[發明專利]立體圖像顯示裝置

無效

• 申請號: 200710161947.0
• 申請日: 2004-02-06
• 公開（公告）號: CN101127924A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: 平和樹;平山雄三;最首達夫;福島理惠子;高木亞矢子
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H04N13/00
• 分類號: H04N13/00;G02B27/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 曲瑞

本申請是申請號為“200410033066.7”，申請日為2004年2月6日，發明名稱為“立體圖像顯示裝置”的發明的分案申請。

技術領域

本發明涉及立體圖像顯示裝置。

背景技術

作為使用二維平面顯示裝置的立體圖像顯示方法，已經有專利申請提出了在圖像顯示面合成顯示具有多個視線方向的圖像，并能根據觀測者的視點位置選擇目視對應的圖像的方法。

作為立體圖像的顯示方法，有通過在左右眼的視點位置觀察顯示圖像的兩個圖像的兩眼式，和類似的，相對多個視點位置形成多個圖像的多眼式，還有不關注視點位置，將相對多個視線方向的圖像在圖像顯示面實施合成顯示的集成全息照相法(IP法)。

作為選擇圖像的方法，已知的有通過針孔和縫隙狀部件將光學遮蔽部和開口部成組設置成陣列狀的方法、和在圖像顯示面上設置透鏡陣列或雙凸狀透鏡陣列并將透鏡的成像位置作為像素位置的方法。從顯示亮度的觀點考慮，由于遮蔽部的存在會使顯示亮度下降，圖像選擇方法最好是使用透鏡的方法。例如，圖19表示的是使用雙凸透鏡31的已有立體圖像顯示裝置的構成形式，和對于像素19的顯示原理。在已有的構成形式中，雙凸透鏡31的聚光作用和立體圖像顯示間的關系如圖20所示。該圖20表示出主光線32和透鏡透過光33介于雙凸透鏡31之間的關系。

為了滿足用同一顯示裝置選擇地顯示二維圖像和立體圖像的要求，也有專利申請提出了各種選擇性顯示二維圖像和立體圖像的方法。在將透鏡陣列用于圖像選擇部件的構成形式中，有專利申請提出了通過使透鏡形成折射率可變層來轉換有無透鏡作用的選擇顯示方法(例如專利文獻1)。在在此，敘述了在折射率控制實現部件中利用電壓控制液晶取向的液晶透鏡。通過轉換有無透鏡作用的方式，在顯示二維圖像時，能以二維平面顯示裝置按本身的析象清晰度進行圖像顯示。

對于液晶透鏡的實現方法，有文件提出了以下幾種方案，在凸面或凹面透鏡面和基板間封入液晶材料的方法(非專利文獻1)、將透鏡構造形成為菲涅耳透鏡的方法(非專利文獻2)、對入射面設定折射率調制的??射型透鏡的方法(非專利文獻3)、對入射面內和光傳播方向設定折射率調制的折射率分布型透鏡的方法(非專利文獻4)等。

[專利文獻1]日本特開2000-102038號

[非專利文獻1]S.Sato，J.J.App.Phys.Vol.18，No.9，(1979)P.1679-1684

[非專利文獻2]S.Sato?et?al.，J.J.App.Phys.Vol.24，No.8，(1985)P.L626-L628

[非專利文獻3]S.T.Kowel?et?al.，App.Optics?Vol.23，No.2，(1984)p.278-289

[非專利文獻4]T.Nose?et?al.，Liquid?Crystals?Vol.5，No.5，(1989)P.1425-1433

液晶透鏡由于具有雙折射性(折射率各向導性)，所以僅對特定的偏振光成分產生透鏡效果。因此，需要將焦點距離設計在規定位置處。而且需要對偏振光方向是否具有透鏡效果進行分析和設計，由于設計的限制多，實際實施有困難，所以僅以限定的液晶動作模式是可以實現的。

另一方面，在圖像顯示部件使用LCD(Liquid?Crystal?Display：液晶顯示器)時，由于LCD通常具有視角依賴性，對顯示圖像的偏振光方向存在限制。因此，使液晶透鏡的偏振光方向和圖像顯示部件側的偏振光方向直接對應時，在液晶透鏡的設計上出現困難，不對應時，由于透鏡作用的混合又會在顯示圖像時產生交調失真，引起顯示等級的下降。

另外，液晶的折射率各向異性高達0.2左右，因此，如果通過液晶的取向控制要控制有無透鏡效果時，必然要增加液晶層厚度，結果只能實現幾分之一秒的延遲應答時間。

因此，在二維圖像和立體圖像轉換時的過渡應答期間中，存在有顯示出不希望顯示的圖像的可能性。

而且，在將液晶透鏡分割成多個區域并實施混合顯示二維圖像和立體圖像時，由于液晶透鏡的電壓——取向特性緩慢，所以通過行選擇對無源矩陣型部件實施驅動困難，必須進行僅選擇限定區域的分段型驅動，或實施高成本的有源矩陣型的驅動。

發明內容