專(zhuān)利名稱(chēng)：液晶快門(mén)眼鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶快門(mén)眼鏡，并且更具體地，涉及一種其中與觀看者觀看的顯 示單元的顯示屏幕同步地控制透射/屏蔽的液晶快門(mén)眼鏡。
背景技術(shù)：
將場(chǎng)序制顯示單元與液晶快門(mén)眼鏡相結(jié)合的顯示系統(tǒng)中的一種是三維顯示系統(tǒng)。 圖13示出了示例性的三維顯示系統(tǒng)。例如，三維系統(tǒng)由場(chǎng)序制顯示單元(液晶顯示設(shè)備)20 和液晶快門(mén)眼鏡41組成。液晶顯示設(shè)備20交替顯示右眼圖像和左眼圖像。液晶快門(mén)眼鏡 41具有右眼液晶快門(mén)41a和左眼液晶快門(mén)41b。右眼液晶快門(mén)41a和左眼液晶快門(mén)41b與 在液晶顯示設(shè)備20上顯示的右眼圖像和左眼圖像同步地在透射和屏蔽之間切換。在此圖 中，白色鏡片處于透射狀態(tài)，且黑色鏡片處于屏蔽狀態(tài)。右眼快門(mén)和左眼快門(mén)交替切換從而 分別將在液晶顯示設(shè)備20上的右眼圖像和左眼圖像引向觀看者42的右眼和左眼。顯示在 液晶顯示設(shè)備上的右眼圖像和左眼圖像是這樣的圖像，即，在其上反映了左右眼之間的視 差，從而觀看者42能夠?qū)⑵湟暈槿S圖像。另一種結(jié)合了場(chǎng)序制顯示單元和液晶快門(mén)眼鏡的顯示系統(tǒng)是多視顯示系統(tǒng)(例 如，專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。該多視顯示系統(tǒng)具有與圖13中示出的三維顯示系統(tǒng)相同的構(gòu)造。在多視 系統(tǒng)中，液晶顯示設(shè)備20依次顯示面向多個(gè)觀看者的圖像。由多個(gè)觀看者使用的液晶快門(mén) 眼鏡41與相應(yīng)的顯示同步地重復(fù)透射/屏蔽。圖14中示出該行為。在圖14所示的示例中，液晶顯示設(shè)備20依次向觀看者42a顯示圖像A1、向觀看者 42b顯示圖像B1、向觀看者42c顯示圖像C1、向觀看者42a顯示圖像A2、向觀看者42b顯示 圖像B2、向觀看者42c顯示圖像C2……。當(dāng)顯示圖像A1、A2……時(shí)觀看者42a的液晶快門(mén) 眼鏡41處于透射狀態(tài)，并且當(dāng)顯示圖像B1、B2……、C1、C2……時(shí)觀看者42a的液晶快門(mén)眼 鏡41處于屏蔽狀態(tài)。這樣，觀看者42a能夠連續(xù)觀看圖像A1、A2……。對(duì)于另外的觀看者 42b和42c，當(dāng)顯示相應(yīng)的圖像B1、B2……或C1、C2……時(shí)形成透射狀態(tài)，并且當(dāng)顯示其它圖 像時(shí)形成屏蔽狀態(tài)。這樣，多個(gè)觀看者能夠觀看不同的顯示圖像。而且，諸如膝上型計(jì)算機(jī)這樣的便攜式信息終端的顯示單元可以用作場(chǎng)序制顯示 單元，并且可以與液晶快門(mén)眼鏡相結(jié)合以實(shí)現(xiàn)只允許液晶快門(mén)眼鏡的用戶(hù)觀看信息的高保 密的便攜式信息終端。圖15中示出這樣一個(gè)示例。便攜式信息終端43的場(chǎng)序制顯示設(shè)備 44交替顯示圖像及其倒像，諸如圖像A、圖像A的倒像A’，圖像B、圖像B的倒像B’……，并 且依次顯示多個(gè)圖像A(A’)，B(B’)，……。在這種情況下，如果觀看者不佩戴液晶快門(mén)眼 鏡41觀看顯示屏幕，則圖像A和B會(huì)通過(guò)其倒像消色。沒(méi)有眼鏡的觀看者不能識(shí)別圖像A 和B。但是，由于液晶快門(mén)眼鏡41與圖像A和B的顯示同步被切換至透射狀態(tài)，并且與它們 的倒像A’和B’同步被切換至屏蔽狀態(tài)，所以佩戴液晶快門(mén)眼鏡41的觀看者42可以識(shí)別 圖像A和B。因此，只有使用液晶快門(mén)眼鏡41的觀看者42可以識(shí)別顯示。在使用液晶快門(mén)眼鏡的上述顯示系統(tǒng)中，因?yàn)橐壕Э扉T(mén)眼鏡也透射/屏蔽環(huán)境光 或不是來(lái)自于顯示器的光線(xiàn)，所以觀看者會(huì)感到由于環(huán)境光引起的閃爍。特別地，因?yàn)橐壕Э扉T(mén)眼鏡的透射/屏蔽周期與照明設(shè)備的照明周期不匹配，所以在諸如熒光燈這樣的重復(fù) 瞬時(shí)閃爍的照明設(shè)備下，觀看者可能感到更閃爍.專(zhuān)利文獻(xiàn)2和3描述用于在液晶快門(mén)眼鏡的使用中減少閃爍的技術(shù)。在專(zhuān)利文 獻(xiàn)2的圖2中描述的三維圖像識(shí)別設(shè)備中，將在顯示面具有線(xiàn)性偏振濾光器的陰極射線(xiàn)管 (CRT)、和從CRT側(cè)包含液晶封裝玻璃板和線(xiàn)性偏振濾光器的液晶快門(mén)眼鏡結(jié)合。在此結(jié)合 中，來(lái)自CRT的顯示光是偏振光。因此，液晶快門(mén)眼鏡的液晶封裝玻璃板和線(xiàn)性偏振濾光器 透射或屏蔽顯示光。另一方面，環(huán)境光(來(lái)自除CRT以外的任何源的光)不是偏振光，且因 此沒(méi)有被液晶快門(mén)眼鏡屏蔽。因而，透射/屏蔽的切換僅在CRT顯示區(qū)域的視角內(nèi)有效，從 而減少了由于環(huán)境光引起的閃爍。在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中，圖1描述與專(zhuān)利文獻(xiàn)2中的三維圖像 顯示設(shè)備類(lèi)似的三維圖像顯示設(shè)備。而且，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中，圖2描述在彩色圖像接收設(shè)備 的前表面上的液晶盒的設(shè)置和在專(zhuān)利文獻(xiàn)2及專(zhuān)利文獻(xiàn)3的圖1中具有同樣效果的偏光眼 鏡的使用。專(zhuān)利文獻(xiàn)4描述了將特殊液晶面板與可視化裝置相結(jié)合的顯示系統(tǒng)，該特殊液晶 面板具有肉眼在視覺(jué)上無(wú)法識(shí)別的顯示屏幕，該可視化裝置具有用于可視化特殊液晶面板 的屏幕的偏光眼鏡?？梢暬b置其中之一是為了防止透過(guò)眼鏡窺視、只在眼鏡鏡片的一部 分上具有偏振濾光器的眼鏡(專(zhuān)利文獻(xiàn)4的圖8)。與專(zhuān)利文獻(xiàn)4類(lèi)似，專(zhuān)利文獻(xiàn)5至8描 述具有部分由偏振濾光器、電子快門(mén)元件、電子快門(mén)或液晶光調(diào)制層構(gòu)成的眼鏡鏡片的眼 鏡。在專(zhuān)利文獻(xiàn)5中，用于觀看三維圖像的偏光眼鏡具有易于觀測(cè)除顯示圖像之外的事物 的透射部分。在專(zhuān)利文獻(xiàn)6中，電子快門(mén)元件嵌入在立體眼鏡的鏡片塑料中，并且眼鏡鏡片 部分由電子快門(mén)構(gòu)成，從而改進(jìn)電子快門(mén)元件的耐候性并且與視力矯正眼鏡結(jié)合使用。在 專(zhuān)利文獻(xiàn)7中，圖1描述部分由電子快門(mén)構(gòu)成的眼鏡鏡片。專(zhuān)利文獻(xiàn)8描述在上半部分具 有液晶光調(diào)制層從而截?cái)鄰?qiáng)光和亮度、并且易于讀在近處的字符的眼鏡鏡片。 在專(zhuān)利文獻(xiàn)2和專(zhuān)利文獻(xiàn)3的圖1中描述的三維圖像識(shí)別設(shè)備，僅在顯示區(qū)域的 視角內(nèi)切換透射/屏蔽。因此，來(lái)自顯示設(shè)備的顯示光必然是偏振光；即，來(lái)自顯示設(shè)備的 顯示光受到限制。在諸如CRT、等離子體顯示器和有機(jī)EL顯示器這樣的使用自然光的顯示 設(shè)備中，要求偏振濾光器在顯示設(shè)備的顯示面上。因此，當(dāng)這種顯示設(shè)備顯示不需要光學(xué)快 門(mén)或場(chǎng)序制顯示的非三維或多視圖像的常規(guī)圖像時(shí)，偏振濾光器衰減顯示光，由此顯示的 圖像變黑。
為了觀看者觀看到在顯示器上的良好的三維圖像，必須使液晶快門(mén)眼鏡的偏振濾 光器的偏振面與在顯示設(shè)備的顯示面上的偏振濾光器的偏振面之間的角保持特定的角度。 這是因?yàn)槿绻摻瞧x特定角度，便不能獲得充分的透射/屏蔽對(duì)比。但是，由于觀看者不 會(huì)總是正面對(duì)顯示器、或者觀看者可能傾斜身體、或者眼鏡可能傾斜，所以很難保持顯示設(shè) 備的偏振濾光器的偏振面和液晶快門(mén)眼鏡的偏振面之間特定的角度。在專(zhuān)利文獻(xiàn)3的圖2 中描述的三維圖像識(shí)別設(shè)備與在專(zhuān)利文獻(xiàn)2和專(zhuān)利文獻(xiàn)3的圖1中描述的有相同的問(wèn)題。在專(zhuān)利文獻(xiàn)4中描述的眼鏡是不具有快門(mén)功能的偏光眼鏡。為了防止通過(guò)眼鏡窺 視，該眼鏡在部分眼鏡鏡片上具有偏振濾光器。該眼鏡與觀看者可以感覺(jué)到的由于環(huán)境光 引起的閃爍無(wú)關(guān)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)5中描述的眼鏡使用具有透射部分的偏光眼鏡鏡片以便容易 地觀看除顯示圖像之外的事物。在專(zhuān)利文獻(xiàn)8中，出于同樣的原因鏡片的上半部分由液晶 光調(diào)制層構(gòu)成。兩種眼鏡都是為了容易地觀看周?chē)氖挛?，而非顯示圖像，并且如在專(zhuān)利文 獻(xiàn)4中一樣，均與觀看者可能感覺(jué)到的由于環(huán)境光引起的閃爍無(wú)關(guān)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)6描述的 眼鏡中，電子快門(mén)元件嵌入在鏡片中用于改進(jìn)電子快門(mén)元件的耐候性并與視力矯正眼鏡結(jié) 合使用。這些眼鏡與觀看者可能感覺(jué)到的由于環(huán)境光引起的閃爍無(wú)關(guān)。專(zhuān)利文獻(xiàn)7沒(méi)有與 觀看者可能感覺(jué)到的由于環(huán)境光引起的閃爍有關(guān)的描述。如在專(zhuān)利文獻(xiàn)2和3中一樣，在專(zhuān)利文獻(xiàn)4-8中描述的眼鏡中，通過(guò)將具有部分由 液晶快門(mén)構(gòu)成的眼鏡鏡片的液晶快門(mén)眼鏡與場(chǎng)序制顯示單元相結(jié)合，可以透射/屏蔽來(lái)自 顯示器的顯示光。在這種情況下，可以獲得其中減少了環(huán)境光的透射/屏蔽的三維圖像識(shí) 別設(shè)備。圖16A是液晶快門(mén)眼鏡的側(cè)視圖。圖16B示出觀看者、液晶快門(mén)眼鏡和來(lái)自場(chǎng)序 制顯示單元的顯示光之間的關(guān)系。鏡片11由眼鏡架23支撐。直徑小于鏡片的液晶快門(mén)部 分45形成于鏡片11中。液晶快門(mén)45由液晶盒10和一對(duì)將液晶盒10夾在中間的偏振層 49組成。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，鏡片11和液晶快門(mén)45構(gòu)成眼鏡的有效鏡片區(qū)46。如在圖16B中所示，觀看者42在中心視場(chǎng)47內(nèi)觀看場(chǎng)序制顯示單元20?？梢耘c 場(chǎng)序制顯示單元20的顯示屏幕同步地控制液晶快門(mén)45的透射/屏蔽，以便透射/屏蔽來(lái) 自場(chǎng)序制顯示單元20的顯示光29。另一方面，諸如來(lái)自熒光燈21的光這樣的來(lái)自周邊視 場(chǎng)48的環(huán)境光22在不穿過(guò)其中液晶快門(mén)45被形成的有效鏡片區(qū)46的區(qū)域的情況下到達(dá) 觀看者42。因此，不論液晶快門(mén)部分45的透射/屏蔽，環(huán)境光22均進(jìn)入觀看者42的眼睛， 因而減少了閃爍。但是，具有部分由液晶快門(mén)部分45形成的有效鏡片區(qū)46的液晶快門(mén)眼 鏡允許環(huán)境光22實(shí)際上進(jìn)入觀看者22的眼睛。此處，新的問(wèn)題是觀看者42的瞳孔收縮和 觀看者42感到在場(chǎng)序制顯示單元上的顯示較暗。本發(fā)明的目的是提供防止觀看者感到任何閃爍并且使得觀看者感到在場(chǎng)序制顯 示單元上的顯示較亮的液晶快門(mén)眼鏡。本發(fā)明提供一種液晶快門(mén)眼鏡，包括放置在顯示設(shè)備的觀看者的視角內(nèi)的液晶快 門(mén)，特征在于，所述液晶快門(mén)具有有效快門(mén)區(qū)，其中入射光的透射或屏蔽是可控的；以及 用于衰減入射光的位于有效快門(mén)區(qū)外的光衰減區(qū)。本發(fā)明的液晶快門(mén)眼鏡有當(dāng)顯示設(shè)備的觀看者使用該液晶快門(mén)眼鏡觀看顯示設(shè) 備時(shí)，他/她感覺(jué)不到閃爍并且感到在場(chǎng)序制顯示單元上的顯示較亮的效果。參照附圖，根據(jù)下面的說(shuō)明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將清晰。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶快門(mén)眼鏡的正視圖；圖2是液晶快門(mén)眼鏡的側(cè)視圖；圖3是液晶快門(mén)眼鏡的橫截面圖；圖4A是示出液晶快門(mén)和進(jìn)入液晶快門(mén)的光的側(cè)視圖，并且圖4B是示出液晶快門(mén) 眼鏡和場(chǎng)序制顯示單元之間的位置關(guān)系的示意圖；圖5A和5B是舉例示出在三維顯示系統(tǒng)中的液晶快門(mén)眼鏡的行為的正視圖；圖6A和6B是舉例示出在多視顯示系統(tǒng)中的液晶快門(mén)眼鏡的行為的正視圖；圖7A和7B是示出使用相關(guān)技術(shù)的液晶快門(mén)眼鏡的場(chǎng)序制顯示單元的觀看的示意 圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明變形例的液晶快門(mén)眼鏡的液晶快門(mén)的橫截面圖；圖9是根據(jù)變形例的液晶快門(mén)眼鏡的正視圖；圖IOA和IOB是上翻式(flip-up)液晶快門(mén)眼鏡的側(cè)視圖；圖IlA和IlB是放大了的上翻機(jī)構(gòu)的透視圖；圖12A和12B是折疊式液晶快門(mén)眼鏡的側(cè)視圖和透視圖；圖13是示出三維顯示系統(tǒng)的示意圖；圖14是示出在多視顯示系統(tǒng)中的行為的示意圖；圖15是示出在高度保密顯示中的行為的示意圖；以及圖16A是相關(guān)技術(shù)的液晶快門(mén)眼鏡的側(cè)視圖，并且圖16B是示出觀看者、液晶快門(mén) 眼鏡和來(lái)自場(chǎng)序制顯示單元的顯示光之間關(guān)系的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。為了易于理解，相同的附圖標(biāo)記在各 圖中指的是相同的部件。圖1是當(dāng)將根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶快門(mén)眼鏡附接在普通的眼鏡 上時(shí)該液晶快門(mén)眼鏡的正視圖。液晶快門(mén)眼鏡具有包括右眼液晶快門(mén)45a和左眼液晶快門(mén) 45b的液晶快門(mén)45、信號(hào)接收器30和固定物(支架)31。當(dāng)觀看者42通過(guò)眼鏡鏡片11觀 看時(shí)，液晶快門(mén)眼鏡在他/她的視角(有效鏡片區(qū))46內(nèi)具有液晶快門(mén)45a和45b。液晶快門(mén)45a和45b均具有其中入射光的透射或屏蔽是可控的有效快門(mén)區(qū)和用于 衰減入射光的位于有效快門(mén)區(qū)外的光衰減區(qū)。采用具有這樣結(jié)構(gòu)的液晶快門(mén)，當(dāng)觀看者使 用液晶快門(mén)眼鏡觀看顯示設(shè)備時(shí)，本實(shí)施例的液晶快門(mén)眼鏡防止他/她感到任何閃爍并且 使得觀看者感到在場(chǎng)序制顯示單元上的顯示較亮。下面將描述細(xì)節(jié)。當(dāng)使用液晶快門(mén)45a和45b時(shí)，將它們通過(guò)固定物31附接在眼鏡架23上以便覆 蓋眼鏡鏡片11。將液晶快門(mén)眼鏡附到其上的眼鏡是諸如視力矯正眼鏡這樣的普通眼鏡。眼 鏡鏡片11可以是視力矯正鏡片或平光鏡。信號(hào)接收器30接收來(lái)自與液晶快門(mén)眼鏡一起使 用的場(chǎng)序制顯示單元的同步信號(hào)。紅外或藍(lán)牙系統(tǒng)可以用于液晶快門(mén)眼鏡和場(chǎng)序制顯示單 元之間的通信。信號(hào)接收器30、液晶快門(mén)45a和45b由外電路和電源(未示出)經(jīng)由布線(xiàn) 33驅(qū)動(dòng)。布線(xiàn)33被容納在布線(xiàn)覆蓋物32中。盡管在圖1中，將信號(hào)接收器30放置在右液 晶快門(mén)45a和左液晶快門(mén)45b的中間，但也可將其放置在液晶快門(mén)45a和/或45b的端部。 固定物31容納用于液晶快門(mén)45a和45b的信號(hào)接收器30和布線(xiàn)33。固定物31也用來(lái)調(diào)節(jié)液晶快門(mén)45a和45b的位置以便當(dāng)將液晶快門(mén)45a和45b附接在眼鏡上時(shí)，可以覆蓋鏡 片11(觀看者的眼睛)。圖2是附接在眼鏡上的液晶快門(mén)眼鏡的側(cè)視圖。在本實(shí)施例中，構(gòu)成固定物31 (圖 1)的配件24用來(lái)將液晶快門(mén)眼鏡附接在眼鏡13的眼鏡架23上。在此用法中，眼鏡鏡片 11和附接以覆蓋鏡片11的液晶快門(mén)45組成眼鏡的有效鏡片區(qū)46。液晶快門(mén)45構(gòu)成可拆 卸的液晶快門(mén)12。與液晶快門(mén)眼鏡一起使用的眼鏡13可以是觀看者自己的眼鏡。圖3是液晶快門(mén)部分45的部分橫截面圖。液晶快門(mén)45具有液晶盒10和一對(duì)將 液晶盒10夾在中間的偏振層49a和49b。液晶盒10有一對(duì)透明基板19和密封在一對(duì)透明 基板19之間的液晶層26。液晶層26可以是由TN或VA向列型液晶材料或者SSFCL近晶型 液晶材料構(gòu)成的液晶層。在一對(duì)透明基板19中每一個(gè)上形成由在特定方向上研磨形成的 取向膜28和用于驅(qū)動(dòng)液晶層26的透明電極27。由密封構(gòu)件18將液晶層26夾在一對(duì)透明基板19之間。密封構(gòu)件18和透明基板 19最好具有幾乎相等的折射率。這樣，用于液晶盒10的密封構(gòu)件從外面幾乎是看不見(jiàn)的。 替代地，也可以用液晶快門(mén)的偏振層49中的至少一個(gè)來(lái)覆蓋液晶盒10的密封構(gòu)件以使密 封構(gòu)件18幾乎看不見(jiàn)。偏振層49a和49b透射例如入射光中的在預(yù)定的光透射軸的方向上的線(xiàn)偏振光。 偏振層49a和49b的光透射軸相互垂直。液晶層26由諸如扭曲向列型液晶材料構(gòu)成。液 晶層26具有90°的扭轉(zhuǎn)角?？拷駥?9a的液晶層26的液晶取向方向幾乎與偏振層 49a的光透射軸平行?？拷駥?9b的液晶層26的液晶取向方向幾乎與偏振層49b的光 透射軸平行。這些初始液晶取向方向由取向膜28的研磨方向決定。當(dāng)施加到液晶盒10的透明電極27之間的電壓是0V(沒(méi)有施加電壓)時(shí)，透射過(guò) 偏振層49b的光在穿過(guò)液晶層26時(shí)偏振方向會(huì)改變90°并且透射過(guò)偏振層49a。將此事 件稱(chēng)為“透射狀態(tài)”。另一方面，當(dāng)在透明電極27之間施加電壓以在與基板垂直的方向上立 起液晶分子時(shí)，透射過(guò)偏振層49b的光穿過(guò)液晶層26而不改變偏振方向；因此，它不能透射 過(guò)偏振層49a。將此事件稱(chēng)為“屏蔽狀態(tài)”。一旦不施加電壓，液晶快門(mén)部分45最好處于透 射狀態(tài)，以便當(dāng)不施加信號(hào)時(shí)觀看者的視野不被阻礙。換言之，最好是“常白”。液晶快門(mén)45的一對(duì)偏振層49a和49b中的一個(gè)比另一個(gè)小。在圖3中，靠近觀看 者的偏振層49a比遠(yuǎn)離觀看者或靠近場(chǎng)序制顯示單元的偏振層49b小。在這樣的結(jié)構(gòu)中，一 個(gè)偏振層49a規(guī)定其中入射光的透射或屏蔽是可控的有效快門(mén)區(qū)，并且另一個(gè)偏振層49b 規(guī)定用于衰減入射光的位于有效快門(mén)區(qū)外的光衰減區(qū)。偏振層49b形成于例如液晶盒10的全部表面上。如在圖1所示，最好偏振層49b形 成以幾乎完全覆蓋鏡片11。偏振層49a以更小的尺寸被形成，例如大約直徑1. 5至2. 0mm。 最好將偏振層49a定位在幾乎鏡片的中心，即幾乎在觀看者的眼睛處。只有透射過(guò)兩個(gè)偏 振層49a和49b的光受到由液晶快門(mén)部分45的透射/屏蔽的控制。在其中重復(fù)透射/屏 蔽的區(qū)域，即在觀看者視場(chǎng)內(nèi)起快門(mén)作用的有效快門(mén)區(qū)由一對(duì)偏振層中較小的偏振層49a 的尺寸決定。圖4A示出液晶快門(mén)45和進(jìn)入液晶快門(mén)45的光。圖4B示出液晶快門(mén)眼鏡和場(chǎng)序 制顯示單元之間的位置關(guān)系。盡管在圖1和2中，將眼鏡鏡片11和液晶快門(mén)45設(shè)置作為分 別獨(dú)立的件，但此處，在圖4A和4B中將液晶快門(mén)45直接附接在眼鏡架23上。在圖4A中，液晶快門(mén)45規(guī)定眼鏡的有效鏡片區(qū)46。這樣的其中液晶快門(mén)45規(guī)定有效鏡片區(qū)46的液 晶快門(mén)眼鏡更適合不需要視力矯正的觀看者。在圖4B中，其中觀看者觀看的視場(chǎng)的中心視場(chǎng)47是液晶快門(mén)45重復(fù)透射/屏蔽 的區(qū)。觀看者42在中心視場(chǎng)47觀看來(lái)自場(chǎng)序制顯示單元20的顯示光29。液晶快門(mén)45響 應(yīng)信號(hào)接收器30 (圖1)從場(chǎng)序制顯示單元20接收的同步信號(hào)而重復(fù)透射/屏蔽。觀看者 42通過(guò)與場(chǎng)序制顯示單元20上的顯示同步地重復(fù)透射/屏蔽的液晶快門(mén)眼鏡觀看在場(chǎng)序 制顯示單元20上顯示的圖像，由此，觀看者42可以觀看三維顯示圖像或多視顯示圖像。另 一方面，來(lái)自觀看者42的視場(chǎng)的周邊視場(chǎng)48的光(環(huán)境光)22僅透射通過(guò)一對(duì)偏振層49 中較大的偏振層49b并且沒(méi)有被液晶快門(mén)45屏蔽而到達(dá)觀看者42。所以，液晶快門(mén)45對(duì) 來(lái)自周邊視場(chǎng)48的環(huán)境光22不起快門(mén)作用。它僅衰減環(huán)境光22。圖5A和5B舉例示出在三維顯示系統(tǒng)中的液晶快門(mén)眼鏡的行為。在三維顯示系統(tǒng) 中，場(chǎng)序制顯示單元20交替顯示右眼圖像和左眼圖像。當(dāng)顯示左眼圖像(圖5A)時(shí)，液晶 快門(mén)眼鏡控制左眼液晶快門(mén)45b以透射并控制右眼液晶快門(mén)45a以屏蔽。此處，觀看者右 眼被屏蔽的部分與偏振層49a相對(duì)應(yīng)。因此，來(lái)自場(chǎng)序制顯示單元20的顯示光29被屏蔽， 但是來(lái)自熒光燈21附近(圖4B)的環(huán)境光22沒(méi)有被屏蔽并且經(jīng)由偏振層49b到達(dá)觀看者 的右眼。另一方面，當(dāng)顯示右眼圖像(圖5B)時(shí)，液晶快門(mén)眼鏡控制右眼液晶快門(mén)45a以透 射并且控制左眼液晶快門(mén)45b以屏蔽。此處，觀看者左眼被屏蔽的部分與在左眼液晶快門(mén) 45b中的偏振層49a相對(duì)應(yīng)。圖6A和6B舉例示出在多視顯示系統(tǒng)中的液晶快門(mén)眼鏡的行為。在三維顯示系統(tǒng) 中，液晶快門(mén)45重復(fù)交替的右和左的透射/屏蔽。另一方面，在多視顯示系統(tǒng)中，液晶快門(mén) 45重復(fù)同時(shí)的右和左的透射(圖6A)、以及同時(shí)的右和左的屏蔽(圖6B)。同樣地在這種情 況下，重復(fù)地將來(lái)自場(chǎng)序制顯示單元20的顯示光29透射/屏蔽，并且以如在三維顯示系統(tǒng) 中一樣的方式，環(huán)境光22經(jīng)由偏振層49b到達(dá)觀看者而沒(méi)有被液晶快門(mén)45屏蔽。圖7A和7B示出使用相關(guān)技術(shù)的液晶快門(mén)眼鏡的場(chǎng)序制顯示單元的觀看。在圖7A 中示出的相關(guān)技術(shù)的液晶快門(mén)眼鏡在眼鏡的整個(gè)有效鏡片區(qū)上形成有液晶快門(mén)。因此，當(dāng) 液晶快門(mén)重復(fù)透射/屏蔽時(shí)，不僅來(lái)自場(chǎng)序制顯示單元20的光、而且來(lái)自熒光燈21的環(huán)境 光22和其它環(huán)境光均被重復(fù)地透射/屏蔽，由此觀看者42感到閃爍。另一方面，在圖7B 中示出的相關(guān)技術(shù)的液晶快門(mén)眼鏡具有比有效鏡片區(qū)46小的液晶快門(mén)45，并且在中心視 場(chǎng)47中重復(fù)透射/屏蔽。這樣，可以減少閃爍。但是，在這樣的結(jié)構(gòu)中，來(lái)自周邊視場(chǎng)48 的環(huán)境光22實(shí)際上進(jìn)入了觀看者42的眼鏡。然后，觀看者42的瞳孔收縮并且觀看者感到 液晶顯示設(shè)備20上的顯示較暗。另一方面，在本實(shí)施例中，一對(duì)偏振層49中的一個(gè)偏振層49a比另一個(gè)偏振層49b 小。液晶快門(mén)45在由一對(duì)偏振層49中較小的偏振層49a規(guī)定的并且顯示光29進(jìn)入的視 場(chǎng)47中重復(fù)透射/屏蔽，而透射/屏蔽對(duì)環(huán)境光沒(méi)有影響，特別是來(lái)自熒光燈21的環(huán)境光 22。因此，能夠減少觀看者42可以感覺(jué)到的閃爍。來(lái)自周邊視場(chǎng)48和進(jìn)入觀看者42眼睛 的環(huán)境光22 (來(lái)自熒光燈21的光和其它環(huán)境光)被一對(duì)偏振層49中的較大的偏振層49b 衰減。因而，進(jìn)入觀看者42的眼睛的環(huán)境光22的光量與在圖7B中所示的相關(guān)技術(shù)的液晶 快門(mén)眼鏡相比減少了，由此觀看者42的瞳孔不擴(kuò)張。因此，在本實(shí)施例中，可以減少閃爍并 且觀看者可以感到在場(chǎng)序制顯示單元20上的顯示較亮。
在本實(shí)施例中，提供對(duì)液晶快門(mén)必需的一對(duì)偏振層49給液晶快門(mén)本身。因此，當(dāng) 觀看場(chǎng)序制顯示單元20時(shí)，即使觀看者42傾斜他/她的頭，也將一對(duì)偏振層49的偏振面 保持在預(yù)定角度。因而，與將偏振層設(shè)置在場(chǎng)序制顯示單元的顯示面上的情況相比，可以改 進(jìn)透射/屏蔽對(duì)比，并且可以實(shí)現(xiàn)良好的顯示。而且，來(lái)自場(chǎng)序制顯示單元20的顯示光29 不需要是偏振光。不論來(lái)自場(chǎng)序制顯示單元20的顯示光是自然光或偏振光，均可以控制閃 爍。而且，當(dāng)場(chǎng)序制顯示單元20是諸如CRT、等離子體顯示器和有機(jī)EL顯示器這樣的使用 自然光作為顯示光的顯示單元，以及被用于顯示不需要液晶快門(mén)或場(chǎng)序制顯示器的常規(guī)圖 像時(shí)，與在顯示面上具有偏振層的顯示相比，顯示會(huì)更亮。如上所述，在本實(shí)施例中，一對(duì)偏振層49中的一個(gè)比另一個(gè)小。采用這個(gè)結(jié)構(gòu)，液 晶快門(mén)45對(duì)來(lái)自中心視場(chǎng)的光起快門(mén)的作用，而對(duì)于來(lái)自周邊視場(chǎng)的光不起快門(mén)作用。替 代地，可以通過(guò)縮小其中驅(qū)動(dòng)液晶快門(mén)的區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)相同的特征。圖8是具有更小液晶驅(qū) 動(dòng)區(qū)域的液晶快門(mén)的橫截面圖。在圖8中，有液晶層26在中間的彼此相對(duì)的透明電極27中 之一(靠近觀看者的透明電極27a)比另一個(gè)(靠近場(chǎng)序制顯示單元的透明電極27b)小。 一對(duì)偏振層49尺寸相等。采用這種結(jié)構(gòu)，獲得了如下的液晶快門(mén)，即，其中，透明電極27b 規(guī)定光衰減區(qū)和透明電極27a規(guī)定有效快門(mén)區(qū)。圖9是采用液晶快門(mén)的液晶快門(mén)眼鏡的正視圖，該液晶快門(mén)具有在圖8中所示的 結(jié)構(gòu)。一對(duì)透明電極27中較大的透明電極(在圖8中靠近場(chǎng)序制顯示單元的透明電極27b) 與眼鏡的有效鏡片區(qū)46尺寸相等。另一方面，較小的透明電極(在圖8中靠近觀看者的透 明電極27a)以諸如直徑大約1.5至2. 0mm的尺寸在鏡片的中心周?chē)恍纬?。信?hào)接收器 30與在圖1中的信號(hào)接收器30相同。在圖8所示的液晶快門(mén)中，液晶層26的其中透明電極27a和27b相互重疊的區(qū)域 中的液晶被驅(qū)動(dòng)。例如，如果液晶快門(mén)是常白的，一旦不施加電壓便處于透射狀態(tài)，并且一 旦施加電壓便處于屏蔽狀態(tài)。同時(shí)，即使在透明電極27a和27b上施加任何電壓，在其中透 明電極27a和27b不相互重疊的區(qū)域中的液晶也不被驅(qū)動(dòng)。因此，該區(qū)域總處于透射狀態(tài) 并且不能起快門(mén)的作用。因而，在圖8所示的這個(gè)結(jié)構(gòu)中，起重復(fù)透射/屏蔽的快門(mén)的作用 的視場(chǎng)由一對(duì)透明電極27中較小的透明電極27a的尺寸決定。在圖8中，觀看者在由透明電極27a規(guī)定的并且其中重復(fù)透射/屏蔽的中心視場(chǎng) 47中觀看場(chǎng)序制顯示單元。因此，如上述情況，觀看者可以觀看在場(chǎng)序制顯示單元上的顯示 而不感到由于環(huán)境光引起的閃爍。同樣在圖8中所示的結(jié)構(gòu)中，來(lái)自周邊視場(chǎng)48的進(jìn)入觀 看者的眼睛的光是透射通過(guò)偏振層49的光。因此，觀看者可以感覺(jué)到在場(chǎng)序制顯示單元上 的顯示較亮。而且，因?yàn)橐粚?duì)偏振層49保持特定的位置關(guān)系，可以獲得具有充分的透射/ 屏蔽對(duì)比的良好的顯示圖像。換言之，當(dāng)透明電極27中的一個(gè)比另一個(gè)小時(shí)，可以獲得與 當(dāng)一對(duì)偏振層49中之一比另一個(gè)小時(shí)的相同的效果。在上述實(shí)施例中，將液晶快門(mén)附接在眼鏡上(圖2)或者液晶快門(mén)構(gòu)成眼鏡的鏡片 部分(圖4A)。也可以使用其它各種結(jié)構(gòu)。圖10A和10B示出上翻式的液晶快門(mén)。在本實(shí) 施例中，將液晶快門(mén)45經(jīng)由上翻機(jī)構(gòu)25附接在眼鏡13的架23上，由此將液晶快門(mén)45用 作上翻式液晶快門(mén)15。將上翻式液晶快門(mén)15放置以覆蓋鏡片11用于觀看在場(chǎng)序制顯示單 元上三維顯示圖像或多視圖像(液晶快門(mén)使用時(shí))(圖10A)。另一方面，將上翻式液晶快 門(mén)15上翻用于觀看在場(chǎng)序制顯示單元上的常規(guī)圖像或不觀看場(chǎng)序制顯示單元(不使用液晶快門(mén)時(shí))(圖10B)。圖IlA和IlB是上翻式液晶快門(mén)15的放大視圖。這些圖是上翻式液晶快門(mén)15的 左眼液晶快門(mén)45b及其周?chē)姆糯笠晥D。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，液晶快門(mén)以在液晶快門(mén)放置于觀 看者的視場(chǎng)內(nèi)的使用位置和液晶快門(mén)放置于觀看者的視場(chǎng)外的非使用位置之間可旋轉(zhuǎn)的 方式而被附接在眼鏡架上。更具體地，液晶快門(mén)45b通過(guò)具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)34 (圖10中的 上翻機(jī)構(gòu)25)的配件24而被附接在眼鏡13的支架23上。將配件24從架23筆直地延伸 以便液晶快門(mén)45覆蓋鏡片11用于觀看在場(chǎng)序制顯示單元上的三維圖像或多視圖像(圖 11A)。當(dāng)不需要液晶快門(mén)45b時(shí)，將旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)34旋轉(zhuǎn)從而上翻液晶快門(mén)45b(圖11B)。在 這種情形下，液晶快門(mén)附接在其上的液晶快門(mén)眼鏡可以用作常規(guī)眼鏡。液晶快門(mén)不一定由 眼鏡架支撐。液晶快門(mén)可以如圖中所示單獨(dú)使用。圖12A和12B示出支撐液晶快門(mén)的折疊架。在本實(shí)施例中，液晶快門(mén)部分45經(jīng)由 具有彎頭(bend) 50和鉸鏈51的折疊機(jī)構(gòu)而被附接在眼鏡13的架23上，由此將液晶快門(mén) 部分45用作折疊式液晶快門(mén)16。當(dāng)不使用液晶快門(mén)時(shí)，將折疊式液晶快門(mén)16放置在耳狀 物52后(圖12A)。當(dāng)使用液晶快門(mén)時(shí)，通過(guò)使用折疊機(jī)構(gòu)將折疊式液晶快門(mén)16移動(dòng)以覆 蓋鏡片11(圖12B)。液晶快門(mén)不一定由眼鏡架支撐。液晶快門(mén)可以沒(méi)有眼鏡鏡片而單獨(dú)使 用。當(dāng)液晶快門(mén)45與眼鏡分開(kāi)提供時(shí)，除非將液晶快門(mén)12(圖2)、15(圖10A)或 16 (圖12)放置在鏡片11前，當(dāng)不使用液晶快門(mén)時(shí)，液晶快門(mén)眼鏡顯然看起來(lái)如同常規(guī)眼 鏡。它不會(huì)引起周?chē)说奶嘧⒁?，這是有利的。當(dāng)液晶快門(mén)45是上翻式(圖10A)或折 疊式(圖12A)時(shí)，在需要的時(shí)候可以將液晶快門(mén)45輕松快速地放置在鏡片11前。用于驅(qū)動(dòng)液晶快門(mén)眼鏡的電路和電源可以與液晶快門(mén)眼鏡合并。信號(hào)接收器30 連同電路和電源一起，可以與液晶快門(mén)眼鏡分開(kāi)地提供。根據(jù)用于液晶盒10的液晶層的液 晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，構(gòu)成液晶快門(mén)45的偏振層49可以是線(xiàn)偏振層、圓偏振層或圓偏振加四分之一 波片。而且，液晶快門(mén)45可以具有視角補(bǔ)償膜(相差層)。利用示例性的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明和描述了本發(fā)明。本發(fā)明不限于這些實(shí)施例及其修 改。如對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，在不背離權(quán)利要求所規(guī)定的本發(fā)明的精神和范圍 的情況下，可以進(jìn)行各種修正。本發(fā)明要求2007年10月4日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2007-261155的優(yōu)先權(quán)，該 申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容以引用的方式并入本文中。
權(quán)利要求
一種液晶快門(mén)眼鏡，包括放置在顯示設(shè)備的觀看者的視角內(nèi)的液晶快門(mén)，其中所述液晶快門(mén)具有有效快門(mén)區(qū)，在所述有效快門(mén)區(qū)中入射光的透射或屏蔽是可控的；以及光衰減區(qū)，用于衰減入射光并且位于所述有效快門(mén)區(qū)外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶快門(mén)眼鏡，其中，所述液晶快門(mén)具有液晶盒和將所述液 晶盒夾在中間的第一和第二偏振層，所述第一偏振層規(guī)定所述有效快門(mén)區(qū)，所述第二偏振 層比所述第一偏振層大并且規(guī)定所述光衰減區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶快門(mén)眼鏡，其中，所述液晶快門(mén)具有液晶盒，所述液晶 盒包含液晶層和將所述液晶層夾在中間的第一和第二透明電極；以及第一和第二偏振層， 所述第一和第二偏振層將所述液晶盒夾在中間，所述一對(duì)透明電極中的一個(gè)規(guī)定所述有效 快門(mén)區(qū)，所述一對(duì)透明電極中的另外一個(gè)比所述一個(gè)透明電極大并且規(guī)定所述光衰減區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的液晶快門(mén)眼鏡，其中所述眼鏡鏡片和所述液 晶快門(mén)被形成作為分別獨(dú)立的件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的液晶快門(mén)眼鏡，其中所述液晶快門(mén)由眼鏡鏡 片架支撐。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的液晶快門(mén)眼鏡，其中，所述液晶快門(mén)被附接在 架上，并且能夠在所述液晶快門(mén)位于觀看者的視角內(nèi)的使用位置與所述液晶快門(mén)位于觀看 者的視角外的非使用位置之間旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的液晶快門(mén)眼鏡，其中所述液晶快門(mén)由可折疊 架支撐。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的液晶快門(mén)眼鏡，其中，用于所述液晶盒的密封 構(gòu)件和構(gòu)成所述液晶盒的基板具有幾乎相等的折射率。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的液晶快門(mén)眼鏡，其中，所述第一和第二偏振層中的至少一 個(gè)覆蓋用于所述液晶盒的密封構(gòu)件。
全文摘要
液晶快門(mén)被置于觀看顯示設(shè)備的觀看者的視角內(nèi)，并根據(jù)顯示設(shè)備的時(shí)分割顯示而被控制。該液晶快門(mén)具有有效快門(mén)區(qū)，其能夠控制入射光的透射或屏蔽；以及光衰減區(qū)，用于衰減入射光并且位于有效快門(mén)區(qū)外。所述液晶快門(mén)具有對(duì)來(lái)自中心附近的光的屏蔽功能，但是對(duì)來(lái)自周?chē)墓獠痪哂衅帘喂δ?，由此抑制否則觀看者所感受到的閃爍。
文檔編號(hào)G02F1/13GK101874223SQ20088011759
公開(kāi)日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2008年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月4日
發(fā)明者今井雅雄, 奧村藤男, 齋藤悟郎 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社