CN103080821B - 液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

具备发出光的光照射部(18)；使来自光照射部(18)的光偏转的光偏转器(19)；对光偏转器(19)的光的偏转角度进行控制的控制部(17)；根据来自光偏转器(19)的光，形成图像的液晶面板(15)。光偏转器(19)由从光的射入侧朝向光的射出侧的方向排列设置的第一光偏转器(13)以及第二光偏转器(14)构成。第一光偏转器(13)的光的最大偏转角度比第二光偏转器(14)的光的最大偏转角度小，并且第一光偏转器(13)的光的最大偏转速度比第二光偏转器(14)的光的最大偏转速度快。第一光偏转器(13)，通过将多个液晶偏转元件设置成平面状的第一光偏转层(13a)以及第二光偏转层(13b)，从光的射入侧朝向光的射出侧的方向层叠来构成。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及使用了光偏转器的液晶显示装置，该光偏转器能够自由地偏转光。

背景技术

关于使射入的光偏转的光偏转器，一直在进行各种研究。例如，对于在激光打印机等使用的激光扫描器而言，光偏转器是必不可缺的器件。以往作为光偏转器使用了例如多面镜扫描仪、检流计式扫描仪以及MEMS(MicroElectroMechanicalSystem)镜等。但是，在此类多面镜扫描仪、检流计式扫描仪以及MEMS镜中，由于设有用于使部件进行动作的可动部(机械性机构)，所以容易发生故障。因此，无需设置可动部也能偏转光的光偏转器的开发被寄予期望。

对于这一需求，现已开发出如下述专利文献1中公开的光偏转器。在该光偏转器中，无需设置可动部，而是通过施加电压来调制液晶的折射率，从而使光偏转。由此，能减少故障发生，实现高信用度。

此外，在下列专利文献2中公开了利用上述的光偏转器，观看三维(threedimensions)图像的液晶显示装置。在该液晶显示装置中，射入到光偏转器的光，在规定的定时被偏转，以聚光到观看液晶面板的观看者的右眼。与该定时同步，液晶面板显示右眼用的图像。在所述规定的定时之后，射入到光偏转器的光被偏转，以聚光到观看者的左眼。与该定时同步，液晶面板显示左眼用的图像。在液晶面板显示的图像，以规定的周期(例如8.3msec∶120Hz)交替地切换为右眼用的图像和左眼用的图像，从而观看者能够将液晶面板显示的图像识别为三维图像。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1∶日本特表2002-523802号公报

专利文献2：日本特开平7-98439号公报

专利文献3：日本专利第4367775号公报

上述以往的液晶显示装置中，为了扩大在光偏转器的光的偏转角度，而使构成光偏转器的液晶的高度(即，从光的射入侧向着光的射出侧的方向上的高度)变得比较大的情况下，则导致光偏转器的光的偏转速度下降。在光偏转器的光的偏转速度下降的情况下，不能快速地切换右眼用的图像的显示和左眼用的图像的显示，从而产生液晶面板显示的图像画质下降这样的问题。

发明内容

本发明是解决所述以往的课题的发明，其目的是提供一种液晶显示装置，能够一边抑制在液晶面板显示的图像的画质的下降，一边扩大光的偏转角度。

为了达到上述目的，本发明的一个实施例涉及的液晶显示装置，具备：光照射部，发出光；光偏转器，使来自所述光照射部的光偏转；控制部，对所述光偏转器的光的偏转角度进行控制；以及液晶面板，根据来自所述光偏转器的光，形成图像，所述光偏转器由从光的射入侧朝向光的射出侧的方向排列设置的第一光偏转器以及第二光偏转器构成，所述第一光偏转器的光的最大偏转角度比所述第二光偏转器的光的最大偏转角度小，并且所述第一光偏转器的光的最大偏转速度比所述第二光偏转器的光的最大偏转速度快，所述第一光偏转器以及所述第二光偏转器，分别具有设置成平面状的多个液晶偏转元件，所述控制部，对所述多个液晶偏转元件的每一个液晶偏转元件施加电压来控制该液晶偏转元件的折射率，从而控制所述第一光偏转器以及所述第二光偏转器的光的偏转角度，所述第一光偏转器，通过将多个光偏转层，从光的射入侧朝向光的射出侧的方向层叠来构成，该光偏转层是将所述多个液晶偏转元件设置成平面状的光偏转层。

另外，这些全体或具体的实施例，可以用系统、方法、集成电路、计算机程序或计算机可读取的CD－ROM等记录介质来实现，也可以任意组合系统、方法、集成电路、计算机程序以及记录介质来实现。

本发明的液晶显示装置，能够一边抑制液晶面板显示的图像画质的下降，一边扩大光的偏转角度。

附图说明

图1A是表示本发明的实施例1涉及的液晶显示装置的截面图。

图1B是表示本发明的实施例1涉及的液晶显示装置的截面图。

图2A是扩大表示了第一光偏转器及第二光偏转器的各自的一部分的截面图。

图2B是扩大表示了第一光偏转器及第二光偏转器的各自的一部分的截面图。

图3A是用于说明在观看者的头部位置固定在规定的位置的情况下的光的偏转状态的图。

图3B是用于说明在观看者的头部位置从规定的位置移动的情况下的光的偏转状态的图。

图4A是用于说明由第一光偏转器进行的光的偏转控制的图。

图4B是用于说明由第一光偏转器进行的光的偏转控制的图。

图5是表示本发明的实施例2涉及的液晶显示装置的截面图。

图6是表示本发明的实施例3涉及的液晶显示装置的截面图。

图7A是用于说明本发明的实施例4涉及的液晶显示装置进行的光的偏转控制的图。

图7B是用于说明本发明的实施例4涉及的液晶显示装置进行的光的偏转控制的图。

图8A是用于说明本发明的实施例5涉及的液晶显示装置进行的光的偏转控制的图。

图8B是用于说明本发明的实施例5涉及的液晶显示装置进行的光的偏转控制的图。

图9是表示本发明的实施例6涉及的液晶显示装置的截面图。

图10是表示本发明的实施例7涉及的液晶显示装置的截面图。

图11A是提取并表示图10的第一光源以及第一导光板的图。

图11B是将图11A中的区域S扩大表示的图。

图12A是表示第一点灯状态下的液晶显示装置的截面图。

图12B是表示第二点灯状态下的液晶显示装置的截面图。

图13是表示本发明的实施例8涉及的液晶显示装置的截面图。

图14A是表示现有的液晶显示装置的截面图。

图14B是表示图14A的液晶偏转元件的截面图。

图14C是沿着图14B中的A-A线切断液晶偏转元件的截面图。

具体实施方式

(成为本发明的基础的见解)

本发明者关于在背景技术部分中记载的液晶显示装置，发现了会产生如下问题。

图14A是表示现有的液晶显示装置的截面图。图示的液晶显示器60具备：光偏转器601、导光板602、光源603、液晶面板604、一对立体摄影机605a、605b以及控制部606。通过在横方向上排列多个后述的液晶偏转元件601a来构成光偏转器601。光偏转器601、光源603、液晶面板604以及一对立体摄影机605a、605b分别由控制部606所控制。

图14B是表示图14A的液晶偏转元件的截面图。图14C是沿着图14B中的A－A线切断液晶偏转元件的截面图。该图表示的液晶偏转元件601a包括截面为三角形的液晶611和具有与液晶611的形状互补的形状的电介质612。电介质612被设置在液晶611的斜面侧，因此，液晶偏转元件601a在整体上其截面被构成为矩形。电介质612例如由塑料等的高分子树脂或者玻璃等构成。加之，在液晶偏转元件601a的周围，设置了3组成对的电极613a、613b、613c。3组成对的电极613a、613b、613c设置成分别夹着液晶偏转元件601a相对。

如图14B中的箭头614所示，光射入到液晶偏转元件601a。通过在3组成对的电极613a、613b、613c之间分别施加电压(包括0电压)，从而液晶611的折射率被调制，使射入到液晶611的光偏转。具体而言，液晶611的折射率NL变得比电介质612的折射率ND高的情况下，光在液晶611与电介质612的交界面以图14B中的箭头614h示出的方向折射。液晶611的折射率NL变得比电介质612的折射率ND低的情况下，光在液晶611与电介质612的交界面以图14B中的箭头614m示出的方向折射。这样被偏转的光，从液晶偏转元件601a射出。另外，液晶611的折射率NL和电介质612的折射率ND是相同值的情况下，光不在液晶611与电介质612的交界面折射，以图14B中的箭头614s示出的方向直线行进。

下面一边参考图14A一边说明液晶显示装置60的工作的结构。从光源603发出的光，射入到导光板602的一侧面，在导光板602的内部传播，根据设置在导光板602的底面的棱镜形状变更为大致垂直之后，从导光板602的上面射出。大致垂直射入到光偏转器601的光，由光偏转器601被偏转，以使在规定的定时聚光到观看者607的右眼607a。与该定时同步，液晶面板604显示右眼用的图像。在所述规定的定时之后，大致垂直射入到光偏转器601的光，由光偏转器601被偏转，以使光聚光到观看者607的左眼607b。与该定时同步，液晶面板604显示左眼用的图像。在液晶面板604显示的图像以规定的周期(例如8.3msec∶120Hz)交替地切换为右眼用图像和左眼用图像，从而观看者607将液晶面板604显示的图像识别为三维图像。

在观看者607的头部位置从规定的位置偏离的情况下，就需要使来自液晶面板604的光追随观看者607的头部动作。因此，根据由一对立体摄影机605a、605b检测出的观看者607的右眼607a以及左眼607b的位置，控制部606控制光偏转器601的光的偏转角度。

以往的液晶显示装置60，为了使来自液晶面板604的光追随观看者607的头部的动作，扩大光偏转器601的光的偏转角度成为课题。通常，为了扩大光偏转器601的光的偏转角度，就要通过使构成液晶偏转元件601a的液晶611的高度H(即从光的射入侧朝向光的射出侧的方向上的高度)变得较高，从而使液晶611的斜面的倾斜角度θ设定得比较大。

然而，随着液晶611的高度H变高，调制液晶611的折射率的速度下降，从而光偏转器601的光的偏转速度下降。为了使液晶面板604显示高画质的三维图像，需要快速地切换右眼用图像的显示和左眼用图像的显示。因此，在光偏转器601的光的偏转速度下降的情况下，不能快速地切换右眼用图像的显示和左眼用图像的显示，产生在液晶面板604显示的图像的画质下降这样的问题。

另外，在所述专利文献3中公开了通过采用透镜阵列来扩大光的偏转角度的方法。在这个方法中，光偏转器和液晶面板之间设置2层透镜阵列，从而能够扩大从光偏转器射出的光的偏转角度。然而，使用这样的方法，因为透镜阵列的象差等的影响，液晶面板显示的图像的画质有可能会下降。例如，由透镜阵列将从光偏转器射出的光的偏转角度扩大为5倍的情况下，从透镜阵列射出的光的直径，缩小为射入到透镜阵列的光的直径的5分之1。因此，由于透镜阵列的光，液晶面板被照射的面积变小，所以液晶面板有可能发生网纹干扰(moire)以及像素遗漏等。

为了解决上述课题，本发明的一个实施例涉及的液晶显示装置，具备：光照射部，发出光；光偏转器，使来自所述光照射部的光偏转；控制部，对所述光偏转器的光的偏转角度进行控制；以及液晶面板，根据来自所述光偏转器的光，形成图像，所述光偏转器由从光的射入侧朝向光的射出侧的方向排列设置的第一光偏转器以及第二光偏转器构成，所述第一光偏转器的光的最大偏转角度比所述第二光偏转器的光的最大偏转角度小，并且所述第一光偏转器的光的最大偏转速度比所述第二光偏转器的光的最大偏转速度快，所述第一光偏转器以及所述第二光偏转器，分别具有设置成平面状的多个液晶偏转元件，所述控制部，对所述多个液晶偏转元件的每一个液晶偏转元件施加电压来控制该液晶偏转元件的折射率，从而控制所述第一光偏转器以及所述第二光偏转器的光的偏转角度，所述第一光偏转器，通过将多个光偏转层，从光的射入侧朝向光的射出侧的方向层叠来构成，该光偏转层是将所述多个液晶偏转元件设置成平面状的光偏转层。

根据本方案，能够由第一光偏转器以比较快的偏转速度使光偏转，并且能够由第二光偏转器以比较大的偏转角度使光偏转。这样，能够一边抑制液晶面板显示的图像画质的下降，一边能够扩大光的偏转角度。此外，通过对多个光偏转层进行层叠来构成第一光偏转器，从而能够使第一光偏转器的光的偏转角度变得更大。

例如，本发明的一个实施例涉及的液晶显示装置，所述多个光偏转层至少包含第一光偏转层以及第二光偏转层，所述控制部，在将所述第一光偏转器的光的偏转方向控制为第一偏转方向时，对所述第一光偏转层的所述多个液晶偏转元件的每一个液晶偏转元件的折射率进行控制，以使所述第一光偏转层不偏转光，在将所述第一光偏转器的光的偏转方向控制为与所述第一偏转方向不同的第二偏转方向时，对所述第二光偏转层的所述多个液晶偏转元件的每一个液晶偏转元件的折射率进行控制，以使所述第二光偏转层不偏转光。

根据本方案，能够抑制光通过第一光偏转层时因衍射作用而扩展，从而能够抑制串扰的发生。

例如，本发明的一个实施例涉及的液晶显示装置，所述控制部具有视距测量部，对观看所述液晶面板的观看者与所述液晶面板之间的视距进行测量，所述控制部进行控制，以使由所述第一光偏转器光被偏转的范围的角度成为以下两个角度中数值大的一方的角度以上，所述两个角度是扩展角度的半角与双眼角度，所述扩展角度的半角是从所述液晶面板射出的光射入到观看者的眼睛为止的期间，因衍射作用而扩展的角度的半角，所述双眼角度是根据观看者的双眼的间隔以及由所述视距测量部测量的视距而决定的角度。

根据本方案，即使观看者和液晶面板的视距发生变化的情况下，也能抑制串扰的发生。

例如，本发明的一个实施例涉及的液晶显示装置，所述控制部，每当由所述第一光偏转器使光偏转为特定的偏转方向时，使所述多个光偏转层中的至少两个所述光偏转层的每一个光偏转层的光的偏转角度发生变化。

根据本方案，每当由第一光偏转器使光偏转为特定的偏转方向时，能够使第一光偏转器内部的光的路径发生变化。这样，作为光源使用激光光源的情况下，也能抑制散斑的发生。

例如，本发明的一个实施例涉及的液晶显示装置，所述多个液晶偏转元件的每一个液晶偏转元件包含液晶，所述第一光偏转器的多个所述液晶的每一个液晶的、从光的射入侧朝向光的射出侧的方向上的高度比所述第二光偏转器的多个所述液晶的每一个液晶的、从光的射入侧朝向光的射出侧的方向上的高度低。

根据本方案，能够使第一光偏转器的光的偏转速度比第二光偏转器的光的偏转速度快。

例如，本发明的一个实施例涉及的液晶显示装置，所述多个液晶偏转元件的每一个液晶偏转元件包含液晶，所述第一光偏转器的多个所述液晶的每一个液晶的、相对于从光的射入侧朝向光的射出侧的方向正交的方向上的宽度比所述第二光偏转器的多个所述液晶的每一个液晶的、相对于从光的射入侧朝向光的射出侧的方向正交的方向上的宽度小。

根据本方案，能够使第二光偏转器的光的偏转角度比第一光偏转器的光的偏转角度大。

例如，本发明的一个实施例涉及的液晶显示装置，所述多个液晶偏转元件的每一个液晶偏转元件包含液晶，所述第一光偏转器的多个所述液晶的每一个液晶的折射率的变化幅度比所述第二光偏转器的多个所述液晶的每一个液晶的折射率的变化幅度小。

根据本方案，能够使第一光偏转器的光的偏转速度比第二光偏转器的光的偏转速度快。

例如，本发明的一个实施例涉及的液晶显示装置，还具备头部位置检测部，检测观看所述液晶面板的观看者的头部位置，所述控制部，根据由所述头部位置检测部检测出的观看者的头部位置，控制所述第二光偏转器的光的偏转角度。

根据本方案，根据观看者的头部位置来控制在第二光偏转器的光的偏转角度，从而能够使来自液晶面板的光追随观看者的头部的动作。

例如，本发明的一个实施例涉及的液晶显示装置，还具备双眼位置检测部，检测观看所述液晶面板的观看者的双眼的位置，所述控制部，根据由所述双眼位置检测部检测出的观看者的双眼的位置，控制所述第一光偏转器的光的偏转角度。

根据本方案，根据观看者的双眼的位置来控制在第一光偏转器的光的偏转角度，从而能够使来自液晶面板的光聚光到观看者的双眼。

另外，这些全体或具体的实施例，可以用系统、方法、集成电路、计算机程序或计算机可读取的CD－ROM等记录介质来实现，也可以任意组合系统、方法、集成电路、计算机程序以及记录介质来实现。

(实施例)

下面，参考附图来说明本发明的一个实施例涉及的液晶显示装置。另外，下面说明的实施例都是示出本发明优选的一个具体例子。以下的实施例中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形式、步骤、步骤的顺序等，都是本发明的一个例子，主旨不是限制本发明。并且，以下的实施例的构成要素中，示出最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，可以说明是构成更好的形式的任意的构成要素。

(实施例1)

图1A、图1B是表示本发明的实施例1涉及的液晶显示装置1的截面图。图示的液晶显示装置1具备光源11、导光板12、第一光偏转器13、第二光偏转器14、液晶面板15、一对立体摄影机16a、16b(构成头部位置检测部以及双眼位置检测部)以及控制部17。本实施例的液晶显示装置1，例如是不配戴专用眼镜，用裸眼就能观看三维图像的平板型的三维显示器。

光源11例如由多个发光二极管(LightEmittingDiode)构成，该多个发光二极管在与图1A的纸面垂直的方向上排列设置。光源11向着导光板12的一侧面12a照射光。

导光板12的下面形成有棱镜形状的凹凸12b。在导光板12的上面形成有主面12c，该主面12c针对导光板12的一侧面12a以大致垂直的方向延伸。另外，光源11以及导光板12构成光照射部18。

第一光偏转器13以及第二光偏转器14在从光的射入侧朝向光的射出侧的方向(即图1A的上下方向)上排列设置。另外，光的射入侧是图1A的下侧，光的射出侧是图1A的上侧。第一光偏转器13被设置为与导光板12的主面12c相对。第二光偏转器14被设置为与第一光偏转器13的光的射出侧相对。另外，第一光偏转器13以及第二光偏转器14构成光偏转器19。第一光偏转器13以及第二光偏转器14的各自的构成，在后边叙述。

液晶面板15被设置为与第二光偏转器14的光的射出侧相对。液晶面板15的显示区域中，多个像素被设置为矩阵状。

一对立体摄影机16a、16b分别拍摄观看液晶面板15的观看者50的右眼51a和左眼51b。这样，一对立体摄影机16a、16b检测观看者50的头部位置、以及观看者50的右眼51a和左眼51b的每一个的位置。

控制部17根据一对立体摄影机16a、16b分别发送来的图像信号，控制第一光偏转器13以及第二光偏转器14的每一个的光的偏转角度。加之，控制部17控制液晶面板15显示的图像，并且控制光源11的点灯状态。

下面，说明第一光偏转器13以及第二光偏转器14的每一个的构成。图2A以及图2B分别是扩大表示了第一光偏转器13以及第二光偏转器14的每一个的一部分的截面图。

如图2A所示，第一光偏转器13的构成为，将第一光偏转层13a和第二光偏转层13b，在从光的射入侧朝向光的射出侧的方向层叠。即，第一光偏转层13a被设置在导光板12侧，第二光偏转层13b被设置在第二光偏转器14侧。

第一光偏转层13a通过将多个液晶偏转元件131a设置为平面状来构成。多个液晶偏转元件131a的每一个包括截面为三角形的液晶132a和具有与液晶132a的形状互补的形状的电介质133a。电介质133a例如由塑料等的高分子树脂或者玻璃等构成。电介质133a被设置在液晶132a的斜面侧。这样，多个液晶偏转元件131a的每一个，在整体上其截面被构成为矩形。

在多个液晶偏转元件131a的每一个液晶偏转元件的周围，被设置有用于对液晶132a施加电压的成对的电极(未图示)。成对的电极夹着多个液晶偏转元件131a的每一个相对地设置。通过由控制部17控制在成对的电极之间施加的电压，从而液晶132a的折射率NL被调制成规定的调制宽度。例如，在成对的电极之间施加第一电压时，液晶132a的折射率NL变得比电介质133a的折射率ND高。在成对的电极之间施加与所述第一电压不同的第二电压时，液晶132a的折射率NL变得比电介质133a的折射率ND低。在成对的电极之间施加与所述第一电压以及所述第二电压不同的第三电压的状态下，液晶132a的折射率NL成为与电介质133a的折射率ND相同的值。这样，光偏转元件131a的内部的折射率分布被调制。另外，第一电压，第二电压及第三电压分别是某个大小的电压，不过也包含零电压。

在成对的电极之间施加所述第三电压的情况下，液晶132a的折射率NL成为与电介质133a的折射率ND相同的值。这样，如图2A中的箭头101所示射入到液晶132a的光，不在液晶132a和电介质133a的交界面折射，如图2A中的箭头101s所示直线行进。在成对的电极之间施加了所述第一电压的情况下，液晶132a的折射率NL变得比电介质133a的折射率ND高，所以光如图2A中的箭头101h所示，在液晶132a和电介质133a的交界面被折射。此外，在成对的电极之间施加了所述第二电压的情况下，液晶132a的折射率NL变得比电介质133a的折射率ND低，所以光如图2A中的箭头101m所示，在液晶132a和电介质133a的交界面被折射。

第二光偏转层13b与第一光偏转层13a相同，被构成为将多个液晶偏转元件131b设置成平面状。多个液晶偏转元件131b的每一个液晶偏转元件与第一光偏转层13a的液晶偏转元件131a相同，具有液晶132b和电介质133b。在多个液晶偏转元件131b的每一个液晶偏转元件的周围，设有用于对液晶132b施加电压的成对的电极(未图示)。控制部17通过控制在成对的电极之间施加的电压，与上述相同，液晶偏转元件131b的内部的折射率分布被调制。另外，在本实施例中，第二光偏转层13b的液晶132b的斜面的倾斜方向，与第一光偏转层13a的液晶132a的斜面的倾斜方向是相反方向，不过也可以是同一方向。

在第一光偏转器13，射入的光在第一光偏转器13的表面内的各部位以规定的方向(图1A以及图2A的左右方向)二维地偏转，所以能够使从第一光偏转器13射出的光聚光到三维空间内的规定的聚光点。

第二光偏转器14与第一光偏转器13相同，被构成为将多个液晶偏转元件141设置成平面状。多个液晶偏转元件141的每一个液晶偏转元件与第一光偏转层13a的液晶偏转元件131a相同，具有液晶142和电介质143。在多个液晶偏转元件141的每一个液晶偏转元件的周围，设有用于对液晶142施加电压的成对的电极(未图示)。控制部17通过控制在成对的电极之间施加的电压，与上述相同，液晶偏转元件141的内部的折射率分布被调制。

在该第二光偏转器14，射入的光在第二光偏转器14的表面内的各部位以上述规定的方向二维地偏转，所以能够使从第二光偏转器14射出的光聚光到三维空间内的规定的聚光点。

本实施例中，第一光偏转器13的液晶132a、132b的各自的高度H1(即从光的射入侧朝向光的射出侧的方向上的高度)被设计为比第二光偏转器14的液晶142的高度H2低。如上述一样，液晶的高度越低，就能越快速地调制液晶的折射率。因此，第一光偏转器13的光的最大偏转速度，比第二光偏转器14的光的最大偏转速度快。另外，所谓偏转速度是光的偏转角度的每单位时间的变化的比例。

加之，第二光偏转器14的液晶142的斜面的倾斜角度θ2，被设计为比第一光偏转器13的液晶132a、132b各自的斜面的倾斜角度θ1大。与上述一样，液晶斜面的倾斜角度越大，光的偏转角度就越大。因此，第二光偏转器14的光的最大偏转角度，比第一光偏转器13的光的最大偏转角度大。另外，偏转角度是指相对于铅垂方向(即从光的射入侧朝向光的射出侧的方向)的光的行进方向的角度。例如，向铅垂方向行进的光的偏转角度是0°。

另外，第一光偏转器13的液晶132a、132b的各自的宽度W1(即，相对于从光的射入侧朝向光的射出侧的方向正交的方向上的宽度)，被设计为比第二光偏转器14的液晶142的宽度W2小。

在本实施例中，通过使用第一光偏转器13以及第二光偏转器14的双方，能够在所述规定的方向上，使光二维地偏转。利用图3A以及图3B来说明这些第一光偏转器13以及第二光偏转器14的各自的作用。

图3A是用于说明在观看者50的头部位置固定在规定的位置的情况下的光的偏转状态的图。图3B是用于说明在观看者50的头部位置从规定的位置移动的情况下的光的偏转状态的图。如图3A所示，观看者50的头部位置固定在所述规定的位置上的情况下，将来自液晶面板15上的像素(图3A的例子中是设置在液晶面板15的中心的像素)的光朝向观看者50的右眼51a以及左眼51b偏转的时候，光被偏转的范围的角度是θc。即，来自液晶面板15的光，以偏转中心C0为中心，在角度θc的范围内被偏转。另一方面，如图3B所示，观看者50的头部位置从所述规定的位置移动的情况下，将来自液晶面板15上的像素的光朝向观看者50的右眼51a以及左眼51b偏转的时候，光被偏转的范围的角度是θd。即，观看者50在图3B移动到左侧的时候，来自液晶面板15的光，以偏转中心C1为中心被偏转，观看者50在图3B移动到右侧的时候，来自液晶面板15的光，以偏转中心C2为中心被偏转。

比较观看者50的右眼51a与左眼51b的间隔D1(以下称为“两眼间距D1”)和观看者50的头部可动的范围D2(以下称为“可移动范围D2”)的情况下，可移动范围D2比两眼间距D1大。因此，观看者50的头部位置从所述规定的位置移动的时候，光偏转器19需要以比较大的角度θd的范围使光偏转。例如，将观看者50的两眼间距D1设为60mm，将观看者50与液晶面板15的视距D3设为300mm的情况下，角度θc的值是16°。加之，例如，将可移动范围D2设为166mm的情况下，角度θd的值是31°。即，在设想观看者50的头部位置从所述规定的位置移动的情况下，对光偏转器19要求的偏转角度，比在设想观看者50的头部位置固定在所述规定的位置上的情况下，对光偏转器19要求的偏转角度大。

此外，使来自液晶面板15的光朝向观看者50的右眼51a以及左眼51b偏转所需要的偏转速度与使来自液晶面板15的光追随观看者50的头部动作所需要的偏转速度是大不相同的。如上所述，为了使液晶面板15显示高画质的三维图像，就需要将液晶面板15显示的图像比较快速地(例如，帧速率120Hz)切换成右眼用的图像和左眼用的图像。因此，使来自液晶面板15的光朝向观看者50的右眼51a以及左眼51b偏转所需要的偏转速度，必须是较快的速度。另一方面，使来自液晶面板15的光追随观看者50的头部的动作所需要的光的偏转速度，可以是较慢的速度。

从而，在本实施例中第一光偏转器13，为了使光朝向观看者50的右眼51a以及左眼51b偏转，以比较小的偏转角度，且比较快的偏转速度来偏转光。另一方面，第二光偏转器14为了使光追随观看者50的头部的动作，以比较大的偏转角度，且比较慢的偏转速度来偏转光。

在这里，说明第一光偏转器13以及第二光偏转器14的光的偏转控制。如图2A所示，观看者50的头部位置固定在所述规定的位置的情况下，射入到第一光偏转器13的光，由第一光偏转器13以偏转中心C0为中心在角度θa的范围被偏转。由第一光偏转器13被偏转的光，例如不会由第二光偏转器14偏转，而向观看者50的右眼51a以及左眼51b交替地偏转。

如图2B所示，观看者50的头部位置从所述规定的位置移动的情况下，射入到第一光偏转器13的光，由第一光偏转器13以偏转中心C0为中心在角度θa的范围被偏转。之后，由第一光偏转器13被偏转的光，由第二光偏转器14以偏转中心C1为中心在角度θb的范围进一步被偏转。此时，偏转中心C1按照观看者50的头部位置进行变动。这样，由第一光偏转器13以及第二光偏转器14被偏转的光，向观看者50的右眼51a以及左眼51b交替地偏转。

加之，在本实施例中，每当在第一光偏转器13使光的偏转方向切换时，被控制为在第一光偏转层13a和第二光偏转层13b的任一方中光不被偏转。另外，偏转方向是指被偏转的光的行进方向。图4A以及图4B分别是用于说明由第一光偏转器13进行的光的偏转控制的图。

如图4A所示，在第一光偏转器13的光的偏转方向控制为第一偏转方向时，控制部17对第一光偏转层13a的多个液晶偏转元件131a的每一个液晶偏转元件的折射率进行控制，使光不在第一光偏转层13a偏转。此时，控制部17调制液晶132a的折射率NL1，以使第一光偏转层13a的液晶132a的折射率NL1与电介质133a的折射率ND1相等(例如，NL1＝ND1＝1.61)。加之，控制部17调制液晶132b的折射率NL2，以使第二光偏转层13b的液晶132b的折射率NL2与电介质133b的折射率ND2不同(例如，NL2＝1.51，ND2＝1.61)。

如图4B所示，在第一光偏转器13的光的偏转方向控制为与所述第一偏转方向不同的第二偏转方向时，控制部17对第二光偏转层13b的多个液晶偏转元件131b的每一个液晶偏转元件的折射率进行控制，使光不在第二光偏转层13b偏转。此时，控制部17调制液晶132b的折射率NL2，以使第二光偏转层13b的液晶132b的折射率NL2与电介质133b的折射率ND2相等(例如，NL2＝ND2＝1.61)。加之，控制部17调制液晶132a的折射率NL1，以使第一光偏转层13a的液晶132a的折射率NL1与电介质133a的折射率ND1不同(例如，NL1＝1.51，ND1＝1.61)。

通过进行这样的光的偏转控制，能够得到下述效果。例如，设第一光偏转器13的液晶132a的宽度为W、光的波长为λ时，从第一光偏转器13射出的光，因衍射作用展开半角λ/W(单位∶弧度)。使液晶面板15显示三维图像的时候，将右眼用的图像和左眼用的图像分别交替地射入到观看者50的右眼51a以及左眼51b。这时，若光扩展地很大时，右眼用的图像射入到观看者50的左眼51b，并且左眼用的图像也射入到观看者50的右眼51a，发生所谓串扰。

在本实施例中，例如第一光偏转器13的光的偏转方向控制为第一偏转方向时，第二光偏转层13b的液晶132b，对于光起到开口的作用。因此，通过了第二光偏转层13b的光，因为衍射作用而扩展。然而，第一光偏转层13a，因为液晶132a的折射率NL1与电介质133a的折射率ND1相等，所以第一光偏转层13a对光起到具有均一折射率的平板的作用。因此，通过了第一光偏转层13a的光，不会因衍射作用而扩展。

同样，例如第一光偏转器13的光的偏转方向控制为第二偏转方向时，第一光偏转层13a的液晶132a，对于光起到开口的作用。因此，通过了第一光偏转层13a的光，因为衍射作用而扩展。然而，第二光偏转层13b，因为液晶132b的折射率NL2与电介质133b的折射率ND2相等，所以第二光偏转层13b对光起到具有均一折射率的平板的作用。因此，通过了第二光偏转层13b的光，不会因衍射作用而扩展。

如上所述，在本实施例中，每当在第一光偏转器13使光的偏转方向切换时，被控制为在第一光偏转层13a和第二光偏转层13b的任一方中光不被偏转，从而能够控制光因为衍射作用而扩展，能够抑制串扰的发生。另外，第一光偏转层13a以及第二光偏转层13b的每一个光偏转层都能使光偏转。在这个情况下，能够设为第一光偏转器13的光的偏转角度更大。

下面，一边参考图1A以及图1B，一边说明本实施例的液晶显示装置1的工作的结构。图1A示出观看者50的头部位置固定在规定的位置的状态，图1B示出观看者50的头部位置从所述规定的位置移动的状态。

一对立体摄影机16a、16b分别拍摄观看液晶面板15的观看者50的右眼51a以及左眼51b。控制部17根据由一对立体摄影机16a、16b分别拍摄的图像的差，检测观看者50的头部位置、观看者50的右眼51a以及左眼51b的每一个的位置。控制部17，根据该检测结果来控制对构成第一光偏转器13的多个液晶132a、132b的每一个液晶施加的电压，从而调制多个液晶132a、132b的每一个液晶的折射率。加之，控制部17，根据该检测结果来控制对构成第二光偏转器14的多个液晶142的每一个液晶施加的电压，从而调制多个液晶142的每一个液晶的折射率。

从光源11发出的光，射入到导光板12的一侧面12a，在导光板12的内部传播，根据形成在导光板12的下面的凹凸12b弯曲成大致垂直之后，从导光板12的主面12c射出。从导光板12的主面12c射出的光，分别通过第一光偏转器13以及第二光偏转器14之后，射入到液晶面板15。从液晶面板15射出的光，交替地聚光到观看者50的右眼51a以及左眼51b。另外，从第二光偏转器14射出的光照射到液晶面板15，从而在液晶面板15形成图像(即，右眼用的图像以及左眼用的图像)。

光源111在从开始点灯到经过规定的时间为止的期间，控制部17调制构成第一光偏转器13的多个液晶132a、133a的每一个液晶的折射率，并且调制构成第二光偏转器14的多个液晶142的每一个液晶的折射率。这样，从导光板12的主面12c射出的光，由第一光偏转器13以及第二光偏转器14，朝向观看者50的右眼51a被偏转。从第二光偏转器14射出的光，如图1A以及图1B中的实线的箭头所示，通过液晶面板15之后聚光到观看者50的右眼51a。控制部17，在光朝向观看者50的右眼51a被偏转的定时，使液晶面板15显示右眼用的图像。

在所述规定的时间经过之后，控制部17调制构成第一光偏转器13的多个液晶132a、133a的每一个液晶的折射率，并且调制构成第二光偏转器14的多个液晶142的每一个液晶的折射率。这样，从导光板12的主面12c射出的光，由第一光偏转器13以及第二光偏转器14朝向观看者50的左眼51b被偏转。从第二光偏转器14射出的光，如图1A以及图1B中的虚线的箭头所示，通过液晶面板15之后聚光到观看者50的左眼51b。控制部17，在光朝向观看者50的左眼51b被偏转的定时，使液晶面板15显示与所述右眼用的图像不同的左眼用的图像。

如上所述，控制部17，以时序列切换第一光偏转器13以及第二光偏转器14的光的偏转方向。这样，从液晶面板15射出的光，以时序列交替地聚光到观看者50的右眼51a以及左眼51b。右眼用的图像以及左眼用的图像分别交替地射入到观看者50的右眼51a以及左眼51b，从而观看者50能够将液晶面板15显示的图像识别为三维图像。

在本实施例中，第一光偏转器13的光的偏转角度比较小，所以即使在构成第一光偏转器13的多个液晶132a、132b的每一个液晶的高度H1变低的情况下，也能够将多个液晶132a、132b的每一个液晶的宽度W1变大。通常，液晶的宽度越小，则因衍射作用的光的扩展就越大，不过，在本实施例中，能够减少缩小多个液晶132a、132b的每一个液晶的宽度的程度，所以能够抑制光因衍射作用而扩展，抑制串扰的发生。

此外，在第二光偏转器14的光的偏转速度比较小，所以即使在构成第二光偏转器14的液晶142的每一个液晶的斜面的倾斜角度θ2变大的情况下，也能够将多个液晶142的每一个液晶的高度H2以及宽度W2变大。这样，与上述同样，能够抑制光因衍射作用而扩展，抑制串扰的发生。

另外，在本实施例中，在导光板12的下面设置了棱镜形状的凹凸12b，不过，不被这个所限定，可以采用具有相同的功能的其他结构。此外，在本实施例中，将光照射部18由光源11以及导光板12来构成，不过，不被这个所限定，代替导光板12，可以采用具有与导光板12相同的功能的其外部件。

在本实施例中，为了使第二光偏转器14的光的偏转角度变得比第一光偏转器13的光的偏转角度大，从而使第二光偏转器14的液晶142的高度H2变得比第一光偏转器13的液晶132a、132b的每一个液晶的高度H1高，不过，不被这个所限定，可以采用其他的构成。例如，使第二光偏转器14的液晶142的折射率的变化幅度比第一光偏转器13的液晶132a、132b的每一个液晶的折射率的变化幅度大。这样，能够起到使第二光偏转器14薄型化的作用。

在本实施例中，将第一光偏转器13设置在导光板12侧，将第二光偏转器14设置在液晶面板15侧，不过，与此相反，将第一光偏转器13设置在液晶面板15侧，将第二光偏转器14设置在导光板12侧。

在本实施例中，第一光偏转器13由层叠的2个光偏转层，即第一光偏转层13a以及第二光偏转层13b构成，不过，也可以由层叠的3个以上的光偏转层构成。在这个情况下，与上述同样，每当由第一光偏转器13光的偏转方向被切换时，能够进行控制使多个光偏转层中的至少1个光偏转层中光不被偏转。

在本实施例中，主要说明了液晶显示装置1作为三维显示器发挥作用的情况。在液晶面板15显示的右眼用的图像和左眼用的图像是相同的图像的情况下，观看者50作为二维图像来识别图像，不过，观看者50以外的人不能观看液晶面板15显示的图像。因此，这个情况下，液晶显示装置1作为保密性显示器而发挥作用。

(实施例2)

图5是表示本发明的实施例2涉及的液晶显示装置1A的截面图。另外，在以下的各个实施例中，与所述实施例1的构成要素相同的构成要素附上相同的编号，省略其说明。

图示的液晶显示装置1A，除了所述实施例1的液晶显示装置1的构成要素之外还具备偏振反射膜21、1/4波片22以及反射片23。

偏振反射膜21，设置在第一光偏转器13与第二光偏转器14之间。偏振反射膜21是具有如下特性的膜，使第一偏振方向(例如相对于图5的纸面是垂直方向)上的光反射，并且，使相对于所述第一偏振方向正交的第二偏振方向上的(例如，图5的纸面内方向)光透过。

反射片23设置在导光板12的下侧。该反射片23，具有对射入的光进行镜面反射的功能。

1/4波片22设置在导光板12与反射片23之间。1/4波片22是具有将特定波长的直线偏振变换为旋转偏振(或将旋转偏振变换为直线偏振)的功能的相位差片，该1/4波片122还具有在互相垂直的方向上振动的直线偏振之间产生波长λ的1/4相位差(即，90°的相位差)的功能。

下面，说明本实施例的液晶显示装置1A的工作的结构。另外，从光源11发出的光被偏转为第一偏振方向。从光源11发出的光，射入到导光板12的一侧面12a，在导光板12的内部传播，根据形成在导光板12的下面的凹凸12b弯曲成大致垂直之后，从导光板12的主面12c射出。从导光板12的主面12c射出的光，由第一光偏转器13被偏转之后，射入到偏振反射膜21。射入到偏振反射膜21的光，被偏振为第一偏振方向，所以在偏振反射膜21被反射。在偏振反射膜21被反射的光，由第一光偏转器13再次被偏转之后，通过导光板12射入到1/4波片22。该光透过1/4波片22，从而从直线偏振变换为旋转偏振，在反射片23被镜面反射之后再次透过1/4波片22，从而从旋转偏振变换为直线偏振。从1/4波片22射出的光，以被偏振为第二偏振方向的状态下，通过导光板12之后，由第一光偏转器13再次被偏转。从第一光偏转器13射出的光，被偏振为第二偏振方向，所以透过偏振反射膜21。从偏振反射膜21射出的光，由第二光偏转器14被偏转之后，射入到液晶面板15。

如上所述，在本实施例的液晶显示装置1A，射入到第一光偏转器13的光3次通过第一光偏转器13之后，从第一光偏转器13射出。因为光每次通过第一光偏转器13就被偏转，所以与光只通过1次第一光偏转器13的情况相比，能够将第一光偏转器13的光的偏转角度扩大为3倍。这样，能够将第一光偏转器13的光的最大偏转角度控制为很小，将第一光偏转器13的液晶的高度控制为很低，从而能够进行更快速的偏转。

另外，在第一光偏转器13具有只对第一偏振方向的光进行偏转的偏振特性的情况下，第一偏振方向的光2次通过第一光偏转器13。这样，第一偏振方向的光只通过1次第一光偏转器13的情况相比，能够将第一光偏转器13的光的偏转角度扩大为2倍。

加之，在液晶面板15具有只透过特定的偏振方向的光这样的偏振特性的情况下，偏振反射膜21具有对相对于所述特定的偏振方向正交的偏振方向上的光进行反射这样的偏振特性的时候，从偏振反射膜21射出的光能够透过液晶面板15。此外，偏振反射膜21具有对所述特定的偏振方向的光进行反射这样的偏振特性的时候，在偏振反射膜21与液晶面板15之间设置1/2波片，从而从偏振反射膜21射出的光能够透过液晶面板15。另外，1/2波片是具备将具有特定的振动方向的直线偏振变换为具有相对于该直线偏振的振动方向正交的振动方向的直线偏振的功能的相位差片，该1/2波片还具有在互相垂直的方向上振动的直线偏振之间产生波长λ的1/2的相位差(即，180°的相位差)的功能。

(实施例3)

图6是表示本发明的实施例3涉及的液晶显示装置1B的截面图。在本实施例的液晶显示装置1B中，偏振反射膜21设置在第二光偏转器14与液晶面板15之间。液晶显示装置1B的其外的构成与所述实施例2同样。

在本实施例中，从导光板12的主面12c射出的光，分别3次通过第一光偏转器13以及第二光偏转器14。这样，与光只通过1次第一光偏转器13的情况相比，能够将第一光偏转器13的光的偏转角度扩大为3倍。加之，与光只通过1次第二光偏转器14的情况相比，能够将第二光偏转器14的光的偏转角度扩大为3倍。这样，能够将第二光偏转器14的液晶的高度控制为很低，能够提高第二光偏转器14的光的偏转速度。

另外，在本实施例中，第一光偏转器13以及第二光偏转器14设置在导光板12的主面12c侧，不过，也可以将第一光偏转器13以及第二光偏转器14设置在导光板12的下面。

此外，在本实施例中，将导光板12设置成导光板12的主面12c与第一光偏转器13相对，不过，通过使导光板12的上下的朝向相反，从而将导光板12设置成导光板12的主面12c与1/4波片22相对。这个情况下，从光源11发出的光，被偏振为第二偏振方向。

(实施例4)

图7A以及图7B是分别说明本发明的实施例4涉及的液晶显示装置1C进行的光的偏转控制的图。本实施例的液晶显示装置1C的构成与所述实施例1的液晶显示装置1的构成相同。

如上所述，来自液晶面板15的光扩展地很大，从而右眼用的图像射入到观看者50的左眼51b，并且左眼用的图像也射入到观看者50的右眼51a，发生所谓串扰。首先，关于这个串扰的问题进行说明。图7A示出没有发生串扰的状态，图7B示出发生串扰的状态。来自液晶面板15的光没有扩展的情况下，来自液晶面板15的光被偏转的范围的角度是图7A的角度β时，能够对观看者50的右眼51a以及左眼51b分别射入右眼用的图像以及左眼用的图像。在这里，将观看者50的右眼51a以及左眼51b的间隔设为UW，将观看者50与液晶面板15的视距设为UD时，双眼角度β用以下算式1示出的计算式来算出。

β＝2×arctan(UW/(2×UD))(算式1)

如上算式1所示，双眼角度β是由观看者50的右眼51a以及左眼51b的间隔UD、和视距UW所决定的角度。这样，控制光偏转器19，以使来自液晶面板15的光在角度β的范围内被偏转，从而能够将右眼用的图像以及左眼用的图像分别射入到观看者50的右眼51a以及左眼51b。

然而，实际上，来自液晶面板15的光会如图7A以及图7B的斜线部所示地扩展。在这里，将从液晶面板15射出的光的宽度设为LD、光的波长设为λ的情况下，在从液晶面板15射出的光射入到观看者50的眼睛为止的期间，由衍射作用而扩展的扩展角度α，利用以下算式2示出的计算式来算出。

α＝2×(λ/LD)(算式2)

图7A示出扩展角度α为双眼角度β的2倍以下(即，扩展角度α的半角为双眼角度β以下)的情况。在这个情况下，如图7A所示，朝向观看者50的左眼51b的光有扩展，但是光不会射入到观看者50的右眼51a，所以不会发生串扰。然而，如图7B所示，在观看者50与液晶面板15的视距UD变长的情况下，根据如上算式1的理解，双眼角度β的值会变小。因此，如图7B所示，扩展角度α成为双眼角度β的2倍以上(即扩展角度α的半角为双眼角度β以上)，朝向观看者50的左眼51b的光的一部分也射入到为观看者50的右眼51a，导致串扰的发生。

在本实施例中，为了防止这样的串扰的发生，控制部17C如下地控制光偏转器19。控制部17C具有视距测量部17a。该视距测量部17a，根据一对立体摄影机16a、16b的每一个的检测结果，测量观看者50与液晶面板15的视距UD。控制部17C根据由观看者50的右眼51a以及左眼51b的间隔UW、和由视距测量部17a所测量的视距UD，利用上述算式1示出的计算式，算出双眼角度β。此外，控制部17C，利用上述算式2示出的计算式算出扩展角度α。另外，计算扩展角度α的时候，使用在液晶显示装置1C使用的光源11中，波长最长的光(例如，红色的光)的波长λ。

在扩展角度α比双眼角度β的2倍大(即，扩展角度α的半角比双眼角度β大)的情况下，控制部17C进行控制，以使根据第一光偏转器13光被偏转的范围的角度成为扩展角度α以上。此外，扩展角度α比双眼角度β的2倍小(即，扩展角度α的半角比双眼角度β小)的情况下，控制部17C进行控制，以使根据第一光偏转器13光被偏转的范围的角度成为双眼角度β以上。通过进行这样的偏转控制，即使观看者50与液晶面板15的视距UD发生变化的情况下，也能抑制串扰的发生。

另外，在本实施例中，作为液晶显示装置1C的构成，采用了所述实施例1的液晶显示装置1的构成，不过，可以不限于此，也可以采用所述实施例2的液晶显示装置1A的构成。

(实施例5)

图8A以及图8B是分别用于说明本发明的实施例5涉及的液晶显示装置1D进行的光的偏转控制的图。本实施例的液晶显示装置1D的构成与所述实施例1的液晶显示装置1的构成相同。

通常，作为光源11使用激光光源的情况下，因为散班(speckle)的发生，在液晶面板15显示的图像画质有可能降低。为了应对这个问题，在本实施例中，控制部17D在每当由第一光偏转器13使光偏转为特定的偏转方向时，使第一光偏转层13a以及第二光偏转层13b的每一个光偏转层的光的偏转角度发生变化。

控制部17D将第一光偏转器13的光的偏转角度控制为θorg的情况下，第一光偏转层13a的光的偏转角度θfirst以及第二光偏转层13b的光的偏转角度θsecond分别利用下述算式3以及算式4示出的公式来算出。

θfirst＝θorg+d(算式3)

θsecond＝θorg－d(算式4)

在上述算式3以及上述算式4中，d是根据控制部17D所决定的值。控制部17D，每当由第一光偏转器13使光偏转为偏转角度θorg时，使该值d变化。这样，即使在第一光偏转器13整体的光的偏转角度θorg是同样的情况下，因为第一光偏转层13a和第二光偏转层13b的每一个的光的偏转角度θfirst、θsecond不同，所以能够变更在第一光偏转器13的光的路程。

图8A示出由控制部17C被决定的值d比较小的情况。射入到第一光偏转器13的光，由第一光偏转层13a以及第二光偏转层13b被偏转，从第一光偏转器13射出。

图8B示出由控制部17C决定的值d比较大的情况。图8B示出的第一光偏转层13a的光的偏转角度θ'，比图8A示出的第一光偏转层13a的光的偏转角度θ大。另一方面，图8B示出的第二光偏转层13b的光的偏转角度比图8A示出的第二光偏转层13b的光的偏转角度小。因此，图8B示出的第一光偏转器13的光的偏转角度θorg与图8A示出的第一光偏转器13的光的偏转角度θorg相等。另外，在图8B，以虚线箭头来表示图8A示出的光的路径。

从而，在本实施例中，一边将第一光偏转器13整体的光的偏转角度保持为一定值，一边使第一光偏转器13内部的光的路径变化。这样，即使在作为光源11使用激光光源的情况下，也能抑制散斑的发生。

另外，在本实施例中，将第一光偏转器13由2个光偏转层来构成，即第一光偏转层13a以及第二光偏转层13b来构成，不过，也可以用3个以上的光偏转层来构成。在这个情况下，控制部17D在每当由第一光偏转器13使光偏转为特定的偏转方向时，使多个光偏转层中的至少二个光偏转层的每一个光偏转层的光的偏转角度发生变化就可以。

(实施例6)

图9是表示本发明的实施例6涉及的液晶显示装置1E的截面图。在本实施例中，从所述实施例2的液晶显示装置1A的构成要素中省略了第二光偏转器14。在本实施例中，第一光偏转器13由从光的射入侧朝向光的射出侧的方向层叠第一光偏转层13a以及第二光偏转层13b来构成。与上述实施例1相同，每当由第一光偏转器13光的偏转方向被切换时，被控制为在第一光偏转层13a和第二光偏转层13b的任一方中光不被偏转，从而能够抑制串扰的发生。

(实施例7)

图10是表示本发明的实施例7涉及的液晶显示装置1F的截面图。本实施例的液晶显示装置1F具备：第一光源41、第一导光板42、第二光源43、第二导光板44、光偏转器31、液晶面板15、偏振反射膜21、1/4波片22、反射片23、一对立体摄影机16a、16b以及控制部17F。

光偏转器31被设置在第二导光板44与偏振反射膜21之间。光偏转器31与例如上述实施例1的第一光偏转器13相同，被构成为将多个液晶偏转元件设置成平面状。多个液晶偏转元件的每一个液晶偏转元件与上述实施例1的第一光偏转层13a的液晶偏转元件131a相同，具有液晶和电介质。在多个液晶偏转元件的每一个液晶偏转元件的周围，被设有用于对液晶施加电压的成对的电极(未图示)。控制部17通过控制在成对的电极之间施加的电压，与上述相同，液晶偏转元件的内部的折射率分布被调制。

在该光偏转器31，射入的光在光偏转器31的表面内的各部位以规定的方向(图10的左右方向)二维地偏转，所以能够使从光偏转器31射出的光聚光到三维空间内的规定的聚光点。

第一光源41例如由在与图10的纸面垂直的方向上排列设置的多个发光二极管构成。第一光源41朝向第一导光板12的一侧面42a照射光。第二光源43的构成与第一光源41相同，朝向第二导光板44的一侧面44a照射光。

第一导光板42的上面形成有棱镜形状的凹凸42b。在第一导光板42的下面形成有主面42c，该主面42c针对第一导光板42的一侧面42a以大致垂直的方向延伸。第二导光板44的下面形成有棱镜形状的凹凸44b。在第二导光板44的上面形成有主面44c，该主面44c针对第二导光板44的一侧面44a以大致垂直的方向延伸。

第一导光板42以及第二导光板44，被设置成这些的凹凸42b以及凹凸44b相互相对。第一导光板42被设置在反射片23侧，第二导光板44被设置在液晶面板15侧。

在这里，说明第一导光板42的凹凸42b的形状。另外，第一导光板42以及第二导光板44是相同的形状，所以只对第一导光板42的凹凸42b的形状进行说明。图11A是提取并表示图10的第一光源41以及第一导光板42的图。图11B是将图11A中的区域S扩大表示的图。

如图11A所示，第一导光板42的凹凸42b的构成如下，相对于主面42c大致平行地延伸的多个平面部421排列成梯状。邻接的一对平面部421的连接处，由相对于平面部421倾斜的倾斜部422构成。即，在第一导光板42的凹凸42b中，以平面部421与倾斜部422交替地排列的方式来设置。来自第一光源41的光，射入到第一导光板42，相对于第一导光板42的平面部421大致平行地行进，在第一导光板42的倾斜部422反射之后，以角度θf射入到第一导光板42的主面42c。在这里，将平面部421的倾斜部422的倾斜角度作为θe时，角度θf可以根据下述算式5示出的关系式来求出。

θf＝90°－2θe(算式5)

在上述算式5中，例如角度θe是45°的情况下，角度θf是0°。在这个情况下，来自第一光源41的光，从第一导光板42的主面42c相对于该主面42c垂直地射出。在角度θe不是45°的情况下，从第一导光板42的主面42c射出的光的角度θout，能够根据下述算式6示出的关系式来求出。

sin(θout)＝n×sin(θf)(算式6)

在上述算式6中n是第一导光板42的折射率。例如，角度θe是42°，n是1.5的情况下，角度θout是9°左右。在这个情况下，光从第一导光板42的主面42c，朝向图11B的纸面的右方向射出。这样，通过调整第一导光板42的倾斜部422的倾斜角度θe，从而能够调整来自第一导光板42的主面42c的光的射出方向。本实施例中，设定了第一导光板42的倾斜部422的倾斜角度θe(例如，θe＝42°)，以使来自第一导光板42的光的射出方向成为第一射出方向(图10的斜右下方向)。此外，设定了第二导光板44的倾斜部422的倾斜角度θe(例如，θe＝42°)，以使来自第二导光板44的光的射出方向成为与上述第一射出方向不同的第二射出方向(图10的斜左上方向)。

下面说明本实施例的液晶显示装置1F的工作的结构。控制部17F(构成导光板选择部)，可以按照观看者50的头部位置，将第一光源41以及第二光源43的点灯状态切换为第一点灯状态和第二点灯状态。在第一点灯状态中，第一光源41被点灯的同时第二光源43被熄灯，来自第一光源41的光射入到第一导光板42的一侧面42a。在第二点灯状态中，第一光源41被熄灯的同时第二光源43被点灯，来自第二光源43的光射入到第二导光板44的一侧面44a。这样，如后面所述，能够控制来自液晶面板15的光的偏转方向。另外，在本实施例中，来自第一光源41的光的偏振方向是所述第二偏振方向，来自第二光源43的光的偏振方向是所述第一偏振方向。

图12A是表示第一点灯状态下的液晶显示装置1F的截面图。如图12A所示，观看者50的头部位置在偏于液晶面板15的中心的一侧(在图12A中是右侧)的情况下，控制部17F切换为所述第一状态。这样，来自第一光源41的光，射入到第一导光板42的一侧面42a之后，从第一导光板42的主面42c以第一射出方向射出。从第一导光板42的主面42c射出的光，由光偏转器31快速地偏转为左右方向之后，射入到液晶面板15。从液晶面板15射出的光，朝向观看者50的头部位置被偏转，交替地射入到观看者50的右眼51a以及左眼51b。

图12B是表示第二点灯状态下的液晶显示装置1F的截面图。如图12B所示，观看者50的头部位置在偏于液晶面板15的中心的另一侧(在图12B中是左侧)的情况下，控制部17F切换为所述第二状态。这样，来自第二光源43的光，射入到第二导光板44的一侧面44a之后，从第二导光板44的主面44c以第二射出方向射出。从第二导光板44的主面44c射出的光，由光偏转器31快速地偏转为左右方向之后，射入到液晶面板15。从液晶面板15射出的光，朝向观看者50的头部位置被偏转，交替地射入到观看者50的右眼51a以及左眼51b。

如上所述，按照观看者50的头部位置来切换为所述第一点灯状态和所述第二点灯状态，从而能够追随观看者50的头部动作，偏转来自液晶面板15的光。这样，能够将对光偏转器31要求的光的偏转角度控制地很小。

例如，在观看者50与液晶面板15的视距是300mm，观看者50的头部能够移动的范围是166mm的情况下，光针对光偏转器31垂直地射入时，对光偏转器31要求的光的偏转角度是31°。然而，如本实施例一样，在从第一导光板42射出的光，以7.7°(在图12A以及图12B中，相对于铅垂方向向着纸面右侧的倾斜角度为正)的角度射入到光偏转器31，从第二导光板44射出的光以－7.7°的角度射入到光偏转器31的情况下，对光偏转器31要求的光的偏转角度被控制为15.5°左右。对光偏转器31要求的光的偏转角度越小，则构成光偏转器31的液晶的宽度越大，从而能够减少光因衍射作用而扩展的影响，能够抑制串扰的发生。此外，能够使构成光偏转器31的液晶的高度变小，所以能够使光偏转器31的光的偏转速度变得更快。

另外，能够将第一导光板42以及第二导光板44设置为，第一导光板42以及第二导光板44的各自的平面部421相互接触。这样，光通过第一导光板42以及第二导光板44的时候，能够抑制光在第一导光板42以及第二导光板44的各自的倾斜部422折射以及反射，能够提高液晶面板15显示的图像的画质。

在本实施例中，使用了2个光源，即第一光源41以及第二光源43，不过，也可以是将来自1个光源的光分别对第一导光板42以及第二导光板44的每一个分光的结构。在这个情况下，例如可以使用光源、偏振光束分离器(PBS∶PolarizationBeamSplitter)以及反射片。光源，根据偏振控制部，可以将来自光源的光的偏振方向切换为所述第一偏振方向和所述第二偏振方向。偏振光束分离器是具有使第一偏振方向的光透过，且使第二偏振方向的光反射的功能的偏振反射部。导光板选择部由上述的偏振控制部、偏振反射部以及反射片构成。在来自光源的光的偏振方向是所述第二偏振方向的时候，来自光源的光，由偏振光束分离器被反射。由偏振光束分离器被反射的光，射入到例如第一导光板42。在来自光源的光的偏振方向是所述第一偏振方向的时候，来自光源的光在通过偏振光束分离器之后被反射片反射。被反射片反射的光，射入到例如第二导光板44。这样，将来自光源的光的偏振方向切换为所述第一偏振方向以及所述第二偏振方向，从而能够切换来自光源的光的路径，使来自光源的光有选择地射入到第一导光板42以及第二导光板44的任一方。

另外，作为切换来自光源的光的偏振方向的方法，例如可以采用在光源与偏振光束分离器之间设置只通过特定的偏振方向的光的偏振板(构成偏振控制部)的方法。在该方法中，通过使偏转板以规定方向旋转，从而能够切换通过偏转板的光的偏振方向。或者，也可以采用在光源与偏振光束分离器之间，设置以液晶构成的偏振旋转元件(构成偏振控制部)的方法。

(实施例8)

图13是表示本发明的实施例8涉及的液晶显示装置1G的截面图。如图13所示，在本实施例中，第一导光板42以及第二导光板44被设置为其凹凸42b、44b都向着反射片23侧。在本实施例中，也能得到与所述实施例7同样的效果。

在本实施例中，可以将来自第一光源41的光的偏振方向与来自第二光源43的光的偏振方向设成同样的偏振方向(例如，所述第一偏振方向)。

另外，在所述各个实施例中，各构成要素可以由专用的硬件来构成，或者通过执行适合各构成要素的软件程序来实现。各构成要素，可以由CPU或者处理器等的程序执行部，读出并执行硬盘或者半导体存储器等记录介质中记录的软件程序来实现。

以上，针对本发明一个或者多个实施例涉及的液晶显示装置，根据实施例来进行了说明，不过，本发明不是被这些实施例所限制的。只要不超出本发明的宗旨，则技术者想出的各种变形例实施在本实施例的例子，对不同实施例中的构成要素进行组合而构筑的例子也都包括在本发明的一个或者多个实施例范围中。

本发明可以作为一边抑制在液晶面板显示的图像画质的降低一边扩大光的偏转角度的液晶显示装置来适用。此外，本发明的液晶显示装置能够作为例如三维显示器以及保密性显示器等来利用。

符号说明

1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、60液晶显示装置

11、603光源

12、602导光板

12a、42a、44a一侧面

12b、42b、44b凹凸

12c、42c、44c主面

13第一光偏转器

13a第一光偏转层

13b第二光偏转层

14第二光偏转器

15、604液晶面板

16a、16b、605a、605b立体摄影机

17、17C、17D、17F、17G、606控制部

17a视距测量部

18光照射部

19、31、601光偏转器

21偏振反射膜

221/4波片

23反射片

41第一光源

42第一导光板

43第二光源

44第二导光板

50、607观看者

51a、607a右眼

51b、607b左眼

131a、131b、141、601a液晶偏转元件

132a、132b、142、611液晶

133a、133b、143、612电介质

421平面部

422倾斜部

613a、613b、613c电极

Claims (9)

1.一种液晶显示装置，具备：

光照射部，发出光；

光偏转器，使来自所述光照射部的光偏转；

控制部，对所述光偏转器的光的偏转角度进行控制；以及

液晶面板，根据来自所述光偏转器的光，形成图像，

所述光偏转器由从光的射入侧朝向光的射出侧的方向排列设置的第一光偏转器以及第二光偏转器构成，

所述第一光偏转器的光的最大偏转角度比所述第二光偏转器的光的最大偏转角度小，并且所述第一光偏转器的光的最大偏转速度比所述第二光偏转器的光的最大偏转速度快，

所述第一光偏转器以及所述第二光偏转器，分别具有设置成平面状的多个液晶偏转元件，

所述控制部，对所述多个液晶偏转元件的每一个液晶偏转元件施加电压来控制该液晶偏转元件的折射率，从而控制所述第一光偏转器以及所述第二光偏转器的光的偏转角度，

所述第一光偏转器，通过将多个光偏转层，从光的射入侧朝向光的射出侧的方向层叠来构成，该光偏转层是将所述多个液晶偏转元件设置成平面状的光偏转层。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，

所述多个光偏转层至少包含第一光偏转层以及第二光偏转层，

所述控制部，

在将所述第一光偏转器的光的偏转方向控制为第一偏转方向时，对所述第一光偏转层的所述多个液晶偏转元件的每一个液晶偏转元件的折射率进行控制，以使所述第一光偏转层不偏转光，

在将所述第一光偏转器的光的偏转方向控制为与所述第一偏转方向不同的第二偏转方向时，对所述第二光偏转层的所述多个液晶偏转元件的每一个液晶偏转元件的折射率进行控制，以使所述第二光偏转层不偏转光。

3.如权利要求1所述的液晶显示装置，

所述控制部具有视距测量部，对观看所述液晶面板的观看者与所述液晶面板之间的视距进行测量，

所述控制部进行控制，以使由所述第一光偏转器光被偏转的范围的角度成为以下两个角度中数值大的一方的角度以上，所述两个角度是扩展角度的半角与双眼角度，所述扩展角度的半角是从所述液晶面板射出的光射入到观看者的眼睛为止的期间，因衍射作用而扩展的角度的半角，所述双眼角度是根据观看者的双眼的间隔以及由所述视距测量部测量的视距而决定的角度。

4.如权利要求1所述的液晶显示装置，

所述控制部，每当由所述第一光偏转器使光偏转为特定的偏转方向时，使所述多个光偏转层中的至少两个所述光偏转层的每一个光偏转层的光的偏转角度发生变化。

5.如权利要求1至4的任一项所述的液晶显示装置，

所述多个液晶偏转元件的每一个液晶偏转元件包含液晶，

所述第一光偏转器的多个所述液晶的每一个液晶的、从光的射入侧朝向光的射出侧的方向上的高度比所述第二光偏转器的多个所述液晶的每一个液晶的、从光的射入侧朝向光的射出侧的方向上的高度低。

6.如权利要求1至4的任一项所述的液晶显示装置，

所述多个液晶偏转元件的每一个液晶偏转元件包含液晶，

所述第一光偏转器的多个所述液晶的每一个液晶的、相对于从光的射入侧朝向光的射出侧的方向正交的方向上的宽度比所述第二光偏转器的多个所述液晶的每一个液晶的、相对于从光的射入侧朝向光的射出侧的方向正交的方向上的宽度小。

7.如权利要求1至4的任一项所述的液晶显示装置，

所述多个液晶偏转元件的每一个液晶偏转元件包含液晶，

所述第一光偏转器的多个所述液晶的每一个液晶的折射率的变化幅度比所述第二光偏转器的多个所述液晶的每一个液晶的折射率的变化幅度小。

8.如权利要求1所述的液晶显示装置，

还具备头部位置检测部，检测观看所述液晶面板的观看者的头部位置，

所述控制部，根据由所述头部位置检测部检测出的观看者的头部位置，控制所述第二光偏转器的光的偏转角度。

9.如权利要求1所述的液晶显示装置，

还具备双眼位置检测部，检测观看所述液晶面板的观看者的双眼的位置，

所述控制部，根据由所述双眼位置检测部检测出的观看者的双眼的位置，控制所述第一光偏转器的光的偏转角度。