CN105008985A - 立体显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供在较广区域内均能够观察到串扰低的立体图像的立体显示装置。立体显示装置(1)具备显示面板(10)、开关液晶面板(20)、控制部以及位置传感器。开关液晶面板(20)包含：第1基板(21)；第2基板(22)；液晶层(23)；第1电极群(211)，其包含形成于第1基板(21)并沿着作为第1基板(21)的面内方向的排列方向以规定的电极间隔配置的多个电极；以及第2电极群(221)，其包含形成于第2基板(22)并沿着上述排列方向以上述电极间隔配置的多个电极。第1电极群(211)与第2电极群(221)在上述排列方向上相互错开配置。上述控制部根据上述位置信息，控制第1电极群(211)所包含的多个电极的电位和第2电极群(221)所包含的多个电极的电位。

Description

立体显示装置
技术领域
本发明涉及裸眼立体显示装置。
背景技术
作为能够用裸眼观看的立体显示装置，已知视差屏障方式和双凸透镜方式。这些立体显示装置利用屏障或者透镜将光分离，向左右眼映射不同的图像，给予观察者立体感。近年来，在已投放市场的裸眼立体显示装置中，2个视点的视差屏障方式和双凸透镜方式是主流。
在这种2个视点的立体显示装置中，在所设定的区域中能得到良好的立体显示，但当观察者活动头时，会存在发生应映射到右眼的图像与应映射到左眼的图像混在一起而导致双重映射的被称为串扰(crosstalk)的现象或应映射到右眼的图像反而映射到左眼的所谓逆视状态的区域。因此，观察者仅能够从有限的区域观察到立体图像。针对该问题，已提出多视点化技术或检测观察者的头的位置并按照该位置显示图像的跟踪技术，但不存在既能够维持2个视点的立体显示性能，又能够在较大角度范围内观察到立体图像的立体显示装置。
在特开2009-9081号公报中公开了一种电子视频设备，该电子视频设备具备：显示部，其显示二维或者三维视频；以及屏障，其与显示部相对配置，将视频提供给使用者。该电子视频设备的屏障具有：第1基板和第2基板，两者相互相对配置；多个第1电极，其形成在第1基板上；绝缘层，其覆盖第1电极地形成；多个第2电极，其形成在绝缘层上；以及液晶层，其配置在第1基板与第2基板之间。第1电极和第2电极隔着绝缘层分别位于相邻的第2电极间和第1电极间，其特征在于，第1电极的宽度和第2电极的宽度分别宽达对应的第2电极的相邻的间隔和第1电极的相邻的间隔以上。
发明内容
在特开2009-9081号公报所记载的电子视频设备中，在第1电极与第2电极之间形成有绝缘层。因此，由于由第1电极形成的电场与由第2电极形成的电场的特性不同，因而根据视点位置的不同，亮度变化和串扰级别会产生差异，导致无法得到良好的显示质量。另外，在该公报中，未提及使观察位置移动，无法在较广角度范围内观察到良好的立体显示。
本发明的目的在于，提供在较广区域内均能够观察到串扰低的立体图像的立体显示装置。
在此公开的立体显示装置具备：显示面板，其显示图像；开关液晶面板，其重叠地配置于上述显示面板；控制部，其控制上述开关液晶面板；以及位置传感器，其取得观察者的位置信息，将该信息提供给上述控制部。上述开关液晶面板包含：第1基板；第2基板，其与上述第1基板相对配置；液晶层，其被上述第1基板和上述第2基板夹持；第1电极群，其包含形成于上述第1基板并沿着作为上述第1基板的面内方向的排列方向以规定的电极间隔配置的多个电极；以及第2电极群，其包含形成于上述第2基板并沿着上述排列方向以上述电极间隔配置的多个电极。上述第1电极群与上述第2电极群在上述排列方向上相互错开配置。上述控制部根据上述位置信息，控制上述第1电极群所包含的多个电极的电位和上述第2电极群所包含的多个电极的电位。
根据本发明，能得到在较广区域内均能够观察到串扰低的立体图像的立体显示装置。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式所涉及的立体显示装置的构成的示意性截面图。
图2是示出本发明的第1实施方式所涉及的立体显示装置的功能性构成的框图。
图3是本发明的第1实施方式所涉及的立体显示装置进行的处理的流程图。
图4A是用于说明本发明的第1实施方式所涉及的立体显示装置进行的立体显示的原理的图。
图4B是用于说明本发明的第1实施方式所涉及的立体显示装置进行的立体显示的原理的图。
图4C是用于说明本发明的第1实施方式所涉及的立体显示装置进行的立体显示的原理的图。
图5A是用于说明本发明的第1实施方式所涉及的立体显示装置进行的立体显示的原理的图。
图5B是用于说明本发明的第1实施方式所涉及的立体显示装置进行的立体显示的原理的图。
图5C是用于说明本发明的第1实施方式所涉及的立体显示装置进行的立体显示的原理的图。
图6A是示出开关液晶面板的第1基板的构成的俯视图。
图6B是示出开关液晶面板的第2基板的构成的俯视图。
图7是示出本发明的第1实施方式所涉及的立体显示装置的概略构成的截面图。
图8是将开关液晶面板的一部分放大示出的截面图。
图9A是用于说明第1基板的制造方法的一例的图。
图9B是用于说明第1基板的制造方法的一例的图。
图9C是用于说明第1基板的制造方法的一例的图。
图10A是示意性示出开关液晶面板的屏障点亮状态之一的截面图。
图10B是为使开关液晶面板成为图10A的屏障点亮状态而提供给各电极的信号VA～VL的波形图。
图11A是示意性示出开关液晶面板的另一屏障点亮状态的截面图。
图11B是为使开关液晶面板成为图11A的屏障点亮状态而提供给各电极的信号VA～VL的波形图。
图12A是示意性示出开关液晶面板的另一屏障点亮状态的截面图。
图12B是为使开关液晶面板成为图12A的屏障点亮状态而提供给各电极的信号VA～VL的波形图。
图13是示出将屏障点亮状态固定的情况下的立体显示装置的亮度的角度特性的图。
图14是示出左眼的串扰XT(L)和右眼的串扰XT(R)的角度特性的图。
图15A是示出改变了屏障点亮状态的情况下的串扰的角度特性的图。
图15B是示出改变了屏障点亮状态的情况下的串扰的角度特性的图。
图16是用于说明电极的尺寸与电阻的关系的图。
图17是示出从图16的点P1提供了信号Vin时的信号Vin与点P2的电位VP2的关系的波形图。
图18是用于说明显示面板的像素的构成的俯视图。
图19是示意性示出像素与由开关液晶面板形成的屏障及狭缝的关系的图。
图20A是为使开关液晶面板成为图10A的屏障点亮状态而提供给各电极的信号VA～VL的波形图的另一例。
图20B是为使开关液晶面板成为图11A的屏障点亮状态而提供给各电极的信号VA～VL的波形图的另一例。
图20C是为使开关液晶面板成为图12A的屏障点亮状态而提供给各电极的信号VA～VL的波形图的另一例。
图21A是为使开关液晶面板成为图10A的屏障点亮状态而提供给各电极的信号VA～VL的波形图的又一例。
图21B是为使开关液晶面板成为图11A的屏障点亮状态而提供给各电极的信号VA～VL的波形图的又一例。
图21C是为使开关液晶面板成为图12A的屏障点亮状态而提供给各电极的信号VA～VL的波形图的又一例。
图22A是示意性示出开关液晶面板的屏障点亮状态之一的截面图。
图22B是为使开关液晶面板成为图22A的屏障点亮状态而提供给各电极的信号VA～VL的波形图。
图23A是示意性示出开关液晶面板的另一屏障点亮状态的截面图。
图23B是为使开关液晶面板成为图23A的屏障点亮状态而提供给各电极的信号VA～VL的波形图。
图24A是示意性示出开关液晶面板的另一屏障点亮状态的截面图。
图24B是为使开关液晶面板成为图24A的屏障点亮状态而提供给各电极的信号VA～VL的波形图。
图25A是示意性示出像素与由开关液晶面板形成的屏障及狭缝的关系的图。
图25B是从图25A移动了屏障和狭缝的情况的图。
图26是示出本发明的第3实施方式所涉及的立体显示装置的构成的示意性截面图。
图27A是用于说明本发明的第3实施方式所涉及的立体显示装置的效果的图。
图27B是用于说明本发明的第1实施方式所涉及的立体显示装置的效果的图。
图28是示意性示出本发明的第1和第3实施方式所涉及的立体显示装置的亮度的角度特性的坐标图。
具体实施方式
本发明的一实施方式所涉及的立体显示装置具备：显示面板，其显示图像；开关液晶面板，其重叠地配置于上述显示面板；控制部，其控制上述开关液晶面板；以及位置传感器，其取得观察者的位置信息，将该信息提供给上述控制部。上述开关液晶面板包含：第1基板；第2基板，其与上述第1基板相对配置；液晶层，其被上述第1基板和上述第2基板夹持；第1电极群，其包含形成于上述第1基板并沿着作为上述第1基板的面内方向的排列方向以规定的电极间隔配置的多个电极；以及第2电极群，其包含形成于上述第2基板并沿着上述排列方向以上述电极间隔配置的多个电极。上述第1电极群与上述第2电极群在上述排列方向上相互错开配置。上述控制部根据上述位置信息，控制上述第1电极群所包含的多个电极的电位和上述第2电极群所包含的多个电极的电位(第1构成)。
根据上述的构成，立体显示装置具备显示面板和开关液晶面板。开关液晶面板包含形成有第1电极群的第1基板和形成有第2电极群的第2基板。第1电极群和第2电极群分别包含沿着相同排列方向以相同电极间隔配置的多个电极。控制部根据从位置传感器提供的观察者的位置信息，控制这些电极的电位，在第1电极群与第2电极群之间形成电位差。开关液晶面板利用由该电位差形成的电场控制液晶层的取向和通过液晶层的光的行为。将第1电极群和第2电极群在排列方向上相互错开配置，由此，能够比电极间隔细微地控制电场。
在上述第1构成中，优选上述第1电极群与上述第2电极群在上述排列方向上以相互错开上述电极间隔的一半的方式配置(第2构成)。
根据上述的构成，能够以电极间隔的一半为单位按等间隔控制电场。
在上述第1或第2构成中，也可以设为如下构成(第3构成)：上述控制部根据上述位置信息，以第1相位驱动从上述第1电极群和上述第2电极群中选出的一方电极群所包含的电极的一部分，以与上述第1相位为相反极性的第2相位驱动其它电极。
在上述第1或第2构成中，也可以设为如下构成(第4构成)：上述控制部根据上述位置信息，以恒电位驱动从上述第1电极群和上述第2电极群中选出的一方电极群所包含的电极的一部分，以相对于上述恒电位按规定的周期使极性反转的方式驱动其它电极。
在上述第1或第2构成中，也可以设为如下构成(第5构成)：上述控制部根据上述位置信息，以相对于规定的恒电位按规定的周期使极性反转的方式驱动从上述第1电极群和上述第2电极群中选出的一方电极群所包含的电极的一部分，以上述规定的恒电位驱动其它电极。
在上述第1～第5的任一构成中，也可以设为如下构成(第6构成)：上述控制部以使得在形成上述第1电极群和上述第2电极群的区域中，上述开关液晶面板遮挡光的面积比上述开关液晶面板透射光的面积大的方式控制上述开关液晶面板。
根据上述的构成，在使显示面板显示视差图像时，能够减少视差图像混在一起映射到观察者的眼睛的情况。即，上述的构成的分离特性优异。
在上述第1～第5的任一构成中，也可以设为如下构成(第7构成)：上述控制部以使得在形成上述第1电极群和上述第2电极群的区域中，上述开关液晶面板遮挡光的面积与上述开关液晶面板透射光的面积大致相等的方式控制上述开关液晶面板。
在上述第1～第7的任一构成中，也可以设为如下构成(第8构成)：上述开关液晶面板配置在比上述显示面板靠上述观察者侧。
根据上述的构成，利用开关液晶面板将来自显示面板的光分离。该构成与下面的第9构成相比，分离特性优异。
在上述第1～第7的任一构成中，也可以设为如下构成(第9构成)：上述显示面板配置在比上述开关液晶面板靠上述观察者侧。
根据上述的构成，由开关液晶面板分离后的光会通过显示面板。在该构成中，由开关液晶面板分离后的光被显示面板散射或者衍射。由此，亮度的角度变化变得平缓。
在上述第1～第9的任一构成中，上述显示面板也可以是液晶显示面板(第10构成)。
[实施方式]
以下，参照附图来详细说明本发明的实施方式。对图中相同或者相当的部分标注相同的附图标记，不重复其说明。此外，为使说明容易理解，在以下参照的附图中，将构成简化或者示意性示出，或将一部分的构成部件省略。另外，各图所示的构成部件间的尺寸比例并非一定示出实际的尺寸比例。
[第1实施方式]
[整体构成]
图1是示出本发明的第1实施方式所涉及的立体显示装置1的构成的示意性截面图。立体显示装置1具备显示面板10、开关液晶面板20以及粘合树脂30。显示面板10与开关液晶面板20以开关液晶面板20成为观察者90侧的方式重叠配置，由粘合树脂30粘合。
显示面板10具备TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)基板11、CF(Color Filter：彩色滤光片)基板12、液晶层13以及偏振板14、15。显示面板10控制TFT基板11和CF基板12来操纵液晶层13的液晶分子的取向。显示面板10由未图示的背光源单元照射光。显示面板10利用液晶层13以及偏振板14、15，按每个像素调整光的透射量，显示图像。
开关液晶面板20具备第1基板21、第2基板22、液晶层23以及偏振板24。第1基板21与第2基板22以相互相对的方式配置。液晶层23被第1基板21和第2基板22夹持。偏振板24配置于观察者90侧(显示面板10的相反侧)。
虽然图1中未图示出具体构成，但在第1基板21和第2基板22上分别形成有多个电极。开关液晶面板20控制这些电极的电位，来操纵液晶层23的液晶分子的取向，改变通过液晶层23的光的行为。更具体地说，开关液晶面板23通过液晶层23的液晶分子的取向和偏振板24的作用，形成遮挡来自显示面板10的光的区域(屏障)和使来自显示面板10的光透射过的区域(狭缝)。第1基板21和第2基板22的具体结构以及动作在后面说明。
TFT基板11和CF基板12的厚度例如是200μm。偏振板14的厚度例如是137μm。偏振板15的厚度例如是170μm。第1基板21和第2基板22的厚度例如是225μm。粘合树脂30的厚度例如是50μm。
此外，偏振板15也可以配置于开关液晶面板20。即，也可以将偏振板15配置于开关液晶面板20的第1基板21的显示面板10侧的表面，并在偏振板15与CF基板12之间配置有粘合树脂30。
以下，将观察者90与立体显示装置1正对时的与连结观察者90的左眼90L和右眼90R的线段平行的方向(图1的x方向)称为水平方向。另外，将在显示面板10的面内与水平方向正交的方向(图1的y方向)称为垂直方向。
图2是示出立体显示装置1的功能性构成的框图。图3是立体显示装置1进行的处理的流程图。立体显示装置1还具备控制部40和位置传感器41。控制部40包含运算部42、开关液晶面板驱动部43和显示面板驱动部44。
显示面板驱动部44基于从外部输入的视频信号驱动显示面板10，使显示面板10显示图像。
位置传感器41取得观察者90的位置信息(步骤S1)。位置传感器41例如是照相机或者红外线传感器。位置传感器41将所取得的位置信息提供给控制部40的运算部42。
运算部42解析从位置传感器41提供的观察者90的位置信息，算出观察者90的位置坐标(x，y，z)(步骤S2)。位置坐标的算出例如能够由通过图像处理检测观察者90的眼睛的位置的眼动跟踪系统进行。或者，位置坐标的算出也可以由利用红外线检测观察者90的头的位置的头部跟踪系统进行。
运算部42然后根据观察者90的位置坐标，决定开关液晶面板20的屏障点亮状态(步骤S3)。即，根据观察者90的位置坐标，决定开关液晶面板20的屏障的位置和狭缝的位置。运算部42将所决定的屏障点亮状态的信息提供给开关液晶面板驱动部43。
开关液晶面板驱动部43基于从运算部42提供的信息，驱动开关液晶面板20(步骤S4)。以后，重复步骤S1～步骤S4。
接着，使用图4A～图4C和图5A～图5C来说明立体显示装置1进行的立体显示的原理。
首先，参照图4A～图4C来说明将屏障点亮状态固定的情况。显示面板10具备多个像素110。在像素110中，右眼用图像(R)和左眼用图像(L)在水平方向上交替地显示。在开关液晶面板20中，按规定的间隔形成有遮挡来自显示面板10的光的屏障BR和使来自显示面板10的光透射过的狭缝SL。由此，如图4A所示，仅右眼用图像(R)映射到观察者90的右眼90R，仅左眼用图像(L)映射到左眼90L。由此，观察者90能够感受到立体感(正常区域)。
此外，当将从显示面板10的显示面至屏障BR的距离设为S1，将从屏障BR至观察者90的距离设为S2时，像素110的间隔PP和屏障BR的间隔满足的关系。在S2>>S1的情况下，
图4B是示出观察者90从图4A在水平方向上移动后的状态的图。在该情况下，右眼用图像(R)和左眼用图像(L)均映射到观察者90的右眼90R。同样地，右眼用图像(R)和左眼用图像(L)也均映射到左眼90L。在该情况下，观察者90无法感受到立体感(串扰区域)。
图4C是示出观察者90从图4B进一步在水平方向上移动后的状态的图。在该情况下，左眼用图像(L)映射到观察者90的右眼90R，右眼用图像(R)映射到左眼90L。在该情况下，会观察到本应处于远方的视频处于近前，相反地，会观察到本应处于近前的视频处于远方，因此，观察者90无法感受到正确的立体感，从而会觉得不舒服(逆视区域)。
这样，当观察者90移动时，正常区域、串扰区域和逆视区域会重复出现。因此，在将屏障点亮状态固定的情况下，观察者90仅能够在有限的区域中感受到立体感。
在本实施方式中，如图5A～图5C所示，控制部40根据观察者90的位置信息(位置坐标)，变更开关液晶面板20的屏障点亮状态。由此，能够始终为正常区域，能够不产生串扰区域和逆视区域。
[开关液晶面板20的构成]
图6A是示出开关液晶面板20的第1基板21的构成的俯视图。在第1基板21上形成有第1电极群211。第1电极群211包含沿着x方向以电极间隔BP配置的多个电极。多个电极各自在y方向延伸，并相互平行地配置。
在第1基板21上还形成有与第1电极群211电连接的配线群212。配线群212优选在使开关液晶面板20与显示面板10叠合时，形成在与显示面板10的显示区域重叠的部分(有源区域(Active Area)AA)的外侧。
图6B是示出开关液晶面板20的第2基板22的构成的俯视图。在第2基板22上形成有第2电极群221。第2电极群221包含沿着x方向以电极间隔BP配置的多个电极。多个电极各自在y方向延伸，并相互平行地配置。
在第2基板22上还形成有与第2电极群221电连接的配线群222。配线群222优选与配线群212同样地形成在有源区域AA的外侧。
第1电极群211和第2电极群221由控制部40提供12种信号VA～VL。更具体地说，6种信号VB、VD、VF、VH、VJ、VL通过配线群212提供给第1电极群211。6种信号VA、VC、VE、VG、VI、VK通过配线群222提供给第2电极群221。
以下，将第1电极群211的电极中的被提供信号VB、VD、VF、VH、VJ、VL的电极分别称为电极211B、211D、211F、211H、211J、211L来参照。另外，将与电极211B、211D、211F、211H、211J、211L电连接的配线称为配线212B、212D、212F、212H、212J、212L来参照。
对于第2电极群221的电极，也同样将被提供信号VA、VC、VE、VG、VI、VK的电极分别称为电极221A、221C、221E、221G、221I、221K来参照。另外，将与电极221A、221C、221E、221G、221I、221K电连接的配线称为配线222A、222C、222E、222G、222I、222K来参照。
电极211B、211D、211F、211H、211J、211L按该顺序在x方向上周期性地配置。即，以对某电极的6个相邻的电极提供与该电极相同的信号的方式配置。同样地，电极221A、221C、221E、221G、221I、221K按该顺序在x方向上周期性地配置。
图7是示出立体显示装置1的概略构成的截面图。图8是将开关液晶面板20的一部分放大示出的截面图。如图7和图8所示，第1电极群211与第2电极群221相互在x方向上错开配置。第1电极群211与第2电极群221优选如图8的例子那样，以相互在x方向上错开电极间隔BP的一半的方式配置。
此外，电极间隔BP为电极的宽度W与电极间的间隙S之和。在本实施方式中，以使得的方式构成。作为一例，举出具体的数值如下：PP＝80.7μm，BP＝26.87μm，W＝22.87μm，S＝4μm。
虽然未在图7和图8中图示出，但在第1基板21和第2基板22上分别形成有取向膜。形成于第1基板21的取向膜与形成于第2基板22的取向膜在相互交叉的方向被摩擦(rubbing)。由此，液晶层23的液晶分子在未被施加电压的状态下，成为取向方向从第1基板21朝向第2基板22旋转的所谓扭曲向列(Twisted Nematic)取向。
另外，偏振板15与偏振板24以光透射轴相互正交的方式配置。即，本实施方式所涉及的开关液晶面板20是未对液晶层23施加电压时透射率为最大的所谓常白(Normaly White)液晶。但是，该构成是一例，开关液晶面板20也可以是所谓常黑(Normaly Black)液晶。
以下，参照图9A～图9C来说明第1基板21的具体构成的一例和制造方法。此外，第2基板22能够设为与第1基板21同样的构成，能够与第1基板21同样地制造。
首先，如图9A所示，在基板210上形成第1电极群211和中继电极213。中继电极213是用于对在后面的工序中形成的配线群212进行中继的电极。基板210是具有透光性和绝缘性的基板，例如是玻璃基板。优选第1电极群211具有透光性。在将中继电极213形成在有源区域内的情况下，优选中继电极213也具有透光性。另一方面，在将中继电极213形成在有源区域外的情况下，对中继电极213不要求透光性。第1电极群211和中继电极213例如是ITO(Indium TinOxide：铟锡氧化物)。在将中继电极213形成在有源区域外的情况下，中继电极213例如也可以是铝。第1电极群211和中继电极213例如通过溅射或者CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)成膜，通过光刻被图案化。
接着，如图9B所示，形成覆盖基板210、第1电极群211和中继电极213的绝缘膜214。在绝缘膜214中形成接触孔214a和接触孔214b。接触孔214a形成于连接第1电极群211与在接下来的工序中形成的配线群212的位置。接触孔214b形成于连接中继电极213与配线群212的位置。
优选绝缘膜214具有透光性，例如是SiN。绝缘膜214例如通过CVD成膜，通过光刻形成接触孔214a和接触孔214b。此外，在将配线群212形成于有源区域的外侧的情况下，也可以以仅在有源区域的外侧形成绝缘膜214的方式进行图案化。
接着，如图9C所示，形成配线群212。配线群212经由接触孔214a连接到第1电极群211，经由接触孔214b连接到中继电极213。优选配线群212具有高导电性，例如是铝。配线群212也可以是ITO。配线群212例如通过溅射成膜，通过光刻被图案化。
如上所述，配线212B、212D、212F、212H、212J、212L分别连接到电极211B、211D、211F、211H、211J、211L。通过设为第1电极群211、绝缘层214和配线群212的3层结构，能够使第1电极群211与配线群212在俯视时交叉。
在图9C所示的例子中，配线群212的一端部集中于基板21的周缘部附近，形成了端子部212a。FPC(Flexible Printed Circuit：柔性印刷电路)等连接到该端子部212a。
在图9C所示的例子中，电极群211的各电极的y方向的两侧连接有配线。电极群211的各电极的y方向的两侧所连接的一组配线通过中继电极213相互连接。通过从电极群211的各电极的y方向的两侧施加信号，能够使各电极的内部的电位差变小。
[开关液晶面板20的驱动方法]
接着，参照图10A和图10B、图11A和图11B以及图12A和图12B来说明开关液晶面板20的驱动方法。
图10A是示意性示出开关液晶面板20的屏障点亮状态之一的截面图。图10B是为使开关液晶面板20成为图10A的屏障点亮状态而提供给各电极的信号VA～VL的波形图。
控制部40以第1相位驱动从第1电极群211和第2电极群221中选出的一方电极群所包含的电极的一部分，以与第1相位为相反极性的第2相位驱动其它电极。此外，在图10A中，标注沙地图案而示意性示出以第1相位驱动的电极。在图11A和图12A中也是同样的。
在图10A和图10B所示的例子中，控制部40施加使第1电极群211所包含的电极211B、211H、211J、211L为第1相位且使其它电极(电极211D、211F和电极221A～221K)为第2相位的矩形交流电压。
此外，如图10B所示，优选信号VA～VL的振幅均相等。在图10B所示的例子中，信号VA～VL成为规定的高电平电位(Vhigh，例如5V)和规定的低电平电位(Vlow，例如0V)的其中之一。
由此，在电极221A与电极211B之间会产生|Vhigh-Vlow|的电位差，电极221A与电极211B之间的液晶层23的液晶分子会在z方向取向。如上所述，开关液晶面板20是常白液晶。因此，在电极221A与电极211B俯视时(俯视xy平面时)重叠的部分形成屏障BR。
同样地，在电极211B与电极221C、电极221G与电极211H、电极211H与电极221I、电极221I与电极211J、电极211J与电极221K、电极221K与电极211L以及电极211L与电极221A俯视时重叠的部分形成屏障BR。
另一方面，在电极221C与电极211D之间不会产生电位差。如上所述，开关液晶面板20是常白液晶。因此，在电极221C与电极211D俯视时重叠的部分形成狭缝SL。
同样地，在电极211D与电极221E、电极221E与电极211F以及电极211F与电极221G俯视时重叠的部分形成狭缝SL。
结果是，在与以第1相位驱动的电极211B、211H、211J、211L俯视时重叠的部分形成屏障BR，在与电极211D、211F俯视时重叠的部分形成狭缝SL。
图11A是示意性示出开关液晶面板20的另一屏障点亮状态的截面图。图11B是为使开关液晶面板20成为图11A的屏障点亮状态而提供给各电极的信号VA～VL的波形图。
在图11A和图11B所示的例子中，控制部40施加使第2电极群221所包含的电极221A、221C、221I、221K为第1相位且使其它电极(电极221E、221G和电极211B～211L)为第2相位的矩形交流电压。
由此，在与电极221A、221C、221I、221K俯视时重叠的部分形成屏障BR，在与电极221E、221G俯视时重叠的部分形成狭缝SL。
图12A是示意性示出开关液晶面板20的另一屏障点亮状态的截面图。图12B是为使开关液晶面板20成为图12A的屏障点亮状态而提供给各电极的信号VA～VL的波形图。
在图12A和图12B所示的例子中，控制部40施加使第1电极群211所包含的电极211B、211D、211J、211L为第1相位且使其它电极(电极211F、211H和电极221A～221K)为第2相位的矩形交流电压。
由此，在与电极211B、211D、211J、211L俯视时重叠的部分形成屏障BR，在与电极211F、211H俯视时重叠的部分形成狭缝SL。
这样，根据本实施方式，能够使屏障BR和狭缝SL的位置以比电极间隔BP细微的间隔移动。在如图8那样使第1电极群211与第2电极群221以相互在x方向上错开电极间隔BP的一半的方式配置的情况下，能够使屏障BR和狭缝SL的位置以电极间隔BP的一半为单位按等间隔移动。
接着，参照图13～图17进一步详细说明本实施方式的效果。
首先，使用图13定量地定义串扰。图13是示出将屏障点亮状态固定的情况下的立体显示装置1的亮度的角度特性的图。亮度AL是在使右眼用图像为黑显示且使左眼用图像为白显示时，在角度θ＜0的范围内观测到的亮度。亮度AR是在同一画面中在角度θ＞0的范围内观测到的亮度。亮度BL是在使右眼用图像为白显示且使左眼用图像为黑显示时，在角度θ＜0的范围内观测到的亮度。亮度BR是在同一画面内在角度θ＞0的范围内观测到的亮度。亮度CL是在使右眼用图像和左眼用图像均为黑显示时，在角度θ＜0的范围内观测到的亮度。亮度CR是在同一画面中在角度θ＞0的范围内观察到的亮度。
此时，用下式定义左眼的串扰XT(L)。
[数1]
X T ( L ) [ % ] = B L ( θ ) - C L ( θ ) A L ( θ ) - C L ( θ ) × 100
同样地，用下式定义右眼的串扰XT(R)。
[数2]
X T ( R ) [ % ] = B R ( θ ) - C R ( θ ) A R ( θ ) - C R ( θ ) × 100
图14是示出左眼的串扰XT(L)和右眼的串扰XT(R)的角度特性的图。左眼用串扰XT(L)在角度-θ0处取极小值，越远离角度-θ0则越大。同样地，右眼用串扰XT(R)在角度+θ0处取极小值，越远离角度+θ0则越大。
图15A和图15B是示出改变了屏障点亮状态的情况下的串扰的角度特性的图。在本实施方式中，当观察者在-θ侧移动规定的距离时，控制部40会切换屏障点亮状态。由此，左眼的串扰XT(L)变化为XT1(L)，右眼的串扰XT(R)变化为XT1(R)。同样地，当观察者在+θ侧移动规定的距离时，控制部40会切换屏障点亮状态。由此，左眼的串扰XT(L)变化为XT2(L)，右眼的串扰XT(R)变化为XT2(R)。通过控制部40这样切换屏障点亮状态，即使观察者发生了移动，也能够将串扰的值保持得较低。
此时，电极间隔BP越小，就能够越细微地切换屏障点亮状态。如图15A和图15B所示，通过细微地切换屏障点亮状态，能够将串扰的值保持得更低。更具体地说，能够使某屏障点亮状态与其相邻的屏障点亮状态的中间的位置的串扰的值更低。
图16是用于说明电极的尺寸与电阻的关系的图。在将电极2110的片电阻设为Rs，将宽度设为W，将从点P1至点P2的距离设为L的情况下，点P1与点P2之间的电阻R为R＝Rs×L/W。因此，当例如使宽度W成为1/2时，电阻R成为2倍。
图17是示出从图16的点P1提供了信号Vin时的信号Vin与点P2的电位VP2的关系的波形图。在电极2110的电阻R较低的情况下，点P2的电位成为与信号Vin大致相同的波形。另一方面，在电极2110的电阻R较高的情况下，点P2的电位无法追随信号Vin。由此，屏障BR的遮光性下降，串扰的值变高。另外，离提供信号的点越远(越是远离端子的点)则影响越大，因此，在画面内显示质量会产生差异。
如上所述，电极间隔BP越小，就能够越细微地切换屏障点亮状态。然而，若使电极的宽度W变小，则电阻R会增加，显示质量会恶化。
根据本实施方式，能够使屏障BR的位置和狭缝SL的位置以比电极间隔BP细微的间隔移动。由此，无需使电极的宽度W变小，就能够细微地切换屏障点亮状态。
在本实施方式中，控制部40以使得屏障BR的面积比狭缝SL的面积大的方式控制开关液晶面板20。更具体地说，如图10A、图11A和图12A所示，控制部40相对于4×BP的宽度的屏障BR形成2×BP的宽度的狭缝SL。根据该构成，能够使开关液晶面板20的分离特性变高，能够抑制因液晶层23的响应的延迟而导致的串扰的发生。
图18是用于说明显示面板10的像素110的构成的俯视图。更具体地说，像素110包含：沿着y方向配置的3个子像素110a、110b和110c；以及形成于其间的黑矩阵BM。子像素110a、110b和110c例如分别显示红、绿和蓝。黑矩阵BM遮挡来自背光源的光而使显示面板10的对比度提高。
图19是示意性示出像素110与由开关液晶面板20形成的屏障BR及狭缝SL的关系的图。在图19中，对屏障BR标注有阴影线。如图19所示，优选使狭缝SL的宽度与像素110的开口部(黑矩阵BM以外的部分)的宽度w1大致相等。由此，即使在使狭缝SL的宽度比屏障BR的宽度窄的情况下，也能够保持与狭缝SL的宽度等于屏障BR的宽度的情况相同的亮度。
以上，说明了本发明的第1实施方式所涉及的立体显示装置1。在本实施方式中，说明了利用12个电极(第1电极群211和第2电极群221)形成屏障BR和狭缝SL的例子。该构成是示例，电极的数量只要为4个以上即可。即，只要将包含能够独立控制电位的2个以上的电极的第1电极群与包含能够独立控制电位的2个以上的电极的第2电极群在x方向上相互错开配置，就能够得到与本实施方式同样的效果。
[第1实施方式的变形例1]
图20A、图20B和图20C是为使开关液晶面板20分别成为图10A、图11A和图12A的屏障点亮状态而提供给各电极的信号VA～VL的波形图的另一例。
在图20A所示的例子中，控制部40使第1电极群211所包含的电极211B、211H、211J、211L为恒电位V0(例如接地(GND))，而对其它电极(电极211D、211F和电极221A～221K)施加以电位V0为中心按半振幅Va(例如Va＝5V)振动的矩形交流电压。
由此，在与电极211B、211H、211J、211L俯视时重叠的部分会产生电位差|Va|，形成屏障BR。另一方面，在与电极211D、211F俯视时重叠的部分不会产生电位差，因此，形成狭缝SL。
在图20B所示的例子中，控制部40使第2电极群221所包含的电极221A、221C、221I、221K为恒电位V0，而对其它电极(电极221E、221G和电极211B～211L)施加以电位V0为中心按半振幅Va振动的矩形交流电压。
在图20C所示的例子中，控制部40使第1电极群211所包含的电极211B、211D、211J、211L为恒电位V0，而对其它电极(电极211F、211H和电极221A～221K)施加以电位V0为中心按半振幅Va振动的矩形交流电压。
根据本变形例，也能够使屏障BR和狭缝SL的位置以比电极间隔BP细微的间隔移动。
[第1实施方式的变形例2]
图21A、图21B和图21C是使开关液晶面板20分别成为图10A、图11A和图12A的屏障点亮状态而提供给各电极的信号VA～VL的波形图的又一例。
该变形例是在上述的变形例1中调换了施加恒电位的电极和施加矩形交流电压的电极的变形例。即，在图21A所示的例子中，控制部40对第1电极群211所包含的电极211B、211H、211J、211L施加以电位V0为中心按半振幅Va振动的矩形交流电压，而使其它电极(电极211D、211F和电极221A～221K)为恒电位V0。
由此，在与电极211B、211H、211J、211L俯视时重叠的部分会产生电位差|Va|，形成屏障BR。另一方面，在与电极211D、211F俯视时重叠的部分不会产生电位差，因此，形成狭缝SL。
在图21B所示的例子中，控制部40对第2电极群221所包含的电极221A、221C、221I、221K施加以电位V0为中心按半振幅Va振动的矩形交流电压，而使其它电极(电极221E、221G和电极211B～211L)为恒电位V0。
在图21C所示的例子中，控制部40对第1电极群211所包含的电极211B、211D、211J、211L施加以电位V0为中心按半振幅Va振动的矩形交流电压，而使其它电极(电极211F、211H和电极221A～221K)为恒电位V0。
根据本变形例，也能够使屏障BR和狭缝SL的位置以比电极间隔BP细微的间隔移动。
[第2实施方式]
本发明的第2实施方式所涉及的立体显示装置与立体示装置1相比，开关液晶面板20的驱动方法不同。在本实施方式中，控制部40以使得屏障BR的面积与狭缝SL的面积大致相等的方式控制开关液晶面板20。更具体地说，如图22A、图23A和图24A所示，控制部40相对于3×BP的宽度的屏障BR形成3×BP的宽度的狭缝SL。
图22A、图23A和图24A是示意性示出本实施方式中的开关液晶面板20的屏障点亮状态的图。图22B、图23B和图24B是为使开关液晶面板20成为图22A、图23A和图24A的屏障点亮状态而提供给各电极的信号VA～VL的波形图。这些图的具体说明与图10A、图10B等是同样的，因此省略。
图25A是示意性示出像素110与由开关液晶面板20形成的屏障BR及狭缝SL的关系的图。图25B是从图25A移动了屏障BR和狭缝SL的情况的图。在图25A和图25B中，对屏障BR标注有阴影线。
参照图25A和图25B，根据本实施方式，即使屏障BR和狭缝SL发生了移动，也能够使像素110的开口部(像素110的黑矩阵BM以外的部分)与狭缝SL重叠的部分的面积恒定。由此，即使屏障BR和狭缝SL发生了移动，也能够保持亮度恒定。
[第3实施方式]
图26是示出本发明的第3实施方式所涉及的立体显示装置3的构成的示意性截面图。立体显示装置3与立体显示装置1相比，显示面板10与开关液晶面板20的位置关系不同。在立体显示装置3中，显示面板10配置在比开关液晶面板20靠观察者90侧。此外，在开关液晶面板20中，偏振板24配置在与显示面板10相反的一侧。
图27A是用于说明立体显示装置3的效果的图。在立体显示装置3中，来自光源的光首先由开关液晶面板20分离，其后，通过显示面板10。由开关液晶面板20分离后的光在通过显示面板10时，进行散射或者衍射。根据立体显示装置3的构成，分离特性会下降，但能够使亮度的角度特性平滑。由此，在观察者发生了移动的情况下，也能够降低到屏障点亮状态切换为止的期间识别到的亮度变化。
图27B是用于说明本发明的第1实施方式所涉及的立体显示装置1的效果的图。在立体显示装置1中，来自光源的光首先通过显示面板10，其后，由开关液晶面板20分离。根据立体显示装置1的构成，与立体显示装置3相比，能得到较高的分离特性，能够降低串扰。
图28是示意性示出立体显示装置1和立体显示装置3的亮度的角度特性的坐标图。曲线C1表示立体显示装置1的亮度的角度特性，曲线C3表示立体显示装置3的亮度的角度特性。如图28所示，立体显示装置1虽然与立体显示装置3相比亮度的角度变化较为陡峭，但分离特性优异。另一方面，立体显示装置3虽然分辨率特性差，但亮度的角度变化变得平缓。
[其它实施方式]
以上，说明了本发明的实施方式，但本发明不限于上述的各实施方式，在发明的范围内能进行各种变更。另外，各实施方式也能适当组合来实施。
在上述的各实施方式中，说明了使用液晶显示面板作为显示面板10的例子。但是，也可以取代液晶显示面板，而使用有机EL(ElectroLuminescence：电致发光)面板、MEMS(Micro ElectricMechanical System：微电机械系统)面板、等离子体显示面板。此外，MEMS面板也能如第3实施方式那样配置在比开关液晶面板20靠观察者90侧。
工业上的可利用性
本发明作为立体显示装置是能在工业上利用的。

Claims (10)

1.一种立体显示装置，其特征在于，具备：
显示面板，其显示图像；
开关液晶面板，其重叠地配置于上述显示面板；
控制部，其控制上述开关液晶面板；以及
位置传感器，其取得观察者的位置信息，将该信息提供给上述控制部，
上述开关液晶面板包含：
第1基板；
第2基板，其与上述第1基板相对配置；
液晶层，其被上述第1基板和上述第2基板夹持；
第1电极群，其包含形成于上述第1基板并沿着作为上述第1基板的面内方向的排列方向以规定的电极间隔配置的多个电极；以及
第2电极群，其包含形成于上述第2基板并沿着上述排列方向以上述电极间隔配置的多个电极，
上述第1电极群与上述第2电极群在上述排列方向上相互错开配置，
上述控制部根据上述位置信息，控制上述第1电极群所包含的多个电极的电位和上述第2电极群所包含的多个电极的电位。
2.根据权利要求1所述的立体显示装置，其中，
上述第1电极群与上述第2电极群在上述排列方向上以相互错开上述电极间隔的一半的方式配置。
3.根据权利要求1或2所述的立体显示装置，其中，
上述控制部根据上述位置信息，以第1相位驱动从上述第1电极群和上述第2电极群中选出的一方电极群所包含的电极的一部分，以与上述第1相位为相反极性的第2相位驱动其它电极。
4.根据权利要求1或2所述的立体显示装置，其中，
上述控制部根据上述位置信息，以恒电位驱动从上述第1电极群和上述第2电极群中选出的一方电极群所包含的电极的一部分，以相对于上述恒电位按规定的周期使极性反转的方式驱动其它电极。
5.根据权利要求1或2所述的立体显示装置，其中，
上述控制部根据上述位置信息，以相对于规定的恒电位按规定的周期使极性反转的方式驱动从上述第1电极群和上述第2电极群中选出的一方电极群所包含的电极的一部分，以上述规定的恒电位驱动其它电极。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的立体显示装置，其中，
上述控制部以使得在形成上述第1电极群和上述第2电极群的区域中，上述开关液晶面板遮挡光的面积比上述开关液晶面板透射光的面积大的方式控制上述开关液晶面板。
7.根据权利要求1～5中的任一项所述的立体显示装置，其中，
上述控制部以使得在形成上述第1电极群和上述第2电极群的区域中，上述开关液晶面板遮挡光的面积与上述开关液晶面板透射光的面积大致相等的方式控制上述开关液晶面板。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的立体显示装置，其中，
上述开关液晶面板配置在比上述显示面板靠上述观察者侧。
9.根据权利要求1～7中的任一项所述的立体显示装置，其中，
上述显示面板配置在比上述开关液晶面板靠上述观察者侧。
10.根据权利要求1～9中的任一项所述的立体显示装置，其中，
上述显示面板是液晶显示面板。
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