立体影像显示装置和立体影像显示方法

专利名称：立体影像显示装置和立体影像显示方法
技术领域：
本发明涉及立体影像显示装置和立体影像显示方法。
背景技术：
作为能进行运动图像显示的立体视图像显示装置，即所谓三维显 示器，已公知有许多种方式。尤其是对平板型且无需专用眼镜等的方 式的渴望近年来日益高涨。在这种类型的立体动画显示装置中，利用 全息摄影原理的方式难以实现全彩色动画，但通过使用在直视型或投 射型液晶显示装置或等子体显示装置等将像素位置固定的显示屏(显 示装置)的前方(跟前)设置控制来自显示屏的光线使其朝向观察者 的光线控制元件的方式，可以比较容易地实现。
光线控制元件， 一般也称为视差屏(parallax barrier),把光线 控制成即使在光线控制元件上的同一位置也因角度不同而看到不同的 图像。具体地说，在仅有左右视差(水平视差)时，使用狭缝或双凸 透镜片(圆柱状透镜阵列)，而在还包含上下视差(垂直视差)时， 使用针眼阵列或透镜阵列。使用视差屏的方式还进一步分类成双眼式、 多眼式、超多眼式(多眼式的超多眼条件)、集成摄像(Integral Photography,以下也称为IP)。它们的基本原理与大约100多年前 发明的立体摄影中使用的原理实质上相同。
在IP方式中，特征在于视点位置的自由度高，能够容易地看到 立体像。在只有水平视差而没有垂直视差的一维IP方式中，象非专利 文献l中记栽的那样，实现分辨率高的显示装置也比较容易。相对于 此，在双眼方式和多眼方式中，能看到立体像的视点位置的范围即视 野窄，有不容易观看的问题，但作为立体图像显示装置的构成最简单， 且能简单地制作显示图像。在这样的使用了双凸透镜片的具有多视差的IP方式或多眼方式 的直视型棵眼立体显示装置中，显示与各透镜对应的要素图像的显示 部(要素图像显示部)的分辨率，在同一条件下，与立体影像的分辨
率、飞出深入范围、视野角这三个参数成相互制约(trade-off)关系。 这三个基本性能的积可被称为立体显示的综合性能。作为使立体显示 的综合性能倍增的手段，已知有时分多路复用技术，已知有分类成分 辨率多路复用型、飞出深入多路复用型、视野角多路复用型这三种的 各种方法和构成。但是，针对飞出深入多路复用型，已知有能适用于 平板型的简单构成，提出了用来提高立体显示的综合性能的各种技术。
例如，在专利文献1中公开了利用偏振选择性双焦透镜的DFD 屏单片化的技术。而在专利文献2中公开了通过机械地改变透镜像素 间距离来改变飞出深入范围的方法。另外，在专利文献3、 4、 5中公 开了利用由折射率各向异性材料构成的透镜、根据偏振方向对透镜效 应的有无进行切换的技术。
<非专利文献1>SID04 Digest 1438 (2004)
<专利文献1>日本特开2005-129983号公报
<专利文献2>日本特开2005-340957号公报
<专利文献3> WO 2003/015424
<专利文献4>日本特开2004-258631号〃>才艮
<专利文献5>日本特开2006-276466号公报

发明内容
(发明要解决的问题)
但是，在专利文献l记载的技术中，无法得到能满足多视差的立 体显示的性能，不能提高立体显示的综合性能。另外，专利文献2记 载的技术中，由于机械地改变透镜像素间距离，所以结构复杂，在时 分多路复用中不能得到足够的切换速度。另外，专利文献3、 4、 5记 载的技术中，由于不是两个凸透镜面独立地发挥作用，而仅限于作为 一个透镜的功能，所以与上述同样地不能提高立体显示的综合性能。本发明正是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供能用简单的 构成提高立体影像的综合性能的立体影像显示装置和立体影像显示方 法。
(用来解决问题的手段) 为了解决上述问题，实现上述目的，本发明的立体影像显示装置
的特征在于包括具有矩阵状地排列像素而成的像素面的要素图像显 示部；与上述要素图像显示部对置地配置、根据电压施加切换自己的 偏振方向的偏振切换单元(cell);具有折射率各向异性的媒质的透镜 阵列层叠部，该折射率各向异性的媒质与基材一起构成主平面不同的 两个透镜阵列，根据由上述偏振切换单元切换的偏振方向使某一个透 镜阵列的透镜效应有效；与上述要素图像显示部上显示的图像的显示 定时同步而控制对上述偏振切换单元的电压施加，在每个上述显示定 时切换有效的透镜阵列的同步驱动单元；以及与上述显示定时同步， 通过时分多路复用在上述要素图像显示部上交替显示飞出侧/深入侧 的上述图像的显示控制单元，且上述两个透镜阵列的焦点面在上述像 素面附近的相互不同的位置。
另外，本发明的立体影像显示装置的特征在于包括具有矩阵状 地排列像素而成的像素面的要素图像显示部；与上述要素图像显示部 对置地配置、与基材一起构成主平面不同的两个透镜阵列、根据电压 施加切换自己的折射率的至少两层第一媒质；在上述两层媒质之间设 置的具有各向同性的第二媒质；与上述要素图像显示部上显示的图像 的显示定时同步而控制对上述第一^(某质的电压施加，在每个上述显示 定时切换有效的第一媒质的同步驱动单元；以及与上述显示定时同步， 通过时分多路复用在上述要素图像显示部上交替显示飞出侧/深入侧 的上述图像的显示控制单元，且上述两层第一媒质的焦点面在上述像 素面附近的相互不同的位置。
另外，本发明的立体影像显示方法的特征在于，是在立体影像显 示装置中进行的立体影像显示方法，该立体影像显示装置包括具有 矩阵状地排列像素而成的像素面的要素图像显示部；与上述要素图像显示部对置地配置、根据电压施加切换自己的偏振方向的偏振切换单
元；以及具有折射率各向异性的媒质的透镜阵列层叠部，该折射率各 向异性的媒质与基材一起构成主平面不同的两个透镜阵列，根据由上 述偏振切换单元切换的偏振方向使某一个透镜阵列的透镜效应有效， 且上述两个透镜阵列的焦点面在上述像素面附近的相互不同的位置， 该立体影像显示方法包括以下工序同步驱动单元与上述要素图像显 示部上显示的图像的显示定时同步而控制对上述偏振切换单元的电压 施加，在每个上述显示定时切换有效的透镜阵列的同步驱动工序；以 及显示控制单元与上述显示定时同步，通过时分多路复用在上述要素 图像显示部上交替显示飞出侧/深入侧的上述图像的显示控制工序。
另外，本发明的立体影像显示方法的特征在于，是在立体影像显 示装置中进行的立体影像显示方法，该立体影像显示装置包括具有 矩阵状地排列像素而成的像素面的要素图像显示部；与上述要素图像 显示部对置地配置、与基材一起构成主平面不同的两个透镜阵列、根 据电压施加切换自己的折射率的至少两层第一媒质；在上述两层媒质 之间设置的具有各向同性的笫二媒质，且上述两个透镜阵列的焦点面 在上述像素面附近的相互不同的位置，该立体影像显示方法包括以下 工序同步驱动单元与上述要素图像显示部上显示的图像的显示定时 同步而控制对上述第一媒质的电压施加，在每个上述显示定时切换有 效的透镜阵列的同步驱动工序；以及显示控制单元与上述显示定时同 步，通过时分多路复用在上述要素图像显示部上交替显示飞出侧/深入 侧的上述图像的显示控制工序。 (发明的效果)
根据本发明，通过用折射率各向异性的媒质实现焦点面不同的两 个透镜阵列，利用与该透镜阵列的切换定时同步的时分多路复用在要 素图像显示部上交替地显示飞出侧/深入侧的图像，能够增加飞出方向 和深入方向的显示范围，由此能够用简单的构成提高立体影像的综合 性能。


图l是示意性地示出立体影像显示装置的图。
图2是示意性地示出实施方式1中的显示单元的剖面的图。
图3是图2所示的透镜阵列层叠部的部分放大图。
图4是示意性地示出透镜阵列层叠部的一种方式的立体图。
图5是示意性地示出显示单元的一部分结构的立体图。
图6是示意性地示出基于图5所示的显示单元的垂直面内和水平
面内的光线轨迹的展开图。
图7是示意性地示出显示单元中的立体影像的飞出/深入方向的
显示范围的图。
图8是示出在偏振切换单元上施加的电压波形与立体显示用图像 的显示定时的关系的图。
图9是示意性地示出实施方式1的变形例中的显示单元的剖面的图。
图10是示意性地示出实施方式1的另一变形例中的显示单元的 剖面的图。
图11是图IO所示的透镜阵列层叠部的部分放大图。
图12是示意性地示出实施方式2中的显示单元的剖面的图。
图13是图12所示的透镜阵列层叠部的部分放大图。
图14是示意性地示出实施方式2的变形例中的显示单元的剖面的图。
图15是图14所示的透镜阵列层叠部的部分放大图。 图16是示出实施方式2的另一变形例中的透镜阵列层叠部的构 成的图。
图17是示出实施方式3中的显示单元的剖面的图。 图18是图17所示的透镜阵列层叠部的部分放大图。 图19是示意性地示出实施方式3的变形例中的透镜阵列层叠部 的构成的图。
图20是示意性地示出实施方式4中的显示单元的剖面的图。图21是图20所示的透镜阵列层叠部的部分放大图。
图22是示意性地示出实施方式5中的显示单元的剖面的图。
图23是图22所示的透镜阵列单元的部分放大图。
图24是示意性地示出实施方式5的变形例中的显示单元的剖面的图。
(附图标记说明)
100、立体影像显示装置；10、要素图像显示部；111、玻璃基片； 112、玻璃基片；113、像素面；1131、子像素；1132、有效像素；114、 偏振片；115、偏振片；20、透镜阵列单元；210、偏振切换单元；220、 透镜阵列层叠部；221、基片；222、基片；223、媒质；21、透镜阵列 单元；230、透镜阵列层叠部；231、基片；232、基片；233、媒质； 22、透镜阵列单元；240、透镜阵列层叠部；241、基片；242、基片； 243、 ^f某质；30、同步驱动部；40、显示控制部；50、透镜阵列单元； 510、透镜阵列层叠部；511、基片；512、基片；513、媒质；514、媒 质；515、媒质；51、透镜阵列单元；520、透镜阵列层叠部；521、媒 质；522、媒质；523、媒质；530、透镜阵列层叠部；531、媒质；532、 媒质；533、媒质；60、透镜阵列单元；610、透镜阵列层叠部；611、 基片；612、基片；613、基片；614、媒质；615、媒质；620、透镜阵 列层叠部；621、基片；622、媒质；70、透镜阵列单元；710、透镜阵 列层叠部；711、基片；712、基片；713、 GRIN透镜层；714、 GRIN 透镜层；715、中间分离层；80、透镜阵列单元；811、基片；812、 基片；813、媒质；814、媒质；815、媒质；81、透镜阵列单元；821、 基片；822、基片；823、媒质；824、媒质；825、媒质
具体实施例方式
下面，参照附图详细地说明本发明的实施方式中的立体影像显示 装置和立体影像显示方法。 (实施方式1)
首先，参照图l说明立体影像显示装置100的构成。图l是示意性地示出立体影像显示装置100的图。如该图所示，立体影像显示装 置100包括要素图像显示部10、透镜阵列单元20、同步驱动部30 和显示控制部40。
要素图像显示部10是后述的在纵方向和横方向上矩阵状地排列 有子像素的高精细液晶屏模块。滤色片的排列也可以是纵长条、横长 条等。另外，只要要素图像显示部10的子像素开口部形状和颜色排列 满足上述条件，也可以是等离子体显示屏、有机EL显示屏、场发射 型显示屏等，无论其是什么种类均可。
透镜阵列单元20，设置在与要素图像显示部IO对置的位置上， 是对来自要素图像显示部10的光线赋予指向性、使光线朝向观察者的 透光性的光线控制元件。在该图中，设想的观察者位置是从透镜阵列 单元20的中心向光线方向(Z轴方向)离开预定距离的位置O附近 的视野宽度W的范围。通过从该视野宽度W的范围内进行观察，在 水平方向(图中X轴方向)的视场角9H、垂直方向(图中Y轴方向) 的视场角0V的范围内，能够在透镜阵列单元20的前面和背面附近观 察到立体影像。另外，在此，视野宽度W用从位置O看透镜阵列单 元20时的右方向的视野边界角度9R和左方向的视野边界角度0L表 示。在此，视野边界角度指相对于透镜阵列单元20的中心、由位置O 和能识别立体影像的边界位置所形成的角度。
以下，详细i兌明要素图^f象显示部10和透镜阵列单元20 (以下统 称为"显示单元")的构成。图2是示意性地示出实施方式1中的显 示单元的水平方向(图1中的X轴方向)的剖面的图。如该图所示， 要素图像显示部10包括玻璃基片111、 112;在该玻璃基片111和 112之间设置的液晶屏的像素面113;以及在玻璃基片111、 112的外 面设置的偏振片114、 115。在此，构成像素面113的各像素具有后述 那样的在水平方向和/或垂直方向上具有三个颜色分量(红、绿、蓝) 的子像素。
透镜阵列单元20包括偏振切换单元210和透镜阵列层叠部220。 偏振切换单元210能使用液晶盒，在同步驱动部30的控制下通过施加预定的电压交替地切换射出到透镜阵列层叠部220的光的两个偏振方 向。
在此，透镜阵列层叠部220具有基片221、 222和在该基片221 与基片222之间充填的媒质223。
基片221、 222具有透镜阵列状的曲面形状，具有与媒质223的 折射率对应的相互不同的折射率。另外，基片221的曲面形状也可以
是复眼透镜状，也可是圆柱透镜状(双凸透镜片状)。媒质223是可
被夹在基片221和基片222之间。
图3是透镜阵列层叠部220的部分放大图。在此，媒质223作为 光学特性具有针对正交的两个偏振方向的折射率nl、n2(其中n2>nl )。 另外，基片221、 222具有分别与媒质223表现出的两个折射率nl、 n2大致相同的折射率，在图3的构成中，基片221的折射率大致等于 折射率n2，基片222的折射率大致等于折射率nl。这样，两基片的折 射率分别与媒质223表现出的两个折射率大致相同。另外，根据透镜 阵列层叠部220带来的透镜效应的焦点方向确定基片221、 222的形状 和折射率。
通过这样的构成，在透镜阵列层叠部220中，通过根据来自偏振 切换单元210的入射光的方向切换媒质223的折射率，基片221侧的 透镜阵列或基片222侧的透镜阵列中的一个透镜阵列的透镜效应是有 效的。在此，由于折射率nl、 n2的关系是n2〉nl，所以如图2所示， 透镜阵列层叠部220示出的两个透镜阵列的焦点方向Fl、 F2是要素 图像显示部10的方向。另外，透镜阵列层叠部220示出的两个透镜阵 列构成为在不同的位置分别具有主平面，但焦距大致相同，其焦点面 位于像素面113附近的相互不同的位置。具体地说，构成为， 一个透 镜阵列(基片221侧)的焦点面是像素面113的玻璃基片111侧附近 (表面附近)，另一个透镜阵列(基片222侧)的焦点面是像素面113 的玻璃基片112侧附近(背面附近)。
以下，说明透镜阵列层叠部220与要素图像显示部10的关系，首先，参照图4说明透镜阵列层叠部220的透镜阵列。图4是示意性 地示出透镜阵列层叠部220的一种方式的立体图。在此，以基片221 和基片222的曲面形状为圆柱透镜状为例示出。在该结构的情况下， 由基片221、 222表示的两个透镜阵列在水平方向(图中X轴方向) 上具有光学作用。另外，构成为，图中的"Ps"是两个透镜阵列(圆 柱透镜)的水平节距，与要素图像显示部10的像素方向一致。
图5是示意性地示出显示单元的一部分结构的立体图，示出了使 用图4所示的透镜阵列层叠部220的例子。另外，在该图中省略了玻 璃基片111、 112，偏振片114、 115和偏振切换单元210的图示。
如图5所示，透镜阵列层叠部220，与要素图像显示部IO对置配 置，形成为使该透镜阵列层叠部220示出的两个透镜阵列的焦点面在 像素面113附近(像素面113的表面、背面)。在像素面113中，在 要素图像显示部10的纵方向和横方向上矩阵状地配置纵横比为3: 1 (Pp: 3Pp)的子像素1131，在水平方向(图中X轴方向)和垂直方 向(图中Y轴方向)上排列成红(R)、绿(G)、蓝(B)交替并列。 另外，该颜色排列一般被称为镶嵌(mosaic)排列，但并不局限于该 例，也可以是横长条排列等的其它排列方式。
利用与透镜阵列层叠部220示出的透镜阵列的水平节距Ps对应 的子像素组构成作为显示立体影像时的像素单位的有效像素1132 (用 黑框表示)。另外，图5中示出了由9列3行子像素1131构成有效像 素1132的例子，由于此时有效像素由共计27个子像素构成，可以显 示在水平方向上产生9视差的立体影像。以下，参照图6、图7说明 由显示单元表现的立体影^^的观察方式。
图6是示意性地示出基于图1、图5所示的显示单元的垂直面内 和水平面内的光线再生范围的展开图。在该图中，U)是显示单元(要 素图像显示部IO、透镜阵列单元20)的正视图，(b)是示出显示单 元的图像配置状态的平面图，(c)示出显示单元的侧视图。
在图6中，若设透镜阵列单元20与位置O所在的视距面P之间 的视距为L,透镜阵列层叠部220示出的两个透镜阵列中的作为基准的一个透镜阵列的水平节距为Ps，该透镜阵列与要素图像显示部10 (像素面113)间的间隙为d,则像素面113的被显示的要素图像的水 平节距Pe由从视距面P上的视点把孔阑(或透镜主点)中心向显示 单元上投影得到的间隔(视距L)确定。
另夕卜，图中符号B表示视距面P上的视点位置与各孔阑中心的连 线，视野宽度W的值由在显示单元面上要素图像相互之间不重叠的条 件确定。具有平行光线的组的条件的一维IP方式的情形下，要素图像 的水平节距Pe的平均值比子像素1131的水平节距Pp的整数倍略大， 且透镜阵列的水平节距Ps与子像素1131的水平节距Pp的整数倍相 等。在多眼方式的情形下，要素图像的水平节距Pe与子像素1131的 水平节距Pp的整数倍相等，且透镜阵列的水平节距Ps比子像素1131 的水平节距Pp的整数倍略小。
另外，在本实施方式中，通过切换媒质223中的折射率(偏振方 向)而使用透镜阵列层叠部220示出的两个透镜阵列，但优选地，调 整各透镜阵列的水平节距Ps以使得各视野基本一致。例如，通过使基 片221、 222中的飞出侧(观察者侧)的水平节距宽度比深入侧的水平 节距宽度略短，能够使两个透镜阵列的视野基本一致。另外，在图4、 5、 6中，透镜阵列层叠部220中的透镜方向是垂直方向(图中Y轴方 向)，但不仅限于此，也可以是倾斜方向。
在此，参照图7说明上述的透镜阵列层叠部220中的立体影像的 观察方式。图7是示意性地示出显示单元中的立体影像的飞出/深入方 向的显示范围的图。在该图中，图中上图示出由显示单元(要素图像 显示部10、透镜阵列单元20)显示的立体影像的飞出/深入显示位置 导致的分辨率的变化。而图中下图示出上述的视距面P与显示单元的 关系，以显示单元的配置位置为基准，与上图的飞出方向(视距面P 方向)和深入方向(与^f见距面P对置的方向)相对应。
使用单一的透镜阵列时，表示被立体显示的物体的飞出/深入显示 位置导致的分辨率的变化的特性曲线成为象Tl那样。此时，针对飞 出/深入显示位置，如果求出满足能作为立体物辨认的最低分辨率Rl的范围，则记为在立体影像显示装置100的前后存在的范围TR1。
另一方面，在本实施方式的构成中，由于使用焦点面不同的两个 透镜阵列，如果一个透镜阵列的焦点面在要素图像显示部10的像素面 113附近的视距面P侧，即像素面113的表面侧，则表示被立体显示 的物体的飞出/深入显示位置导致的分辨率的变化的特性曲线，表示为 象T21那样。另外，如果通过切换成另一个透镜阵列，使焦点面移动 到像素面113的背面侧，则表示被立体显示的物体的飞出/深入显示位 置导致的分辨率的变化的特性曲线表示为象T22那样。即，在本实施 方式的构成的情形下，针对飞出/深入显示位置满足分辨率Rl的范围 分别是范围TR21和范围TR22。另外，针对分辨率Rl以外的分辨率 (例如分辨率R2)，也是同样的。
回到图l，同步驱动部30，与立体显示用的图像(以下称为"立 体显示用图像")的显示定时同步，控制偏振切换单元210。
具体地，同步驱动部30，通过与把立体显示用图像的1帧一分为 二得到的各场(field，也称为半帧)同步，交替切换向偏振切换单元210 施加的电压的值，交替切换入射到媒质223的入射光的偏振方向，针 对每一 1/2帧期间(1场期间)切换透镜阵列层叠部220示出的两个透 镜状态(透镜阵列)。另外，在本实施方式中，是在每一场切换有效 的透镜阵列，但并不仅限于此，也可以是例如每一帧期间。
显示控制部40,与同步驱动部30中的电压切换定时即1/2帧期 间(l场期间)同步，通过时分多路复用在要素图像显示部IO上交替 地显示飞出/深入范围不同的立体显示用图像。另外，各场中显示的立 体显示用图像的飞出/深入范围，在飞出侧的透镜阵列有效的场 (TR21)中是飞出侧的范围，而在深入侧的透镜阵列有效的场(TR22 ) 中是深入侧的范围。
图8是示出在偏振切换单元210上施加的电压波形与在要素图像 显示部10上显示的立体显示用图像的显示定时的关系的图。在该图 中，横轴表示时间，纵向表示电压值。而且，在该图中，在偏振切换 单元210上施加的电压波形用实线表示，显示控制部40的图像显示定时用虚线表示。
同步驱动部30，通过与把要素图像显示部上显示的立体显示用图 像的1帧一分为二得到的两个场同步，向偏振切换单元210施加图8 所示的电压波形，在每一场交替切换该透镜阵列层叠部220示出的两 个透镜阵列的透镜效应。另外，在显示控制部40中，在每一场交替地 显示飞出/深入范围不同的立体显示用图像。
这样，由于与到要素图像显示部10的显示定时同步地进行有效 的透镜阵列的切换，所以能够使满足分辨率Rl的范围实质上相当于 覆盖图7所示的范围TR21和TR22这两者的范围，即范围TR2。即， 与使用单一透镜阵列的情形相比，能够增加飞出方向和深入方向的显 示范围。
象以上那样，在实施方式l中，通过用折射率各向异性的媒质实 现焦点面不同的两个透镜阵列，利用与该透镜阵列的切换定时同步的 时分多路复用在要素图像显示部上交替地显示飞出侧/深入侧的图像， 能够增加飞出方向和深入方向的显示范围，由此能够用简单的构成来
提高立体影像的综合性能。
另外，在本实施方式中示出了如图2、图3所示，基片221和基 片222的透镜曲面相对于要素图像显示部10凸出地配置的例子，但并 不仅限于此。
例如，如图9所示，也可以构成为，将相当于上述基片221、 222 的基片231、 232配置成使其透镜曲面相对于要素图像显示部10凹入。 在此，媒质233是相当于上述媒质223的折射率各向异性的媒质，夹 在具有透镜阵列状的曲面形状的基片231和基片232之间。透镜阵列 层叠部230包括这些基片231、 232和媒质233。与上述偏振切换单元 210 —起构成相当于透镜阵列单元20的透镜阵列单元21。通过这样的 构成，在透镜阵列层叠部230中，与透镜阵列层叠部220同样地，根 据向偏振切换单元210的电压施加，使基片231侧的透镜阵列或基片 232侧的透镜阵列中的 一 个透镜阵列的透镜效应是有效的。
在此，媒质233的两个状态的折射率为nl/n2 ( n2>nl)，与上述同样地，对应于媒质233，如果基片231的折射率为nl，基片232的 折射率为n2,则如图9所示，透镜阵列层叠部230示出的两个透镜阵 列的焦点方向F1、 F2是要素图像显示部10的方向。另外，透镜阵列 层叠部230示出的两个透镜阵列构成为在不同的位置分别具有主平 面，但焦距大致相同，其焦点面与上述同样地分别位于像素面113的 表面、背面附近。
这样，构成显示单元，与上述实施方式l同样地，通过利用同步 驱动部30和显示控制部40进行有效的透镜阵列的切换和立体显示用 图像的显示，能够增加飞出方向和深入方向的显示范围，由此能够用
简单的构成提高立体影像的综合性能。
另外，图IO是示出实施方式1的另一变形例的图。如图IO所示， 相当于透镜阵列单元20的透镜阵列单元22包括偏振切换单元210和 透镜阵列层叠部240，透镜阵列层叠部240具有相当于上述基片221、 222的基片241、 242和相当于媒质223的折射率各向异性的媒质243。 在透镜阵列层叠部240中，与透镜阵列层叠部220同样地，根据向偏 振切换单元210的电压施加，使基片241侧的透镜阵列或基片242侧 的透镜阵列的透镜效应是有效的。
在本变形例中，与图2、图9所示的构成的不同点在于，基片241、 242的相位以在透镜的面内方向上偏移预定量(例如透镜的半径大小) 后的状态配置。另外，图11是透镜阵列层叠部240的部分放大图。
在此，媒质243的两个状态的折射率为nl/n2 ( n2>nl)，与上述 同样地，对应于媒质243，如果基片241的折射率为nl，基片242的 折射率为n2，则如图IO所示，透镜阵列层叠部240示出的两个透镜 阵列的焦点方向F1、 F2是要素图像显示部10的方向。另外，透镜阵 列层叠部240示出的两个透镜阵列构成为在不同的位置分别具有主平 面，但焦距大致相同，其焦点面与上述同样地分别位于像素面113的 表面、背面附近。
在图10、图11的构成的情形下，与上述实施方式1同样地，如 果利用同步驱动部30和显示控制部40进行有效的透镜阵列的切换和立体显示用图像的显示，则不仅显示范围增大到范围TR2，其分辨率 也成为图7的T3所示的分辨率曲线。这样，通过采用本构成，能够 增加飞出/深入方向的重叠部分的分辨率，由此能够用简单的构成提高 立体影像的综合性能。 (实施方式2)
下面，说明实施方式2。在上述实施方式1中说明了通过使用一 个折射率各向异性的媒质实现焦点面不同的两个透镜阵列的构成。在
实施方式2中说明通过使用两个折射率各向异性的媒质实现两个透镜 阵列的构成例。另外，对与实施方式1同样的构成要素赋予相同的附 图标记，其说明适当省略。
图12是示意性地示出实施方式2中的显示单元的水平方向的剖 面的图。如该图所示，透镜阵列单元50包括偏振切换单元210和透 镜阵列层叠部510。在此，透镜阵列层叠部510具有基片511、 512和 在该基片之间充填的、在形成透镜曲面的两个界面上相接的三层媒质 513、 514、 515。另外，透镜曲面的曲面形状也可以是复眼透镜状，也 可是圆柱透镜状(双凸透镜片状)。
图13是透镜阵列层叠部510的部分放大图。如该图所示，媒质 513、 515配置成凹状的透镜曲面相对置，在々某质513和515之间夹持 媒质514。在此，媒质513、 515是根据入射光的偏振方向改变折射率 的折射率各向异性的^f某质。另外，媒质514是具有形成媒质513、 514
的界面(透镜曲面)的透镜阵列状的曲面形状的、折射率固定的各向 同性媒质。
媒质513和515作为光学特性具有针对正交的两个偏振方向的折 射率nl、 n2,对于同一偏振方向呈现出相互不同的折射率。即，媒质 513和媒质515的折射率各向异性的轴是相互正交的关系。另外，媒 质514具有与在两个媒质513和515之间共通的折射率中的一个大致 相同的折射率，在图13的构成中是折射率n2。这样，媒质514的折 射率与在两个媒质513和515之间共通的折射率中的一个大致相同。 另外，根据透镜阵列层叠部510带来的透镜效应的焦点方向确定媒质514的形状和折射率。
由此，如图12所示，透镜阵列层叠部510示出的两个透镜阵列 的焦点方向F1、 F2是要素图像显示部10的方向。另外，透镜阵列层 叠部510示出的两个透镜阵列构成为在不同的位置分别具有主平面， 但焦距大致相同，其焦点面与上述同样地分别位于像素面113的表面、 背面附近。
通过这样的构成，在透镜阵列层叠部510中，通过根据向偏振切 换单元210的电压施加，切换入射到々某质513、 515的入射光的偏振方 向，使媒质513侧的透镜阵列或媒质515侧的透镜阵列中的一个透镜 阵列的透镜效应是有效的。另外，由于基片511、 512是平坦形状，无 须考虑折射率。
在本实施方式中，同步驱动部30，与上述实施方式l同样地，通 过与把要素图像显示部上显示的立体显示用图像的1帧一分为二得到 的各场同步，交替切换向偏振切换单元210施加的电压，由此交替切 换透镜阵列层叠部510的透镜状态即有效的透镜阵列。另外，显示控 制部40，与上述实施方式l同样地，在各场中，通过时分多路复用在 要素图像显示部10上显示飞出/深入范围不同的立体显示用图像。另 外，各场中显示的立体显示用图像的飞出/深入范围，在飞出侧的透镜 阵列有效的场中是飞出侧的范围，而在深入侧的透镜阵列有效的场中 是深入侧的范围。
象以上那样，在实施方式2中，通过用折射率各向异性的媒质实 现焦点面不同的两个透镜阵列，利用与该透镜阵列的切换定时同步的 时分多路复用在要素图像显示部上交替地显示飞出侧/深入侧的图像， 能够增加飞出方向和深入方向的显示范围，由此能够用简单的构成提 高立体影像的综合性能。
另外，在本实施方式中示出了如图12、图13所示，媒质513和 媒质515的凹面相对置地配置的例子，但并不仅限于此。
例如，如图14、 15所示，也可以构成为，单凸透镜形状的媒质 521、 523配置成其凸面相对置。另外，图14是示意性地示出实施方式2的变形例中的显示单元的剖面的图。图15是图14所示的透镜阵 列层叠部520的部分放大图。
在此，々某质521、 523是相当于上述媒质513、 515的折射率各向 异性的媒质，在该媒质521和媒质523之间夹持着具有透镜阵列状的 曲面形状的各向同性媒质522。透镜阵列层叠部520包括基片512、 512 和这些々某质521、 522、 523，与上述偏振切换单元210 —起构成相当 于透镜阵列单元50的透镜阵列单元51。
在此，如图15所示，媒质521和523具有针对相互正交的偏振 方向的折射率nl、 n2(其中n2〉nl)，对于同一偏振方向呈现出相互 不同的折射率。即，媒质521和523的折射率各向异性的轴是相互正 交的关系。另外，如果媒质522的折射率，与上述同样地，对应于媒 质521、 523，为nl，则如图14所示，透镜阵列层叠部520示出的两 个透镜阵列的焦点方向Fl、 F2是要素图像显示部10的方向。另外， 由于基片511、 512是平坦形状，无须考虑折射率。
通过这样的构成，透镜阵列层叠部520，与透镜阵列层叠部510 同样地，根据向偏振切换单元210的电压施加，使媒质521侧的透镜 阵列或媒质523侧的透镜阵列中的仅一个透镜阵列显示透镜效应。另 外，透镜阵列层叠部520示出的两个透镜阵列构成为在不同的位置分 别具有主平面，但焦距大致相同，其焦点面与上述同样地分别位于像 素面113的表面、背面附近。
这样，构成显示单元，与上述实施方式2同样地，通过利用同步 驱动部30和显示控制部40进行有效的透镜阵列的切换和立体显示用 图像的显示，能够以增加飞出方向和深入方向的显示范围的状态显示 立体影像，由此能够用筒单的构成提高立体影像的综合性能。
另外，图14、 15的构成中，折射率各向异性的媒质(媒质521、 522)具有的折射率的组与nl、 n2同值，但并不^5l限于此，也可以是 各折射率各向异性的媒质具有的折射率的组是不同的值。以下，作为
实施方式2的另一变形例，说明各折射率各向异性的媒质具有的折射 率的组是不同的值时的透镜阵列层叠部的构成例。图16是各折射率各向异性的媒质具有的折射率的组是不同的值 时的透镜阵列层叠部530的部分放大图。在此，透镜阵列层叠部530， 与上述透镜阵列层叠部520相当，包括基片511、 512和在它们之间充 填的、在形成透镜曲面的两个界面上相接的三层媒质531、 532、 533。 在此，媒质531、 533是根据入射光的偏振方向改变折射率的折射率各 向异性的媒质，媒质532是折射率不变的各向同性媒质。
媒质531、 533，与图14、图15的构成同样地，配置为夹持着具 有透镜阵列状的曲面形状的媒质532并且使该:煤质532与形成界面的 凸状的透镜曲面相对置。在此，与图14、 15的构成的不同之处在于， 媒质531作为光学特性具有针对正交的两个偏振方向的折射率nl、 n2 (n2>nl)，媒质533作为光学特性具有针对正交的两个偏振方向的 折射率n3、 nl(n3>iil)。这些媒质531、 533对于同 一偏振方向呈现 出相互不同的折射率。另外，媒质532的折射率，与上述同样地，与 两个媒质531、 533之间共通的折射率中的一个大致相同，在图15的 构成中折射率是nl。如果这样，则与图14同样地，透镜阵列层叠部 530示出的两个透镜阵列的焦点方向是要素图像显示部IO的方向。另 外，透镜阵列层叠部530示出的两个透镜阵列构成为在不同的位置分 别具有主平面，但焦距大致相同，其焦点面与上述同样地分别位于像 素面113的表面、背面附近。
这样，构成显示单元，与上述实施方式2同样地，通过利用同步 驱动部30和显示控制部40进行有效的透镜阵列的切换和立体显示用 图像的显示，能够以增加飞出方向和深入方向的显示范围的状态显示 立体影像，由此能够用简单的构成提高立体影像的综合性能。 (实施方式3)
下面，说明实施方式3。在上述实施方式2中说明了使用具有三 层媒质的透镜阵列层叠部实现两个透镜阵列的构成。在实施方式3中 说明通过使用两层媒质以及具有预定的折射率的两个基片实现两个透 镜阵列的构成例。另外，对与上述实施方式同样的构成要素赋予相同 的附图标记，适当省略其说明。图17是示意性地示出实施方式3中的显示单元的水平方向的剖 面的图。如该图所示，透镜阵列单元60包括偏振切换单元210和透 镜阵列层叠部610。在此，透镜阵列层叠部610具有平面状的基片611、 具有透镜阵列状的曲面形状的两个基片612、 613、和在这些基片之间 分别充填的两层媒质614、 615。另外，基片612、 613的曲面形状也 可以是复眼透镜状，也可是圆柱透镜状(双凸透镜片状)。
图18是透镜阵列层叠部610的部分放大图。在此，媒质614是 折射率各向异性的媒质，作为光学特性具有针对正交的两个偏振方向
的折射率nl、 n2。另外，媒质614与基片612—起作为整体形成平坦 的透镜层，基片612的折射率与该媒质614的折射率nl大致相同，成 为该媒质614的界面且具有透镜阵列形状。在此，基片612、 613是折 射率固定的各向同性基片。
媒质615是折射率各向异性的媒质，作为光学特性具有针对正交 的两个偏振方向的折射率n2、 nl。另外，媒质615与基片613—起作 为整体形成平坦的透镜层，基片613的折射率与该媒质615的折射率 nl大致相同，成为该媒质615的界面且具有透镜阵列形状。
另外，在上述透镜层的每一个中，媒质614和媒质615的同一偏 振方向的折射率相互不同。另外，基片612、 613的折射率，与对应于 自己的透镜层的媒质614、 615的相互不同的偏振方向的折射率大致相 同。另外，根据自己的透镜层带来的透镜效应的焦点方向确定基片612、 基片613的形状和折射率。另外，由于基片611是平坦形状，无须考 虑折射率。
通过这样的构成，在透镜阵列层叠部610中，根据向偏振切换单 元210的电压施加，使媒质614侧的透镜阵列或媒质615侧的透镜阵 列中的仅一个透镜阵列显示透镜效应，各透镜阵列的焦点方向Fl、 F2 如图17所示是要素图像显示部10的方向。另夕卜，透镜阵列层叠部610 示出的两个透镜阵列构成为在不同的位置分别具有主平面，但与上述 实施方式同样地，各透镜阵列的焦距大致相同，其焦点面分别位于要 素图像显示部10的像素面113的表面、背面附近。在图18的构成中，同步驱动部30，与上述实施方式l同样地， 通过与把要素图像显示部上显示的立体显示用图像的1帧一分为二得 到的各场同步，交替切换向偏振切换单元210施加的电压值，由此交 替切换透镜阵列层叠部610的透镜状态即有效的透镜阵列。另外，在 显示控制部40中，与上述实施方式同样地，在各场中，通过时分多路 复用在要素图像显示部10上交替地显示飞出/深入范围不同的立体显 示用图像。另外，各场中显示的立体显示用图像的飞出/深入范围，在 飞出侧的透镜阵列有效的场中是飞出侧的范围，而在深入侧的透镜阵 列有效的场中是深入侧的范围。
象以上那样，根据实施方式3，与上述实施方式同样地，由于与 到要素图像显示部10的显示定时同步地进行有效的透镜阵列的切换， 所以能够使满足分辨率Rl的范围实质上相当于覆盖图7所示的范围 TR21和TR22这两者的范围，即范围TR2。即，与使用单一透镜阵列 的情形相比，能够增加飞出方向和深入方向的显示范围，由此能够用 简单的构成提高立体影像的综合性能。
另外，在本实施方式中，如图18所示，折射率各向异性的媒质 (媒质614、 615)具有的折射率的组与nl、 n2同值，但并不仅限于 此，也可以是各折射率各向异性的媒质具有的折射率的组是不同的值。 以下，作为实施方式3的另一变形例，说明各折射率各向异性的媒质 具有的折射率的组是不同的值时的透镜阵列层叠部的构成例。
图19是各折射率各向异性的媒质具有的折射率的组是不同的值 时的透镜阵列层叠部620的部分放大图。在此，透镜阵列层叠部620, 与上述透镜阵列层叠部610相当，包括基片611、 612、 621和在这些 基片之间分别充填的、两层媒质614、 622。在此，媒质614、 622是 根据施加的电压改变折射率的折射率各向异性媒质，基片612、 621, 与上述同样地，是折射率不变的各向同性基片。
在该图中，媒质614和基片612、媒质622和基片621分别组合 形成整体上平坦的透镜层。在此，与图17、 18的构成的不同之处在于， 媒质622具有针对正交的两个偏振方向的折射率n3、 n4(其中n3>n4 ),基片621具有折射率n4。因此，对于同一偏振方向，々某质614表现出 nl的折射率，媒质622表现出n3的折射率，或者，媒质614表现出 n2的折射率，媒质622表现出n4的折射率。
通过这样的构成，在透镜阵列层叠部620中，通过根据来自偏振 切换单元210的入射光的偏振方向切换媒质614、 622的折射率，使媒 质613侧的透镜阵列或媒质622侧的透镜阵列中的一个透镜阵列的透 镜效应是有效的，各透镜阵列的焦点方向与如图17所示的焦点方向同 样地，是要素图像显示部IO的方向。另外，透镜阵列层叠部620示出 的两个透镜阵列构成为，在不同的位置分别具有主平面，但焦距大致 相同，其焦点面分别位于像素面113的表面、背面附近。
这样，构成显示单元，与上述实施方式3同样地，通过利用同步 驱动部30和显示控制部40进行有效的透镜阵列的切换和立体显示用 图像的显示，能够增加飞出方向和深入方向的显示范围，由此能够用 简单的构成提高立体影像的综合性能。 (实施方式4)
下面，说明实施方式4。在实施方式4中说明作为々某质使用同时 具有折射率各向异性和折射率分布的折射率各向异性GRIN透镜的构 成例。另外，对与上述实施方式同样的构成要素赋予相同的附图标记， 适当省略其说明。
图20是示意性地示出实施方式4中的显示单元的水平方向的剖 面的图。如该图所示，显示单元包括要素图像显示部IO和透镜阵列单 元70。透镜阵列单元70包括透镜阵列层叠部710，具有基片711、 712在它们之间充填的平坦形状的折射率各向异性GRIN(折射率分 布)透镜层713、 714、和把这些GRIN透镜层713、 714分离的中间 分离层715;以及偏振切换单元210。另外，GRIN透镜层713、 714 的折射率分布具有透镜阵列状的折射率分布，但其分布形状也可以是
复眼透镜状，也可是圆柱透镜状(双凸透镜片状)。
GRIN透镜层713和714，例如，由图21所示的取向状态的液晶 材料C构成，成为具有与该液晶材料C的取向方向对应的折射率分布的结构。GRIN透镜层713和714具有折射率分布的方向是相同的， 表现出折射率分布的偏振方向相互正交。即， 一个GRIN透镜层象图 21那样在纸面内平躺的方向上液晶分子在纸面横方向上变化方向，而 另 一个GRIN透镜层象图21那样在与纸面垂直的垂直面内平躺的方向 上液晶分子在纸面横方向上变化方向(以在垂直面内转动的方式)。 GRIN透镜层713和714根据入射光的偏振方向切换折射率分布造成 的透镜效应即透镜阵列的有效/无效化。在此，如图20所示，构成为， GRIN透镜层713、 714的折射率分布导致的焦点方向Fl、 F2是要素 图像显示部10的方向。另外，由于基片711、 712、中间分离层715 是平坦形状，所以无须考虑折射率。
在图20、 21的构成中，同步驱动部30，以把电压波形的相位相 互错开一场大小的状态施加向偏振切换单元210施加的电压。通过这 样的构成，在透镜阵列层叠部710中，根据向偏振切换单元210的电 压施加，切换GRIN透镜层713、 714的折射率，使GRIN透镜层713 侧的透镜阵列或GRIN透镜层714侧的透镜阵列中的一个透镜阵列的 透镜效应有效。另外，透镜阵列层叠部710示出的两个透镜阵列构成 为，在不同的位置分别具有主平面，但焦距大致相同，其焦点面分别 位于要素图像显示部10的像素面113的表面、背面附近。
另外，在显示控制部40中，与上述实施方式l同样地，在各场 中，通过时分多路复用在要素图像显示部10上显示飞出/深入范围不 同的立体显示用图像。另外，各场中显示的立体显示用图像的飞出深 入范围，在飞出侧的透镜阵列有效的场中是飞出侧的范围，而在深入 侧的透镜阵列有效的场中是深入侧的范围。
象以上那样，由于与对要素图像显示部10的显示定时同步地进 行有效的透镜阵列的切换，所以与实施方式l同样地，与使用单一透 镜阵列的情形相比，能够以增加了飞出方向和深入方向的显示范围的 状态显示立体影像。
象以上那样，在实施方式4中，通过用折射率各向异性GRIN透 镜实现焦点面不同的两个透镜阵列，通过与该透镜阵列的切换定时同步的时分多路复用在要素图像显示部上交替地显示飞出/深入方向不 同的图像，能够增加飞出方向和深入方向的显示范围，由此能够用简 单的构成提高立体影像的综合性能。
(实施方式5)
下面，说明实施方式5。在上述实施方式中说明了通过利用对偏 振切换单元210的电压施加切换入射到透镜阵列层叠部的入射光的偏 振状态来实现两个透镜阵列的构成。在实施方式5中说明用偏振切换 单元210以外的手段进行透镜阵列层叠部的透镜效应的切换的构成 例。
图22是示意性地示出实施方式5中的显示单元的水平方向的剖 面的图。如该图所示，显示单元包括要素图像显示部IO和透镜阵列单 元80。在此，透镜阵列单元80包括基片811、 812;以及在该基片 之间充填的、在形成透镜曲面的两个界面上相接的三层媒质813、 814、 815。另外，透镜曲面的形状也可以是复眼透镜状，也可是圆柱透镜状 (双凸透镜片状)。
图23是透镜阵列单元80的部分放大图。如该图所示，媒质813、 815配置成凸状的透镜曲面相对置，在媒质813和媒质815之间保持 媒质814。在此，媒质813、 815是液晶透镜，根据从构图了的电极(未 图示)向基片811~812的四个界面上分别进行的电压施加改变自己的 液晶排列。另外，电极的一部分或全部由透明电极构成。另外，媒质 814是各向同性的中间分离层。
具体地，媒质813和815根据来自电极的电压施加使液晶排列变 化成图23所示的两种状态即折射率nl、 n2 (其中n2>nl)的两种状 态。另外，媒质814具有与在两个媒质813和815之间共通的折射率 中的一个大致相同的折射率，在图23的构成中折射率是nl。这样， 媒质514的折射率与在两个媒质513、 515之间共通的折射率中的一个 大致相同。根据透镜阵列层叠部510带来的透镜效应的焦点方向确定 媒质514的形状和折射率。另外，由于基片711、 712、中间分离层715 是平坦形状，无须考虑折射率。在上述的构成中，同步驱动部30，以把电压波形的相位相互错开 一场大小的状态施加通过透镜阵列单元80的电极分别向媒质813、815 施加的电压。通过这样的构成，在透镜阵列单元80中，根据来自同步 驱动部30的电压施加，使媒质813侧的透镜阵列或媒质815侧的透镜 阵列中的一个透镜阵列的透镜效应有效。
由此，如图22所示，透镜阵列单元80示出的两个透镜阵列的焦 点方向F1、 F2是要素图像显示部10的方向。另外，透镜阵列单元80 示出的两个透镜阵列构成为，在不同的位置分别具有主平面，但与上 述实施方式同样地，焦距大致相同，其焦点面分别位于像素面113的 表面、背面附近。另外，同步驱动部30，也可以是向透镜阵列单元80 的电极直接施加电压的方式，也可以是通过控制电压施加装置等的其 它装置而从其它装置向电极施加电压的方式。
在显示控制部40中，与上述实施方式1同样地，在各场中，通 过时分多路复用在要素图像显示部10上显示飞出/深入范围不同的立 体显示用图像。另夕卜，各场中显示的立体显示用图像的飞出/深入范围， 在飞出侧的透镜阵列有效的场中是飞出侧的范围，而在深入侧的透镜 阵列有效的场中是深入侧的范围。
象以上那样，在实施方式5中，通过用液晶透镜实现焦点面不同 的两个透镜阵列，利用与该透镜阵列的切换定时同步的时分多路复用 在要素图像显示部上交替地显示飞出侧/深入侧的图像，能够增加飞出 方向和深入方向的显示范围，由此能够用简单的构成提高立体影像的 综合性能。
另外，在本实施方式中示出了如图22、图23所示，将具有单凸 透镜状的液晶媒质813、 815配置成使其凸面相对置的例子，但并不仅 限于此。
例如，也可以是，如图24所示，将相当于媒质813和媒质815 的具有单凸形状的液晶媒质823、 825配置成使其凹面朝着与要素图像 显示部IO相反的方向(图中上方)的方式。另外，图24是示意性地 示出实施方式5的变形例中的显示单元的水平方向的剖面的图。在图24中，透镜阵列单元81是与上述透镜阵列单元80对应的 光线控制元件，包括基片821、 822、和媒质823、 824、 825。在此， 媒质824是与上述媒质814相当的各向同性的中间分离层，被夹持在 媒质823和々某质825之间。
在此，媒质823、825的两个状态的折射率为nl/n2(其中n2>nl)， 作为中间分离层的媒质824的折射率为nl。另外，如图24所示，透 镜阵列单元81示出的两个透镜阵列的焦点方向Fl、 F2朝着要素图像 显示部10,构成为其焦点面分别位于像素面113的表面、背面附近。
这样，构成显示单元，与上述实施方式5同样地，通过利用同步 驱动部30和显示控制部40进4于有效的透镜阵列的切换和立体显示用 图像的显示，能够以增加飞出方向和深入方向的显示范围的状态显示 立体影像，由此能够用銜单的构成提高立体影像的综合性能。
以上，说明了本发明的实施方式，但本发明不限于此，在不脱离 本发明的主要发明构思的范風内，可以做出各种变更、替换、追加等。 另外，可以利用实施方式中示出的构成要素的组合形成各种发明。例 如，也可以从实施方式中示出的全部构成要素删除某一构成要素。而 且，也可以把分布在不同实施方式中的构成要素适当组合。
权利要求
1. 一种立体影像显示装置，其特征在于包括具有矩阵状地排列像素而成的像素面的要素图像显示部；与上述要素图像显示部对置地配置、根据电压施加切换自己的偏振方向的偏振切换单元；具有折射率各向异性的媒质的透镜阵列层叠部，该折射率各向异性的媒质与基材一起构成主平面不同的两个透镜阵列，根据由上述偏振切换单元切换的偏振方向使某一个透镜阵列的透镜效应有效；与上述要素图像显示部上显示的图像的显示定时同步而控制对上述偏振切换单元的电压施加、在每个上述显示定时切换有效的透镜阵列的同步驱动单元；以及与上述显示定时同步、通过时分多路复用在上述要素图像显示部上交替显示飞出侧/深入侧的上述图像的显示控制单元，且上述两个透镜阵列的焦点面在上述像素面附近的相互不同的位置。
2. 如权利要求l所述的立体影像显示装置，其特征在于 上述两个透镜阵列中的一个透镜阵列的焦点面位于上述像素面的表面附近，另一个透镜阵列的焦点面位于上述像素面的背面附近。
3. 如权利要求l所述的立体影像显示装置，其特征在于 上述同步驱动单元与把上述要素图像显示部上显示的图像的一帧一分为二得到的各场同步而控制对上述偏振切换单元的电压施加；上述显示控制单元，与上述各场同步，通过时分多路复用在上述 要素图像显示部上交替显示飞出侧/深入侧的上述图像。
4. 如权利要求1 3中任一项所述的立体影像显示装置，其特征在于上述透镜阵列层叠部具有针对两个不同的偏振方向具有相互不同的折射率的上述媒质；以及夹持上述媒质、且具有与该媒质示出的两个折射率分别大致相等 的折射率的具有透镜阵列形状的两个上述基材。
5. 如权利要求1~3中任一项所述的立体影像显示装置，其特征在于上述透镜阵列层叠部具有分别针对两个不同的偏振方向具有相互不同的折射率、至少一个 折射率大致相同、且针对同 一偏振方向具有相互不同的折射率的两个 上述^(某质；以及夹持在上述两个媒质之间、且具有与该两个媒质之间共通的折射 率中的一个折射率大致相等的折射率的具有透镜阵列形状的上述基 材。
6. 如权利要求1~3中任一项所述的立体影像显示装置，其特征在于上述透镜阵列层叠部具有两个整体上是平坦的透镜层，该透镜层 具有针对两个不同的偏振方向具有相互不同的折射率的媒质、和形成 该媒质的界面的透镜阵列形状的基材；在各个上述透镜层中，各个上述媒质的同一偏振方向的折射率相 互不同，各个上述基材具有与对应于自己的透镜层的媒质的相互不同 的偏振方向的折射率大致相同的折射率。
7. 如权利要求1~3中任一项所述的立体影像显示装置，其特征在于上述透镜阵列层叠部具有针对偏振方向具有相互不同的折射率分布的第一折射率各向异 性GRIN透镜；针对偏振方向具有相互不同的折射率分布、示出折射率分布的偏 振方向与第一折射率各向异性GRIN透镜不同的第二折射率各向异性 GRIN透镜；以及在第一折射率各向异性GRIN透镜与第二折射率各向异性GRIN 透镜之间设置的中间分离层。
8. —种立体影像显示装置，其特征在于包括具有矩阵状地排列像素而成的像素面的要素图像显示部； 与上述要素图像显示部对置地配置、与基材一起构成主平面不同 的两个透镜阵列、根据电压施加切换自己的折射率的至少两层第一媒质；在上述两层第一媒质之间设置的具有各向同性的第二媒质；与上述要素图像显示部上显示的图像的显示定时同步而控制对 上述第一媒质的电压施加，在每个上述显示定时切换有效的第一媒质 的同步驱动单元；以及与上述显示定时同步，通过时分多路复用在上述要素图像显示部 上交替显示飞出侧/深入侧的上述图像的显示控制单元，且上述两层第一媒质的焦点面在上述像素面附近的相互不同的位置。
9. 一种立体影像显示方法，其特征在于，该立体影像显示方法 是在立体影像显示装置中进行的立体影像显示方法，该立体影像显示 装置包括具有矩阵状地排列像素而成的像素面的要素图像显示部；与上述要素图像显示部对置地配置、根据电压施加切换自己的偏 振方向的偏振切换单元；以及具有折射率各向异性的媒质的透镜阵列层叠部，该折射率各向异 性的媒质与基材一起构成主平面不同的两个透镜阵列，根据由上述偏 振切换单元切换的偏振方向使某一个透镜阵列的透镜效应有效，且上述两个透镜阵列的焦点面在上述像素面附近的相互不同的位置，该立体影像显示方法包括同步驱动单元与上述要素图像显示部上显示的图像的显示定时同步而控制对上述偏振切换单元的电压施加，在每个上述显示定时切 换有效的透镜阵列的同步驱动工序；以及显示控制单元与上述显示定时同步，通过时分多路复用在上述要素图像显示部上交替显示飞出侧/深入侧的上述图像的显示控制工序。
10. —种立体影像显示方法，其特征在于，该立体影像显示方法是在立体影像显示装置中进行的立体影像显示方法，该立体影像显示装置包括具有矩阵状地排列像素而成的像素面的要素图像显示部；与上述要素图像显示部对置地配置、与基材一起构成主平面不同 的两个透镜阵列、根据电压施加切换自己的折射率的至少两层第一媒质；在上述两层第 一媒质之间设置的具有各向同性的第二媒质，且 上述两个透镜阵列的焦点面在上述像素面附近的相互不同的位置，该立体影像显示方法包括同步驱动单元与上述要素图像显示部上显示的图像的显示定时 同步而控制对上述第一媒质的电压施加，在每个上述显示定时切换有 效的透镜阵列的同步驱动工序；以及显示控制单元与上述显示定时同步，通过时分多路复用在上述要 素图像显示部上交替显示飞出侧/深入侧的上述图像的显示控制工序。
全文摘要
本发明提供一种立体影像显示装置和立体影像显示方法，能用简单的构成提高立体影像的综合性能。具有与要素图像显示部对置地配置、与基材一起构成主平面不同的两个透镜阵列、并通过根据电压施加切换入射光的偏振方向而使某一个透镜阵列的透镜效应有效的媒质，与上述要素图像显示部上显示的图像的显示定时同步而控制上述偏振方向，由此在每一上述显示定时切换有效的透镜阵列，并且在要素图像显示部上交替显示飞出/深入方向的不同的图像。
文档编号H04N13/00GK101547374SQ200910130659
公开日2009年9月30日 申请日期2009年3月27日 优先权日2008年3月28日
发明者平和树, 最首达夫, 柏木正子, 高木亚矢子 申请人:株式会社东芝