專利名稱:光源裝置、顯示設(shè)備和電子裝置的制作方法
光源裝置、顯示設(shè)備和電子裝置技術(shù)領(lǐng)域
本公開涉及能夠通過視差屏障方法使能立體視覺的光源裝置、顯示設(shè)備和電子裝置。
背景技術(shù):
已知視差屏障方法的立體顯示設(shè)備是能夠在不必佩戴專用眼鏡的裸眼的情況下 使能立體視覺的立體三維顯示方法。該立體顯示設(shè)備被布置成與在二維顯示面板的前表面 (顯示表面?zhèn)?上的視差屏障相對。視差屏障的一般結(jié)構(gòu)包括沿水平方向交替地屏蔽部分 和條紋打開部分(狹縫部分),其中屏蔽部分屏蔽來自二維顯示面板的顯示圖像光,并且條 紋打開部分(狹縫部分)透射顯示圖像光。
在視差屏障方法中,通過在二維面板中空間分離地顯示用于立體視覺的視差圖像 (在兩個視點的情況下,用于右眼的視點圖像和用于左眼的視點圖像),并且以視差屏障沿 水平方向視差分離該視差圖像,來執(zhí)行立體視覺。在觀察者從規(guī)定位置和方向觀看立體顯 示設(shè)備的情況下,通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在視差屏障中的狹縫寬度等,不同視差圖像的光可以通 過狹縫部分分別進入觀察者的左右眼。
注意,在例如使用透射型液晶顯示面板作為二維面板的情況下,將視差屏障布 置在二維顯示面板的后表面?zhèn)鹊呐渲檬强尚械?參考日本專利No. 3565391的圖1和 JP2007-187823A的圖3)。在這種情況下,視差屏障布置在透射型液晶顯示面板和背光燈之 間。發(fā)明內(nèi)容
然而,在視差屏障方法的立體顯示設(shè)備中,由于對于視差屏障來說,由于三維顯示 的專用部件是必要的,因此,相對于由于普通二維顯示的顯示設(shè)備,可能需要較大的零件數(shù) 目和布置空間。
期望提供能夠?qū)崿F(xiàn)與使用導(dǎo)光板的視差屏障具有等效功能的光源裝置、顯示設(shè)備 和電子裝置。
根據(jù)本公開的實施例,提供了一種光源裝置,其包括導(dǎo)光板,其具有彼此相對的 第一內(nèi)反射表面和第二內(nèi)反射表面;第一光源,其從橫向方向向?qū)Ч獍逭丈涞谝徽彰鞴猓?第二光源,其布置成與在導(dǎo)光板上形成第二內(nèi)反射表面的一側(cè)相對,并且向第二內(nèi)反射表 面照射第二照明光;以及光學(xué)元件,其布置在導(dǎo)光板與第二光源之間并且減小入射光的強 度。多個散射區(qū)域設(shè)置在第二內(nèi)反射表面上,其中第二內(nèi)反射表面向?qū)Ч獍宓耐獠可⑸洳?發(fā)射來自所述第一內(nèi)反射表面的所述第一照明光。
根據(jù)本公開的顯示設(shè)備包括顯示部分,其執(zhí)行圖像顯示;以及光源裝置,其向顯 示部分發(fā)射用于圖像顯示的光,并且該光源裝置由上面所示的光源裝置構(gòu)成。
根據(jù)本公開的電子裝置包括上面所示的本公開的顯示設(shè)備。
在根據(jù)本公開的光源裝置、顯示設(shè)備或電子裝置中,來自第一光源的第一照明光被散射區(qū)域散射,并且第一照明光從第一內(nèi)反射表面射向?qū)Ч獍宓耐獠?。以這種方式,可 以在導(dǎo)光板本身中設(shè)置作為視差屏障的功能。即,散射區(qū)域可以等效地用作具有開口部分 (狹縫部分)的視差屏障。這里,例如,在第一照明光透射通過散射區(qū)域并且在第二光源的 表面處被反射的情況下,雖然第一照明光被認為作為意外的發(fā)射光而射向?qū)Ч獍宓耐獠浚?但該意外的發(fā)射光可以通過在導(dǎo)光板和第二光源之間設(shè)置減小入射光的強度的光學(xué)元件 來減少。
根據(jù)本公開的光源裝置、顯示設(shè)備或電子裝置,由于散射區(qū)域設(shè)置在導(dǎo)光板的第 二內(nèi)反射表面中,因此可以在導(dǎo)光板本身中等效地設(shè)置作為視差屏障的功能。此外,由于在 導(dǎo)光板和第二光源之間設(shè)置了減小入射光的強度的光學(xué)元件,因此可以減少在第二光源的 表面上反射的意外的發(fā)射光。
圖1是示出了在僅第一光源處于打開(照明)狀態(tài)的情況下、具有來自光源裝置 的光線的發(fā)射狀態(tài)的根據(jù)本公開的第一實施例的顯示設(shè)備的配置示例的截面圖2是示出了在僅第二光源處于打開(照明)狀態(tài)的情況下、具有來自光源裝置 的光線的發(fā)射狀態(tài)的圖1所示的顯示設(shè)備的配置示例的截面圖3是示出了在第一光源和第二光源均處于打開(照明)狀態(tài)的情況下、具有來 自光源裝置的光線的發(fā)射狀態(tài)的圖1所示的顯示設(shè)備的配置示例的截面圖4是示出了圖1所示的顯示設(shè)備的修改示例的截面圖5是示出了在圖1所示的顯示設(shè)備中截止濾光片的操作的截面圖6A是示出了在圖1所示的顯示設(shè)備中導(dǎo)光板表面的第一配置示例的截面圖6B是示意性地示出了在圖6A所示的導(dǎo)光板表面處的光線的散射和反射狀態(tài)的 說明圖7A是示出了在圖1所示的顯示設(shè)備中導(dǎo)光板表面的第二配置示例的截面圖7B是示意性地示出了在圖7A所示的導(dǎo)光板表面處的光線的散射和反射狀態(tài)的 說明圖8A是示出了在圖1所示的顯示設(shè)備中導(dǎo)光板表面的第三配置示例的截面圖8B是示意性地示出了在圖8A所示的導(dǎo)光板表面處的光線的散射和反射狀態(tài)的 說明圖9是示出了顯示部分的像素結(jié)構(gòu)的示例的平面圖10(A)是示出了在兩個視點圖像被分配的情況下、分配圖案和散射區(qū)域的布置 圖案之間的對應(yīng)關(guān)系的示例的平面圖,并且(B)是(A)的截面圖11是示出了在僅第一光源處于打開(照明)狀態(tài)的情況下、具有來自光源裝置 的光線的發(fā)射狀態(tài)的根據(jù)比較示例的顯示設(shè)備的配置示例的截面圖12是示出了在僅第一光源處于打開(照明)狀態(tài)的情況下、具有來自光源裝置 的光線的發(fā)射狀態(tài)的根據(jù)本公開的第二實施例的顯示設(shè)備的配置示例的截面圖13是示出了在使用偏光板作為光學(xué)元件的情況下,第二照明光的透射狀態(tài)的 示例;
圖14是示出了在使用截止濾光片作為光學(xué)元件的情況下、第二照明光的透射狀態(tài)的示例的說明圖;以及
圖15是示出了電子裝置的示例的大綱視圖。
具體實施方式
在下文中,將參考附圖詳細描述本公開的優(yōu)選實施例。注意,在本說明書和附圖 中,具有基本相同的功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件使用相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)識,并且省略這些結(jié) 構(gòu)元件的重復(fù)說明。
在下文中,將通過參考附圖詳細描述本公開的實施例。注意,將以如下順序給出描 述。
1.第一實施例
其中截止濾光片布置在導(dǎo)光板和第二光源之間的顯示設(shè)備的示例2.第二實施例
2.第二實施例
其中偏光板布置在導(dǎo)光板和第二光源之間的顯不設(shè)備的不例3.其他實施例
3.第三實施例
電子裝置的配置示例
<第一實施例>
[顯示設(shè)備的總體配置]
圖1-3示出了根據(jù)本公開的第一實施例的顯示設(shè)備的示例配置。顯示設(shè)備包括顯 示部分I和光源裝置,其中顯示部分I執(zhí)行圖像顯示,并且光源裝置布置在顯示部分I的后 側(cè)表面上并且向顯示部分I照射用于圖像顯示的光。光源裝置包括第一光源2 (用于2D/3D 顯不的光源)、導(dǎo)光板3、第二光源7 (用于2D顯不的光源)以及截止濾光片20。導(dǎo)光板3 具有布置成與顯示部分I側(cè)相對的第一內(nèi)反射表面3A、以及布置成與第二光源7側(cè)相對的 第二內(nèi)反射表面3B。注意,雖然除了這些以外,該顯示設(shè)備還包括用于顯示部分I的控制電 路(對于顯示等可能是必要的),但其配置與用于一般顯示器的控制電路類似,并且因此將 從下面的描述中省略。此外,雖然未示出,但光源裝置包括控制電路,其執(zhí)行第一光源2和 第二光源7的打開(照明)和關(guān)閉(非照明)控制。
該顯示設(shè)備能夠任意且選擇性地在整個屏幕上的二維(2D)顯示模式和整個屏幕 上的三維(3D)顯示模式之間切換。在二維顯示模式和三維顯示模式之間的切換可以使能 在顯示部分I中顯示的圖像數(shù)據(jù)的切換控制以及第一光源2和第二光源7的開/關(guān)控制。 圖1示意性地示出了在僅第一光源2處于打開(照明)狀態(tài)并且對應(yīng)于三維模式的情況下、 來自光源的光線的發(fā)射狀態(tài)。圖2示意性地示出了在僅第二光源7處于打開(照明)狀態(tài) 并且對應(yīng)于二維模式的情況下、來自光源的光線的發(fā)射狀態(tài)。此外,圖3示意性地示出了在 第一光源2和第二光源7都處于打開(照明)狀態(tài)且對應(yīng)于三維模式的情況下、來自光源 的光線的發(fā)射狀態(tài)。
顯示部分I被配置為使用透射型二維顯示面板(例如,透射型液晶顯示面板),并 且如圖9所示,顯示部分I具有多個像素,該多個像素包括用于R(紅色)的像素11R、用于 G(綠色)的像素IlG以及用于B (藍色)的像素11B,并且該多個像素以矩陣形式布置。顯 示部分I通過根據(jù)圖像數(shù)據(jù)調(diào)制用于各個像素的來自光源裝置的光,來執(zhí)行圖像顯示?;?于三維圖像數(shù)據(jù)的多個視點圖像和基于二維圖像數(shù)據(jù)的圖像可以任意且選擇性地切換并且在顯示部分I中示出。注意,三維圖像數(shù)據(jù)是包含例如與在三維顯示中的多個視角方向 對應(yīng)的多個視點圖像的數(shù)據(jù)。例如,在執(zhí)行雙眼式三維顯示時,數(shù)據(jù)是用于右眼顯示和用于 左眼顯示的視點圖像的數(shù)據(jù)。在執(zhí)行三維顯示模式的顯示時,例如,包括多個條紋視點圖像 的復(fù)合圖像被生成并且顯示在一個屏幕中。注意,多個視點圖像被分配到顯示部分I的各 個像素,并且之后將描述該分配模式與散射區(qū)域31的布置模式之間的對應(yīng)關(guān)系的具體示 例。
第一光源2通過使用例如熒光燈(諸如CCFL(冷陰極熒光燈)或LED(發(fā)光二極 管)等)來配置。第一光源2從橫向方向向?qū)Ч獍?的內(nèi)部照射第一照明光LI (圖1)。第 一光源2布置在導(dǎo)光板3的側(cè)表面的至少一者上。例如,在導(dǎo)光板3的平面形狀是矩形的 情況下,將有四個側(cè)表面,并且第一光源2可以布置在側(cè)表面的至少一者中。在圖1中,示 出了第一光源2布置在導(dǎo)光板3的兩個相對側(cè)表面上的配置示例。根據(jù)二維顯示模式與三 維顯示模式之間的切換來對第一光源2進行打開(照明)和關(guān)閉(非照明)控制。具體 而言,當(dāng)在顯示部分I中顯示基于三維圖像數(shù)據(jù)的圖像的情況下(在三維圖像模式的情況 下),第一光源2被控制處于照明狀態(tài),并且當(dāng)在顯示部分I中顯示基于二維圖像數(shù)據(jù)的圖 像的情況下(在二維圖像模式的情況下),第一光源2被控制處于非照明狀態(tài)或照明狀態(tài)。
第二光源7布置成與在導(dǎo)光板3中形成第二內(nèi)反射表面3B的一側(cè)相對。第二光 源7從外側(cè)表面向第二內(nèi)反射表面3B照射第二照明光LlO (參見圖2和圖3)。第二光源7 可以是照射具有相同平面亮度的光的表面光源,并且第二光源7本身的結(jié)構(gòu)不限于該具體 結(jié)構(gòu),并且可以使用市面上的表面光源??梢钥紤]使用諸如CCFL或LED等發(fā)光體的結(jié)構(gòu)、 用于使平面亮度均勻的光漫射面板燈。根據(jù)二維顯示模式與三維顯示模式之間的切換來對 第二光源7進行打開(照明)和關(guān)閉(非照明)控制。具體而言,當(dāng)在顯示部分I中顯示 基于三維圖像數(shù)據(jù)的圖像的情況下(在三維圖像模式的情況下),第二光源7被控制處于非 照明狀態(tài),并且當(dāng)在顯示部分I中顯示基于二維圖像數(shù)據(jù)的圖像的情況下(在二維圖像模 式的情況下),第二光源7被控制處于照明狀態(tài)。
導(dǎo)光板3例如由使用丙烯酸樹脂等的透明塑料面板來配置。假設(shè)導(dǎo)光板3除了第 二內(nèi)反射表面3B以外的全部表面均透明。例如,在導(dǎo)光板3的平面形狀是矩形的情況下, 假設(shè)第一內(nèi)反射表面3A和四個側(cè)表面在它們的整個表面上是透明的。
第一內(nèi)反射表面3A在整個表面上經(jīng)受鏡面化工藝(mirror surfaceprocess),以 滿足全反射條件的入射角度入射的光線在導(dǎo)光板3的內(nèi)部全內(nèi)反射,并且偏離全反射條件 的光線射向外部。
第二內(nèi)反射表面3B具有散射區(qū)域31和全反射區(qū)域32。如后面所述,散射區(qū)域31 通過激光工藝、噴砂工藝、涂漆工藝或者通過將成形為光散射構(gòu)件的薄片應(yīng)用到導(dǎo)光板3 的表面來形成。當(dāng)設(shè)定為三維顯示模式時,第二內(nèi)反射表面3B上的散射區(qū)域31用作應(yīng)用 來自第一光源2的第一照明光LI的視差屏障的打開部分(狹縫部分),并且全反射區(qū)域32 用作屏蔽部分。第二內(nèi)反射表面3B上的散射區(qū)域31和全反射區(qū)域32由成為與視差屏障 對應(yīng)的結(jié)構(gòu)的圖案來產(chǎn)生。即,全反射區(qū)域32由與視差屏障中的屏蔽部分的圖案產(chǎn)生,并 且散射區(qū)域31由與視差屏障中的打開部分對應(yīng)的圖案來產(chǎn)生。注意,可以使用各種類型的 對象作為視差屏障的屏障圖案,諸如其中縱向狹縫型打開部分沿很多水平方向或平行于屏 蔽部分布置的條紋圖案等,并且這些對象沒有特定地限制。
第一內(nèi)反射表面3A和第二內(nèi)反射表面3B上的全反射區(qū)域32全內(nèi)反射以滿足全反射條件的入射角度Θ I照射的光線(全內(nèi)反射以大于規(guī)定臨界角度α的入射角度Θ1 入射的光線)。以這種方式。來自第一光源2且以滿足全反射條件的入射角度Θ1入射的第一照明光LI,通過第一內(nèi)反射表面3Α和第二內(nèi)反射表面3Β上的全反射區(qū)域32之間的全內(nèi)反射被導(dǎo)向橫向方向。如圖2或圖3所示,全反射區(qū)域32還透射來自第二光源7的第二照明光L10,并且使第二照明光LlO作為偏離全反射條件的光線攝像第一內(nèi)反射表面3Α。
注意,針對假設(shè)為nl的導(dǎo)光板3的折射率和假設(shè)為n0 ( < nl)的導(dǎo)光板3的外部介質(zhì)(空氣層)的折射率的臨界角度α表示如下。假設(shè)α和Θ I是相對于導(dǎo)光板表面的法線的。滿足全反射條件的入射角度Θ I變?yōu)棣?1 > α。
Sin a = nO/nl
如圖1所示,散射和反射來自第一光源2的第一照明光LI,并且使第一照明光LI 的至少一部分作為偏離全反射條件的光線(散射光線L20)射向第一內(nèi)反射表面3A。
截止濾光片20設(shè)置在導(dǎo)光板3的第二內(nèi)反射表面3B和第二光源7之間。截止濾光片20是減小入射光的強度的光學(xué)元件。
[截止濾光片20的操作和具體配置示例]
將通過參考圖5和圖11的比較示例來描述截止濾光片20的操作。在沒有設(shè)置截止濾光片20的情況下(諸如在圖11的比較示例中),在導(dǎo)光板3中的第一照明光LI的一部分光成為通過在第二光源7的表面處的反射返回到導(dǎo)光板3的光,并且作為意外發(fā)射光 L3從導(dǎo)光板3向外部射出。在執(zhí)行三維顯不的情況下,這樣的意外發(fā)射光L3被認為混合了用于左眼的圖像和用于右眼的圖像,即所謂的串?dāng)_的產(chǎn)生。另一方面,在設(shè)置截止濾光片 20的情況下,如圖5所示,透射通過散射區(qū)域31的第一照明光LI通過成為返回到導(dǎo)光板3 的光而至少兩次通過截止濾光片20。以這樣的方式,可以通過實質(zhì)上減小返回到導(dǎo)光板3 的光的強度來減少串?dāng)_的產(chǎn)生。
在三維模式的情況下,截止濾光片20的透射率減小得越大,由上述意外發(fā)射光L3 造成的串?dāng)_的產(chǎn)生減少得越大。另一方面,在二維模式的情況下,由于來自第二光源7的第二照明光LlO的強度被截止濾光片20減小,因此在二維顯示中造成了光的利用效率的降低。因此,優(yōu)選地使用考慮到二維顯示和三維顯示的顯示特性而適當(dāng)?shù)膶ο笠约巴干渎蔬m合的對象作為截止濾光片20。此外,截止濾光片20可以優(yōu)選地具有在可見光線區(qū)域中幾乎恒定的透射率。當(dāng)透射率由于波長而相差很大時,來自第一光源2和第二光源7的光的光譜組分在從導(dǎo)光板3射出的階段相差較大,并且觀察到二維顯示和三維顯示之間的顏色不同。通過考慮這樣的情況,優(yōu)選地使用ND(中性密度)濾波器作為截止濾光片20。此外,可以使用例如彩色丙烯酸面板。此外,代替截止濾光片20,可以使用可變透射率的元件,例如液晶顯示面板。在這種情況下,透射率可以被控制為使得透射率在二維模式的情況下變得相對較高,并且透射率在三維模式的情況下變得相對較低。
[顯示設(shè)備的配置的修改示例]
在圖1所示的顯示設(shè)備中,顯示部分I的像素部分和導(dǎo)光板3的散射區(qū)域31可能必須布置成彼此相對以維持規(guī)定距離山從而進行顯示部分I中所示的多個視點圖像的空間分離。雖然在圖1中,顯示部分I和導(dǎo)光板3之間的空間是空氣間隙,但如圖4的第一修改示例所示,間隔片8可布置在顯示部分I與導(dǎo)光板3之間,以維持規(guī)定距離d。間隔片8可以使用減少散射的透明且無色的材料,例如PMMA等。該間隔片8可以設(shè)置成使得其完全覆蓋顯示部分I的后側(cè)表面和導(dǎo)光板3的表面,并且8可以在滿足維持距離d的最小需求的情況下局部設(shè)置。
此外,可以通過增加導(dǎo)光板3的整體厚度來減小空氣間隙。
[散射區(qū)域31的具體配置示例]
圖6A不出了導(dǎo)光板3中的第二內(nèi)反射表面3B的第一配置不例。圖6B不意性地不出了在圖6A所示的第一配置示例中、光線在第二內(nèi)反射表面3B處的反射狀態(tài)和散射狀態(tài)。 該第一配置示例是其中假設(shè)散射區(qū)域31是相對于全反射區(qū)域32凹陷的散射區(qū)域31A的配置示例。這樣的凹陷的散射區(qū)域31A可以例如通過噴砂工藝或激光工藝來形成。例如,在導(dǎo)光板3的表面已經(jīng)被鏡面化處理之后,可通過激光工藝來形成對應(yīng)于散射區(qū)域31A的部分。在該第一配置示例的情況下,來自第一光源2且以滿足全反射條件的入射角度Θ1入射的第一照明光Lll在第二內(nèi)反射表面3B的全反射區(qū)域32處被全內(nèi)反射。另一方面,在凹陷的散射區(qū)域31A中,即使光以與全反射區(qū)域32相同的入射角度Θ I入射,入射的第一照明光L12的光線的一部分也將不能滿足在凹陷的側(cè)表面部分33處的全反射條件,光線的該部分將被散射且透射,并且剩余的光線將被散射且反射。如圖1所示,被散射且反射的光線(散射光線L20)的一部分或全部被作為偏離全反射條件的光線射向第一內(nèi)反射表面3A。
圖7A示出了導(dǎo)光板3中的第二內(nèi)反射表面3B的第二配置示例。圖7B示意性地示出了在圖7A所示的第二配置示例中、光線在第二內(nèi)反射表面3B處的反射狀態(tài)和散射狀態(tài)。該第二配置示例是其中假設(shè)散射區(qū)域31是相對于全反射區(qū)域32突出的散射區(qū)域31B 的配置示例。這樣的散射區(qū)域31B可以例如通過利用金屬模具模塑加工導(dǎo)光板3的表面來形成。在這種情況下,利用金屬磨具的表面對與全反射區(qū)域32對應(yīng)的部分進行鏡面化處理。在該第二配置示例的情況下,來自第一光源2且以滿足全反射條件的入射角度Θ1入射的第一照明光Lll被第二內(nèi)反射表面3B上的全反射區(qū)域32全內(nèi)反射。另一方面,在突出的散射區(qū)域31B中,即使光以與全反射區(qū)域32相同的入射角度Θ I入射,入射的第一照明光L12的光線的一部分在突出的側(cè)表面部分34處也將不滿足全反射條件,光線的該部分將被散射且透射,并且剩余的光線將被散射且反射。如圖所示1,被散射且反射的光線(散射光線L20)的一部分或全部被作為偏離全反射條件的光線射向第一內(nèi)反射表面3A。
圖8A示出了導(dǎo)光板3中的第二內(nèi)反射表面3B的第三配置示例。圖8B示意性地示出了在圖8A所示的第三配置示例中、光線在第二內(nèi)反射表面3B處的反射狀態(tài)和散射狀態(tài)。在圖6A和7A的配置示例中,散射區(qū)域31通過表面工藝形成為與導(dǎo)光板3的表面的全反射區(qū)域32的形狀不同的形狀。另一方面,根據(jù)圖8A的配置示例的散射區(qū)域31C已經(jīng)在沒有表面工藝的情況下,在導(dǎo)光板3的對應(yīng)于第二內(nèi)反射表面3B的表面上布置了具有與導(dǎo)光板3的材料不同的材料的光學(xué)元件35。在這種情況下,散射區(qū)域31C可以通過圖案化導(dǎo)光板3的例如通過絲網(wǎng)印刷白色涂層(例如,硫酸鋇)作為光學(xué)元件35的表面來形成。在該第三配置示例的情況下,來自第一光源2且以滿足全反射條件的入射角度Θ I入射的第一照明光Lll被第二內(nèi)反射表面3B上的全反射區(qū)域32全內(nèi)反射。另一方面,在其中布置有光學(xué)元件35的散射區(qū)域31C中,即使光以與全反射區(qū)域32相同的入射角度Θ I入射,A 射的第一照明光L12的光線的一部分也將被光學(xué)元件35散射且透射, 并且剩余的光線將被散射且反射。如圖1所示,被散射且反射的光線的一部分或全部被作為偏離全反射條件的光線射向第一內(nèi)反射表面3A。
配置示例不限于上面所包括的那些,并且對于散射區(qū)域31的配置可以考慮其他 配置示例。例如,可以通過諸如噴砂工藝、涂覆等來形成在導(dǎo)光板3的表面上與散射區(qū)域31 對應(yīng)的區(qū)域。此外,雖然散射區(qū)域31(散射區(qū)域31A、31B)的截面形狀在圖6A和圖7A中示 出為梯形示例,但截面形狀不限于梯形的情況,并且可以使用諸如半圓形或多邊形等各種 類型。
[顯示設(shè)備的基本操作]
在通過三維顯示模式在本顯示設(shè)備中執(zhí)行顯示的情況下,在顯示部分I中執(zhí)行基 于三維圖像數(shù)據(jù)的圖像顯示,并且針對三維顯示對第一光源2和第二光源7進行打開(照 明)和關(guān)閉(非照明)控制。具體而言,如圖1所示,第一光源2被控制為處于打開(照 明)狀態(tài),并且第二光源7被控制為處于關(guān)閉(非照明)狀態(tài)。在此條件下,來自第一光源 2的第一照明光LI通過在導(dǎo)光板3中的第一內(nèi)反射表面3A與第二內(nèi)反射表面3B的全反 射區(qū)域32之間的全內(nèi)反射,被從布置第一光源2的一個側(cè)表面光學(xué)地導(dǎo)向相對的另一個側(cè) 表面,并且從另一個側(cè)表面射出。另一方面,來自第一光源2的第一照明光LI的一部分通 過在導(dǎo)光板3的散射區(qū)域31處的散射和反射而透射通過導(dǎo)光板3的第一內(nèi)反射表面3A, 并且射向?qū)Ч獍?的外部。以這樣的方式,在導(dǎo)光板本身中可以提供視差屏障的功能。即, 對于來自第一光源2的第一照明光LI,散射區(qū)域31可以等效地用作打開部分(狹縫部分) 并且全反射區(qū)域32可以等效地用作具有屏障部分的視差屏障。以這樣的方式,可以通過其 中視差屏障布置在顯示部分I的后表面?zhèn)壬系囊暡钇琳戏椒▉淼刃У貓?zhí)行三維顯示。
在執(zhí)行這樣的三維顯示的情況下,可以認為第一照明光LI透射通過散射區(qū)域31, 并且在第一照明光LI在第二光源7的表面處被反射的情況下,第一照明光LI作為意外的 發(fā)射光L3射向?qū)Ч獍?的外部。根據(jù)本公開的本實施例,該意外的發(fā)射光L3通過在導(dǎo)光 板3與第二光源7之間設(shè)置截止濾光片20來減小,其中截止濾光片20減小入射光的強度, 如圖5所示。以這樣的方式,可以減小由意外的發(fā)射光L3造成的串?dāng)_的產(chǎn)生。
另一方面,在以二維顯示模式執(zhí)行顯示時,在顯示部分I中執(zhí)行基于二維圖像數(shù) 據(jù)的圖像顯示,并且針對二維顯示對第一光源2和第二光源7進行打開(照明)和關(guān)閉(非 照明)控制。具體而言,如圖2所示,第一光源2被控制為處于關(guān)閉(非照明)狀態(tài),并且 第二光源7被控制為處于打開(照明)狀態(tài)。在此情況下,來自第二光源7的第二照明光 LlO通過透射通過第二內(nèi)反射表面3B上的全反射區(qū)域32,作為偏離全反射條件的光線從第 一內(nèi)反射表面3A的幾乎整個表面射向?qū)Ч獍?的外部。即,導(dǎo)光板3用作與普通背光燈類 似的表面光源。以這種方式,可通過其中普通背光燈布置在顯示部分I的后表面上的背光 燈方法來等效地執(zhí)行二維顯示。
注意,雖然即使僅第二光源7被點亮?xí)r10從導(dǎo)光板3的幾乎整個表面射出,如果 需要,第一光源2也可以被點亮,如圖3所示。以這種方式,例如,通過在其中由于對應(yīng)于散 射區(qū)域31和全反射區(qū)域32的部分而產(chǎn)生亮度分布差別這樣的情況下、僅點亮第二光源7, 可以通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)第一光源2的照明功能(打開和關(guān)閉控制或者調(diào)節(jié)發(fā)光量)來優(yōu)化在 全部表面上的亮度分布。然而,在執(zhí)行二維顯示的情況下,并且當(dāng)在顯示部分I側(cè)上進行足 夠的亮度校正的情況下,例如,在具有來自第二光源7的照明的情況下不會有問題。
[視點圖像的分配圖案與散射區(qū)域31的布置圖案之間的對應(yīng)關(guān)系]
在通過三維顯示模式在本顯示設(shè)備中執(zhí)行顯示的情況下,通過對各個像素分配規(guī) 定的分配圖案而在顯示部分I中示出多個視點圖像。導(dǎo)光板3中的多個散射區(qū)域31設(shè)置 有與該規(guī)定的分配圖案對應(yīng)的規(guī)定的布置圖案。
在下文中,將描述視點圖像的分配圖案與散射區(qū)域31的布置圖案之間的對應(yīng)關(guān) 系的具體示例。如圖9所示,顯示部分I的像素結(jié)構(gòu)具有多個像素,該多個像素包括用于 R(紅色)的像素11R、用于G(綠色)的像素IlG以及用于B(藍色)的像素11B,并且該多 個像素以沿第一方向(豎直方向)和沿第二方向(水平方向)的矩陣布置。三個顏色11R、 IIG和IIB的各個像素沿水平方向周期性地且交替地布置,并且三個顏色I IR、IIG和IIB的 各個像素沿豎直方向排列。在該像素結(jié)構(gòu)的情況下,在顯示部分I中顯示普通二維圖像(二 維顯示模式)的情況下,三個顏色IlRUlG和IlB的各個像素的水平連續(xù)組合成為用于執(zhí) 行二維彩色顯示的一個像素(2D彩色顯示的一個單位像素)。圖9示出了針對沿水平方向 的6個像素部分和沿豎直方向的3個像素部分的2D彩色圖像的一個單位像素。
圖10示出了在兩個視點圖像(第一和第二視點圖像)被分配給顯示部分I的各 個像素的情況下,在圖9的像素結(jié)構(gòu)中視點圖像的分配圖案與散射區(qū)域31的布置圖案之間 的對應(yīng)關(guān)系。圖10(B)等效于圖10(A)的部分A-A丨的截面。圖10(B)示意性地示出了兩 個視點圖像的分離條件。在該示例中,2D彩色顯示的一個單位像素被分配為用于顯示一個 視點圖像的一個像素。然后,分配水平地且交替地顯示第一視點圖像和第二視點圖像的像 素。因此,2D彩色顯示的一個單位像素被水平地組合為兩個部分,并且成為三維顯示的一個 單位像素(一個立體顯示像素)。如圖10(B)所示,立體視覺在第一視點圖像僅到達觀察者 的右眼IOR并且第二視點圖像僅到達觀察者的左眼IOL的狀態(tài)下執(zhí)行。在該示例中,散射 區(qū)域31的水平布置位置被布置為,使其被放置在三維顯示的一個單位像素的大約中心的 部分中。
這里,散射區(qū)域31的水平方向的寬度Dl是與用于顯示一個視點圖像的一個像素 的寬度D2有關(guān)的尺寸。具體而言,散射區(qū)域31的寬度Dl的大小優(yōu)選地在寬度D2的O. 2 倍到約1. 5倍之間。散射區(qū)域31的寬度Dl增加得越多,被散射區(qū)域31散射的光的量增加 得越多,并且從導(dǎo)光板3射出的光的量增加得越多。因此,可以增大亮度。然而,當(dāng)散射區(qū) 域31的寬度Dl超過寬度D2的1. 5倍時,觀察到來自多個視點圖像的光混合,即,產(chǎn)生了串 擾,因此是不期望的。相反,散射區(qū)域31的寬度Dl減小得越多,被散射區(qū)域31散射的光的 量減小得越多,并且從導(dǎo)光板3射出的光的量減小得越多。因此,亮度降低。當(dāng)散射區(qū)域31 的寬度Dl降低到寬度D2的O. 2倍以下時,亮度降低得太多,圖像顯示變得太暗,并且因此 是不期望的。
注意,雖然圖10中的示例是針對兩個視點圖像的情況的,但視點數(shù)目(所顯示的 視點圖像的數(shù)目)不限于兩個,并且可以是三個或更多。此外,視點圖像的分配圖案和散射 區(qū)域31的布置圖案不限于圖10所示的示例,并且可以是其他圖案。例如,分配圖案可以是 如下分配圖案,即,沿對角線方向組合用于R(紅色)的像素11R、用于G(綠色)的像素IlG 以及用于B(藍色)的像素11B,并且將這些像素作為用于顯示一個視點圖像的一個像素分 配。在這種情況下,散射區(qū)域31成為沿對角線方向傾斜布置的圖案。
[效果]
根據(jù)如上所述本實施例的顯示設(shè)備,散射區(qū)域31和全反射區(qū)域32設(shè)置在導(dǎo)光板3的第二內(nèi)反射表面3B上,并且由于可以選擇性地向?qū)Ч獍?的外部發(fā)射來自第一光源2 的第一照明光LI和來自第二光源7的第二照明光L10,因此視差屏障的功能可以等效地設(shè) 置在導(dǎo)光板3本身當(dāng)中。以這樣的方式,相對于來自相關(guān)技術(shù)的視差屏障方法的立體顯示 設(shè)備,零件的數(shù)目減小,并且可以實現(xiàn)空間的節(jié)省。此外,由于用于減小入射光的強度的截 止濾光片20設(shè)置在導(dǎo)光板3與第二光源7之間,可以減小通過在第二光源7的表面上反射 而從導(dǎo)光板3射出的意外的發(fā)射光L3。
<第二實施例>
下面,將描述根據(jù)本公開的第二實施例的顯示設(shè)備。注意,相同的附圖標(biāo)記表示與 來自根據(jù)第一實施例的上述顯示設(shè)備的那些結(jié)構(gòu)元件基本相同的結(jié)構(gòu)元件,并且將適當(dāng)?shù)?省略它們的描述。
[顯示設(shè)備的總體配置]
圖12示出了在僅第一光源2處于打開(照明)狀態(tài)的情況下、在來自光源裝置的 光線的發(fā)射狀態(tài)下的根據(jù)第二實施例的顯示設(shè)備。代替在根據(jù)第一實施例的上述顯示設(shè)備 中的截止濾光片20,根據(jù)本實施例的顯示設(shè)備包括作為光學(xué)元件的偏光板20A。此外,還包 括設(shè)置在第二光源7與偏光板20A之間的反射型偏光膜21。其他部件類似于根據(jù)第一實施 例的上述顯示設(shè)備的那些部件。
反射型偏光膜21是增亮元件,其僅通過增加規(guī)定的偏振組分來發(fā)光。例如,住友 3M株式會社的DBEF(雙增亮膜)可以用作反射型偏光膜21。DBEF通過透射來自入射光中 的P偏振組分并且通過反射轉(zhuǎn)換S偏振組分使其成為P偏振組分,來提高光的利用率。假 設(shè)偏光板20A和反射型偏光膜21的光的透射軸相同,以提高光的利用率。在顯示部分I是 液晶顯示面板的情況下,假設(shè)偏光板20A和后表面?zhèn)鹊耐干漭S相同。
[偏光板20A的操作]
在沒有設(shè)置偏光板20A的情況下(諸如在圖11的比較示例中),導(dǎo)光板3中的第 一照明光LI的一部分光成為透射通過散射區(qū)域31的光,通過在第二光源7的表面處的反 射成為返回到導(dǎo)光板3的光,并且作為意外的發(fā)射光L3從導(dǎo)光板3射向外部,在執(zhí)行三維 顯示的情況下,這樣的意外的發(fā)射光L3被認為使用于左眼的圖像和用于右眼的圖像混合, 即所謂的串?dāng)_的產(chǎn)生。另一方面,在設(shè)置偏光板20A的情況下,如圖12所示,透射通過散射 區(qū)域31的第一照明光LI通過成為返回到導(dǎo)光板3的光至少兩次通過偏光板20A。以這樣 的方式,可以通過本質(zhì)上減少返回到導(dǎo)光板3的光的強度來減少串?dāng)_的產(chǎn)生。
以這樣的方式,可以通過設(shè)置偏光板20A,與第一實施例中的上述截止濾光片20 類似地,在執(zhí)行三維顯示的情況下減少串?dāng)_的產(chǎn)生。
此外,在本實施例中,與使用截止濾光片20的情況相比,可以提高在執(zhí)行二維顯 示的情況下的光的利用率(來自第二光源7的光的利用率)。圖13示出了在使用偏光板 20A作為光學(xué)元件的情況下、來自第二光源7的第二照明光LlO的透射狀態(tài)。圖14示出了 在使用截止濾光片20作為光學(xué)元件的情況下、第二照明光LlO的透射狀態(tài)。這里,假設(shè)在 入射在偏光板20A或截止濾光片20之前的第二照明光LlO的比率(亮度)為100%。假設(shè) 截止濾光片20的光透射率是50%。在圖13和圖14的示例中,在使用偏光板20A的情況 下,第二照明光LlO的利用率提高了1. 5倍。在使用截止濾光片20的情況下,無論偏振組 分如何,強度減小。以這樣的方式,在使用偏光板20A的情況下,由于將僅減小規(guī)定的偏振組分,因此可以進一步減小針對第二照明光LlO的強度的減小。注意,可以在偏光板20A與 反射型偏光膜21之間布置分離的構(gòu)件。例如,偏光板20A和反射型偏光膜21可以通過粘 著劑粘貼在一起。
<其他實施例>
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解,只要在所附權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi),可以根 據(jù)設(shè)計需求和其他因素做出各種修改、組合、子組合和變體。
例如,對于根據(jù)實施例的上述顯示設(shè)備,可以使用具有顯示功能的各種電子裝置。 圖15示出了作為主要的電子裝置的示例的電視系統(tǒng)的大綱視圖。該電視系統(tǒng)包括視頻顯 示屏幕部分200,其具有前面板210和濾光玻璃220。
例如,本技術(shù)也可以配置如下。
(I) 一種光源裝置,其包括
導(dǎo)光板,其具有彼此相對的第一內(nèi)反射表面和第二內(nèi)反射表面;
第一光源,其從橫向方向向所述導(dǎo)光板照射第一照明光;
第二光源,其布置成與在所述導(dǎo)光板上形成所述第二內(nèi)反射表面的一側(cè)相對,并 且所述第二光源向所述第二內(nèi)反射表面照射第二照明光;以及
光學(xué)元件,其布置在所述導(dǎo)光板與所述第二光源之間,并且所述光學(xué)元件減小入 射光的強度;
其中,多個散射區(qū)域設(shè)置在所述第二內(nèi)反射表面上,所述第二內(nèi)反射表面向所述 導(dǎo)光板的外部散射并發(fā)射來自所述第一內(nèi)反射表面的所述第一照明光。
(2)根據(jù)(I所述的光源裝置,
其中,所述光學(xué)兀件是偏光板。
(3)根據(jù)⑴或⑵所述的光源裝置,
增亮元件,其布置在所述光學(xué)元件與所述第二光源之間,并且所述增亮元件通過 僅增加規(guī)定的偏光組分來發(fā)光。
(4)根據(jù)⑴至(3)所述的光源裝置,
其中,全反射區(qū)域設(shè)置在所述第二內(nèi)反射表面上除所述多個散射區(qū)域以外的部分 處,并且所述全反射區(qū)域全內(nèi)反射所述第一照明光并且透射所述第二照明光。
(5)根據(jù)(4)所述的光源裝置,
其中,所述散射區(qū)域通過在所述導(dǎo)光板的對應(yīng)于所述第二內(nèi)反射表面的表面上的 表面工藝、而形成為與所述全反射區(qū)域的形狀不同的形狀。
(6)根據(jù)⑷所述的光源裝置,
其中,所述散射區(qū)域通過在所述導(dǎo)光板的對應(yīng)于所述第二內(nèi)反射表面的所述表面 上布置由與所述導(dǎo)光板的材料不同的材料制成的光散射構(gòu)件來形成。
(7) 一種顯示設(shè)備,其包括
顯示部分,其執(zhí)行圖像顯示;以及
光源裝置,其向所述顯示部分發(fā)射用于所述圖像顯示的光;
其中,所述光源裝置具有
導(dǎo)光板,其具有彼此相對的第一內(nèi)反射表面和第二內(nèi)反射表面;
第一光源,其從橫向方向向所述導(dǎo)光板照射第一照明光;
第二光源,其布置成與在所述導(dǎo)光板上形成所述第二內(nèi)反射表面的一側(cè)相對,并 且所述第二光源向所述第二內(nèi)反射表面照射第二照明光;以及
光學(xué)元件,其布置在所述導(dǎo)光板與所述第二光源之間,并且所述光學(xué)元件減小入 射光的強度;
其中,多個散射區(qū)域設(shè)置在所述第二內(nèi)反射表面上,所述第二內(nèi)反射表面向所述 導(dǎo)光板的外部散射并發(fā)射來自所述第一內(nèi)反射表面的所述第一照明光。
(8)根據(jù)(7)所述的顯示設(shè)備,
其中,所述顯示部分通過在基于三維圖像數(shù)據(jù)的多個視點圖像與基于二維圖像數(shù) 據(jù)的圖像之間選擇性地切換來顯示;并且
其中,在所述多個視點圖像在所述顯示部分中顯示的情況下,所述第二光源被控 制為處于非照明狀態(tài),并且在基于二維圖像數(shù)據(jù)的所述圖像在所述顯示部分中顯示的情況 下,所述第二光源被控制處于照明狀態(tài)。
(9)根據(jù)⑶所述的顯示設(shè)備,
其中,在所述多個視點圖像在所述顯示部分中顯示的情況下,所述第一光源被控 制處于照明狀態(tài),并且在基于二維圖像數(shù)據(jù)的所述圖像在所述顯示部分中顯示的情況下, 所述第一光源被控制為處于非照明狀態(tài)或所述照明狀態(tài)。
(10) —種電子裝置,其包括
顯示裝置,其包括
顯示部分,其執(zhí)行圖像顯示;以及
光源裝置,其向所述顯示部分發(fā)射用于所述圖像顯示的光;
其中,所述光源裝置具有
第一光源,其從橫向方向向所述導(dǎo)光板照射第一照明光;
第二光源,其布置成與在所述導(dǎo)光板上形成所述第二內(nèi)反射表面的一側(cè)相對,并 且所述第二光源向所述第二內(nèi)反射表面照射第二照明光;以及
光學(xué)元件,其布置在所述導(dǎo)光板與所述第二光源之間,并且所述光學(xué)元件減小入 射光的強度;
其中,多個散射區(qū)域設(shè)置在所述第二內(nèi)反射表面上,所述第二內(nèi)反射表面向所述 導(dǎo)光板的外部散射并發(fā)射來自所述第一內(nèi)反射表面的所述第一照明光。
本公開包含涉及分別在于2011年9月28日和2011年11月10日在日本專利局 提交的日本優(yōu)先專利申請JP2011-211922和JP2011-246774中公開的主題,這兩個申請的 全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種光源裝置,其包括 導(dǎo)光板,其具有彼此相對的第一內(nèi)反射表面和第二內(nèi)反射表面; 第一光源,其從橫向方向向所述導(dǎo)光板照射第一照明光; 第二光源,其布置成與在所述導(dǎo)光板上形成所述第二內(nèi)反射表面的一側(cè)相對,并且所述第二光源向所述第二內(nèi)反射表面照射第二照明光;以及 光學(xué)元件,其布置在所述導(dǎo)光板與所述第二光源之間,并且所述光學(xué)元件減小入射光的強度; 其中,多個散射區(qū)域設(shè)置在所述第二內(nèi)反射表面上,所述第二內(nèi)反射表面向所述導(dǎo)光板的外部散射并發(fā)射來自所述第一內(nèi)反射表面的所述第一照明光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置, 其中,所述光學(xué)元件是偏光板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置, 增亮元件,其布置在所述光學(xué)元件與所述第二光源之間,并且所述增亮元件通過僅增加規(guī)定的偏光組分來發(fā)光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置, 其中,全反射區(qū)域設(shè)置在所述第二內(nèi)反射表面上除所述多個散射區(qū)域以外的部分處,并且所述全反射區(qū)域全內(nèi)反射所述第一照明光并且透射所述第二照明光。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光源裝置, 其中,所述散射區(qū)域通過在所述導(dǎo)光板的對應(yīng)于所述第二內(nèi)反射表面的表面上的表面工藝、而形成為與所述全反射區(qū)域的形狀不同的形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光源裝置, 其中,所述散射區(qū)域通過在所述導(dǎo)光板的對應(yīng)于所述第二內(nèi)反射表面的所述表面上布置由與所述導(dǎo)光板的材料不同的材料制成的光散射構(gòu)件來形成。
7.—種顯示設(shè)備,其包括 顯示部分,其執(zhí)行圖像顯示;以及 光源裝置,其向所述顯示部分發(fā)射用于所述圖像顯示的光; 其中,所述光源裝置具有 導(dǎo)光板,其具有彼此相對的第一內(nèi)反射表面和第二內(nèi)反射表面; 第一光源,其從橫向方向向所述導(dǎo)光板照射第一照明光; 第二光源,其布置成與在所述導(dǎo)光板上形成所述第二內(nèi)反射表面的一側(cè)相對,并且所述第二光源向所述第二內(nèi)反射表面照射第二照明光;以及 光學(xué)元件,其布置在所述導(dǎo)光板與所述第二光源之間,并且所述光學(xué)元件減小入射光的強度; 其中,多個散射區(qū)域設(shè)置在所述第二內(nèi)反射表面上,所述第二內(nèi)反射表面向所述導(dǎo)光板的外部散射并發(fā)射來自所述第一內(nèi)反射表面的所述第一照明光。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示設(shè)備, 其中,所述顯示部分通過在基于三維圖像數(shù)據(jù)的多個視點圖像與基于二維圖像數(shù)據(jù)的圖像之間選擇性地切換來顯示;并且 其中,在所述多個視點圖像在所述顯示部分中顯示的情況下,所述第二光源被控制為處于非照明狀態(tài),并且在基于二維圖像數(shù)據(jù)的所述圖像在所述顯示部分中顯示的情況下,所述第二光源被控制處于照明狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示設(shè)備, 其中,在所述多個視點圖像在所述顯示部分中顯示的情況下,所述第一光源被控制處于照明狀態(tài),并且在基于二維圖像數(shù)據(jù)的所述圖像在所述顯示部分中顯示的情況下,所述第一光源被控制為處于非照明狀態(tài)或所述照明狀態(tài)。
10.一種電子裝置,其包括 顯示裝置,其包括 顯示部分,其執(zhí)行圖像顯示;以及 光源裝置,其向所述顯示部分發(fā)射用于所述圖像顯示的光; 其中,所述光源裝置具有 第一光源,其從橫向方向向所述導(dǎo)光板照射第一照明光; 第二光源,其布置成與在所述導(dǎo)光板上形成所述第二內(nèi)反射表面的一側(cè)相對,并且所述第二光源向所述第二內(nèi)反射表面照射第二照明光;以及 光學(xué)元件,其布置在所述導(dǎo)光板與所述第二光源之間,并且所述光學(xué)元件減小入射光的強度; 其中,多個散射區(qū)域設(shè)置在所述第二內(nèi)反射表面上,所述第二內(nèi)反射表面向所述導(dǎo)光板的外部散射并發(fā)射來自所述第一內(nèi)反射表面的所述第一照明光。
全文摘要
本發(fā)明涉及光源裝置、顯示設(shè)備和電子裝置,公開提供了一種光源裝置,其包括導(dǎo)光板,其具有彼此相對的第一內(nèi)反射表面和第二內(nèi)反射表面;第一光源,其從橫向方向向?qū)Ч獍逭丈涞谝徽彰鞴?;第二光源,其布置成與在導(dǎo)光板上形成第二內(nèi)反射表面的一側(cè)相對,并且向第二內(nèi)反射表面照射第二照明光;以及光學(xué)元件,其布置在導(dǎo)光板與第二光源之間并且減小入射光的強度,其中多個散射區(qū)域設(shè)置在第二內(nèi)反射表面上,其中第二內(nèi)反射表面向?qū)Ч獍宓耐獠可⑸洳l(fā)射來自所述第一內(nèi)反射表面的所述第一照明光。
文檔編號G02B27/22GK103032761SQ20121037863
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者南勝, 鈴木守 申請人:索尼公司