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能夠改進光學(xué)特性的免眼鏡式立體顯示裝置的制作方法

文檔序號:12541325閱讀:229來源:國知局
能夠改進光學(xué)特性的免眼鏡式立體顯示裝置的制作方法
本發(fā)明涉及一種免眼鏡式立體顯示裝置。

背景技術(shù):
一般來說,立體顯示裝置提供來自觀看者雙眼視點的視差圖像。立體顯示裝置被分類為眼鏡式和免眼鏡式。眼鏡式立體顯示裝置需要特定的眼鏡,而免眼鏡式立體顯示裝置不需要特定的眼鏡。圖17A是示出現(xiàn)有技術(shù)的免眼鏡式立體顯示裝置的示意圖,并且圖17B是圖17A的立體顯示裝置的詳細視圖(參見:JP2010-262198A)。在圖17A中,附圖標記10表示免眼鏡式立體顯示裝置,并且20表示觀看者。在圖17B中,觀看者20位于立體顯示裝置10的顯示圖像的中心的前方。在圖17B中,立體顯示裝置10由下述組件構(gòu)成:具有配光面Sd和光出射面Sout1的導(dǎo)光板1、設(shè)置在導(dǎo)光板1的光入射面Sina以及Sinb上的兩個光源2a和2b、設(shè)置在導(dǎo)光板1的光出射面Sout1上的單面變形三角棱鏡片3、設(shè)置在單面變形三角棱鏡片3的光出射面Sout3上的透射式液晶顯示面板4以及用于同步光源2a和2b以在透射式液晶面板4上顯示視差圖像的同步驅(qū)動電路5。當(dāng)開啟光源2a和2b中的一個時,單面變形三角棱鏡片3用于將光發(fā)射至觀看者的一個眼睛并且沒有將光發(fā)射至該觀看者的另一眼睛。而且,偏光板4a和4b分別設(shè)置在透射式液晶顯示面板4的光入射側(cè)和光出射側(cè)。因此,能夠顯示具有與透射式液晶顯示面板4的像素數(shù)目相同的像素數(shù)據(jù)的立體圖像。在圖17B中,可以設(shè)置兩個導(dǎo)光板(即,下導(dǎo)光板和疊置在該下導(dǎo)光板之上的上導(dǎo)光板)以取代導(dǎo)光板1(參見:JP2010-286813A)。在圖17B中,當(dāng)觀看者20沿著如虛線所示的右或左方向移動時,不能夠朝向觀看者整體移動立體圖像的位置。圖18A是示出本專利申請的發(fā)明人所提出的免眼鏡式立體顯示裝置的示意圖,并且圖18B是圖18A的立體顯示裝置的詳細視圖(參見:2010年12月21日提交的在2012年7月12日特開為日本專利公開No.JP2012-133128A的日本專利申請No.2010-285192)。在圖18A中,用與用于檢測觀看者20的位置的傳感器10a關(guān)聯(lián)的立體顯示裝置10’代替了圖17A的立體顯示裝置10。在圖18B的立體顯示裝置10’中,包括微棱鏡液晶元件的光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7被添加到圖17A的立體顯示裝置10的元件。結(jié)果,控制電路8接收表示觀看者20的位置的信號以將驅(qū)動電壓Vd發(fā)送到光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7,將在下面對此進行詳細描述。例如,當(dāng)觀看者20沿著由虛線指示的右或左方向移動時,控制電路6接收傳感器10a的感測信號以將驅(qū)動電壓Vd發(fā)送到光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7,從而立體圖像的位置朝向觀看者20移動。然而,在圖18B的立體顯示裝置10’中,由于從單面變形三角棱鏡片3發(fā)射的光的主偏振方向沒有始終與用于移動立體圖像的光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7的偏振軸匹配,因此,光學(xué)特性將被劣化。而且,由于透射式液晶顯示面板4的位置的中心位于裝置的顯示圖像處并且光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7在若干度至20度的范圍內(nèi)改變其光軸,因此,光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7需要用于觀看者20的運動的右方向和左方向的兩個不同的調(diào)制結(jié)構(gòu),這將要求復(fù)雜構(gòu)造的光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7。此外,由于在導(dǎo)光板1與單面變形三角棱鏡片3之間存在氣隙G1,因此在單面變形三角棱鏡片3與透射式液晶顯示面板4之間存在氣隙G2,并且在透射式液晶顯示面板4與光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7之間存在氣隙G3。以這些之間的折射率產(chǎn)生了較大的差異,這也將使得光學(xué)特性劣化。本申請要求2012年3月22日提交的日本專利申請No.JP2012-065111的優(yōu)先權(quán),其公開通過引用整體并入這里。

技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于解決上述問題中的一個或多個。根據(jù)本公開的內(nèi)容,一種免眼鏡式立體顯示裝置包括:導(dǎo)光板,其具有配光面、與配光面相對的光出射面以及在配光面和光出射面?zhèn)缺舜讼鄬Φ牡谝缓偷诙馊肷涿妫坏谝缓偷诙庠?,其分別布置在導(dǎo)光板的第一和第二光入射面上;單面棱鏡片,其包括沿著一個方向布置在導(dǎo)光板的光出射面上的棱鏡;透射式顯示面板,其布置在單面棱鏡片的光出射面上;同步驅(qū)動電路,其適于同步第一和第二光源以在透射式顯示面板上顯示視差圖像;相位差板;以及光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu),其適于接收從相位差板發(fā)射的光。光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)包括:彼此相對的第一和第二透明基板;設(shè)置在第一透明基板上的棱鏡陣列;設(shè)置在棱鏡陣列上的第一透明電極層;設(shè)置在第二透明基板上的第二透明電極層;設(shè)置在第一和第二透明基板之間的液晶層;以及分別設(shè)置在第一和第二透明基板上以對于液晶層的液晶分子執(zhí)行配向處理的第一和第二配向?qū)?。相位差板適于將單面棱鏡片的主偏振角旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度以與液晶層的配向方向一致。由于單面棱鏡片的主偏振角被通過相位差板使得與光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)的液晶層的配向方向一致,因此,能夠增加立體圖像的光量以改進光學(xué)特性。附圖說明與現(xiàn)有技術(shù)相比,結(jié)合附圖,本發(fā)明的上述和其它優(yōu)點以及特征將變得更加清楚,其中:圖1A是示出根據(jù)本公開的免眼鏡式立體顯示裝置的實施方式的示意圖;圖1B是圖1A的立體顯示裝置的詳細視圖;圖2是示出圖1B的導(dǎo)光板的示例的平面圖;圖3A和圖3B是沿著圖2中的線III-III截取的截面圖;圖4是示出當(dāng)左眼光源開啟時的圖1B的導(dǎo)光板的左眼配光分布的圖;圖5是示出圖1B的單面變形三角棱鏡片的一個棱鏡的視圖;圖6是示出圖5的單面變形三角棱鏡片中的光學(xué)路徑的視圖;圖7A、7B、7C和7D是示出當(dāng)導(dǎo)光板的發(fā)射角θ1分別為+50°、+60°、+70°和+80°時的圖5的單面變形三角棱鏡片內(nèi)的光學(xué)路徑的視圖;圖8是示出當(dāng)左眼光源開啟時的圖1B的單面變形三角棱鏡片的左眼配光分布的圖;圖9是示出圖1B的單面變形三角棱鏡片的第一示例的視圖;圖10是示出圖1B的單面變形三角棱鏡片的第二示例的視圖;圖11A、圖11B和圖11C是圖1B的光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)的截面圖;圖12A是圖11A、圖11B和圖11C的棱鏡陣列的透視圖;圖12B是圖12A的棱鏡陣列的部分截面圖;圖13A、圖13B、圖13C、圖14A、圖14B和圖14C是示出當(dāng)驅(qū)動電壓改變時的圖1B的光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)(透射式顯示面板)的左眼配光分布和右眼配光分布的圖;圖15是解釋圖1B的相位差板的操作的視圖;圖16A是示出圖1A的免眼鏡式立體顯示裝置的修改的示意圖;圖16B是圖16A的立體顯示裝置的詳細視圖;圖17A是示出現(xiàn)有技術(shù)的免眼鏡式立體顯示裝置的示意圖;圖17B是圖17A的立體顯示裝置的詳細視圖;圖18A是示出本申請的發(fā)明人所提出的免眼鏡式立體顯示裝置的示意圖;以及圖18B是圖18A的立體顯示裝置的詳細視圖。具體實施方式圖1A是示出根據(jù)本公開的免眼鏡式立體顯示裝置的實施方式的示意圖,并且圖1B是圖1A的立體顯示裝置的詳細視圖。在圖1A中,圖18A的立體顯示裝置10’由與用于檢測觀看者20的位置的傳感器10a關(guān)聯(lián)的立體顯示裝置10”替代。在圖1B的立體顯示裝置10”中,圖18B的單面變形三角棱鏡片3由單面變形三角棱鏡片3’替代。而且,圖18B的光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7從透射式液晶顯示面板4的上側(cè)移動到其下側(cè)。此外,相位差板8被插入在單面變形三角棱鏡片3’和光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7之間,以便于旋轉(zhuǎn)單面變形三角棱鏡片3’的主偏振角以與光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7的液晶層的配向方向一致。此外,接觸層9-1插入在單面變形三角棱鏡片3’與相位差板8之間,接觸層9-2插入在相位差板8與光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7之間,并且接觸層9-3插入在光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7與透射式液晶顯示面板4之間。將在下面解釋圖1B的立體顯示裝置10”的各部件。在示出了圖1B的導(dǎo)光板1的示例的圖2中,導(dǎo)光板1由諸如丙烯酸樹脂或者聚碳酸酯樹脂的透射材料制成。導(dǎo)光板1相對于光入射面Sina和Sinb之間的中心面對稱。多個平坦鏡面部11設(shè)置在導(dǎo)光板1的配光面Sd上并且在光入射面Sina與光入射面Sinb之間延伸。平坦鏡面部11用作用于將光擴散到導(dǎo)光板1的內(nèi)部的裝置。多個三角棱鏡列12設(shè)置在導(dǎo)光板1的配光面Sd的沒有設(shè)置有平坦鏡面部11的區(qū)域上。各三角棱鏡列12包括多個等距布置的用于彎曲光路的三角棱鏡。諸如三角形部、圓形部或微透鏡形部的壓模部13設(shè)置在平坦鏡面部11側(cè)的光入射面Sina和Sinb處,以抑制返回光。能夠由一個或多個發(fā)光二極管(LED)形成各光源2a和2b。在圖2中,光源2a和2b中的每一個的寬度與三角棱鏡列12中的每一個的寬度相同。在該情況下,越靠近三角棱鏡列12的棱鏡面的光源2a和2b,由棱鏡面全反射的光的量越大。因此,從導(dǎo)光板1發(fā)射的光對于光源2a和2b的一個寬度沿著三角棱鏡列12不是均勻的,并且依賴于圖1B的立體顯示裝置的大小和所要求的面亮度的均勻性。圖3A和圖3B是沿著圖2中的線III-III截取的截面圖。如圖3A中所示,三角棱鏡列12可以從平坦鏡面部11突出。而且,如圖3B中所示,平坦鏡面部11可以從三角棱鏡列12突出。在圖3A和圖3B中,光源2a和2b分別開啟和關(guān)閉;然而,由于光源2a和2b相對于其中心對稱,因此當(dāng)光源2a和2b被分別關(guān)閉和開啟時,能夠執(zhí)行類似的操作。在圖3A和圖3B中,來自光源2a的由實線表示的光R1由三角棱鏡列12的一個冷靜面全反射,并且然后,從導(dǎo)光板1發(fā)射。而且,來自光源2a的由另一實線表示的光R2由平坦鏡面部11全反射,并且然后,由三角棱鏡列12的一個冷靜面全反射。最終,光R2被從導(dǎo)光板1發(fā)射。因此,光R1和R2被以導(dǎo)光板1的(+)角度方向發(fā)射,并且因此,用于左眼視差圖像。在圖3A和圖3B中,如果壓模部13不存在,則來自光源2a的由虛線表示的光R3由平坦鏡面部11全反射,并且然后在光入射面Sinb處變?yōu)榉祷毓?。然后,光R3由三角棱鏡列12的一個棱鏡面全反射。最終,光R3從導(dǎo)光板1發(fā)射。因此,返回光R3被以導(dǎo)光板1的(-)角度方向發(fā)射,并且因此,沒有用于左眼視差圖像。注意的是,這樣的光R3由壓模部13不規(guī)則地反射以防止光R3從導(dǎo)光板1發(fā)射。由于要求三角棱鏡列12的棱鏡接收來自光源2a和2b的光,因此每個棱鏡具有等腰三角形的截面(其具有諸如164°的大的頂角)。而且,棱鏡被等距地布置在三角棱鏡列12中。注意的是,等腰三角形的較大的頂角將抑制返回光通式減少了向上方向上行進的光的量。在示出了當(dāng)光源1a開啟時的導(dǎo)光板1的左眼配光分布的圖4中,實線表示存在壓模部13的左眼配光分布,并且虛線表示不存在壓模部13的左眼配光分布。在圖4中,I是導(dǎo)光板1的光出射面Sout1的亮度,并且I0是亮度I的最大值。如圖4中的實線所示,當(dāng)發(fā)射角θ1是0°至90°時,通過使用壓模部13抑制圖3A和圖3B的返回光來弱化相對亮度I/I0。因此,右眼視差圖像沒有受到影響(減少了右眼視差圖像與左眼視差圖像之間的串?dāng)_)。在圖4中,當(dāng)發(fā)射角θ1是+50°至80°時,相對亮度I/I0較強。特別地,當(dāng)發(fā)射角θ1是+64°時,相對亮度I/I0最大。注意的是,當(dāng)光源2b開啟時,當(dāng)發(fā)射角θ1是0°至90°時,通過使用壓模部13抑制圖3的返回光R3來弱化相對亮度I/I0。因此,左眼視差圖像沒有受到影響(減少了右眼視差圖像與左眼視差圖像之間的串?dāng)_)。而且,當(dāng)發(fā)射角θ1是-50°至-80°時,相對亮度I/I0較強。特別地,當(dāng)發(fā)射角θ1是-64°時,相對亮度I/I0最大。因此,導(dǎo)光板1的左眼配光分布與右眼配光分布相對于θ1=0°對稱。在示出圖1B的單面變形三角棱鏡片3’的一個棱鏡的圖5中,該棱鏡是變形三角棱鏡,例如,3段三角棱鏡,其具有側(cè)部E1和F1(相對于棱A的距離為0μm至9μm)并且頂角為81°、側(cè)部E2和F2(相對于棱A的距離為9μm至39μm)并且頂角為71°、以及側(cè)部E3和F3(相對于棱A的距離為39μm至63μm)并且頂角為65°。該單面變形三角棱鏡片3’能夠通過模具壓模器精確地進行制造。在示出圖5的單面變形三角棱鏡片3’中的光學(xué)路徑的圖6中,從導(dǎo)光板1的光發(fā)射面Sout1發(fā)射的光在側(cè)部E1、E2和E3處折射,并且然后,在側(cè)部F1、F2和F3處全反射。最終,光從單面變形三角棱鏡片3’的光出射面Sout3發(fā)射。下面將描述當(dāng)導(dǎo)光板1的發(fā)射角θ1分別為50°、60°、70°和80°時的單面變形三角棱鏡片3’內(nèi)的光學(xué)路徑。如圖7A中所示,當(dāng)導(dǎo)光板1的發(fā)射角θ1是+50°時,從導(dǎo)光板1的光出射面Sout1發(fā)射的光在側(cè)部E1、E2和E3處折射,并且然后,在側(cè)部F1、F2和F3處全反射。最終,該光被從單面變形三角棱鏡片3’的光出射面Sout3以+22°至+50°的發(fā)射角θ2發(fā)射。如圖7B中所示,當(dāng)導(dǎo)光板1的發(fā)射角θ1是+60°時,從導(dǎo)光板1的光出射面Sout1發(fā)射的光在側(cè)部E1和E2處折射,并且然后,在側(cè)部F1、F2和F3處全反射。最終,該光被從單面變形三角棱鏡片3’的光出射面Sout3以+10°至+39°的發(fā)射角θ2發(fā)射。如圖7C中所示,當(dāng)導(dǎo)光板1的發(fā)射角θ1是+70°時,從導(dǎo)光板1的光出射面Sout1發(fā)射的光在側(cè)部E1和E2處折射,并且然后,在側(cè)部F1、F2和F3處全反射。最終,該光被從單面變形三角棱鏡片3’的光出射面Sout3以+1°至+28°的發(fā)射角θ2發(fā)射。如圖7D中所示,當(dāng)導(dǎo)光板1的發(fā)射角θ1是+80°時,從導(dǎo)光板1的光出射面Sout1發(fā)射的光在側(cè)部E1處折射,并且然后,在側(cè)部F1處全反射。最終,該光被從單面變形三角棱鏡片3’的光出射面Sout3以+1°至+17.5°的發(fā)射角θ2發(fā)射。注意的是,當(dāng)導(dǎo)光板1的發(fā)射角θ1是0°(豎直)至50°時,從導(dǎo)光板1發(fā)射的光在側(cè)部E1、E2和E3處折射;然而,由于光出射面Sout3處的入射角大于臨界角,因此該光由單面變形三角棱鏡片3’的光出射面Sout3全反射。因此,光幾乎不會穿過單面變形三角棱鏡片3’。在示出了當(dāng)光源2a開啟時的單面變形三角棱鏡片3’的左眼配光分布的圖8中,實線表示存在壓模部13的左眼配光分布,并且虛線表示不存在壓模部13的左眼配光分布。在圖8中,I是單面變形三角棱鏡片3’的光出射面Sout3處的亮度,并且I0是亮度I的最大值。如圖8中的實線所示,當(dāng)單面變形三角棱鏡片3’的發(fā)射角θ2是0°至-30°時,通過使用壓模部13抑制圖3的返回光R3來弱化相對亮度I/I0。因此,右眼視差圖像沒有受到影響(減少了右眼視差圖像與左眼視差圖像之間的串?dāng)_)。在圖8中,當(dāng)發(fā)射角θ2是+0°至+30°時,相對亮度I/I0較強,而當(dāng)發(fā)射角θ2是0°至-30°時,相對亮度I/I0非常弱。注意的是,當(dāng)光源2b開啟時,當(dāng)發(fā)射角θ2是0°至+30°時,通過抑制圖3A和圖3B的返回光R3來弱化相對亮度I/I0。因此,左眼視差圖像沒有受到影響(減少了右眼視差圖像與左眼視差圖像之間的串?dāng)_)。而且,當(dāng)發(fā)射角θ2是0°至-30°時,相對亮度I/I0較強。因此,單面變形棱鏡片3’的左眼配光分布與右眼配光分布相對于θ2=0°對稱。在上述實施方式中,平坦鏡面部11的寬度是一定的;然而,平坦鏡面部11的寬度能夠改變。甚至在該情況下,導(dǎo)光板1相對于光入射面Sina與Sinb之間的中心面對稱。而且,單面變形三角棱鏡片3’由單種材料制成;然而,單面變形三角棱鏡片3’能夠由彼此堆疊的兩種或更多種不同材料制成。此外,單面變形三角棱鏡片3’能夠是兩段或四段三角棱鏡。在示出圖1B的單面變形三角棱鏡片3’的第一示例的圖9中,為了在觀看者20位于裝置10”的顯示圖像的中心的前方時在裝置10”的顯示圖像的中心處顯示立體圖像,相對于它們的長邊的法線改變棱鏡的頂點的角度d(-2)、d(-1)、d0、d1和d2。在該情況下,顯示圖像的中心處的角度d0為0°,負側(cè)角度d(-1)和d(-2)逐漸地增加,并且正側(cè)角度d1和d2也逐漸增加。即,d(-2)>d(-1)>d0或d0<d1<d2。注意的是,角度d(-2)、d(-1)、d0、d1和d2的改變量不是始終相同的。因此,當(dāng)沒有驅(qū)動電壓Vd施加到光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7時,在顯示圖像的中心處顯示立體圖像。當(dāng)要求該立體圖像顯示在顯示圖像的左側(cè)或右側(cè)時,驅(qū)動電壓Vd被施加到光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7。在該情況下,能夠由光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7將立體圖像朝向顯示圖像的中心的左側(cè)方向或朝向右側(cè)方向移動。因此,立體圖像能夠顯示在顯示圖像的中心以及左側(cè)或右側(cè)。在示出圖1B的單面變形三角棱鏡片3’的第二示例的圖10中,為了在觀看者位于裝置10”的顯示圖像的左側(cè)時在裝置10”的顯示圖像的左側(cè)顯示立體圖像,相對于棱鏡的長邊的法線改變棱鏡的頂點的角度d0、d1、d2、d3和d4。在該情況下,顯示圖像的左側(cè)的角度d0為0°,并且角度d1、d2、d3和d4逐漸地增加。即,d0<d1<d2<d3<d4。注意的是,角度d0、d1、d2、d3和d4的改變量不是始終相同的。因此,當(dāng)沒有驅(qū)動電壓Vd施加到光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7時,在顯示圖像的左側(cè)顯示立體圖像。當(dāng)要求該立體圖像顯示在顯示圖像的中心或右側(cè)時,驅(qū)動電壓Vd被施加到光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7。在該情況下,能夠由光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7將立體圖像朝向顯示圖像的左側(cè)的右側(cè)方向移動。因此,立體圖像能夠顯示在顯示圖像的中心以及左側(cè)和右側(cè)。例如,當(dāng)最大驅(qū)動電壓Vd被施加到光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7時,假設(shè)光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7以20°傾斜。在該情況下,單面變形三角棱鏡片3’的出射角度被使得為-10°。將在下面參考圖11A、圖11B、圖11C、圖12A和圖12B描述圖1B的光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7。在圖11A中,在由玻璃或塑料制成的透明基板71上形成有由銦錫氧化物(ITO)制成的透明電極層72。然后,棱鏡陣列73形成在透明電極層72上。將在下面討論棱鏡陣列73。配向?qū)?4形成在棱鏡陣列73上。注意的是,根據(jù)情況需要,對透明電極層72進行圖案化。另一方面,在由玻璃或塑料制成的透明基板75上形成有由ITO制成的透明電極層76。然后,在透明電極層76上形成配向?qū)?7。注意的是,透明電極層76也根據(jù)情況需要進行圖案化。在透明基板71的側(cè)面與透明基板75的側(cè)面之間分散有大量顆粒間隔物以保持液晶層78被注入到其中的透明基板71與75之間的距離。配向?qū)?4和77在沒有電壓施加的情況下將液晶層78的液晶分子的配向狀態(tài)限定在水平配向狀態(tài)中。注意的是,對于配向?qū)?4和77執(zhí)行摩擦配向處理或紫外線配向處理。液晶層78由具有正介電各向異性Δε(Δε>0)的向列液晶材料制成。液晶層78內(nèi)的粗線表示液晶分子,其中,相對于透明基板71和75分配有預(yù)定預(yù)傾角,從而液晶層78中的液晶分子在沒有施加有電壓的情況下從水平角相對于透明基板71和75略微傾斜。圖11B的光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7與圖11A的光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7相同,不同之處在于,透明電極層72’形成在棱鏡陣列73上。因此,雖然施加到液晶層78的電場強度與圖11A中的不同,但是圖11B的光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7的操作與圖11A的光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7相同。圖11C的光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7與圖11B的光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7相同,不同之處在于圖11B的透明電極層72’被分為多個條狀透明電極層72’a、72’b和72’c。結(jié)果,能夠在由條狀透明電極層72’a、72’b和72’c限定的區(qū)域中建立多個不同的電壓施加狀態(tài)。在圖11A、圖11B和圖11C中,施加到液晶層78的驅(qū)動電壓Vd足夠低(例如,幾伏特)。在該情況下,由于圖11B和圖11C的透明電極層72’、72’a、72’b和72’c位于棱鏡陣列73上,因此,圖11B和圖11C中的驅(qū)動電壓Vd能夠低于圖11A中的驅(qū)動電壓Vd。而且,液晶層78的盒厚度依賴于棱鏡陣列73的位置;然而,如果對于配向?qū)?4和77執(zhí)行反平行配向處理,則驅(qū)動電壓Vd的閾值電壓幾乎不依賴于液晶層78的盒厚度,從而在棱鏡陣列73與液晶層78之間的界面處不存在折射率變化的差異。而且,光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7不需要在傳統(tǒng)液晶元件中使用的偏振器,并且因此,光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7原則上具有高透射率。具體地,能夠預(yù)計光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7的透射率高于90%,并且,如果對于光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7執(zhí)行抗反射涂覆,則能夠預(yù)計上述透射率高于95%。注意的是,上述配向處理能夠是扭曲配向處理。圖12A是圖11A、圖11B和圖11C的棱鏡陣列的透視圖,并且圖12B是圖12A的棱鏡陣列73的部分截面圖。如圖12A中所示,棱鏡陣列73由沿著一個方向布置的多個傾斜/突出棱鏡形成。棱鏡陣列73從向上方向看形成為有裂縫的形狀。而且,棱鏡陣列73由在接觸特性方面優(yōu)異的耐熱樹脂制成。如圖12B中所示,各棱鏡具有直角三角形截面(頂角為75°并且底角為15°),并且棱鏡具有大約20μm的節(jié)距和大約5.2μm的高度H。因此,從棱鏡的底部入射的光L根據(jù)斯涅爾折射定律根據(jù)液晶層78的折射率n在其斜面處發(fā)生折射。這時,圖1B的控制電路6在透明電極層72和76之間施加驅(qū)動電壓Vd。結(jié)果,液晶層78的液晶分子的列根據(jù)驅(qū)動電壓Vd而改變以改變液晶層78的折射率n,因此,主動地改變棱鏡陣列73(準確地說,配向?qū)?4)和液晶層78處的光的折射角。根據(jù)棱鏡陣列73的棱鏡形狀、液晶層78的折射率和各向異性等等,折射角大約為幾度至20度。在圖11A、圖11B和圖11C中,液晶層78的液晶盒的響應(yīng)速度取決于液晶層78的盒厚度,并且將與盒厚度的平方值成比例。而且,由于液晶層78的盒厚度取決于棱鏡陣列73的位置,因此液晶分子的響應(yīng)速度依賴于棱鏡陣列73的位置。因此,當(dāng)以最大盒厚度的情況下的液晶分子的響應(yīng)速度改變驅(qū)動電壓Vd時,立體圖像的顯示位置將微妙地偏移。如果積極利用該偏移,則立體圖像的顯示看起來像是熱波那樣閃爍。此外,當(dāng)驅(qū)動電壓Vd逐漸增加或減小時,立體圖像的顯示位置連續(xù)地變化。圖13A、圖13B、圖13C、圖14A、圖14B和圖14C是示出當(dāng)驅(qū)動電壓Vd改變時的圖1B的光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7(透射式顯示面板4)的左眼配光分布和右眼配光分布的圖。注意的是,θ3被定義為光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7處(即,透射式顯示面板4)處的光的發(fā)射角。首先,當(dāng)驅(qū)動電壓Vd為0V時,光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7的左眼配光分布的中心處于θ3=+2.5°,并且光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7的右眼配光分布的中心處于θ3=-7°,如圖13A中所示。接下來,當(dāng)驅(qū)動電壓Vd增加到3V時,光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7的左眼配光分布的中心變?yōu)樘幱讦?=+2.3°,并且光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7的右眼配光分布的中心變?yōu)樘幱讦?=-5.8°,如圖13B中所示,因此,立體圖像的顯示位置被朝向左側(cè)略微偏移。接下來,當(dāng)驅(qū)動電壓Vd增加到6V時,光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7的左眼配光分布的中心變?yōu)樘幱讦?=+4.9°,并且光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7的右眼配光分布的中心變?yōu)樘幱讦?=-3.9°,如圖13C中所示,因此,立體圖像的顯示位置被朝向左側(cè)略微偏移。接下來,當(dāng)驅(qū)動電壓Vd增加到9V時,光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7的左眼配光分布的中心變?yōu)樘幱讦?=+4.9°,并且光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7的右眼配光分布的中心變?yōu)樘幱讦?=-3.2°,如圖14A中所示,因此,立體圖像的顯示位置被朝向左側(cè)略微偏移。之后,即使當(dāng)驅(qū)動電壓Vd增加到12V和15V時,光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7的左眼配光分布的中心也仍然處于θ3=+4.9°,并且光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7的右眼配光分布的中心仍然處于θ3=-3.2°,如圖14B和14C中所示,因此,立體圖像的顯示位置被朝向左側(cè)略微偏移。因此,根據(jù)驅(qū)動電壓Vd,立體圖像的顯示位置能夠朝向右側(cè)(從立體顯示裝置10”的前方看)移動,即,朝向左側(cè)(從觀看者20看)移動。因此,當(dāng)控制電路6根據(jù)傳感器10a的感測信號改變驅(qū)動電壓Vd時,立體圖像能夠根據(jù)觀看者20的位置朝向適合的方向移動。圖15是解釋圖1B的相位差板8的操作的視圖。如圖15中所示,由于棱鏡的長邊被彼此平行地布置在單面變形三角棱鏡片3’的光出射面Sout3上,因此單面變形三角棱鏡片3’的主偏振方向P1與單面變形三角棱鏡片3’的棱鏡的長邊的方向一致。另一方面,配向?qū)?4和77的反平行配向方向P74和P77相對于單面變形三角棱鏡片3’的棱鏡的長邊的方向的角度為約45°。因此,使用相位差板8旋轉(zhuǎn)單面變形三角棱鏡片3’的主偏振方向P1,在該情況下,該相位差板8為半波長(λ/2)板,相位差板8的主偏振方向P2為45°并且與反平行配向方向P74和P77一致。另一方面,液晶層78的液晶分子傳統(tǒng)上為細長形狀。因此,沿著液晶盒的長軸的偏振光能夠被折射,而沿著液晶盒的短軸的偏振光不能夠被折射。因此,利用相位差板8的沿著偏振方向P2的偏振光的所有分量能夠由液晶層78的液晶盒折射,因此,增強了光的利用效率。注意的是,如果單面變形三角棱鏡片3’的主偏振方向P1和反平行配向方向P74和P77之間的角度為α,則相位差板8的相位差為α/2。而且,如上所述,在圖1B中,接觸層9-1插入在單面變形三角棱鏡片3’與相位差板8之間,并且接觸層9-2插入在相位差板8與光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7之間,并且接觸層9-3插入在光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7與透射式液晶顯示面板4之間。接觸層9-1、9-2和9-3由基礎(chǔ)層(由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成)和位于基礎(chǔ)層的兩面上的粘附層(由硅酮樹脂、聚乙烯樹脂或丙烯酸樹脂制成)構(gòu)成。接觸層9-1、9-2和9-3的材料被選擇為使得單面變形三角棱鏡片3’與相位差板8等等之間的折射率的差能夠變小,因此抑制由于全反射導(dǎo)致的返回光的生成。注意的是,返回光將導(dǎo)致串?dāng)_。例如,如果單面變形三角棱鏡片3’由PET制成,則接觸層9-1、9-2和9-3的基礎(chǔ)層由PET制成。注意的是,接觸層9-1、9-2和9-3能夠僅由諸如硅酮樹脂、聚乙烯樹脂或丙烯酸樹脂的粘附材料制成。圖16A是示出圖1A的免眼鏡式立體顯示裝置的修改的示意圖,并且圖16B是圖16A的立體顯示裝置的詳細視圖。在圖16A中,圖1A的免眼鏡式立體顯示裝置10”由其中相位差板8和光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7設(shè)置在透射式液晶顯示面板4的光出射側(cè)上的免眼鏡式立體顯示裝置10”’替代,如圖16B中所示。即使在該情況下,相位差板8的相位差也被確定為使得單面變形三角棱鏡片3’的棱鏡主偏振方向與光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)7的反平行配向方向一致。即使在上述實施方式中,能夠提供兩個導(dǎo)光板(即,下導(dǎo)光板和疊置在下導(dǎo)光板上的上導(dǎo)光板)來替代導(dǎo)光板1(參見JP2010-286813A)。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,很明顯,可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下對本發(fā)明做出各種修改和變化。因此,本發(fā)明旨在涵蓋本發(fā)明的落入所附權(quán)利要求及其等同物范圍內(nèi)的這些修改和變化。以上和在本說明書的背景技術(shù)部分描述的全部相關(guān)或者現(xiàn)有技術(shù)引用在此通過引用整體并入。
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