专利名称：立体图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及以时分方式显示具有双眼视差的图像，让观察者辨认为立体图像的立体图像显示装置。
背景技术：
一直以来，作为这种装置，有所谓“眼镜式”的立体图像显示装置。具体来讲，例如，具备图像显示单元和从该图像显示单元的角部以倾斜姿势配置的半透明反射镜，该图像显示单元以“L”字形配置由显示面正对于观察者的第I图像显示部和以与该第I图像显示部的显示面正交的姿势配置的第2图像显示部组成的一对图像显示部(例如，參照专利文献I)。
该“眼镜式”的立体图像显示装置中，例如，在第I图像显示部显示左眼用图像，在第2图像显示部显示右眼用图像。从第I图像显示部出射的光，有一部分在半透明反射镜被反射，不过，剩下的光透过半透明反射镜并朝向观察者。从第2图像显示部出射的光，虽然有一部分透过，但是剩下的被反射并朝向观察者。在半透明反射镜反射的光的偏振光状态，与透过的光不同，因此，通过使观察者戴上左右偏振光特性不同的眼镜，能够用左右眼睛观察到不同的图像，由此能观察到立体图像。
此外，作为其他的装置，有所谓“肉眼式”的立体图像显示装置。具体来讲，例如，具备图像显示単元和与从该图像显示单元的角部以倾斜姿势配置的半透明反射镜而构成，该图像显示单元以“L”字形配置，由正对观察者的第I图像显示部及限定视角的第I视野选择玻璃，和与该第I图像显示部的显示面正交的姿势配置的第2图像显示部及限定视角的第2视野选择玻璃组成的一对图像显示部而构成(例如，參照专利文献2)。
由于在该“肉眼式”的装置中视角被限制，所以无需像上述的“眼镜式”的装置那样使观察者戴眼镜便能够观察到立体像。
背景技术文献 专利文献
专利文献1:日本公开专利2000-338449号公报 专利文献2:日本公开专利平09-90276号公报
发明内容
发明所要解决的问题然而，具有这种结构的现有例中存在如下问题。
即，现有的装置中，因为“眼镜式”和“肉眼式”这两方式中图像显示部都以“L”字形配置，所以存在立体图像显示装置过大的问题。此外，还有无法兼有“眼镜式”和“肉眼式”这两种方式中的优点的问题。
本发明鉴于这样的情况而构思，其目的在于提供不仅能小型化而且能享受“眼镜式”和“肉眼式”这两种装置的优点的立体图像显示装置。
用于解决课题的手段
为了达成所述目的，本发明采用如下构成。
即，技术方案I记载的发明是一种显示立体图像的立体图像显示装置，其特征在于，包
括:
透射式显示面板，以时分方式交替显示右眼用图像和左眼用图像；
聚光单元，其配置在所述透射式显示面板的背面侧，并且在所述透射式显示面板的背面侧具有第I焦点，连接第I焦点和第2焦点的直线位于观察者的双眼之间；以及
光源単元，其朝向所述聚光単元，并且具备俯视时夹着所述第I焦点的第I光源和第2光源，所述第I光源和所述第2光源根据右眼用图像和左眼用图像以时分方式交替进行熄灭第I焦点侧的非対称的 发光，
在观察者侧形成所述透射式显示面板的右眼用图像和左眼用图像均到达的混合区域、只有所述透射式显示面板的右眼用图像到达的第I区域、和只有所述透射式显示面板的左眼用图像到达的第2区域。
作用/效果根据技术方案I记载的发明，从光源単元出射的光，从第I焦点经由聚光単元透过透射式显示面板，并在观察者侧的第2焦点聚光。由于光源単元的第I光源和第2光源，按照右眼用图像和左眼用图像以时分方式交替进行熄灭第I焦点侧的非対称的发光，所以在观察者侧形成右眼用图像和左眼用图像均到达的混合区域、只有右眼用图像到达的第I区域、和只有左眼用图像到达的第2区域。若让观察者以右眼位于第I区域且左眼位于第2区域的方式面对立体图像显示装置，则观察者能够用右眼只观察到右眼用图像、用左眼只观察到左眼用图像，因此用肉眼能观察到立体像。此外，在混合区域中，通过让观察者戴上与图像的切换联动的观察用眼镜，能够使多个观察者同时观察到立体像。因此，无需进行立体图像显示装置侧的切換等操作，也能够享受到肉眼式和眼镜式这两种装置的优点。此外，由于在ー个透射式显示面板上切换显示左眼用图像和右眼用图像，所以与将两个显示面板以“L”字形组合的装置相比能够实现小型化。
此外，技术方案2记载的发明是一种显示立体图像的立体图像显示装置，其特征在干，包括:
透射式显示面板，以时分方式交替显示右眼用图像和左眼用图像；
反射単元，其配置在所述透射式显示面板的背面侧，具有椭圆反射镜，该椭圆反射镜是椭圆的圆弧的一部分，具备俯视时夹着中心线呈对称形状的反射面，椭圆的第I焦点在所述透射式显示面板的背面侧并处于所述反射面侧，而椭圆的第2焦点设定在观察者侧；光源単元，在所述反射単元的第I焦点侧，以对所述反射面照射光的形态被附设于所述透射式显示面板的背面侧，并具备俯视时夹着所述反射単元的第I焦点且处于所述椭圆的圆弧的一部分和所述显示面板之间的第I光源及第2光源，能够个别地控制从观察者侧来看所述第I光源及所述第2光源在离开所述第I焦点侧的外侧和与所述第I焦点侧相当的内侧的发光；
光源控制部，对所述光源单元进行操作，在所述透射式显示面板显示右眼用图像时，使所述第I光源全面发光的同时，仅使所述第2光源的外侧发光，而在所述透射式显示面板显示左眼用图像时，使所述第2光源全面发光的同时，仅使所述第I光源的外侧发光；以及观察用眼镜，在所述透射式显示面板显示右眼用图像时，容许对右眼入光的同时禁止对左眼的入光，而在所述透射式显示面板显示左眼用图像时，容许对左眼入光的同时禁止对右眼的入光。
作用/效果根据技术方案2记载的发明，从光源単元出射的光，被反射単元的椭圆反射镜反射，透过透射式显示面板后朝向观察者侧。通过光源控制部，光源単元的第I光源和第2光源在显示右眼用图像的情况下，使第I光源全面发光且仅使第2光源的外侧发光，而在显示左眼用图像的情况下，使第2光源全面发光且仅使第I光源的外侧发光。就是说，按照右眼用图像和左眼用图像而光源单元发光的部分呈非对称，因此以时分方式交替地产生观察者的左眼侧无法观察到右眼用图像的区域和观察者的右眼侧无法观察到左眼用图像的区域。如果观察者位于该位置，就能够做到左眼不能观察到右眼用图像且右眼只能观察到右眼用图像，并且右眼不能观察到左眼用图像且左眼只能观察到左眼用图像，因此用肉眼能够观察到立体像。此外，在除了在观察者的左眼侧产生的无法观察到右眼用图像的区域和在观察者的右眼侧产生的无 法观察到左眼用图像的区域之外的区域上，两种图像混在一起，但是，通过使观察者戴上与图像的切换联动地容许只对ー个眼睛入光的观察用眼镜，由此能够使多个观察者同时观察到立体像。因此，在立体图像显示装置侧无需进行切換等操作，也能够享受肉眼式和眼镜式这两种装置的优点。此外，由于在ー个透射式显示面板上切换显示左眼用图像和右眼用图像，所以与将两个显示面板以“L”字形组合的装置相比能够实现小型化。
再者，作为观察用眼镜，例如，能举出与显示图像联动地遮住左右视野的液晶光阀眼镜。
此外，技术方案3记载的发明是一种显示立体图像的立体图像显示装置，其特征在干，包括:
透射式显示面板，以时分方式交替显示右眼用图像和左眼用图像；
柱面凸透镜，配置在所述透射式显示面板的背面侧，第I焦点处于所述透射式显示面板的背面侧，第2焦点设定于观察者侧；
光源単元，以对所述柱面凸透镜照射光的形态配置在所述柱面凸透镜的背面侧，并具备俯视时夹着所述柱面凸透镜的第I焦点而配置的第I光源及第2光源，能够个别地控制从观察者侧来看所述第I光源及所述第2光源在离开所述第I焦点侧的外侧和与所述第I焦点侧相当的内侧的发光；
光源控制部，对所述光源单元进行操作，在所述透射式显示面板显示右眼用图像时，使所述第I光源全面发光的同时，仅使所述第2光源的外侧发光，而在所述透射式显示面板显示左眼用图像时，使所述第2光源全面发光的同时，仅使所述第I光源的外侧发光；以及观察用眼镜，在所述透射式显示面板显示右眼用图像时，容许对右眼入光的同时禁止对左眼入光，而在所述透射式显示面板显示左眼用图像时，容许对左眼入光的同时禁止对右眼入光。
作用/效果根据技术方案3记载的发明，从光源単元出射的光，通过柱面凸透镜折射，并透过透射式显示面板后朝向观察者侧。通过光源控制部，光源単元的第I光源和第2光源在显示右眼用图像的情况下，使第I光源全面发光且仅使第2光源的外侧发光，而在显示左眼用图像的情况下，使第2光源全面发光且仅使第I光源的外侧发光。就是说，按照右眼用图像和左眼用图像而光源单元发光的部分呈非对称，因此以时分方式交替地产生观察者的左眼侧无法观察到右眼用图像的区域和观察者的右眼侧无法观察到左眼用图像的区域。如果观察者位于该位置，就能够用左眼不能观察到右眼用图像而用右眼只能观察到右眼用图像，并且用右眼不能观察到左眼用图像而用左眼只能观察到左眼用图像，因此用肉眼能够观察到立体像。此外，在除了在观察者的左眼侧产生的无法观察到右眼用图像的区域和在观察者的右眼侧产生的无法观察到左眼用图像的区域之外的区域，两种图像混在一起，但是，通过使观察者戴上与图像的切换联动地容许只对ー个眼睛入光的观察用眼镜，由此能够使多个观察者同时观察到立体像。因此，在立体图像显示装置侧无需进行切換等操作，也能够享 受肉眼式和眼镜式这两种装置的优点。此外，由于在ー个透射式显示面板上切换显示左眼用图像和右眼用图像，所以与将两个显示面板以“L”字形组合的装置相比能够实现小型化。
再者，作为观察用眼镜，例如，能举出与显示图像联动地遮住左右视野的液晶光阀眼镜。
此外，在本发明中，还包括偏振光状态转换面板，其附设于所述透射式显示面板，优选使右眼用图像和左眼用图像处于不同的偏振光状态，所述观察用眼镜的右眼侧透镜处于使右眼用图像透过且遮蔽左眼用图像的偏振光状态，左眼侧透镜处于使左眼用图像透过且遮蔽右眼用图像的偏振光状态(技术方案4)。利用偏振光状态转换面板，使右眼用图像和左眼用图像处于不同的偏振光状态，因此，通过使观察者戴上具备只让右眼用图像透过的偏振光状态的右眼侧透镜和只让左眼用图像透过的偏振光状态的左眼侧透镜的观察用眼镜，能够使多个观察者同时观察到立体像。此外，由于该观察用眼镜并不像光阀式眼镜那样以时分方式交替遮住视野，所以与光阀式眼镜相比能够减轻对观察者眼睛的负担。
此外，在本发明中，优选为，所述光源単元的第I光源及第2光源，由各自由独立的、离开所述第I焦点侧的外侧的外侧光源和与所述第I焦点侧相当的内侧的内侧光源所构成(技术方案5)。由于仅控制外侧光源和内侧光源的点亮或熄灭既可，所以能简化光源控制部的控制。
此外，在本发明中，优选为，所述光源単元的第I光源及第2光源由具备多个小型光源的、能个别地控制离开所述第I焦点侧的外侧和与所述第I焦点侧相当的内侧的一体型光源所构成(技术方案6)。由于能在任意位置使内侧和外侧发光，所以在一定程度上能够调整第I区域和第2区域的大小、位置。因此，能够进行肉眼观察位置的微调。
发明效果
根据本发明涉及的立体图像显示装置，从光源単元出射的光，经由聚光単元透过透射式显示面板后在观察者侧的第2焦点聚光。由于光源単元的第I光源和第2光源，按照右眼用图像和左眼用图像以时分方式交替进行熄灭第I焦点侧的非対称的发光，所以在观察者侧形成右眼用图像和左眼用图像均到达的混合区域、只有右眼用图像到达的第I区域、和只有左眼用图像到达的第2区域。若让观察者以使眼睛位于第I区域和第2区域的方式面对立体图像显示装置，则能够用右眼只观察到右眼用图像、用左眼只观察到左眼用图像，因此用肉眼能观察到立体像。在混合区域中，通过让观察者戴上与图像的切换联动的观察用眼镜，能够使多个观察者同时观察到立体像。因此，在立体图像显示装置侧无需进行切換等操作，也能够享受到肉眼式和眼镜式这两种装置的优点。此外，由于在ー个透射式显示面板切换显示左眼用图像和右眼用图像，所以与将两个显示面板以“L”字形组合的装置相比能够实现小型化。
图1是表示实施例1的立体图像显示装置的概略结构的横向剖视图。
图2是用于说明构成捕圆反射镜的捕圆的意图。
图3是表示实施例1的立体图像显示装置的概略结构的纵向剖视图。
图4是涉及控制系统的框图。
图5是表示左眼用光源的光路的示意图。
图6是表示外侧右眼用光源的光路的示意图。
图7是表示在显示左眼用图像时的光源単元的光路的示意图。
图8是供说明立体像的观察状态的图。
图9是表示实施例2的立体图像显示装置的概略结构的横向剖视图。
图10是表示实施例3的立体图像显示装置的概略结构的横向剖视图。
图11是涉及控制系统的框图。
图12是表示光源的变形例的概略结构图。
具体实施方式
下面说明本发明涉及的立体图像显示装置的实施例。
实施例1
以下，參照
本发明的实施例1。
图1是表示实施例涉及的立体图像显示装置的概略结构的横向剖视图，图2是用于说明构成椭圆反射镜的椭圆的示意图，图3是表示实施例涉及的立体图像显示装置的概略结构的纵向剖视图，图4是涉及控制系统的框图。再者，图4中的立体图像显示装置是从椭圆反射镜侧观看的图。此外，图2及图3根据说明的情况而省略了壳体的图示。
本实施例1涉及的立体图像显示装置I具有横截面呈“匚”字形的壳体3。在壳体3的前面(对图1而言为上面)，通过支撑架7安装有透射式显示面板5。该支撑架7包含前挡板。在透射式液晶显示面板5的里侧(对图1而言为下面)，隔着垫片9而安装了扩散部件Ilo该扩散部件11具有纵向(图1的纸面方向)扩散光的功能。在位于垫片9里侧的支撑架7的上下，分别安装了安装框13。
由于具有上述的扩散部件11，能够抑制后述的椭圆反射镜15和存在于上侧反射板23及下侧反射板25的连接处附近的横向的分界线等映到透射式液晶显示面板5上。
在安装框13的后方(对图1而言为下方)，安装有具备椭圆反射镜15的反射単元17。椭圆反射镜15的凹状面为反射面19。关于该椭圆反射镜15,參照图2。
椭圆反射镜15由椭圆21的圆弧的一部分所构成。椭圆21由中心C、长轴a和短轴b构成。此外，长轴a和中心线一致，因此椭圆反射镜15成为隔着中心线呈左右対称的形状。椭圆21的第I焦点fl被设定在反射面19 ー侧，换句话说，被设定在构成椭圆反射镜15的椭圆21 —部分的弦附近。椭圆21的第2焦点f2被设定在观察者的右眼ER和左眼EL之间(眉间附近)。换句话说，连接第I焦点f I和第2焦点f2的直线设定在观察者的右眼ER和左眼EL之间。再者，第2焦点f2可设定在该直线上的任意位置上。此外，第I焦点H及第2焦点f2所不的一点并不表不卩隹一的点，显然包括光学上有一定程度的扩展的情况。
反射单元17在椭圆反射镜15的上边缘侧具备上侧反射板23、在椭圆反射镜15的下边缘侧具备下侧反射板25(图3)。上侧反射板23及下侧反射板25都呈现从椭圆反射镜15的反射面19起覆盖到椭圆反射镜15的与椭圆21圆弧的一部分的弦相当的位置的板状。再者，在图1及图2中，从图示的关系考虑，省略了上侧反射板23。由这些围起的光路空间27没有被光学材料等填充而处于空气中。再者，用光学材料填充光路空间27也可。由此能抑制反射面19的劣化。
在反射单元17的第I焦点n —侧的上侧的安装框13安装有上部光源单元29，在下侧的安装框13安装有下部光源单元31 (图3)。上部光源单元29具备俯视时夹着第I焦点H而配置的右眼用光源33和左眼用光源35(图1)。右眼用光源33由外侧右眼用光源37和内侧右眼用光源39这两个光源构成。外侧右眼用光源37位于离开第I焦点f I的外側，内侧右眼用光源39位于靠近第I焦点fl的内側。在本实施例1中，外侧右眼用光源37和内侧右眼用光源39，例如，由长度大致为右眼用光源33的长度的一半的独立的光源构成。此夕卜，左眼用光源35同样具备外侧左眼用光源41和内侧左眼用光源43。
下部光源単元31具备俯视时夹着第I焦点H而配置的右眼用光源45和左眼用光源47。右眼用光源45如同上述的上部光源単元29，其具备外侧右眼用光源49和内侧右眼用光源51，左眼用光源47具备外侧左眼用光源53和内侧左眼用光源55。
此外，全部的光源，即，右眼用光源33、左眼用光源35、右眼用光源45、和左眼用光源47，都以能够朝向反射面19照射光的形态安装在安装框13上。具体来讲，各光源33、35、45、47的出光面朝向反射面19。
上部光源単元29在右眼用光源33和左眼用光源35之间安装有上部遮光部件57。同样地，下部光源単元31在右眼用光源45和左眼用光源47之间安装有下部遮光部件59。上部遮光部件57及下部遮光部件59由不透过光的部件构成。
再者，上述的透射式液晶显示面板5相当于本发明中的“透射式显示面板”，椭圆反射镜15相当干“聚光单元”。此外，上述的上部光源単元29和下部光源単元31相当于本发明中的“光源単元”。此外，右眼用光源33、45相当于本发明中的“第I光源”，左眼用光源35、47相当于本发明的“第2光源”。此外，外侧右眼用光源37、49及外侧左眼用光源41、53相当于本发明中的“外侧光源”，内侧右眼用光源39、51及内侧左眼用光源43、55相当于本发明中的“内侧光源”。
<控制系统>
下面，參照图4 图8。在此，图4是涉及控制系统的框图。此外，图5是表示左眼用光源的光路的示意图，图6是表示外侧右眼用光源的光路的示意图，图7是表示显示左眼用图像时的光源単元的光路的示意图，图8是供说明立体像的观察状态的图。
控制部63具有图像信号输出部65、光源控制部67、和光阀切换控制部69。图像信号输出部65接受影像信号VD，并且以时分方式交替地对透射式液晶显示面板5输出具有双眼视差的右眼用图像和左眼用图像。光源控制部67在图像信号输出部65依次切換右眼用图像和左眼用图像吋，响应垂直同步信号VS而控制上部光源単元29和下部光源単元31的点亮。配合图像信号输出部65对右眼用图像和左眼用图像的切換，光阀切换控制部69输出用以时分方式交替地遮住观察用眼镜71的右眼和左眼视野的方式来驱动光阀的光阀切换信号SS。观察用眼镜71，例如具备液晶光阀，能够确保或遮断右眼和左眼的视野。光阀切换信号SS包含如下信息:即，在显示右眼用图像时确保观察用眼镜71的右眼侧透镜的视野的同时遮断左眼侧透镜的视野，而在显示左眼用图像时确保观察用眼镜71的左眼侧透镜的视野的同时遮断右眼侧透镜的视野的信息。换句话说，光阀切换信号SS是以在显示右眼用图像时容许对右眼入光的同时禁止对左眼入光，而在显示左眼用图像时容许对左眼入光的同时禁止对右眼入光的方式，控制观察用眼镜71的信息。
当图像信号输出部65向透射式液晶显示面板5输出右眼用图像和左眼用图像时，光源控制部67控制上部光源単元29及下部光源単元31中的右眼用光源33、45和左眼用光源35,47的点亮。而且，个别地控制外侧右眼用光源37、49及内侧右眼用光源39、51，和外侧左眼用光源41、53及内侧左眼用光源43、55。
在此，就显示左眼用图像的状态下的光源控制部67的点亮控制的具体例进行说明。此夕卜，上部光源単元29和下部光源単元31的动作相同，因此在这里以上部光源単元29为例进行说明。
图5表示仅点亮左眼用光源35时的光路。从左眼用光源35的外侧左眼用光源41和内侧左眼用光源43照射的光，在反射面19反射，透过透射式液晶显示面板5后，朝向观察者(省略图示)侧。但是，左眼用光源35设置在面对时的右侧，因此它的光从中心线偏向左側。
图6表示仅点亮外侧右眼用光源37时的光路。从外侧右眼用光源37照射的光，在反射面19反射，透过透射式液晶显示面板5，并朝向观察者(图示省略)侧。但是，右眼用光源33往左侧设置，因此它的光从中心线偏向右側。而且，右眼用光源33之中只有外侧右眼用光源37被点亮。S卩，右眼用光源33只有往右侧的、从第I焦点fl较远的外侧发光，因此在观察者侧会发生相比中心线靠右侧(观察者的右眼ER侧)的部分上光线未到达的遮光区域BR2(第2区域)。
因此，当显示左眼用图像时，若通过光源控制部67点亮左眼用光源35和外侧右眼用光源37，则由于这些光源夹着中心线呈非対称地发光，因此光路变成叠合图5和图6的状态。即，如图7所示，左眼用图像会朝向观察者。其结果，若让观察者以使观察者的右眼ER位于遮光区域BR2的方式面向立体图像显示装置1，则观察者左眼EL只会辨认显示在透射式液晶显示面板5上的左眼用图像，而右眼ER不会辨认。
当右眼用图像显示在透射式液晶显示面板5时，光源控制部67进行与上述情况相反的点亮控制。即，如果隔着中心线呈非対称地点亮右眼用光源33和外侧左眼用光源41，就会在图7中以中心线左右折回的方式形成光路，因此在中心线左侧形成遮光区域BRl (第I区域)。因此，如图8所示，在显示右眼用图像时，在中心线左侧形成遮光区域BRl，在显示左眼用图像时，在中心线右侧形成遮光区域BR2。当观察者位于该位置时，观察者的右眼ER只会观察到右眼用图像，而观察者的左眼EL只会观察到左眼用图像。其结果，在遮光区域BR1、BR2的位置上，即便观察者以肉眼面向立体显示装置I也能观察到立体图像。
另ー方面，在除了遮光区域BR1、BR2以外的区域(混合区域)中，右眼用图像和左眼用图像处于混在一起的状态。但是，通过让观察者戴上观察用眼镜71，就能够让多个观察者同时观察到同样的立体图像。
其結果，即便在立体图像显示装置I ー侧完全不进行肉眼式或眼镜式的切換等操作，也能享受到肉眼式和眼镜式这两种装置的优点。此外，由于在ー个透射式液晶显示面板5上切换显示左眼用图像和右眼用图像，所以与将ニ个显示面板以“L”字形组合的装置相比能够实现小型化。
实施例2
接着，參照
本发明的实施例2。
图9是表示实施例2的立体图像显示装置的概略结构的横向剖视图。
与上述的实施例1相比，本实施例2的立体图像显示装置IA在不具备椭圆反射镜等反射系统的结构这一点上有所不同。在此，对和上述实施例1相同的结构标注相同符号，并省略详细说明。
该立体图像显示装置IA具备透射式液晶显示面板5、背光源安装部81、和柱面(cylindrical)凸透镜83。背光源安装部81与透射式液晶显示面板5分离而配置，在该透射式液晶显示面板5 —侧具备上部光源単元29A和下部光源単元31A。在此，从图示的关系上考虑，省略了下部光源単元31A。在以下说明中，仅对上部光源単元29A进行说明，不过下部光源単元31A也是相同的结构。柱面凸透镜83在与纸面方向垂直的方向上具有一定长度，同时第I焦点fl在透射式液晶显示面板5的背面侧，并处于柱面凸透镜83的背面侦U。此外，以使连接第I焦点fl和第2焦点f2的直线位于观察者的双眼之间的方式设定。第2焦点f2可以位于该直线上的任意位置上。
上部光源単元29A具备右眼用光源33A和左眼用光源35A。右眼用光源33A具备外侧右眼用光源37A和内侧右眼用光源39A，左眼用光源35A具备外侧左眼用光源41A和内侧左眼用光源43A。在本实施例中，考虑到柱面凸透镜83的光学系统，外侧右眼用光源37A构成为比内侧右眼用光源39A长，外侧左眼用光源41A构成为比内侧左眼用光源43A长。但是，这些长度可以因光学系统的不同而使右眼用光源33A和左眼用光源35A各自为一半的长度，此外，也可以将内侧左眼用光源43A构成为长于外侧左眼用光源41A。换句话说，可以按照期望的遮光区域BR1、BR2的位置或大小来构成这些长度。
再者，上述的柱面凸透镜83相当于本发明中的“聚光单元”。此外，上述的上部光源单元29A和下部光源単元31A相当于本发明中的“光源単元”。此外，右眼用光源33A相当于本发明中的“第I光源”，左眼用光源35A相当于本发明中的“第2光源”。此外，外侧右眼用光源37A和外侧左眼用光源41A相当于本发明中的“外侧光源”，内侧右眼用光源39A和内侧左眼用光源43A相当于本发明中的“内侧光源”。
具有如上所述构成的右眼用光源33A和左眼用光源35A在根据如同上述实施例1的光源控制部67的控制下，按照显示在透射式液晶显示面板5的图像以时分方式交替进行非对称的点亮。因此，如图9中所示，形成遮光区域BRl和遮光区域BR2，所以发挥如同上述实施例I的效果。此外，能够比实施例1较简单地方式来构成光学系统。
实施例3
接着，參照
本发明的实施例3。
图10是表示实施例3涉及的立体图像显示装置的概略结构的横向剖视图。
本实施例3在上述实施例1中附加了主动(active)偏光镜91。具体来讲，主动偏光镜91安装在透射式液晶显示面板5的前面(出光面)。在此，关于和实施例1共同的结构，标注相同符号而省略详细说明。
该主动偏光镜91具备响应外部信号而转换所透过的光的偏振光轴的功能。例如，因外部信号而功能被启动时，以使入射的光的偏振光角为90度偏振光的方式输出，因外部信号而功能被断开时，以使入射的光的偏振光角为0度的方式输出。因此,主动偏光镜91能够在期望的时机改变从透射式液晶显示面板5朝向观察者的光的偏振光状态。
在此，參照图11。另外，图11是涉及控制系统的框图。
主动偏光镜91利用偏振光状态切换控制部93切換偏振光状态。偏振光状态切换控制部93输出偏振光切換信号PS。响应该偏振光切換信号PS，主动偏光镜91例如以时分方式交替切換在右眼用图像和左眼用图像上不同的两种偏振光状态。观察用眼镜95的右眼侧透镜，成为透过右眼用图像而遮蔽左眼用图像的偏振光状态，此外，观察用眼镜95的左眼侧透镜，成为透过左眼用图像，遮蔽右眼用图像的偏振光状态。
详细而言，例如在观察用眼镜95的右眼侧透镜为90度偏振光的状态，此外，观察用眼镜95的左眼侧透镜为0度偏振的状态的情况下，用主动偏光镜91将右眼用图像偏振90度时只能用右眼观察右眼用图像，此外，用主动偏光镜91将左眼用图像偏振0度时只能用左眼观察到左眼用图像。
根据这种构成，在遮光区域BR1、BR2以外的区域中，能观察到如同上述实施例1的立体像。此外，观察用眼镜95并不像光阀式观察用眼镜71那样以时分方式交替遮住视野，因此与观察用眼镜71相比，能够减轻观察者眼睛的负担。
本发明并不限于上述实施方式，能够进行如下所述的变形。
(I)在上述的各实施例中，是把右眼用光源33、45和左眼用光源35、47作为个别独立型的情况进行了说明。然而，本发明并不限于这种结构，例如，也可以做到如图12所示的结构。再者，图12是表示光源的变形例的概略结构图。右眼用光源33B、45B和左眼用光源35B、47B全部可以具有相同结构，因此，在这里以右眼用光源33B为例进行说明。在发光面埋设多个小型光源97 (例如，发光二极管)而构成右眼用光源33B。让哪ー小型光源97发光是由光源控制部67決定。根据这样的结构，例如，由于能够将内侧光源和外侧光源定位于任意的位置上，所以能够在一定程度上调整遮光区域BR1、BR2的大小或位置。因此，能够细微地调整肉眼观察时的立体图像的观察位置。
(2)在上述的各实施例中，作为光源単元具备上部光源単元29和下部光源単元31，不过，也可以只具备上部光源単元29。藉此，显示图像时能够抑制消耗电力。此外，即便是只具备下部光源単元31的结构也起到同样的效果。
(3)在上述的各实施例中，作为透射式显示面板例示了透射式液晶显示面板5，不过，本发明并不限定于液晶显示型的显示装置，只要是透射式显示面板就能适用本发明。例如，可例举透射式 MEMS (microelectro mechanical systems)。
(4)上述的实施例3是在实施例1中附加了主动偏光镜91的结构，不过，在实施例2中附加主动偏光镜91的结构也可以。
符号说明
1、1A、IB…立体图像显示装置 3…壳体
5 透射式液晶显示板 15…椭圆反射镜 17…反射单元 19…反射面 2ト"椭圆 fl…第I焦点 f2…第2焦点 ER…右眼 EL…左眼 27…光路空间 29…上部光源単元 31…下部光源単元
33、45…右眼用光源
35、47…左眼用光源 37、49…外侧右眼用光源 39、51…内侧右眼用光源 41、53…外侧左眼用光源 43、55…内侧左眼用光源 63…控制部65…图像信号输出部67…光源控制部69…光阀切换控制部VD…影像信号 VS…垂直同步信号71…观察用眼镜SS…光阀切換信号BR1、BR2…遮光区域83…柱面凸透镜
权利要求
1.一种立体图像显示装置，其用于显示立体图像，其特征在干， 包括: 透射式显示面板，以时分方式交替显示右眼用图像和左眼用图像； 聚光单元，其配置在所述透射式显示面板的背面侧，并且在所述透射式显示面板的背面侧具有第I焦点，连接第I焦点和第2焦点的直线位于观察者的双眼之间；以及 光源単元，其朝向所述聚光単元，并且具备俯视时夹着所述第I焦点的第I光源和第2光源，所述第I光源和所述第2光源根据右眼用图像和左眼用图像以时分方式交替进行熄灭第I焦点侧的非対称的发光， 在观察者侧形成所述透射式显示面板的右眼用图像和左眼用图像均到达的混合区域、只有所述透射式显示面板的右眼用图像到达的第I区域和只有所述透射式显示面板的左眼用图像到达的第2区域。
2.一种立体图像显示装置，其用于显示立体图像，其特征在干， 包括: 透射式显示面板，以时分方式交替显示右眼用图像和左眼用图像； 反射単元，其配置在所述透射式显示面板的背面侧，具有椭圆反射镜，该椭圆反射镜是椭圆的圆弧的一部分，具备俯视时夹着中心线呈对称形状的反射面，椭圆的第I焦点在所述透射式显示面板的背面侧并处于所述反射面侧，而椭圆的第2焦点设定在观察者侧；光源単元，在所述反射単元的第I焦点侧，以对所述反射面照射光的形态被附设于所述透射式显示面板的背面侧，并具备 俯视时夹着所述反射単元的第I焦点且处于所述椭圆的圆弧的一部分和所述显示面 板之间的第I光源及第2光源，能够个别地控制从观察者侧来看所述第I光源及所述第2光源在离开所述第I焦点侧的外侧和与所述第I焦点侧相当的内侧的发光； 光源控制部，对所述光源单元进行操作，在所述透射式显示面板显示右眼用图像吋，使所述第I光源全面发光的同时，仅使所述第2光源的外侧发光，而在所述透射式显示面板显示左眼用图像时，使所述第2光源全面发光的同时，仅使所述第I光源的外侧发光；以及观察用眼镜，在所述透射式显示面板显示右眼用图像时，容许对右眼入光的同时禁止对左眼的入光，而在所述透射式显示面板显示左眼用图像时，容许对左眼入光的同时禁止对右眼的入光。
3.一种立体图像显示装置，其用于显示立体图像，其特征在干， 包括: 透射式显示面板，以时分方式交替显示右眼用图像和左眼用图像； 柱面凸透镜，配置在所述透射式显示面板的背面侧，第I焦点处于所述透射式显示面板的背面侧，第2焦点设定于观察者侧； 光源単元，以对所述柱面凸透镜照射光的形态配置在所述柱面凸透镜的背面侧，并具备俯视时夹着所述柱面凸透镜的第I焦点而配置的第I光源及第2光源，能够个别地控制从观察者侧来看所述第I光源及所述第2光源在离开所述第I焦点侧的外侧和与所述第I焦点侧相当的内侧的发光； 光源控制部，对所述光源单元进行操作，在所述透射式显示面板显示右眼用图像时，使所述第I光源全面发光的同时，仅使所述第2光源的外侧发光，而在所述透射式显示面板显示左眼用图像时，使所述第2光源全面发光的同时，仅使所述第I光源的外侧发光；以及 观察用眼镜，在所述透射式显示面板显示右眼用图像时，容许对右眼入光的同时禁止对左眼的入光，而在所述透射式显示面板显示左眼用图像时，容许对左眼入光的同时禁止对右眼的入光。
4.根据权利要求2或3所述的立体图像显示装置，其特征在于: 还包括偏振光状态转换面板，其附设于所述透射式显示面板，使右眼用图像和左眼用图像处于不同的偏振光状态， 所述观察用眼镜的右眼侧透镜处于使右眼用图像透过且遮蔽左眼用图像的偏振光状态，所述观察用眼镜的左眼侧透镜处于使左眼用图像透过且遮蔽右眼用图像的偏振光状态。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的立体图像显示装置，其特征在于: 所述光源単元的第I光源及第2光源，由各自由独立的、离开所述第I焦点侧的外侧的外侧光源和与所述第I焦点侧相当的内侧的内侧光源所构成。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的立体图像显示装置，其特征在于: 所述光源単元的第I光源及第2光源由具备多个小型光源的、能够个别地控制离开所述第I焦点侧的外侧和与所 述第I焦点侧相当的内侧的一体型光源所构成。
全文摘要
本发明提供不仅能小型化而且能享受“眼镜式”和“肉眼式”这两种装置的优点的立体图像显示装置。在显示右眼用图像时，在中心线左侧形成遮光区域(BR1)，在显示左眼用图像时，在中心线右侧形成遮光区域(BR2)。当观察者位于该位置时，观察者的右眼(ER)只会观察到右眼用图像，观察者的左眼(EL)只会观察到左眼用图像。其结果，在遮光区域(BR1、BR2)的位置上，观察者即便以肉眼面对立体显示装置(1)也能观察到立体图像。此外，除了遮光区域(BR1、BR2)之外的区域中，右眼用图像和左眼用图像处于混在一起的状态,但是，通过让观察者戴上观察用眼镜，能够让多个观察者同时观察到同样的立体图像。
文档编号G02B27/22GK103097938SQ201180044116
公开日2013年5月8日 申请日期2011年3月15日 优先权日2010年9月30日
发明者伊藤广 申请人:株式会社Nanao