CN102998827A - 显示装置、显示方法以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了显示装置、显示方法以及电子设备，该显示装置包括液晶显示部和光控部。该液晶显示部被配置为具有像素阵列，每个像素均包括多个独立驱动的片段。进一步地，该光控部被配置为控制来自或指向液晶显示部的光。在显示装置提供的第一显示模式中，其中，从不同像素信息项的多个像素信号被分别提供给每个像素中的多个片段。

Description

显示装置、显示方法以及电子设备
技术领域
本发明涉及一种能够进行三维显示的显示装置，适用于显示装置的显示方法以及被配置为包含该显示装置的电子设备。
背景技术
近年来，能够进行三维显示的显示装置已经受到关注。三维显示涉及显示其间具有视差差别（即，从不同视角）的左眼图像和右眼图像，使得观察者可分别使用其两个眼睛观察两个图像，以识别具有深度的固体图像。还开发了一种能够向观察者提供更加自然的立体图像，这些立体图像从其间具有视差差别的三个以上的显示图像中获取。
这些显示装置被分为两类：一类需要观察者佩戴专用护目镜，一类不需要护目镜。佩戴专用护目镜对于观察者来说是很不舒服的体验，从而不需要护目镜的装置比需要护目镜的装置更受追捧。不需要专用护目镜的显示装置包括视差屏障型和柱状透镜型，例如，这些类型的装置同时显示其间具有视差差别的多个图像（视点图像），使得可根据显示装置和观察者的视角之间的相对位置关系（即，角度）看到不同的图像。例如，日本专利申请号Hei 3-119889（以下被称为专利文献1）公开了一种视差屏障类型装置，该装置使用液晶元件作为屏障。
同时，通常期望观察者能从各个方向（上、下、左、右）观看显示屏上的良好图像。为了获取这些广泛的视角，已提出了不同方法。例如，日本专利公开号Hei 6-332009（以下被称为专利文献2）和2006-189684（以下被称为专利文献3）公开了一种将每个像素电极划分为以不同比率被施加像素电压的多个子像素电极的显示装置。
发明内容
通常，能够进行三维显示的显示装置旨在当显示较大数量的视点图像时提供较低分辨率的显示图象，或当提高显示图象分辨率时提供较小数量的视点图像。因此对这些显示装置很难提高三维显示的图像质量。此外，专利文件2和专利文件3不包含对三维显示的参考。
鉴于以上情况，本发明已做出了本发明并提供了一种显示装置，一种显示方法以及一种能够改善图像质量的电子设备。
在实施本发明时并根据其一个实施方式，提供了一种显示装置，包括液晶显示部和光控部。液晶显示部具有像素阵列，每个像素均包括分别被独立驱动的多个片段。光控部控制来自或指向液晶显示部的光。在显示装置提供的第一显示模式中，来源于不同像素信息项的多个像素信号被分别提供给每个像素中的多个片段。
根据本发明的另一个实施方式，提供了一种显示方法，其中，在第一显示模式中，将来源于不同像素信息项的多个像素信号分别提供给包含在每个像素中、并独立驱动以用于执行显示的多个片段；使得每个段基于像素信号执行显示；并控制来自或指向每个片段的光。
根据本发明的又一实施方式，提供了一种电子设备，包括上述显示装置和控制部，被配置为使用显示装置进行操作控制。例如，电子设备可为电视机、数码相机、个人计算机、摄像机，或诸如移动电话的便携式终端设备。
在本发明的上述显示装置、显示方法和电子设备使用时，光控部控制光以使观察者通过涉及的每个像素中的多个片段来视觉识别显示。此时，在第一显示模式中，每个像素中的多个片段被分别提供有来源于不同像素信息片段的多个像素信号。
根据本发明的显示装置、显示方法和电子设备，因为来源于不同像素信息项的多个像素信息被分别提供给每个像素中的多个片段，所以能够改善图像质量。
附图说明
图1为示出了作为本发明第一实施方式的三维显示装置的典型配置的框图；
图2A和2B为示出了图1所示的三维显示装置的典型结构的解释性示图；
图3为示出了图1所示的显示驱动部的典型配置的框图；
图4为示出了作为第一实施方式的一部分的显示部的典型结构的解释性示图；
图5A和图5B为示出了图4所示的显示部的典型结构的电路图和横截面图；
图6A、图6B和图6C为示出了图5B所示液晶层的典型工作的示意图；
图7A和图7B为示出了图1所示屏障部的典型结构的解释性示图；
图8为示出了图1所示的显示部和屏障部之间的位置关系的解释性示图；
图9A、图9B和图9C为示出了图4所示的显示部的典型工作的示意图；
图10为示出了图4所示显示部的典型特性的特性图；
图11为示出了图5A和图5B所示的液晶层的典型工作及其半色调状态下的操作的示意图；
图12为示出了图4所示的显示部的典型观看角度特性的特性图；
图13A、图13B和图13C为示出了图1所示的三维显示装置进行的三维显示的典型工作的示意图；
图14为示出了比较例的显示部的解释性示图，；
图15为示出了比较例的液晶层在其半色调状态下的典型工作的示意图；
图16为示出了比较例的显示部的典型观看角度特性的特性图；
图17为示出了比较例的三维显示装置进行的三维显示的典型工作的示意图；
图18为示出了作为第一实施方式变型的显示部的一个典型结构的电路图；
图19为示出了作为第一实施方式的另一变型的显示部和屏障部之间的位置关系的解释性示图；
图20为示出了作为第一实施方式的另一变型的显示部的典型结构的解释性示图；
图21为示出了作为第一实施方式的另一变型的显示部和屏障部之间的位置关系的解释性示图；
图22为示出了由作为第一实施方式的另一变型的显示装置进行的三维显示的典型工作的示意图；
图23为示出了本发明第二实施方式中显示部和屏障部的位置关系的解释性示图；
图24为示出了作为第二实施方式一个变型的显示部和屏障部的位置关系的解释性示图；
图25为示出了作为第二实施方式另一个变型的显示部和屏障部的位置关系的解释性示图；
图26为示出了电视机的外部结构的透视图，该电视机中应用了体现本发明的三维显示装置；
图27A和图27B为示出了三维显示装置的另一变型的的一个典型结构的解释性示图；
图28A、图28B和图28C为示出了由以上三维显示装置变型进行的三维显示的典型工作的示意图；
图29A、图29B和图29C为示出了由作为另一变型的三维显示装置进行的三维显示的典型工作的示意图。
具体实施方式
参考附图，以下将详细描述本发明的一些优选实施方式。描述将基于以下标题下给出：
1.第一实施方式；
2.第二实施方式；以及
3.应用例
<1.第一实施方式>
[典型结构]
[典型的总体配置]
图1示出了体现本发明的三维显示装置1的一个典型配置。三维显示装置1为一个使用液晶屏障的视差屏障型显示装置。由于也体现本发明的显示方法结合装置1来实现，这种方法和装置1将在下文依次讨论。三维显示装置1包括控制部41、背光驱动部42、背光部30、显示驱动部50、显示部20、屏障驱动部43和屏障部10。
基于外部提供的图像信号Sdisp，控制部41向背光驱动部42、显示驱动部50和屏障驱动部43提供控制信号，这些部被控制为彼此同步操作。具体地，控制部41向背光驱动部42提供背光控制信号，向显示驱动部50提供根据图像信号Sdisp生成的图像信号Sdisp2，并向屏障驱动部43提供屏障控制信号。当三维显示装置1进行正常显示（二维显示）时，图像信号Sdisp2为包括一个视点图像的图像信号S2D。当三维显示装置1进行三维显示时，图像信号Sdisp2构成包括多个（这个例子中为10）视点图像的图像信号S3D，后文将进行讨论。
基于由控制部41提供的背光控制信号，背光驱动部42驱动背光部30。背光部30具有将平射光应用于显示部20的功能。背光部30通常由LED（发光二极管）或CCFL（冷阴极荧光灯）组成。
基于来自控制部41的图像信号Sdisp2，显示驱动部50驱动显示部20。在这个例子中，显示部20由液晶显示部构成，其液晶显示元件被驱动为调制来自背光部30的光，由此来实现显示。
基于从控制部41馈送的屏障控制信号，屏障驱动部43驱动屏障部10。屏障部10透过（在打开操作中）或阻挡（在关闭操作中）从背光部30发射并传输经过显示部20的光。屏障部10包括使用液晶形成的多个开/关部11和12（后文讨论）。
图2A和图2B示出了由三维显示装置1的关键部分构成的一个典型结构。图2A为三维显示装置1的分解透视图，并且图2B为三维显示装置1的侧面图。如图2A和图2B所示，对三维显示装置1的关键部分被排列为使得显示部20在背光部30之前，而屏障10又在显示部20之前。也就是，由背光部30发射的光通过显示部20和屏障部10到达观察者。（显示驱动部50和显示部20）
图3为显示驱动部50的典型框图。显示驱动部50包括定时控制部51、栅极驱动器52和数据驱动器53。定时控制部51控制栅极驱动器52和数据驱动器53的驱动定时，并基于来自控制部41的图像信号Sdisp2，生成图像信号Sdisp3并向数据驱动器53提供生成的信号。在定时控制部51的定时控制下，栅极驱动器52每次选择显示部20内在一行上的像素Pix用于线性顺次扫描，数据驱动器53基于图像信号Sdisp3向显示部20中的每个像素Pix提供像素信号。具体地，在将生成的像素信号提供给每个像素Pix之前，通过使图像信号Sdisp3进行D/A（数据/模拟）转换，数据驱动器53生成像素信号作为模拟信号。
定时控制部51包括查找表（LUT）54A和54B。LUT 54A和54B为用于在包含于图像信号Sdisp2中的关于每个像素的像素信息（亮度信息）上进行所谓的伽马校正的表。LUT 54A为用于子像素SPix的子像素片段PA（后文讨论）的表，且LUT 54B为用于子像素SPix的子像素片段PB（后文讨论）的表。如将在后文解释的，当三维显示装置1进行正常显示（二维显示）时，LUT 54A和LUT 54B被设置为彼此不同；当三维显示装置1进行三维显示时，LUT 54A和LUT 54B被设置为相同。定时控制部51基于伽马校正的像素信息（亮度信息）生成图像信号Sdisp3。数据驱动器53基于伽马校正的像素信息（亮度信息）生成像素信号，并将生成的像素信号提供给每个像素Pix。
具体地，当三维显示装置1进行正常显示（二维显示）时，定时控制部51不同地使用LUT 54A和54B在给定的像素信息（亮度信息）项上进行伽马校正。数据驱动器53向给定子像素SPix的子像素片段PA提供使用LUT 5A生成的像素信号，并向所述子像素SPix的子像素片段PB提供使用LUT 54B生成的像素信号。如后文所述的，显示部20随后分别基于像素信号，使子像素片段PA和PB执行其显示。也就是，对于正常显示，子像素片段PA和PB通过所谓的半色调驱动使用不同的伽马特性来显示一项像素信息。
当三维显示装置1进行三维显示时，定时控制部51分别使用LUT 54A和54B在关于不同的视点图像的像素信息（亮度信息）上进行伽马校正。数据驱动器53向给定子像素SPix的子像素片段PA提供一个使用LUT 5A生成的像素信号，并向所述子像素SPix的子像素片段PB提供使用LUT54B生成的像素信号。显示部20随后基于这些像素信号，使子像素片段PA和PB彼此独立执行其显示。
图4示出了显示部20中的像素Pix的阵列。显示部20具有以矩阵样式排列的像素Pix。每个像素Pix具有对应于颜色红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）的三个子像素SPix。在这个例子中，红色（R）子像素SPix、绿色（G）子像素SPix和蓝色（B）子像素SPix在水平方向X上以此顺序重复排列。在垂直方向Y上，同样颜色的子像素SPix被重复排列。在以下将引用的图中，为了对其进行区分，不同颜色的子像素SPix将以不同排列形式显示。
每个子像素SPix具有子像素片段PA和PB。在这个例子中，子像素片段PA和PB在子像素SPix中以垂直方向Y排列。子像素片段PA和PB被配置为独立提供显示，具体地，当三维显示装置1进行正常显示（二维显示）时，子像素片段PA和PB根据关于一个视点图像的给定像素信息提供显示。当三维显示装置1进行三维显示时，子像素片段PA和PB根据关于不同视点图像的像素信息提供显示。
图5A和图5B示出了显示部20的一个典型结构。图5A为子像素SPix的典型电路图，并且图5B示出了显示部20的截面结构。
如图5A所示，子像素SPix的每个子像素片段PA和PB由TFT（薄膜晶体管）元件Tr（TrA、TrB）（均由MOS-FET（金属氧化物半导体场效应晶体管形成）、液晶元件LC（LCA、LCB）和存储电容器Cs（CsA、CsB）组成。具体地，子像素片段PA包括TFT元件TrA、液晶元件LCA和存储电容器CsA。TFT元件TrA的栅极和源极分别连接至栅极线GCLA和数据线SGL。TFT元件TrA的漏极连接至液晶元件LCA的一端和存储电容器CsA的一端。液晶元件LCA的一端连接至TFT元件TrA的漏极，且另一端连接至共用电极COM和地线。存储电容器CsA的一端连接至TFT元件TrA的漏极，并且另一端连接至存储电容线CSL。同样，子像素片段PB包括TFT元件TrB、液晶元件LCB和存储电容器CsB。TFT元件TrB的栅极和源极分别连接至栅极线GCLB和数据线SGL。TFT元件TrB的漏极连接至液晶元件LCB的一端和存储电容器CsB的一端。液晶元件LCB的一端连接至TFT元件TrB的漏极，且另一端连接至共用电极COM和地线。存储电容器CsB的一端联结至TFT元件TrB的漏极，且另一端连接至存储电容线CSL。栅极线GCLA和GCLB连接至栅极驱动器52，且数据线SGL连接至数据驱动器53。
如图5B所示，显示部20具有被密封在驱动基板207和相对基板208之间的液晶层203。驱动基板207包括透明基板201、像素电极202和偏光板206a。透明基板201通常由玻璃等类似物组成，并载有TFT元件Tr。在透明基板201上，安装有通常由ITO（铟锡氧化物）形成的像素电极202。像素电极202针对每个子像素片段PA和PB而设置，并通过TFT元件TrA和TrB被提供有来自数据驱动器53的像素信号。像素电极202被覆盖有未示出的定向膜。偏光板206a粘贴在透明基板201与承载像素电极202和其他组件的表面相对的表面上。相对基板208包括透明基板205、对向电极204（共用电极COM）和偏光板206b。类似于透明基板201，透明基板205通常由玻璃等类似物组成。在透明基板205面对液晶层203的表面上设置有未示出的彩色滤光片和黑色矩阵。由ITO等类似物组成的对向电极204形成在这些组件的顶部上。对向电极204为对于像素Pix而言共用的电极，并通常被提供有0V电压。在对向电极204的顶部上进一步设置有未示出的定向膜。偏光板206b粘贴在透明基板205与承载像素电极204和其他组件的表面相对的表面上。偏光板206a和206b粘贴在一起以形成正交偏光镜。
液晶层203可根据定位方向改变其透光率T。例如，液晶层203包括具有负介电常数各向异性的液晶分子M。液晶分子M由定向膜垂直配向。也就是，液晶层203用作所谓的VA（垂直对齐）液晶。在这个例子中，液晶层203在正常显示（二维显示）下进行所谓的半色调驱动（half-tonedrive）。这使三维显示装置1将观看角度特性的恶化最小化，这在后文将讨论。
显示部20具有后文将讨论的所谓的多域结构（multi-domainstructure）。也就是，显示部20在每个子像素片段PA和PB中具有多个域（域D1和D2，后文将解释），这些域被构造为具有以不同方向定向的液晶分子M。这使得三维显示装置1能够抑制其观看角度特性的恶化，后文将描述。
图6A、图6B和图6C示出了液晶层203中的液晶分子M的定向。图6A示出了0V的像素信号施加至像素电极202的情况；图6B示出了电压Vh的像素信号施加至像素电极202的情况，并且图6C示出了高于电压Vh的像素信号电压Vw施加至像素电极202的情况。例如，电压Vh大约为4V，而电压Vw大约为8V。
当0V的像素信号施加至像素电极202时，液晶分子M被定向为使得它们的主轴变为垂直于基板表面，如图6A所示。当子像素片段PA和PB的液晶分子M以这种方式定向时，这些片段的透光率变得足够低以提供黑色显示。
当电压Vw的像素信号施加至像素电极202时，液晶分子M被定向为使得主轴变为平行于基板表面，如图6C所示。当子像素片段PA和PB的液晶分子M以这种方式定向时，这些片段的透光率变得足够高以提供所谓的白色显示。
当电压Vh的像素信号施加至像素电极202时，液晶分子M被定向为使得其主轴以图6A和图6C定向之间的一个角度倾斜，如图6B所示。在这种情况下，如图6B所示，左侧域D1和右侧域D2中的液晶分子M以不同方向但以大致相同程度地倾斜（即，以大约相同的角度）。当子像素片段PA和PB中的液晶分子M以这种方式定向时，子像素片段PA和PB使其透光率成为中等程度，从而提供半色调显示。
如上所述，当像素信号施加至显示部20的子像素片段PA和PB的像素电极202时，液晶层203使其液晶根据像素信号的电压定向。这使得子像素片段PA和PB彼此独立地进行显示。
（屏障部10）
图7A和图7B示出了屏障部10的一个典型结构。图7A为屏障部10的平面示图，并且图7B示出了沿图7A的线VII-VII截取的屏障部10的截面结构。
屏障部10由所谓的视差屏障组成。如图7A所示，屏障部10具有多个开/关部（液晶屏障）11和12，它们让光通过或挡住光。开/关部11和12在X-Y平面上沿一个方向延伸布置（例如，沿与垂直方向Y夹角为θ的预定角度）。在这个例子中，开/关部11具有宽度W11，与开/关部12的宽度W12不同。例如，宽度W11大于宽度W12大（W11>W12）。然而，这不限于开/关部11和12的宽度之间的这种关系。另外，开/关部11和12的宽度之间的关系可为W11<W12或W11=W12。
屏障部10通常具有位于由玻璃等类似物制成的透明基板13和16之间的液晶层19，如图7B所示。在这个例子中，透明基板13位于光入射侧这一侧，且透明基板16位于光射出侧这一侧。透明基板13和16在液晶层19这一侧的表面分别布置有透明电极层15和17，每一层由ITO等类似物制成。透明电极层15和17在液晶层19这一侧的表面分别布置有未示出的定向膜。偏光板14和18被粘贴以分别在透明基板13的光入射侧和透明基板16的光射出侧形成正交偏光镜。
透明电极层15具有多个透明电极110和120。透明电极层17被设置为对开/关部11和12共用的电极。在这个例子中，电压0V被施加至透明层17。透明电极110和液晶层19中的这些部分和对应于透明电极110的透明电极层17组成开/关部11。同样，透明电极120和电极层19的这些部分和对应于透明电极120的透明电极层17组成开/关部12。
上述结构使屏障部10选择性地将电压施加至透明电极110或120。这使液晶层19根据施加的电压定向其液晶，由此使开/关部11和12单独执行打开和关闭操作。
开/关部11和12基于三维显示装置1是否进行正常显示（二维显示）或三维显示来不同地进行操作。具体地，如后文将讨论的，开/关部11在正常显示下打开（透射状态），在三维显示下关闭（挡光状态）。如后文将解释的，开/关部12在正常显示和三维显示下都打开（透射状态）。
图8一方面示出了显示部20的子像素SPix另一方面示出了屏障部10的开/关部12之间的位置关系。在这个例子中，为每五个子像素SPix（组成一个子像素组PG）提供一个开/关部12，这些子像素在水平方向X上彼此相邻排列。在三维显示下，显示部20使用一个子像素组PG中的五个子像素片段PA和五个子像素片段PB，来显示关于十个视点图像的像素信息项P1至P10。在图8中，为了解释的目的，只示出了显示像素信息项P5的子像素片段PA。
图9A、图9B和图9C使用截面结构原理性地示出了屏障部10如何在三维显示下和正常显示（二维显示）下工作。图9A和图9B示出了在三维显示下发生了什么，并且图9C示出了在正常显示下发生了什么。图9A示出了由作为图8所示的子像素片段PA和PB的一部分的一行子像素片段PA所提供的三维显示。图9B示出了由一行子像素片段PB提供的三维显示。在图9A和图9B中，阴影部分的开/关部11表示光由此被挡住。
当进行三维显示时，图像信号S3D被提供给显示驱动部50，使得显示部20基于提供的信号进行显示。具体地，在屏障部10中，如图9A和图9B所示，开/关部12打开（透射状态），且开/关部11关闭（挡光状态）。显示部20使得五个子像素片段PA和五个子像素片段PB分别显示对应于10个视点图像的像素信息项P1至P10，这些子像素片段彼此相邻排列且位置对应于开/关部12。接着，观察者通过使用其左眼或右眼观看不同视点图像，可看到一个三维图像，如后文将讨论的。
当进行正常显示（二维显示）时，图像信号S2D被提供给显示驱动部50，使得显示部20基于提供的信号进行显示。具体地，在屏障部10中，如图9C所示，开/关部11和12打开（透射状态）。显示部20使得所有子像素SPix显示关于一个视点图像（二维图像）的像素信息。这使得观察者直接看到显示在显示部20上的正常二维图像。
顺便提及，子像素SPix为本发明中描述的“像素”的一个例子，且子像素片段PA和PB为也在本发明中描述的“片段”的例子。进行三维显示的模式为“第一显示模式”的例子，而进行正常显示（二维显示）的模式为“第二显示模式”的例子，两种模式都在本发明中描述。LUT 54A和54B为本发明中描述的“亮度校正表”的一个例子。开/关部12为“第一组液晶屏障”的一个例子，而开/关部11为“第二组液晶屏障”的一个例子，它们也在本发明中描述。
[操作和功能]
以下解释了作为本发明第一实施方式的三维显示装置1的操作和功能。
（总体操作）
参考图1和其他附图，下面首先概述三维显示装置1的总体操作。基于外部提供的图像信号Sdisp，控制部41控制背光驱动部42、显示驱动部50和屏障驱动部43。基于控制部41提供的背光控制信号，背光驱动部42驱动背光部30。背光部30对显示部20应用平面发射光。基于来自控制部41的图像信号Sdisp2，显示驱动部50驱动显示部20。在正常显示（二维显示）下，显示部通过调制来自背光部30的光提供显示，显示部20使得子像素SPix显示关于一个视点图像（二维图像）的像素信息。在三维显示下，显示部20使得每个子像素组PG中的5个子像素PA和5个子像素PB显示关于10个视点图像的像素信息。基于来自控制部41的控制信号，屏障驱动部43控制屏障部10。屏障部10中的开/关部11和12在来自屏障驱动部43的指令下进行打开和关闭操作，由此让来自背光部30通过显示部20的光通过将其挡住。
（详细操作）
首先解释在正常显示（二维显示）下进行的详细操作。当进行正常显示时，屏障部10中的开/关部11和12被打开（透射状态）。显示部20使得子像素SPix显示关于一个视点图像（二维图像）的像素信息。在这一点，定时控制部51使用LUT 54A和54B在一个像素信息项（亮度信息）上不同地进行伽马校正。数据驱动器53将使用LUT 54A生成的像素信号提供给给定子像素SPix的子像素片段PA，并将使用LUT 54B生成的像素信号提供给该子像素SPix的子像素片段PB。显示部20使得子像素片段PA和PB基于这些像素信号来执行显示，由此基于该像素信息项实现显示。
图10示出了子像素SPix在正常显示下的显示特性。在图10中，水平轴代表亮度信息，垂直轴代表透光率T。同时在图10中，虚线代表子像素片段PA的特性，虚线代表子像素片段PB的特性，并且实线代表包括子像素片段PA和PB的整个子像素SPix的特性。
如图10所示，子像素片段PA和PB具有不同的显示特性。具体地，当亮度信息增大时，子像素片段PA的透光率首先开始上升，然后才是子像素片段PB的透光率。也就是，显示部20被驱动为使得在所谓的半色调状态中，子像素片段PA的液晶分子M和子像素片段PB的液晶分子M以不同方向定向。在这种情况下，如图10所示，包括子像素片段PA和PB的整个子像素SPix的透光率特性成为子像素片段PA特性和子像素片段PB特性之间的中间特性。当亮度信息正在上升时，透光率T的改变变得较不陡峭。
如上所述，显示部20由于以这种方式驱动，所以其可将其观看角度特性的恶化最小化，即在半色调状态下，子像素片段PA的液晶分子M和子像素片段PB的液晶分子M以不同方向被定向。关于此的更多细节将在以下解释。
图11示出了液晶分子M在半色调状态下的定向。通常，液晶显示装置基于观察者的观察方向和液晶分子的主轴配向的方向之间的相对关系来改变透光率。具体地，在图11的例子中，当观察者从域D1的左上方观看时，透光率T较低，因为观察方向与液晶分子M配向的主轴方向几乎相同。另一方面，当观察者从域D1的右上方观看时，透光率T为高，因为观察方向与液晶分子M配向的主轴方向明显不同。同样地，当观察者从域D2的右上方观看时，透光率T较低，因为观察方向与液晶分子M配向的主轴方向几乎相同。当观察者从域D2的左上方观看时，透光率T较高，因为观察方向与液晶分子M配向的主轴方向明显不同。在这种情况下，与后文要讨论的比较例不同，显示部20包括子像素片段PA和PB，并使得每个子段以不同方向定向其液晶分子M。这种安排降低了透光率T的改变，透光率T根据观察方向变化。图12示出了显示部20的典型观看角度特性。图12中所示的观看角度特性通过从几个观察方向（以观察角度观看显示亮度I来获取。这里，观察角度指的是相对于显示屏的正常方向的角度（极角）。例如，如果观察角度
Figure BDA00002087346700143
为0，那意味着观察者从前面观看显示屏；如果观察角度为60[度]，那意味着以相对于屏幕正常方向60[度]的角度观看显示屏。
如图12所示，液晶层203的透光率T较高，并且当观察者斜着观察显示部20时亮度上升。这里，由于显示部20具有子像素片段PA和PB，并且其液晶分子M以不同方向定向，当观察角度
Figure BDA00002087346700145
变化时，显示部20的亮度I相对于比较例（后文讨论）的改变较小。也就是说，显示部20降低了当观察者从前面观察显示屏时和当观察者斜着观察显示屏时之间的视觉差，由此实现一个宽视角。
接下来，将解释在三维显示下要进行的详细操作。当进行三维显示时，定时控制部51使用LUT 54A和54B对一个像素信息项（亮度信息）分别不同地进行伽马校正。数据驱动器53向给定子像素SPix的子像素片段PA提供使用LUT 54A生成的像素信号，并向该子像素SPix的子像素片段PB提供使用LUT 54B生成的像素信号。显示部20使得子像素片段PA和PB基于这种像素信息来显示关于不同视点图像的像素信息。
图13A、图13B和图13C示出了由三维显示装置1进行的三维显示的典型工作。图13A示出了由一行子像素片段PA如何提供显示。图13B示出了由一行子像素片段PB如何提供显示。图13C示意性地示出了由整个子像素组PG如何提供显示。
当进行三维显示时，屏障部10中的开/关部12打开（透射状态），而开/关部11关闭（挡光状态）。显示部20使得开/关部12附近分布的5个子像素片段PA显示像素信息项P1、P3、P5、P7和P9（图13A），且使开/关部12附近分布的5个子像素片段PB显示像素信息项P2、P4、P6、P8和P10（图13B）。当离开显示部20的子像素片段PA和PB的光束输出时，具有由开/关部12限制的角度。这里，如图8所示，开/关部12相对于子像素PA的位置偏离其相对于子像素PB的位置，因为开/关部12倾斜延长。例如，如图13A和图13B所示，与像素信息项P1相关的光束以不同于与像素信息项P2相关的光束前进的方向不同的方向前进。以这种方式，与像素信息项P1至P10的相关的光束以10个不同的方向离开子像素片段PA和PB。例如，观察者可用左眼观看像素信息项P5，并用右眼观看像素信息P6。当观察者用其左眼和右眼观看像素信息项P1至P10中的不同像素信息项时，观察者可将显示的图像看成一个三维图像。（比较例）
下面要解释的是一个作为比较例的三维显示装置1R。这个比较例构成显示部20R，该显示部具有没有子像素片段PA和PB的子像素SPixR。对于每个子像素SPixR，子像素SPixR显示部20R由未示出的显示驱动部50R驱动。比较例的其余结构与第一实施方式（图1）的相应部分相同。
图14示出了三维显示装置1R的显示部20R的一个典型结构。显示部20R具有以矩阵样式排列的像素PixR，每个像素具有对应于红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）的三个子像素SPixR。与第一实施方式的子像素SPix不同，比较例的子像素SPixR没有子像素片段PA和PB。在三维显示装置1R中，为在水平方向X上彼此相邻排列的每5个子像素SPixR（组成一个子像素组PGR）提供一个开/关部12。子像素组PGR的大小与第一实施方式的子像素组PG（图8）相同。
首先解释的是，当进行正常显示（二维显示）时发生什么。
图15示出了子像素SPixR的液晶分子M如何在半色调状态下定向。图16示出了比较例的显示部20R的典型观看角度特性。在半色调状态下，如第一实施方式（图11和12），当观察者斜着观察时，液晶层203提供高透光率T和高亮度。这里，比较例的显示部20R的每个子像素SPixR中的液晶分子M以近似相同的方向倾斜。这意味着当从不同方向观察时，透光率T可能会显著变化。在这种情况下，如图16所示，亮度I在不同的观看角度
Figure BDA00002087346700151
下可能发生较大改变。
同时，第一实施方式的三维显示装置1在每个子像素SPix中包括子像素片段PA和PB，如图11所示。子像素片段PA的液晶分子M和子像素片段PB的液晶分子M可由此以不同角度倾斜，使得透光率T可通过子像素片段PA和PB进行平均。如图12所示，这也降低了以不同角度观察时的透光率T之间的差，并将亮度I在不同观察角度
Figure BDA00002087346700161
时的改变最小化，由此实现一个宽视角。
下面解释当进行三维显示时发生了什么。
图17示出了由比较例的三维显示装置1R进行三维显示时的典型工作。在进行三维显示时，三维显示装置1R使得开/关部12附近分布的5个子像素SPixR显示关于5个视点图像的像素信息项P1至P5。也就是说，三维显示装置1R显示5个视点图像。
同时，第一实施方式的三维显示装置1在每个子像素SPix中包括子像素片段PA和PB，并使得片段可被独立驱动，由此使得可显示的视点图像数量翻倍（10=5×2）。同时，由于第一实施方式的子像素组PG（图8）的大小与比较例的子像素组PGR（图14）的大小相同，所以第一实施方式和比较例的三维显示分辨率相同。也就是说，与比较例的三维显示装置1R比较，第一实施方式的三维显示装置1在保持显示的分辨率的同时可提高可显示的视点图像的数量。
[影响]
如上所述，本发明第一实施方式在每个子像素中包括两个子像素片段PA和PB，且这些片段可独立地执行显示。这使得可在三维显示下显示不同的视点图像，将分辨率下降最小化，并提高显示视点图像的数量，由此提高图像质量。
同时，第一实施方式在正常显示下使得子像素片段PA和PB显示进行不同伽马校正的像素信息项。这个安排实现了宽视角并增强了图像质量。
[变型1-1]
就第一实施方式而言，如图5A和图5B所示，提供像素信号的数据线SGL由两个子像素片段PA和PB共享，但这不是限制性的。可选地，如图18所示，栅极线GCL可由两个子像素片段PA和PB共享。在子像素片段PA中，TFT元件TrA的栅极和源极分别连接至栅极线GCL和数据线SGLA。TFT元件TrA的漏极连接至液晶元件LCA的一端和存储电容器CsA的一端。同时，在子像素片段PB中，TFT元件TrB的栅极和源极分别连接至栅极线GCLB和数据线SGL。TFT元件TrB的漏极连接至液晶元件LCB的一端和存储电容器CsB的一端。栅极线GCL连接至未示出的栅极驱动器52A，并且数据线SGLA和SGLB连接至未示出的数据驱动器53A。
[变型1-2]
在上述第一实施方式中，5个子像素SPix（即，5个子像素片段PA和5个子像素片段PB）组成一个子像素组PG，但这并不是限制性的。可选地，如图19所示，10个子像素片段PA或10个子像素片段PB可组成一个子像素组PG1。
[变型1-3]
在上述第一实施方式中，每个子像素SPix中的子像素片段PA和PB以垂直方向Y排列，但这并不是限制性的。可选地，子像素片段PA和PB可以水平方向X排列。下面将解释这个变型的更多细节。
图20示出了这个变型的显示部60上的像素Pix2的排列。每个像素Pix2具有对应于红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）的三个子像素SPix2。每个子像素SPix2具有子像素片段PA2和PB2。这个例子中，每个子像素SPix2中的每个子像素片段PA2和PB2以水平方向X排列。
图21一方面示出了显示部60的子像素SPix之间的位置关系而另一方面示出了屏障部10的开/关部12。在这个例子中，为每五个子像素SPix2（组成一个子像素组PG）提供一个开/关部12，这些子像素在水平方向X上彼此相邻地布置。当进行三维显示时，显示部60使得每个子像素组PG中的五个子像素片段PA2和五个子像素片段PB2显示关于十个视点图像的像素信息项P1至P10。
当进行正常显示（二维显示）时，与上述第一实施方式的三维显示装置1一样，与一个子像素SPix2相关联的子像素片段PA2和PB2基于关于一个视点图像（二维图像）的不同像素信息项进行显示。
下面解释的是通过以上变型进行三维显示发生了什么。
图22示出了这个变型进行三维显示的典型工作。显示部60使得布置在打开状态（透射状态）下的开/关部12附近的十个子像素片段PA2和PB2显示像素信息项P1至P10。离开显示部60的子像素片段PA2和PB2的光束输出时具有由开/关部12限制的角度。例如，观察者可用左眼观看像素信息项P5，并用右眼观看像素信息项P6。当观察者用其左眼和右眼观看像素信息项P1至P10中的不同像素信息项时，观察者可将显示的图像看成一个三维图像。
[变型1-4]
在前述变型中，每个子像素SPix被配置为具有两个子像素片段。可选地，每个子像素SPix可被配置为具有三个以上子像素片段。
[变型1-5]
在上述第一实施方式中，能够改变透光率的开/关部11和12被用于组成屏障部10，但这不是限制性的。可选地，屏障部10可使用固定屏障形成，这些屏障中对应于开/关部11的一部分关闭以阻挡光，且对应于开/关部12的部分打开以让光通过。在这种情况下，可采用与上述第一实施方式（如图13A至图13C及其他图所示）大致相同的方式进行三维显示。对于正常显示（二维显示），在开口附近分布的五个子像素SPix（子像素组PG）用于显示一个像素信息项，由此显示二维图像。
<2.第二实施方式>
以下解释作为本发明第二实施方式的三维显示装置2。第二实施方式与上述第一实施方式不同之处在于用于三维显示的子像素组结构。也就是说，在第一实施方式（图8）中，十个子像素片段PA和PB组成一个子像素组PG。在第二实施方式中，相反，五个子像素片段PA或PB组成一个子像素组PG3。第二实施方式的其余结构与第一实施方式（图1及其他）的相应部分相同。在组成第二实施方式的组件中，与第一实施方式的三维显示装置的相应部分大致相同的组件将由相同的参考标号表示，且它们的解释在下文中的冗余处省略。
图23示出了三维显示装置2的显示部20的子像素组PG3的一个典型结构。子像素组PG3由五个子像素片段PA或五个子像素片段PB构成。子像素组PG3的大小是第一实施方式的子像素组PG（图8）的一半，或为比较例的子像素组PGR（图14）的一半。
当进行正常显示（二维显示）时，与第一实施方式中的三维显示装置1一样，每个子像素SPix中的子像素片段PA和PB基于关于一个视点图像（二维图像）的像素信息项来提供显示。
当进行三维显示时，子像素组PG3中的五个子像素片段PA或五个子像素片段PB显示关于五个视点图像的像素信息项P1至P5。这里，由于第二实施方式的子像素组PG3（图23）的大小为比较例的像素组PGR（图14）的一半，三维显示的分辨率可为比较例的两倍高。也就是说，相对于比较例的三维显示装置1R，第二实施方式的三维显示装置2可在保持可显示视点图像的数量的情况下，使得分辨率加倍。
对于第二实施方式，如上所述，五个子像素片段PA或PB组成每个子像素组PG3。这使得它可以提高分辨率并由此在不降低显示视点图像的数量的情况下增强图像质量。第二实施方式的其他影响与上述第一实施方式的影响相同。
[变型2-1]
在第二实施方式中，子像素组PG使用第一实施方式的显示部20（图4）中的五个子像素片段PA或PB来改变，但这不是限制性的。可选地，子像素组可使用第一实施方式的变型1-3中的显示部60（图20）的五个子像素片段PA2或PB2来形成。这种情况下的例子如图24和图25所示。
[变型2-2]
例如，第一实施方式的上述变型1-1、1-2、1-4和1-5也可应用于第二实施方式。
<3.应用例>
以下解释了根据本发明实施方式及其变型的上述三维显示装置的一些应用例。
图26示出了应用体现本发明的三维显示装置的电视机的外部结构。该电视机具有包括前置面板511和滤光镜512的图像显示屏部510。图像显示屏510由如上所述的体现本发明的三维显示装置组成。
作为本发明实施方式的三维显示装置不仅可应用于电视机，还可应用于数码相机、笔记本大小的个人计算机、便携式终端设备（例如手机）、便携式视频游戏机、摄像机，或任何其他类型的电子设备。换而言之，体现本发明的三维显示装置可应用于显示图象的所有种类的电子设备。
应理解的是，当本发明结合具体实施方式及其变型、以及电子设备应用例、参考附图来描述时，清楚的是，鉴于以上描述，许多替代、修改和变型对本领域技术人员将变得明显。
例如，尽管背光部30、显示部20（60）和屏障部10在上面被描述为以结合实施方式及其变型的顺序来排列，但这对本发明并不是限制性的。可选地，背光部30、屏障部10和显示部20（60）可以以图27A和图27B所示的顺序来排列。
图28A、图28B和图28C示出了由作为第一实施方式的三维显示装置1的上述变型进行的三维显示的典型工作。图28A示出了一行子像素片段PA如何提供显示。图28B示出了一行子像素片段PB如何提供显示。图28C示意性地示出了如何由整个子像素组PG提供显示。在这个变型中，离开背光部30的光首先进入屏障部10。在入射光束中，那些通过开/关部12的光束由显示部20调制以输出十个视点图像。
仍结合上述实施方式及其变型，开/关部12被描述为对于三维显示总是打开。但是，这对本发明并不是限制性的。作为选择，开/关部12可被划分为数个组，这些组之间基于时间共享被驱动以打开和关闭。例如，如果开/关部12被分为交替打开和关闭的两组，三维显示装置的分辨率可为两倍高。
仍结合上述第一实施方式及其变型，三维显示装置被描述为显示对于三维显示的十个视点图像。然而，这对本发明不是限制性的。可选地，可显示十一个或比10个更多或更少的视点图像。同样地，针对上述第二实施方式及其变型，三维显示装置被描述为显示5个视点图像。但是，这对本发明不是限制性的。作为选择，可显示6个或比5个更多或更少的视点图像。
同时针对上述实施方式，三维显示装置被描述为视差屏障型显示装置。然而，这对本发明不是限制性的。可选地，可设计一个柱状透镜型三维显示装置。以下将描述有关这种类型三维显示装置的更多细节。
图29A、图29B和图29C示出了三维显示装置3进行三维显示的典型工作，三维显示装置3通过将第一实施方式的三维显示装置1修改为柱状透镜型显示装置来设计。图29A示出了一行子像素片段PA如何提供显示。图29B示出了一行子像素片段PB如何提供显示。图29C示意性地示出了整个子像素组PG如何提供显示。三维显示装置3具有包括多个透镜99的一个透镜部90，这些透镜折射来自背光部30通过显示部20的光。当进行三维显示时，显示部20使布置在透镜99的相应位置的十个子像素片段PA和PB（组成子像素组PG）显示对应于十个视点图像的像素信息项P1至P10。离开显示部20的子像素片段PA和PB的光束由透镜99折射以在各个方向上输出。
每个透镜99可被成形为具有固定折射率。另外，每个透镜99可为液晶透镜或折射率或其他特性可变的液体透镜。
结合上述实施方式，使用三维显示装置作为例子来描述公开的技术，但这不是限制性的。可选地，该技术可被应用于多重显示装置。多重显示涉及显示对多个观察者显示多个图像来代替对一个观察者显示多个图像。例如，多重显示装置可通过使从显示屏左前方看到的图像与从屏幕右前方看到的图像不同来实现。
本文公开的技术可如下被配置：
（1）一种显示装置，包括：
液晶显示部，被配置为具有像素阵列，每个像素均包括多个独立驱动的片段，以及
光控部，被配置为控制来自或指向液晶显示部的光；
其中，在显示装置提供的第一显示模式中，从不同像素信息项获取的多个像素信号被分别提供给每个像素中的多个片段。
（2）根据以上段落（1）中所述的显示装置，其中，不同像素信息项对应于不同视点图像。
（3）根据以上段落（1）中所述的显示装置，其中，不同像素信息项在对应于相同视点图像或不同视点图像的不同位置中。
（4）根据以上段落（1）至（3）中任一项所述的显示装置，还包括显示驱动部，它被配置为具有多个亮度校正表，该表分别对应于每个像素中的多个片段，显示驱动部通过使用多个亮度校正表校正像素信息来驱动液晶显示部。
（5）根据以上段落（4）中所述的显示装置，其中，多个亮度校正表彼此相等，以及
显示驱动部基于对应于每个片段的像素信息生成一个像素信号。
（6）根据以上段落（4）或（5）中所述的显示装置，其中，在显示装置提供的第二显示模式中，多个亮度校正表彼此不同，且
显示驱动部基于对应于每个像素的像素信息生成一个像素信号。
（7）根据以上段落（6）中所述的显示装置，其中光控部构成被配置为让光通过或挡光的屏障部，以及
屏障部具有多个第一组液晶屏障和多个第二组液晶屏障，它们的打开状态和关闭状态可切换。
（8）根据以上段落（7）中所述的显示装置，其中，在第一显示模式中，多个第一组液晶屏障变为透光状态，并且多个第二组液晶屏障变为挡光状态，以显示多个视点图像，以及
在第二显示模式中，多个第一组液晶屏障和多个第二组液晶屏障变为透过状态以显示一个视点图像。
（9）根据以上段落（1）至（6）中任意之一所述的显示装置，其中光控部构成被配置为让光通过或挡光的屏障部，以及
屏障部具有多个固定的开口。
（10）根据以上段落（1）至（6）中任意之一所述的显示装置，其中，光控部具有折射率可切换的多个可变透镜。
（11）根据以上段落（1）至（6）中任意之一所述的显示装置，其中，光控部具有多个固定透镜。
（12）根据以上段落（1）至（11）中任意之一所述的显示装置，其中，多个片段在每个像素中垂直排列。
（13）根据以上段落（1）至（11）中任意之一所述的显示装置，其中，多个片段在每个像素中水平排列。
（14）根据以上段落（1）至（13）中任意之一所述的显示装置，其中，每个像素具有两个片段。
（15）根据以上段落（1）至（14）中任意之一所述的显示装置，其中，每个片段由液晶分子的定向方向彼此不同的多个域组成。
（16）根据以上段落（1）至（15）中任意之一所述的显示装置，还包括一个背光部，其中，液晶显示部介于背光部和光控部之间。
（17）根据以上段落（1）至（15）中任意之一所述的显示装置，还包括背光部，其中，光控部介于背光部和液晶显示部之间。
（18）一种显示方法，包括：
在第一显示模式中，向包括在每个像素中、独立驱动用于显示执行的多个片段提供从不同像素信息项获取的多个像素信号；
使得每个段基于像素信号执行显示；以及
控制来自或指向每个片段的光。
（19）一种电子设备，包括：
显示装置；以及
控制部，被配置为使用显示装置进行操作控制；
其中，显示装置包括
液晶显示部，被配置为具有像素阵列，每个像素均包括多个独立驱动的片段，以及
光控部，被配置为控制来自或指向液晶显示部的光；
在显示装置提供的第一显示模式中，从不同像素信息项获取的多个像素信号被分别提供给每个像素中的多个片段。
本发明包括于2011年9月8日向日本专利局提交的日本优先专利申请JP 2011-196400所涉及的主题，其全部内容结合于此作为参考。

Claims (20)

1.一种显示装置，包括：
液晶显示部，被配置为具有像素的阵列，每个像素均包括分别
独立驱动的多个片段，以及
光控部，被配置为控制来自或指向所述液晶显示部的光；
其中，在由所述显示装置提供的第一显示模式中，从不同像素信息项获取的多个像素信号被分别提供给每个所述像素中的所述多个片段。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述不同像素信息项对应于不同的视点图像。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述不同像素信息项在对应于相同视点图像或不同视点图像的不同位置中。
4.根据权利要求1所述的显示装置，还包括被配置为具有分别与每个所述像素中的所述多个片段相对应的多个亮度校正表的显示驱动部，所述显示驱动部通过使用所述多个亮度校正表校正所述像素信息来驱动所述液晶显示部。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述多个亮度校正表彼此相等，以及
其中，所述显示驱动部基于对应于所述多个片段中的每一个的像素信息来生成像素信号。
6.根据权利要求4所述的显示装置，其中，在由所述显示装置提供的第二显示模式中，所述多个亮度校正表彼此不同，并且
其中，所述显示驱动部基于对应于每个所述像素的像素信息来生成像素信号。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述光控部构成被配置为使光通过或阻挡光的屏障部，以及
其中，所述屏障部具有多个第一组液晶屏障和多个第二组液晶屏障，所述多个第一组液晶屏障和多个第二组液晶屏障的打开状态和关闭状态可切换。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其中，
在所述第一显示模式中，所述多个第一组液晶屏障变为透射状态，并且所述多个第二组液晶屏障变为挡光状态，以显示多个视点图像，以及
在所述第二显示模式中，所述多个第一组液晶屏障和多个第二组液晶屏障均变为透射状态以显示一个视点图像。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述光控部构成被配置为使光通过或阻挡光的屏障部，并且
所述屏障部具有多个固定开口。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述光控部具有折射率可切换的多个可变透镜。
11.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述光控部具有多个固定透镜。
12.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述多个片段在每个所述像素中垂直排列。
13.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述多个片段在每个所述像素中水平排列。
14.根据权利要求1所述的显示装置，其中，每个所述像素均具有两个片段。
15.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述多个片段中的每一个均由液晶分子的定向方向彼此不同的多个域组成。
16.根据权利要求1所述的显示装置，还包括背光部，其中，所述液晶显示部介于所述背光部和所述光控部之间。
17.根据权利要求1所述的显示装置，还包括背光部，
其中，所述光控部介于所述背光部和所述液晶显示部之间。
18.根据权利要求1所述的显示装置，所述液晶显示部具有液晶层，所述液晶层包含具有负介电常数各向异性且由定向膜配向的液晶分子。
19.一种显示方法，包括：
在第一显示模式中，向包括在每个像素中并被独立驱动以执行显示的多个片段提供从不同像素信息项获取的多个像素信号；
使每个片段基于所述像素信号执行显示；以及
控制来自或指向所述多个片段中的每一个的光。
20.一种电子设备，包括：
显示装置；以及
控制部，被配置为使用所述显示装置进行操作控制；
其中，所述显示装置包括：
液晶显示部，被配置为具有像素阵列，每个像素均包括分别被独立驱动的多个片段，以及
光控部，被配置为控制来自或指向所述液晶显示部的光；以及
在由所述显示装置提供的第一显示模式中，从不同像素信息项获取的多个像素信号被分别提供给每个所述像素中的所述多个片段。
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