CN105683814A - 立体显示装置 - Google Patents

Abstract

能实现观察者能容易地校正用于立体显示的设定的立体显示装置的构成。立体显示装置(1)具备：显示面板(10)，其显示图像；开关液晶面板(20)，其与显示面板(10)重叠地配置；位置传感器，其取得观察者的位置信息；以及控制部，其使沿着规定的排列方向周期性地形成透射区域和非透射区域的视差屏障显示于开关液晶面板(20)。控制部至少具有作为动作模式的跟踪模式和校准模式，在跟踪模式下，根据位置信息使视差屏障沿着排列方向移动而显示于开关液晶面板(20)，校准模式用于校准位置信息的基准位置。控制部使跟踪模式的视差屏障的透射区域的宽度和校准模式的视差屏障的透射区域的宽度为相互不同的宽度。

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

作为能够用裸眼观赏的立体显示装置，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。

另外，已提出在液晶面板中形成视差屏障并按照观察者的位置使视差屏障移动的屏障分割开关液晶显示器(SW-LCD)方式。

在SW-LCD方式中，当存在照相机(位置传感器)的设置偏差、显示面板和开关液晶面板的贴合偏差等时，相对于观察者的位置，视差屏障不能显示在正确的位置。因此，在SW-LCD方式中，需要通过校准(calibration)这些偏差来进行校正。

在特开平9-149433号公报中，公开了对具备追随观察者的位置的追随系统和根据追随系统控制观察区的方向的控制器的、形成能操纵的观察区的观察者追随显示器进行校准的方法。该方法包含：在多个方向按顺序操纵观察区的步骤；确定对各方向的最佳观察位置的步骤；由追随系统决定各最佳观察位置的步骤；以及在控制器中将决定的最佳观察位置与对应的方向关联起来的步骤。

发明内容

如特开平9-149433号公报记载的方法那样，仅从照射到左右眼的光的强度、最小化的串扰来说，不习惯立体显示装置的观察者确定最佳位置是困难的。

本发明的目的是实现观察者能容易地校正用于立体显示的设定的立体显示装置的构成。

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，其与上述显示面板重叠地配置；位置传感器，其取得观察者的位置信息；以及控制部，其使沿着规定的排列方向周期性地形成透射区域和非透射区域的视差屏障显示于上述开关液晶面板。上述控制部至少具有作为动作模式的跟踪模式和校准模式，在上述跟踪模式下，根据上述位置信息使上述视差屏障沿着上述排列方向移动而显示于上述开关液晶面板，上述校准模式用于校准上述位置信息的基准位置，上述控制部使上述跟踪模式的上述视差屏障的透射区域的宽度和上述校准模式的上述视差屏障的透射区域的宽度为相互不同的宽度。

根据本发明，能实现观察者能容易地校正用于立体显示的设定的立体显示装置的构成。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的立体显示装置的构成的示意性截面图。

图2是表示本发明的第1实施方式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实施方式的立体显示装置进行的立体显示的原理的图。

图6A是表示开关液晶面板的第1基板的构成的俯视图。

图6B是表示开关液晶面板的第2基板的构成的俯视图。

图7是表示本发明的第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10是表示立体显示装置和观察者的位置关系的示意图。

图11A是示意性地表示当观察者位于图10的区域G时，开关液晶面板显示的屏障点亮状态的截面图。

图11B是示意性地表示当观察者位于图10的区域F时，开关液晶面板显示的屏障点亮状态的截面图。

图12A是示意性表示狭缝宽度小于开口的宽度的情况的图。

图12B是示意性表示狭缝宽度大致等于开口的宽度的情况的图。

图12C是示意性表示狭缝宽度大于开口的宽度的情况的图。

图13是示意性地表示狭缝宽度与立体显示装置的亮度特性的关系的图。

图14是表示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15是表示左眼的串扰XT(L)和右眼的串扰XT(R)的角度特性的图。

图16是示意性地表示狭缝宽度和立体显示装置的串扰特性的关系的图。

图17A是示意性地表示跟踪模式的开关液晶面板的屏障点亮状态之一的截面图。

图17B是示意性地表示校准模式的开关液晶面板的屏障点亮状态之一的截面图。

图18是表示立体显示装置的串扰特性的图。

图19A是用于说明校准模式的动作的一例的图。

图19B是用于说明校准模式的动作的一例的图。

图19C是用于说明校准模式的动作的一例的图。

图20A是校准用的参照图像的一例。

图20B是用于说明校准用的参照图像的图。

图20C是用于说明校准用的参照图像的图。

图21A是校准用的参照图像的另一例。

图21B是用于说明校准用的参照图像的图。

图21C是用于说明校准用的参照图像的图。

图22是用于说明校准模式的动作的另一例的图。

图23A是示意性地表示跟踪模式的开关液晶面板的屏障点亮状态之一的截面图。

图23B是示意性地表示校准模式的一例的开关液晶面板的屏障点亮状态之一的截面图。

图23C是示意性地表示校准模式的另一例的开关液晶面板的屏障点亮状态之一的截面图。

图24是表示立体显示装置的亮度特性的图。

图25A是用于说明校准模式的动作的一例的图。

图25B是用于说明校准模式的动作的一例的图。

图26是表示本发明的第3实施方式的立体显示装置的功能性构成的框图。

图27A是本发明的第4实施方式中使用的校准用的参照图像的一例。

图27B是用于说明校准用的参照图像的图。

图28是用于说明本发明的第4实施方式的校准的原理的图。

图29A是示意性地表示观察者的右眼处于串扰区域，左眼处于左图像区域的情况的图。

图29B是示意性地表示观察者的右眼和左眼均处于串扰区域的情况之一的图。

图29C是示意性地表示观察者的右眼和左眼均处于串扰区域的另一情况的图。

图30A是示意性地表示跟踪模式的右图像区域、左图像区域以及串扰区域的图。

图30B是示意性地表示校准模式的右图像区域、左图像区域以及串扰区域的图。

具体实施方式

本发明的一实施方式的立体显示装置具备：显示面板，其显示图像；开关液晶面板，其与显示面板重叠地配置；位置传感器，其取得观察者的位置信息；以及控制部，其使沿着规定的排列方向周期性地形成透射区域和非透射区域的视差屏障显示于开关液晶面板。控制部至少具有作为动作模式的跟踪模式和校准模式，在跟踪模式下，根据位置信息使视差屏障沿着排列方向移动而显示于开关液晶面板，校准模式用于校准位置信息的基准位置。控制部使跟踪模式的视差屏障的透射区域的宽度和校准模式的视差屏障的透射区域的宽度为相互不同的宽度。

根据上述构成，与显示面板重叠地配置开关液晶面板。在开关液晶面板上显示沿着规定的排列方向周期性地形成透射区域和非透射区域的视差屏障。由此，当观察者在适当的位置观察立体显示装置时，显示面板的一部分图像映射到右眼，显示面板的另一部分图像映射到左眼。由此，观察者能感受到立体感。

根据上述构成，控制部至少具有作为显示模式的跟踪模式和校准模式。控制部在跟踪模式下根据由位置传感器取得的观察者的位置信息，使视差屏障沿着排列方向移动而显示于开关液晶面板。由此，能将串扰维持在低的状态。

立体显示装置的亮度特性和串扰特性根据视差屏障的透射区域的宽度不同而变化。控制部使跟踪模式的视差屏障的透射区域的宽度和校准模式的视差屏障的透射区域的宽度为相互不同的宽度。

控制部进行设定，例如改变校准模式的透射区域的宽度，使串扰特性比跟踪模式的情况恶化。即，设定为当观察位置错开时串扰急剧恶化。或者，设定为改变校准模式的透射区域的宽度，使亮度特性比跟踪模式的情况恶化。即，设定为当观察位置错开时亮度急剧变化。由此，观察者能容易地确定适当的观察位置(基准位置)。

在上述第1构成中，也可以是，还具备输入装置，输入装置接收来自观察者的操作，控制部包含校准处理部，校准处理部在校准模式下基于对输入装置进行特定的操作时的位置信息，对位置信息的基准位置进行校准(第2构成)。

在上述第2构成中，也可以是，控制部还包含存储装置，校准处理部在校准模式下将对输入装置进行特定的操作时的位置信息存储在存储装置中，基于包含存储在存储装置中的位置信息的2个以上位置信息，对基准位置进行校准(第3构成)。

在上述第3构成中，优选校准处理部包含平均化电路，平均化电路将包含存储在存储装置中的位置信息的2个以上位置信息平均化。(第4构成)。

根据上述构成，2个以上位置信息被平均化，基于被平均化的位置信息对基准位置进行校准。因此，能进一步提高校正的精度。

在上述第1～第4构成的任一个构成中，也可以是，控制部使校准模式的视差屏障的透射区域的宽度大于跟踪模式的视差屏障的透射区域的宽度(第5构成)。

根据上述构成，校准模式的串扰特性比跟踪模式的串扰特性陡峭。

在上述第1～第4构成的任一个构成，也可以是，控制部使校准模式的视差屏障的透射区域的宽度小于跟踪模式的视差屏障的透射区域的宽度(第6构成)。

根据上述构成，校准模式的亮度特性比跟踪模式的亮度特性陡峭。

在上述第1～第6构成的任一个构成中，也可以是，控制部使在跟踪模式下透射区域的宽度与非透射区域的宽度相等(第7构成)。

在上述第1～第7构成的任一个构成中，优选开关液晶面板包含：液晶层；第1基板和第2基板，其夹着液晶层而相对；第1电极群，其形成于第1基板，包含沿着排列方向以规定间隔配置的多个电极；以及第2电极群，其形成于第2基板，包含沿着排列方向以规定间隔配置的多个电极，第1电极群和第2电极群以在排列方向上相互错开规定间隔的一半的方式配置(第8构成)。

根据上述构成，能将视差屏障以上述规定间隔的一半为最小单位进行移动。

在上述第1～第8构成的任一个构成中，也可以是，显示面板は是液晶显示面板(第9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是表示本发明的第1实施方式的立体显示装置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以及粘接树脂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，通过粘接树脂30贴合。

显示面板10具备TFT(ThinFilmTransistor：薄膜晶体管)基板11、CF(ColorFilter：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，操纵液晶层13的液晶分子的取向，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配置在观察者90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15及偏振板24的作用，形成遮挡光的非透射区域(屏障)和使光透射过的透射区域(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配置在开关液晶面板20的第1基板21的显示面板10侧的表面，并在偏振板15和CF基板12之间配置粘接树脂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是表示立体显示装置1的功能性构成的框图。立体显示装置1还具备控制部40、位置传感器41以及输入装置45。控制部40包含位置运算部42、开关液晶面板驱动部43、显示面板驱动部44、存储装置46、模式切换处理部47以及校准处理部48。

立体显示装置1具有作为显示模式的显示平面视频的2维显示模式、显示立体视频的3维显示模式以及用于校准3维显示的参数的校准模式。另外，立体显示装置1除了具有通常的3维显示模式以外，还具有后述的跟踪3维显示模式(跟踪模式)。

观察者90通过操作输入装置45能切换显示模式。输入装置45例如是远程控制器。当观察者90操作输入装置45来选择显示模式时，模式切换处理部47将选择的显示模式的信息(模式信息)存储在存储装置46中。

开关液晶面板驱动部43和显示面板驱动部44参照存储装置46中存储的模式信息，进行与模式信息相应的动作。

在2维显示模式中，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。开关液晶面板驱动部43使开关液晶面板20的整个面为透射状态，显示的图像直接显示在显示面板10上。

在3维显示模式和跟踪模式中，显示面板驱动部44使右眼用图像和左眼用图像在水平方向交替地显示于显示面板10的像素。开关液晶面板驱动部43使开关液晶面板20形成有遮挡光的屏障BR和使光透射过的狭缝SL。

接着，参照图2和图3说明跟踪模式的立体显示装置1的动作。图3是跟踪模式的立体显示装置1的处理的流程图。

首先，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将取得的位置信息提供给控制部40的位置运算部42。

位置运算部42对从位置传感器41提供的观察者90的位置信息进行解析，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由通过图像处理检测观察者90的眼睛的位置的眼睛跟踪系统进行。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。位置运算部42将算出的位置坐标提供给开关液晶面板驱动部43。

开关液晶面板驱动部43根据观察者90的位置坐标来决定开关液晶面板20的屏障点亮状态(步骤S3)。即，根据观察者90的位置坐标来决定屏障的位置和狭缝的位置。

开关液晶面板驱动部43驱动开关液晶面板20，使开关液晶面板20显示视差屏障(步骤S4)。以下，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(通常的3维模式)。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光的屏障BR和使光透射过的狭缝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。

此外，在将从显示面板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，且S2远远大于S1时，像素110的间隔PP与屏障BR的间隔φ为φ≒2×PP。

图4B是表示观察者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。即，产生串扰，观察者90无法感受到立体感。

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，会成为观察到本应处于远方的视频处于近前且观察到本应处于近前的视频反而处于远方的逆视状态，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。

这样，当观察者90移动时，能感受到立体感的正常区域、产生串扰的串扰区域和成为逆视状态的逆视区域会反复出现。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。

在跟踪模式中，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，能够使观察者90始终感受到立体感，能够不产生串扰和逆视状态。

在此，为了在适当的位置显示视差屏障，需要将观察者90的位置信息和视差屏障的位置适当地对应起来。因此，需要将使视差屏障移动时的基准位置与位置信息的基准位置适当地对应起来。例如，需要使视差屏障的中心和位置传感器的中心一致。

存储装置46(图2)存储使视差屏障移动时的基准位置的信息(基准位置信息)。开关液晶面板驱动部43基于存储装置46中存储的基准位置信息和从位置运算部42提供的位置信息，决定开关液晶面板20上显示的视差屏障的位置。

观察者90能将立体显示装置1的显示模式切换为校准模式来校准基准位置信息。观察者90根据通过显示面板10和输入装置45的对话型处理来校准基准位置信息。后面详细描述校准模式。

[开关液晶面板20的构成]

下面，说明开关液晶面板20的详细构成。

图6A是表示开关液晶面板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方向延伸且相互平行地配置。

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(ActiveArea)AA)的外侧。

图6B是表示开关液晶面板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V_A～V_L。更具体地说，6种信号V_B、V_D、V_F、V_H、V_J、V_L通过配线群212提供给第1电极群211。6种信号V_A、V_C、V_E、V_G、V_I、V_K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V_B、V_D、V_F、V_H、V_J、V_L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V_A、V_C、V_E、V_G、V_I、V_K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。如果列举更具体的构成的一例，可以是电极间距PP＝53.7μm，屏障间距BP＝17.92μm，电极的宽度W＝13.92μm，电极间的间隙S＝4μm，屏障移动间距BP/2＝8.96μm。

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(TwistedNematic)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(NormalyWhite)液晶。

如本实施方式的开关液晶面板20这样，作为取向膜的配置，优选采用透射率高的扭曲向列。另外，作为偏振板的配置，优选采用常白。这是因为常白液晶在2维显示模式下处于不被施加电压的状态，因此能削减功耗。

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(IndiumTinOxide：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(ChemicalVaporDeposition：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(FlexiblePrintedCircuit：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]

图10是表示立体显示装置1和观察者90的位置关系的示意图。如前所述，立体显示装置1利用位置传感器41取得观察者90的位置信息。立体显示装置1将观察者90的位置分割为图10所示的区域A～L这12个区域，显示与各区域相应的视差屏障。

图11A是示意性地表示当观察者90位于图10的区域G时，开关液晶面板20显示的屏障点亮状态的截面图。

控制部40(图2)使从第1电极群211和第2电极群221选择的一个电极群所包含的一部分电极和其它电极为相反极性。在图11A中，标注沙地图案而示意性示出极性不同的电极。后述的图11B中也是同样。

在区域G中，使第2电极群221所包含的电极221A、221C、221K和其它电极(电极221E、221G、221I以及电极211B～211L)相互成相反极性。

由此，在电极221A和电极211B之间产生电位差，其间的液晶层23的液晶分子在z方向取向。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221C与电极211D、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211D与电极221E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211D与电极221E俯视时重叠的部分形成狭缝SL。

同样地，在电极221E与电极211F、电极211F与电极221G、电极221G与电极211H、电极211H与电极221I、以及电极221I与电极211J俯视时重叠的部分形成狭缝SL。

由此，在与电极221A、221C、221K俯视时重叠的部分形成屏障BR，在与电极221E、221G、221I俯视时重叠的部分形成狭缝SL。

图11B是示意性地表示当观察者90位于图10的区域F时，开关液晶面板20显示的屏障点亮状态的截面图。

在区域F中，使第2电极群221所包含的电极211B、211J、211L和其它电极(电极211D、211F、211H以及电极221A～221K)成相反极性。

由此，在与电极211B、211J、211L俯视时重叠的部分形成屏障BR，在与电极211D、211F、211H俯视时重叠的部分形成狭缝SL。

将图11A和图11B作比较可知，根据开关液晶面板20的构成，能以电极间隔BP的一半为最小的单位控制屏障点亮状态。

[狭缝的宽度与立体显示装置1的显示特性的关系]

接着，说明视差屏障的狭缝的宽度与立体显示装置1的显示特性的关系。

首先，参照图12A～图12C和图13说明狭缝的宽度与立体显示装置1的亮度特性(亮度的角度依赖性)。

像素110各包含黑矩阵BM和开口部110a。图12A是示意性地表示狭缝宽度Wsl小于开口110a的宽度A的情况的图，图12B是示意性地表示狭缝宽度Wsl大致等于开口110a的宽度A的情况的图，图12A是示意性地表示狭缝宽度Wsl大于开口110a的宽度A的情况的图。在图12A～图12C中，对屏障BR添加阴影线而示意性地示出。

图13是示意性地表示狭缝宽度Wsl与立体显示装置1的亮度特性的关系的图。在狭缝宽度Wsl小于开口110a的宽度A的情况下(Wsl＜A)，整体上亮度变低。在狭缝宽度Wsl大致等于开口110a的宽度A的情况下(Wsl＝A)，在眼点能得到高的亮度，但是亮度特性变得陡峭。即，在观察者90活动头时，亮度急剧变化。在狭缝宽度Wsl大于开口110a的宽度A的情况下(Wsl＞A)，在眼点能得到高的亮度，亮度特性也变得平坦。

这样，从亮度特性的观点出发，优选狭缝的宽度Wsl较大。

接着，参照图12A～图12C和图16来说明狭缝的宽度与立体显示装置1的串扰特性(串扰角度依赖性)。因此，首先，使用图14定量地定义串扰。

图14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A_L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时观测到的亮度。亮度A_R是在同一画面中在角度θ＞0时观测到的亮度。亮度B_L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时观测到的亮度。亮度B_R是在同一画面内在角度θ＞0时观测到的亮度。亮度C_L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时观测到的亮度。亮度C_R是在同一画面中在角度θ＞0时观察到的亮度。

此时，用下式定义左眼的串扰XT(L)。

[数学式1]

$XT\left(L\right)\[\%\]=\frac{B_L\left(\mathrm{\θ}\right)-C_L\left(\mathrm{\θ}\right)}{A_L\left(\mathrm{\θ}\right)-C_L\left(\mathrm{\θ}\right)}\×100$

同样地，用下式定义右眼的串扰XT(R)。

[数学式2]

$XT\left(R\right)\[\%\]=\frac{B_R\left(\mathrm{\θ}\right)-C_R\left(\mathrm{\θ}\right)}{A_R\left(\mathrm{\θ}\right)-C_R\left(\mathrm{\θ}\right)}\×100$

图15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16是示意性地表示狭缝宽度Wsl与立体显示装置1的串扰特性的关系的图。如图16所示，狭缝宽度Wsl越小，串扰特性越平坦。换言之，狭缝宽度Wsl越小，串扰低的区域越大。

这样，从串扰特性的观点出发，优选狭缝宽度Wsl较小。

如以上那样，亮度特性与串扰特性为权衡的关系。因此，在立体显示装置1中，考虑亮度特性与串扰特性的平衡而设定最佳的狭缝宽度Wsl。

在本实施方式中，在跟踪模式和校准模式中，将狭缝宽度Wsl设定为不同的宽度。更具体地说，使校准模式的狭缝宽度Wsl大于跟踪模式的狭缝宽度Wsl。

图17A是示意性地表示跟踪模式的开关液晶面板20的屏障点亮状态之一的截面图。图17B是示意性地表示校准模式的开关液晶面板20的屏障点亮状态之一的截面图。在本实施方式中，如图17A所示，在跟踪模式下将狭缝SL设定为3个电极的宽度，如图17B所示，在校准模式中将狭缝SL设定为4个电极的宽度。

图18是表示立体显示装置1的串扰特性的图。在图18中，曲线C1表示跟踪模式的串扰特性，曲线C2表示校准模式的串扰特性。如图18所示，校准模式的串扰特性与跟踪模式的串扰特性相比变得陡峭。

根据该构成，观察者90能容易地确定视差屏障的基准位置。即，在串扰特性平坦的情况下，即使观察者90的两眼的中心从视差屏障的基准位置稍微错开，也能观察比较良好的立体图像。因此，观察者90确定视差屏障的基准位置反而是困难的。

根据本实施方式，在校准模式下故意使串扰特性陡峭。由此，在校准模式中，当从基准位置稍微错开时立体图像的质量恶化。因此，观察者90能容易地确定视差屏障的基准位置。

[校准模式的动作的例1]

参照图19A～图19C说明校准模式的动作的一例。在图19A～图19C中，用细的双点划线示意性地表示视差屏障的基准位置(屏障中心)，用粗的双点划线示意性地表示位置传感器41的基准位置(照相机中心)。

图19A表示视差屏障的基准位置和位置传感器41的基准位置错开的状态。观察者90从设定的距离(最佳观看距离)观察立体显示装置1。观察者90在该位置活动头，寻找图19B所示的两眼的中心与视差屏障的基准位置一致的情况。此外，在校准模式下，立体显示装置1不使视差屏障移动。

在校准模式下，在立体显示装置1中显示校准用的参照图像。图20A是作为校准用的参照图像的一例的图像100A。图像100A分别显示作为右眼用图像的“R”文字和作为左眼用图像的“L”文字。如图20B所示，右眼90R仅能看到“R”文字而左眼90L仅能看到“L”文字的位置为视差屏障的基准位置。如图20C所示，当从视差屏障的基准位置错开时，右眼90R和左眼90L均能看到“R”和“L”混淆在一起的图像。

图21A是作为校准用的参照图像的另一例的图像100B。图像100B显示作为右眼图像和左眼用图像的相互有视差的立体图像。当从最佳观看距离观察立体显示装置1时，如图21B所示，不产生串扰且能立体地看到图像100B的位置为视差屏障的基准位置。如图21C所示，当从视差屏障的基准位置错开时，能看到串扰。

立体显示装置1促使观察者90在两眼的中心与视差屏障的基准位置一致的情况下对输入装置45(图2)进行特定的操作。观察者90的位置坐标通过位置传感器41和位置运算部42(图2)提供给校准处理部48(图2)。校准处理部48将在对输入装置45进行特定的操作时的观察者90的位置坐标作为基准位置信息存储在存储装置46(图2)中。

由此，如图19C所示，成为视差屏障的基准位置与位置传感器41的基准位置一致的状态。

如上所述，根据本实施方式，校准模式的串扰特性与跟踪模式的串扰特性相比陡峭。由此，观察者90能容易地确定视差屏障的基准位置。

另外，根据本实施方式，只要在1种屏障点亮状态下确定视差屏障的基准位置即可，不需要确定其它屏障点亮状态下的基准位置。因此，观察者90的负担较轻。

[校准模式的动作的例2]

接着，参照图22说明不知道立体显示装置1的最佳观看距离的情况下的基准位置信息的校准。在立体显示装置1中显示作为校准用的参照图像的图像100A(图20A)。如图22所示，在观察者90不在最佳观看距离的情况下，右眼90R看到“R”文字的位置与左眼90L看到“L”文字的位置错开。

立体显示装置1促使观察者90分别在右眼90R看到“R”文字的位置和左眼90L看到“L”文字的位置对输入装置45(图2)进行特定的操作。校准处理部48(图2)将对输入装置45进行特定的操作时的观察者90的位置坐标存储在存储装置46(图2)中。

校准处理部48算出右眼90R看到“R”文字时的位置坐标和左眼90L看到“L”文字时的位置坐标的中间的位置坐标，并将算出的位置坐标作为基准位置信息存储在存储装置46中。

根据上述动作，即使在不知道立体显示装置1的最佳观看距离的情况下也能进行基准位置信息的校准。在该情况下，校准模式的串扰特性与跟踪模式的串扰特性相比陡峭。由此，观察者90能容易地确定视差屏障的基准位置。另外，只要在1种屏障点亮状态下确定视差屏障的基准位置即可，不需要确定其它屏障点亮状态下的基准位置。因此，观察者90的负担较轻。

以上，说明了本发明的第1实施方式的立体显示装置1。在立体显示装置1中，使狭缝的宽度在跟踪模式下为3个电极的宽度，在校准模式下为4个电极4的宽度。但是，狭缝的宽度的组合不限定于此。只要校准模式的狭缝宽度大于跟踪模式的狭缝宽度，就能得到与本实施方式相同的效果。

[第2实施方式]

本发明的第2实施方式的立体显示装置与立体显示装置1相比，只有校准模式的动作不同。在本实施方式中，校准模式的狭缝宽度小于跟踪模式的狭缝宽度Wsl。

图23A是示意性地表示跟踪模式的开关液晶面板20的屏障点亮状态之一的截面图。图23B是示意性地表示校准模式的一例的开关液晶面板20的屏障点亮状态之一的截面图。图23C是示意性地表示校准模式的另一例的开关液晶面板20的屏障点亮状态之一的截面图。在本实施方式中，在跟踪模式下使狭缝SL的宽度如图23A所示为3个电极的宽度。另一方面，在校准模式下使狭缝SL的宽度如图23B所示为2个电极的宽度，或者如图23C所示为1个电极的宽度。

图24是表示本实施方式的立体显示装置的亮度特性的图。在图24中，曲线C3是跟踪模式的亮度特性，即，使狭缝SL的宽度为3个电极的宽度时的亮度特性。曲线C4和曲线C5是校准模式的亮度特性，曲线C4为使狭缝SL的宽度为2个电极的宽度时的亮度特性，曲线C5为使狭缝SL的宽度为1个电极的宽度时的亮度特性。如图24所示，校准模式的亮度特性与跟踪模式的串扰特性相比陡峭。

在本实施方式中，显示亮度均匀的图像作为校准用的参照图像。观察者从比立体显示装置的最佳观看距离远的地方观察该图像。如图25A所示，在画面的两侧，能均匀地看到亮度低的区域的位置为视差屏障的基准位置。另一方面，如图25B所示，当从视差屏障的基准位置错开时，亮度低的区域偏置。

与第1实施方式同样，立体显示装置促使观察者在两眼的中心与视差屏障的基准位置一致的情况下对输入装置45(图2)进行特定的操作。观察者的位置坐标通过位置传感器41和位置运算部42(图2)提供给校准处理部48(图2)。校准处理部48将对输入装置45进行特定的操作时的观察者的位置坐标作为基准位置信息存储在存储装置46(图2)中。

在本实施方式中，在校准模式下故意使亮度特性陡峭，由此观察者容易看到亮度明暗差。由此，观察者能容易地确定视差屏障的基准位置。

以上，说明了本发明的第2实施方式的立体显示装置。在本实施方式的立体显示装置中，使狭缝的宽度在跟踪模式下为3个电极的宽度，在校准模式下为2个电极的宽度或1个电极的宽度。但是，狭缝的宽度的组合不限定于此。只要校准模式的狭缝宽度小于跟踪模式的狭缝宽度，就能得到与本实施方式相同的效果。

[第3实施方式]

图26是表示本发明的第3实施方式的立体显示装置3的功能性构成的功能框图。立体显示装置3与立体显示装置1相比，校准处理部48的构成不同。立体显示装置3的校准处理部48包含平均化电路481。

在本实施方式中，立体显示装置3促使观察者在两眼的中心与视差屏障的基准位置一致的情况下对输入装置45进行特定的操作。观察者的位置坐标通过位置传感器41和位置运算部42提供给校准处理部48。

在本实施方式中，立体显示装置3促使观察者进行多次上述操作。校准处理部48将各次操作时的观察者的位置坐标存储在存储装置46中。平均化电路481将存储在存储装置46中的多个位置坐标平均化。校准处理部48将由平均化电路481平均化的位置坐标作为基准位置信息存储在存储装置46中。

根据本实施方式，进行2次以上视差屏障的基准位置的确定，根据其平均值算出基准位置。由此，能提高校准的精度。

[第4实施方式]

本发明的第4实施方式的立体显示装置与立体显示装置1相比，只有校准模式的动作不同。在本实施方式中，与第2实施方式的立体显示装置同样，校准模式的狭缝宽度小于跟踪模式的狭缝宽度Wsl。

图27A是作为本实施方式中使用的校准用的参照图像的一例的图像100C。图像100C包括左眼用图像100C(L)和右眼用图像100C(R)。如图27B所示，显示圆的左一半作为左眼用图像100C(L)，显示圆的右一半作为右眼用图像100C(R)。

图28是用于说明本实施方式的校准的原理的图。如上所述，由开关液晶面板20将右眼用图像和左眼用图像在水平方向分离。在将视差屏障固定的情况下，如图28所示，显示右眼用图像100C(R)的右图像区域RR、显示左眼用图像100C(L)的左图像区域RL以及串扰区域RXT在水平方向交替配置。

图29A是示意性地表示观察者90的右眼90R处于串扰区域RXT，左眼90L处于左图像区域RL的情况的图。在该情况下，观察者90看到左眼用图像100C(L)比右眼用图像100C(R)明亮。即，在图像100C(图27A)中，看到圆的左一半明亮，右一半暗淡。

图29B和图29C是示意性地表示观察者90的右眼90R和左眼90L均处于串扰区域RXT的情况的图。在该情况下，观察者90看到右眼用图像100C(R)和左眼用图像100C(L)为相同的亮度。即，在图像100C(图27A)中，看到左右的半圆为相同的亮度。

本实施方式的立体显示装置促使观察者90分别在立体显示装置的中心的右侧看到左右的半圆亮度相同的位置(图29B)和在立体显示装置的中心的左侧看到左右的半圆亮度相同的位置(图29C)对输入装置进行特定的操作。校准处理部将对输入装置进行特定的操作时的观察者90的位置坐标存储在存储装置中。

校准处理部算出图29B的观察者90的位置坐标和图29C的观察者90的位置坐标的中间的位置坐标，将算出的位置坐标作为基准位置信息存储在存储装置中。

即，在本实施方式中，利用串扰区域RXT确定视差屏障的基准位置。

在本实施方式中，校准模式的狭缝宽度小于跟踪模式的狭缝宽度Wsl。更具体地说，与第2实施方式的情况相同，在跟踪模式下使狭缝SL的宽度为3个电极的宽度，在校准模式下使狭缝SL的宽度为2个电极的宽度或1个电极的宽度。

图30A是示意性地表示跟踪模式的右图像区域RR、左图像区域RL以及串扰区域RXT的图。图30B是示意性地表示校准模式的右图像区域RR、左图像区域RL以及串扰区域RXT的图。

如上所述，狭缝宽度越小，串扰区域低的区域越大。换言之，狭缝宽度越小，串扰区域RXT越小。因此，在校准模式中，与跟踪模式相比，串扰区域RXT较小。由此，能更精度良好地确定视差屏障的基准位置。

在本实施方式中，只要在1种屏障点亮状态下确定视差屏障的基准位置即可，不需要确定其它屏障点亮状态下的基准位置。另外，即使在不知道立体显示装置的最佳观看距离的情况下也能进行基准位置信息的校准。

以上，说明了本发明的第4实施方式的立体显示装置。在本实施方式的立体显示装置中，使狭缝的宽度在跟踪模式下为3个电极的宽度，在校准模式下为2个电极的宽度或1个电极的宽度。但是，狭缝的宽度的组合不限定于此。只要校准模式的狭缝宽度小于跟踪模式的狭缝宽度，就能得到与本实施方式相同的效果。

[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。

在上述各实施方式中，说明了在开关液晶面板20的第1基板21和第2基板22上总共形成12种电极的情况。但是，在开关液晶面板20上形成的电极的数量是任意的。

在上述各实施方式中，说明了在开关液晶面板20的第1基板21和第2基板22两者形成图案电极，并且使形成于第1电极21的电极和形成于第2基板22的电极错开一半间距地配置的情况。该构成是例示的，开关液晶面板20的构成是任意的。例如，作为开关液晶面板20，也可以是在第1基板21上形成图案电极，在第2基板22的大致整个面形成共用电极的构成。

在上述各实施方式中，说明了显示面板10和开关液晶面板20以开关液晶面板20位于观察者90侧的方式重叠地配置的例子。但是，也可以是，显示面板10和开关液晶面板20以显示面板10位于观察者90侧的方式重叠地配置。

此外，在将显示面板10配置在观察者侧的构成中，由开关液晶面板20分离的光通过显示面板10。在该构成中，由开关液晶面板20分离的光被显示面板10散射或衍射。由此，亮度的角度变化平稳。另一方面，在将开关液晶面板20配置在观察者侧的构成中，来自显示面板10的光由开关液晶面板20分离。该构成与将显示面板10配置在观察者侧的构成相比，分离特性优异。

在上述各实施方式中，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(MicroElectricMechanicalSystem：微电机械系统)面板、等离子体显示面板。

工业上的可利用性

本发明能作为立体显示装置应用在工业上。

Claims (9)

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，其与上述显示面板重叠地配置；

位置传感器，其取得观察者的位置信息；以及

控制部，其使沿着规定的排列方向周期性地形成透射区域和非透射区域的视差屏障显示于上述开关液晶面板，

上述控制部至少具有作为动作模式的跟踪模式和校准模式，在上述跟踪模式下，根据上述位置信息使上述视差屏障沿着上述排列方向移动而显示于上述开关液晶面板，上述校准模式用于校准上述位置信息的基准位置，上述控制部使上述跟踪模式的上述视差屏障的透射区域的宽度和上述校准模式的上述视差屏障的透射区域的宽度为相互不同的宽度。

2.根据权利要求1所述的立体显示装置，

还具备输入装置，上述输入装置接收来自上述观察者的操作，

上述控制部包含校准处理部，上述校准处理部在上述校准模式下基于对上述输入装置进行特定的操作时的上述位置信息，对上述位置信息的基准位置进行校准。

3.根据权利要求2所述的立体显示装置，

上述控制部还包含存储装置，

上述校准处理部在上述校准模式下将对上述输入装置进行特定的操作时的上述位置信息存储在上述存储装置中，基于包含存储在上述存储装置中的位置信息的2个以上的位置信息，对上述基准位置进行校准。

4.根据权利要求3所述的立体显示装置，

上述校准处理部包含平均化电路，上述平均化电路将包含存储在上述存储装置中的位置信息的2个以上的位置信息平均化。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的立体显示装置，

上述控制部使上述校准模式的上述视差屏障的透射区域的宽度大于上述跟踪模式的上述视差屏障的透射区域的宽度。

6.根据权利要求1～4中的任一项所述的立体显示装置，

上述控制部使上述校准模式的上述视差屏障的透射区域的宽度小于上述跟踪模式的上述视差屏障的透射区域的宽度。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的立体显示装置，

上述控制部使在上述跟踪模式下上述透射区域的宽度与上述非透射区域的宽度相等。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的立体显示装置，

上述开关液晶面板包含：

液晶层；

第1基板和第2基板，其夹着上述液晶层而相对；

第1电极群，其形成于上述第1基板，包含沿着上述排列方向以规定间隔配置的多个电极；以及

第2电极群，其形成于上述第2基板，包含沿着上述排列方向以上述规定间隔配置的多个电极，

上述第1电极群和上述第2电极群以在上述排列方向上相互错开上述规定间隔的一半的方式配置。

9.根据权利要求1～8中的任一项所述的立体显示装置，

上述显示面板是液晶显示面板。