打开(点亮)状态。此外，当以二维显示模式执行显示时，第一光源2可以在熄灭状态和点亮状态之间切换。采用这种构造，例如，在当只有第二光源7打开时、在散射区域31和全反射区域32中引起亮度分布的差别的情况下，通过适当地调整第一光源2的点亮状态(通过执行开关控制、或通过调整发光量)可以优化在整个表面上的亮度分布。
[视点图像的分配模式和散射区域31的布置模式之间的对应关系]
在显示装置中，当以三维显示模式执行显示时，多个视点图像以预定分配模式被分配到相应像素，并显示在显示部分1上。以与预定分配模式相对应的预定布置模式，来设置导光板3的多个散射区域31。
对于采用图22A的整体构造和图9的像素结构的情况，图26的(A)示出在将两个视点图像(第一和第二视点图像)分配到显示部分1的相应像素时、散射区域31的布置模式和视点图像的分配模式之间的示例性对应关系。图26的(B)是沿着图26的(A)中的A-A’部分所取得的截面图。图26的(B)示意性示出两个视点图像的分离状态。在该示例中，2D颜色显示的一个单位像素被分配为用于显示一个视点图像的一个像素。此外，像素经分配，以使得沿着水平方向交替地显示第一视点图像和第二视点图像。因此，在水平方向上结合的2D颜色显示的两个单位像素用作三维显示中的一个单位图像(一个立体像素)。如图26的(B)所示，在第一视点图像只到达观察者的右眼10R、且第二视点图像只到达观察者的左眼10L的情况下，实现立体视觉。在此示例中，散射区域31在水平方向的位置使得散射区域31被设置成定位在三维显示中的一个单位图像的基本中心部分处。与上述图10的(A)和(B)的情况类似，散射区域31在水平方向上的宽度D1是与用于显示一个视点图像的一个像素的宽度D2具有预定关系的尺寸。
此外在本实施例中，按照与图13至图15所示的上述示例类似的方式，可以对散射区域31相对于导光板的表面的高度(深度)H1进行优化。
此外，按照与图19至图20所示的上述示例类似的方式，可以对散射区域31的长度进行优化。
[效果]
如上所述，采用根据本实施例的显示装置，因为在导光板3的第一内反射面3A上设置散射区域31和全反射区域32，并且可以将第一光源2的第一照明光和第二光源7的第二照明光L10选择性地射出到导光板3的外部，所以可以使得导光板3自身等效地具有视差屏障的功能。因此，与使用已知视差屏障系统的立体显示装置相比，可以减少组件的数量而实现节省空间。
此外，与上述第一实施例类似，可以对射出到导光板3外部的光的亮度分布进行优化。因此，可以改进三维显示时的显示质量。
[第三实施例]
然后，将描述根据本发明的第三实施例的显示装置。应注意的是，对与根据上述第一实施例或第二实施例的显示装置的相应组件相似或相同的这些组件，给予相似或相同的附图标记，并适当地省略对它们的描述。
[显示装置的整体构造]
图27A和27B示出根据本发明的第三实施例的显示装置的示例性构造。该显示装置包括电子纸4，以代替图22A和22B的显示装置的第二光源7。
该显示装置能够在整个屏幕上的二维(2D)显示模式和整个屏幕上的三维(3D)显示模式之间任意地并选择性地切换模式。图27A对应于三维显示模式中的构造，图27B对应于二维显示模式中的构造。此外，图27A和27B示意性示出在相应显示模式中来自光源装置的光线的射出状态。
电子纸4设置成在形成第二内反射面3B的一侧面对导光板3。电子纸4是能够在光吸收模式和散乱反射模式之间选择性地切换对入射光线的操作模式的光学装置。例如，电子纸4由使用电泳系统或快速响应电子粉流体系统的颗粒运动型显示装置构成。在颗粒运动型显示装置中，例如带正电荷的黑色颗粒和例如带负电荷的白色颗粒分散在彼此面对的一对基板之间，使这些颗粒响应于在基板之间施加的电压而运动，以执行黑色显示或白色显示。具体地，在电泳系统中，颗粒分散在溶液中，而在快速响应电子粉流体系统中，颗粒分散在气体中。如图27A所示，通过将电子纸4的整个显示面41设定为黑色显示状态，来建立上述光吸收模式，而如图27B所示，通过将通过将电子纸4的整个显示面41设定为白色显示状态，来建立上述散乱反射模式。在显示部分1上显示基于三维图像数据的多个视点图像的情况下(在三维显示模式中)，电子纸4将对入射光线的操作设定为光吸收模式。此外，在显示部分1上显示基于二维图像数据的图像的情况下(在二维显示模式中)，电子纸4将对入射光线的操作设定为散乱反射模式。
为对在图27A和27B所示的显示装置中的显示部分1上所显示的多个视点图像进行空间分离，显示部分1的像素部分和导光板3的散射区域31需要相对地设置，两者之间保持预定距离d。与图22A和22B所示的显示装置类似，虽然在图27A和27B中显示部分1和导光板3之间的空间是空气空间，但是可以在显示部分1和导光板3之间设置间隔件8以保持预定距离d。
[显示装置的操作]
在显示装置中，当以三维显示模式执行显示时(图27A)，根据三维图像数据在显示部分1上显示图像，电子纸4的整个显示面41设定为黑色显示状态(光吸收模式)。在这种状态下，使得来自第一光源2的第一照明光L1在导光板3中的第一内反射面3A的全反射区域32和第二内反射面3B之间反复经历全内反射。然后，第一照明光L1从设置第一光源2的一侧被引导至相对的另一侧，并从该另一侧射出。另一方面，在入射到导光板3中的第一内反射面3A的散射区域31上的光线L2当中，光束L2的不满足全反射条件的一部分从散射区域31射出到外部。虽然在散射区域31中，使得另一部分的光线L3经历内反射，但是这样的光线L3穿过导光板3的第二内反射面3B入射电子纸4的显示面41。此时，因为电子纸4的整个显示面41处于黑色显示状态，所以光束L3在显示面41处被吸收。结果，在导光板3中，光线只从第一内反射面3A的散射区域31射出。也就是说，可以使得导光板3的表面等效地用作视差屏障，在该视差屏障中散射区域31充当开口部分(缝隙部分)，且全反射区域32充当阻挡部分。采用这样的构造，通过在显示部分1的背侧上设置视差屏障的视差屏障系统来等效地执行三维显示。
另一方面，当以二维显示模式执行显示时(图27B)，根据二维图像数据在显示部分1上显示图像，电子纸4的整个显示面41设定为白色显示状态(散乱反射模式)。在这种状态下，使得来自第一光源2的第一照明光L1在导光板3中的第一内反射面3A的全反射区域32和第二内反射面3B之间反复经历全内反射。然后，第一照明光L1从设置第一光源2的一侧被引导至相对的另一侧，并从该另一侧射出。另一方面，在入射到导光板3中的第一内反射面3A的散射区域31上的光线L2当中，光束L2的不满足全反射条件的一部分从散射区域31射出到外部。虽然在散射区域31中，使得另一部分的光线L3经历内反射，但是这样的光线L3穿过导光板3的第二内反射面3B入射电子纸4的显示面41。此时，因为电子纸4的整个显示面41处于白色显示状态，所以光束L3在显示面41处以散乱方式被反射。以散乱方式被反射的光束穿过第二内反射面3B再次进入导光板3，并且因为光束的入射角不满足全反射区域32上的全反射条件，所以光束不仅从散射区域31还从全反射区域32射出到外部。结果，在导光板3中，从整个第一内反射面3A射出光束。也就是说，导光板3用作与常规背光源类似的平面光源。因此，通过在显示部分1的背侧上设置常规背光源的背光源系统来等效地执行二维显示。
[效果]
如上所述，采用根据本实施例的显示装置，因为在导光板3的第一内反射面3A上设置散射区域31和全反射区域32，所以可以使得导光板3自身等效地具有视差屏障的功能。因此，与使用已知视差屏障系统的立体显示装置相比，可以减少组件的数量而实现节省空间。此外，通过只切换电子纸4的显示状态，可以容易地在二维显示模式和三维显示模式之间切换模式。
[第四实施例]
然后，将描述根据本发明的第四实施例的显示装置。应注意的是，对与根据上述第一至第三实施例的显示装置的相应组件相似或相同的这些组件，给予相似或相同的附图标记，并适当地省略对它们的描述。
[显示装置的整体构造]
图28A和28B示出根据本发明的第四实施例的显示装置的示例性构造。与图27A和27B中的显示装置类似，该显示装置能够在二维显示模式和三维显示模式之间任意地并选择性地切换模式。图28A对应于三维显示模式中的构造，图28B对应于二维显示模式中的构造。此外，图28A和28B示意性示出在相应显示模式中来自光源装置的光线的射出状态。
在该显示装置中，光源装置包括聚合物扩散板5，以代替图27A和27B中的显示装置的电子纸4。该显示装置的其他构造与图27A和27B中的显示装置类似。聚合物扩散板5由聚合物分散液晶构成。聚合物扩散板5设置成在形成第一内反射面3A的一侧面对导光板3。聚合物扩散板5是能够根据施加到液晶层的电压而在透明模式和扩散透射模式之间选择性地切换对入射光线的操作模式的光学装置。
[显示装置的基本操作]
在显示装置中，当以三维显示模式执行显示时(图28A)，根据三维图像数据在显示部分1上显示图像，整个聚合物扩散板5设定为透明模式。在这种状态下，使得来自第一光源2的第一照明光L1在导光板3中的第一内反射面3A的全反射区域32和第二内反射面3B之间反复经历全内反射。然后，第一照明光L1从设置第一光源2的一侧被引导至相对的另一侧，并从该另一侧射出。另一方面，在入射到导光板3中的第一内反射面3A的散射区域31上的光线L2当中，光线L2的不满足全反射条件的一部分从散射区域31射出到外部。穿过散射区域31射出到外部的光线进入聚合物扩散板5，并且因为整个聚合物扩散板5处于透明模式，所以光线穿过聚合物扩散板5并进入显示部分1，并保持从散射区域31的射出角。虽然在散射区域31中，使得另一部分的光线L3经历内反射，但是这样的光线L3穿过导光板3的第二内反射面3B射出到外部，而对图像显示没有做出贡献。结果，在导光板3中，光线只从第一内反射面3A的散射区域31射出。也就是说，可以使得导光板3的表面等效地用作视差屏障，在该视差屏障中散射区域31充当开口部分(缝隙部分)，且全反射区域32充当阻挡部分。采用这样的构造，通过在显示部分1的背侧上设置视差屏障的视差屏障系统来等效地执行三维显示。
另一方面，当以二维显示模式执行显示时(图28B)，根据二维图像数据在显示部分1上显示图像，整个聚合物扩散板5设定为扩散透射模式。在这种状态下，使得来自第一光源2的第一照明光L1在导光板3中的第一内反射面3A的全反射区域32和第二内反射面3B之间反复经历全内反射。然后，第一照明光L1从设置第一光源2的一侧被引导至相对的另一侧，并从该另一侧射出。另一方面，在入射到导光板3中的第一内反射面3A的散射区域31上的光线L2当中，光束L2的不满足全反射条件的一部分从散射区域31射出到外部。这时，穿过散射区域31射出到外部的光束进入聚合物扩散板5，并且因为整个聚合物扩散板5处于扩散透射模式，所以在整个表面上入射在显示部分1上的光束被聚合物扩散板5变成扩散状态。结果，光源装置整体上用作与常规背光源类似的平面光源。因此，通过在显示部分1的背侧上设置常规背光源的背光源系统来等效地执行二维显示。
[其他实施例]
本发明的技术不限于上述实施例，可以进行各种修改。
例如，虽然在上述实施例中，描述只在导光板3中的第一内反射面3A和第二内反射面3B中的一者上设置散射区域31和全反射区域32的示例性构造，但是可以在第一内反射面3A和第二内反射面3B两者上都设置散射区域31和全反射区域32。
此外，例如，根据各个实施例的任意显示装置可以应用于具有显示功能的各种类型的电子设备。图29示出电视设备的外部构造，作为电子设备的示例。该电视设备包括具有前面板210和滤光玻璃220的图像显示屏部分200。
从本发明的上述示例性实施例和修改形式可以至少实现下列构造。
(1)一种显示装置，其包括：
显示部分，其执行图像显示；和
光源装置，其包括导光板和一个或多个第一光源，并且光源装置朝向显示部分发出用于图像显示的光，导光板具有彼此面对的第一内反射面和第二内反射面、并且具有一个或多个侧面，第一光源设置成面对导光板的相应侧面、并且将第一照明光穿过导光板的侧面照射到导光板中，
其中，第一内反射面和第二内反射面中的一者或两者具有多个散射区域，散射区域被配置成根据与导光板的侧面的距离而改变形状，并且散射区域使得来自第一光源的第一照明光被散射并从第一内反射面出射到导光板的外部。
(2)根据(1)的显示装置，还包括第二光源，第二光源设置成面对导光板的与第二内反射面相对应的表面，第二光源从外部将第二照明光照射到第二内反射面。
(3)根据(2)的显示装置，其中，
显示部分被配置成在基于三维图像数据的多个视点图像和基于二维图像数据的图像之间选择性地切换要显示的图像，并且
第二光源受到控制以在显示部分上显示多个视点图像时保持在熄灭状态，并且第二光源受到控制以在显示部分上显示基于二维图像数据的图像时保持在点亮状态。
(4)根据(3)的显示装置，其中，第一光源受到控制以在显示部分上显示多个视点图像时保持在点亮状态，并且第一光源受到控制以在显示部分上显示基于二维图像数据的图像时保持在熄灭状态或者点亮状态。
(5)根据(1)的显示装置，还包括光学装置，光学装置设置成面对导光板的与第二内反射面相对应的表面，光学装置能够在光吸收模式和散乱反射模式之间选择性地切换对入射光线的操作模式。
(6)根据(1)的显示装置，还包括光学装置，光学装置设置成面对导光板的与第一内反射面相对应的表面，光学装置能够在透明模式和扩散透射模式之间选择性地切换对入射光线的操作模式。
(7)一种显示装置，其包括：
显示部分；和
光源装置，其包括导光板、一个或多个第一光源、和第二光源，导光板具有彼此面对的第一面和第二面、并具有一个或多个侧面，第一光源设置成面对导光板的相应侧面，第二光源设置成面对导光板的与第二面相对应的表面，第二光源受到控制以在显示部分处于3D模式时保持在熄灭状态，并且第二光源受到控制以在显示部分处于2D模式时保持在点亮状态，
其中，第一面和第二面中的一者或两者具有多个散射区域，散射区域被配置成根据与导光板的侧面的距离而改变形状。
(8)一种光源装置，其包括：
导光板，其具有彼此面对的第一内反射面和第二内反射面、并具有一个或多个侧面；和
一个或多个第一光源，其设置成面对导光板的相应侧面、并且将第一照明光穿过导光板的侧面照射到导光板中，
其中，第一内反射面和第二内反射面中的一者或两者具有多个散射区域，散射区域被配置成根据与导光板的侧面的距离而改变形状，并且散射区域使得来自第一光源的第一照明光被散射并从第一内反射面出射到导光板的外部。
(9)根据(8)的光源装置，其中
多个散射区域各自具有带有长度或高度尺寸的形状，并且
多个散射区域中的每一个的高度和长度中的一者或两者朝向预定侧面减小。
(10)根据(8)或(9)的光源装置，其中，作为侧面，导光板具有在第一方向上彼此面对的第一侧面和第二侧面、以及在第二方向上彼此面对的第三侧面和第四侧面，第一方向与第二方向正交。
(11)根据(10)的光源装置，其中
第一光源设置成分别面对第一侧面和第二侧面，并且
多个散射区域中的每一个的高度和长度中的一者或两者朝向第一侧面和第二侧面减小、并且朝向第一侧面和第二侧面之间的中点增大。
(12)根据(10)的光源装置，其中，
第一光源设置成分别面对第三侧面和第四侧面，并且
多个散射区域中的每一个的高度和长度中的一者或两者朝向第三侧面和第四侧面减小、并且朝向第三侧面和第四侧面之间的中点增大。
(13)根据(10)的光源装置，其中，多个散射区域设置成在第一侧面和第二侧面之间沿着第一方向延伸，并且沿着第二方向并排地布置。
(14)根据(8)至(13)中任一项的光源装置，其中，多个散射区域被配置成每个均具有带有高度尺寸的形状，并且根据与导光板的侧面的距离而连续地改变高度。
(15)根据(8)至(13)中任一项的光源装置，其中，多个散射区域被配置成每个均具有带有高度尺寸的形状，并且根据与导光板的侧面的距离而阶段式地改变高度。
(16)根据(8)至(15)中任一项的光源装置，还包括第二光源，第二光源设置成面对导光板的与第二内反射面相对应的表面，第二光源从外部将第二照明光照射到第二内反射面。
(17)一种电子设备，其包括显示装置，显示装置包括：
显示部分，其执行图像显示；和
光源装置，其包括导光板和一个或多个第一光源，并且光源装置朝向显示部分发出用于图像显示的光，导光板具有彼此面对的第一内反射面和第二内反射面、并且具有一个或多个侧面，第一光源设置成面对导光板的相应侧面、并且将第一照明光穿过导光板的侧面照射到导光板中，
其中，第一内反射面和第二内反射面中的一者或两者具有多个散射区域，散射区域被配置成根据与导光板的侧面的距离而改变形状，并且散射区域使得来自第一光源的第一照明光被散射并从第一内反射面出射到导光板的外部。
本申请包含与2011年4月6日递交于日本特许厅的日本在先专利申请JP 2011-084733和2011年9月29日递交于日本特许厅的日本在先专利申请JP 2011-214870中公开的内容相关的主题，上述专利申请的全部内容通过引用结合于此。
本领域技术人员应当理解，只要在权利要求书的范围或其等同的范围内，根据设计需要和其他因素可以产生各种修改、组合、变形和替换。

Claims (17)

1.一种显示装置，其包括：
显示部分，其执行图像显示；和
光源装置，其包括导光板和一个或多个第一光源，并且所述光源装置朝向所述显示部分发出用于图像显示的光，所述导光板具有彼此面对的第一内反射面和第二内反射面、并且具有一个或多个侧面，所述第一光源设置成面对所述导光板的相应侧面、并且将第一照明光穿过所述导光板的侧面照射到所述导光板中，
其中，所述第一内反射面和所述第二内反射面中的一者或两者具有多个散射区域，所述散射区域被配置成根据与所述导光板的侧面的距离而改变形状，并且所述散射区域使得来自所述第一光源的所述第一照明光被散射并从所述第一内反射面出射到所述导光板的外部。
2.根据权利要求1所述的显示装置，还包括第二光源，所述第二光源设置成面对所述导光板的与所述第二内反射面相对应的表面，所述第二光源从外部将第二照明光照射到所述第二内反射面。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，
所述显示部分被配置成在基于三维图像数据的多个视点图像和基于二维图像数据的图像之间选择性地切换要显示的图像，并且
所述第二光源受到控制以在所述显示部分上显示所述多个视点图像时保持在熄灭状态，并且所述第二光源受到控制以在所述显示部分上显示所述基于二维图像数据的图像时保持在点亮状态。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述第一光源受到控制以在所述显示部分上显示所述多个视点图像时保持在点亮状态，并且所述第一光源受到控制以在所述显示部分上显示所述基于二维图像数据的图像时保持在熄灭状态或者点亮状态。
5.根据权利要求1所述的显示装置，还包括光学装置，所述光学装置设置成面对所述导光板的与所述第二内反射面相对应的表面，所述光学装置能够在光吸收模式和散乱反射模式之间选择性地切换对入射光线的操作模式。
6.根据权利要求1所述的显示装置，还包括光学装置，所述光学装置设置成面对所述导光板的与所述第一内反射面相对应的表面，所述光学装置能够在透明模式和扩散透射模式之间选择性地切换对入射光线的操作模式。
7.一种显示装置，其包括：
显示部分；和
光源装置，其包括导光板、一个或多个第一光源、和第二光源，所述导光板具有彼此面对的第一面和第二面、并具有一个或多个侧面，所述第一光源设置成面对所述导光板的相应侧面，所述第二光源设置成面对所述导光板的与所述第二面相对应的表面，所述第二光源受到控制以在所述显示部分处于3D模式时保持在熄灭状态，并且所述第二光源受到控制以在所述显示部分处于2D模式时保持在点亮状态，
其中，所述第一面和所述第二面中的一者或两者具有多个散射区域，所述散射区域被配置成根据与所述导光板的侧面的距离而改变形状。
8.一种光源装置，其包括：
导光板，其具有彼此面对的第一内反射面和第二内反射面、并具有一个或多个侧面；和
一个或多个第一光源，其设置成面对所述导光板的相应侧面、并且将第一照明光穿过所述导光板的侧面照射到所述导光板中，
其中，所述第一内反射面和所述第二内反射面中的一者或两者具有多个散射区域，所述散射区域被配置成根据与所述导光板的侧面的距离而改变形状，并且所述散射区域使得来自所述第一光源的所述第一照明光被散射并从所述第一内反射面出射到所述导光板的外部。
9.根据权利要求8所述的光源装置，其中
所述多个散射区域各自具有带有长度或高度尺寸的形状，并且
所述多个散射区域中的每一个的高度和长度中的一者或两者朝向预定侧面减小。
10.根据权利要求8所述的光源装置，其中，作为所述侧面，所述导光板具有在第一方向上彼此面对的第一侧面和第二侧面、以及在第二方向上彼此面对的第三侧面和第四侧面，所述第一方向与所述第二方向正交。
11.根据权利要求10所述的光源装置，其中
所述第一光源设置成分别面对所述第一侧面和所述第二侧面，并且
所述多个散射区域中的每一个的高度和长度中的一者或两者朝向所述第一侧面和所述第二侧面减小、并且朝向所述第一侧面和所述第二侧面之间的中点增大。
12.根据权利要求10所述的光源装置，其中，
所述第一光源设置成分别面对所述第三侧面和所述第四侧面，并且
所述多个散射区域中的每一个的高度和长度中的一者或两者朝向所述第三侧面和所述第四侧面减小、并且朝向所述第三侧面和所述第四侧面之间的中点增大。
13.根据权利要求10所述的光源装置，其中，所述多个散射区域设置成在所述第一侧面和所述第二侧面之间沿着所述第一方向延伸，并且沿着所述第二方向并排地布置。
14.根据权利要求8所述的光源装置，其中，所述多个散射区域被配置成每个均具有带有高度尺寸的形状，并且根据与所述导光板的侧面的距离而连续地改变高度。
15.根据权利要求8所述的光源装置，其中，所述多个散射区域被配置成每个均具有带有高度尺寸的形状，并且根据与所述导光板的侧面的距离而阶段式地改变高度。
16.根据权利要求8所述的光源装置，还包括第二光源，所述第二光源设置成面对所述导光板的与所述第二内反射面相对应的表面，所述第二光源从外部将第二照明光照射到所述第二内反射面。
17.一种电子设备，其包括显示装置，所述显示装置包括：
显示部分，其执行图像显示；和
光源装置，其包括导光板和一个或多个第一光源，并且所述光源装置朝向所述显示部分发出用于图像显示的光，所述导光板具有彼此面对的第一内反射面和第二内反射面、并且具有一个或多个侧面，所述第一光源设置成面对所述导光板的相应侧面、并且将第一照明光穿过所述导光板的侧面照射到所述导光板中，
其中，所述第一内反射面和所述第二内反射面中的一者或两者具有多个散射区域，所述散射区域被配置成根据与所述导光板的侧面的距离而改变形状，并且所述散射区域使得来自所述第一光源的所述第一照明光被散射并从所述第一内反射面出射到所述导光板的外部。
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