专利名称：影像显示装置及车载用影像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及影像显示装置及车载用影像显示装置。
背景技术：
以往以来，公知具有1个显示面、可观察与各个观察方向相对应的影像的影像显示装置。例如，在日本专利第3072866号公报中，公开了如下的立体显示装置，其作为每当与观察方向相对应地显示影像时分时地切换照明指向性的技术，利用了矩阵状照明和双凸透镜等。
图19的(A)、(B)是示出以往的影像显示装置的一个结构例的图，通过由条状光源和矩阵状光源等的分割光源L1、R1～L3、R3构成的光源组100、和作为由透镜1～3构成的光扩散元件的双凸透镜101的组合，进行分时照明。在图19(A)中，在L1、R1～L3、R3中，R1～R3的光源点亮，L1～L3的光源熄灭。此外，在图19(B)中，在L1、R1～L3、R3中，L1～L3的光源点亮，R1～R3的光源熄灭。
通过双凸透镜101的透镜作用，从位于图19(A)中的R侧的观察者看来，只能观察到光源R，从位于L侧的观察者看来，只能观察到光源L，因此通过使得光源R和光源L交替点亮，与此相应地，使透过型显示元件的显示在R侧用显示、L侧用显示之间切换显示，从而R侧观察者能够仅观察到R侧影像，L侧观察者能够仅观察到L侧影像。
图20是示出以往的影像显示装置的另一结构例的图，例如，在三菱电机株式会社的新闻公报(2003年9月30日)、开发No.0324中公开。该结构是用于进行被称为扫描背光方式的立体显示的结构，在液晶显示元件150的背后配置两面棱镜片151，在两面棱镜片151背后配置导光板153。在导光板153的两端配置第1光源152-1、152-2。两面棱镜片151的前表面151-1为双凸透镜结构，后表面152-2为棱镜结构。导光板153可通过第1光源152-1、第2光源152-2的打开/关闭来切换指向性。通过这样的结构，可以使照明光分时地入射到观察者的左右眼中，显示与左右眼相对应的影像(右眼用图像154-1、左眼用影像154-2)，从而实现了立体显示。在图20中，155-1是第1光源像，155-2是第2光源像。
但是，在日本专利第3072866号公报中公开的分时照明方式的立体显示装置中，存在如下问题可以适当地进行观察的范围较窄，特别是例如R侧的观察者在观察R侧的影像时，把观察位置更移向R侧时，观察到作为反方向的影像的L侧影像。
以下，对该问题进行详细说明。图21示出从比图19(A)的观察位置更靠外侧观察时的情况。图22是示出在以往的结构中由于观察位置的不同而能够看到怎样的影像的图。在图22中，观察区域以中央为界分离成第1(L侧)影像观察区域602和第2(R侧)影像观察区域601是最理想的，但是，如果如图21所示那样向第2影像观察区域601的更外侧移动，则存在可看到第1观察者用影像的区域600，在该区域中产生串扰。相反地，如果向第1影像观察区域602的更外侧移动，则存在可看到第2观察者用影像的区域603，在该区域中产生串扰。
此外，在使用双凸透镜的光学系统中，存在如下问题当要以较大的角度分离左右影像时，必须缩小焦距，而曲率变得很大，与此同时，像差的影响增大，因此最终串扰的影响变大。
另一方面，在扫描背光方式中，存在如下问题2个光源152-1、152-2对应1个导光板153，通过各个光源152-1、152-2的打开/关闭来切换左右的指向性，因此导光板153的结构必须为实施了同样的表面加工的结构或者是左右对称结构，在距光源152-1、152-2近的部分和距光源152-1、152-2远的部分照明强度产生差异，这被观察为照明不均匀，特别在越大的显示画面上其影响越大。此外，在通常的显示面板中使用的背光的导光板为了抑制照明不均匀，导光板结构为左右不对称。
此外，由于作为在通常的液晶面板中使用的驱动方式的“光栅扫描”，以及作为液晶面板的显示特性、各像素的影像在固定期间(1/60秒等)持续显示的“保持特性”，在一并切换作为与画面尺寸同等尺寸的面光源的指向性时，存在发光时间受到限制、容易产生串扰的问题。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种能够以低成本得到串扰少且照明不匀少的高像质影像的影像显示装置及车载用影像显示装置。
为了达成上述目的，第一发明是具有可显示与多个观察者分别对应的影像的一个显示画面的影像显示装置，该影像显示装置具有以分时方式向至少2个不同方向分别射出第1光束和第2光束的照明单元；以及透过型显示元件，其可分时地显示把从所述照明单元射出的所述第1光束作为照明光的第1影像和把所述第2光束作为照明光的第2影像，所述照明单元具有射出所述第1光束的第1光源；射出所述第2光束的第2光源；仅向第1观察者的方向射出从所述第1光源射出的第1光束的第1导光板；以及仅向第2观察者的方向射出从所述第2光源射出的第2光束的第2导光板。
此外，第二发明是在第一发明的影像显示装置中，所述第1导光板配置在所述透过型显示元件和所述第2导光板之间，从所述第2导光板射出的第2光束透过所述第1导光板。
此外，第三发明是在第二发明的影像显示装置中，在所述第1导光板的与所述透过型显示元件相向的面和与所述第2导光板相向的面上，设有相对于从所述第2导光板射出、透过所述第1导光板的所述第2光束在光学上平坦的部位。
此外，第四发明是在第一发明的影像显示装置中，在所述第1导光板的后表面设有多个平面部，其用于使来自所述第1光源的入射光全反射，而向所述第1导光板的与所述第1光源相反侧的端面传播；以及斜面部，其用于使来自所述第1光源的入射光全反射，不满足所述第1导光板的前表面处的全反射条件，而向所述第1观察者方向射出。
此外，第五发明是在第一发明的影像显示装置中，在所述第1导光板的前表面设有多个平面部，其用于使来自所述第1光源的入射光全反射，而向所述第1导光板的与所述第1光源相反侧的端面传播；以及射出面，其用于使来自所述第1光源的入射光透过，而向所述第1观察者方向射出。
此外，第六发明是在第四发明的影像显示装置中，设所述第1导光板的折射率为n时，所述斜面部和所述平面部之间所呈的角θ满足n·cos2θ＜1(θ＜45°)的条件。
此外，第七发明是在第五发明的影像显示装置中，在所述第1导光板的前表面设有多个矩形槽。
此外，第八发明是在第七发明的影像显示装置中，距所述第1光源越远，所述矩形槽的深度越大。
此外，第九发明是在第一发明的影像显示装置中，所述第2导光板是具有与所述第1导光板不同的形状或者不同的周期结构的表面形状。
此外，第十发明是在第一发明的影像显示装置中，所述第2导光板与所述第1导光板为相同形状，所述第1导光板与所述第2导光板互相左右交替配置。
此外，第十一发明是在第十发明的影像显示装置中，所述第1光源和所述第2光源配置在从观察者侧观察左右不同的端面位置处。
此外，第十二发明是在第一发明的影像显示装置中，所述第1光源和所述第2光源在各自不同的时间中周期性地发光，各光源的发光频率在24Hz以上。
此外，第十三发明是在第一发明的影像显示装置中，在所述第2导光板的后方配置有吸收光的材料。
此外，第十四发明是在第一发明的影像显示装置中，沿着所述透过型显示元件的光栅扫描方向，与所述第1导光板和所述第2导光板相邻配置有多个发光元件，对各发光元件分别进行发光控制。
此外，第十五发明是在第十四发明的影像显示装置中，所述各发光元件与所述透过型显示元件的光栅扫描同步而周期性地发光。
此外，第十六发明是在第十四发明的影像显示装置中，所述第1导光板和所述第2导光板与所述多个发光元件分别对应地被分割为多个导光部。
此外，第十七发明是设置在车内的车载用影像显示装置，其具有可显示与多个观察者分别对应的影像的一个显示画面，该车载影像显示装置具有以分时方式向至少2个不同方向分别射出第1光束和第2光束的照明单元；以及透过型显示元件，其可分时地显示把从所述照明单元射出的所述第1光束作为照明光的第1影像和把所述第2光束作为照明光的第2影像，所述照明单元具有射出所述第1光束的第1光源；射出所述第2光束的第2光源；仅向驾驶席侧观察者的方向射出从所述第1光源射出的第1光束的第1导光板；以及仅向副驾驶席侧观察者的方向射出从所述第2光源射出的第2光束的第2导光板。
图1是用于说明本发明的影像显示装置的一个使用例的图。
图2是表示本发明的影像显示装置的基本结构的图。
图3是本发明的影像显示装置的照明单元的水平截面图。
图4是表示本发明的第一实施方式的照明单元的具体截面构造的示意图。
图5是放大表示导光板的斜面部分的图。
图6是用于对使用本发明的结构时的视场角进行说明的图。
图7是表示在图4中说明的结构的变形例的图。
图8是表示本发明的第二实施方式的照明单元的具体截面构造的示意图。
图9是表示本发明的第三实施方式的照明单元的具体截面构造的示意图。
图10是表示本发明的第四实施方式的照明单元的具体截面构造的示意图。
图11是表示在图10中说明的结构的变形例的图。
图12是表示作为本发明的第五实施方式，将参照图4说明的第1导光板121和参照图7说明的第2导光板222这样不同结构的装置进行了组合的例子的图。
图13是表示在图12中说明的结构的变形例的图。
图14是表示把本发明的影像显示装置作为车载监视器200安装时的例子的图。
图15是用于对在使用液晶显示元件作为透过型显示元件24时，考虑了“光栅扫描”和“保持特性”的显示画面的显示控制进行说明的图。
图16是示意地表示通过熄灭区域301-3切换第1影像照明区域301-1和第2影像照明区域301-2的情况的图。
图17是表示照明单元的变形例(其一)的图。
图18是表示照明单元的变形例(其二)的图。
图19是表示以往的影像显示装置的一个结构例的图。
图20是表示以往的影像显示装置的另一个结构例的图。
图21是示出从比图19(A)的观察位置更外侧进行观察时的情况的图。
图22是表示在以往的结构中，由于观察位置的不同可看到什么样的影像的图。
具体实施例方式
以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。图1是用于说明本发明的影像显示装置的一个使用例的图。从左侧观察显示画面10的第1观察者12-1位于1个显示画面10的右前方，从右侧观察显示画面10的第2观察者12-2位于显示画面10的左前方。由于第1观察者12-1位于第1影像观察范围11-1内、第2观察者12-2位于第2影像观察范围11-2内，因此两者可以同时分别观察第1影像和第2影像。
图2是表示本发明的影像显示装置的基本结构的图，从观察者的位置开始依次配置有透过型显示元件24、光扩散元件23、第1导光板21和第2导光板22。在这样的本实施方式中，第1导光板21和第2导光板22为双重重叠的结构。此外，与第1导光板21的一端邻接配置有第1光源20，与第2导光板22的所述一端相反侧的端部邻接地配置有第2光源25。即，第1光源20和第2光源25配置在第1导光板21和第2导光板22的左右不同的位置上。
为了减轻照明不均匀等，把光扩散元件23配置在第1导光板21和透过型显示元件24之间。在此，分离影像以使其在水平方向上为2个指向性，因此如果向水平方向的扩散太强，则可能2个影像混在一起，观察为双重影像。因此，在此优选使用与抑制垂直方向的扩散相比，更加抑制了水平方向的扩散的光扩散元件。具体而言，优选水平方向的扩散强度分布的半值全角为30°以下。
此外，第1导光板21和第2导光板22为在透明的材料上设置了特别的槽或斜度、突起的结构，从侧面入射的光仅向具有指向性的方向射出。第1光源20、第2光源25只要是从第1导光板21和第2导光板22的一个方向进行照明即可，也可以是冷阴极管这样的柱状光源，也可以兼用LED等的光源。
图3是本发明的影像显示装置的照明单元的水平截面图。第1导光板21和第2导光板22重叠配置。在第1导光板21的一端(图中为左端)邻接配置有第1光源20，在第2导光板22的与第1导光板21的一端(左端)相反侧的端部(图中为右端)邻接地配置有第2光源25。这样在本实施方式中，配置第1光源20和第2光源25的位置在第1导光板21和第2导光板22上不同。
以下，认为靠近观察者的位置的方向(图中为上方向)为前方。从第1光源20入射进第1导光板21的光在第1导光板21内一边进行全反射一边传播，但通过对第1导光板21的表面或者表面的一部分实施特殊的表面处理、或者把该表面形成为特殊的形状，从第1导光板21射出的光可以作为第1影像照明26，仅向第1观察者方向进行照明。另一方面，从第2光源25入射进第2导光板22的光在第2导光板22内一边进行全反射一边传播，但通过对第2导光板22的表面或者表面的一部分实施特殊的表面处理、或者把该表面形成为特殊的形状，从第2导光板22射出的光可以作为第2影像照明27，仅向第2观察者方向进行照明。第1导光板21和第2导光板22的配置上的前后关系是任意的。
图4是表示本发明的第一实施方式的照明单元的具体截面构造的示意图。这里也与图3的结构同样地，第1导光板121和第2导光板122重叠配置，并且配置第1光源20和第2光源25的位置在第1导光板121和第2导光板122上不同。
而且，在各导光板121、122的后表面上，以规定的间隔呈筋状延伸有多个斜面部121-1～121-3，形成阶梯状部分。第1导光板121和第2导光板122为相同形状，但左右的朝向不同。在第2导光板122的后方配置有用于吸收外界光和多余光的光吸收材料28。
从第1光源20射出的光入射进第1导光板121，在其前表面和后表面反复进行全反射而前进，但是与在第1导光板121的水平面上全反射的光相比，在斜面部121-1～121-3上全反射的光以更急峻的角度向前方反射，因此在第1导光板121的前表面全反射条件不成立。因此，光作为第1影像照明26而向第1观察方向进行照明。
另一方面，从第2光源25射出的光入射进第2导光板122，在其前表面和后表面反复进行全反射而前进，但是与在第2导光板122的水平面上全反射的光相比，在斜面部122-1～122-3上全反射的光以更急峻的角度向前方反射，因此在第1导光板121的前表面全反射条件不成立。因此，光作为第2影像照明27而向第2观察方向进行照明。
来自第2光源25的第2影像照明27中途通过第1导光板121，但在除斜面部121-1～121-3以外的几乎所有的部分中，具有与通过平行平面板时相同的效果，因此最终的射出角度不发生变化，此外第2影像照明27入射到第1导光板121的斜面部121-1～121-3时的角度变化是向着比第2观察位置更外侧的方向，即与第1观察方向相反的方向变化，因此不对串扰等产生影响。
图中示意性地进行了描绘，所以斜面的数量在一侧只画出了3个，但实际上以规定的间距配置了4个以上。
图5是放大表示在图4中说明的导光板的斜面部的图。以下，推导用于导出斜面部的适当角度θ的条件。以水平入射而来的光为基准，图5为向第1观察方向进行照明的导光板，因此作为第1观察区域和第2观察区域的边界的、图中垂直射出的光线30成为没有串扰的边界。此时的斜面部31的角度θ为45°。
此外，如果在斜面部31反射的光线在导光板的前表面满足全反射条件，则光线无法从导光板射出，因此当把折射率设为n，求解发生全反射的斜面部31的极限角度条件时，n·sin(90-2θ)＜1，即，n·cos2θ＜1即，如果设n＝1.5，则θ＝24.1，约为24°。
由此可知，为了不发生串扰且高效地对第1观察方向和第2观察方向进行照明，斜面部31的角度θ的条件必须满足θ＜45°，n·cos2θ＜1。
优选该角度满足30°＜θ＜40°。更加优选该角度满足34°＜θ＜38°。
图6是用于对使用本发明的结构时的视场角进行说明的图。图6示出由于观察位置的不同而观察到了怎样的影像。观察区域以中央区域35为界分隔为第1(L侧)观察者区域36和第2(R侧)观察者区域37。通过与图22之间的比较可以明了，与中央区域35相比，在第1观察者区域36的整个区域中不存在第2观察者用影像的串扰，而且与中央区域35相比，在第2观察者区域37侧的整个区域中也不存在第1观察者用影像的串扰。
图7是表示在图4中说明的结构的变形例的图。在该结构中，其特征在于，随着距离第1光源20越远，第1导光板121的斜面部121-1～121-3的角度越大。同样，随着距离第2光源25越远，第2导光板122的斜面部122-1～122-3的角度越大。
图8是表示本发明的第二实施方式的照明单元的具体截面构造的示意图。此处也与图3的结构同样地，第1导光板221和第2导光板222重叠配置，并且配置第1光源20和第2光源25的位置在第1导光板221和第2导光板222上不同。而且在各导光板221、222的前表面上分别设有多个槽221-1～221-3和222-1～222-3。
从第1光源20射出的光从第1导光部221的端面入射进第1导光板221内部。在第1导光板21的前表面和后表面满足全反射条件，因此入射的光一边反复进行全反射，一边向第1光源20相反侧的端面侧前进。在第1导光板221的前表面设有多个槽221-1～221-3和222-1～222-3，因此向相对于第1导光板21的前表面和后表面大致垂直的面入射的光不满足全反射条件，而向第1导光板221的外部射出。在第1导光板221中，光只入射到槽部121-1～121-3的第1光源20侧的垂直面上，因此射出的光不向第2观察方向前进，而成为具有仅对第1观察方向进行照明的指向性的照明光。
从第2光源25射出的光入射进第2导光板222时的作用也与上述相同，但因为第2导光板222和第1导光板221左右对称地配置，因此成为仅对第2观察方向进行照明。此时，从第2导光板222射出的光通过第1导光板221，但具有与从第1导光板221的后表面入射的光通过平行平面板的情况相同的作用，即使其是透过第1导光板221的光，也对第2观察方向进行照明。
图9是表示本发明的第三实施方式的照明单元的具体截面构造的示意图。此处也与图3的结构同样地，第1导光板121和第2导光板122重叠配置。虽然未图示，但在各导光板321、322的前表面上分别设有在图8中说明的那样的多个槽。
首先，对第1导光板321的结构进行说明。对于第1导光板321，当关注来自第1光源20的光所入射的端面321-1和光所射出的槽部端面时，两个端面平行，具有与通过平行平面板的情况相同的作用。即，入射角度和射出角度一致，因此对于照明光学系统40的光轴，也根据射出角度使其相对于第1导光板321的端面321-1呈规定的角度，从而光能够更加高效地射出到所期望的位置。
此外，当与第1光源20相反侧的端面321-2为相对于水平面垂直时，到达该端面321-2的光发生反射而作为返回光起作用，有可能成为串扰的原因。因此，在此如图所示，通过把端面321-2形成为楔形，在其表面覆盖光吸收材料41，从而可减轻串扰。
关于第2导光板322的结构也同样，根据射出角度使照明光学系统43的光轴相对于第2导光板322的端面322-2呈规定的角度，并且把端面322-1形成为楔形，用光吸收材料42覆盖其表面。
图10是表示本发明的第四实施方式的照明单元的具体截面构造的示意图。在第三实施方式中，将照明光学系统整体相对于第1导光板的端面倾斜，但在第4实施方式中，通过把导光板421的入射侧的端面421-1形成为细微的棱镜形状，从而改变从光源20入射到导光板421的光线44向前面侧的角度，由此在从槽421-2的端面射出时，能够以适当的角度射出。当要在从相对于导光板421垂直的方向偏离30°的方向上射出时，优选棱镜的顶角为10°～20°左右。此处的照明光学系统40是准直透镜或者会聚光线44的棱镜片、衍射元件等均可。
图11是表示在图10中说明的结构的变形例的图。在该结构中，其特征在于，使得第1导光板221的多个槽221-1～221-3和第2导光板222的多个槽222-1～222-3的一方的壁倾斜而不垂直。
以上，按照各实施方式对第1导光板和第2导光板进行了说明，但当配置第1导光板和第2导光板时，可以使用不同实施方式的导光板。图12是作为本发明的第五实施方式，将参照图4说明的第1导光板121和参照图7说明的第2导光板222这样不同结构的导光板进行组合的例子。第1导光板121必须为透过来自第2导光板222的射出光的结构，但第2导光板222无需与第1导光板121相同，只要是可得到具有指向性的照明的导光板即可以利用。
图13是表示在图12中说明的结构的变形例的图。在该结构中，其特征在于，随着距第1光源20越远，第1导光板121的斜面部121-1～121-3的角度越大。同样，随着距第2光源25越远，第2导光板222的斜面部222-1～222-3的角度越大。
图14是表示把本发明的影像显示装置作为车载监视器200安装在车内时的例子的图。通过设定为副驾驶席位于第1观察者201的位置，驾驶席位于第2观察者202的位置，决定了第1影像的观察范围203和第2影像的观察范围205，可以观察分别对应于副驾驶席的搭乘者和驾驶员的影像。例如，能够一边向驾驶员提供汽车导航的影像和驾驶辅助影像，同时一边向副驾驶席的搭乘者提供TV影像或DVD影像、游戏、各种信息检索等各种的影像。由此，即使是驾驶中的视听受到限制的TV或者电影等的影像，通过仅向副驾驶席提供，从而副驾驶席的搭乘者即使在车的行驶中，也可视听TV或者电影等的影像。
图15的(A)、(B)是用于对使用液晶显示元件作为透过型显示元件时，考虑了“光栅扫描”和“保持特性”的显示画面的显示控制进行说明的图。图15(B)示出通过光栅扫描而在透过型显示元件24上显示的第1影像和第2影像随时间的经过(T1～T4)如何变化。300-1是第1影像显示区域、300-2是第2影像显示区域、300-3是第1影像和第2影像混在一起的边界部。
与CRT显示器不同，在使用液晶显示元件的情况下，必须考虑其保持特性。即，当关注某一像素时，从在第1影像显示区域300-1中显示第1影像开始，到接着在第2影像显示区域300-2中显示第2影像的期间中，第1影像一直持续显示。如果是通常的影像显示，在1个画面上只显示1个影像，因此第2影像如果是第1影像的1帧后的影像，即每秒60帧，则显示1/60秒后的影像。在该情况下，即使背光一直点亮，在观察影像上问题也不多。
但是，在本发明这样，分时地切换观察根据观察者的观察方向在1个画面上显示的影像时，在显示第1影像时，需要第1影像照明，在显示第2影像时，需要第2影像照明，但是在显示第2影像时，通过第1影像照明来进行照明，而且，第1影像和第2影像的差异较大，因此产生由液晶的响应速度所引起的向下一个影像的过渡期间(图15(B)的边界部300-3)，对该部分进行照明而成为串扰的原因。
但是在本发明中，如图15(A)所示，需要与透过型显示元件的光栅扫描同步，切换对第1影像进行照明的第1影像照明区域301-1和对第2影像进行照明的第2影像照明区域301-2。而且，在相当于第1影像照明区域301-1和第2影像照明区域301-2的边界部的部分，优选关闭双方的照明(熄灭区域301-3)。
图16(A)、(B)是示意性表示通过熄灭区域301-3来切换第1影像照明区域301-1和第2影像照明区域301-2的情况的图。示出第1影像照明区域301-1和第2影像照明区域301-2的指向性不同的情况。此外，示出包括熄灭区域301-3在内的画面整体与光栅扫描同步地随着时间的经过而变迁的情况。
此外，在所述的各实施方式中，以第1和第2光源是具有与导光板的尺寸相对应的长度的单体作为前提，但并不限定于这样的结构。例如，可以如图17所示那样，在第1导光板521的长度整体以规定的间隔配置多个点光源500-1～500-5和多个照明透镜510-1～510-5，分别构成为第1光源组500、第1照明透镜组510。同样地，在第2导光板522的长度整体以规定的间隔配置多个点光源501-1～501-5和多个照明透镜511-1～511-5，分别构成第2光源组501、第2照明透镜组511。在该情况下，例如从第1光源组500射出的光线通过第1照明透镜组510成为照明光523，而在第1导光板521内传播。
图18是表示图17所示的结构的变形例的图。在该变形例中，其特征在于，第1导光板521是切断为多个导光板521-1～521-5并粘贴在一起的结构，邻接配置了多个与各导光板521-1～521-5的长度相对应的长度的光源502-1～502-5。为了全反射来自各光源502-1～502-5的光线，粘贴在一起的部分或者是设为镜面涂层，或者是通过配置反射镜而构成为反射光线。此外，入射到各导光板521-1～521-5的光不入射进其它导光板521-1～521-5。在这样的结构中，通过依次切换与各导光板521-1～521-5相对应的各光源502-1～502-5来进行发光，可实现图16(A)、(B)所示的驱动。此外，在该图中，示出了第1导光板、第2导光板均分割为5块的例子，但分割的数量可以任意，分割得细可以更加与光栅扫描相对应，因此可减少串扰。
(附记1)从上述的具体的实施方式中可以提取出以下这样构成的发明。
1.一种具有可显示与多个观察者分别对应的影像的一个显示画面的影像显示装置，其特征在于，该影像显示装置具有照明单元，其以分时方式向至少2个不同方向分别射出第1光束和第2光束；以及透过型显示元件，其可分时显示把从所述照明单元射出的所述第1光束作为照明光的第1影像和把所述第2光束作为照明光的第2影像，所述照明单元具有
射出所述第1光束的第1光源；射出所述第2光束的第2光源；仅向第1观察者的方向射出从所述第1光源射出的第1光束的第1导光板；以及仅向第2观察者的方向射出从所述第2光源射出的第2光束的第2导光板。
(对应的实施方式的图)1的结构与例如图2、图3相对应。
(效果)通过1个导光板形成具有1个方向的指向性的照明光，通过重叠2个导光板，能够实现可在2个方向上分时驱动的照明装置，也能够减少在各个方向上的串扰。
2.根据1所述的影像显示装置，其特征在于，所述第1导光板配置在所述透过型显示元件和所述第2导光板之间，从所述第2导光板射出的第2光束透过所述第1导光板。
(对应的实施方式的图)2的结构与例如图2、图3相对应。
(效果)由于从第2导光板射出的第2光束可以透过第1导光板，因此可以重叠使用2个导光板。由此，在各个导光板中可消除照明不均匀，具有提高像质的效果。
3.根据2所述的影像显示装置，其特征在于，在所述第1导光板的与所述透过型显示元件相向的面和与所述第2导光板相向的面上，设有对于透过所述第1导光板的所述第2光束在光学上平坦的部位。
(对应的实施方式的图)3的结构与例如图4、图8相对应。
(效果)由于从第2导光板射出的第2光束可以透过第1导光板，并且具有在光学上平坦的部位，因此可以保持各个导光板的指向性而重叠使用2个导光板。由此，具有可在各个导光板中消除照明不均匀，并且可减轻对串扰的影响、提高像质的效果。
4.根据1所述的影像显示装置，其特征在于，在所述第1导光板的后表面设有多个平面部，其用于使来自所述第1光源的入射光全反射，而向所述第1导光板的与所述第1光源相反侧的端面传播；以及斜面部，其用于使来自所述第1光源的入射光全反射，使其不满足所述第1导光板的前表面的全反射条件，而向所述第1观察者方向射出。
(对应的实施方式的图)4的结构与例如图4、图5相对应。
(效果)由于设在第1导光板的后表面的平面部的全反射作用，可以把来自光源的光传送到导光板的端面，此外，由于多个配置的斜面部的全反射作用，光以适当的角度从导光板的前表面射出。
5.根据1所述的影像显示装置，其特征在于，在所述第1导光板的前表面设有多个平面部，其用于使来自所述第1光源的入射光全反射，而向所述第1导光板的与所述第1光源相反侧的端面传播；以及射出面，其用于使来自所述第1光源的入射光透过，而向所述第1观察者方向射出。
(对应的实施方式的图)5的结构与例如图8相对应。
(效果)在导光板内可以入射到射出面的光仅为来自存在第1光源的方向的光，因此来自射出面的射出光是具有仅向特定方向射出的指向性的光，可减轻串扰。
6.根据4所述的影像显示装置，其特征在于，当设所述第1导光板的折射率为n时，所述斜面部和所述平面部之间所呈的角θ满足n·cos2θ＜1(θ＜45°)的条件。
(对应的实施方式的图)6的结构与例如图5相对应。
(效果)为了以适当的角度从导光板射出，斜面部必须为适当的角度，例如，当θ为45°以上时，要向第1观察方向射出的照明光照射到第2观察方向，成为串扰的原因，此外，当n·cos2θ＞1时，即使是被斜面部全反射的光，也被导光板的前表面全反射，而不能从导光板射出。因此，通过设θ＜45°且n·cos2θ＜1，可得到串扰较少、光利用效率高的导光板。
7.根据5所述的影像显示装置，其特征在于，在所述第1导光板的前表面设有多个矩形槽。
(对应的实施方式的图)7的结构与例如图8、图9相对应。
(效果)由于设在导光板上的槽的作用，通过使光从导光板的一个端面入射，作为具有偏向某一方向的指向性的照明而射出。
8.根据7所述的影像显示装置，其特征在于，距所述第1光源越远，所述矩形槽的深度越大。
(对应的实施方式的图)8的结构与例如图8、图9相对应。
(效果)来自光源的光从导光板内的靠近光源一方的槽开始被依次取出，因此如果靠近光源一侧的槽和较远一侧的槽为相同大小，则看起来较近侧的一方明亮，而较远侧的一方较暗。因此，通过距光源越远使槽越大，可在整体上得到均匀的照明。
9.根据1所述的影像显示装置，其特征在于，所述第2导光板是具有与所述第1导光板不同的形状或者不同的周期结构的表面形状。
(对应的实施方式的图)9的结构与例如图12相对应。
(效果)因为重叠的导光板中的作为下侧的第2导光板不必为使来自背面的入射光透过的构造，因此可以利用最可靠且低成本的背光方式而仅向第2观察者方向进行照明。此外，如果为同一形状的装置，则根据情况而可能发生莫尔条纹等的影响，通过改变第1导光板和第2导光板的形状或者周期结构可减轻莫尔条纹。
10.根据1所述的影像显示装置，其特征在于，所述第2导光板与所述第1导光板为相同形状，所述第1导光板与所述第2导光板互相左右交替配置。
(对应的实施方式的图)10的结构与例如图4、图8相对应。
(效果)虽然为组合指向性不同的2个导光板的结构，但由于第2导光板和第1导光板左右交替，可以通过相同形状来进行利用。因此，可以不用准备1种新的导光板，具有削减成本的效果。
11.根据10所述的影像显示装置，其特征在于，所述第1光源和所述第2光源配置在从观察者侧观察左右不同的端面位置处。
(对应的实施方式的图)11的结构与例如图3、图4、图8相对应。
(效果)通过在各个导光板上左右不同的位置上配置光源，可更加容易地实现指向性不同的2方向的照明。而且，仅改变每个导光板的左右的朝向，因此在上下的导光板中可以使用相同构造的部件。
12.根据1所述的影像显示装置，其特征在于，所述第1光源和所述第2光源在各自不同的时间周期性地发光，各光源的发光频率在24Hz以上。
(对应的实施方式的图)12的结构与例如图3相对应。
(效果)在各光源中消除双方同时点亮的期间，减轻了串扰。此外，通过以24Hz以上来驱动光源，可减轻闪烁而引起的看不清楚的影响。
13.根据1所述的影像显示装置，其特征在于，在所述第2导光板的后表面配置有吸收光的材料。
(对应的实施方式的图)13的结构与例如图4相对应。
(效果)
与通常的扩散型照明光不同，以照明具有指向性为特征，因此在产生从导光板向着与正面方向相反侧的背面逃离的光的情况下，当导光板的背面为反射材料时，该光继续向观察侧射出，因此成为串扰的原因。于是，通过使用吸收在背面侧方向产生的光的材料，可进一步减轻串扰。
而且，日光等的外界光入射到显示画面，被导光板的背面侧反射的光成为多余的光，而成为串扰的原因，通过在第2导光板的下面配置光吸收材料，可减轻外界光引起的串扰。
14.根据1所述的影像显示装置，其特征在于，沿着所述透过型显示元件的光栅扫描方向，与所述第1导光板和所述第2导光板相邻配置多个发光元件，对各发光元件分别进行发光控制。
(对应的实施方式的图)14的结构与例如图17、图18相对应。
(效果)沿着透过型显示元件的光栅扫描方向配置多个发光元件，因此可以实现与光栅扫描同步的照明，串扰较少、且发光时间保持得较长，因此可得到提高亮度的效果。
15.根据14所述的影像显示装置，其特征在于，所述各发光元件与所述透过型显示元件的光栅扫描同步而周期性地发光。
(对应的实施方式的图)15的结构与例如图17、图18相对应。
(效果)可以实现与光栅扫描同步的照明，串扰较少、且发光时间保持得较长，因此可得到提高亮度的效果。
16.根据14所述的影像显示装置，其特征在于，所述第1导光板和所述第2导光板与所述多个发光元件分别对应地被分割为多个导光部。
(对应的实施方式的图)16的结构与例如图18相对应。
(效果)为了防止多个发光元件中的1个发光元件的发光向其它发光元件泄漏而成为串扰的原因，针对各个发光元件对导光板进行分割。由此，可减轻串扰。
17.一种设置在车内的车载用影像显示装置，其具有可显示与多个观察者分别对应的影像的一个显示画面，其特征在于，该车载用影像显示装置具有照明单元，其以分时方式向至少2个不同方向分别射出第1光束和第2光束；以及透过型显示元件，其可分时显示把从所述照明单元射出的所述第1光束作为照明光的第1影像和把所述第2光束作为照明光的第2影像，所述照明单元具有射出所述第1光束的第1光源；射出所述第2光束的第2光源；仅向驾驶席侧观察者的方向射出从所述第1光源射出的第1光束的第1导光板；以及仅向副驾驶席侧观察者的方向射出从所述第2光源射出的第2光束的第2导光板。
(对应的实施方式的图)17的结构与例如图14相对应。
(效果)可得到与上述结构1同等的效果。
产业上的利用可能性根据本发明，能够以低成本得到串扰较少且照明不均匀较少的高像质的影像。
权利要求
1.一种具有可显示与多个观察者分别对应的影像的一个显示画面的影像显示装置，其特征在于，该影像显示装置具有照明单元，其以分时方式向至少2个不同方向分别射出第1光束和第2光束；以及透过型显示元件，其可分时显示把从所述照明单元射出的所述第1光束作为照明光的第1影像和把所述第2光束作为照明光的第2影像，所述照明单元具有射出所述第1光束的第1光源；射出所述第2光束的第2光源；仅向第1观察者的方向射出从所述第1光源射出的第1光束的第1导光板；以及仅向第2观察者的方向射出从所述第2光源射出的第2光束的第2导光板。
2.根据权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，所述第1导光板配置在所述透过型显示元件和所述第2导光板之间，从所述第2导光板射出的第2光束透过所述第1导光板。
3.根据权利要求2所述的影像显示装置，其特征在于，在所述第1导光板的与所述透过型显示元件相向的面和与所述第2导光板相向的面上，设有对于从所述第2导光板射出的、透过所述第1导光板的所述第2光束在光学上平坦的部位。
4.根据权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，在所述第1导光板的后表面设有多个平面部，其用于使来自所述第1光源的入射光全反射，而向所述第1导光板的与所述第1光源相反侧的端面传播；以及斜面部，其用于使来自所述第1光源的入射光全反射，使其不满足所述第1导光板的前表面处的全反射条件而向所述第1观察者方向射出。
5.根据权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，在所述第1导光板的前表面设有多个平面部，其用于使来自所述第1光源的入射光全反射，而向所述第1导光板的与所述第1光源相反侧的端面传播；以及射出面，其用于使来自所述第1光源的入射光透过，而向所述第1观察者方向射出。
6.根据权利要求4所述的影像显示装置，其特征在于，当设所述第1导光板的折射率为n时，所述斜面部和所述平面部之间所呈的角θ满足n·cos2θ＜1(θ＜45°)的条件。
7.根据权利要求5所述的影像显示装置，其特征在于，在所述第1导光板的前表面设有多个矩形槽。
8.根据权利要求7所述的影像显示装置，其特征在于，距所述第1光源越远，所述矩形槽的深度越大。
9.根据权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，所述第2导光板是具有与所述第1导光板不同的形状或者不同的周期结构的表面形状。
10.根据权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，所述第2导光板与所述第1导光板为相同形状，所述第1导光板与所述第2导光板相互左右交替配置。
11.根据权利要求10所述的影像显示装置，其特征在于，所述第1光源和所述第2光源配置在从观察者侧观察左右不同的端面位置处。
12.根据权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，所述第1光源和所述第2光源在分别不同的时间中周期性地发光，各光源的发光频率在24Hz以上。
13.根据权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，在所述第2导光板的后方配置有吸收光的材料。
14.根据权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，沿着所述透过型显示元件的光栅扫描方向，与所述第1导光板和所述第2导光板相邻地配置有多个发光元件，各发光元件被分别地进行发光控制。
15.根据权利要求14所述的影像显示装置，其特征在于，所述各发光元件与所述透过型显示元件的光栅扫描同步而周期性地发光。
16.根据权利要求14所述的影像显示装置，其特征在于，所述第1导光板和所述第2导光板与所述多个发光元件分别对应地被分割为多个导光部。
17.一种设置在车内的车载用影像显示装置，其具有可显示与多个观察者分别对应的影像的一个显示画面，其特征在于，该车载用影像显示装置具有照明单元，其以分时方式向至少2个不同方向分别射出第1光束和第2光束；以及透过型显示元件，其可分时显示把从所述照明单元射出的所述第1光束作为照明光的第1影像和把所述第2光束作为照明光的第2影像，所述照明单元具有射出所述第1光束的第1光源；射出所述第2光束的第2光源；仅向驾驶席侧观察者的方向射出从所述第1光源射出的第1光束的第1导光板；以及仅向副驾驶席侧观察者的方向射出从所述第2光源射出的第2光束的第2导光板。
全文摘要
本发明提供一种影像显示装置和车载用影像显示装置。该影像显示装置具有可显示与多个观察者分别对应的影像的一个显示画面。该影像显示装置具有以分时方式向至少2个不同方向分别射出第1光束和第2光束的照明单元；以及透过型显示元件，其可分时显示把从所述照明单元射出的所述第1光束作为照明光的第1影像和把所述第2光束作为照明光的第2影像，该照明单元具有射出所述第1光束的第1光源(20)；射出所述第2光束的第2光源(25)；仅向第1观察者方向射出从所述第1光源(20)射出的第1光束的第1导光板(21)；以及仅向第2观察者方向射出从所述第2光源(25)射出的第2光束的第2导光板(22)。
文档编号G02F1/1335GK1973239SQ20058002080
公开日2007年5月30日 申请日期2005年6月24日 优先权日2004年6月24日
发明者杉原良平, 井场阳一 申请人:奥林巴斯株式会社