TWI504932B

TWI504932B - 立體顯示裝置

Info

Publication number: TWI504932B
Application number: TW100123778A
Authority: TW
Inventors: Kazumi Chijiwa; Masatsuna Sawada
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2011-07-06
Publication date: 2015-10-21
Also published as: TW201211583A; JP2012027415A

Description

立體顯示裝置

本發明係有關於立體顯示裝置。

一般，立體顯示裝置係向觀察者的左右眼提供來自各個視點的視差像，有採用特殊之眼鏡的方式與不採用眼鏡的方式。

第21圖係表示不採用眼鏡的方式之第1習知的立體顯示裝置(參照專利文獻1)。

第21圖的立體顯示裝置係由以下構件所構成，重疊的2片楔形導光板101a、101b；2個光源102a、102b，係設置於各楔形導光板101a、101b的入射面S_ina 、S_inb ；單面三角稜鏡片103，係設置於楔形導光板101a、101b的射出面S_out1 上；透過式液晶顯示面板104，係設置於單面三角稜鏡片103的射出面S_out3 上；及同步驅動電路105，係以使2個光源102a、102b同步的方式將視差像顯示於透過式液晶顯示面板104。因此，可顯示具有與透過式液晶顯示面板104之像素數相同之像素數的立體影像。

第22圖係表示不採用眼鏡的方式之第2習知的立體顯示裝置(參照專利文獻2)。

第22圖的立體顯示裝置係由以下構件所構成，平板導光板201，具有反射印刷、粗面化加工等之光取出部201a；2個光源202a、202b，設置於平板導光板201的2個相對向的入射面S_ina 、S_inb ；雙面稜鏡片203，設置於平板導光板201的射出面S_out1 上，並具有與平板導光板201相對向的三角形稜鏡列2031及位於其反射面上的圓筒形透鏡列2032；透過式液晶顯示面板204，設置於雙面稜鏡片203的射出面S_out3 上；及同步驅動電路205，係以使2個光源202a、202b同步的方式將視差像顯示於透過式液晶顯示面板204。因此，還是可顯示具有與透過式液晶顯示面板204之像素數相同之像素數的立體影像。

[專利文獻]

[專利文獻1]特開2001-66547號公報

[專利文獻2]WO2004/027492A1

[專利文獻3]特開2009-81094號公報

可是，在第21圖之第1習知的立體顯示裝置中，因為來自下側之楔形導光板101b的光受到上側之楔形導光板101a之圖案的影響，所以上側之楔形導光板101a必須採用複雜的構造，結果，具有製造費用上昇的問題。

在第22圖之第2習知的立體顯示裝置中，平板導光板201未具有任何解決第21圖之立體顯示裝置的2片楔形導光板101a、101b所產生之課題的構成。

進而，在第22圖之第2習知的立體顯示裝置中，在平板導光板201的配光分布尖銳時，需要雙面稜鏡片203，必須使用模具等將三角形稜鏡列2031及圓筒形透鏡列2032製造成在尺寸上精確地一致，結果，還是具有引起製造費用上昇的問題。

為了解決上述的課題，本發明的立體顯示裝置係具備：下側導光板；上側導光板，係與下側導光板的射出面重疊；第1、第2光源，係設置於下側導光板及上側導光板的入射面；透過式顯示面板，係設置於上側導光板的射出面上；及同步驅動電路，係以使第1、第2光源同步的方式將視差像顯示於透過式顯示面板；而各導光板具備：鏡面加工部，係形成於與射出面相反的配光控制面；及非對稱三角稜鏡，係形成於配光控制面上之未形成鏡面的區域；而下側導光板的非對稱三角稜鏡與上側導光板之鏡面的至少一部分相對向，上側導光板的非對稱三角稜鏡與下側導光板之鏡面的至少一部分相對向，並作成上側導光板的非對稱三角稜鏡之接受來自第1光源的光之面的傾斜角α及不接受來自第1光源的光之面的傾斜角β滿足α<β。又，傾斜角α是1°~3°，傾斜角β是6°~30°，例如，傾斜角α是2°，傾斜角β是15°。因此，因為從下側導光板之稜鏡所起動的光透過上側導光板的鏡面加工部，所以不會受到上側導光板之圖案影響。又，利用上側導光板的非對稱三角稜鏡列一面維持上側導光板的出光效率及下側導光板的出光效率，一面抑制左右的串訊。

此外，在專利文獻3的第1圖，雖然揭示將複數個鏡面形成於配光控制面，並將複數個非對稱三角稜鏡形成於未形成鏡面之區域的導光板，但是該導光板係面光源裝置用，不是以立體顯示裝置為目的。

又，在各導光板，具有在各導光板之入射面的長度方向並列鏡面加工部的複數個平坦鏡面加工部，而稜鏡具有設置於平坦鏡面加工部之間的複數個非對稱三角稜鏡列。

進而，在各導光板，稜鏡由非對稱三角稜鏡形狀點排列所構成。

又，在上側導光板與透過式顯示面板之間進一步具備單面三角稜鏡片，該單面三角稜鏡片的三角形狀成為段差狀，且三角形的角度是非對稱。因此，利用單面三角稜鏡片將來自上側導光板及下側導光板之左右非對稱的配光分布變換成左右對稱的配光分布，而且使這些配光分布陡峭地變化，而使左右的串訊變小。

進而，設置複數個各第1、第2光源，並將透過式顯示面板分割成複數個方塊，使各複數個第1、第2光源的一個對應於各方塊。而，同步驅動電路以與透過式顯示面板之各方塊之影像資料的改寫同步的方式使複數個第1光源及複數個第2光源變成導通、不導通。因此，利用分割地變成導通、不導通，使左右之視差像的切換變成陡峭，而使立體影像變成良好。

若依據本發明，因為不需要複雜的構造，所以可降低製造費用。而且，亦可減少左右的串訊。

第1圖係表示本發明之立體顯示裝置之第1實施形態的圖。

第1圖之立體顯示裝置係由以下構件所構成，導光板1a；導光板1b，設置於導光板1a之射出面S_outa 的相反面側；2個光源2a、2b，設置於導光板1a、1b的入射面S_ina 、S_inb ；單面三角稜鏡片3，係設置於導光板1a的射出面S_outa 側；透過式液晶顯示面板4，設置於單面三角稜鏡片3之射出面S_out3 上；及同步驅動電路5，係使2個光源2a、2b同步地將視差像顯示於透過式液晶顯示面板4。因此，可顯示具有與透過式液晶顯示面板4之像素數相同之像素數的立體影像。

第2圖係第1圖之導光板1a、1b的平面圖。此外，導光板1a、1b係由丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂等的透光性材料所構成。

如第2圖(A)所示，導光板1a係將在入射面S_ina 之長度方向延伸的複數個平坦鏡面加工部11a形成於與導光板1a之射出面S_outa 相反的配光控制面。平坦鏡面加工部11a是用以使光至內部都變成均勻，平坦鏡面加工部11a的寬度係以隨著遠離入射面S_ina 而變小的方式形成。又，在未形成有平坦鏡面加工部11a的區域，形成由等間隔之複數個非對稱三角稜鏡所構成之用以起動光的非對稱三角稜鏡列12a。非對稱三角稜鏡列12a的寬度係以隨著遠離入射面S_ina 而變大的方式形成。因此，使更多往內部的光進行全反射，而均勻地進行面發光。該非對稱三角形狀為，例如接受來自光源2a的光之面的傾斜角α是1°~3°，例如最佳值是2°，而不接受來自光源2a的光之面的傾斜角β是6°~30°，例如最佳值是15°。即，設為

α<β

，確保導光板1a的出光效率，並確保左眼用配光分布。進而，為了抑制回光，雖然於與入射面S_ina 相對向的面加工皺褶面13a，但是亦可替代皺褶面13a，設置三角形、圓弧形或微透鏡陣列等的稜鏡或透鏡切片。又，除了如皺褶、稜鏡、透鏡般控制反射或折射之方向的方法以外，亦可利用光吸收來抑制回光。在光吸收，亦可進行塗布黑色樹脂、或黏貼由黑色樹脂所構成之薄片等。此外，如第2圖(A)所示，光源2a可採用複數個發光二極體(LED)。在此情況，使發光二極體不與非對稱三角稜鏡列12a相對向，而是與平坦鏡面加工部11a相對向，讓光到達更內部。

另一方面，如第2圖(B)所示，導光板1b係將在入射面S_inb 之長度方向延伸的複數個平坦鏡面加工部11b形成於與導光板1b之射出面S_outb 相反的配光控制面。平坦鏡面加工部11b是用以使光至內部都變成均勻，平坦鏡面加工部11b的寬度係以隨著遠離入射面S_inb 而變小的方式形成。又，在未形成有平坦鏡面加工部11b的區域，形成由等間隔之複數個非對稱三角稜鏡所構成之用以起動光的非對稱三角稜鏡列12b。非對稱三角稜鏡列12b的寬度係以隨著遠離入射面S_inb 而變大的方式形成。因此，使更多往內部的光進行全反射，而均勻地進行面發光。該非對稱三角形狀為，例如接受來自光源2b的光之面的傾斜角γ是1°~3°，例如最佳值是2°，而不接受來自光源2b的光之面的傾斜角δ是30°~52°，例如最佳值是52°。即，設為

γ<δ

，確保導光板1b的出光效率，並確保右眼用配光分布。進而，為了抑制回光，雖然於與入射面S_inb 相對向的面加工皺褶面13b，但是亦可替代皺褶面13b，設置三角形、圓弧形或微透鏡陣列等的稜鏡或透鏡切片。又，除了如皺褶、稜鏡、透鏡般控制反射或折射之方向的方法以外，亦可利用光吸收來抑制回光。在光吸收，亦可進行塗布黑色樹脂、或黏貼由黑色樹脂所構成之薄片等。此外，如第2圖(B)所示，光源2b可採用複數個發光二極體(LED)。在此情況，使發光二極體不與非對稱三角稜鏡列12b相對向，而是與平坦鏡面加工部11b相對向，讓光到達更內部。

將第2圖(A)所示之導光板1a重疊於第2圖(B)所示的導光板1b時，導光板1a的非對稱三角稜鏡列12a與導光板1b之平坦鏡面加工部11b的整體相對向，另一方面，導光板1b的非對稱三角稜鏡列12b與導光板1a之平坦鏡面加工部11a的整體相對向。結果，從導光板1b的非對稱三角稜鏡列12b經由射出面S_outb 所射出的光透過導光板1a，不會受到導光板1a之圖案影響。此外，從導光板1a的非對稱三角稜鏡列12a經由射出面S_outa 所射出的光當然不會受到導光板1b之圖案影響。

第3圖係第2圖(A)之導光板1a的Ⅲ-Ⅲ線剖面圖。如第3圖(A)所示，亦可使非對稱三角稜鏡列12a比平坦鏡面加工部11a更向下側突出，另一方面，如第3圖(B)所示，亦可使平坦鏡面加工部11a比非對稱三角稜鏡列12a更向下側突出。在第3圖(A)、(B)的任一個圖，都圖示僅光源2a動作的情況。

在第3圖(A)、(B)，來自光源2a的光R1a係從入射面S_ina 射入後，被非對稱三角稜鏡列12a的非對稱三角稜鏡直接全反射，而成為射出光。又，來自光源2a的光R2a係從入射面S_ina 射入，並在平坦鏡面加工部11a全反射後，被非對稱三角稜鏡列12a的非對稱三角稜鏡全反射，而成為射出光。即，若設成光源2a是顯示左眼用視差像，則角度+方向的光R1a、R2a有助於左眼用視差像，角度-方向之不要的射出光幾乎不存在，對右眼用視差像無不良影響，而左右的串訊少。

第4圖係將第2圖(A)、(B)之導光板1a、1b重疊時之Ⅳ-Ⅳ線剖面圖。如第4圖(A)所示，亦可使非對稱三角稜鏡列12b比平坦鏡面加工部11b更向下側突出，另一方面，如第4圖(B)所示，亦可使平坦鏡面加工部11b比非對稱三角稜鏡列12b更向下側突出。在第4圖(A)、(B)的任一個圖，都圖示僅光源2b動作的情況。

在第4圖(A)、(B)中，來自光源2b的光R1b係從入射面S_inb 射入後，被非對稱三角稜鏡列12b的非對稱三角稜鏡直接全反射，而成為射出光，並透過導光板1a之平坦鏡面加工部11a。又，來自光源2b的光R2b係從入射面S_inb 射入，並在平坦鏡面加工部11b全反射後，被非對稱三角稜鏡列12b的非對稱三角稜鏡全反射，而成為射出光，並透過導光板1b之平坦鏡面加工部11b。即，若設成光源2b是顯示右眼用視差像，則角度-方向的光R1b、R2b有助於右眼用視差像。另一方面，角度+方向的光R3b係在被非對稱三角稜鏡列12b的非對稱三角稜鏡全反射後，在導光板1a內面重複全反射所產生，結果，對左眼用視差像有影響，而微量地產生左右的串訊。此外，圖面之該光線的軌跡不是考慮僅在剖面圖內成立，而是考慮了朝向往圖面之紙面前後方向的光線。本第1實施形態係一面保持來自導光板1a、1b的出光效率，一面使左右的串訊變成最小。

第5圖係表示將左眼用之光源2a及右眼用之光源2b點亮的情況之來自第1圖之導光板1a、1b的光之左眼用配光分布及右眼用配光分布。

在第5圖的配光分布中，是來自導光板1a之射出光的左眼用配光分布之最大強度的角度(以下當作尖峰角度)+(θ+△θ)、與是來自導光板1b之射出光的右眼用配光分布之尖峰角度-θ係成為左右非對稱的配光分布。這是由於導光板1a與單面三角稜鏡片3的距離大於導光板1b與單面三角稜鏡片3的距離、及來自導光板1b之射出光通過與空氣之折射率相異的導光板1a內等。又，尖峰角度的差亦大。

第5圖所示之尖峰角度的差大之左右非對稱的配光分布係利用第1圖的單面三角稜鏡片3變換成觀察者之裸眼的視差像之尖峰角度的差小之左右對稱的配光分布。在此情況，觀察者之左眼用配光分布的尖峰角度是+5°，右眼用配光分布的尖峰角度是-5°，尖峰角度的差是10°較佳。

其次，考察第1圖之單面三角稜鏡片3的三角形狀、及來自單面三角稜鏡片3之光的左眼用配光分布與右眼用配光分布。

如第6圖所示，將單面三角稜鏡片3之三角形的角度設為例如36.5°、37°；34°、34°；33°、34°；之具有段差的非對稱角度，將三角形之各段差的高度設為4μm、4μm、4μm(共計12μm)。在此情況，如第7圖所示，左眼用配光分布的尖峰角度是+5°，右眼用配光分布的尖峰角度是-5°，因此，成為對稱。而且，尖峰角度的差是10°，且各配光分布激烈地變化。結果，消除配光分布的非對稱，而且左右的串訊變小。此外，左右的串訊係以第7圖之左眼用配光分布與右眼用配光分布之重複部分/(左眼用配光分布+右眼用配光分布)表示。

依此方式，對單面三角稜鏡片3設置段差而且賦予非對稱的角度時，因為左眼用配光分布的尖峰角度及右眼用配光分布的尖峰角度成為對稱，而且各配光分布亦激烈地變化，所以左右的串訊亦變小。此外，在此情況亦是，若單面三角稜鏡片3之三角形的角度變成過度狹角，則尖峰角度接近0°，不適於立體顯示，另一方面，若單面三角稜鏡片3之三角形的角度變成過度寬角，則尖峰角度的差變成過大，還是不適於立體顯示。此外，單面三角稜鏡片3之段差的個數及非對稱的角度係可適當地變更。

又，雖然對單面三角稜鏡片3設置段差，但是若賦予對稱的角度，則配光分布變成非對稱，進而若未對單面三角稜鏡片3設置無段差，則尖峰角度的差變成小於或大於10°。

第8圖係表示第1圖之單面三角稜鏡片3的光之配光分布的圖形，是將導光板1a之非對稱三角稜鏡列12a的傾斜角α、β及導光板1b之非對稱三角稜鏡列12b的傾斜角γ、δ固定為

α=2°

γ=2°

δ=52°

，並改變成β=15°、52°的情況的模擬結果。即，得知與β=52°的情況相比，在β=15°的情況，右眼用配光分布對左眼用視差像的影響比較少，而左右的串訊變小。此外，即使改變成α=1°~3°、γ=1°~3°、δ=30°~52°，第8圖之模擬結果亦幾乎無變化。

第9圖係表示第1圖的單面三角稜鏡片3之左右的串訊的圖形，是將導光板1a之非對稱三角稜鏡列12a的傾斜角α、β及導光板1b之非對稱三角稜鏡列12b的傾斜角γ、δ固定為

α=2°

γ=2°

δ=52°

，並改變成β=2°~52°的情況的模擬結果。即，得知β=52°比較小的，右眼用配光分布對左眼用視差像的影響比較少，而左右的串訊變小。此外，即使改變成α=1°~3°、γ=1°~3°、δ=30°~52°，第9圖之模擬結果亦幾乎無變化。

如第9圖所示，隨著導光板1a之非對稱三角稜鏡列12a的傾斜角β變小，而左右的串訊變小，結果，如第10圖所示，雖然來自導光板1b之出光效率亦上昇，但是反之，如第11圖所示，來自導光板1a之出光效率降低。

第12圖係將第9圖、第10圖及第11圖合併的圖形。如第12圖所示，在β=2°時，左右的串訊小，而來自導光板1b之出光效率高，來自導光板1a之出光效率低。又，在β=52°時，左右的串訊大，而來自導光板1b之出光效率低，來自導光板1a之出光效率高。進而，在β=15°時，左右的串訊小，而來自導光板1b及導光板1a之出光效率大致一樣高。因此，為了保持導光板1b及導光板1a之出光效率並使左右的串訊儘量小，β宜位於6°~30°之範圍，而β=15°是最佳值。

第13圖係表示本發明之立體顯示裝置之第2實施形態的圖。

在第13圖的立體顯示裝置，設置導光板1a’、1b’以替代第1圖的導光板1a、1b。

第14圖係表示第13圖之導光板1a’、1b’之第1例的平面圖。此外，導光板1a’、1b’亦由丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂等的透光性材料所構成。

如第14圖(A)所示，導光板1a’係在與導光板1a’之射出面S_outa 相反的配光控制面形成平坦鏡面加工部11a’。平坦鏡面加工部11a’是用以使光至內部都變成均勻。又，在未形成有平坦鏡面加工部11a’的區域，形成由複數個非對稱三角稜鏡形狀點所構成之用以起動光的非對稱三角稜鏡點排列12a’。該非對稱三角稜鏡係例如接受來自光源2a的光之面的傾斜角α是1°~3°，例如最佳值是2°，而不接受來自光源2a的光之面的傾斜角β是6°~30°，例如最佳值是15°。即，與第1實施形態一樣，是α<β。進而，為了抑制回光，雖然於與入射面S_ina 相對向的面加工皺褶面13a’，但是亦可設置三角形、圓弧形或微透鏡陣列等的稜鏡或透鏡切片以替代皺褶面13a’。又，除了如皺褶、稜鏡、透鏡般控制反射或折射之方向的方法以外，亦可利用光吸收來抑制回光。在光吸收方面，亦可進行塗布黑色樹脂、或黏貼由黑色樹脂所構成之薄片等。

另一方面，如第14圖(B)所示，導光板1b’係在與導光板1b’之射出面S_outb 相反的配光控制面，形成平坦鏡面加工部11b’。平坦鏡面加工部11b’是用以使光至內部都變成均勻。又，在未形成有平坦鏡面加工部11b’的區域，形成由複數個非對稱三角稜鏡形狀點稜鏡所構成之用以起動光的非對稱三角稜鏡點排列12b’。該非對稱三角稜鏡形狀係例如接受來自光源2b的光之面的傾斜角δ是1°~3°，例如最佳值是2°，而不接受來自光源2b的光之面的傾斜角δ是30°~52°，例如最佳值是52°。即，與第1實施形態一樣，是γ<δ。進而，為了抑制回光，雖然於與入射面S_ina 相對向的面加工皺褶面13b’，但是亦可替代皺褶面13b’，設置三角形、圓弧形或微透鏡陣列等的稜鏡或透鏡切片。又，除了如皺褶、稜鏡、透鏡般控制反射或折射之方向的方法以外，亦可利用光吸收來抑制回光。在光吸收方面，亦可進行塗布黑色樹脂、或黏貼由黑色樹脂所構成之薄片等。

第15圖係表示第13圖之導光板1a’、1b’之第2例的平面圖。

如第15圖(A)所示，非對稱三角稜鏡形狀點排列12a’的寬度係以隨著遠離入射面S_ina 而變大的方式形成。因此，使更多往內部的光進行全反射，而使其均勻地進行面發光。又，如第15圖(B)所示，非對稱三角稜鏡形狀點排列12b’的寬度係以隨著遠離入射面S_inb 而變大的方式形成。因此，使更多往內部的光進行全反射，而使其均勻地進行面發光。

將第14圖(第15圖)(A)所示之導光板1a’重疊於第14圖(第15圖)(B)所示的導光板1b’時，導光板1a’的非對稱三角稜鏡形狀點排列12a’與導光板1b’之平坦鏡面加工部11b’的一部分相對向，另一方面，導光板1b’的非對稱三角稜鏡形狀點排列12b’與導光板1a’之平坦鏡面加工部11a’的一部分相對向。即，非對稱三角稜鏡形狀點排列12a’與非對稱三角稜鏡形狀點排列12b’不相同。結果，從導光板1b’的非對稱三角稜鏡形狀點排列12b’經由射出面S_outb 所射出的光透過導光板1a’，不會受到導光板1a’之圖案影響。此外，從導光板1a’的非對稱三角稜鏡形狀點排列12a’經由射出面S_outa 所射出的光當然不會受到導光板1b’之圖案影響。又，在本實施例之非對稱三角稜鏡形狀點排列12a’、12b’，與第1實施形態相比，可採用非對稱三角稜鏡之圖面上下方向的寬度在導光板整個區域窄的構成。因此，產生利用導光板1a’、1b’的內面反射而在紙面上下方向具有大的向量之光線難射出的構造。如在第1實施形態的說明所示，因為在導光體內部重複全反射的光成分成為串訊的原因，所以本實施形態對抑制串訊係有效。

第16圖係第14圖(第15圖)(A)之導光板1a’的XVI-XVI線剖面圖。如第16圖(A)所示，亦可使非對稱三角稜鏡形狀點排列12a’比平坦鏡面加工部11a’更向下側突出，另一方面，如第16圖(B)所示，亦可使平坦鏡面加工部11a’比非對稱三角稜鏡形狀點排列12a’更向下側突出。在第16圖(A)、(B)的任一個圖，都圖示僅光源2a動作的情況。

此外，在第16圖(A)，在非對稱三角稜鏡形狀點排列12a’的一個點，傾斜角β位於光源2a側，而傾斜角α位於與光源2a相反側，而在第16圖(B)，在非對稱三角稜鏡形狀點排列12a’的一個點，傾斜角α位於光源2a側，而傾斜角β位於與光源2a相反側。

在第16圖(A)、(B)，來自光源2a的光R1a’係從入射面S_ina 射入後，被非對稱三角稜鏡形狀點排列12a’的非對稱三角稜鏡形狀點直接全反射，而成為射出光。又，來自光源2a的光R2a’係從入射面S_ina 射入，並在平坦鏡面加工部11a’全反射後，被非對稱三角稜鏡形狀點排列12a’的非對稱三角稜鏡形狀點全反射，而成為射出光。即，若光源2a是使顯示左眼用視差像，則角度+方向的光R1a’、R2a’有助於左眼用視差像，角度-方向之不要的射出光幾乎不存在，對右眼用視差像無不良影響，而左右的串訊少。

第17圖係將第14圖(第15圖)(A)、(B)之導光板1a’、1b’重疊時之XVII-XVII線剖面圖。如第17圖(A)所示，亦可使非對稱三角稜鏡形狀點排列12b’比平坦鏡面加工部11b’更向下側突出，另一方面，如第17圖(B)所示，亦可使平坦鏡面加工部11b’比非對稱三角稜鏡形狀點排列12b’更向下側突出。在第17圖(A)、(B)的任一個圖，都圖示僅光源2b動作的情況。

在第17圖(A)、(B)，來自光源2b的光R1b’係從入射面S_inb 射入後，被非對稱三角稜鏡形狀點排列12b’的非對稱三角稜鏡形狀點直接全反射，而成為射出光，並透過導光板1a’的平坦鏡面加工部11a’。又，來自光源2b的光R2b’係從入射面S_inb 射入，並在平坦鏡面加工部11b’全反射後，被非對稱三角稜鏡形狀點排列12b’的非對稱三角稜鏡形狀點全反射，而成為射出光，並透過導光板1a’的平坦鏡面加工部11a’。即，若設成光源2b是顯示右眼用視差像，則角度-方向的光R1b’、R2b’有助於右眼用視差像。另一方面，角度+方向的光R3b’係在被非對稱三角稜鏡12b’的非對稱三角稜鏡全反射後，被非對稱三角稜鏡12a’的非對稱三角稜鏡全反射所產生，結果，對左眼用視差像有影響，而微量地產生左右的串訊。在本第2實施形態中亦是，與第1實施形態一樣，一面保持來自導光板1a、1b的出光效率，一面使左右的串訊變成最小。

第18圖係表示將左眼用之光源2a及右眼用之光源2b點亮的情況之來自第13圖之導光板1a’的光之左眼用配光分布及右眼用配光分布。

如第18圖所示，在將光源2a點亮的情況，與第1實施形態相比，雖然光強度比較小，但是在角度0°~-90°方向只射出弱強度的光。因此，對右眼用視差像無不良影響，而左右的串訊少。另一方面，在將光源2b點亮的情況，與第1實施形態相比，光強度還是較小，但是在角度0°~+90°方向只射出弱強度的光。因此，對左眼用視差像無不良影響，而左右的串訊少。

此外，上述之實施形態中的導光板亦可作成楔形。

又，在上述的第1、第2實施形態，導光板1b與導光板1a相異，因為不具有對在導光板之板厚方向所透過的光抑制不規則之反射的課題，所以亦可以採用對稱三角稜鏡的構成替代該非對稱三角稜鏡。此外，在此情況，發生導光板1b之出光效率降低的傾向。

又，雖然上述的第1、第2實施形態係僅根據光源、導光板及單面三角稜鏡片等的功能性構件進行檢討，但是在作為產品進行組裝的情況，採用將上述的構成整體裝入既定筐體內的構成。

在此情況，從上述檢討所忽略的導光板背面等向透過式液晶顯示面板以外的方向所射出的光發生在筐體內面的反射，進而經過複雜的路徑，而對配光有影響。

從導光板往筐體內部空間的漏光在筐體內部空間反射後，結果以接近導光板內面之全反射角度的角度再射入導光板內部的情況，可將一度從導光板所洩漏的光再利用，又，因為是與導光板內面之全反射光接近的成分，所以不會弄亂配光，引起整體的亮度上昇，獲得較佳的結果。

可是，在以與稜鏡形成部周邊等導光板內面之全反射角度大為相異的角度向筐體內部空間射出光的情況，或在筐體內面反射光不規則地擴散的情況，在筐體內部的反射光以與導光板之光源光完全相異的行進方向射入導光板內部，或在不規則的內部反射後向正面透過式液晶顯示面板方向射出。因此，產生與利用導光板與稜鏡進行光學設計之光的路徑相異之路徑所造成的迷光，而在配光分布產生混亂。這表示採用只是將進行擴散或全反射之反射片設置於導光板背面的構成時，會產生配光分布的混亂，並帶來立體顯示裝置的性能降低。

因為發生這種現象，所以除了重疊之導光板的光源及透過式液晶顯示面板側以外，宜採用不會使導光板所產生之漏光回到導光板而成為無反射或低反射的構成。此外，僅在接近導光板內面之全反射角度的角度，藉反射而產生往導光板之回光的構成可有效地作用。

為了上述的目的，在將立體顯示裝置裝入既定筐體的情況，在重疊之導光板的非透過式液晶顯示面板側具備背托構件係有效。宜作為背托構件的材質例如可列舉著色成黑色的薄膜等，與導光板相對向的面是具備光澤的面時，因為使接近全反射角度的光束反射，所以更佳。

本發明者們根據上述的考察，分別將對導光板添加背托構件的立體顯示裝置與未添加的立體顯示裝置裝入筐體，進行功能評估並比較。在背托構件，使用將碳精混入PET基材所成形的TORE股份有限公司製LUMILAR X30 #125。加以比較，無背托構件的立體顯示裝置發生被認為是發生迷光所引起的影像模糊，而有背托構件之立體顯示裝置與無筐體時一樣地得到清晰的影像。

認為影像的模糊係與在配光分布是緩和時，右眼用影像與左眼用影像的分離不清晰所產生者一樣。

認為背托構件所需的要件是吸收往背面之漏光的低反射性。雖然根據具體之數值的最佳值是不明顯，但是實施例之LUMILAR X30 #125在根據資料單時，具備光學濃度5.0，即透過率約0.001%的特性。因為根據該特性而承認有效性，所以認為只要是具備至少同程度之光學特性的構件，即使是PET基材之薄膜以外的構件，亦有效地作用。若是光學濃度更高、透過率低的構件，認為更有效地作用。

除了光學特性以外，宜具備耐熱性。耐熱性係設想因從光源或電源裝置等所產生的熱被悶在筐體內所產生之高溫環境，宜具備約+85℃的耐熱性。

又，在上述的第1、第2實施形態，同步驅動電路5建構成以與畫面的掃描時間同步的方式使光源2a、光源2b的任一方變成導通，並使另一方變成不導通。在此情況，在以與透過式液晶顯示面板4之左右之影像資料的改寫同步的方式切換光源2a、光源2b時，在顯示記憶體之影像資料的改寫中，使光源2a、光源2b都變成不導通。因為該不導通的時間長，所以成為左右的視差像難立體化的顯示。因此，亦可如第19圖所示，建構成將複數個光源2a及複數個光源2b分割地變成導通、不導通的同步驅動電路5’，使可進行立體顯示。

在第19圖，將光源2a設為3個光源2a-1、2a-2、2a-3，並將光源2b設為3個光源2b-1、2b-2、2b-3，各光源2a-1、2a-2、2a-3係與光源2b-1、2b-2、2b-3相對向。即，透過式液晶顯示面板4的掃描線被分割成3個方塊B1、B2、B3。此外，該方塊分割數可改成其他的個數。

參照第20圖，說明第19圖之同步驅動電路5’的動作。在第20圖，以時序列表示與儲存透過式液晶顯示面板4之影像資料的顯示記憶體之上述之方塊B1、B2、B3對應的內容。

首先，參照第20圖(A)，同步驅動電路5’使光源2a-1、2a-2、2a-3變成導通，並使光源2b-1、2b-2、2b-3變成不導通，而且顯示記憶體之方塊B1、B2、B3係記憶左眼用影像資料。結果，在透過式液晶顯示面板4顯示左眼用影像資料。

接著，參照第20圖(B)，同步驅動電路5’係與將顯示記憶體之方塊B1的影像資料改寫成右眼用影像資料同時或在即將改寫之前使光源2a-1變成不導通。因此，在透過式液晶顯示面板4之對應於方塊B1的部分變成不導通之間，進行對方塊B1之右眼用影像資料的改寫。對該右眼用影像資料的改寫結束時，移至第20圖(C)。

然後，參照第20圖(C)，使光源2b-1變成導通，將右眼用影像顯示於透過式液晶顯示面板4之對應於方塊B1的部分。又，同步驅動電路5’係與將顯示記憶體之方塊B2的影像資料改寫成右眼用影像資料同時或在即將改寫之前使光源2a-2變成不導通。因此，在透過式液晶顯示面板4之對應於方塊B2的部分變成不導通之間，進行對方塊B2之右眼用影像資料的改寫。對該右眼用影像資料的改寫結束時，移至第20圖(D)。

接著，參照第20圖(D)，使光源2b-2變成導通，將右眼用影像顯示於透過式液晶顯示面板4之對應於方塊B2的部分。又，同步驅動電路5’係與將顯示記憶體之方塊B3的影像資料改寫成右眼用影像資料同時或在即將改寫之前使光源2a-3變成不導通。因此，在透過式液晶顯示面板4之對應於方塊B3的部分變成不導通之間，進行對方塊B3之右眼用影像資料的改寫。對該右眼用影像資料的改寫結束時，移至第20圖(E)。

參照第20圖(E)，同步驅動電路5’使光源2a-1、2a-2、2a-3變成不導通，並使光源2b-1、2b-2、2b-3變成導通，而且顯示記憶體之方塊B1、B2、B3係記憶右眼用影像資料。結果，在透過式液晶顯示面板4顯示右眼用影像。

接著，參照第20圖(F)，同步驅動電路5’係與將顯示記憶體之方塊B1的影像資料改寫成左眼用影像資料同時或在即將改寫之前使光源2b-1變成不導通。因此，在透過式液晶顯示面板4之對應於方塊B1的部分變成不導通之間，進行對方塊B1之左眼用影像資料的改寫。對該左眼用影像資料的改寫結束時，移至第20圖(G)。

參照第20圖(G)，使光源2a-1變成導通，將左眼用影像顯示於透過式液晶顯示面板4之對應於方塊B1的部分。又，同步驅動電路5’係與將顯示記憶體之方塊B2的影像資料改寫成左眼用影像資料同時或在即將改寫之前使光源2b-2變成不導通。因此，在透過式液晶顯示面板4之對應於方塊B2的部分變成不導通之間，進行對方塊B2之左眼用影像資料的改寫。對該左眼用影像資料的改寫結束時，移至第20圖(H)。

接著，參照第20圖(H)，使光源2a-2變成導通，將左眼用影像顯示於透過式液晶顯示面板4之對應於方塊B2的部分。又，同步驅動電路5’係與將顯示記憶體之方塊B3的影像資料改寫成左眼用影像資料同時或在即將改寫之前使光源2b-3變成不導通。因此，在透過式液晶顯示面板4之對應於方塊B3的部分變成不導通之間，進行對方塊B3之左眼用影像資料的改寫。對該左眼用影像資料的改寫結束時，移至第20圖(A)，再重複上述的動作。

依此方式，藉由將各個方塊B1、B2、B3的光源2a、2b分割地變成導通、不導通，而左右之影像顯示的切換變成快速，而可進行良好的立體顯示。

1a、1b、1a’、1b’．．．導光板

2a、2b、2a-1、2a-2、2a-3、2b-1、2b-2、2b-3．．．光源

3．．．單面三角稜鏡片

4．．．透過式液晶顯示面板

5、5’．．．同步驅動電路

11a、11b、11a’、11b’．．．平坦鏡面加工部

12a、12b、12a’、12b’．．．非對稱三角稜鏡列

13a、13b、13a’、13b’．．．皺褶面

101a、101b．．．楔形導光板

102a、102b．．．光源

103．．．稜鏡片

104．．．透過式液晶顯示面板

105．．．同步驅動電路

201．．．平板導光板

202a、202b．．．光源

203．．．雙面稜鏡片

204．．．透過式液晶顯示面板

205．．．同步驅動電路

第1圖係表示本發明之立體顯示裝置之第1實施形態的圖。

第2圖係第1圖之導光板的平面圖。

第3圖係第2圖之Ⅲ-Ⅲ線剖面圖。

第4圖係第2圖之Ⅳ-Ⅳ線剖面圖。

第5圖係表示來自第1圖之導光板的光之配光分布的圖形。

第6圖係表示第1圖之單面三角稜鏡片之細節的圖。

第7圖係表示第1圖之單面三角稜鏡片的光之配光分布的圖形。

第8圖係表示改變上側導光板之三角形稜鏡列之傾斜角的情況之第1圖之單面三角稜鏡片的光之配光分布的圖形。

第9圖係表示改變上側導光板之三角形稜鏡列之傾斜角的情況之第1圖之單面三角稜鏡片的光之配光分布之左右串訊的圖形。

第10圖係表示改變上側導光板之三角形稜鏡列之傾斜角的情況之第1圖之下側導光板之出光效率的圖形。

第11圖係表示改變上側導光板之三角形稜鏡列之傾斜角的情況之第1圖之上側導光板之出光效率的圖形。

第12圖係將第9圖、第10圖及第11圖合併的圖形。

第13圖係表示本發明之立體顯示裝置之第2實施形態的圖。

第14圖係表示第13圖之導光板之第1例的平面圖。

第15圖係表示第13圖之導光板之第2例的平面圖。

第16圖係第14圖(第15圖)之XVI-XVI線剖面圖。

第17圖係第14圖(第15圖)之XVII-XVII線剖面圖。

第18圖係表示來自第13圖之導光板的光之配光分布的圖形。

第19圖係表示第1圖、第13圖之立體影像顯示的同步驅動電路之其他的例子的圖。

第20圖係說明第19圖之同步驅動電路的動作圖。

第21圖係表示第1習知的立體顯示裝置的圖。

第22圖係表示第2習知的立體顯示裝置的圖。

1a、1b．．．導光板

2a、2b．．．光源

11a、11b．．．平坦鏡面加工部

12a、12b．．．非對稱三角稜鏡列

13a、13b．．．皺褶面

S_ina 、S_inb ．．．入射面

α、β、δ、γ．．．傾斜角

LED．．．發光二極體

Claims

一種立體顯示裝置，係具備：下側導光板；上側導光板，係與該下側導光板的射出面重疊；第1、第2光源，係設置於該下側導光板及該上側導光板的入射面，並彼此位於相反側；透過式顯示面板，係設置於該上側導光板的射出面上；及同步驅動電路，係以使該第1、第2光源同步的方式將視差像顯示於該透過式顯示面板；該各導光板具備：鏡面加工部，係形成於與該射出面對向的配光控制面；及非對稱三角稜鏡，係形成於該配光控制面上之未形成該鏡面加工部的區域；該下側導光板的非對稱三角稜鏡與該上側導光板之該鏡面加工部的至少一部分相對向；該上側導光板的非對稱三角稜鏡與該下側導光板之該鏡面加工部的至少一部分相對向；該上側導光板的非對稱三角稜鏡之接受來自該第1光源的光之面的傾斜角α及不會接受來自該第1光源的光之面的傾斜角β係滿足α<β，且該傾斜角α是1°~3°，該傾斜角β是6°~30°，而且在該上側導光板與該透過式顯示面板之間具備單面三角稜鏡片，該單面三角稜鏡片的三角形狀成為段差狀，且該三角形的角度是非對稱。
如申請專利範圍第1項之立體顯示裝置，其中該傾斜角α是2°，該傾斜角β是15°。
如申請專利範圍第1項之立體顯示裝置，其中在該各導光板，具有在該各導光板之入射面的長度方向並列有該鏡面加工部而成的複數個平坦鏡面加工部；形成於該平坦鏡面加工部之間設置有該非對稱三角稜鏡的複數個非對稱三角稜鏡列。
如申請專利範圍第3項之立體顯示裝置，其中該各導光板之該各平坦鏡面加工部的寬度隨著遠離該各導光板的該入射面而變小。
如申請專利範圍第3項之立體顯示裝置，其中該各第1、第2光源設置成與該各導光板之該鏡面加工部相對向。
如申請專利範圍第1項之立體顯示裝置，其中在該各導光板，該非對稱三角稜鏡形成非對稱三角稜鏡形狀點排列。
如申請專利範圍第6項之立體顯示裝置，其中該非對稱三角稜鏡形狀點排列的稜鏡寬度隨著遠離該各導光板的該入射面而變大。
如申請專利範圍第1項之立體顯示裝置，其中設置複數個該各第1、第2光源；將該透過式顯示面板分割成複數個方塊，並使該各複數個第1、第2光源的一個對應於該各方塊；該同步驅動電路以與該透過式顯示面板之各方塊之影像資料的改寫同步的方式使該複數個第1光源及該複數個第2光源變成導通、不導通。
如申請專利範圍第8項之立體顯示裝置，其中該同步驅動電路在該透過式顯示面板之某方塊之影像資料的改寫中，使對應於該方塊之該複數個第1光源的一個及該複數個第2光源的一個都變成不導通，而在該透過式顯示面板之某方塊之影像資料的改寫後，使對應於該方塊之該複數個第1光源的一個或該複數個第2光源的一個變成導通。