CN105467605A - 立体图像显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明可以提供一种立体图像显示器、一种用于立体图像显示器的滤光片、用于观看立体图像的偏光眼镜或一种提高立体图像质量的方法，所述立体图像显示器在显示立体图像时能够防止串扰或视角减小，并且提高图像质量(例如，对比度)。

Description

立体图像显示器
本申请为申请日为2011年4月14日，申请号为201180019145.0，发明名称为“立体图像显示器”的发明专利申请(国际申请号：PCT/KR2011/002660)的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种立体图像显示器、一种用于立体图像显示器的滤光片、用于观看立体图像的眼镜和一种用于提高立体图像的质量的方法。
背景技术
立体图像显示器是一种通过该显示器，观众可以三维地观看所显示的物体的显示器。
立体图像显示器可以分为眼镜型显示器和无眼镜型显示器。此外，所述眼镜型可以分为偏光眼镜型和LC快门眼镜型，而无眼镜型可以分为双眼/多视角双眼视觉相差型，体积型或全息型等。
发明内容
技术问题
本发明的目的包括提供一种立体图像显示器、一种用于立体图像显示器的滤光片、用于观看立体图像的眼镜和一种用于提高立体图像的质量的方法。
技术方案
本发明涉及一种立体图像显示器，其包括：图像显示部件，所述图像显示部件能够产生包括用于右眼的图像光和用于左眼的图像光的图像信号，而后还能够将它们传送至观众侧；和延迟膜，所述延迟膜具有厚度方向的相位差，并且设置其使得从所述图像显示部件传送的图像信号可以按照厚度方向经过所述延迟膜，然后被传送至观众侧。
下面将详细解释所述立体图像显示器。
在本说明书中，在定义角度时使用的术语(例如，竖直、水平、垂直或平行)表示在不损害所需的效果的范围内基本竖直、水平、垂直或平行，并且可以具有，例如，包括生产误差或偏差的误差等。例如，所述术语可以各自包括不超过约±15度的误差，优选不超过约±10度的误差，且更优选不超过约±5的误差。
在本说明书中，除非特别定义，否则角度的单位为“度”，相位差的单位为“nm”，以及串扰比或亮度的单位为“cd/m2”。
如果在立体图像显示器的图像显示部件中产生的用于右眼的图像光和用于左眼的图像光在将它们传送至观众的过程中被适当地通过或阻断，各图像光可以被观众的右眼或左眼精确地观看到，而因此，可以明确地分辨光线和阴影，同时可以提高图像质量，例如对比度。
然而，一般而言，如果以斜角观看所述立体图像显示器，则难以合适地阻止用于右眼或左眼的图像光的漏光，而因此，发生所谓的串扰现象，其中，用于右眼的图像光被左眼观看到，或者用于左眼的图像光被右眼观看到。此外，视角变窄。为了防止串扰现象，在所述显示器内可以形成光屏蔽部件；然而，形成光屏蔽部件不可避免地导致亮度的下降。
在所述立体图像显示器中，具有在厚度方向上的相位差的延迟膜沿着如下路径被设置：当所述显示器运行时，观众观看图像信号，即，所述延迟膜被设置在产生图像信号的图像显示部件与观众之间。所述延迟膜可以控制由图像显示部件产生的图像信号的光学特征，然后将它们传送至观众，从而解决例如串扰或视角减小的问题而不会降低对比度，并且还可以提高立体图像质量。在本文中使用的术语“显示器运行”指的是当显示器正在显示立体图像时的状态。
只要所述延迟膜具有厚度方向的相位差(优选厚度方向的正相位差)即可，可以使用本领域内已知的多种延迟膜，例如，+C板或+B板。在说明书中使用的+C板表示符合式1的关系的膜，以及在说明书中使用的+B板表示符合下面的式2或式3的关系的膜。
[式1]
Nx＝Ny<Nz
[式2]
Nx≠Ny≠Nz
[式3]
Nx≠Ny<Nz
其中，Nx表示在延迟膜的慢轴方向上的面内折射率，Ny表示在延迟膜的快轴方向上的面内折射率，以及Nz表示在延迟膜的厚度方向上的折射率。
如上所述，所述延迟膜的厚度方向的相位差(Rth)可以由式4计算，以及所述延迟膜的面内方向的相位差(Rin)可以由下面的式5计算。
[式4]
Rth＝d×(Nz-Ny)
[式5]
Rin＝d×(Ny-Nx)
其中，Nx、Ny和Nz与在式1-3中的限定相同，以及d表示所述延迟膜的厚度。
在本领域中，用于测量所述延迟膜的Nx、Ny、Nz、Rth和Rin的方法已经广为人知，因此，本领域的技术人员可以容易地测量所述延迟膜的Nx、Ny、Nz、Rth和Rin。
所述延迟膜的厚度方向的相位差的范围没有特别限制，并且可以根据立体图像显示器或延迟膜等的种类确定。
在一个实施方式中，在所述延迟膜中的+C板的相位差可以符合式6或式7的关系，以及+B板的相位差可以符合下面式8至式11中的任一关系。
[式6]
YL或YR＝0.0201X2-0.0398X+0.0339≤0.5
[式7]
YL＝0.0192X2-0.0763X+0.0899≤0.5
[式8]
YR＝(9.24×10-7)X2-0.000236X+0.0288≤0.5
[式9]
YL＝(5.5×10-7)X2-0.000347X+0.067≤0.5
[式10]
YR＝(1.97×10-6)X2-0.000616X+0.0644≤0.5
[式11]
YL＝(1.99×10-6)X2-0.00125X+0.206≤0.5
其中，式6和式7的X为+C板的厚度方向的相位差，以及式8至式11的X为+B板的厚度方向的相位差。
此外，式6至式11的YL表示在所述立体图像显示器运行时观众的左眼中的串扰比(单位：cd/m2)。YL可以优选为0.3以下，更优选0.1以下，还更优选0.05以下，且最优选0.01以下。此外，YR表示在所述立体图像显示器运行时观众的右眼中的串扰比(单位：cd/m2)。YR可以优选为0.3以下，更优选0.1以下，还更优选0.05以下，且最优选0.01以下。
根据式6至式11，所述延迟膜的厚度方向的相位差，延迟膜中的用于右眼的图像光经过的区域与用于左眼的图像光经过的区域的厚度方向的相位差可以设计成彼此相同或彼此不同。综上所述，用于右眼的图像光与用于左眼的图像光之间的区别没有特别限制。例如，如即将如下所述，当所述显示器为包括偏光控制层的偏光眼镜型显示器时，根据偏光控制层的种类，用于右眼的图像光与用于左眼的图像光之间的区别可以由如下情况所限定。
当所述相位差被设计为彼此不同时，在+C板中，用于右眼的图像光经过的区域和用于左眼的图像光经过的区域的厚度方向的相位差可以符合式6的关系；或者，用于右眼的图像光经过的区域的厚度方向的相位差可以符合式6的关系，而用于左眼的图像光经过的区域的厚度方向的相位差可以符合式7的关系，但是并不限于此。此外，在+B板中，用于右眼的图像光经过的区域的厚度方向的相位差可以符合式8的关系，而用于左眼的图像光经过的区域的厚度方向的相位差可以符合式9的关系；或者，用于右眼的图像光经过的区域的厚度方向的相位差可以符合式10的关系，而用于左眼的图像光经过的区域的厚度方向的相位差可以符合式11的关系，但并不限于此。
在一个实施方式中，所述延迟膜的厚度方向的相位差可以为，例如，30nm至350nm。此外，在所述延迟膜为+B板的情况下，所述膜可以具有面内方向的相位差和厚度方向的相位差，以及根据立体图像质量可以适当地选择在面内方向的相位差，例如，可以在约120nm至160nm的范围内选择。
然而，所述相位差的范围仅为说明性的实例，以及所述相位差(Rth和Rin)可以根据显示器的种类或具体组成来设计。优选地，可以根据上述公式实施这样的控制的实施方式。
在所述显示器中包括的所述图像显示部件不特别限于任何种类，可以使用在本领域中已知的各种立体图像显示器中使用的所有的图像显示部件。
在一个实施方式中，所述显示器可以为眼镜型，特别地，偏光眼镜型立体图像显示器。所述图像显示部件可以包括：图像产生部件，所述图像产生部件可以产生包括用于右眼的图像光和用于左眼的图像光的图像信号，然后将它们传送至观众侧；和偏光控制层，所述偏光控制层被设置在从图像产生部件的观众侧，并且如果所述图像信号进入其中时，所述偏光控制层能够控制图像信号使得用于右眼的图像光和用于左眼的图像光具有彼此不同的偏振状态，然后还能够将它们传送至观众侧。
图1为表示如上所示的立体图像显示器(1)的一个方面的图。
在图1的说明性的显示器(1)中包括的图像产生部件可以包括光源(11)、第一偏光板(12)、图像产生层(13)和第二偏光板(14)，并且偏光控制层(15)可以被设置在图像产生部件的观众(17)侧。
在一个实施方式中，观众(17)可以戴偏光眼镜观看立体图像。所述偏光眼镜可以，例如，具有用于右眼的镜片和用于左眼的镜片，以及所述用于右眼和用于左眼的镜片可以分别包括偏光板。通过将各镜片中的偏光板设计成具有不同的吸收轴，例如，通过控制用于右眼的镜片中的偏光板的吸收轴和用于左眼的镜片中的偏光板的吸收轴使其彼此垂直，可以使用于左眼的图像光仅被左眼观看到，而用于右眼的图像光仅被右眼观看到。在一个实施方式中，用于右眼和用于左眼的镜片可以各自进一步分别包括λ/4波长层和偏光板。在这种情况下，所述偏光板的吸收轴不需要总是彼此不同。例如，在上述实施方式中，通过控制用于右眼和左眼的镜片的偏光板以使其具有彼此平行的吸收轴，以及还控制用于右眼和左眼的镜片的λ/4波长层以使其具有在彼此不同的方向上的光轴，例如，将用于右眼和左眼的镜片的λ/4波长层的光轴设计成彼此垂直，可以使用于左眼的图像光仅被左眼观看，而用于右眼的图像光仅被右眼观看。此外，也可以使用控制用于右眼和左眼的镜片的偏光板以使其具有彼此不同的方向并且还控制用于右眼和左眼的镜片中的λ/4波长层的光轴以使其彼此平行的方法。在此使用的术语“λ/4波长层”表示能够将入射光的相延迟至入射光波长的1/4波长的程度的相延迟元件。
在图1的显示器(1)中，所述光源(11)为图像产生部件的部分，以及，例如，可以以使用显示器(1)的状态向偏光板(12)发出未偏振的白光。作为光源(11)，例如，可以使用通常被用于液晶显示器的直下式或侧光式背光单元(BLU)。
在图1的显示器(1)中，第一偏光板(12)被设置在光源(11)的一侧。所述第一偏光板(12)可以具有透光轴和垂直于所述透光轴的吸收轴。当观看到从所述光源(11)中发出的光时，在所述入射光中只有具有平行于透光轴的偏光轴的光才可以经过所述第一偏光板(12)。所述偏光轴的方向可以为电场的振动方向。
在图1的显示器(1)中，所述图像产生层(13)可以为，例如，透射液晶显示器，其中，能够产生用于右眼或左眼的图像光的单个像素或多个像素被以列和/或排的方向排列。这样的显示面板可以通过显示根据使用显示器(1)的状态下的信号的各像素而产生包括用于左眼和右眼的图像光的图像信号，并将所得的图像信号传送至第二偏光板(14)。所述显示面板可以包括，例如，从光源(11)起次序设置的基板、像素电极、取向层、液晶层、另一取向层、普通电极、彩色滤光片和基板。在所述显示面板中，单像素或至少两个像素可以形成用于右眼的图像产生区域(UR)或者用于左眼的图像产生区域(UL)。例如，用于左眼的图像产生区域(UL)和用于右眼的图像产生区域(UR)可以以示于图2的延伸至共同方向的交替带状图案设置或者以示于图3的格子图案设置。
当运行所述立体图像显示器时，用于右眼和左眼的图像产生区域分别产生用于右眼的图像和用于左眼的图像。例如，在图1的说明性的显示器(1)中，当从所述光源(11)发出的光经过第一偏光板(12)，然后进入到显示部件(13)时，经过用于右眼的图像产生区域(R)的光变为用于右眼的图像，而经过用于左眼的图像产生区域(L)的光变为用于左眼的图像。在一个实施方式中，用于右眼和左眼的图像可以是在特定的方向上具有各偏光轴的线性偏振光，并且这些偏光轴的方向可以彼此平行。
在图(1)的显示器中，第二偏光板(14)被设置朝向观众侧。当用于右眼和左眼的光进入到第二偏光板(14)时，只有平行于所述偏光板(14)的透光轴的光可以经过偏光板(14)。在一个实施方式中，所述第一和第二偏光板(12，14)的透光轴可以分别以如下方式设置：使得它们彼此形成90度的角。
在图1的显示器(1)中，所述偏光控制层(15)包括用于右眼的图像光的偏光控制区域(AR)和用于左眼的图像光的偏光控制区域(AL)。用于右眼的图像光的偏光控制区域(AR)为控制从用于右眼的图像产生区域(UR)中产生并传输的用于右眼的图像光的偏光状态的区域，并可以被设置使得用于右眼的图像光可以进入。用于左眼的图像光的偏光控制区域(AL)为控制从用于左眼的图像产生区域(UL)中产生并传输的用于左眼的图像光的偏光状态的区域，并可以被设置使得用于左眼的图像光可以进入。例如，如果在图像产生层(13)中的用于右眼和左眼的图像产生区域被以如图2的形式设置，据此，所述偏光控制区域(AR,AL)可以以如图4的形式设置，以及如果图像产生区域(UR,UL)以如图3设置，据此，所述偏光控制区域(AR,AL)可以如图5的形式设置，但并不限于此。
在经过所述偏光控制层(15)之后，用于右眼和左眼的图像光具有彼此不同的偏光状态。在一个实施方式中，所述用于右眼和左眼的图像光可以包括线性偏振以具有基本彼此垂直的方向的光，或者可以包括左旋圆偏振光或右旋圆偏振光。
如图1示意性地显示，延迟膜(16)被设置在所述显示器(1)中的图像产生部件与观众(17)之间。所述延迟膜(16)具有厚度方向的相位差，以及设置其使得当将图像信号传送至观众(17)时图像信号可以按照其厚度方向经过膜(16)。如图1所示，在立体图像显示器为偏光眼镜型显示器的情况下，通过被附到图像显示部件的偏光控制层(15)上可以集成所述延迟膜(16)，或者可以附到观众(17)戴的偏光眼镜上。
在图1的显示器(1)中，所述偏光控制层(15)包括用于右眼和左眼的图像光的偏光控制区域(AR,AL)，以及所述用于右眼和左眼的图像光在经过控制层(15)之后可以线性地偏振以具有彼此基本垂直的方向，或者可以左旋圆偏振和右旋圆偏振。
在一个实施方式中，当用于右眼和左眼的图像光分别为左旋圆偏振光或右旋圆偏振光时，偏光控制层可以包括用于右眼的图像光的偏光控制区域和用于左眼的图像光的偏光控制区域，并且所述控制层还包括同时设置在用于右眼和左眼的图像光的偏光控制区域上的λ/4波长层，而且在用于右眼的图像光的偏光控制区域中的λ/4波长层和在用于左眼的图像光的偏光控制区域中的λ/4波长层还可以具有彼此不同的光轴。在此，所述光轴可以表示为当入射光经过相应的区域时的快轴或慢轴。在用于右眼的图像光的偏光控制区域中的λ/4波长层的光轴和在用于左眼的图像光的偏光控制区域中的λ/4波长层的光轴可以彼此形成90度的角度。在下文中，如上所述的偏光控制层可以称作“图形化的λ/4波长层”。在另一个实施方式中，产生左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的偏光控制层可以包括用于右眼的图像光的偏光控制区域和用于左眼的图像光的偏光控制区域，并且所述控制层还包括在用于右眼和左眼的图像光的偏光控制区域中的λ/4波长层和仅在用于右眼和左眼的图像光的偏光控制区域的任一区域中的λ/2波长层。在下文中，这种偏光控制层可以称作“(λ/2+λ/4)波长层”。此外，λ/4波长层的定义与上述相同，以及在此使用的术语“λ/2波长层”表示能够将入射光的相延迟至所述入射光波长的1/2波长的程度的相延迟元件。
当从所述偏光控制层发出的图像信号包括上述的左旋圆偏振光和右旋圆偏振光时，为了适当地观看所述图像信号，观众可以戴偏光眼镜，其包括用于右眼和左眼的镜片，所述用于右眼和左眼的镜片分别包括λ/4波长层和偏光板。在下文中，包括如上所述的λ/4波长层的偏光眼镜可以称作圆偏光眼镜。此外，在一个实施方式中，当观众戴眼镜时，在圆偏光眼镜中的用于右眼和左眼的镜片可以分别从观众侧起依序包括镜片、偏光板和λ/4波长层。此外，通过佩戴偏光眼镜还可以观看如上所述的图像信号，所述偏光眼镜包括用于右眼和左眼的镜片，所述用于右眼和左眼的镜片包括偏光板。在下文中，这种偏光眼镜可以称作线性偏光眼镜。可以如上所述控制在圆偏光眼镜和线性偏光眼镜中的波长层的光轴和偏光板的吸收轴。
在所述偏光眼镜型显示器中，当所述偏光控制层为(λ/2+λ/4)波长层时，所述延迟膜可以为+C板或+B板。
在本说明书中，当所述偏光控制层为(λ/2+λ/4)波长层时，已经经过偏光控制层中的只有λ/4波长层存在的区域的光可以称作用于右眼的图像光；以及已经经过偏光控制层中的同时存在λ/2波长层和λ/4波长层的区域的光可以称作用于左眼的图像光。
如上所述，在所述延迟膜为+C板的情况下，根据式6或式7确定的厚度方向的相位差可以为，例如，约50nm至270nm。优选地，可以根据式6控制+C板中的用于右眼的图像光经过的区域的厚度方向的相位差，以及可以为，例如，140nm至200nm，且优选为150nm至190nm。此外，可以根据式7控制用于左眼的图像光经过的区域的厚度方向的相位差，以及可以为，例如，60nm至120nm，且优选为70nm至110nm。此外，在这种情况下，优选的是，观众佩戴上述圆偏光眼镜观看所述立体图像显示器，但并不限于此。此外，只要上述延迟膜被设置在图像显示部件与观众之间即可，其位置就不受特别限制。例如，其可以被附到图像显示部件中的偏光控制层上或偏光眼镜的前面。然而，如果用于右眼的图像光和用于左眼的图像光具有彼此不同的厚度方向的相位差，为了方便起见，所述延迟膜优选被附到偏光眼镜的前面。然而，即使在上述情况下，还可以使所述延迟膜本身图形化并被集成到显示器上，而无需将其附到偏光眼镜的前面。
此外，如果所述延迟膜为+B板，根据公式确定的厚度方向的相位差可以为，例如，约50nm至350nm。此外，在这种情况下，+B板的面内方向上的相位差(Rin)可以为，例如，约120nm至160nm。优选地，可以根据式8控制+B板中的用于右眼的图像光经过的区域的厚度方向的相位差，以及可以为，例如，150nm至350nm，且优选为200nm至300nm。此外，可以根据式9控制+B板中的用于左眼的图像光经过的区域的厚度方向的相位差，以及可以为，例如，50nm至250nm，且优选为100nm至150nm。在这种情况下，优选的是，用于左眼的图像光经过的区域和用于右眼的图像光经过的区域具有彼此不同的厚度方向的相位差。此外，在这种情况下，优选的是，观众佩戴线性偏光眼镜观看所述立体图像显示器，但并不限于此。此外，用于设置上述延迟膜的位置可以与上述相同。
在偏光眼镜型显示器中，如果所述偏光控制层为图形化的λ/4波长层，则所述延迟膜可以为+C板或+B板，但是更优选为+C板。
在本说明书中，当所述偏光控制层为图形化的λ/4波长层时，已经经过具有彼此不同光轴的λ/4波长层中的任一λ/4波长层的光可以称作用于右眼的图像光，而已经经过具有彼此不同的光轴的λ/4波长层中的其它任一λ/4波长层的光可以称作用于左眼的图像光。
如上所述，当所述延迟膜为+C板时，根据公式确定的厚度方向的相位差可以为，例如，约30nm至350nm。优选地，可以根据式6控制+C板中的用于右眼的图像光经过的区域的厚度方向的相位差，以及，例如，可以为150nm至350nm，且优选为200nm至300nm。此外，可以根据式6控制用于左眼的图像光经过的区域的厚度方向的相位差，以及，例如，可以为50nm至250nm，且优选为100nm至150nm。此外，在这种情况下，优选的是，观众佩戴所述圆偏光眼镜观看所述立体图像显示器，但并不限于此。此外，用于设置上述延迟膜的位置可以与上述相同。
在如图1所示的偏光眼镜型显示器中，当所述偏光控制层产生线性偏振光以具有彼此基本垂直的方向时，所述偏光控制层可以包括用于右眼的图像光的偏光控制区域和用于左眼的图像光的偏光控制区域，并且所述控制层可以包括仅设置在用于右眼和左眼的偏光控制区域的任一区域上的λ/2波长层。如上所述的偏光控制层可以称作“图形化的λ/2波长层”。
在偏光眼镜型显示器中，当所述偏光控制层为图形化的λ/2波长层时，所述延迟膜可以为+C板或+B板，但是更优选为+B板。
在本说明书中，当所述偏光控制层为图形化的λ/2波长层时，已经经过偏光控制层中的不存在λ/2波长层的区域的光可以称作用于右眼的图像光，而已经经过偏光控制层中的存在λ/2波长层的区域的光可以称作用于左眼的图像光。
在此，根据公式确定的+B板的厚度方向的相位差可以为，例如，约50nm至350nm。此外，在这种情况下，+B板的面内方向的相位差(Rin)可以为，例如，约120nm至160nm。优选地，可以根据式10控制穿过+B板中的用于右眼的图像光经过的区域的厚度方向的相位差，以及，例如，可以为150nm至350nm，且优选为200nm至300nm。此外，可以根据式11控制用于左眼的图像光经过的区域的厚度方向的相位差，以及，例如，可以为50nm至250nm，且优选为100nm至200nm。此外，在这种情况下，优选的是，观众佩戴上述圆偏光眼镜观看所述立体图像显示器，但并不限于此。此外，用于设置上述延迟膜的位置可以与上述相同。
可以用于上述说明中的延迟膜不特别限于任何特定的种类，并且可以使用本领域中已知的多种延迟膜，只要它们表示如上所述的相位差特征即可。在一个实施方式中，所述延迟膜可以为液晶膜或常规的聚合物膜。在聚合物膜的情况下，其可以为其中通过单轴或双轴拉伸控制厚度方向的相位差的聚合物膜。
本发明还涉及一种用于立体图像显示器的滤光片，其包括：偏光控制层，所述偏光控制层能够控制包括用于右眼的图像光和用于左眼的图像光的图像信号使得用于右眼的图像光和用于左眼的图像光具有彼此不同的偏光状态，以及然后，如果所述图像信号进入时，其能够将它们发射出去；和延迟膜，所述延迟膜被附在所述控制层的侧面，所述图像光从其中发射，以及其还具有厚度方向的相位差。
所述滤光片，具有类似于如上所述的用于提高图像质量的延迟膜的形状的滤光片，通过附到偏光控制层上而被集成，以及可以应用到上述偏光眼镜型立体图像显示器中。图6表示一个说明性的滤光片(6)，其中，将所述延迟膜(16)附到所述偏光控制层(15)上。图6中的箭头表示当所述立体图像显示器运行时包括用于左眼和右眼的图像光的图像信号经过的方向。
因此，上述的情况可以类似地应用于具体种类的延迟膜或值(例如相位差)。
例如，在所述滤光片中包含的延迟膜为+C板，其相位差可以符合式6或式7的关系，或者+B板，其相位差可以符合下面的式8至式11的任一关系。
[式6]
YL或YR＝0.0201X2-0.0398X+0.0339≤0.5
[式7]
YL＝0.0192X2-0.0763X+0.0899≤0.5
[式8]
YR＝(9.24×10-7)X2-0.000236X+0.0288≤0.5
[式9]
YL＝(5.5×10-7)X2-0.000347X+0.067≤0.5
[式10]
YR＝(1.97×10-6)X2-0.000616X+0.0644≤0.5
[式11]
YL＝(1.99×10-6)X2-0.00125X+0.206≤0.5
在上述式中，式6和式7的X为+C板的厚度方向的相位差，以及式8至式11的X为+B板的厚度方向的相位差。
式6至式11中的YR和YL分别表示在应用了所述滤光片的立体图像显示器运行时，在左眼和右眼中的串扰比(Cd/m2)，以及所述值可以分别或同时，优选为0.3以下，更优选0.1以下，还更优选0.05以下，且最优选0.01以下。
此外，在所述滤光片中的偏光控制层可以由在上述的立体图像显示器中的偏光控制层组成，以及可以为，例如，上述图形化的λ/2或λ/4的波长层或(λ/2+λ/4)波长层。在立体图像显示器领域中，已知多种图形化的λ/2波长层、图形化的λ/4波长层或(λ/2+λ/4)波长层或者实现它们的方法，以及所有上述已知的方法可以用于构成偏光控制层。
在将滤光片应用到所述显示器的情况下，可以设置其使得所述偏光控制层被设置在由图像显示部件产生的图像信号进入的侧面上，以及已经经过偏光控制层的所述图像信号通过延迟膜被传输至观众侧。
此外，将所述延迟膜附到偏光控制层上的方法不受特别限制，以及所述滤光片可以为，例如，通过使用常规压敏粘合剂层压它们而制备。
本发明还涉及用于观看立体图像且具有用于右眼的镜片和用于左眼的镜片的偏光眼镜。用于右眼和左眼的镜片各自包括具有厚度方向的相位差的延迟膜和偏光板。
所述偏光眼镜可以用于观看从偏光眼镜型立体图像显示器中发出的图像。所述偏光眼镜可以为上述的圆偏光眼镜或线性偏光眼镜，在所述偏光眼镜的前面附有用于提高图像质量的延迟膜。图7为表示示意性的偏光眼镜的图。图7(A)表示包括设置在观众的左眼(LE)上的用于左眼的镜片(其包括偏光板(71L)和延迟膜(72L))和设置在右眼(RE)上的用于右眼的镜片(其包括偏光板(71R)和延迟膜(72R))。图7(A)和(B)中的箭头表示向观众显示的图像信号的方向。
因此，上述的情况可以类似地应用于具体种类的延迟膜或值(例如相位差)。
例如，在所述偏光眼镜中包含的延迟膜为+C板，其相位差可以符合式6或式7的关系，或者+B板，其相位差可以符合下面的式8至式11的任一关系。
[式6]
YL或YR＝0.0201X2-0.0398X+0.0339≤0.5
[式7]
YL＝0.0192X2-0.0763X+0.0899≤0.5
[式8]
YR＝(9.24×10-7)X2-0.000236X+0.0288≤0.5
[式9]
YL＝(5.5×10-7)X2-0.000347X+0.067≤0.5
[式10]
YR＝(1.97×10-6)X2-0.000616X+0.0644≤0.5
[式11]
YL＝(1.99×10-6)X2-0.00125X+0.206≤0.5
在上述式中，在式6和式7的X为+C板的厚度方向的相位差，以及在式8至式11的X为+B板的厚度方向的相位差。
式6至式11中的YR和YL分别表示在使用偏光眼镜观看立体图像的过程中，在左眼和右眼中的串扰比(Cd/m2)，以及所述值可以分别或同时，优选为0.3以下，更优选0.1以下，还更优选0.05以下，且最优选0.01以下。
此外，在所述偏光眼镜为圆偏光眼镜的情况下，用于左眼和右眼的镜片可以进一步包括λ/4波长层。在这种情况下，如上所述，在用于右眼和左眼的镜片中包括的偏光板的吸收轴可以以彼此平行的方向，以及在用于右眼和左眼的镜片中包括的λ/4波长层可以具有彼此不同的光轴。在其它实施方式中，在用于右眼和左眼的镜片中包括的偏光板的吸收轴可以具有彼此不同的方向，以及在用于右眼和左眼的镜片中包括的λ/4波长层可以具有彼此平行的光轴。
图7(B)为偏光眼镜的示意性的图，以及其表示包括设置在观众的左眼(LE)上的用于左眼的镜片(其包括偏光板(71L)、λ/4波长层(73L)和延迟膜(72L))和设置在右眼(RE)上的用于右眼的镜片(其包括偏光板(71R)、λ/4波长层(73R)和延迟膜(72R))。
本发明还涉及一种用于提高由图像显示部件显示的立体图像的质量的方法，所述图像显示部件能够产生包括分别被观众右眼和左眼观看到的用于右眼和左眼的图像光的图像信号，然后将它们传送至观众侧。所述方法包括如下步骤：设置具有厚度方向的相位差的延迟膜，以使得从图像显示部件的发出的图像信号可以以厚度方向经过所述延迟膜，然后被传送至观众侧。
在一个实施方式中，用于提高立体图像的质量的方法可以为用于制备立体图像显示器、滤光片或偏光眼镜的方法，其中，可以通过将延迟膜设置在图像显示部件与观众之间而提高立体图像的质量，或者使用所述立体图像显示器的方法，其中，观众佩戴偏光眼镜，然后观看立体图像。
因此，上述的情况可以类似的应用于具体种类的延迟膜、相位差值和上述方法中的显示器或眼镜中的设置。
例如，在所述方法中包括的延迟膜为+C板，其相位差可以符合式6或式7的关系，或者+B板，其相位差可以符合式8至式11的任一关系。
[式6]
YL或YR＝0.0201X2-0.0398X+0.0339≤0.5
[式7]
YL＝0.0192X2-0.0763X+0.0899≤0.5
[式8]
YR＝(9.24×10-7)X2-0.000236X+0.0288≤0.5
[式9]
YL＝(5.5×10-7)X2-0.000347X+0.067≤0.5
[式10]
YR＝(1.97×10-6)X2-0.000616X+0.0644≤0.5
[式11]
YL＝(1.99×10-6)X2-0.00125X+0.206≤0.5
在上述式中，在式6和式7的X为+C板的厚度方向的相位差，以及在式8至式11的X为+B板的厚度方向的相位差。
在式6至式11中的YR和YL分别表示当所述立体图像显示器运行时，在左眼和右眼中的串扰比(Cd/m2)，以及所述值可以分别或同时，优选为0.3以下，更优选0.1以下，还更优选0.05以下，且最优选0.01以下。
在所述方法为制备立体图像显示器、滤光片或偏光眼镜等的方法的情况下，只要所述方法包括将所述延迟膜设置在合适的位置即可，其它具体的步骤或使用的元件的种类等不受特别限制，以及在本领域内已知的所有常规的内容可以应用于此。
有益效果
本发明可以提供一种立体图像显示器、一种用于立体图像显示器的滤光片、用于观看立体图像的偏光眼镜或一种用于提高立体图像的质量的方法，所述立体图像显示器能够防止串扰或视角减小，并且还防止在显示立体图像时亮度的下降，同时提高图像质量(例如，对比度)。
附图说明
图1为描述一个示意性的显示器的剖视图。
图2和3为示意性描述在立体图像显示器中的用于右眼和左眼的图像产生区域的配置的图。
图4和5为示意性描述在立体图像显示器偏光控制层中的用于右眼和左眼的偏光控制区域的配置的图。
图6为描述用于立体图像显示器的示意性的滤光片的图。
图7为描述用于观看立体图像的示意性的偏光眼镜的图。
图8至16为用于说明测量结果的图。
具体实施方式
通过根据本发明的实施例和没有根据本发明的对比实施例将详细地描述本发明，但是本发明并不限于下面的实施例。
在本说明书中，物理性能通过下面描述的方法测量。
1、延迟膜的相位差
延迟膜的相位差可以使用波长为550nm或589nm的光测量。相位差可以由延迟膜的十六个穆勒矩阵得到，其通过Axoscan(由Axomatrics生产)测量的，Axoscan是一种能够根据制造商的说明书测量十六个穆勒矩阵的仪器。
2、评估串扰比的方法
立体图像显示器的串扰比可以定义为暗态与亮态之间亮度的比率。根据立体图像显示器的种类，在本领域内已知多种测量串扰比的方法。例如，在使用偏光眼镜型立体图像显示器的实施例中的串扰比可以通过下面的方法测量。首先，用于观看立体图像的偏光眼镜被设置在立体图像显示器的常规的观看点。如上所述，所述常规的观看点为距离所述显示器的中心点为所述显示器的水平长度的3/2倍的点。所述偏光眼镜以如下条件设置：在常规的观看点，它们朝向所述显示器的中心。所述水平长度可以为相对于观看所述立体图像的观众，所述显示器的水平方向的长度，即，可以为所述显示器的横向宽度。在上述配置中，在所述显示器显示用于左眼的图像的状态下，亮度测量仪(SR-U2光度计)被分别设置在偏光眼镜的用于左眼和右眼的镜片后面，然后，测量在左眼镜片后的亮度和用于右眼的镜片后面的亮度。如上所述，用于左眼的镜片后面的亮度为亮态的亮度，以及在用于右眼的镜片后面测量的亮度为暗态的亮度。在测量亮度之后，计算暗态的亮度相对于亮态的亮度的比率([暗态的亮度]/[亮态的亮度])，其可以称作左眼中的串扰比(YL)。此外，可以通过与上所述的相同的方法测量右眼中的串扰比(YR)，具体而言，其可以通过测量在所述立体图像显示器显示用于右眼的图像的状态下的亮态和暗态的亮度而计算的。在这种情况下，用于右眼的镜片后面的亮度为亮态的亮度，以及在用于左眼的镜片后面测量的亮度为暗态的亮度。此外，比率([暗态的亮度/亮态的亮度])可以同样地称作串扰比(YR)。
3、评估根据水平视角的串扰比的方法
通过下面的方法可以评估根据水平视角的串扰比。如在上述项目2中所描述的用于评估串扰比的方法，所述用于观看立体图像的偏光眼镜被设置在所述显示器的常规观看点上，然后，通过参照观众在水平方向上在0至80度范围内以5度为间隔改变观看角度，通过如在项目2中所述的相同的方法测量串扰比(YL和YR)。在此，通过测量使得观众的视线从水平方向的基线(0度)相对于当观众在常规的观看点观看所述显示器的中心时观众的视线的角度的变化的角度得到观看角。此外，在上述项目2中的串扰比为在0度的观看角测量的值。
4、评估根据水平视角的亮度与串扰的方法
如在上述项目3中所描述的用于测量串扰比的方法，所述用于观看立体图像的偏光眼镜被设置在所述显示器的常规观看点上，然后，通过参照观众在水平方向上在0至80度范围内以5度为间隔改变观看角度，通过如在项目2中所述的相同的方法测量根据水平视角的串扰亮度。由式12计算根据水平视角的左眼中的串扰亮度(CR左)，以及由式13计算根据水平视角的右眼中的串扰亮度(CR右)。
[式12]
CR左＝经过偏光眼镜中的用于左眼的区域的用于左眼的图像光的亮度/左眼中的串扰比(YL)
[式13]
CR右＝经过偏光眼镜中的用于右眼的区域的用于右眼的图像光的亮度/右眼中的串扰比(YR)
实施例1
制备具有在图1中所表示的结构且包括偏光控制层(图1中的15)((λ/2+λ/4)波长层)的显示器。在所述偏光控制层(图1中的15)((λ/2+λ/4)波长层)中，具有与偏光板(图1中的14)的透光轴成45度的慢轴的λ/4波长层被设置在用于右眼的图像光的偏光控制区域(图1的15中的R)中；以及具有与偏光板(图1中的14)的透光轴成-45度的慢轴的λ/2波长层和具有与偏光板(图1中的14)的透光轴成45度的慢轴的λ/4波长层被设置在用于左眼的图像光的偏光控制区域(图1的15中的L)中。然后，使用具有用于右眼和左眼的镜片的偏光眼镜(圆偏光眼镜)观看从立体图像显示器发出的图像，在所述偏光眼镜中，具有与偏光板(图1中的14)的透光轴成90度的透光轴的偏光膜、具有与偏光板(图1中的14)的透光轴成45度的慢轴的λ/4波长层和+C板依次被附到用于右眼的镜片上，以及具有与偏光板(图1中的14)的透光轴成90度的透光轴的偏光膜、具有与偏光板(图1中的14)的透光轴成-45度的慢轴的λ/4波长层和+C板依次被附在用于左眼的镜片上。在上述步骤中，通过改变附到用于左眼和右眼的镜片上的+C板的厚度方向的相位差，测量在左眼或右眼中的串扰比，以及结果示于图8中。所述+C板为常规的液晶型延迟膜，其中，使用通过使用垂直取向的光可固化的液晶制备的且具有0.1的双折射(Δn)的延迟膜。图8(a)表示在上述情形下的左眼中的串扰比(YL)，其中，x轴表示+C板的厚度方向的相位差(单位：nm)，以及y轴表示串扰比(Cd/m2)。此外，图8(b)表示右眼中的串扰比(YR)，其中，x轴表示+C板的厚度方向的相位差(单位：nm)，以及y轴表示串扰比(Cd/m2)。
实施例2
除了考虑到实施例1的结果，将厚度方向的相位差为170nm的+C板(通过以1.7μm的厚度涂布具有0.1的双折射(Δn)的垂直取向的光可固化的液晶制备的液晶型延迟膜)附到用于右眼的镜片上，以及将厚度方向的相位差为90nm的+C板(通过以0.9μm的厚度涂布具有0.1的双折射(Δn)的垂直取向的光可固化的液晶制备的液晶型延迟膜)附到用于左眼的镜片上之外，通过与实施例1相同的方法制备立体图像显示器和偏光眼镜。
对比实施例1
除了不将+C板附到用于右眼和左眼的镜片上之外，以与实施例2相同的方法制备立体图像显示器和偏光眼镜。
实验实施例1
当使用在实施例2和对比实施例1中的显示器时，通过上述方法测量用于左眼的图像光和用于右眼的图像光根据水平视角的串扰比，并示于图9中。图9(a)表示在根据水平视角的左眼中的串扰比，其中，x轴表示水平视角(单位：度)，以及y轴表示串扰比(Cd/m2)。图9(b)表示根据水平视角的右眼中的串扰比，其中，x轴表示水平视角(单位：度)，以及y轴表示串扰比(Cd/m2)。在各图中，虚线表示对比实施例1的结果，以及实线表示实施例2的结果。
实验实施例2
在使用实施例2和对比实施例1的显示器的过程中，通过上述方法测量由根据水平视角的串扰产生的亮度，以及示于图10中。在图10(a)中，x轴表示水平视角(单位：度)，以及y轴表示亮度(CR左)。在图10(b)中，x轴表示水平视角(单位：度)，以及y轴表示亮度(CR右)。在各图中，虚线表示对比实施例1的结果，以及实线表示实施例2的结果。
实施例3
除了制备下述偏光眼镜(线性偏光眼镜)之外，通过与实施例1相同的方法制备立体图像显示器和偏光眼镜并观看从制备的显示器发出的图像，所述偏光眼镜包括用于右眼和左眼的镜片，其中具有与偏光板(图1中的14)的透光轴成90度的透光轴的偏光膜和具有140nm的面内方向的相位差(Rin)的+B板依次被附在用于右眼的镜片上；以及具有与偏光板(图1中的14)的透光轴成90度的透光轴的偏光膜和具有140nm的面内方向的相位差(Rin)的+B板依次被附在用于左眼的镜片上。在上述观看步骤中，通过改变附到用于左眼和右眼的镜片上的+B板的厚度方向的相位差，通过上述方法测量在左眼或右眼中观看到的串扰比，以及结果示于图11中。作为+B板，使用通常被用作+B板的COP(环烯烃聚合物)延迟膜。图11(a)表示左眼中的串扰比(YL)，其中，x轴表示+B板的厚度方向的相位差(单位：nm)，以及y轴表示串扰比(Cd/m2)。此外，图11(b)表示右眼中的串扰比(YR)，其中，x轴表示+B板的厚度方向的相位差(单位：nm)，以及y轴表示串扰比(Cd/m2)。
实施例4
除了考虑到实施例3的结果，将厚度方向的相位差为240nm且面内方向的相位差为137.5nm的+B板(COP(环烯烃聚合物)延迟膜(厚度80μm))附到用于右眼的镜片上，以及将厚度方向的相位差为130nm且面内方向的相位差为137.5nm的+B板(COP(环烯烃聚合物)延迟膜(厚度：80μm))附到用于左眼的镜片上之外，通过与实施例3相同的方法制备立体图像显示器和偏光眼镜。
对比实施例2
除了不将+B板附到用于右眼和左眼的镜片上之外，以与实施例4相同的方法构成立体图像显示器和偏光眼镜。
实验实施例3
在使用实施例4和对比实施例2的显示器的过程中，通过上述方法测量用于左眼的图像光和用于右眼的图像光根据水平视角的串扰比，并示于图12中。图12(a)表示在根据水平视角的左眼中的串扰比(YL)，其中，x轴表示水平视角(单位：度)，以及y轴表示串扰比(Cd/m2)。图12(b)表示根据水平视角的右眼中的串扰比(YR)，其中，x轴表示水平视角(单位：度)，以及y轴表示串扰比(Cd/m2)。在各图中，虚线表示对比实施例2的结果，以及实线表示实施例4的结果。
实验实施例4
在使用实施例4和对比实施例2的显示器的过程中，通过上述方法测量用于左眼的图像光和用于右眼的图像光因根据水平视角的串扰而产生的亮度，并示于图13中。在图13(a)中，x轴表示水平视角(单位：度)，以及y轴表示亮度(CR左)。在图13(b)中，x轴表示水平视角(单位：度)，以及y轴表示亮度(CR右)。在各图中，虚线表示对比实施例2的结果，以及实线表示实施例4的结果。
实施例5
通过将具有140nm的面内方向的相位差的+B板附到所述偏光控制层的前面而制备包括偏光控制层(图1中的15)(图形化的λ/2波长层)且具有图1所示的结构的显示器，其中，具有与偏光板(图1中的14)的透光轴成-45度的慢轴的λ/2波长层仅存在于用于左眼的图像光的偏光控制区域(图1中的15的L)上。然后，使用具有用于右眼和左眼的镜片的偏光眼镜(圆偏光眼镜)观看从显示器中发出的图像，在所述偏光眼镜中，具有与偏光板(图1中的14)的透光轴成90度的透光轴的偏光膜和具有与偏光板(图1中的14)的透光轴成45度的慢轴的λ/4波长层依次被附到用于右眼的镜片上；以及具有与偏光板(图1中的14)的透光轴成90度透光轴的偏光膜和具有与偏光板(图1中的14)的透光轴成-45度的慢轴的λ/4波长层依次被附到用于左眼的镜片上。在上述观看步骤中，通过改变附到偏光控制层前面的+B板的厚度方向的相位差，测量在左眼或右眼中观看到的串扰比，以及结果示于图14中。在此，作为+B板，使用通常被用作+B板的COP(环烯烃聚合物)延迟膜。在图14中，虚线表示左眼中的串扰比(YL)(Cd/m2)，以及实线表示右眼的串扰比(YR)(Cd/m2)，其中，x轴表示+B板的厚度方向的相位差(单位：×100nm)，以及y轴表示串扰比(Cd/m2)。
实施例6
除了考虑实施例5的结果，将具有137.5nm的面内方向的相位差和210nm的厚度方向的相位差的+B板(COP(环烯烃聚合物)延迟膜(厚度：80μm))附到所述装置中的偏光控制层的前面之外，以与实施例5相同的方法制备立体图像显示器和偏光眼镜。
对比实施例3
除了不将+B板附到其上之外，通过与实施例6相同的方法构成立体图像显示器和偏光眼镜。
实验实施例5
在使用实施例6和对比实施例3的显示器的过程中，通过上述方法测量用于左眼的图像光和用于右眼的图像光根据水平视角的串扰比，并示于图15中。在图15(a)中，x轴表示水平视角(单位：度)，以及y轴表示左眼中的串扰比(YL)(Cd/m2)。在图15(b)中，x轴表示水平视角(单位：度)，以及y轴表示串扰比(YR)(Cd/m2)。在各图中，虚线表示对比实施例3的结果，以及实线表示实施例6的结果。
实验实施例6
在使用实施例6和对比实施例3的显示器的过程中，通过上述方法测量用于左眼的图像光和用于右眼的图像光根据水平视角的串扰的亮度，并示于图16中。在图16(a)中，x轴表示水平视角(单位：度)，以及y轴表示亮度(CR左)。在图16(b)中，x轴表示水平视角(单位：度)，以及y轴表示亮度(CR右)。在各图中，虚线表示对比实施例3的结果，以及实线表示实施例6的结果。
附图标记
1：立体影像显示器
11：光源12、14：偏光板
13：图像产生层
15：偏光控制层
16：延迟膜
UR：用于右眼的图像光的产生区域
UL：用于左眼的图像光的产生区域
AR：用于右眼的图像光的偏光控制区域
AL：用于左眼的图像光的偏光控制区域
6：滤光片
LE：左眼RE：右眼
71L,71R：偏光板
72L,72R：延迟膜
73L,73R：λ/4波长层

Claims (4)

1.一种立体图像显示器，其包括：
图像显示部件，所述图像显示部件包括图像产生部件，所述图像产生部件能够产生包括用于右眼的图像光和用于左眼的图像光的图像信号，以及还能够将它们传送至观众侧；和偏光控制层，所述偏光控制层在所述图像产生部件的观众侧，以及，如果所述图像信号进入其中时，所述偏光控制层能够控制它们使得用于右眼的图像光和用于左眼的图像光具有彼此不同的偏光状态，还能够将它们传送至观众侧，所述偏光控制层包括用于右眼的图像光的偏光控制区域和用于左眼的图像光的偏光控制区域，并且还包括在用于右眼和左眼的图像光的偏光控制区域上的λ/4波长层，和仅在用于右眼和左眼的图像光的偏光控制区域的任一区域上的λ/2波长层，和
+C板，设置其使得来自所述图像显示部件的图像信号按照厚度方向经过所述+C板，然后被传送至观众侧，所述+C板的厚度方向的相位差为50nm至270nm。
2.根据权利要求1所述的立体图像显示器，其中，用于右眼的图像光经过的+C板中的区域的厚度方向的相位差为140nm至200nm，以及用于左眼的图像光经过的+C板中的区域的厚度方向的相位差为60nm至120nm。
3.一种用于立体图像显示器的滤光片，其包括：
偏光控制层，如果包括用于右眼的图像光和用于左眼的图像光的图像信号进入其中时，所述偏光控制层能够控制它们使得用于右眼的图像光和用于左眼的图像光具有彼此不同的偏光状态，并且还能够发射它们，以及所述偏光控制层包括用于右眼的图像光的偏光控制区域和用于左眼的图像光的偏光控制区域，并且还包括在用于右眼和左眼的图像光的偏光控制区域上的λ/4波长层和仅在用于右眼和左眼的图像光的偏光控制区域的任一区域上的λ/2波长层，和
+C板，所述+C板被附在所述偏光控制层的侧面，所述图像信号从所述+C板发射，并且所述+C板的厚度方向的相位差为50nm至270nm。
4.一种用于提高由图像显示部件显示的立体图像的质量的方法，所述图像显示部件包括：图像产生部件，所述图像产生部件能够产生包括用于右眼的图像光和用于左眼的图像光的图像信号，以及还能够将它们传送至观众侧；和偏光控制层，所述偏光控制层在所述图像产生部件的观众侧，以及，如果所述图像信号进入其中时，所述偏光控制层能够控制它们使得用于右眼的图像光和用于左眼的图像光具有彼此不同的偏光状态，还能够将它们传送至观众侧，所述偏光控制层包括用于右眼的图像光的偏光控制区域和用于左眼的图像光的偏光控制区域，并且还包括在用于右眼和左眼的图像光的偏光控制区域上的λ/4波长层，和仅在用于右眼和左眼的图像光的偏光控制区域的任一区域上的λ/2波长层，
所述方法包括设置厚度方向的相位差为50nm至270nm的+C板，以使得从所述图像显示部件发出的图像信号以厚度方向经过所述+C板，然后被传送至观众侧。
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