CN103323976B - 能够改进光学特性的免眼镜式立体显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种能够改进光学特性的免眼镜式立体显示装置。免眼镜式立体显示装置包括：导光板、第一和第二光源、单面棱镜片、透射式显示面板、适于同步第一和第二光源以在透射式显示面板上显示视差图像的同步驱动电路、相位差板以及其适于接收从相位差板发射的光的光学调制结构。光学调制结构包括：第一和第二透明基板、设置在第一透明基板上的棱镜阵列、第一透明电极层、第二透明电极层、液晶层以及用于对于液晶层的液晶分子执行配向处理的第一和第二配向层。相位差板适于将单面棱镜片的主偏振角旋转预定角度以与液晶层的配向方向一致。

Description

能够改进光学特性的免眼镜式立体显示装置
技术领域
本发明涉及一种免眼镜式立体显示装置。
背景技术
一般来说，立体显示装置提供来自观看者双眼视点的视差图像。立体显示装置被分类为眼镜式和免眼镜式。眼镜式立体显示装置需要特定的眼镜，而免眼镜式立体显示装置不需要特定的眼镜。
图17A是示出现有技术的免眼镜式立体显示装置的示意图，并且图17B是图17A的立体显示装置的详细视图(参见：JP2010-262198A)。
在图17A中，附图标记10表示免眼镜式立体显示装置，并且20表示观看者。
在图17B中，观看者20位于立体显示装置10的显示图像的中心的前方。
在图17B中，立体显示装置10由下述组件构成：具有配光面Sd和光出射面Sout1的导光板1、设置在导光板1的光入射面Sina以及Sinb上的两个光源2a和2b、设置在导光板1的光出射面Sout1上的单面变形三角棱镜片3、设置在单面变形三角棱镜片3的光出射面Sout3上的透射式液晶显示面板4以及用于同步光源2a和2b以在透射式液晶面板4上显示视差图像的同步驱动电路5。当开启光源2a和2b中的一个时，单面变形三角棱镜片3用于将光发射至观看者的一个眼睛并且没有将光发射至该观看者的另一眼睛。而且，偏光板4a和4b分别设置在透射式液晶显示面板4的光入射侧和光出射侧。因此，能够显示具有与透射式液晶显示面板4的像素数目相同的像素数据的立体图像。
在图17B中，可以设置两个导光板(即，下导光板和叠置在该下导光板之上的上导光板)以取代导光板1(参见：JP2010-286813A)。
在图17B中，当观看者20沿着如虚线所示的右或左方向移动时，不能够朝向观看者整体移动立体图像的位置。
图18A是示出本专利申请的发明人所提出的免眼镜式立体显示装置的示意图，并且图18B是图18A的立体显示装置的详细视图(参见：2010年12月21日提交的在2012年7月12日特开为日本专利公开No.JP2012-133128A的日本专利申请No.2010-285192)。
在图18A中，用与用于检测观看者20的位置的传感器10a关联的立体显示装置10’代替了图17A的立体显示装置10。
在图18B的立体显示装置10’中，包括微棱镜液晶元件的光学调制结构7被添加到图17A的立体显示装置10的元件。结果，控制电路8接收表示观看者20的位置的信号以将驱动电压Vd发送到光学调制结构7，将在下面对此进行详细描述。例如，当观看者20沿着由虚线指示的右或左方向移动时，控制电路6接收传感器10a的感测信号以将驱动电压Vd发送到光学调制结构7，从而立体图像的位置朝向观看者20移动。
然而，在图18B的立体显示装置10’中，由于从单面变形三角棱镜片3发射的光的主偏振方向没有始终与用于移动立体图像的光学调制结构7的偏振轴匹配，因此，光学特性将被劣化。
而且，由于透射式液晶显示面板4的位置的中心位于装置的显示图像处并且光学调制结构7在若干度至20度的范围内改变其光轴，因此，光学调制结构7需要用于观看者20的运动的右方向和左方向的两个不同的调制结构，这将要求复杂构造的光学调制结构7。
此外，由于在导光板1与单面变形三角棱镜片3之间存在气隙G1，因此在单面变形三角棱镜片3与透射式液晶显示面板4之间存在气隙G2，并且在透射式液晶显示面板4与光学调制结构7之间存在气隙G3。以这些之间的折射率产生了较大的差异，这也将使得光学特性劣化。
本申请要求2012年3月22日提交的日本专利申请No.JP2012-065111的优先权，其公开通过引用整体并入这里。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题中的一个或多个。
根据本公开的内容，一种免眼镜式立体显示装置包括：导光板，其具有配光面、与配光面相对的光出射面以及在配光面和光出射面侧彼此相对的第一和第二光入射面；第一和第二光源，其分别布置在导光板的第一和第二光入射面上；单面棱镜片，其包括沿着一个方向布置在导光板的光出射面上的棱镜；透射式显示面板，其布置在单面棱镜片的光出射面上；同步驱动电路，其适于同步第一和第二光源以在透射式显示面板上显示视差图像；相位差板；以及光学调制结构，其适于接收从相位差板发射的光。光学调制结构包括：彼此相对的第一和第二透明基板；设置在第一透明基板上的棱镜阵列；设置在棱镜阵列上的第一透明电极层；设置在第二透明基板上的第二透明电极层；设置在第一和第二透明基板之间的液晶层；以及分别设置在第一和第二透明基板上以对于液晶层的液晶分子执行配向处理的第一和第二配向层。相位差板适于将单面棱镜片的主偏振角旋转预定角度以与液晶层的配向方向一致。
由于单面棱镜片的主偏振角被通过相位差板使得与光学调制结构的液晶层的配向方向一致，因此，能够增加立体图像的光量以改进光学特性。
附图说明
与现有技术相比，结合附图，本发明的上述和其它优点以及特征将变得更加清楚，其中：
图1A是示出根据本公开的免眼镜式立体显示装置的实施方式的示意图；
图1B是图1A的立体显示装置的详细视图；
图2是示出图1B的导光板的示例的平面图；
图3A和图3B是沿着图2中的线III-III截取的截面图；
图4是示出当左眼光源开启时的图1B的导光板的左眼配光分布的图；
图5是示出图1B的单面变形三角棱镜片的一个棱镜的视图；
图6是示出图5的单面变形三角棱镜片中的光学路径的视图；
图7A、7B、7C和7D是示出当导光板的发射角θ1分别为+50°、+60°、+70°和+80°时的图5的单面变形三角棱镜片内的光学路径的视图；
图8是示出当左眼光源开启时的图1B的单面变形三角棱镜片的左眼配光分布的图；
图9是示出图1B的单面变形三角棱镜片的第一示例的视图；
图10是示出图1B的单面变形三角棱镜片的第二示例的视图；
图11A、图11B和图11C是图1B的光学调制结构的截面图；
图12A是图11A、图11B和图11C的棱镜阵列的透视图；
图12B是图12A的棱镜阵列的部分截面图；
图13A、图13B、图13C、图14A、图14B和图14C是示出当驱动电压改变时的图1B的光学调制结构(透射式显示面板)的左眼配光分布和右眼配光分布的图；
图15是解释图1B的相位差板的操作的视图；
图16A是示出图1A的免眼镜式立体显示装置的修改的示意图；
图16B是图16A的立体显示装置的详细视图；
图17A是示出现有技术的免眼镜式立体显示装置的示意图；
图17B是图17A的立体显示装置的详细视图；
图18A是示出本申请的发明人所提出的免眼镜式立体显示装置的示意图；以及
图18B是图18A的立体显示装置的详细视图。
具体实施方式
图1A是示出根据本公开的免眼镜式立体显示装置的实施方式的示意图，并且图1B是图1A的立体显示装置的详细视图。
在图1A中，图18A的立体显示装置10’由与用于检测观看者20的位置的传感器10a关联的立体显示装置10”替代。
在图1B的立体显示装置10”中，图18B的单面变形三角棱镜片3由单面变形三角棱镜片3’替代。而且，图18B的光学调制结构7从透射式液晶显示面板4的上侧移动到其下侧。此外，相位差板8被插入在单面变形三角棱镜片3’和光学调制结构7之间，以便于旋转单面变形三角棱镜片3’的主偏振角以与光学调制结构7的液晶层的配向方向一致。此外，接触层9-1插入在单面变形三角棱镜片3’与相位差板8之间，接触层9-2插入在相位差板8与光学调制结构7之间，并且接触层9-3插入在光学调制结构7与透射式液晶显示面板4之间。
将在下面解释图1B的立体显示装置10”的各部件。
在示出了图1B的导光板1的示例的图2中，导光板1由诸如丙烯酸树脂或者聚碳酸酯树脂的透射材料制成。导光板1相对于光入射面Sina和Sinb之间的中心面对称。多个平坦镜面部11设置在导光板1的配光面Sd上并且在光入射面Sina与光入射面Sinb之间延伸。平坦镜面部11用作用于将光扩散到导光板1的内部的装置。多个三角棱镜列12设置在导光板1的配光面Sd的没有设置有平坦镜面部11的区域上。各三角棱镜列12包括多个等距布置的用于弯曲光路的三角棱镜。诸如三角形部、圆形部或微透镜形部的压模部13设置在平坦镜面部11侧的光入射面Sina和Sinb处，以抑制返回光。
能够由一个或多个发光二极管(LED)形成各光源2a和2b。
在图2中，光源2a和2b中的每一个的宽度与三角棱镜列12中的每一个的宽度相同。在该情况下，越靠近三角棱镜列12的棱镜面的光源2a和2b，由棱镜面全反射的光的量越大。因此，从导光板1发射的光对于光源2a和2b的一个宽度沿着三角棱镜列12不是均匀的，并且依赖于图1B的立体显示装置的大小和所要求的面亮度的均匀性。
图3A和图3B是沿着图2中的线III-III截取的截面图。
如图3A中所示，三角棱镜列12可以从平坦镜面部11突出。而且，如图3B中所示，平坦镜面部11可以从三角棱镜列12突出。在图3A和图3B中，光源2a和2b分别开启和关闭；然而，由于光源2a和2b相对于其中心对称，因此当光源2a和2b被分别关闭和开启时，能够执行类似的操作。
在图3A和图3B中，来自光源2a的由实线表示的光R1由三角棱镜列12的一个冷静面全反射，并且然后，从导光板1发射。而且，来自光源2a的由另一实线表示的光R2由平坦镜面部11全反射，并且然后，由三角棱镜列12的一个冷静面全反射。最终，光R2被从导光板1发射。因此，光R1和R2被以导光板1的(+)角度方向发射，并且因此，用于左眼视差图像。
在图3A和图3B中，如果压模部13不存在，则来自光源2a的由虚线表示的光R3由平坦镜面部11全反射，并且然后在光入射面Sinb处变为返回光。然后，光R3由三角棱镜列12的一个棱镜面全反射。最终，光R3从导光板1发射。因此，返回光R3被以导光板1的(-)角度方向发射，并且因此，没有用于左眼视差图像。注意的是，这样的光R3由压模部13不规则地反射以防止光R3从导光板1发射。
由于要求三角棱镜列12的棱镜接收来自光源2a和2b的光，因此每个棱镜具有等腰三角形的截面(其具有诸如164°的大的顶角)。而且，棱镜被等距地布置在三角棱镜列12中。注意的是，等腰三角形的较大的顶角将抑制返回光通式减少了向上方向上行进的光的量。
在示出了当光源1a开启时的导光板1的左眼配光分布的图4中，实线表示存在压模部13的左眼配光分布，并且虚线表示不存在压模部13的左眼配光分布。在图4中，I是导光板1的光出射面Sout1的亮度，并且I0是亮度I的最大值。
如图4中的实线所示，当发射角θ1是0°至90°时，通过使用压模部13抑制图3A和图3B的返回光来弱化相对亮度I/I0。因此，右眼视差图像没有受到影响(减少了右眼视差图像与左眼视差图像之间的串扰)。在图4中，当发射角θ1是+50°至80°时，相对亮度I/I0较强。特别地，当发射角θ1是+64°时，相对亮度I/I0最大。
注意的是，当光源2b开启时，当发射角θ1是0°至90°时，通过使用压模部13抑制图3的返回光R3来弱化相对亮度I/I0。因此，左眼视差图像没有受到影响(减少了右眼视差图像与左眼视差图像之间的串扰)。而且，当发射角θ1是-50°至-80°时，相对亮度I/I0较强。特别地，当发射角θ1是-64°时，相对亮度I/I0最大。
因此，导光板1的左眼配光分布与右眼配光分布相对于θ1＝0°对称。
在示出图1B的单面变形三角棱镜片3’的一个棱镜的图5中，该棱镜是变形三角棱镜，例如，3段三角棱镜，其具有侧部E1和F1(相对于棱A的距离为0μm至9μm)并且顶角为81°、侧部E2和F2(相对于棱A的距离为9μm至39μm)并且顶角为71°、以及侧部E3和F3(相对于棱A的距离为39μm至63μm)并且顶角为65°。该单面变形三角棱镜片3’能够通过模具压模器精确地进行制造。
在示出图5的单面变形三角棱镜片3’中的光学路径的图6中，从导光板1的光发射面Sout1发射的光在侧部E1、E2和E3处折射，并且然后，在侧部F1、F2和F3处全反射。最终，光从单面变形三角棱镜片3’的光出射面Sout3发射。
下面将描述当导光板1的发射角θ1分别为50°、60°、70°和80°时的单面变形三角棱镜片3’内的光学路径。
如图7A中所示，当导光板1的发射角θ1是+50°时，从导光板1的光出射面Sout1发射的光在侧部E1、E2和E3处折射，并且然后，在侧部F1、F2和F3处全反射。最终，该光被从单面变形三角棱镜片3’的光出射面Sout3以+22°至+50°的发射角θ2发射。
如图7B中所示，当导光板1的发射角θ1是+60°时，从导光板1的光出射面Sout1发射的光在侧部E1和E2处折射，并且然后，在侧部F1、F2和F3处全反射。最终，该光被从单面变形三角棱镜片3’的光出射面Sout3以+10°至+39°的发射角θ2发射。
如图7C中所示，当导光板1的发射角θ1是+70°时，从导光板1的光出射面Sout1发射的光在侧部E1和E2处折射，并且然后，在侧部F1、F2和F3处全反射。最终，该光被从单面变形三角棱镜片3’的光出射面Sout3以+1°至+28°的发射角θ2发射。
如图7D中所示，当导光板1的发射角θ1是+80°时，从导光板1的光出射面Sout1发射的光在侧部E1处折射，并且然后，在侧部F1处全反射。最终，该光被从单面变形三角棱镜片3’的光出射面Sout3以+1°至+17.5°的发射角θ2发射。
注意的是，当导光板1的发射角θ1是0°(竖直)至50°时，从导光板1发射的光在侧部E1、E2和E3处折射；然而，由于光出射面Sout3处的入射角大于临界角，因此该光由单面变形三角棱镜片3’的光出射面Sout3全反射。因此，光几乎不会穿过单面变形三角棱镜片3’。
在示出了当光源2a开启时的单面变形三角棱镜片3’的左眼配光分布的图8中，实线表示存在压模部13的左眼配光分布，并且虚线表示不存在压模部13的左眼配光分布。在图8中，I是单面变形三角棱镜片3’的光出射面Sout3处的亮度，并且I0是亮度I的最大值。
如图8中的实线所示，当单面变形三角棱镜片3’的发射角θ2是0°至-30°时，通过使用压模部13抑制图3的返回光R3来弱化相对亮度I/I0。因此，右眼视差图像没有受到影响(减少了右眼视差图像与左眼视差图像之间的串扰)。在图8中，当发射角θ2是+0°至+30°时，相对亮度I/I0较强，而当发射角θ2是0°至-30°时，相对亮度I/I0非常弱。
注意的是，当光源2b开启时，当发射角θ2是0°至+30°时，通过抑制图3A和图3B的返回光R3来弱化相对亮度I/I0。因此，左眼视差图像没有受到影响(减少了右眼视差图像与左眼视差图像之间的串扰)。而且，当发射角θ2是0°至-30°时，相对亮度I/I0较强。
因此，单面变形棱镜片3’的左眼配光分布与右眼配光分布相对于θ2＝0°对称。
在上述实施方式中，平坦镜面部11的宽度是一定的；然而，平坦镜面部11的宽度能够改变。甚至在该情况下，导光板1相对于光入射面Sina与Sinb之间的中心面对称。
而且，单面变形三角棱镜片3’由单种材料制成；然而，单面变形三角棱镜片3’能够由彼此堆叠的两种或更多种不同材料制成。此外，单面变形三角棱镜片3’能够是两段或四段三角棱镜。
在示出图1B的单面变形三角棱镜片3’的第一示例的图9中，为了在观看者20位于装置10”的显示图像的中心的前方时在装置10”的显示图像的中心处显示立体图像，相对于它们的长边的法线改变棱镜的顶点的角度d(-2)、d(-1)、d0、d1和d2。在该情况下，显示图像的中心处的角度d0为0°，负侧角度d(-1)和d(-2)逐渐地增加，并且正侧角度d1和d2也逐渐增加。即，
d(-2)>d(-1)>d0或
d0<d1<d2。
注意的是，角度d(-2)、d(-1)、d0、d1和d2的改变量不是始终相同的。因此，当没有驱动电压Vd施加到光学调制结构7时，在显示图像的中心处显示立体图像。当要求该立体图像显示在显示图像的左侧或右侧时，驱动电压Vd被施加到光学调制结构7。在该情况下，能够由光学调制结构7将立体图像朝向显示图像的中心的左侧方向或朝向右侧方向移动。因此，立体图像能够显示在显示图像的中心以及左侧或右侧。
在示出图1B的单面变形三角棱镜片3’的第二示例的图10中，为了在观看者位于装置10”的显示图像的左侧时在装置10”的显示图像的左侧显示立体图像，相对于棱镜的长边的法线改变棱镜的顶点的角度d0、d1、d2、d3和d4。在该情况下，显示图像的左侧的角度d0为0°，并且角度d1、d2、d3和d4逐渐地增加。即，d0<d1<d2<d3<d4。
注意的是，角度d0、d1、d2、d3和d4的改变量不是始终相同的。因此，当没有驱动电压Vd施加到光学调制结构7时，在显示图像的左侧显示立体图像。当要求该立体图像显示在显示图像的中心或右侧时，驱动电压Vd被施加到光学调制结构7。在该情况下，能够由光学调制结构7将立体图像朝向显示图像的左侧的右侧方向移动。因此，立体图像能够显示在显示图像的中心以及左侧和右侧。例如，当最大驱动电压Vd被施加到光学调制结构7时，假设光学调制结构7以20°倾斜。在该情况下，单面变形三角棱镜片3’的出射角度被使得为-10°。
将在下面参考图11A、图11B、图11C、图12A和图12B描述图1B的光学调制结构7。
在图11A中，在由玻璃或塑料制成的透明基板71上形成有由铟锡氧化物(ITO)制成的透明电极层72。然后，棱镜阵列73形成在透明电极层72上。将在下面讨论棱镜阵列73。配向层74形成在棱镜阵列73上。注意的是，根据情况需要，对透明电极层72进行图案化。另一方面，在由玻璃或塑料制成的透明基板75上形成有由ITO制成的透明电极层76。然后，在透明电极层76上形成配向层77。注意的是，透明电极层76也根据情况需要进行图案化。
在透明基板71的侧面与透明基板75的侧面之间分散有大量颗粒间隔物以保持液晶层78被注入到其中的透明基板71与75之间的距离。
配向层74和77在没有电压施加的情况下将液晶层78的液晶分子的配向状态限定在水平配向状态中。注意的是，对于配向层74和77执行摩擦配向处理或紫外线配向处理。
液晶层78由具有正介电各向异性Δε(Δε>0)的向列液晶材料制成。液晶层78内的粗线表示液晶分子，其中，相对于透明基板71和75分配有预定预倾角，从而液晶层78中的液晶分子在没有施加有电压的情况下从水平角相对于透明基板71和75略微倾斜。
图11B的光学调制结构7与图11A的光学调制结构7相同，不同之处在于，透明电极层72’形成在棱镜阵列73上。因此，虽然施加到液晶层78的电场强度与图11A中的不同，但是图11B的光学调制结构7的操作与图11A的光学调制结构7相同。
图11C的光学调制结构7与图11B的光学调制结构7相同，不同之处在于图11B的透明电极层72’被分为多个条状透明电极层72’a、72’b和72’c。结果，能够在由条状透明电极层72’a、72’b和72’c限定的区域中建立多个不同的电压施加状态。
在图11A、图11B和图11C中，施加到液晶层78的驱动电压Vd足够低(例如，几伏特)。在该情况下，由于图11B和图11C的透明电极层72’、72’a、72’b和72’c位于棱镜阵列73上，因此，图11B和图11C中的驱动电压Vd能够低于图11A中的驱动电压Vd。而且，液晶层78的盒厚度依赖于棱镜阵列73的位置；然而，如果对于配向层74和77执行反平行配向处理，则驱动电压Vd的阈值电压几乎不依赖于液晶层78的盒厚度，从而在棱镜阵列73与液晶层78之间的界面处不存在折射率变化的差异。而且，光学调制结构7不需要在传统液晶元件中使用的偏振器，并且因此，光学调制结构7原则上具有高透射率。具体地，能够预计光学调制结构7的透射率高于90％，并且，如果对于光学调制结构7执行抗反射涂覆，则能够预计上述透射率高于95％。注意的是，上述配向处理能够是扭曲配向处理。
图12A是图11A、图11B和图11C的棱镜阵列的透视图，并且图12B是图12A的棱镜阵列73的部分截面图。
如图12A中所示，棱镜阵列73由沿着一个方向布置的多个倾斜/突出棱镜形成。棱镜阵列73从向上方向看形成为有裂缝的形状。而且，棱镜阵列73由在接触特性方面优异的耐热树脂制成。
如图12B中所示，各棱镜具有直角三角形截面(顶角为75°并且底角为15°)，并且棱镜具有大约20μm的节距和大约5.2μm的高度H。因此，从棱镜的底部入射的光L根据斯涅尔折射定律根据液晶层78的折射率n在其斜面处发生折射。这时，图1B的控制电路6在透明电极层72和76之间施加驱动电压Vd。结果，液晶层78的液晶分子的列根据驱动电压Vd而改变以改变液晶层78的折射率n，因此，主动地改变棱镜阵列73(准确地说，配向层74)和液晶层78处的光的折射角。根据棱镜阵列73的棱镜形状、液晶层78的折射率和各向异性等等，折射角大约为几度至20度。
在图11A、图11B和图11C中，液晶层78的液晶盒的响应速度取决于液晶层78的盒厚度，并且将与盒厚度的平方值成比例。而且，由于液晶层78的盒厚度取决于棱镜阵列73的位置，因此液晶分子的响应速度依赖于棱镜阵列73的位置。因此，当以最大盒厚度的情况下的液晶分子的响应速度改变驱动电压Vd时，立体图像的显示位置将微妙地偏移。如果积极利用该偏移，则立体图像的显示看起来像是热波那样闪烁。此外，当驱动电压Vd逐渐增加或减小时，立体图像的显示位置连续地变化。
图13A、图13B、图13C、图14A、图14B和图14C是示出当驱动电压Vd改变时的图1B的光学调制结构7(透射式显示面板4)的左眼配光分布和右眼配光分布的图。注意的是，θ3被定义为光学调制结构7处(即，透射式显示面板4)处的光的发射角。
首先，当驱动电压Vd为0V时，光学调制结构7的左眼配光分布的中心处于θ3＝+2.5°，并且光学调制结构7的右眼配光分布的中心处于θ3＝-7°，如图13A中所示。
接下来，当驱动电压Vd增加到3V时，光学调制结构7的左眼配光分布的中心变为处于θ3＝+2.3°，并且光学调制结构7的右眼配光分布的中心变为处于θ3＝-5.8°，如图13B中所示，因此，立体图像的显示位置被朝向左侧略微偏移。
接下来，当驱动电压Vd增加到6V时，光学调制结构7的左眼配光分布的中心变为处于θ3＝+4.9°，并且光学调制结构7的右眼配光分布的中心变为处于θ3＝-3.9°，如图13C中所示，因此，立体图像的显示位置被朝向左侧略微偏移。
接下来，当驱动电压Vd增加到9V时，光学调制结构7的左眼配光分布的中心变为处于θ3＝+4.9°，并且光学调制结构7的右眼配光分布的中心变为处于θ3＝-3.2°，如图14A中所示，因此，立体图像的显示位置被朝向左侧略微偏移。
之后，即使当驱动电压Vd增加到12V和15V时，光学调制结构7的左眼配光分布的中心也仍然处于θ3＝+4.9°，并且光学调制结构7的右眼配光分布的中心仍然处于θ3＝-3.2°，如图14B和14C中所示，因此，立体图像的显示位置被朝向左侧略微偏移。
因此，根据驱动电压Vd，立体图像的显示位置能够朝向右侧(从立体显示装置10”的前方看)移动，即，朝向左侧(从观看者20看)移动。因此，当控制电路6根据传感器10a的感测信号改变驱动电压Vd时，立体图像能够根据观看者20的位置朝向适合的方向移动。
图15是解释图1B的相位差板8的操作的视图。
如图15中所示，由于棱镜的长边被彼此平行地布置在单面变形三角棱镜片3’的光出射面Sout3上，因此单面变形三角棱镜片3’的主偏振方向P1与单面变形三角棱镜片3’的棱镜的长边的方向一致。另一方面，配向层74和77的反平行配向方向P74和P77相对于单面变形三角棱镜片3’的棱镜的长边的方向的角度为约45°。因此，使用相位差板8旋转单面变形三角棱镜片3’的主偏振方向P1，在该情况下，该相位差板8为半波长(λ/2)板，相位差板8的主偏振方向P2为45°并且与反平行配向方向P74和P77一致。
另一方面，液晶层78的液晶分子传统上为细长形状。因此，沿着液晶盒的长轴的偏振光能够被折射，而沿着液晶盒的短轴的偏振光不能够被折射。
因此，利用相位差板8的沿着偏振方向P2的偏振光的所有分量能够由液晶层78的液晶盒折射，因此，增强了光的利用效率。
注意的是，如果单面变形三角棱镜片3’的主偏振方向P1和反平行配向方向P74和P77之间的角度为α，则相位差板8的相位差为α/2。
而且，如上所述，在图1B中，接触层9-1插入在单面变形三角棱镜片3’与相位差板8之间，并且接触层9-2插入在相位差板8与光学调制结构7之间，并且接触层9-3插入在光学调制结构7与透射式液晶显示面板4之间。接触层9-1、9-2和9-3由基础层(由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成)和位于基础层的两面上的粘附层(由硅酮树脂、聚乙烯树脂或丙烯酸树脂制成)构成。接触层9-1、9-2和9-3的材料被选择为使得单面变形三角棱镜片3’与相位差板8等等之间的折射率的差能够变小，因此抑制由于全反射导致的返回光的生成。注意的是，返回光将导致串扰。例如，如果单面变形三角棱镜片3’由PET制成，则接触层9-1、9-2和9-3的基础层由PET制成。
注意的是，接触层9-1、9-2和9-3能够仅由诸如硅酮树脂、聚乙烯树脂或丙烯酸树脂的粘附材料制成。
图16A是示出图1A的免眼镜式立体显示装置的修改的示意图，并且图16B是图16A的立体显示装置的详细视图。
在图16A中，图1A的免眼镜式立体显示装置10”由其中相位差板8和光学调制结构7设置在透射式液晶显示面板4的光出射侧上的免眼镜式立体显示装置10”’替代，如图16B中所示。即使在该情况下，相位差板8的相位差也被确定为使得单面变形三角棱镜片3’的棱镜主偏振方向与光学调制结构7的反平行配向方向一致。
即使在上述实施方式中，能够提供两个导光板(即，下导光板和叠置在下导光板上的上导光板)来替代导光板1(参见JP2010-286813A)。
对于本领域技术人员而言，很明显，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下对本发明做出各种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖本发明的落入所附权利要求及其等同物范围内的这些修改和变化。以上和在本说明书的背景技术部分描述的全部相关或者现有技术引用在此通过引用整体并入。

Claims (9)

1.一种免眼镜式立体显示装置，所述免眼镜式立体显示装置包括：
导光板，所述导光板具有配光面、与所述配光面相对的光出射面以及在所述配光面和所述光出射面的侧面上彼此相对的第一光入射面和第二光入射面；
第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源分别布置在所述导光板的第一光入射面和第二光入射面上；
单面棱镜片，所述单面棱镜片布置在所述导光板的光出射面上，包括沿着一个方向排列的棱镜；
透射式显示面板，所述透射式显示面板布置在所述单面棱镜片的光出射面上；
同步驱动电路，所述同步驱动电路使所述第一光源和所述第二光源同步以在所述透射式显示面板上显示视差图像；
相位差板；以及
光学调制结构，所述光学调制结构接收从所述相位差板射出的光，
所述光学调制结构包括：
彼此相对的第一透明基板和第二透明基板；
设置在所述第一透明基板上的棱镜阵列；
设置在所述棱镜阵列上的第一透明电极层；
设置在所述第二透明基板上的第二透明电极层；
设置在所述第一透明基板和所述第二透明基板之间的液晶层；以及
第一配向层和第二配向层，所述第一配向层和所述第二配向层分别设置在所述第一透明基板和所述第二透明基板上，对所述液晶层的液晶分子执行配向处理，
所述相位差板将从所述单面棱镜片出射的光的主偏振方向旋转预定角度以与所述液晶层的配向方向一致。
2.根据权利要求1所述的免眼镜式立体显示装置，其中，所述相位差板和所述光学调制结构布置在所述单面棱镜片与所述透射式液晶显示面板之间。
3.根据权利要求1所述的免眼镜式立体显示装置，其中，所述相位差板与所述光学调制结构布置在所述单面棱镜片的光出射侧。
4.根据权利要求1所述的免眼镜式立体显示装置，其中，所述单面棱镜片的棱镜的顶点的角度相对于棱镜的长边的法线变化。
5.根据权利要求4所述的免眼镜式立体显示装置，其中，所述角度中位于显示图像的中心处的角度为0°，并且所述角度中的其它角度朝向所述显示图像的侧边逐渐地增大。
6.根据权利要求4所述的免眼镜式立体显示装置，其中，所述角度中位于显示图像的一侧的角度为0°，并且所述角度中的其它角度朝向所述显示图像的另一侧逐渐地增大。
7.根据权利要求1所述的免眼镜式立体显示装置，所述免眼镜式立体显示装置进一步包括接触层，所述接触层布置在所述单面棱镜片、所述相位差板和所述透射式显示面板之间。
8.根据权利要求7所述的免眼镜式立体显示装置，其中，所述接触层中的每个接触层包括：
基底；以及
涂覆在所述基底上的粘附层。
9.根据权利要求7所述的免眼镜式立体显示装置，其中，所述接触层中的每个接触层包括粘附层。
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