专利名称：偏振转换设备、偏振转换方法和显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及适合应用于例如用户观看立体图像情况的偏振(polarization)转换设备、偏振转换方法和显示装置。
背景技术：
在相关技术中，存在使用通过根据用户的左右眼视差(disparity)放置的两个照相机而成像的同一对象的图像而生成用户可以立体地观看的立体图像(3D图像)的技术。 由这两个照相机成像的图像相对于用户眼睛被称为左图像和右图像(下文中，左图像和右图像也统称为“左右图像”)。此外，存在通过其用户可以观看投射于3D显示设备或屏幕上的图像的显示装置， 作为通过其用户可以观看立体图像的显示装置。例如，显示装置顺序地显示经偏振转换的左右图像，从而观看者可以通过佩戴无源(passive)式眼镜(偏振眼镜)来观看立体图像。这里，将解释相关技术中所使用的显示立体图像的技术。如上所述，相关技术中的显示设备和屏幕在画面区上交替地显示左右图像，用户可以通过佩戴具有偏振器的眼镜来观看左右图像。在专利文献1 (JP-A-2-48634)中公开了通过在眼镜的左右镜片部分分别提供不同的圆偏振器而允许用户观看左右图像的技术。
发明内容
通过水平扫描来显示一帧或一场的图像。因而，在相关技术的通过偏振器观看立体图像的系统中，图像的清晰度可能变得较低。将参考下图13来对此加以解释。图13示出了现有技术中从立体图像显示装置100输出的偏振转换的输出相位的示例。立体图像显示装置100包括显示左右图像的显示单元101和对光束偏振的偏振转换单元102。从显示单元101输出的光束由偏振转换单元102进行右旋偏振或左旋偏振并且到达眼镜(未示出)。理想地，希望显示单元101输出的左右图像的相位和通过偏振转换单元102的左右图像的相位的切换时间一致。然而，实际上，随着左右图像的扫描，左右图像在左右图像的切换时间上部分地混合。因此，在以场/帧顺序方式显示左右图像和通过对各个左右图像执行逆相位偏振转换来分离左右图像的立体图像显示装置100中，如果显示单元101的响应差，则左右图像的显示具有串扰(crosstalk)。结果，在显示单元101显示快速移动的对象的图像等情况下，由于在左右图像的相位混合的部分中发生串扰，所以图像的清晰度变低。此外，如果与显示单元101相组合的偏振转换单元102的响应差，则发生串扰并且可以组合的显示单元101受限。此外，在眼镜的左右镜片中提供遮光器的系统中，眼镜变得更重。
从而，希望减少伴随左右图像切换的相位串扰的影响。本发明的实施例适用于如下情况，其中基于包括用于左眼的左图像和用于右眼的右图像的分时显示型立体图像数据，用户将从显示左图像和右图像的显示单元输出的左图像和右图像的光束视觉上识别为立体图像。此外，控制单元控制进行偏振转换并输出偏振光的第一偏振转换单元和对从第一偏振转换单元进入的偏振光进行偏振转换并且输出偏振光的第二偏振转换单元的偏振转换的时间。在这点上，控制单元控制偏振转换的时间，从而左右图像的偏振光之间的相位差可以相反。以此方式，可以随左右图像的切换时间插入具有左右图像的偏振光之间反转的相位差的黑色。根据本发明的实施例，因为可以随左右图像的切换时间插入具有左右图像的偏振光之间反转的相位差的黑色，所以在该时段没有串扰发生。从而，当用户立体观看左右图像时改善了可视性。
图1是示出本发明第一实施例中的立体图像显示系统的第一配置例子的配置图。图2是示出本发明第一实施例中的立体图像显示系统的第二配置例子的配置图。图3是示出本发明的第一实施例中的偏振转换设备的内部配置例子的框图。图4A到4D是示出本发明的第一实施例中的偏振转换设备的线偏振的机制的说明图。图5A到5D是示出本发明的第一实施例中的偏振转换设备的偏振状态的模型图。图6是示出本发明的第一实施例中的线偏振的时序图的例子的说明图。图7是示出本发明的第二实施例中的偏振转换设备的内部配置例子的框图。图8A到8D是示出圆偏振机制的说明图。图9A到9D是示出本发明第二实施例中的偏振转换设备的偏振状态的模型图。图10是示出本发明第二实施例中的圆偏振的时序图的例子的说明图。图11是示出本发明第三实施例中的偏振转换设备的内部配置例子的框图。图12A到12D是示出本发明第三实施例中的偏振转换设备的偏振状态的模型图。图13是示出相关技术中左右图像的输出的例子的说明图。
具体实施例方式下面，将解释实施本发明的实施例的最佳模式(以下，称之为实施例)。将以下列顺序进行解释。1.第一实施例(第一偏振控制提供了两个偏振器的例子)2.第二实施例(第二偏振控制提供了三个偏振器的例子)3.第三实施例(第三偏振控制提供了三个偏振器的例子)4.修改例子<1.第一实施例>
5
[第一偏振控制提供了两个偏振器的例子]如下，将参考图1到6解释本发明的第一实施例。在本实施例中，将解释应用于能够显示立体图像的立体图像显示装置、在预定时间进行偏振转换的偏振转换设备和偏振转换方法的例子。图1示出本例子的立体图像显示系统1的配置例子。立体图像显示系统1具有其中在投射左右图像的显示单元3和银幕5之间提供对光束进行偏振转换的偏振转换设备4的配置。立体图像显示系统1包括数字影院服务器2，其关于每个文件载入图像文件7中包含的左眼数据7L和右眼数据7R，并且输出左右图像的图像数据。此外，立体图像显示系统1包括显示单元3，其在数字影院服务器2的控制之下在银幕5上投射立体图像；以及偏振转换设备4，被提供于银幕5和显示单元3之间，并且对所投射的图像进行偏振。此外， 眼镜6分别具有在对应于各个左右镜片部分的部分中的具有不同偏振方向的偏振器。对于图像文件7，例如，使用包含电影内容的数字影院包。显示单元3是使用DLP CINEMA(注册商标)技术的投影仪，并且交替地在银幕5上投射左右图像。此外，通过眼镜 6的镜片表面的光束变成在左右之间旋转方向不同的圆偏振光。在银幕5上，投射经偏振转换设备4偏振的左右图像，并且当进入眼镜的左右图像处于与投射到银幕5上的图像的偏振方向相同的方向时，用户可以观看进入眼镜6的该左右图像。眼镜6是无源型的，无需电源等，并且可以减轻重量，且以较低成本制造。图2示出本例子的立体图像显示系统10的配置例子。在立体图像显示系统10中，在稍后将描述的显示单元11和眼镜6之间提供偏振转换设备4，将省略与根据上述的立体图像显示系统1具有相同附图标记的部分的详细解释。显示单元11根据输入的左眼数据7L和右眼数据7R显示左右图像。此外，偏振转换设备4在预定时间时对显示单元11输出的左右图像的光束进行偏振转换。因此，左右图像分开地进入到眼镜6的左右镜片部分。图3示出偏振转换设备4的内部配置例子。偏振转换设备4包括对从显示单元3、11进入的入射光偏振转换和输出偏振光的第一偏振转换单元21、以及第二偏振转换单元22。第一偏振转换单元21对从显示单元输出的左图像和右图像的光束进行偏振转换，该显示单元基于包括针对左眼的左图像和针对右眼的右图像的分时显示型立体图像数据显示左图像和右图像。第二偏振转换单元22对从第一偏振转换单元21进入的偏振光进行偏振转换，并且输出偏振光。第一偏振转换单元 21和第二偏振转换单元22被顺序布置在由显示单元3、11输出的光束的入射方向上，并且具有输出在与进入的光束的透光轴(transmission axis)平行的方向上的光束的偏振器 26。此外，它们具有液晶部分27，当来自控制单元25的驱动电压断开时，液晶部分27保持从偏振器26进入的光束的偏振方向，并当来自控制单元25的驱动电压接通时，使从偏振器沈进入的光束之间的相位差变动(differentiate) π，并且输出线偏振光。此外，偏振转换设备4包括控制单元25，其控制第一偏振转换单元21和第二偏振转换单元22调制入射光时的时间。对于第一偏振转换单元21和第二偏振转换单元22，使用输出线偏振光的线偏振器。在此例子中，显示单元3、11和偏振转换设备4被组合并用作立体图像显示装置。眼镜6包括允许在垂直方向上的线偏振光通过的偏振器30L和允许水平方向上的线偏振光通过的偏振器30R。此外，在偏振转换设备4的偏振器的方向是垂直的和水平的情况下，类似地，偏振器30L、30R中的偏振方向是垂直的和水平的。注意，在相对于水平方向倾斜45度的倾斜方向设置在偏振转换设备4侧的偏振器的情况下，同样地倾斜45度设置眼镜6的偏振器30L、30R。接下来，将解释偏振转换设备4的操作例子。首先，在立体图像显示系统1、10中使用的显示单元3、11根据输入的左眼数据7L 和右眼数据7R显示图像。显示单元3、11显示图像时的时间由控制单元25控制。当显示单元3、11显示图像时，从显示表面输出光束，并且第一偏振转换单元21进行使进入的光束之间的相位差变动η的偏振转换，并且输出线偏振光。然后，第一偏振转换单元21输出的线偏振光进入第二偏振转换单元22，并且第二偏振转换单元22进行使进入的光束之间的相位差变动η的偏振转换，并且输出线偏振光。这里，控制单元25控制显示单元3、11的切换时间，以致左图像和图像在切换时间上可以部分重叠。此外，控制单元使第一偏振转换单元21和第二偏振转换单元22执行偏振转换时的时间不同。也就是说，控制单元25控制第一和第二偏振转换单元21、22执行偏振转换时的时间，从而左图像和右图像的偏振光之间的相位差可以是相反的。从而，由显示单元3、11从左眼数据7L显示的左图像和从右眼数据7R显示的右图像的线偏振光交替地进入眼镜6。左图像和右图像的线偏振光交替地进入眼镜6。这里，第一偏振转换单元21和第二偏振转换单元22以左右图像的切换时间输出线偏振光，从而，左右图像的线偏振光交替地通过偏振器30L、30R。从而，用户可以识别立体图像。图4A到4D示出偏振机制。图4A示出线偏振的例子。自然光包含各种相位的光束，仅允许具有在固定平面(在此例子中，垂直方向)内的振幅方向的光束通过偏振器^、30L、30R。已经通过的光束是线偏振光。图4B示出当施加于液晶部分27的驱动电压接通或断开时偏振方向的例子。当控制单元25接通施加于液晶部分27的驱动电压时，液晶部分27的偏振方向旋转90度。在这点上，液晶部分27使从偏振器沈进入的光束间的相位差变动π。另一方面，当控制单元25断开施加于液晶部分27的驱动电压时，液晶部分27的偏振方向被保持。 在下面说明中，对于液晶部分27接通驱动电压的情况，通过向附图标记添加(ON)来区分， 而对于断开驱动电压的情况，通过向附图标记添加(OFF)来区分。图4C和4D示出偏振器^、30R、30L和液晶部分27的组合的例子。这里，布置了偏振转换设备4的那侧被称为“显示侧”，而偏振器附连于眼镜6的那侧被称为“眼镜侧”。在图4C中，在显示侧提供偏振器沈和液晶部分27。此外，图中的“X” 标记表示光束不能透过。在此例子中，通过偏振器26、液晶部分27 (ON)、偏振器30R的光束的光路被称为 “第一光路”。此外，通过偏振器沈、液晶部分27 (ON)、偏振器30L的光束的光路被称为“第二光路”。
在显示侧，提供偏振器沈和液晶部分27 (ON)。进入偏振器沈的光束作为线偏振光被输入到液晶部分27，并且液晶部分27将进入的线偏振光的偏振方向旋转90度并输出水平方向的线偏振光。在其中光束进入用户的右眼的眼镜侧的第一光路中，提供透过水平方向上的线偏振光的偏振器30R。另一方面，在其中光束进入用户的左眼的眼镜侧的第二光路中，提供透过垂直方向上的线偏振光的偏振器30L。在第一光路中，已经透过液晶部分27的线偏振光的偏振方向与偏振器30R的偏振方向平行，从而线偏振光通过偏振器30R，并且线偏振光到达用户的右眼。从而，用户可以用右眼观看图像。另一方面，在第二光路中，已经透过液晶部分27的线偏振光的偏振方向与偏振器30L的偏振方向垂直，从而线偏振光不能通过偏振器30L，用户不能用左眼观看图像。接下来，在此例子中，通过偏振器沈、液晶部分27 (OFF)、偏振器30R的光束的光路被称为“第三光路”。此外，通过偏振器26、液晶部分27 (ON)、偏振器30L的光束的光路被称为“第四光路”。在显示侧，提供偏振器沈和液晶部分27 (OFF)。进入偏振器沈的光束作为线偏振光被输入到液晶部分27，并且液晶部分27不旋转进入的线偏振光的偏振方向，并输出垂直方向上的线偏振光。在第三光路中，已经透过液晶部分27的线偏振光的偏振方向与偏振器30R的偏振方向垂直，从而该线偏振光不通过偏振器30R，用户不能用右眼观看图像。另一方面，在第四光路中，已经透过液晶部分27的线偏振光的偏振方向与偏振器30L的偏振方向平行，从而该线偏振光通过偏振器30L，并且该线偏振光到达用户的左眼。从而，用户可以用左眼观看图像。图5A到5D示出了图4A到4D中所示的偏振转换设备4的偏振状态。如图5A所示，由第一偏振转换单元21的偏振器扁振转换后的光束是线偏振光，且液晶部分27 (ON)将该线偏振光的偏振方向旋转90度。该线偏振光进入第二偏振转换单元22的偏振器26。偏振器沈的偏振方向是垂直的，不同偏振方向的线偏振光不能通过它，从而没有光束进入眼镜6。在这点上，关于用户的左眼，获得与插入黑色相同的效果。如图5B所示，由第一偏振转换单元21的偏振器沈偏振转换后的光束是线偏振光，且液晶部分27 (OFF)不改变该线偏振光的偏振方向，且允许其原样通过。该线偏振光进入第二偏振转换单元22的偏振器26。偏振器沈不改变进入的线偏振光的偏振方向且允许其原样通过，且允许该线偏振光进入第二偏振转换单元22的液晶部分27 (ON)。液晶部分 27 (ON)将进入的线偏振光的偏振方向旋转90度并输出该线偏振光。眼镜6的偏振器30R 的偏振方向是水平的，眼镜6输出与偏振器30R的偏振方向平行的线偏振光。该线偏振光原样进入用户的右眼。如图5C所示，由第一偏振转换单元21的偏振器扁振转换后的光束是线偏振光，且液晶部分27 (ON)将该线偏振光的偏振方向旋转90度。该线偏振光进入第二偏振转换单元22的偏振器26。偏振器沈的偏振方向是垂直的，不同偏振方向的线偏振光不能通过它，没有光束进入眼镜6。在这点上，关于用户的右眼，获得与插入黑色相同的效果。如图5D所示，由第一偏振转换单元21的偏振器沈偏振转换后的光束是线偏振光，且液晶部分27 (OFF)不改变线偏振光的偏振方，且允许其原样通过。该线偏振光进入第二偏振转换单元22的偏振器26。偏振器沈不改变进入的线偏振光的偏振方向且允许其原样通过，且允许该线偏振光进入第二偏振转换单元22的液晶部分27 (OFF)。液晶部分 27 (OFF)原样输出进入的线偏振光。眼镜6的偏振器30L的偏振方向是垂直的，且眼镜6输出与偏振器30L的偏振方向平行的线偏振光。该线偏振光原样进入用户的左眼。图6示出线偏振情况下的时序图的例子。显示单元3、11关于每帧交替地显示左图像和右图像。该时序图示出了当第一偏振转换单元21和第二偏振转换单元22输出的线偏振光的相位分别处于L和H时，输出左图像和输出右图像。在左右图像的切换时间附近，由第一偏振转换单元21调制的线偏振光的相位和第二偏振转换单元22调制的线偏振光的相位之间的相位差被反转180度。从而， 在其中反转的相位的线偏振光重叠的部分中，插入黑色，并且在左右图像切换时没有串扰发生。按照根据上述解释的第一实施例的偏振转换设备4，因为关于左右图像的切换时间在反转的相位处调制的线偏振光重叠，因此在该时段中，用户将其识别为黑色。从而，左右图像中不存在串扰，具有获得清楚的立体图像的优点。此外，作为立体图像的显示的应用，通过移动在第一偏振转换单元21和第二偏振转换单元22的左右图像的切换时间时的相位，可以在对应于左右图像之间切换附近的反转的相位的时段中插入黑色。此外，因为通过将黑色插入的时段与显示单元3、11的切换时间时的时段综合而使劣质响应的时段被黑色弱化(black-muted)，所以控制单元25可以改善偏振转换的串扰。以此方式，通过黑色插入改善了串扰，并且当用户立体观看左右图像时，改善了可视性。<2.第二实施例>[第二偏振控制提供了三个偏振器的例子]接下来，将参考图7到10解释根据本发明第二实施例的偏振转换设备40。在下面说明中，相同的附图标记将被分配给与已在第一实施例解释了的图3中的部件相应的部件，因而将省略对其的详细说明。图7示出偏振转换设备40的内部配置例子。除了第一偏振转换单元21和第二偏振转换单元22之外，偏振转换设备40还包括对从第二偏振转换单元22进入的偏振光进行偏振转换并输出偏振光的第三偏振转换单元 23。此外，偏振转换设备40包括控制单元25，其控制第一偏振转换单元21到第三偏振转换单元23对入射光偏振转换时的时间。在此例子中，将显示单元3、11和偏振转换设备40组合并用作立体图像显示装置。第一偏振转换单元21到第三偏振转换单元22被顺序布置在显示单元3、11输出的光束的入射方向上。此外，在第一偏振转换单元21和第三偏振转换单元23中，第一偏振器41和第一 λ/4波片42被顺序地布置在显示单元3、11输出的光束的入射方向上。在第一偏振转换单元21和第三偏振转换单元23之间提供的第二偏振转换单元22具有第二 λ /4波片43，其使得线偏振光之间的相位差变动π /2并且输出圆偏振光。第一偏振转换单元21具有第一偏振器41，其通过使得进入的光束之间的相位差变动η来执行偏振转换，并且输出线偏振光。此外，第一偏振转换单元21包括第一 λ/4
9波片42，其通过使得线偏振光之间的相位差变动π /2来进行偏振转换，将偏振光在+45度方向右旋或在-45度方向左旋，并且输出圆偏振光。第二偏振转换单元22包括第二 λ /4波片43，其通过使得从第一偏振转换单元21 进入的圆偏振光之间的相位差变动η /2来进行偏振转换，将偏振光在+45度方向右旋或在-45度方向左旋，并且输出圆偏振光。第三偏振转换单元23具有第一偏振器41，其通过使得从第二偏振转换单元22进入的圆偏振光之间的相位差变动η来执行偏振转换，并且输出线偏振光。此外，第三偏振转换单元23包括第一 λ/4波片42，其通过使得线偏振光之间的相位差变动π/2来进行偏振转换，将偏振光在+45度方向右旋或在-45度方向左旋，并且输出圆偏振光。眼镜6具有从第三偏振转换单元23输出的圆偏振光所进入的偏振器31L、31R，其对圆偏振光进行偏振转换，将偏振光在+45度方向右旋或在-45度方向左旋，并且输出圆偏振光。此外，眼镜6具有偏振器32，其对从偏振器31L、31R进入的圆偏振光进行偏振转换并输出线偏振光。接下来，将解释偏振转换设备40的操作例子。首先，显示单元3、11输出的光束进入第一偏振转换单元21的第一偏振器41，被偏振转换成线偏振光，并进入第一 λ/4波片42。经第一 λ/4波片42偏振转换的圆偏振光进入第二 λ/4波片43，被偏振转换成圆偏振光，并进入第三偏振转换单元23的第一偏振器 41。经第三偏振转换单元23的第一偏振器41偏振转换的线偏振光进入第一 λ /4波片42，被偏振转换成圆偏振光，并进入眼镜6。眼镜6的偏振器31L、31R允许偏振转换后的圆偏振光进入偏振器32。偏振器32将圆偏振光偏振转换成线偏振光，并且输出该线偏振光到用户的左右眼。从而，用户可以立体地观看立体图像。 图8A到8D示出偏振机制。图8A示出线偏振的例子。自然光包含各种相位的光束，仅允许具有在固定平面(在此例子中，垂直方向)内的振幅方向的光束通过偏振器32、41。已经通过的光束是线偏振光。图8B示出圆偏振的例子。预先通过偏振器32、41的线偏振光被λ/4波片偏振转换，并仅随时间画圆的振幅方向的圆偏振光被允许通过。圆偏振光当其相对于线偏振光滤波器的吸收轴(absorption axis)处于+45度时右旋，而当处于-45度时左旋。在下面说明中，通过向附图标记添加(R) 来区分λ/4波片执行右旋偏振转换的情况，而通过向附图标记添加(L)来区分λ/4波片执行左旋偏振转换的情况。图8C示出第一偏振器41和第一 λ /4波片42 (L)组合的例子。这里，布置偏振转换设备40的那侧被称为“显示侧”，而偏振器附连于眼镜6的那侧被称为“眼镜侧”。在图8C中，在显示侧提供第一偏振器41和第一 λ/4波片42(R)。此外，图中的“X”标记表示不透过光束。在此例子中，通过第一偏振器41、第一 λ /4波片42 (L)、偏振器31L和偏振器32 的光束的光路被称为“第一光路”。此外，通过第二偏振器41、第一 λ/4波片42 (L)、偏振器 31R和偏振器32的光束的光路被称为“第二光路”。
10
在显示侧，提供第一偏振器41和将光束右旋的第一 λ/4波片42 (R)。进入第一偏振器41的光束作为线偏振光被输入到第一 λ /4波片42 (R)，以及第一 λ /4波片42 (R)输出右旋的圆偏振光。在其中光束进入用户的右眼的眼镜侧的第一光路中，提供将光束右旋的偏振器 31R和偏振器32。另一方面，在其中光束进入用户的左眼的眼镜侧的第二光路中，提供将光束左旋的偏振器3IL和偏振器32。在第一光路中，圆偏振光相对于偏振器32的垂直方向倾斜90度(45度+45度)， 从而，圆偏振光不能通过偏振器32，并且用户不能用右眼观看图像。另一方面，在第二光路中，圆偏振光相对于垂直方向回倾0度(45度-45度)，从而，圆偏振光通过第一偏振器41， 以及线偏振光到达用户的左眼。从而，用户可以用左眼观看图像。图8D示出第一偏振器41和第一 λ /4波片42 (L)的例子。在此例子中，通过第一偏振器41、第一 λ /4波片42 (L)、偏振器31R和偏振器32 的光束的光路被称为“第三光路”。此外，通过第一偏振器41、第一 λ/4波片42 (L)、偏振器 31L和偏振器32的光束的光路被称为“第四光路”。在第三光路中，显示侧的第一 λ/4波片42(L)输出的左旋圆偏振光相对于垂直方向的倾斜通过眼镜侧的偏振器31R回到0度，从而该圆偏振光通过偏振器32并直接到达用户右眼。从而，用户可以用右眼观看图像。在第四光路中，通过眼镜侧的偏振器31L，显示侧的第一 λ/4波片42(L)输出的左旋圆偏振光相对于垂直方向倾斜90度(45度+45度)，从而该圆偏振光不能通过偏振器 32。从而，用户不能用左眼观看图像。以此方式，通过组合两个偏振器和两个λ /4波片以及执行在显示侧提供的λ /4 波片的偏振转换，可以分辨到达右眼和到达左眼的图像。图9Α到9D示出图7中示出的偏振转换设备40的偏振状态。如图9Α中所示，经第一偏振转换单元21的第一偏振器41偏振转换后的光束是线偏振光，并且第一 λ/4波片42 (R)将该线偏振光偏振转换成圆偏振光。该圆偏振光右旋， 并进入第二 λ /4波片43 (R)。第二 λ /4波片43 (R)对进入的圆偏振光进行右旋偏振转换， 并输出与第三偏振转换单元23的第一偏振器41的偏振方向垂直的线偏振光。该线偏振光被第一偏振器41阻挡，并且没有光束进入眼镜6。如图9Β中所示，经第一偏振转换单元21的第一偏振器41偏振转换后的光束是线偏振光，并且第一 λ/4波片42 (R)将该线偏振光偏振转换成圆偏振光。该圆偏振光右旋， 并进入第二 λ /4波片43 (L)。第二 λ /4波片43 (L)对进入的圆偏振光进行左旋偏振转换， 并输出与第三偏振转换单元23的第一偏振器41的偏振方向平行的线偏振光。第一偏振器 41允许进入的线偏振光原样通过，并且第一 λ /4波片42 (R)对从第一偏振器41进入的线偏振光进行右旋偏振转换，并且输出圆偏振光。此外，眼镜6的偏振器31R对进入的圆偏振光进行右旋偏振转换，并且输出与偏振器32的偏振方向平行的线偏振光。该线偏振光原样通过偏振器32并进入用户的右眼。如图9C中所示，经第一偏振转换单元21的第一偏振器41偏振转换后的光束是线偏振光，并且第一 λ/4波片42 (L)将该线偏振光偏振转换成圆偏振光。该圆偏振光左旋， 并进入第二 λ /4波片43 (L)。第二 λ /4波片43 (L)对进入的圆偏振光进行左旋偏振转换，并输出与第一偏振器41的偏振方向垂直的线偏振光。该线偏振光被第一偏振器41阻挡， 并且没有光束进入眼镜6。如图9D中所示，经第一偏振转换单元21的第一偏振器41偏振转换后的光束是线偏振光，并且第一 λ/4波片42 (L)将该线偏振光偏振转换成圆偏振光。该圆偏振光左旋， 并进入第二 λ /4波片43 (R)。第二 λ /4波片43 (R)对进入的圆偏振光进行右旋偏振转换， 并输出与第三偏振转换单元23的第一偏振器41的偏振方向平行的线偏振光。第一偏振器 41允许进入的线偏振光原样通过，并且第一 λ /4波片42 (L)对从第一偏振器41进入的线偏振光进行左旋偏振转换，并且输出圆偏振光。此外，眼镜6的偏振器31L对进入的圆偏振光进行左旋偏振转换，并且输出与偏振器32的偏振方向平行的线偏振光。该线偏振光原样通过偏振器32并进入用户的左眼。图10示出圆偏振情况下的时序图的例子。如上所述，偏振转换设备40包括使显示单元3、11输出的光束透过的第一偏振转换单元21到第三偏振转换单元23。在该时序图中，在顶部示出了第一偏振转换单元21和第三偏振转换单元23输出的圆偏振光的输出相位，在中间示出了第二偏振转换单元22输出的圆偏振光的输出相位。此外，在底部示出了由第一偏振转换单元21到第三偏振转换单元23合成的偏振光的输出相位。偏振光的相位示出了当偏振光的相位分别处于L和H时， 输出左图像和输出右图像。这里，假定显示单元3、11交替地输出左图像和右图像的情况。例如，当在显示单元3、11上显示右图像时，不显示左图像。然而，在左右图像的输出之间切换的中间，从显示单元3、11的上部逐渐地切换左右图像，并且在现有技术中发生串扰。另一方面，在左右图像的切换时间附近，由第一偏振转换单元21调制的线偏振光的相位和由第二偏振转换单元22调制的线偏振光的相位之间的相位差被反转180度。从而，在其中反转相位的圆偏振光重叠的部分中，插入黑色，并且在左右图像切换时不发生串扰。按照根据上述解释的第二实施例的偏振转换设备40，因为提供了第一偏振转换单元21到第三偏振转换单元23，所以可以更好地执行左右图像之间的切换。这里，通过叠置执行偏振转换的λ/4波片中的两个波片，在移动的时间(shifted times)执行调制操作， 以在左右图像之间切换的附近提供彼此相反的相位。此外，第一偏振转换单元21和第三偏振转换单元23两者均具有第一偏振器41和第一 λ /4波片42，并且这些部件可以共用，并具有可以降低生产成本的优势。此外，在除了显示立体图像之外的应用中，可以采用使用偏振转换设备的偏振光的转换方法作为黑色插入的一种方法，从而可以通过对于每帧插入黑色而改善似动 (apparent movement)的口向应。<3.第三实施例〉[第三偏振控制提供了三个偏振器的例子]接下来，将参考图11和12A到12D解释根据本发明第三实施例的偏振转换设备。在下面说明中，相同的附图标记将被分配给与已在第二实施例解释的图7中的部件相应的部件，并将省略其详细说明。图11示出偏振转换设备50的内部配置例子。偏振转换设备50包括对从显示单元3、11进入的入射光进行偏振转换并输出偏振光的第一偏振转换单元21、第二偏振转换单元22和第三偏振转换单元23。此外，偏振转换设备50包括控制单元25，其控制第一偏振转换单元21到第三偏振转换单元23对入射光调制时的时间。在此例子中，将显示单元3、11和偏振转换设备50组合并用作立体图像显示
直ο第一偏振转换单元21到第三偏振转换单元23被顺序布置在由显示单元3、11输出的光束的入射方向上。此外，第一偏振转换单元21到第三偏振转换单元23包括第一偏振器41，其将各个进入的光束之间的相位差变动π并输出线偏振光；以及第一 λ/4波片 42，其将线偏振光之间的相位差变动π/2并输出圆偏振光。在第一偏振转换单元21和第三偏振转换单元23中，第一偏振器41和第一 λ /4 波片42被顺序地布置在由显示单元3、11输出的光束的入射方向上。在第二偏振转换单元 22中，第一 λ /4波片42和第一偏振器41被顺序地布置在由显示单元3、11输出的光束的入射方向上。在此例子中，第二偏振转换单元22被反着(on the reverse side)插入到第一偏振转换单元21和第三偏振转换单元23之间。图12A到12D示出图11中示出的偏振转换设备50的偏振状态。如图12A中所示，经第一偏振转换单元21的第一偏振器41偏振转换后的光束是线偏振光，并且第一 λ/4波片42 (L)将该线偏振光偏振转换成圆偏振光。该圆偏振光左旋，并进入第二偏振转换单元22的第一 λ /4波片42 (L)。第一 λ /4波片42 (L)对进入的圆偏振光进行左旋偏振转换，并输出与第一偏振器41的偏振方向垂直的线偏振光。该线偏振光被第三偏振转换单元23的第一偏振器41阻挡，并且没有光束进入眼镜6。如图12Β中所示，经第一偏振转换单元21的第一偏振器41偏振转换后的光束是线偏振光，以及第一 λ/4波片42 (L)将该线偏振光偏振转换成圆偏振光。该圆偏振光左旋，并进入第二偏振转换单元22的第一 λ /4波片42 (R)。第一 λ /4波片42 (R)对进入的圆偏振光进行右旋偏振转换，并输出与第二偏振转换单元22的第一偏振器41的偏振方向平行的线偏振光。第一偏振器41允许进入的线偏振光原样通过，并且允许该线偏振光进入第三偏振转换单元23的第一偏振器41。第三偏振转换单元23的第一偏振器41允许进入的线偏振光原样通过，并允许该线偏振光进入第一 λ/4波片42 (L)。第一 λ/4波片42 (L) 对从第一偏振器41进入的线偏振光进行左旋偏振转换，并输出圆偏振光。此外，眼镜6的偏振器31R对进入的圆偏振光进行右旋偏振转换，并且输出与偏振器32的偏振方向平行的线偏振光。该线偏振光原样通过偏振器32并进入用户的右眼。如图12C中所示，经第一偏振转换单元21的第一偏振器41偏振转换后的光束是线偏振光，以及第一 λ/4波片42 (R)将该线偏振光偏振转换成圆偏振光。该圆偏振光右旋，并进入第二偏振转换单元22的第一 λ /4波片42 (R)。第一 λ /4波片42 (R)对进入的圆偏振光进行右旋偏振转换，并输出与第一偏振器41的偏振方向垂直的线偏振光。该线偏振光被第三偏振转换单元23的第一偏振器41阻挡，并且没有光束进入眼镜6。如图12D中所示，经第一偏振转换单元21的第一偏振器41偏振转换后的光束是线偏振光，并且第一 λ/4波片42 (R)将该线偏振光偏振转换成圆偏振光。该圆偏振光右旋，并进入第二偏振转换单元22的第一 λ /4波片42 (L)。第一 λ /4波片42 (L)对进入的圆偏振光进行左旋偏振转换，并输出与第一偏振器41的偏振方向平行的线偏振光。第二偏振转换单元22的第一偏振器41允许进入的线偏振光原样通过，并且允许该线偏振光进入第三偏振转换单元23的第一偏振器41。第三偏振转换单元23的第一偏振器41允许进入的线偏振光原样通过，并且第一 λ/4波片42 (R)对从第一偏振器41进入的线偏振光进行右旋偏振转换，并且输出圆偏振光。此外，眼镜6的偏振器31L对进入的圆偏振光进行左旋偏振转换，并且输出与偏振器32的偏振方向平行的线偏振光。该线偏振光原样通过偏振器 32并进入用户的左眼。按照根据上述解释的第三实施例的偏振转换设备50，因为提供了第一偏振转换单元21到第三偏振转换单元23，所以可以更好地执行左右图像之间的切换。此外，第一偏振转换单元21到第三偏振转换单元23全部具有第一偏振器41，并且各部件可以共用。因而具有可以降低生产成本的优势。<4.修改例子〉此外，当通过显示单元和第一偏振转换单元21到第三偏振转换单元23的组合来执行偏振转换时，可以通过黑色插入来组合具有较慢运动(slower movement)的显示单元。 此外，在上述实施例中使用了圆偏振光，不过也可以使用椭圆偏振光。显然本发明不局限于上述实施例，而是在不背离权利要求中所描述的本发明的范围的情况下可以采用其他各种应用例子和修改例子。本申请包含于2010年6月14日提交于日本专利局的日本在先专利申请 JP2010-135613中的公开有关的主题，其全部的内容通过引用合并于此。
权利要求
1.一种偏振转换设备，包括第一偏振转换单元，其对从基于包括用于左眼的左图像和用于右眼的右图像的分时显示型立体图像数据来显示左图像和右图像的显示单元输出的左图像和右图像的光束进行偏振转换，并输出偏振光；第二偏振转换单元，其对从第一偏振转换单元进入的偏振光进行偏振转换，并且输出偏振光；以及控制单元，其控制第一和第二偏振转换单元执行偏振转换时的时间，从而在左图像和右图像被切换并在显示单元上显示时，左图像和右图像的偏振光之间的相位差可以彼此相反。
2.根据权利要求1的偏振转换设备，其中第一和第二偏振转换单元顺序地被布置在由所述显示单元输出的光束的入射方向上，并且第一和第二偏振转换单元具有偏振器，其输出进入的光束之中的与透光轴平行的方向上的光束；以及液晶部分，其在来自控制单元的驱动电压断开时保持从各偏振器进入的光束的偏振方向，并在来自控制单元的驱动电压接通时使从各偏振器进入的光束之间的相位差变动η，并且输出线偏振光。
3.根据权利要求1的偏振转换设备，还包括第三偏振转换单元，其对从第二偏振转换单元进入的偏振光进行偏振转换，并且输出偏振光，其中，所述控制单元控制第一到第三偏振转换单元执行偏振转换的时间。
4.根据权利要求3的偏振转换设备，其中所述第一到第三偏振转换单元被顺序地布置在由所述显示单元输出的光束的入射方向上，并且所述第一到第三偏振转换单元具有第一偏振器，其将进入的光束之间的相位差变动η并输出线偏振光；以及第一 λ/4波片42， 其将线偏振光之间的相位差变动η/2并输出圆偏振光，在所述第一和第三偏振转换单元中，第一偏振器和第一 λ /4波片被顺序地布置在由所述显示单元输出的光束的入射方向上，以及在第一偏振转换单元和第三偏振转换单元之间提供的第二偏振转换单元具有第二 λ /4波片，其使得线偏振光之间的相位差变动η /2并且输出圆偏振光。
5.根据权利要求3的偏振转换设备，其中所述第一到第三偏振转换单元被顺序地布置在由所述显示单元输出的光束的入射方向上，并且所述第一到第三偏振转换单元具有第一偏振器，其将进入光束之间的相位差变动η并输出线偏振光；以及第一 λ/4波片，其将线偏振光之间的相位差变动η/2并输出圆偏振光，在所述第一和第三偏振转换单元中，第一偏振器和第一 λ/4波片被顺序地布置在由所述显示单元输出的光束的入射方向上，以及在所述第二偏振转换单元中，第一 λ/4波片和第一偏振器被顺序地布置在由所述显示单元输出的光束的入射方向上。
6.一种偏振转换方法，使用第一偏振转换单元，其对从基于包括用于左眼的左图像和用于右眼的右图像的分时显示型立体图像数据来显示左图像和右图像的显示单元输出的左图像和右图像的光束进行偏振转换，并输出偏振光；以及第二偏振转换单元，其对从第一偏振转换单元进入的偏振光进行偏振转换，并且输出偏振光，所述方法包括步骤控制第一和第二偏振转换单元执行偏振转换时的时间，从而在左图像和右图像被切换并在显示单元上显示时，左图像和右图像的偏振光之间的相位差可以彼此相反。
7. 一种显示装置，包括显示单元，其基于包括用于左眼的左图像和用于右眼的右图像的分时显示型立体图像数据，显示左图像和右图像；第一偏振转换单元，其对从显示单元输出的左图像和右图像的光束进行偏振转换，并且输出偏振光；第二偏振转换单元，其对从第一偏振转换单元进入的偏振光进行偏振转换，并且输出偏振光；以及控制单元，其控制第一和第二偏振转换单元执行偏振转换时的时间，从而在左图像和右图像被切换并在显示单元上显示时，左图像和右图像的偏振光之间的相位差可以彼此相反。
全文摘要
一种偏振转换设备，包括第一偏振转换单元，其对从基于包括用于左眼的左图像和用于右眼的右图像的分时显示型立体图像数据来显示左图像和右图像的显示单元输出的左图像和右图像的光束进行偏振转换，并输出偏振光；第二偏振转换单元，其对从第一偏振转换单元进入的偏振光进行偏振转换，并且输出偏振光；以及控制单元，其控制第一和第二偏振转换单元执行偏振转换时的时间，从而在左图像和右图像被切换并在显示单元上显示时，左图像和右图像的偏振光之间的相位差可以彼此相反。
文档编号H04N13/00GK102281453SQ201110150340
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月7日 优先权日2010年6月14日
发明者冈野正, 大岛顺一 申请人:索尼公司