专利名称：具有分级光导光提取特征的3d立体液晶显示器的制作方法
具有分级光导光提取特征的3D立体液晶显示器
背景技术：
3D立体显示器通常从各个右眼和左眼视点为观察者呈现具有视差的图像。有两种方法来以时间顺序方式为观察者的双眼提供视差图像。在一种方法中，观察者使用一副快门眼镜或3D眼镜，所述快门眼镜或3D眼镜与交替的左/右图像同步地透射光或阻挡光传播到观察者的眼睛。相似地，在另一种方法中，右眼和左眼视点被交替地显示并呈现给观察者的各只眼睛，而不需使用3D眼镜。这第二种方法被称为自动立体，尽管可允许的头部运动有限，但是由于不需要单独的眼镜，所以对于3D立体观看而言，这第二种方法有时仍是理想的。液晶显示器(IXD)是一种采样保持型显示设备，这种显示器的任一点或像素处的图像均是稳定的，直至该像素在下一图像刷新时间被更新为止，刷新时间通常为1/60秒或更快。在这样的采样保持型系统中，不同图像的显示，特别是对于自动立体显示来说交替的左右图像的显示需要光源的仔细定时排序，从而例如在用于右眼的数据的显示期间，左眼图像光源不打开，反之亦然。为了具有良好的左/右图像分离，要交替向每只眼睛传送光。通过尝试实现这一点可以提供通过光导装置背表面上的非移变和对称棱镜部件提取光的光导装置。由于光导装置范围内的提取部件均相同，所以当左侧或右侧光源被点亮时，穿过光导装置所提取的光的量或多或少以指数方式下降。这种构造通常会造成3D立体显示器的明亮度不均勻，并导致3D视觉效果降低。只要单独的左侧和右侧不均勻因素不超过5至1，或更优选地3至 1，观察者就会感觉3D图像在整个显示器上都是均勻的。
发明内容
本发明涉及用于时间顺序自动3D立体显示器的光导装置，其可在整个显示器上提供均一的提取效率，使观察者可以融合两个单独的图像，从而感觉到深度。在一个具体实施例中，3D立体液晶显示设备的背光源包括具有光发射表面和相背对的光提取表面的光导装置，第一侧面在光发射表面与光提取表面之间延伸，第二侧面在光发射表面与光提取表面之间延伸，第二侧面与第一侧面相背对。中心线平行于第一侧面和第二侧面延伸，并与第一侧面和第二侧面等距。中央细长棱镜沿着中心线延伸，并形成光提取表面的一部分。多个细长棱镜平行于中央细长棱镜延伸，其中远离中央细长棱镜的每个后续细长棱镜的倾斜度逐渐增大。多个光源沿着第一侧面和第二侧面设置。在另一个具体实施例中，3D立体液晶显示设备的背光源包括具有光发射表面和相背对的光提取表面的光导装置，第一侧面在光发射表面与光提取表面之间延伸，第二侧面在光发射表面与光提取表面之间延伸，第二侧面与第一侧面相背对。中心线平行于第一侧面和第二侧面延伸，并与第一侧面和第二侧面等距。中央细长棱镜沿着中心线延伸，并形成光提取表面的一部分。多个细长棱镜平行于中央细长棱镜延伸，其中每个棱镜包括平行于第一侧面或第二侧面的升高表面，远离中央细长棱镜的每个后续细长棱镜的升高表面的高度逐渐增加。多个光源沿着第一侧面和第二侧面设置。
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在另一个具体实施例中，3D立体液晶显示设备包括液晶显示面板；驱动电子器件，该驱动电子器件被构造为用交替的左眼和右眼图像来驱动液晶显示面板；以及背光源， 该背光源被设置用于为液晶显示面板提供光。背光源包括光导装置。光导装置包括光发射表面和相背对的光提取表面，第一侧面在光发射表面与光提取表面之间延伸，第二侧面在光发射表面与光提取表面之间延伸，第二侧面与第一侧面相背对。中心线平行于第一侧面和第二侧面延伸，并与第一侧面和第二侧面等距。中央细长棱镜沿着中心线延伸，并形成光提取表面的一部分。多个细长棱镜平行于中央细长棱镜延伸，其中远离中央细长棱镜的每个后续细长棱镜的倾斜度逐渐增大。多个光源沿着第一侧面设置，用于交替将光传送到第一侧面中并照亮左眼图像，多个光源沿着第二侧面设置，用于将光传送到第二侧面中并照亮右眼图像。在另一个具体实施例中，3D立体液晶显示设备包括液晶显示面板；驱动电子器件，该驱动电子器件被构造为用交替的左眼和右眼图像来驱动液晶显示面板；以及背光源， 该背光源被设置用于为液晶显示面板提供光。背光源包括光导装置。光导装置包括光发射表面和相背对的光提取表面，第一侧面在光发射表面与光提取表面之间延伸，第二侧面在光发射表面与光提取表面之间延伸，第二侧面与第一侧面相背对。中心线平行于第一侧面和第二侧面延伸，并与第一侧面和第二侧面等距。中央细长棱镜沿着中心线延伸，并形成光提取表面的一部分。多个细长棱镜平行于中央细长棱镜延伸，其中每个棱镜包括平行于第一侧面或第二侧面的升高表面，远离中央细长棱镜的每个后续细长棱镜的升高表面的高度逐渐增加。多个光源沿着第一侧面设置，用于交替将光传送到第一侧面中并照亮左眼图像， 多个光源沿着第二侧面设置，用于将光传送到第二侧面中并照亮右眼图像。通过阅读以下具体实施方式
，这些以及各种其他特征和优点将显而易见。
结合以下结合附图对本发明的各种实施例的详细说明，可以更全面地理解本发明，其中图1是示例性显示设备的示意性侧视图；图2A和图2B是在操作中的示例性显示设备的示意性侧视图；图3为示例性光导装置的示意性仰视图；图4为沿线4-4截取的具有倾斜棱镜的示例性光导装置的剖视图；图5沿线4-4截取的具有倾斜棱镜的另一个示例性光导装置的剖视图；图6为具有升高棱镜的另一个示例性光导装置的剖视图；而图7为具有升高棱镜的另一个示例性光导装置的剖视图。附图未必按比例绘制。在附图中使用的相同的标号表示相同的部件。然而，应当理解，在给定附图中使用标号指示部件并非意图限制另一个附图中用相同标号标记的部件。
具体实施例方式在下面的描述中，参考形成本说明一部分的一组附图，并且其中通过图示说明若干具体实施例。应当理解的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，设想到并可作出其他的实施例。因此，以下的具体实施方式
不应被理解成具有限制性意义。本文给定的定义旨在有利于理解本文频繁使用的某些术语，并无限制本发明范围之意。除非另外指明，否则在所有情况下，说明书和权利要求书中用来表述特征尺寸、数量和物理特性的所有数字均应理解为由术语“约”来修饰。因此，除非另外指明，否则上述说明书和所附权利要求书中给出的数值参数均为近似值，根据本领域技术人员利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性情况，这些近似值可有所不同。用端点来表述的数值范围包括该范围内包含的所有数字(例如，1至5包括1、 1. 5、2、2. 75,3,3. 80,4和5)以及该范围内的任意范围。本说明书和所附权利要求中的单数形式“一种”、“一个”和“所述”均涵盖具有多个指代物的实施例，除非该内容明确地指示另外的情况。如本说明书和所附权利要求书中所用，术语“或”的含义一般来讲包括“和/或”，除非该内容明确地指示其他含义。本发明涉及用于时间顺序自动3D立体显示器的光导装置，其可在整个显示器上提供均一的提取效率，使观察者可以融合两个单独的图像，从而感觉到深度。光导装置包括具有棱镜特征的光提取表面，所述棱镜特征远离对称中心线细长棱镜特征而逐步分级。当以时间顺序方式从自动3D立体图像显示器的第一侧面照亮光导装置，然后从第二侧面照亮光导装置时，逐步分级的棱镜特征可以在整个光导装置上提供均一的提取效率。在一些实施例中，棱镜随着与光导装置中心线距离的增大其倾斜度逐渐增大。在一些实施例中，棱镜随着与光导装置中心线距离的增大其倾斜度逐渐减小。在其他实施例中，棱镜包括通常平行于光导装置的第一或第二侧面的升高表面(使其成为四边形)，该升高表面的高度可以随着与光导装置中心线距离的增大而增加或降低。尽管示出的棱镜只具有线性表面，但应当理解，棱镜可以在(例如)棱镜的顶点处或棱镜之间的低凹处等具有曲面。虽然本发明不受此限制，但是通过讨论下面提供的实例，将认识到本发明的各个方面。图1为示例性显示设备10的示意性侧视图。该显示设备包括液晶显示面板20和被设置用于为液晶显示面板20提供光的背光源30。背光源30包括右眼图像固态光源32 或多个第一光源32，和左眼图像固态光源34或多个第二光源34，以及光导装置37，背光源在多个实施例中能够以至少90Hz的频率在右眼图像固态光源32和左眼图像固态光源34 之间进行调制。双面棱镜膜40设置在液晶显示面板20与背光源30之间。液晶显示面板20和/或背光源30可具有任何可用的形状或构造。在多个实施例中，液晶显示面板20和背光源30具有正方形或矩形的形状。然而，在一些实施例中，液晶显示面板20和/或背光源30具有多于四条的边，或为弯曲形状。虽然本发明涉及任何3D 立体背光源，包括需要快门眼镜或不止一个光导装置和相关的液晶显示面板的那些3D立体背光源，但是本发明特别适用于自动立体显示器。同步驱动元件50电连接至背光源30、多个第一光源32和第二光源34、以及液晶显示面板20。当图像帧在多个实施例中以每秒90帧或更大的速率提供给液晶显示面板20 时，同步驱动元件50对右眼图像固态光源32和左眼图像固态光源34的启用和禁用(即调制)与之同步，以产生无闪烁的静态图像序列、视频流或渲染的计算机图形。图像(例如视频或计算机渲染图形)源60连接到同步驱动元件50并将图像帧(例如右眼图像和左眼图像)提供给液晶显示面板20。液晶显示面板20可以是任何可用的透射型液晶显示面板。在多个实施例中， 液晶显示面板20的帧响应时间小于16毫秒、或小于10毫秒、或小于5毫秒。市售的帧响应时间小于10毫秒、或小于5毫秒、或小于3毫秒的透射型液晶显示面板是例如 Toshiba Matsushita Display (TMD)的光学补偿弯曲(OCB)型面板 LTA090A220F CToshiba Matsushita Display Technology Co.，Ltd.，Japan)。背光源30可以是能够在多个实施例中按照至少90Hz、或IOOHz、或1 IOHz、或 120Hz、或120Hz以上的频率在右眼图像固态光源32和左眼图像固态光源34之间调制的任何可用背光源。示例性的光导装置37包括与多个第一光源32或右眼图像固态光源32相邻的第一侧面31或第一光输入表面31，以及相背对的与多个第二光源34或左眼图像固态光源34 相邻的第二侧面33或第二光输入表面33。光提取表面36在第一侧面31与第二侧面33之间延伸，与光提取表面36相背对的光发射表面35在第一侧面31与第二侧面33之间延伸。 光提取表面36基本上对光重新导向(如反射、提取等等)，光发射表面35基本上透射光。 在多个实施例中，高反射表面在光提取表面36上或与光提取表面36相邻，以帮助对光重新导向使其透过光发射表面35出射。光提取表面36包括多个提取元件，如远离对称中心线细长棱镜逐步分级的细长棱镜特征，如下文所述。在多个实施例中，这些棱镜特征可沿平行于第一侧面31和第二侧面33的方向或沿平行于双面棱镜膜40的线性棱镜和透镜状特征的方向延伸。固态光源可以是能够以例如至少90Hz的频率调制的任何可用固态光源。在多个实施例中，固态光源是多个发光二极管，例如Nichia NSSW020B(Nichia Chemical Industries, Ltd.，Japan)。在其他实施例中，固态光源是多个激光二极管或有机发光二极管(S卩，0LED)。固态光源可发出任何数量的可见光波长，例如红光、蓝光和/或绿光，或可见光波长范围，或可见光波长的组合，以产生(例如)白光。背光源可以是两端有光源的单层光学透明材料，或者每层有光源的两层(或更多层)光学透明材料，每层优先地在所需方向上提取光。双面棱镜膜40可以是在第一侧面上具有线性透镜状结构并在相背对侧面上具有线性棱镜结构的任何可用棱镜膜。线性透镜状结构和线性棱镜结构平行。双面棱镜膜40 以适当的角度将来自扫描背光源的光透射到液晶显示面板20，使得观看者在显示的图像中感觉到深度。在美国专利公布No. 2005/0052750和No. 2005/0276071中描述了可用的双面棱镜膜，以不与本发明冲突的程度将所述专利公布并入本文中。图像源60可以是能够提供图像帧(例如，右眼图像和左眼图像)的任何可用图像源，例如视频源或计算机渲染图形源。在多个实施例中，视频源可提供50Hz至60Hz或更高频率的图像帧。在多个实施例中，计算机渲染图形源可提供IOOHz至120Hz或更高频率的图像帧。计算机渲染图形源可提供游戏内容、医学成像内容、计算机辅助设计内容等等。 计算机渲染图形源可包括图形处理单元，例如Nvidia FX5200图形卡、Nvidia GeForce 9750GTX图形卡或者用于移动解决方案，例如，膝上型计算机的Nvidia GeForce GO 7900GS 图形卡。计算机渲染图形源还可包含适当的立体驱动软件，例如OpenGL、DirectX、Nvidia 专有的3D立体驱动程序。视频源可提供视频内容。视频源可包括图形处理单元，例如Nvidia Quadro FX1400图形卡。视频源还可包含适当的立体驱动软件，例如0penGL、DirectX或Nvidia专有的3D立体驱动程序。同步驱动元件50可包括任何可用的驱动元件，该驱动元件在图像帧以例如每秒 90帧或更高的频率提供给液晶显示面板20，使右眼图像固态光源32和左眼图像固态光源 34的启用和关闭(S卩，调制)同步，以产生无闪烁的视频或渲染的计算机图形。同步驱动元件50可包括连接到定制的固态光源驱动电子器件的视频接口，例如Westar VP-7视频适配器(Westar Display Technologies, Inc.，St. Charles，Missouri) 0图2A和图2B是操作中的示例性显示设备10的示意性侧视图。在图2A中，左眼图像固态光源34 (即，多个第二光源34)被点亮，而右眼图像固态光源32 (即，多个第一光源3 未被点亮。在这种状态下，从左眼图像固态光源34发出的光透过光导装置37，透过双面棱镜片40和液晶面板20，从而提供导向到观看者或观察者的左眼Ia的左眼图像。在图2B中，右眼图像固态光源32被点亮，而左眼图像固态光源34未被点亮。在这种状态下， 从右眼图像固态光源32发出的光透过光导装置37，透过双面棱镜片40和液晶面板20，从而提供导向到观看者或观察者的右眼Ib的右眼图像。应该理解，尽管右眼固态光源32设置在光导装置的右侧，左眼图像固态光源34设置在光导装置的左侧，但是在一些实施例中， 右眼固态光源32可设置在光导装置的左侧，左眼图像固态光源34可设置在光导装置的右侧。光源32、34可以与光导装置37空气耦合或折射率指数匹配。例如，包装的光源设备(如LED)可以边缘耦合到光导装置37中，而不具有折射率匹配材料。或者，包装的或裸片LED可以与光导装置折射率指数匹配和/或封装在光导装置的边缘中，以提高效率。该结构可在光导装置的端部包括额外的光学结构，例如注射成形的楔形物，以有效传送输入光。 或者，LED可被嵌入具有适当特征的光导装置37的边缘或侧面31、33中，以有效收集LED光并将其准直到光导装置的TIR(即，全内反射)模式。液晶显示面板20具有可变的刷新或图像更新率，但出于本实例的目的，假定刷新率为60Hz。这意味着每1/60秒或16. 67毫秒(msec)给观看者呈现新的图像。在该3D系统中，这意味着在时间t = 0(零)呈现帧一的右图像。在时间t = 16. 67毫秒，呈现帧一的左图像。在时间t = 2X16. 67毫秒，呈现帧二的右图像。在时间t = 3X16. 67毫秒，呈现帧二的左图像，如此重复这一过程。有效的帧频是正常成像系统的帧频的一半，这是因为对于每一图像而言，需要呈现该图像的左眼视图和右眼视图。在本实例中，在时间t = 0时打开第一多个光源以照亮右(或左)图像，从而分别为右(或左)图像提供光。在时间t = 16. 67毫秒，第二图像左(或右)图像开始被设置就位。该图像从IXD面板的顶部至IXD的底部替换“时间t = 0图像”，在本实例中，这需要花费16. 67毫秒来完成。非扫描方案在这一转变期间的某个时候，关闭所有所述第一多个光源，然后打开所有第二多个光源。每秒为观看者提供至少45个左眼图像和至少45个右眼图像(在右眼图像和左眼图像之间交替，并且图像可能是先前图像对的重复)，从而为观看者提供无闪烁的3D图像。 因此，当与光源32和34的切换同步地显示时，来自计算机渲染图像或者从静止图像相机或视频图像相机获取的图像的不同右和左视点图像对的显示使得观察者能够在视觉上融合这两个不同的图像，从而从平板显示器产生深度感。该视觉上无闪烁操作的局限性在于如上所述，在显示于液晶显示面板上的新图像稳定之前，不应该开启背光源，否则将觉察到串扰和差的立体图像。图3为示例性光导装置37的示意性仰视图。图4为沿线4_4截取的示例性光导装置37的剖视图。图5为沿线4-4截取的另一个示例性光导装置37的剖视图。光导装置37包括光发射表面35和相背对的光提取表面36 (如上文所述)，第一侧面31在光发射表面35与光提取表面36之间延伸。第二侧面33在光发射表面35和光提取表面36之间延伸。第二侧面33与第一侧面31相背对，并且在多个实施例中，第二侧面 33与第一侧面31平行。中心线Q平行于第一侧面31和第二侧面33延伸，并与第一侧面31和第二侧面 33(如，之间)的距离相等。中央细长棱镜38沿着中心线Q延伸，并形成光提取表面36的一部分。多个细长棱镜39平行于中央细长棱镜38延伸，其中远离中央细长棱镜38的每个后续的细长棱镜39的倾斜度逐渐增大。多个光源32和34分别沿着第一侧面31和第二侧面33设置。在多个实施例中，中央细长棱镜38为对称的棱镜(即，其中第一侧面内角91等于第二侧面内角θ2)。在多个实施例中，多个细长棱镜39关于中心线Q对称。在一些实施例中，对于更靠近第二侧面33的每个棱镜39而言，每个棱镜39的第一侧面内角θ工减小，如图4所示。在一些实施例中，对于更靠近第二侧面33的每个棱镜39而言，每个棱镜 39的第一侧面内角Q1增大，如图5所示。在一些实施例中，对于更靠近第二侧面33的每个棱镜39而言，每个后续棱镜的第一侧面内角θ Q1逐渐增大或减小。在一些实施例中，多个细长棱镜39具有恒定的节距ρ (如，沿着每个棱镜底的直线距离)。在其他实施例中，多个细长棱镜39具有不一致的节距。在一些实施例中，多个细长棱镜39具有在25至250微米范围内或50至150微米范围内的恒定节距。在多个实施例中，棱镜39具有恒定的高度IV可以把棱镜的渐进倾斜系数看作当棱镜的位置远离中心线Q时，倾斜棱镜的顶点的移动方式。每个棱镜的顶点可以在-1/2节距与1/2节距之间(如与每个顶点相邻的点和箭头所示，其中点示出了对称棱镜顶点位置)。其自身的每个面上都具有介于-1/2节距与+1/2节距之间某处的棱镜顶点位置。标度为无量纲单位(所有长度与节距之比)，那么顶点在-1/2与1/2之间。要考虑到棱镜的位置距离中心线C^越来越远。图5示出了当棱镜的位置离中心线Q越来越远时逐渐朝中心线“移动”的顶点。图4示出了当棱镜的位置离中心线C^越来越远时逐渐远离中心线“移动”的顶点。可视区域内最后的面顶点位置可以称为“ α ”。例如，为-0. 5或0. 5的α对应可视区域边缘处的直角三角形。在图4和图5的实例以及具有非倾斜棱镜的对照实例上进行射线追踪模拟(使用得自Lambda Research Corporation的TracePro软件)。三个实例都具有81. 6微米的节距和871个具有恒定高度的棱镜。在对照实例和图5的实例中，中央棱镜具有6. 5度的内角。图4的实例具有7. 5度的中央棱镜内角。在图5的实例中，顶点位置呈线性变化，在中心线处完全居中，到边缘处时缩至-0. 3的位置。在图4的实例中，顶点位置呈线性变化，在中心线处完全居中，到边缘处时缩至+0. 15的位置。对对照实例进行射线追踪模拟的结果显示，系统效率为37%，单独的左侧和右侧光源的非一致性为2. 9 ；图5的实例显示，系统效率为58%，单独的左侧和右侧光源的非一致性为2. 7 ；图4的实例显示，系统效率为59%， 单独的左侧和右侧光源的非一致性为3. 0。
图6为具有升高棱镜的另一个示例性光导装置的剖视图。图7为具有升高棱镜的另一个示例性光导装置的剖视图。光导装置包括光发射表面35和相背对的光提取表面36 (如上文所述)，第一侧面 31在光发射表面35与光提取表面36之间延伸。第二侧面33在光发射表面35与光提取表面36之间延伸。第二侧面33与第一侧面31相背对，并且在多个实施例中，第二侧面33与第一侧面31平行。中心线Q平行于第一侧面31和第二侧面33延伸，并与第一侧面31和第二侧面 33等距。中央细长棱镜38沿着中心线Q延伸，并形成光提取表面36的一部分。多个细长棱镜39’平行于中央细长棱镜38延伸，其中每个棱镜39’包括平行于第一侧面31或第二侧面33的升高表面51。远离中央细长棱镜38的每个后续细长棱镜39’的升高表面51的高度&逐渐增加。在多个实施例中，中央细长棱镜38为不具有升高表面51的对称棱镜(即，第一侧面内角Q1*第二侧面内角θ2相等)。在多个实施例中，多个细长棱镜39’相背对中心线 Q对称。在一些实施例中，升高表面51面向中央细长棱镜38，如图6所示。在一些实施例中，升高表面51的方向远离中央细长棱镜38，如图7所示。在多个实施例中，远离中央细长棱镜38的每个后续细长棱镜39’的升高表面51的高度&逐渐增大，如图6所示。在一些实施例中，多个细长棱镜39’具有恒定的节距ρ (如，棱镜底的直线距离)。 在其他实施例中，多个细长棱镜39’具有不一致的节距。在一些实施例中，多个细长棱镜 39’具有在25至250微米范围内或50至150微米范围内的恒定节距。在一些实施例中，棱镜39’具有恒定的高度。在一些实施例中，棱镜39’具有不同的高度，这取决于棱镜的位置离中央棱镜38有多远。图6和图7示出了具有恒定内角(S卩，第一侧面内角9工和第二侧面内角θ2相等)的棱镜39’，但当棱镜39’的位置离中心线Q越来越远时，升高表面逐渐增大，当棱镜39’的位置离中心线Q越来越远时，每个棱镜39’的高度逐渐增加。可以将逐渐升高的棱镜(示为四边形)看作当棱镜的位置远离中心线Q时升高棱镜的顶点的移动方式。每个棱镜的顶点在-1/2节距与1/2节距之间(如与每个顶点相邻的点和箭头所示，其中点示出了对称棱镜顶点位置)，如上文所述。图6示出了当棱镜的位置离中心线Q越来越远时逐渐朝中心线“移动”的顶点。图7示出了当棱镜的位置离中心线Q越来越远时逐渐远离中心线“移动”的顶点。因此，公开了具有分级光导光提取特征的3D立体液晶显示器的实施例。上述实施方式以及其他的实施方式均在以下权利要求书的范围以内。本领域技术人员将会知道，可采取不同于所公开的实施例实施本发明。描述公开的实施例的目的是为了举例说明而不是限制，并且本发明仅受以下权利要求书的限制。
权利要求
1.一种用于3D立体液晶显示设备的背光源，包括 光导装置，所述光导装置包括光发射表面和相背对的光提取表面； 在所述光发射表面与所述光提取表面之间延伸的第一侧面；在所述光发射表面与所述光提取表面之间延伸的第二侧面，所述第二侧面与所述第一侧面相背对；平行于所述第一侧面和所述第二侧面延伸、并与所述第一侧面和所述第二侧面等距的中心线；沿着所述中心线延伸并形成所述光提取表面的一部分的中央细长棱镜； 平行于所述中央细长棱镜延伸的多个细长棱镜，其中远离所述中央细长棱镜的每个后续细长棱镜的倾斜度逐渐增大；和沿着所述第一侧面和所述第二侧面设置的多个光源。
2.根据权利要求1所述的用于3D立体液晶显示设备的背光源，其中所述多个细长棱镜关于所述中心线对称。
3.根据权利要求1所述的用于3D立体液晶显示设备的背光源，其中所述中央细长棱镜是对称的。
4.根据权利要求1所述的用于3D立体液晶显示设备的背光源，其中所述多个细长棱镜中的每个棱镜由第一侧面内角和第二侧面内角限定，并且对于更靠近所述第二侧面的每个棱镜而言，每个棱镜的所述第一侧面内角减小。
5.根据权利要求1所述的用于3D立体液晶显示设备的背光源，其中所述多个细长棱镜中的每个棱镜由第一侧面内角和第二侧面内角限定，并且对于更靠近所述第二侧面的每个棱镜而言，每个棱镜的所述第一侧面内角逐渐增大。
6.根据权利要求1所述的用于3D立体液晶显示设备的背光源，其中所述多个细长棱镜中的每个棱镜具有恒定的节距。
7.根据权利要求6所述的用于3D立体液晶显示设备的背光源，其中所述节距在50至 150微米的范围内。
8.根据权利要求1所述的用于3D立体液晶显示设备的背光源，其中所述多个细长棱镜中的每个棱镜具有恒定的高度。
9.一种用于3D立体液晶显示设备的背光源，包括 光导装置，所述光导装置包括光发射表面和相背对的光提取表面； 在所述光发射表面与所述光提取表面之间延伸的第一侧面；在所述光发射表面与所述光提取表面之间延伸的第二侧面，所述第二侧面与所述第一侧面相背对；平行于所述第一侧面和所述第二侧面延伸、并与所述第一侧面和所述第二侧面等距的中心线；沿着所述中心线延伸并形成所述光提取表面的一部分的中央细长棱镜； 平行于所述中央细长棱镜延伸的多个细长棱镜，其中每个细长棱镜包括平行于所述第一侧面或所述第二侧面的升高表面，远离所述中央细长棱镜的每个后续细长棱镜的所述升高表面的高度逐渐增加；和沿着所述第一侧面和所述第二侧面设置的多个光源。
10.根据权利要求9所述的用于3D立体液晶显示设备的背光源，其中所述多个细长棱镜关于所述中心线对称。
11.根据权利要求9所述的用于3D立体液晶显示设备的背光源，其中所述中央细长棱镜是对称的。
12.根据权利要求9所述的用于3D立体液晶显示设备的背光源，其中所述多个细长棱镜中的每个棱镜具有恒定的节距。
13.根据权利要求12所述的用于3D立体液晶显示设备的背光源，其中所述节距在50 至150微米的范围内。
14.根据权利要求9所述的用于3D立体液晶显示设备的背光源，其中远离所述中央细长棱镜的每个后续细长棱镜的所述升高表面的高度逐渐增大。
15.一种3D立体液晶显示设备，包括 液晶显示面板；驱动电子器件，所述驱动电子器件被构造用于用交替的左眼图像和右眼图像来驱动所述液晶显示面板；和背光源，所述背光源被设置用于为所述液晶显示面板提供光，所述背光源包括 光导装置，所述光导装置包括 光发射表面和相背对的光提取表面； 在所述光发射表面与所述光提取表面之间延伸的第一侧面；在所述光发射表面与所述光提取表面之间延伸的第二侧面，所述第二侧面与所述第一侧面相背对；平行于所述第一侧面和所述第二侧面延伸、并与所述第一侧面和所述第二侧面等距的中心线；沿着所述中心线延伸并形成所述光提取表面的一部分的中央细长棱镜； 平行于所述中央细长棱镜延伸的多个细长棱镜，其中远离所述中央细长棱镜的每个后续细长棱镜的倾斜度逐渐增大；和沿着所述第一侧面设置以便交替地将光传送到所述第一侧面中并照亮左眼图像的多个光源，以及沿着所述第二侧面设置以便将光传送到所述第二侧面中并照亮右眼图像的多个光源。
16.根据权利要求15所述的用于3D立体液晶显示设备的背光源，其中所述多个细长棱镜关于所述中心线对称。
17.根据权利要求15所述的用于3D立体液晶显示设备的背光源，其中所述中央细长棱镜是对称的。
18.根据权利要求15所述的用于3D立体液晶显示设备的背光源，其中所述多个细长棱镜中的每个棱镜由第一侧面内角和第二侧面内角限定，并且对于更靠近所述第二侧面的每个棱镜而言，每个棱镜的所述第一侧面内角逐渐减小或逐渐增大。
19.一种3D立体液晶显示设备，包括 液晶显示面板；驱动电子器件，所述驱动电子器件被构造为用交替的左眼图像和右眼图像来驱动所述液晶显示面板；和背光源，所述背光源被设置用于为所述液晶显示面板提供光，所述背光源包括 光导装置，所述光导装置包括 光发射表面和相背对的光提取表面； 在所述光发射表面与所述光提取表面之间延伸的第一侧面；在所述光发射表面与所述光提取表面之间延伸的第二侧面，所述第二侧面与所述第一侧面相背对；平行于所述第一侧面和所述第二侧面延伸、并与所述第一侧面和所述第二侧面等距的中心线；沿着所述中心线延伸并形成所述光提取表面的一部分的中央细长棱镜； 平行于所述中央细长棱镜延伸的多个细长棱镜，其中每个细长棱镜包括平行于所述第一侧面或所述第二侧面的升高表面，远离所述中央细长棱镜的每个后续细长棱镜的所述升高表面的高度逐渐增加；和沿着所述第一侧面设置以便交替地将光传送到所述第一侧面中并照亮左眼图像的多个光源，以及沿着所述第二侧面设置以便将光传送到所述第二侧面中并照亮右眼图像的多个光源。
20.根据权利要求19所述的3D立体液晶显示设备，其中所述多个细长棱镜关于所述中心线对称。
全文摘要
本发明公开了一种用于3D立体液晶显示设备的背光源，所述背光源包括具有光发射表面和相背对的光提取表面的光导装置，第一侧面在所述光发射表面与所述光提取表面之间延伸，第二侧面在所述光发射表面与所述光提取表面之间延伸，所述第二侧面与所述第一侧面相背对。中心线平行于所述第一侧面和第二侧面延伸，并与所述第一侧面和所述第二侧面等距。中央细长棱镜沿着所述中心线延伸，并形成所述光提取表面的一部分。多个细长棱镜平行于所述中央细长棱镜延伸，其中远离所述中央细长棱镜的每个后续细长棱镜的倾斜度逐渐增大。多个光源沿着所述第一侧面和所述第二侧面设置。
文档编号G02B5/04GK102216836SQ200980146141
公开日2011年10月12日 申请日期2009年11月17日 优先权日2008年11月21日
发明者约翰·C·尼尔森, 约翰·C·舒尔茨, 罗伯特·L·布劳特, 迈克尔·J·希科劳 申请人:3M创新有限公司