专利名称：光源装置和立体显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及光源装置和使用该光源装置的立体显示设备，其中该光源装置具有导光板，该导光板被配置为视差屏障(parallax barrier)以能够实现立体视觉。
背景技术：
过去，视差屏障立体显示设备已经被认知为能够在无需特定眼镜的情况下利用裸眼实现立体视觉的立体显示方法之一。图14示出了视差屏障立体显示设备的通常构造示例。在该立体显示设备中，视差屏障101面对二维显示面板102的前面布置。在视差屏障 101的通常结构中，将来自二维显示面板102的显示图像光遮蔽的遮蔽部分111和使显示图像光透射的条状开口(缝隙部分)112沿着水平方向交替地设置。二维显示面板102基于三维图像数据来显示图像。例如，准备视差信息彼此不同的多个视差图像作为三维图像数据，并且，例如从各视差图像切出沿着竖直方向延伸的多个条状的、经划分的图像。经划分的图像沿着用于视差图像的水平方向交替地布置，因此在屏幕中包括多个条状视差图像的合成图像被形成，并被显示在二维显示面板102上。在视差屏障的情况下，通过视差屏障101观看在二维显示面板102上显示的合成图像。被显示的各划分图像的宽度或者视差屏障IOld缝隙宽度被适当地设定，因此当观看者从预定位置或沿着预定方向观看立体显示设备时，不同视差图像的光可以通过缝隙部分112分别射入观看者的左眼和右眼IOL和10R。在此情况下，当观看者从预定位置或沿着预定方向观看立体显示设备时，观看者感受到立体图像。为了实现立体视觉，需要向左眼IOL和右眼IOR 显示不同的视差图像。因此，需要至少两个视差图像，用于左眼的图像和用于右眼的图像。 当使用至少三个视差图像时，可以实现多重观看。视差图像的数量增大能够实现与观看者的观看点的位置的变化对应的立体视觉。换言之，实现运动视差。在图14的构造示例中，视差屏障101被布置在二维显示面板102的前方。但是，例如当使用透射式液晶显示面板时，视差屏障101可以布置在二维显示面板102的后方(见日本专利公开No. 3565391的图10以及日本未经审查的专利申请公开No. 2007-187823的图3)。在此情况下，视差屏障101布置在透射式液晶显示面板与背光之间，因此可以根据与图14的构造示例相同的原理实现立体视觉。
发明内容
但是，视差屏障立体显示设备具有如下困难由于需要用于三维显示的特定部件 (即，视差屏障)，与通常的用于二维显示的显示设备相比需要更大的部件数量和更宽的布局空间。期望提供光源装置和立体显示设备，其与过去的视差屏障立体显示设备相比部件数量较小，由此可以实现空间节省。—些实施例针对一种导光板，包括多个反射区域和多个散射区域，所述多个反射区域和所述多个散射区域被布置为将光提供给显示面板以显示具有视差的图像。
一些实施例针对一种显示设备，包括光源；接收来自所述光源的光的导光板，所述导光板包括多个反射区域和多个散射区域，所述多个反射区域和所述多个散射区域被布置为形成视差屏障；以及显示面板，其基于从所述导光板接收的光显示图像。一些实施例针对一种显示设备，包括光源；接收来自所述光源的光的导光板，所述导光板包括多个反射区域和多个散射区域，所述多个反射区域和所述多个散射区域被布置为交替的图案；以及显示面板，其基于从所述导光板接收的光显示图像。一些实施例针对一种设备，包括光源；接收来自所述光源的光的导光板，所述导光板包括多个反射区域和多个散射区域，所述多个反射区域和所述多个散射区域被布置为形成视差屏障；以及背光，其位于所述导光板的第一侧。在根据本发明的实施例的光源装置或立体显示设备中，来自光源的照明光被导光板的第一内反射表面和第二内反射表面中的一者或两者中的全反射区域完全内反射。因此，进入全反射区域的照明光在导光板内在第一内反射表面与第二内反射表面之间完全内反射。在散射区域中，来自光源的照明光被散射，并且散射光的一部分或全部从第一内反射表面一侧向导光板的外部出射。因此，导光板自身可以具有视差屏障的功能。换言之，导光板可以等同地用作以散射区域为开口部分(缝隙部分)并以全反射区域为遮蔽部分的视差屏障。根据本发明的实施例的光源装置或立体显示设备，因为全反射区域和散射区域被设置在导光板的第一内反射表面与第二内反射表面中的一者或两者中，所以导光板自身可以等同地具有视差屏障的功能。因此，与过去的视差屏障立体显示设备相比减少了部件的数量，因而可以实现空间节省。根据以下说明，其他和进一步的目的、特征和优点将更完整地展现。
图IA和IB是示出根据本发明的第一实施例的立体显示设备的构造示例以及光束自光源装置的出射状态的剖视图，其中图IA示出了在三维显示时的光束出射状态，图IB示出了在二维显示时的光束出射状态。图2A是示出如图IA和IB所示的立体显示设备的导光板的表面的第一构造示例的剖视图，而图2B是示意性地示出在如图2A所示的导光板的表面上光束的反射状态和散射状态的解释图。图3A是示出如图IA和IB所示的立体显示设备的导光板的表面的第二构造示例的剖视图，而图3B是示意性地示出在如图3A所示的导光板的表面上光束的反射状态和散射状态的解释图。图4A是示出如图IA和IB所示的立体显示设备的导光板的表面的第三构造示例的剖视图，而图4B是示意性地示出在如图4A所示的导光板的表面上光束的反射状态和散射状态的解释图。图5是示出在如图IA和IB所示的立体显示设备的三维显示和二维显示每一者时在显示部分的表面上的亮度分布的示例的特性图。图6A和6B是示出根据本发明的第二实施例的立体显示设备的构造示例以及光束自光源装置的出射状态的剖视图，其中图6A示出了在三维显示时的光束出射状态，图6B示出了在二维显示时的光束出射状态。图7A和7B是示出根据本发明的第三实施例的立体显示设备的构造示例以及光束自光源装置的出射状态的剖视图，其中图7A示出了在三维显示时的光束出射状态，图7B示出了在二维显示时的光束出射状态。图8是示出根据本发明的第四实施例的立体显示设备的构造示例以及当仅第一光源处于接通(发光)状态时光束自光源装置的出射状态的剖视图。图9是示出如图8所示的立体显示设备的构造示例以及当仅第二光源处于接通 (发光)状态时光束自光源装置的出射状态的剖视图。图10是示出如图8所示的立体显示设备的构造示例以及当第一和第二光源两者均处于接通(发光)状态时光束自光源装置的出射状态的剖视图。图IlA是示出如图8所示的立体显示设备的导光板的表面的第一构造示例的剖视图，而图IlB是示出在如图IlA所示的导光板的表面上处于漫反射状态的光束的解释图。图12A是示出如图8所示的立体显示设备的导光板的表面的第二构造示例的剖视图，而图12B是示出在如图12A所示的导光板的表面上处于漫反射状态的光束的解释图。图13A是示出如图8所示的立体显示设备的导光板的表面的第三构造示例的剖视图，而图13B是示出在如图13A所示的导光板的表面上处于漫反射状态的光束的解释图。图14是示出视差屏障立体显示设备的通常构造示例的构造图。
具体实施例方式此后，将参照附图详细说明本发明的优选实施例。第一实施例立体显示设备的总体构造图IA和IB示出了根据本发明的第一实施例的立体显示设备的构造示例。立体显示设备具有执行图像显示的显示部分1，以及设置在显示部分1的背侧并向显示部分1发射用于图像显示的光的光源装置。光源装置具有光源2、导光板3以及电子纸4。在立体显示设备中，全屏幕二维QD)显示模式和全屏幕三维(3D)显示模式任意选择性地彼此变换。图IA对应于三维显示模式下的构造，图IB对应于二维显示模式下的构造。此外，图IA和IB示意性地示出了在各显示模式下光束自光源装置的出射状态。显示部分1由透射式二维显示面板构成，其例如是透射式液晶显示面板，其中包括例如R(红色)像素、G(绿色)像素和B(蓝色)像素的多个像素布置为阵列。显示部分 1根据用于执行二维图像显示的图像数据针对各个像素对来自光源装置的光进行调制。显示部分1以任意选择地可变换的方式显示基于三维图像数据的图像和基于二维图像数据的图像。显示设备在三维显示模式与二维显示模式之间切换。三维图像数据包括例如与三维显示时的多个视角方向对应的多个视差图像。例如，当执行双眼三维显示时，给出用于右眼显示的视差图像数据和用于左眼显示的视差图像数据作为图像数据。在三维显示模式下进行显示的情况下，在屏幕中包括多个条状视差图像的合成图像如图14所示的先前的视差屏障立体显示设备中那样被形成并显示。电子纸4布置在导光板3的第二内反射表面:3B —侧，以面对导光板3。电子纸4 是能够对于入射光在光吸收模式与漫反射模式之间切换的光学装置。电子纸4是当显示设备处于三维显示模式时处于光吸收模式并当显示设备处于二维显示模式时处于漫反射模式的光学装置的示例。电子纸4例如由电泳式或电子液态粉末式微粒运动显示器构成。在微粒运动显示器中，例如带正电的黑色微粒和例如带负电的白色微粒散布在相对的一对基板之间，并且微粒响应于施加在基板之间的电压而运动以进行黑色或白色显示。在电泳方法中，微粒散布在溶液中。在电子液态粉末式中，微粒散布在气体中。光吸收模式对应于如图IA所示的电子纸4的显示表面41的全屏黑色显示状态，而漫反射模式对应于如图IB所示的电子纸4的显示表面41的全屏白色显示状态。当显示部分1显示基于三维图像数据的图像(显示部分1处于三维显示模式)时，电子纸4被设定为对于入射光束的光吸收模式。当显示部分1显示基于二维图像数据的图像(显示部分1处于二维显示模式)时，电子纸4被设定为对于入射光束的漫反射模式。光源2例如由诸如CCFL(冷阴极荧光灯)之类的荧光灯或LED (发光二极管)构成。至少一个光源2被布置在导光板3的侧面上，并将照明光(光束Li)沿着侧面方向向导光板3的内部照射。图IA和IB示出了在光源2被布置在导光板3的各侧面的情况下的构造示例。导光板3由诸如丙烯酸树脂之类的透明塑料板构成。导光板3具有与显示部分1 侧相对的第一内反射表面3A和与电子纸4侧相对的第二内反射表面3B。在此实施例中，导光板的第二侧(在3B处)具有平坦表面。导光板3通过第一和第二内反射表面3A和;3B 之间的全内反射将光沿着侧面方向引导。第二内反射表面:3B在其整个区域上镜面抛光，以使得以满足全反射条件的入射角θ 1入射的光束Ll被完全内反射。第一内反射表面3Α具有散射区域31和全反射区域 32。在第一内反射表面3Α中，散射区域31和全反射区域32被交替地设置为例如条状图案， 作为与视差屏障对应的结构。在此示例中，多个反射区域和多个散射区域以交替的图案布置。如后文所述，其被构造成，当显示部分1处于三维显示模式时，散射区域31用作视差屏障的开口部分(缝隙部分)，而全反射区域32用作其遮蔽部分。这是其中多个反射区域和多个散射区域根据视差图像进行布置的导光板的示例。各全反射区域32将以满足全反射条件的入射角θ 1入射的光束Ll完全内反射 (使以大于预定临界角α的入射角θ 1入射的光束Ll完全内反射)。各散射区域31使得以与全反射区域32中满足全反射条件的入射角θ 1对应的角度入射的入射光束L2当中的至少一部分向外出射(使得以与大于预定临界角α的入射角θ 1对应的角度入射的光束的至少一部分向外出射)。此外，在散射区域31中，入射光束L2中的另一部分光束L3被内反射。当假定导光板3的折射率为nl且导光板3外部的介质(空气层)的折射率为 n0(<nl)时，临界角α如下表示。角α和θ 1被认为是相对于导光板的表面的法线所成的角度。满足全反射条件的入射角θ 1表示为θ 1 > α。sin α = ηθ/nl散射区域31的具体构造示例图2A示出了导光板3的表面的第一构造示例。图2B示意性地示出了在如图2A 所示的导光板3的表面上光束的反射状态和散射状态。在第一构造示例中，多个散射区域 31包括具有凹入形状的第一散射区域31A。在此示例中，各散射区域31具有凹入形状。散射区域31被形成为相对于全反射区域32凹入的散射区域31A。这样的凹入形状可以例如通过对导光板3的表面进行镜面抛光，并接着对与散射区域31A对应的部分进行激光处理来形成。在设置这种凹入散射区域31A的情况下，以与在全反射区域32中满足预定全反射条件的入射角θ 1对应的角度入射的入射光束当中的光束的至少一部分在凹入形状的侧面部分33处不满足全反射条件，从而这部分光束向外出射。图3Α示出了导光板3的表面的第二构造示例。图:3Β示意性地示出了在如图3Α所示的导光板3的表面上光束的反射状态和散射状态。在第二构造示例中，多个散射区域31 包括具有凸起形状的第一散射区域31Β。在此示例中，各散射区域31具有凸起形状。散射区域31被形成为相对于全反射区域32凸起的散射区域31Β。这样的凸起形状可以例如通过利用模具对导光板3的表面进行模制来形成。在这种情况下，按照模具的表面构造而成形的、与全反射区域32对应的部分被镜面抛光。在设置这种凸起散射区域31Β的情况下， 以与在全反射区域32中满足预定全反射条件的入射角θ 1对应的角度入射的入射光束当中的光束的至少一部分在凸起形状的侧面部分34处不满足全反射条件，从而这部分光束向外出射。图4Α示出了导光板3的表面的第三构造示例。图4Β示意性地示出了在如图4Α 所示的导光板3的表面上光束的反射状态和散射状态。在图2Α和3Α的构造示例中，导光板3的表面被处理成为与全反射区域32的形状不同的形状以形成散射区域31。相反，根据图4Α的构造示例的散射区域31C不是通过表面处理形成的，而是通过将光漫射构件35布置在导光板3的、与第一内反射表面3Α对应的表面上来形成的。在此示例中，多个散射区域31包括具有光漫射构件35的第一散射区域31。对于光漫射构件35，可以使用具有比导光板3更大的折射率的构件，例如，具有约1.57折射率的PET树脂。例如，利用丙烯酸粘接剂将包括PET树脂的漫射片安装至导光板3的表面，由此形成散射区域31C。在通过布置光漫射构件35形成这种散射区域31C的情况下，由于光漫射构件35与全反射区域32之间的折射率的差，以与在全反射区域32中满足预定全反射条件的入射角θ 1对应的角度入射的入射光束当中的光束的至少一部分在凸起形状的光漫射构件35处不满足全反射条件，从而这部分光束向外出射。以上构造示例不是限制性的，对于散射区域31的构造可以考虑其他构造示例。例如，散射区域31可以通过对在导光板3的表面中与散射区域31对应的部分进行喷砂处理， 利用涂料对该部分进行涂覆等来形成。立体显示设备的操作当立体显示设备执行三维显示模式下的显示(图1Α)时，显示部分1执行基于三维图像数据的图像显示，并且电子纸4的显示表面41处于全屏黑色显示状态(光吸收模式)。在此状态下，来自光源2的光束以反复的方式在导光板3中的第一内反射表面3Α的全反射区域32和第二内反射表面:3Β之间完全内反射，因此光束从其上布置光源2的一个侧面导向另一相对侧面，并从该另一侧面出射。另一方面，在入射到导光板3中第一内反射表面3Α的散射区域31的光束L2当中，偏离全反射条件的一部分光束从散射区域31向外出射。此外，另一部分光束L3在散射区域31中内反射，且光束L3通过导光板3的第二内反射表面3Β入射在电子纸4的显示表面41中。因为电子纸4的显示表面41处于全屏黑色显示状态，所以光束L3被显示表面41吸收。由此，光束仅从导光板3的第一内反射表面3A中的散射区域31出射。换言之，导光板3的表面可以等同地用作以散射区域31为开口部分(缝隙部分)并以全反射区域32为遮蔽部分的视差屏障。因此，等同地执行了具有视差屏障(其中视差屏障被布置在显示部分1的背侧)的三维显示。当立体显示设备执行二维显示模式下的显示(图1B)时，显示部分1执行基于二维图像数据的图像显示，并且电子纸4的显示表面41处于全屏白色显示状态(漫反射模式)。在此状态下，来自光源2的光束以反复的方式在导光板3中的第一内反射表面3A的全反射区域32和第二内反射表面:3B之间完全内反射，因此光束从其上布置光源2的一个侧面导向另一相对侧面，并从该另一侧面出射。另一方面，在入射到导光板3中第一内反射表面3A的散射区域31的光束L2当中，偏离全反射条件的一部分光束从散射区域31向外出射。此外，另一部分光束L3在散射区域31中内反射，且光束L3通过导光板3的第二内反射表面3B入射在电子纸4的显示表面41中。因为电子纸4的显示表面41处于全屏白色显示状态，所以光束L3被显示表面41散射反射。漫反射光束通过第二内反射表面:3B再次入射在导光板3中，并且光束的入射角偏离全反射区域32中的全反射条件，因此光束不仅从散射区域31出射，而且还从全反射区域32出射。由此，光束从导光板3的第一内反射表面3A中的整个区域出射。换言之，导光板3用作与普通背光相似的平面光源。因此，等同地执行了具有背光(其中背光被布置在显示部分1的背侧)的二维显示。图5示出了在如图1所示的立体显示设备的三维显示和二维显示每一者中在显示部分1的表面上的亮度分布的示例。三维显示对应于电子纸4的黑色显示状态，二维显示对应于电子纸4的白色显示状态。在此情况下，显示部分1在整个屏幕上显示一样的图像。 图5的横轴表示在显示部分1的屏幕上在水平方向上的位置(mm)，纵轴表示归一化亮度值 (任意单位(a. u.))。如图5所示，在电子纸4的白色显示状态下在整个屏幕上获得了均一的亮度。在电子纸4的黑色显示状态下，亮度随着位置发生变换，表现出与布置了视差屏障的情况相等同的亮度分布。如至此所述，根据利用本实施例的光源装置的立体显示设备，因为全反射区域32 和散射区域31被设置在导光板3的第一内反射表面3A中，所以导光板3自身可以等同地具有视差屏障功能。因此，与过去的视差屏障立体显示设备相比可以减少部件的数量，带来了空间节省。此外，可以通过仅改变电子纸4的显示状态来容易地使二维显示模式和三维显示模式彼此变换。第二实施例接着，将对根据本发明的第二实施例的立体显示设备进行说明。与根据第一实施例的立体显示设备中基本相同的部件用相同的附图标号或标记来表示，并将适当地省略其说明。图6A和6B示出了根据本发明的第二实施例的立体显示设备的构造示例。在该立体显示设备中，二维显示模式和三维显示模式可以如图IA和IB的立体显示设备中那样任意选择地彼此切换。图6A对应于三维显示模式下的构造，图6B对应于二维显示模式下的构造。此外，图6A和6B示意性地示出了在各个显示模式下光束自光源装置的出射状态。在该立体显示设备中，光源装置具有聚合物扩散板5来代替如图IA和IB的立体显示设备的电子纸4。其他结构与图IA和IB的立体显示设备相同。聚合物扩散板5由散布有聚合物的液晶构成。聚合物扩散板5布置在导光板3的第一内反射表面3A —侧，以面对导光板3。聚合物扩散板5是能够根据施加至液晶层的电压而在对于入射光束的透明模式与扩散透射模式之间切换的光学装置。聚合物扩散板5是当显示设备处于三维显示模式时处于透明模式并当显示设备处于二维显示模式时处于扩散透射模式的光学装置的示例。当立体显示设备执行三维显示模式下的显示(图6A)时，显示部分1执行基于三维图像数据的图像显示，并且聚合物扩散板5在其整个区域上处于透明模式。在此状态下， 来自光源2的光束以反复的方式在导光板3中的第一内反射表面3A的全反射区域32和第二内反射表面3B之间完全内反射，因此光束从其上布置光源2的一个侧面导向另一相对侧面，并从该另一侧面出射。另一方面，在入射到导光板3中第一内反射表面3A的散射区域 31的光束L2当中，偏离全反射条件的一部分光束从散射区域31向外出射。通过散射区域 31向外出射的光束入射到聚合物扩散板5中。因为聚合物扩散板5在其整个区域上处于透明模式，所以光束透射通过聚合物扩散板5并在保持自散射区域31的出射角的情况下入射至显示部分1中。此外，另一部分光束L3在散射区域31中内反射，并且光束L3通过导光板3的第二内反射表面;3B向外出射，从而对图像显示没有贡献。由此，光束仅从导光板3 的第一内反射表面3A中的散射区域31出射。换言之，导光板3的表面可以等同地用作以散射区域31为开口部分(缝隙部分)并以全反射区域32为遮蔽部分的视差屏障。因此， 等同地执行了具有视差屏障(其中视差屏障被布置在显示部分1的背侧)的三维显示。当立体显示设备执行二维显示模式下的显示(图6B)时，显示部分1执行基于二维图像数据的图像显示，并且聚合物扩散板5在其整个区域上处于扩散透射模式。在此状态下，来自光源2的光束以反复的方式在导光板3中的第一内反射表面3A的全反射区域32 和第二内反射表面3B之间完全内反射，因此光束从其上布置光源2的一个侧面导向另一相对侧面，并从该另一侧面出射。另一方面，在入射到导光板3中第一内反射表面3A的散射区域31的光束L2当中，偏离全反射条件的一部分光束从散射区域31向外出射。通过散射区域31向外出射的光束入射到聚合物扩散板5中。因为聚合物扩散板5在其整个区域上处于扩散透射模式，所以进入显示部分1的光束借助于扩散板而在聚合物扩散板5的整个区域上扩散。由此，光源装置整体上用作与普通背光相似的平面光源。因此，等同地执行了具有背光(其中背光被布置在显示部分1的背侧)的二维显示。第三实施例接着，对根据本发明的第三实施例的立体显示设备进行说明。与根据第一或第二实施例的立体显示设备中基本相同的部件用相同的附图标号或标记来表示，并将适当地省略其说明。图7A和7B示出了根据本发明的第三实施例的立体显示设备的构造示例。在该立体显示设备中，二维显示模式和三维显示模式可以如图IA和IB的立体显示设备中那样任意选择地彼此切换。图7A对应于三维显示模式下的构造，图7B对应于二维显示模式下的构造。此外，图7A和7B示意性地示出了在各个显示模式下光束自光源装置的出射状态。在该立体显示设备中，光源装置具有背光7来代替如图IA和IB的立体显示设备的电子纸4。其他结构与图IA和IB的立体显示设备相同。在此示例中，背光7位于导光板的第一侧，显示面板位于导光板的第二侧，并且光源2位于导光板的第三侧。背光7是与布置在导光板3的侧面的光源2不同的光源，并被布置在导光板3的第二内反射表面:3B —侧以面对导光板3。背光7从外侧向第二内反射表面;3B照射照明光。背光7受到与二维显示模式和三维显示模式之间的切换相对应的接通/关断(发光/非发光)控制。在此示例中， 光源2是当显示设备处于三维显示模式时向导光板提供光的第一光源，显示设备还包括背光7，其作为当显示设备处于二维显示模式是向导光板提供光的第二光源。当立体显示设备执行三维显示模式下的显示(图7A)时，显示部分1执行基于三维图像数据的图像显示，并且背光7在其整个区域上处于关断(非发光)状态。布置在导光板3的侧面的光源2处于接通(发光)状态。在此状态下，来自光源2的光束以反复的方式在导光板3中的第一内反射表面3A的全反射区域32和第二内反射表面:3B之间完全内反射，因此光束从其上布置光源2的一个侧面导向另一相对侧面，并从该另一侧面出射。 另一方面，在入射导光板3中第一内反射表面3A的散射区域31的光束L2当中，偏离全反射条件的一部分光束从散射区域31向外出射。此外，另一部分光束在散射区域31中内反射，且该光束通过导光板3的第二内反射表面;3B向外出射，从而对图像显示没有贡献。由此，光束仅从导光板3的第一内反射表面3A中的散射区域31出射。换言之，导光板3的表面可以等同地用作以散射区域31为开口部分(缝隙部分)并以全反射区域32为遮蔽部分的视差屏障。因此，等同地执行了具有视差屏障(其中视差屏障被布置在显示部分1的背侧)的三维显示。当立体显示设备执行二维显示模式下的显示(图7B)时，显示部分1执行基于二维图像数据的图像显示，并且背光7在其整个区域上处于接通(发光)状态。布置在导光板3的侧面的光源2例如处于关断(非发光)状态。在此状态下，来自背光7的光束通过第二内反射表面3B垂直地入射到导光板3中。因此，光束的入射角偏离全反射区域32中的全反射条件，因此光束不仅从散射区域31还从全反射区域32向外出射。由此，光束从导光板3的第一内反射表面3A中的整个区域出射。换言之，导光板3用作与普通背光相似的平面光源。因此，等同地执行了具有背光(其中背光被布置在显示部分1的背侧)的二维显不。在二维显示模式下显示的情况下，除了背光7之外，布置在导光板3的侧面的光源 2也可以被控制为接通(发光)。此外，在二维显示模式下显示的情况下，光源2可以根据需要在非发光状态和发光状态之间变换。因此，例如，当仅背光7点亮并且仍然在散射区域 31与全反射区域32之间产生亮度分布的差异时，适当地调节光源2的发光状态(接通/关断控制或调节发光量)，因此可以在整个区域上优化亮度分布。第四实施例接着，将对根据本发明的第四实施例的立体显示设备进行说明。与根据第一至第三实施例的立体显示设备中基本相同的部件用相同的附图标号或标记来表示，并将适当地省略其说明。立体显示设备的总体构造虽然在第一至第三实施例中已经对散射区域31和全反射区域32设置在导光板3 中的第一内反射表面3A那一侧的构造示例进行了说明，但是可以使用这些区域设置在第二内反射表面3B那一侧的构造示例。例如，在第三实施例(图7A和7B)的构造中，散射区域31和全反射区域32可以设置在第二内反射表面;3B那一侧。如图7A和7B所示，多个反射区域和多个散射区域形成在导光板的第一侧上(在3B处)。图8至10示出了以此方式构造的立体显示设备的构造示例。在该立体显示设备中，可以通过以与图7A和7B的立体显示设备相同的方式控制光源，使得二维显示模式和三维显示模式任意选择地彼此变换。图8示意性地示出了当仅光源2处于接通(发光)状态时光束自光源装置的出射状态，其对应于三维显示模式。图9示意性地示出了当仅背光7处于接通(发光)状态时光束自光源装置的出射状态，其对应于二维显示模式。图10示意性地示出了当光源2和背光7两者均处于接通(发光)状态时光束自光源装置的出射状态， 其对应于二维显示模式。在该实施例中，导光板3的第一内反射表面3A在其整个区域上被镜面抛光，以使得以满足全反射条件的入射角入射的光束被完全内反射，并使得偏离全反射条件的光束向外出射。在此实施例中，导光板的一侧3A具有平坦表面。第二内反射表面:3B具有散射区域31和全反射区域32。通过对导光板3的表面进行处理(例如喷砂或涂覆)或者通过将片状光散射构件安装至该表面，来形成散射区域31。 在第二内反射表面3B中，在三维显示模式的情况下，散射区域31对于来自光源2的第一照明光(光束Li)用作视差屏障的开口部分(缝隙部分)，并且全反射区域32用作其遮蔽部分。在第二内反射表面3B中，散射区域31和全反射区域32被设置为具有图案，以具有与视差屏障的结构对应的结构。换言之，全反射区域32设置有与视差屏障的遮蔽部分对应的图案，并且散射区域31设置有与视差屏障的开口部分对应的图案。作为视差屏障的屏障图案，例如条状图案是公知的，其中大量纵长的缝隙状开口沿着水平方向平行地排布，并且各个开口之间为遮蔽部分。但是，可以使用过去公知的各种屏障图案，而不受限于特定图案。第一内反射表面3A以及第二内反射表面:3B的全反射区域32使以满足全反射条件的入射角θ 1入射的光束被完全内反射(使以大于预定临界角α的入射角Θ1入射的光束完全内反射)。因此，来自光源2的、以满足全反射条件的入射角Θ1入射的第一照明光被通过在第一内反射表面3Α与第二内反射表面:3Β的全反射区域32之间的完全内反射而沿着侧面方向导引。如图9或10所示，全反射区域32使来自背光7的第二照明光透射， 由此该光作为偏离全反射条件的光束向第一内反射表面3Α出射。如图8所示，各散射区域31使来自光源2的第一照明光(光束Li)散射并反射， 由此第一照明光的至少一部分(散射光L20)作为偏离全反射条件的光束而向第一内反射表面3Α出射。散射区域31的具体构造示例图IlA示出了导光板3的第二内反射表面;3Β的第一构造示例。图IlB示意性地示出了在如图IlA所示的第一构造示例中光束在第二内反射表面:3Β上的反射状态和散射状态。在第一构造示例中，散射区域31被形成为相对于全反射区域32凹入的散射区域31Α。 这样的凹入散射区域31Α可以通过例如喷砂或激光处理来形成。例如，可以通过对导光板 3的表面进行镜面抛光，然后对与散射区域31对应的部分进行激光处理，来形成散射区域 31Α。在第一构造示例的情况下，以满足全反射条件的入射角θ 1入射的来自光源2的第一照明光Lll被第二内反射表面:3Β中的全反射区域32完全内反射。在凹入散射区域31Α中， 即使第一照明光L12以与全反射区域32中相同的入射角θ 1入射，入射光L12的光束的一部分也不满足在侧面部分33上的全反射条件，因此光束的一部分被散射并透射，光束的其他部分被散射并反射。散射反射光束的部分或全部(散射光L20)作为如图8所示偏离全反射条件的光束向第一内反射表面3Α出射。
图12A示出了导光板3的第二内反射表面;3B的第二构造示例。图12B示意性地示出了在如图12A所示的第二构造示例中光束在第二内反射表面:3B上的反射状态和散射状态。在第二构造示例中，散射区域31被形成为相对于全反射区域32凸起的散射区域31B。 这样的凸起散射区域31B可以通过用模具对导光板3的表面进行模制来形成。在此情况下， 根据模具的表面构造而成形的、与全反射区域32对应的部分被镜面抛光。在第二构造示例的情况下，以满足全反射条件的入射角θ 1入射的来自光源2的第一照明光Lll被第二内反射表面3Β中的全反射区域32完全内反射。在凸起散射区域31Β中，即使第一照明光L12 以与全反射区域32中相同的入射角θ 1入射，入射光L12的光束的一部分也不满足在凸起侧面部分34上的全反射条件，因此光束的一部分被散射并透射，光束的其他部分被散射并反射。散射反射光束的部分或全部(散射光L20)作为如图8所示偏离全反射条件的光束向第一内反射表面3Α出射。图13Α示出了导光板3的第二内反射表面:3Β的第三构造示例。图13Β示意性地示出了在如图13Α所示的第三构造示例中光束在第二内反射表面:3Β上的反射状态和散射状态。在图IlA和12Α的构造示例中，导光板3的表面被处理为与全反射区域32的形状不同的形状，以形成散射区域31。相反，根据图13Α的构造示例的散射区域31C不是通过表面处理形成的，而是通过将光漫射构件35布置在导光板3的与第一内反射表面:3Β对应的表面上来形成的，光漫射构件35由与导光板3的材料不同的材料制成。在此情况下，作为光漫射构件35，例如将白色涂料(包括例如硫酸钡)通过丝网印刷以图案涂布在导光板3的表面上，由此可以形成散射区域31C。在第三构造示例的情况下，以满足全反射条件的入射角θ 1入射的来自光源2的第一照明光Lll被第二内反射表面:3Β中的全反射区域32完全内反射。在布置了光漫射构件35的散射区域31C中，即使第一照明光L12以与全反射区域 32中相同的入射角θ 1入射，入射光L12的光束的一部分也被光漫射构件35散射并透射， 光束的其他部分被散射并反射。散射反射光束的部分或全部作为偏离全反射条件的光束向第一内反射表面3Α出射。立体显示设备的操作当立体显示设备执行三维显示模式下的显示时，显示部分1执行基于三维图像数据的图像显示，并且光源2和背光7受到用于三维显示的接通/关断(发光/非发光)控制。具体而言，如图8所示，光源2被控制为接通(发光)，而背光7处于关断(非发光)状态。在此状态下，来自光源2的第一照明光(光束Li)以反复的方式在导光板3中的第一内反射表面3Α和第二内反射表面;3Β的全反射区域32之间完全内反射，因此光束从其上布置光源2的一个侧面导向另一相对侧面，并从该另一侧面出射。另一方面，来自光源2的第一照明光的一部分被入射导光板3的散射区域31散射并反射，因此该光透射通过第一内反射表面3Α，并向导光板3的外部出射。因此，导光板自身可以具有视差屏障的功能。换言之，导光板可以对于来自光源2的第一照明光等同地用作以散射区域31为开口部分(缝隙部分)并以全反射区域32为遮蔽部分的视差屏障。因此，等同地执行了具有视差屏障(其中视差屏障被布置在显示部分1的背侧)的三维显示。当在二维显示模式下执行显示时，显示部分1执行基于二维图像数据的图像显示，并且光源2和背光7受到用于二维显示的接通/关断(发光/非发光)控制。具体而言，如图9所示，光源2被控制为关断(非发光)，而背光7被控制为的接通(发光)状态。在此情况下，来自背光7的第二照明光透射通过第二内反射表面;3B的全反射区域32，因此该光作为偏离全反射条件的光束从第一内反射表面3A的大致整个区域向导光板3的外部出射。换言之，导光板3用作与普通背光相似的平面光源。因此，等同地执行了具有背光 (其中背光被布置在显示部分1的背侧)的二维显示。即使仅背光7被点亮，第二照明光仍从导光板3的大致整个区域出射。但是，光源 2也可以根据需要如图10所示点亮。因此，例如，当仅背光7点亮并且仍然在散射区域31 与全反射区域32之间产生亮度分布的差异时，适当地调节光源2的发光状态(接通/关断控制或调节发光量)，因此可以在整个区域上优化亮度分布。但是，在二维显示的情况下，例如当由显示部分1适当地执行亮度校正时，可以仅背光7点亮。如至此所述，根据使用本实施例的光源装置的立体显示设备，散射区域31和全反射区域32被设置在导光板3的第二内反射表面:3B中，并且来自光源2的第一照明光和来自背光7的第二照明光可以选择性地向导光板3的外部出射，因此导光板3自身可以等同地具有视差屏障的功能。其他实施例本发明不限于以上实施例，可以进行各种修改和改变。例如，虽然实施例已经被示出为具有散射区域31和全反射区域32设置在第一和第二内反射表面3A和;3B之一中的构造示例，但是可以构造成散射区域31和全反射区域32设置在第一和第二内反射表面3A和 3B的每一者中。本发明包含了与2010年3月31日向日本专利局递交的日本在先专利申请JP2010-083098以及2010年10月15日向日本专利局递交的日本在先专利申请 JP2010-232753中公开的主题相关的主题，这里通过引用引入其全部内容。本领域技术人员应理解，只要在所附权利要求或与其相当的范围内，可以按照设计要求等其它因素进行各种改变、组合、子组合和替换。
权利要求
1.一种导光板，包括多个反射区域和多个散射区域，所述多个反射区域和所述多个散射区域被布置为将光提供给显示面板以显示具有视差的图像。
2.根据权利要求1所述的导光板，其中，所述多个反射区域和所述多个散射区域根据视差图像而布置。
3.根据权利要求1所述的导光板，其中，所述多个反射区域和所述多个散射区域布置成交替的图案。
4.根据权利要求1所述的导光板，其中，所述多个反射区域和所述多个散射区域形成在所述导光板的第一侧。
5.根据权利要求4所述的导光板，其中，所述导光板的第二侧具有平坦表面。
6.根据权利要求1所述的导光板，其中，所述散射区域包括具有凸起形状的第一散射区域。
7.根据权利要求1所述的导光板，其中，所述多个散射区域包括具有凹入形状的第一散射区域。
8.根据权利要求1所述的导光板，其中，所述多个散射区域包括具有光漫射构件的第一散射区域。
9.一种显示设备，包括光源；接收来自所述光源的光的导光板，所述导光板包括多个反射区域和多个散射区域，所述多个反射区域和所述多个散射区域被布置为形成视差屏障；以及显示面板，其基于从所述导光板接收的光显示图像。
10.根据权利要求9所述的显示设备，其中，所述显示设备在三维显示模式与二维显示模式之间切换。
11.根据权利要求10所述的显示设备，还包括光学装置，其在所述显示设备处于所述三维显示模式时处于光吸收模式，并在所述显示设备处于所述二维显示模式时处于漫反射模式。
12.根据权利要求11所述的显示设备，其中，所述光学装置包括电子纸。
13.根据权利要求10所述的显示设备，还包括光学装置，其在所述显示设备处于所述三维显示模式时处于透明模式，并在所述显示设备处于所述二维显示模式时处于扩散透射模式。
14.根据权利要求13所述的显示设备，其中，所述光学装置包括聚合物扩散板。
15.根据权利要求10所示的显示设备，其中，所述光源是第一光源，所述第一光源在所述显示设备处于所述三维显示模式时将光提供给所述导光板，并且所述显示设备还包括第二光源，所述第二光源在所述显示设备处于所述二维显示模式时将光提供给所述导光板。
16.根据权利要求9所述的显示设备，还包括位于所述导光板的第一侧的背光，并且其中所述显示面板位于所述导光板的第二侧。
17.根据权利要求16所述的显示设备，其中，所述光源位于所述导光板的第三侧。
18.根据权利要求16所述的显示设备，其中，各个所述散射区域具有凹入形状。
19.根据权利要求18所述的显示设备，其中，所述多个散射区域位于所述导光板的第一侧。
20.根据权利要求9所述的显示设备，其中，所述多个散射区域包括具有凸起形状的第一散射区域。
21.根据权利要求9所述的显示设备，其中，所述多个散射区域包括具有凹入形状的第一散射区域。
22.根据权利要求9所述的显示设备，其中，所述多个散射区域包括具有光漫射构件的第一散射区域。
23.—种显示设备，包括 光源；接收来自所述光源的光的导光板，所述导光板包括多个反射区域和多个散射区域，所述多个反射区域和所述多个散射区域被布置为交替的图案；以及显示面板，其基于从所述导光板接收的光显示图像。
24.根据权利要求23所述的显示设备，其中，多个反射区域和多个散射区域被布置为条状图案。
25.根据权利要求23所述的显示设备，其中，所述显示设备在三维显示模式与二维显示模式之间切换。
26.根据权利要求25所述的显示设备，还包括光学装置，其在所述显示设备处于所述三维显示模式时处于光吸收模式，并在所述显示设备处于所述二维显示模式时处于漫反射模式。
27.根据权利要求25所述的显示设备，还包括光学装置，其在所述显示设备处于所述三维显示模式时处于透明模式，并在所述显示设备处于所述二维显示模式时处于扩散透射模式。
28.根据权利要求25所示的显示设备，其中，所述光源是第一光源，所述第一光源在所述显示设备处于所述三维显示模式时将光提供给所述导光板，并且所述显示设备还包括第二光源，所述第二光源在所述显示设备处于所述二维显示模式时将光提供给所述导光板。
29.根据权利要求23所述的显示设备，还包括位于所述导光板的第一侧的背光，并且其中所述显示面板位于所述导光板的第二侧。
30.根据权利要求四所述的显示设备，其中，所述光源位于所述导光板的第三侧。
31.根据权利要求四所述的显示设备，其中，所述多个散射区域位于所述导光板的第一侧。
32.根据权利要求四所述的显示设备，其中，各个所述散射区域具有凹入形状。
33.根据权利要求23所述的显示设备，其中，所述多个散射区域包括具有凸起形状的第一散射区域。
34.根据权利要求23所述的显示设备，其中，所述多个散射区域包括具有凹入形状的第一散射区域。
35.根据权利要求23所述的显示设备，其中，所述多个散射区域包括具有光漫射构件的第一散射区域。
36.根据权利要求23所述的显示设备，其中，所述多个反射区域和所述多个散射区域位于所述导光板的面对所述显示面板的一侧。
37.根据权利要求23所述的显示设备，其中，所述显示面板包括透射式显示面板。
38.根据权利要求37所述的显示设备，其中，所述透射式显示面板包括液晶显示面板。
39.一种设备，包括 光源；接收来自所述光源的光的导光板，所述导光板包括多个反射区域和多个散射区域，所述多个反射区域和所述多个散射区域被布置为形成视差屏障；以及背光，其位于所述导光板的第一侧。
全文摘要
本发明涉及光源装置和立体显示设备。描述的一种导光板包括多个反射区域和多个散射区域，所述多个反射区域和所述多个散射区域被布置为将光提供给显示面板以显示具有视差的图像。描述的一种显示设备包括导光板，所述导光板包括多个反射区域和多个散射区域，所述多个反射区域和所述多个散射区域被布置为形成视差屏障；以及显示面板，其基于从所述导光板接收的光显示图像。描述的一种显示设备包括导光板，所述导光板包括多个反射区域和多个散射区域，所述多个反射区域和所述多个散射区域被布置为交替的图案；以及显示面板，其基于从所述导光板接收的光显示图像。描述的一种设备包括位于导光板的第一侧的背光。
文档编号G02B6/00GK102207576SQ20111007552
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月24日 优先权日2010年3月31日
发明者南胜 申请人:索尼公司