專(zhuān)利名稱(chēng)：偏振光透射屏及使用該偏振光透射屏的立體圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于顯示立體圖像的偏振光透射屏及使用該偏振光透射屏的立體圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，作為使用平面顯示器來(lái)表現(xiàn)立體圖像的顯示裝置，在左右眼中分離地提示具有視差的兩幅圖像的方式得到了廣泛應(yīng)用。例如，眾所周知的眼鏡方式和無(wú)眼鏡方式等，所說(shuō)的眼鏡方式是使用由偏振板構(gòu)成的特殊眼鏡來(lái)分離由相互正交的偏振光形成的左眼圖像和右眼圖像(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)，所說(shuō)的無(wú)眼鏡方式是在左眼圖像和右眼圖像上分離后照燈的光源，使穿透了左眼圖像的光投影到觀察者的左眼，使穿透了右眼圖像的光投影到觀察者的右眼(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。
(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)日本特開(kāi)平3-134648號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)WO 01/59508號(hào)公報(bào)在眼鏡方式中，在分離左眼光和右眼光時(shí)，使穿透顯示器件、且在同一方向上具有偏振光軸的左眼圖像及右眼圖像的直線(xiàn)偏振光中的一方，在1/2波長(zhǎng)板上透射，并偏轉(zhuǎn)90°，由此，使左眼圖像和右眼圖像的直線(xiàn)偏振光正交。并且，在觀察者的偏振光眼鏡中，分別使左眼偏振板及右眼偏振板的方向與左右各自的直線(xiàn)偏振光的方向平行一致。由此，在觀察者的左眼中只有左眼圖像的直線(xiàn)偏振光到達(dá)，在右眼中只有右眼圖像的直線(xiàn)偏振光到達(dá)。
另外，在無(wú)眼鏡方式中，在作為后照燈的右眼光源和左眼光源中，使用相互正交的直線(xiàn)偏振光。并且，使朝向顯示器件的左眼圖像顯示行的左眼直線(xiàn)偏振光、及朝向右眼圖像顯示行的右眼直線(xiàn)偏振光的其中一方的偏振光軸的方向，在1/2波長(zhǎng)板上偏轉(zhuǎn)90°，由此，使兩者的偏振光軸的方向與設(shè)置在顯示器件的入射側(cè)的偏振板的偏振光軸平行一致。其結(jié)果，只有朝向左眼圖像顯示行的左眼直線(xiàn)偏振光、及朝向右眼圖像顯示行的右眼直線(xiàn)偏振光入射到顯示器件。這樣，在觀看者的左眼中只有左眼圖像的直線(xiàn)偏振光到達(dá)，在右眼中只有右眼圖像的直線(xiàn)偏振光到達(dá)。
但是，不管是眼鏡方式和無(wú)眼鏡方式中的哪一種，在使直線(xiàn)偏振光在1/2波長(zhǎng)板上透射并偏轉(zhuǎn)90°時(shí)，直線(xiàn)偏振光的方向因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)色散特性的影響而分散。因此，在整個(gè)寬廣的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，使用偏振板不能使左右的圖像充分地分離，從而帶來(lái)立體圖像交調(diào)失真的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，在本發(fā)明的第一實(shí)施形態(tài)中，提供一種使直線(xiàn)偏振光的偏振光軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)的偏振光透射屏，其包括90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域，其重疊地包括光學(xué)主軸的方向互不相同的多個(gè)相位差板，通過(guò)使在特定方向上具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光透射，使所述偏振光軸有步驟地在所述的多個(gè)相位差板上分別偏轉(zhuǎn)小于90°的角度，并且總共偏轉(zhuǎn)90°；以及0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域，其重疊地包括光學(xué)主軸的方向互不相同的多個(gè)相位差板，通過(guò)使在特定方向上具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光透射，并且通過(guò)使偏振光軸在多個(gè)相位差板上沿著正負(fù)兩個(gè)方向分別偏轉(zhuǎn)相同的角度，使直線(xiàn)偏振光以與入射時(shí)的方向相同的方向射出。
在所述的偏振光透射屏中，90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域能利用比使用一塊相位差板使直線(xiàn)偏振光的偏振光軸一次偏轉(zhuǎn)90°時(shí)低的波長(zhǎng)色散特性，使偏振光軸的方向偏轉(zhuǎn)90°。同時(shí)，0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域使偏振光軸分別沿著相反的方向偏轉(zhuǎn)同樣的角度，所以，能消除波長(zhǎng)色散特性。也就是說(shuō)，能完全地抑制波長(zhǎng)色散特性，非常精確地使穿透90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域及0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸相互正交。
90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域及0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域的多個(gè)相位差板中的至少一個(gè)可以是相同的相位差板(在90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域和0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域的多個(gè)相位差板中至少有一個(gè)與另一個(gè)是相同的相位差板)。象這樣，相同的相位差板沒(méi)有必要對(duì)其他相位差板進(jìn)行就位調(diào)整，所以，能降低由于多個(gè)相位差板的組合誤差引起的偏振光透射屏的光學(xué)特性的散亂。
在本發(fā)明的第二實(shí)施形態(tài)中，提供一種使直線(xiàn)偏振光的偏振光軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)的偏振光透射屏，其包括柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板，其在垂直方向上交替重復(fù)地包括第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域和第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域，所述第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域使在特定方向上具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光偏轉(zhuǎn)+45°，所述第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域使所述直線(xiàn)偏振光偏轉(zhuǎn)-45°；以及相同偏振光偏轉(zhuǎn)板，其在所述垂直方向上的偏振光偏轉(zhuǎn)特性是相同的，并使在第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域上發(fā)生偏轉(zhuǎn)的直線(xiàn)偏振光及在第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域上發(fā)生偏轉(zhuǎn)的直線(xiàn)偏振光分別偏轉(zhuǎn)-45°。
在所述偏振光透射屏中，穿透第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域及相同偏振光偏轉(zhuǎn)板的偏振光分別沿著相反的方向偏轉(zhuǎn)相同的角度，所以，能消除波長(zhǎng)色散特性。另外，穿透第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域及相同偏振光偏轉(zhuǎn)板的偏振光，通過(guò)多次沿著同一方向分別偏轉(zhuǎn)45°、也就是小于90°的偏轉(zhuǎn)角度，最終實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)90°。由此，與一次偏轉(zhuǎn)90°的情況相比，能降低波長(zhǎng)色散特性。另外，相同偏振光偏轉(zhuǎn)板的偏振光偏轉(zhuǎn)特性在垂直方向上是相同的，所以，沒(méi)有必要相對(duì)柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板的各個(gè)區(qū)域調(diào)整相同偏振光偏轉(zhuǎn)板的位置。
因此，所述的偏振光透射屏不受柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板和相同偏振光偏轉(zhuǎn)板的組合誤差的影響，在整個(gè)寬廣的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，使穿透第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域的直線(xiàn)偏振光和第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域的直線(xiàn)偏振光非常精確地正交。具有這樣的偏振光透射屏的立體圖像顯示裝置，能很精確地在偏振板上分離左眼圖像和右眼圖像，所以，能顯示出交調(diào)失真較少的清晰的立體圖像。
在本發(fā)明的第三實(shí)施形態(tài)中，提供一種使直線(xiàn)偏振光的偏振光軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)的偏振光透射屏，其包括柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板，其在垂直方向上交替重復(fù)地包括第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域和第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域，所述第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域使在特定方向上具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光偏轉(zhuǎn)-45°，所述第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域使所述直線(xiàn)偏振光偏轉(zhuǎn)+45°；相同偏振光偏轉(zhuǎn)板，其在所述垂直方向上的偏振光偏轉(zhuǎn)特性(光學(xué)主軸及相位差)是相同的，并使在第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域上發(fā)生偏轉(zhuǎn)的直線(xiàn)偏振光及在第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域上發(fā)生偏轉(zhuǎn)的直線(xiàn)偏振光分別偏轉(zhuǎn)+45°。由此，能得到與第二實(shí)施形態(tài)相同的效果。
在本發(fā)明的第四實(shí)施形態(tài)中，提供一種使直線(xiàn)偏振光的偏振光軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)的偏振光透射屏，其包括相同偏振光偏轉(zhuǎn)板，其在垂直方向上的偏振光偏轉(zhuǎn)特性是相同的，并使在特定方向上具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光偏轉(zhuǎn)+45°；柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板，其在垂直方向上交替重復(fù)地包括第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域和第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域，所述第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域使在相同偏振光偏轉(zhuǎn)板上發(fā)生偏轉(zhuǎn)的直線(xiàn)偏振光偏轉(zhuǎn)-45°，所述第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域使在相同偏振光偏轉(zhuǎn)板上發(fā)生偏轉(zhuǎn)的直線(xiàn)偏振光再偏轉(zhuǎn)+45°。由此，能得到與第二實(shí)施形態(tài)相同的效果。
在本發(fā)明的第五實(shí)施形態(tài)中，提供一種使直線(xiàn)偏振光的偏振光軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)的偏振光透射屏，其包括相同偏振光偏轉(zhuǎn)板，其在垂直方向上的偏振光偏轉(zhuǎn)特性是相同的，并使在特定方向上具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光偏轉(zhuǎn)-45°；柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板，其在垂直方向上交替重復(fù)地包括第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域和第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域，所述第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域使在相同偏振光偏轉(zhuǎn)板上發(fā)生偏轉(zhuǎn)的直線(xiàn)偏振光偏轉(zhuǎn)+45°，所述第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域使在相同偏振光偏轉(zhuǎn)板上發(fā)生偏轉(zhuǎn)的直線(xiàn)偏振光再偏轉(zhuǎn)-45°。由此，能得到與第二實(shí)施形態(tài)相同的效果。
在本發(fā)明的第六實(shí)施形態(tài)中，提供一種偏振光透射屏，是一種使直線(xiàn)偏振光的偏振光軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)的偏振光透射屏，其包括柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板，其在垂直方向上交替重復(fù)地包括全都由1/2波長(zhǎng)板構(gòu)成的第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域和第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域，所述第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域的光學(xué)主軸的方向，相對(duì)于向該偏振光透射屏入射、在特定方向上具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸，設(shè)置成±22.5°的角度，所述第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域的光學(xué)主軸的方向，相對(duì)于第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域的光學(xué)主軸，設(shè)置成±45°的角度；相同偏振光偏轉(zhuǎn)板，其是光學(xué)主軸的方向在垂直方向上相同的1/2波長(zhǎng)板，該光學(xué)主軸的方向相對(duì)于第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域的光學(xué)主軸正交。
在所述的第二至第六實(shí)施形態(tài)中，第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域的波長(zhǎng)色散特性與相同偏振光偏轉(zhuǎn)板的波長(zhǎng)色散特性最好是相同的。由此，通過(guò)第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域的偏振光的波長(zhǎng)色散特性能在相同偏振光偏轉(zhuǎn)板非常精確地被消除。
在本發(fā)明的第七實(shí)施形態(tài)中，提供一種立體圖像顯示裝置，其包括所述第二至第六實(shí)施形態(tài)中任一個(gè)所述的偏振光透射屏；光源；液晶面板，其設(shè)置在所述光源及所述的偏振光透射屏之間，并與所述的偏振光透射屏相對(duì)，在垂直方向上交替重復(fù)地包括左眼顯示行和右眼顯示行，所述左眼顯示行與所述第一及第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域的任一方相對(duì)，并顯示左眼圖像，所述右眼顯示行與所述第一及第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域的另一方相對(duì)，并顯示右眼圖像，所述液晶面板只射出應(yīng)該入射到所述偏振光透射屏的特定方向的直線(xiàn)偏振光；以及偏振光眼鏡，其包括右眼偏振板和左眼偏振板，所述右眼偏振板將穿透了左眼顯示行及偏振光透射屏的直線(xiàn)偏振光屏蔽，同時(shí)使穿透了右眼顯示行及偏振光透射屏的直線(xiàn)偏振光透射，所述左眼偏振板將穿透了右眼顯示行及偏振光透射屏的直線(xiàn)偏振光屏蔽，同時(shí)使穿透了左眼顯示行及偏振光透射屏的直線(xiàn)偏振光透射。
在上面所述的立體圖像顯示裝置中，在右眼顯示行與第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域相對(duì)設(shè)置的情況下，右眼偏振板可以包括與從液晶面板所射出的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸正交的偏振光吸收軸，左眼偏振板可以包括與從液晶面板所射出的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸平行的偏振光吸收軸。
在上面所述的立體圖像顯示裝置中，在左眼顯示行與第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域相對(duì)設(shè)置的情況下，左眼偏振板可以包括與從液晶面板所射出的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸正交的偏振光吸收軸，右眼偏振板可以包括與從液晶面板所射出的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸平行的偏振光吸收軸。
在本發(fā)明的第八實(shí)施形態(tài)中，提供一種立體圖像顯示裝置，其包括所述第二至第六實(shí)施形態(tài)中任一個(gè)所述的偏振光透射屏；分割偏振光源，其沿著左右方向分割該光源，使其包括右眼光源和左眼光源，所述右眼光源射出右眼的直線(xiàn)偏振光，所述左眼光源射出與右眼的直線(xiàn)偏振光正交的左眼直線(xiàn)偏振光；投影透鏡，其將右眼的直線(xiàn)偏振光投影到觀看者的右眼的方向，同時(shí)，將左眼的直線(xiàn)偏振光投影到觀看者的左眼的方向；液晶面板，其只允許與從右眼光源所射出的直線(xiàn)偏振光平行的直線(xiàn)偏振光透射，并在垂直方向上交替重復(fù)地包括右眼顯示行和左眼顯示行，所述右眼顯示行在與第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域相對(duì)的位置上顯示右眼圖像，所述左眼顯示行在與第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域相對(duì)的位置上顯示左眼圖像。由此，可得到與第二實(shí)施形態(tài)同樣的效果。
在本發(fā)明的第九實(shí)施形態(tài)中，提供一種立體圖像顯示裝置，其包括所述第二至第六實(shí)施形態(tài)中任一個(gè)所述的偏振光透射屏；分割偏振光源，其沿著左右方向分割該光源，使其包括右眼光源和左眼光源，所述右眼光源射出右眼的直線(xiàn)偏振光，所述左眼光源射出與右眼的直線(xiàn)偏振光正交的左眼直線(xiàn)偏振光；投影透鏡，其將右眼的直線(xiàn)偏振光投影到觀看者的右眼的方向，同時(shí)，將左眼的直線(xiàn)偏振光投影到觀看者的左眼的方向；液晶面板，其只允許與從左眼光源所射出的直線(xiàn)偏振光平行的直線(xiàn)偏振光透射，并在垂直方向上交替重復(fù)地包括左眼顯示行和右眼顯示行，所述左眼顯示行在與第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域相對(duì)的位置上顯示左眼圖像，所述右眼顯示行在與第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域相對(duì)的位置上顯示右眼圖像。由此，可得到與第二實(shí)施形態(tài)同樣的效果。
在上面所述的立體圖像顯示裝置中，所述投影透鏡也可以在所述直線(xiàn)偏振光的行進(jìn)方向上重疊地包括第一線(xiàn)性菲涅耳透鏡，其包括沿著與右眼的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸正交的方向延伸的棱線(xiàn)；第二線(xiàn)性菲涅耳透鏡，其包括沿著與右眼的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸平行的方向延伸的棱線(xiàn)。這時(shí)，投影透鏡不會(huì)對(duì)一條光線(xiàn)同時(shí)使其P波及S波的成分發(fā)生折射。因此，不會(huì)使入射的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸偏轉(zhuǎn)或者發(fā)生橢圓偏振化。因此，能通過(guò)偏振板非常精確地分離左眼的直線(xiàn)偏振光和右眼的直線(xiàn)偏振光。
在上面所述的立體圖像顯示裝置中，所述投影透鏡也可以在所述直線(xiàn)偏振光的行進(jìn)方向上重疊地包括第一柱狀透鏡，其包括沿著與右眼的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸正交的方向延伸的棱線(xiàn)；第二柱狀透鏡，其包括沿著與偏振光軸平行的方向延伸的棱線(xiàn)。這時(shí)，投影透鏡也不會(huì)對(duì)一條光線(xiàn)同時(shí)使其P波及S波的成分發(fā)生折射。因此，不會(huì)使入射的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸偏轉(zhuǎn)或者發(fā)生橢圓偏振化。因此，能通過(guò)偏振板非常精確地分離左眼的直線(xiàn)偏振光和右眼的直線(xiàn)偏振光。
另外，上面所述的發(fā)明的概括說(shuō)明并沒(méi)有列舉本發(fā)明的全部必要特征，另外，這些技術(shù)特征的其他組合也能構(gòu)成本發(fā)明。


圖1是本實(shí)施例的利用無(wú)眼鏡方式的立體圖像顯示裝置100a的構(gòu)成的立體分解圖；圖2是在顯示部46上顯示的圖像數(shù)據(jù)的圖；圖3是在立體圖像顯示裝置100a中、來(lái)自分割偏振光源10的光分別在左右眼上分離投影的原理的示意圖；圖4是在立體圖像顯示裝置100a中、左眼圖像及右眼圖像分離地投影到觀看者的左右眼的原理的圖；圖5是散射板50的構(gòu)成的一個(gè)例子的剖面圖；圖6是本實(shí)施方式的利用眼鏡方式的立體圖像顯示裝置100b的第一實(shí)施例的立體分解圖；圖7是本實(shí)施方式的利用眼鏡方式的立體圖像顯示裝置100b的第二實(shí)施例的立體分解圖；圖8是圖7所示的立體圖像顯示裝置100b的應(yīng)用例的示意圖；
圖9是偏振光透射屏30使投影到右眼的直線(xiàn)偏振光分階段地發(fā)生偏轉(zhuǎn)的各步驟的圖；圖10是偏振光透射屏30使投影到左眼的直線(xiàn)偏振光分階段地發(fā)生偏轉(zhuǎn)的各步驟的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，但是，以下實(shí)施例并不用于限制權(quán)利要求的范圍，另外，在實(shí)施例中說(shuō)明的技術(shù)特征的所有組合對(duì)于發(fā)明的技術(shù)方案來(lái)說(shuō)未必是必需的。
圖1是本實(shí)施例的無(wú)眼鏡方式的立體圖像顯示裝置100a的構(gòu)成的立體分解圖。立體圖像顯示裝置100a包括分割偏振光源10、投影透鏡20、偏振光透射屏30、液晶面板40、以及散射板50。立體圖像顯示裝置100a利用從分割偏振光源10射出的左眼的偏振光來(lái)照射液晶面板40所顯示的左眼圖像，將其透射光投影到觀看者的左眼中。同時(shí)，利用從分割偏振光源10射出的右眼的偏振光來(lái)照射液晶面板40所顯示的右眼圖像，將其透射光投影到觀看者的右眼中。這時(shí)，投影到左眼中的偏振光不穿透右眼圖像，并且，投影到右眼中的偏振光不穿透左眼圖像，通過(guò)實(shí)現(xiàn)這樣的高精度的光學(xué)特性，可以對(duì)觀看者顯示出交調(diào)失真少的清晰的立體圖像。
分割偏振光源10沿著左右方向分割光源，使其包括左眼分割偏振光源10b和右眼分割偏振光源10a，該左眼分割偏振光源10b射出左眼直線(xiàn)偏振光，該右眼分割偏振光源10a射出與左眼直線(xiàn)偏振光正交的右眼直線(xiàn)偏振光。從觀看者的角度來(lái)看，左眼分割偏振光源10b配置在右側(cè)，右眼分割偏振光源10a配置在左側(cè)。左眼分割偏振光源10b包括左眼分割光源12b和左眼分割偏振板14b，右眼分割偏振光源10a包括右眼分割光源12a和右眼分割偏振板14a。分割光源12是點(diǎn)光源，發(fā)出非偏振光。分割光源12除點(diǎn)光源外，也可以是例如有機(jī)EL等的表面發(fā)光的光源。左眼分割偏振板14b和右眼分割偏振板14a的透射軸正交。例如，在本實(shí)施例中，左眼分割偏振板14b具有水平方向的透射軸，右眼分割偏振板14a具有垂直方向的透射軸。因此，左眼分割偏振板14b射出在水平方向具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光，右眼分割偏振板14a射出在垂直方向具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光。
投影透鏡20在直線(xiàn)偏振光的行進(jìn)方向上依次包括第一線(xiàn)性菲涅耳透鏡22a和第二線(xiàn)性菲涅耳透鏡22b，該第一線(xiàn)性菲涅耳透鏡22a具有沿著與右眼直線(xiàn)偏振光的偏振光軸正交的方向、即水平方向延伸的棱線(xiàn)，該第二線(xiàn)性菲涅耳透鏡22b具有沿著與右眼直線(xiàn)偏振光的偏振光軸平行的方向、即垂直方向延伸的棱線(xiàn)。這時(shí)，第一線(xiàn)性菲涅耳透鏡22a使右眼及左眼直線(xiàn)偏振光沿著垂直方向發(fā)生折射，第二線(xiàn)性菲涅耳透鏡22b使右眼及左眼直線(xiàn)偏振光沿著水平方向發(fā)生折射。所述的第一及第二線(xiàn)性菲涅耳透鏡22a、22b也可以交換前后順序。另外，第一及第二線(xiàn)性菲涅耳透鏡22a、22b既可以挨著設(shè)置，也可以分開(kāi)設(shè)置。通過(guò)以上構(gòu)成，投影透鏡20將從分割偏振板14a射出的右眼直線(xiàn)偏振光投影到觀看者的右眼的方向，同時(shí)，將從分割偏振板14b所射出的左眼直線(xiàn)偏振光投影到觀看者的左眼的方向。
液晶面板40包括顯示部46和入射側(cè)偏振板42，該顯示部46在垂直方向上交替、重復(fù)地設(shè)有顯示左眼圖像的左眼顯示行48b及顯示右眼圖像的右眼顯示行48a，該入射側(cè)偏振板42設(shè)置在顯示部46的光源所在一側(cè)，具有與右眼分割偏振板14a的透射軸平行的透射軸。入射側(cè)偏振板42只將與右眼分割偏振光源10a所射出的直線(xiàn)偏振光平行的直線(xiàn)偏振光入射到顯示部46上。液晶面板40還包括設(shè)置在顯示部46的觀看者所在一側(cè)的射出側(cè)偏振板44，其只允許從顯示部46所射出的光中在特定方向具有變更軸的直線(xiàn)偏振光透射。
射出側(cè)偏振板44的透射軸的方向根據(jù)液晶面板40的顯示樣式是正常黑色、正常白色中的哪一種而變化。例如，在正常黑色的情況下，射出側(cè)偏振板44的透射軸與入射側(cè)偏振板42的透射軸平行設(shè)置；在正常白色的情況下，射出側(cè)偏振板44的透射軸與入射側(cè)偏振板42的透射軸正交設(shè)置。本實(shí)施例作為其中一個(gè)例子，對(duì)射出側(cè)偏振板44的透射軸與入射側(cè)偏振板42的透射軸正交設(shè)置的情況進(jìn)行說(shuō)明。液晶面板40設(shè)置在投影透鏡20的觀看者所在的一側(cè)。因此，立體圖像顯示裝置100a能不擴(kuò)大液晶面板40的像素間距、讓觀看者觀看到高精確度的圖像。
偏振光透射屏30在液晶面板40的光源所在的一側(cè)，沿著垂直方向交替、重復(fù)地設(shè)有與右眼顯示行48a相對(duì)設(shè)置的0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a、及與左眼顯示行48b相對(duì)設(shè)置的90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b。0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a使從左右的分割偏振光源10射出的直線(xiàn)偏振光分別繼續(xù)沿同一方向射出，90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b使從左右的分割偏振光源10射出的直線(xiàn)偏振光分別偏轉(zhuǎn)±90°再射出。
90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b重疊地設(shè)有在光學(xué)主軸的方向上互不相同的多個(gè)相位差板，在使特定方向上具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光透射時(shí)，在多個(gè)相位差板的每個(gè)相位差板上分階段地使偏振光軸偏轉(zhuǎn)小于90°的角度，且總共偏轉(zhuǎn)90°。另一方面，0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a重疊地設(shè)有在光學(xué)主軸的方向上互不相同的多個(gè)相位差板，在使特定方向上具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光透射時(shí)，偏振光軸的方向在入射時(shí)和射出時(shí)相同。這時(shí)，多個(gè)相位差板通過(guò)使偏振光軸在正負(fù)兩個(gè)方向上偏轉(zhuǎn)同樣的角度，使直線(xiàn)偏振光沿著與入射時(shí)相同的方向射出。
90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b利用比在一塊相位差板上使直線(xiàn)偏振光的偏振光軸一次偏轉(zhuǎn)90°時(shí)低的波長(zhǎng)色散特性，使偏振光軸的方向偏轉(zhuǎn)90°。同時(shí)，0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a使偏振光軸在兩個(gè)方向上偏轉(zhuǎn)同樣的偏轉(zhuǎn)角度，所以，能消除波長(zhǎng)色散特性。也就是說(shuō)，偏振光透射屏30能抑制全部波長(zhǎng)色散特性，非常精確地使穿透0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a及90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸正交。
90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b及0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a的多個(gè)相位差板中至少一個(gè)是相同的相位差板。如果是相同的相位差板，就不必相對(duì)光學(xué)特性不同的相位差板來(lái)對(duì)準(zhǔn)位置，所以，能降低由于組合多個(gè)相位差板的誤差而導(dǎo)致的偏振光透射屏30的光學(xué)特性的散亂。關(guān)于偏振光透射屏30的詳細(xì)構(gòu)成，后面將參照?qǐng)D8及圖9進(jìn)行說(shuō)明。
散射板50使圖像光只沿著垂直方向散射。由此，右眼中不入射左眼的圖像，左眼中不入射右眼的圖像，可以只擴(kuò)大垂直方向的視角。散射板50可以通過(guò)粗糙散射面或者凸透鏡使圖像光沿著垂直方向散射。當(dāng)使用粗糙散射面時(shí)，散射板50可以通過(guò)諸如致以微小傷痕的噴砂法(sand blast)、用透明油墨使表面的局部凸起的著色法(painting)或者印刷法(print)等方法，在表面上形成沿著水平方向延伸的細(xì)微的凹凸。在使用凸透鏡時(shí)，散射板50在垂直方向上重復(fù)地包括沿著水平方向延伸的半圓柱狀的透鏡個(gè)體。
圖2示出了本實(shí)施例的顯示部46所顯示的圖像數(shù)據(jù)。掃描線(xiàn)L1～L10構(gòu)成左眼圖像，掃描線(xiàn)R1～R10構(gòu)成右眼圖像，合成該左眼圖像和該右眼圖像，生成在顯示部46上顯示的立體圖像的圖像數(shù)據(jù)。這些左眼圖像數(shù)據(jù)及右眼圖像數(shù)據(jù)是使用能同時(shí)攝影兩個(gè)影象的立體型照相機(jī)等進(jìn)行攝影的。分別抽出左眼圖像數(shù)據(jù)的奇數(shù)數(shù)目的掃描線(xiàn)數(shù)據(jù)和右眼圖像數(shù)據(jù)的偶數(shù)數(shù)目的掃描線(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行交替合成的圖像在顯示部46上被顯示。左眼圖像數(shù)據(jù)的偶數(shù)數(shù)目的掃描線(xiàn)數(shù)據(jù)和右眼圖像數(shù)據(jù)的奇數(shù)數(shù)目的掃描線(xiàn)數(shù)據(jù)不在顯示部46上顯示而被廢棄。顯示部46上的右眼顯示行48a及左眼顯示行48b分別對(duì)應(yīng)于各自的右眼圖像的掃描線(xiàn)(R2、R4、R6……)和左眼圖像的掃描線(xiàn)(L1、L3、L5……)。
圖3是在立體圖像顯示裝置100a中、來(lái)自分割偏振光源10的光分別在左右眼上分離地投影的原理圖。分割偏振光源10a及分割偏振光源10b以線(xiàn)性菲涅耳透鏡22b的光軸為中心向左右分割，該線(xiàn)性菲涅耳透鏡22b使光沿水平方向發(fā)生折射。因此，從觀看者角度來(lái)看配置在光軸靠右側(cè)的分割偏振光源10b所發(fā)射的光，通過(guò)線(xiàn)性菲涅耳透鏡22b投影到光軸的左側(cè)，即觀看者的左眼的方向。另一方面，從觀看者角度來(lái)看配置在光軸靠左側(cè)的分割偏振光源10a所發(fā)射的光，通過(guò)線(xiàn)性菲涅耳透鏡22b投影到光軸的右側(cè)，即觀看者的右眼的方向。這樣一來(lái)，左眼的分割偏振光源10b所射出的光及右眼的分割偏振光源10a所射出的光，分別投影到觀看者的左眼方向和觀看者的右眼方向。
圖4示意地示出了在圖1的立體圖像顯示裝置100a中、左眼圖像及右眼圖像分離地投影到觀看者的左右眼的原理。首先，從右眼的分割偏振光源10a射出的直線(xiàn)偏振光具有垂直方向的偏振光軸，通過(guò)投影透鏡20投影到觀看者的右眼的方向。其中，入射到0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a的直線(xiàn)偏振光在偏振光軸的方向相同的狀態(tài)下、即朝向垂直方向的狀態(tài)下從偏振光透射屏30射出，入射到90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b的直線(xiàn)偏振光在偏振光軸偏轉(zhuǎn)±90°狀態(tài)下、即朝向水平方向的狀態(tài)下從偏振光透射屏30射出。入射側(cè)偏振板42使穿透偏振光透射屏30的光中、偏振光軸的方向是垂直的直線(xiàn)偏振光透射，同時(shí)，將偏振光軸的方向?yàn)樗降闹本€(xiàn)偏振光遮擋。因此，使穿透0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a的直線(xiàn)偏振光透射，另一方面，將穿透90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b的直線(xiàn)偏振光吸收。因此，在與0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a相對(duì)設(shè)置的右眼顯示行48a上，右眼的直線(xiàn)偏振光將入射，在與90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b相對(duì)設(shè)置的左眼顯示行48b上沒(méi)有右眼的直線(xiàn)偏振光入射。這樣，從右眼的分割偏振光源10a射出的直線(xiàn)偏振光只入射到右眼顯示行48a上，從而只右眼的圖像光投影到觀看者的右眼。
另一方面，從左眼的分割偏振光源10b射出的直線(xiàn)偏振光具有水平方向的偏振光軸，通過(guò)投影透鏡20投影到觀看者的左眼方向。其中，入射到0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a的直線(xiàn)偏振光在偏振光軸的方向相同的狀態(tài)下、即朝向水平方向的狀態(tài)下從偏振光透射屏30射出，入射到90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b的直線(xiàn)偏振光在偏振光軸偏轉(zhuǎn)±90°狀態(tài)下、即朝向垂直方向的狀態(tài)下射出。因此，穿透了0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a的直線(xiàn)偏振光又穿透入射側(cè)偏振板42，另一方面，穿透了90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b的左眼的直線(xiàn)偏振光被入射側(cè)偏振板42吸收。即，在與90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b相對(duì)設(shè)置的左眼顯示行48b上，左眼的直線(xiàn)偏振光入射，而在與0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a相對(duì)設(shè)置的右眼顯示行48a上，左眼的直線(xiàn)偏振光不入射。這樣，從左眼的分割偏振光源10b射出的直線(xiàn)偏振光只向左眼顯示行48b入射，從而只將左眼的圖像光投影到觀看者的左眼。立體圖像顯示裝置100a可以利用以上所述的組合，將在顯示部46上顯示的左眼圖像及右眼圖像分離地投影到觀看者的左右眼。由此，能對(duì)觀看者顯示出立體圖像。
在這里，在投影透鏡20中，第一線(xiàn)性菲涅耳透鏡22a及第二線(xiàn)性菲涅耳透鏡22b如圖1所示，分別包括沿著與左眼及右眼的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸正交或者平行的方向延伸的棱線(xiàn)。這時(shí)，對(duì)于從左右的分割偏振光源10a或者10b射出的一束直線(xiàn)偏振光，投影透鏡20不會(huì)使P波及S波的成分同時(shí)折射。其結(jié)果，投影透鏡20能使入射的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸不偏轉(zhuǎn)，或者，也不使橢圓偏振化，就將該直線(xiàn)偏振光投影到前方。因此，入射側(cè)偏振板42能非常精確地過(guò)濾投影透鏡20所投影的光。也就是說(shuō)，本實(shí)施例的立體圖像顯示裝置100a能以高遮光率遮蔽應(yīng)該遮光的直線(xiàn)偏振光，并能以高透射率透射應(yīng)該透射的直線(xiàn)偏振光。在此，投影透鏡20使用的材料的延遲值越小越好。延遲值最好小于或等于20nm。由此，穿透投影透鏡20的直線(xiàn)偏振光通過(guò)在投影透鏡20上的多次折射，能防止橢圓偏振化。
另外，入射側(cè)偏振板42包括與左眼的分割偏振板14b的透射軸平行的透射軸，只將與左眼的分割偏振光源10b所射出的直線(xiàn)偏振光平行的直線(xiàn)偏振光入射到顯示部46。這時(shí)，90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b設(shè)置在液晶面板40的光源所在一側(cè)，且與右眼顯示行48a相對(duì)，0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a與左眼顯示行48b相對(duì)。
另外，作為其他的實(shí)施例，左眼的分割偏振板14b也可以具有垂直方向的透射軸，右眼的分割偏振板14a也可以具有水平方向的透射軸。這時(shí)，0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a與左眼顯示行48b相對(duì)設(shè)置，90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b與右眼顯示行48a相對(duì)設(shè)置。或者，0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a及90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b與上述的實(shí)施例相同，也可以分別與右眼顯示行48a及左眼顯示行48b相對(duì)，將入射側(cè)偏振板42及射出側(cè)偏振板44的透射軸的方向從前面所述的實(shí)施例開(kāi)始再偏轉(zhuǎn)90°。即，入射側(cè)偏振板42也可以將透射軸朝向水平方向，射出側(cè)偏振板44也可以將透射軸朝向垂直方向。
圖5是散射板50的構(gòu)成的一個(gè)例子的垂直剖面圖。散射板50在光源一側(cè)包括透鏡52。透鏡52在垂直方向反復(fù)地設(shè)有沿著水平方向延伸的半圓柱狀的凸透鏡。透鏡52沿著垂直方向散射圖像光。由此，圖像的垂直方向的視角被放大。另外，在散射板50的觀看者的一側(cè)，在圖像光的光路的外側(cè)形成有遮光層54。遮光層54包含例如碳黑等的蔽光性物質(zhì)，降低了從光源側(cè)入射的圖像光以外的光的透射率，同時(shí)，防止了從觀看者側(cè)入射的光的反射。由此，能提高圖像的對(duì)比度。另外，遮光性物質(zhì)既可以是具有一定的遮光性的物質(zhì)，也可以是涂料及遮光性薄膜等。
圖6是本實(shí)施方式的利用眼鏡方式的立體圖像顯示裝置100b的第一實(shí)施例的立體分解圖。在立體圖像顯示裝置100b中，代替前面所述的立體圖像顯示裝置100a中的分割偏振光源10而設(shè)置光源16，并且，將在立體圖像顯示裝置100a中配置在液晶面板40的光源一側(cè)的偏振光透射屏30，設(shè)置在液晶面板40的觀看者的一側(cè)。另外，與立體圖像顯示裝置100a不同，還包括觀看者使用的偏振光眼鏡60。下面，與立體圖像顯示裝置100a中相同的部件使用同樣的附圖標(biāo)記，省略其說(shuō)明。
光源16將非偏振光向前方射出。光源16除點(diǎn)光源外，也可以是例如有機(jī)EL等的表面發(fā)光的光源。投影透鏡20使光源16射出的光準(zhǔn)直(collimate)成平行光，再入射到液晶面板40上，將液晶面板40上所顯示的圖像等倍地朝該立體圖像顯示裝置100b的前方投影。液晶面板40設(shè)置在投影透鏡20的觀看者的一側(cè)。偏振光眼鏡60包括右眼偏振板62a和左眼偏振板62b，該右眼偏振板62a只允許投影右眼圖像的直線(xiàn)偏振光穿透，該左眼偏振板62b只允許投影左眼圖像的直線(xiàn)偏振光穿透。
在投影透鏡20上，第一線(xiàn)性菲涅耳透鏡22a的棱線(xiàn)朝向水平方向，使光沿著垂直方向折射。另外，第二線(xiàn)性菲涅耳透鏡22b的棱線(xiàn)朝向垂直方向，使光沿著水平方向折射。在液晶面板40上，入射側(cè)偏振板42的透射軸沿著垂直方向設(shè)置，只允許偏振光軸垂直的直線(xiàn)偏振光透射。
在偏振光透射屏30上，0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a使穿透右眼顯示行48a的直線(xiàn)偏振光以同一方向射出，90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b使穿透左眼顯示行48b的直線(xiàn)偏振光偏轉(zhuǎn)±90°。
在偏振光眼鏡60中，右眼偏振板62a的透射軸與射出側(cè)偏振板44的透射軸平行設(shè)置，因此，在穿透右眼顯示行48a及射出側(cè)偏振板44之后，使以同一方向通過(guò)0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a的直線(xiàn)偏振光到達(dá)右眼。并且，在穿透左眼顯示行48b及射出側(cè)偏振板44之后，將在90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b上偏轉(zhuǎn)±90°之后的直線(xiàn)偏振光吸收。另一方面，左眼偏振板62b的透射軸與射出側(cè)偏振板44的透射軸正交設(shè)置。因此，在穿透左眼顯示行48b及射出側(cè)偏振板44之后，使在90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b上偏轉(zhuǎn)±90°之后的直線(xiàn)偏振光到達(dá)左眼。并且，在穿透右眼顯示行48a及射出側(cè)偏振板44之后，將以同一的方向通過(guò)0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a的直線(xiàn)偏振光吸收。
作為其他的實(shí)施例，也可以是0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a與左眼顯示行48b相對(duì)地設(shè)置，90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b與右眼顯示行48a相對(duì)地設(shè)置。也就是說(shuō)，也可以是0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a將從左眼顯示行48b射出的直線(xiàn)偏振光以同一方向射出，90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b將從右眼顯示行48a射出的直線(xiàn)偏振光偏轉(zhuǎn)±90°之后射出。這時(shí)，在偏振光眼鏡60上，右眼偏振板62a的透射軸與射出側(cè)偏振板44的透射軸正交設(shè)置。由此，右眼偏振板62a使在穿透右眼顯示行48a及射出側(cè)偏振板44之后、在90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b上偏轉(zhuǎn)±90°的直線(xiàn)偏振光到達(dá)右眼。并且，使在穿透左眼顯示行48b及射出側(cè)偏振板44之后、以同一方向通過(guò)0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a的直線(xiàn)偏振光吸收。另一方面，左眼偏振板62b的透射軸與射出側(cè)偏振板44的透射軸平行地設(shè)置。由此，左眼偏振板62b使在穿透左眼顯示行48b及射出側(cè)偏振板44之后、以同一方向通過(guò)0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a的直線(xiàn)偏振光到達(dá)左眼。并且，使在穿透右眼顯示行48a及射出側(cè)偏振板44之后、在90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b上偏轉(zhuǎn)±90°的直線(xiàn)偏振光吸收。
根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，立體圖像顯示裝置100b能使左右完全獨(dú)立的圖像到達(dá)觀看者的眼睛，從而提供更加清晰的立體圖像。
另外，在立體圖像顯示裝置100b的其他的實(shí)施例中，入射側(cè)偏振板42的透射軸也可以沿水平方向設(shè)置。這時(shí)，相對(duì)上面的實(shí)施例，將射出側(cè)偏振板44及偏振光眼鏡60的透射軸偏轉(zhuǎn)90°。即，射出側(cè)偏振板44的透射軸、右眼偏振板62a的透射軸及左眼偏振板62b的透射軸分別朝向垂直方向、垂直方向和水平方向?；蛘?，也可以交換0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a和90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b的位置，而偏振光眼鏡60的透射軸的方向設(shè)成與上面的實(shí)施例相同。也就是說(shuō)，與右眼顯示行48a相對(duì)，配置90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b，而與左眼顯示行48b相對(duì)，配置0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a。這時(shí)，右眼偏振板62a及左眼偏振板62b的透射軸與前面的實(shí)施例相同，分別朝向水平方向和垂直方向。
圖7是本實(shí)施方式的利用眼鏡方式的立體圖像顯示裝置100b的第二實(shí)施例的立體分解圖。本實(shí)施例的立體圖像顯示裝置100b使用從光源16射出的光，將在液晶面板40上所顯示的圖像向前方放大投影，并使用投影透鏡20使放大成預(yù)定尺寸的圖像光準(zhǔn)直(collimate)。在本實(shí)施例的立體圖像顯示裝置100b的結(jié)構(gòu)中，在偏振光透射屏30的觀看者一側(cè)設(shè)置投影透鏡20這點(diǎn)上，與圖6所示的第一實(shí)施例不同。另外，與第一實(shí)施例同樣的結(jié)構(gòu)使用同一標(biāo)記，省略其說(shuō)明。
射出側(cè)偏振板44沿水平方向設(shè)置透射軸，在經(jīng)過(guò)顯示部46的光中，只使水平方向的直線(xiàn)偏振光透射。在偏振光透射屏30中，90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b設(shè)置在與左眼顯示行48b相對(duì)的位置上，即穿透左眼顯示行48b的圖像光入射的位置。因此，穿透了左眼顯示行48b及射出側(cè)偏振板44的直線(xiàn)偏振光在90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b上偏轉(zhuǎn)±90°后再射出。另一方面，0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a設(shè)置在與右眼顯示行48a相對(duì)的位置上，也就是穿透了右眼顯示行48a的圖像光入射的位置。因此，穿透了右眼顯示行48a及射出側(cè)偏振板44的直線(xiàn)偏振光，穿透0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a后以同一方向射出。
在偏振光的行進(jìn)方向上的偏振光透射屏30的觀看者的一側(cè)，為將液晶面板40所顯示的圖像放大到需要的尺寸，需要間隔必要的距離設(shè)置投影透鏡20。投影透鏡20使穿透液晶面板40及偏振光透射屏30而放大的圖像光準(zhǔn)直，朝向立體顯示裝置100b的前方投影。在投影透鏡20中，第一及第二線(xiàn)性菲涅耳透鏡22a、22b各自包括與從0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a及90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b射出的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸平行或者垂直的棱線(xiàn)。因此，投影透鏡20能使分別從0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a及90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b射出的圖像光的直線(xiàn)偏振光不發(fā)生分散，朝向觀看者準(zhǔn)直。在該狀態(tài)下，使左眼偏振板62b的透射軸相對(duì)射出側(cè)偏振板44的透射軸正交設(shè)置，并使右眼偏振板62a的透射軸相對(duì)射出側(cè)偏振板44的透射軸平行設(shè)置，由此，能相對(duì)觀看者的左右眼非常精確地分離顯示左眼及右眼圖像。根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，能將液晶面板40所顯示的圖像放大到需要的尺寸，同時(shí)，能向觀看者提供交調(diào)失真較少的清晰的立體圖像。
在其他的實(shí)施例中，90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b也可以設(shè)置在與右眼顯示行48a相對(duì)的位置上，0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a也可以設(shè)置在與左眼顯示行48b相對(duì)的位置上。由此，穿透了右眼顯示行48a及射出側(cè)偏振板44的圖像光的直線(xiàn)偏振光在90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b上偏轉(zhuǎn)±90°后射出。另一方面，穿透了左眼顯示行48b及射出側(cè)偏振板44的圖像光的直線(xiàn)偏振光以同一方向穿透0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a。這時(shí)，左眼偏振板62b的透射軸與射出側(cè)偏振板44的透射軸平行設(shè)置。另外，右眼偏振板62a的透射軸與射出側(cè)偏振板44的透射軸正交設(shè)置。在偏振光眼鏡60上，右眼偏振板62a的透射軸與射出側(cè)偏振板44的透射軸正交設(shè)置，左眼偏振板62b的透射軸與射出側(cè)偏振板44的透射軸平行設(shè)置。
由此，右眼偏振板62a使穿透右眼顯示行48a及射出側(cè)偏振板44、在90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b上偏轉(zhuǎn)±90°后的直線(xiàn)偏振光到達(dá)右眼。并且，將穿透左眼顯示行48b及射出側(cè)偏振板44、以同一方向通過(guò)0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a的直線(xiàn)偏振光吸收。另一方面，左眼偏振板62b使穿透左眼顯示行48b及射出側(cè)偏振板44、以同一方向通過(guò)0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a的直線(xiàn)偏振光到達(dá)左眼。并且，將穿透右眼顯示行48a及射出側(cè)偏振板44、在90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b上偏轉(zhuǎn)±90°的直線(xiàn)偏振光吸收。
另外，本實(shí)施例的散射板50也可以具有朝向水平方向的散射性。另外，光源16是具有與液晶面板40大致相等面積的面光源時(shí)，立體圖像顯示裝置100b也可以包括用于放大從液晶面板40射出的圖像光的放大透鏡。這時(shí)，該放大透鏡最好是線(xiàn)性菲涅耳透鏡22a及22b，并且該線(xiàn)性菲涅耳透鏡22a及22b的棱線(xiàn)與從偏振光透射屏30射出的偏振光的偏振光軸正交及平行。由此，能使從偏振光透射屏30射出的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且不發(fā)生橢圓偏振化，就能將圖像光放大到所希望的尺寸。
圖8示出了圖7所示的立體圖像顯示裝置100b的應(yīng)用例。本實(shí)施例的后投影顯示器102對(duì)戴著偏振光眼鏡60的觀看者顯示放大后的立體圖像。后投影顯示器102在圖7的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，還包括反射鏡80和前面板90，該反射鏡80反射穿透液晶面板40及偏振光透射屏30并被放大投影的光學(xué)圖像，再入射到投影透鏡20上，該前面板90設(shè)置在散射板50的觀看者一側(cè)。偏振光透射屏30置于液晶面板40的前面，平行且靠近液晶板40設(shè)置。反射鏡80相對(duì)于穿透偏振光透射屏30的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸，平行地或者傾斜于垂直方向進(jìn)行設(shè)置。前面板90保護(hù)投影透鏡20及散射板50，同時(shí)，通過(guò)設(shè)置在表面上的AR涂層等的處理來(lái)降低外界光的反射。
為了將液晶面板40上所顯示的圖像以需要的大小在投影透鏡20上投影放大，則需要在偏振光透射屏30與投影透鏡20之間確保某一光路長(zhǎng)度。后投影顯示器102由于包括反射鏡80，因而不用增大后投影顯示器102的深度，就確保了必要的光路長(zhǎng)度在這里，相對(duì)從偏振光透射屏30所射出的左眼圖像及右眼圖像的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸平行或者傾斜于垂直方向設(shè)置反射鏡80，所以，不管是左眼圖像和右眼圖像的哪一個(gè)，都不會(huì)混合P波或者S波入射。因此，反射鏡80在不使偏振光軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)或者橢圓偏振化的狀態(tài)下，反射左眼圖像及右眼圖像的直線(xiàn)偏振光，并使其入射到投影透鏡20上。因此，本實(shí)施例的后投影顯示器102能向戴偏振眼鏡60的觀看者提供交調(diào)失真較少、放大到需要尺寸的立體圖像。
圖9及圖10示出了偏振光透射屏30的構(gòu)成。其中，圖9還示出了在圖1所示的立體圖像顯示裝置100a中、偏振光透射屏30分階段地將投影到觀看者的右眼的直線(xiàn)偏振光偏轉(zhuǎn)的步驟。偏振光透射屏30全都包括由1/2波長(zhǎng)板構(gòu)成的柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板34和相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36。柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板34在垂直方向上反復(fù)交替地設(shè)有第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a和第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b，該第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a與液晶面板40的右眼顯示行48a相對(duì)設(shè)置，該第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b與液晶面板40的左眼顯示行48b相對(duì)設(shè)置。柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板34及相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36可以分別是與1/2波長(zhǎng)板具有同樣功能的相位差板。例如，可以組合兩塊1/4波長(zhǎng)板，也可以組合四塊1/8波長(zhǎng)板。
在本實(shí)施例中，從右眼的分割偏振光源10a所射出的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸朝向垂直方向。并且，第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a的光學(xué)主軸的方向相對(duì)直線(xiàn)偏振光的偏振光軸形成±22.5°的角度。第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b的光學(xué)主軸的方向朝向與第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a的光學(xué)主軸形成±45°的角度的方向。在此，所說(shuō)的光學(xué)主軸表示1/2波長(zhǎng)板的快相軸或者滯相軸。圖示中，在柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板34及相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36所描繪的粗線(xiàn)的箭頭表示1/2波長(zhǎng)板的光學(xué)主軸的方向。另外，貫穿柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板34和貫穿相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36的箭頭都表示投影圖像的直線(xiàn)偏振光的光路。并且，在該光路上所描繪的細(xì)線(xiàn)的箭頭表示直線(xiàn)偏振光的偏振光軸的方向。
相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36在垂直方向上光學(xué)主軸的方向是一樣的，該光學(xué)主軸相對(duì)第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a的光學(xué)主軸正交設(shè)置。在此，相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36的與第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a相對(duì)的部分及第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a構(gòu)成所述的0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a，相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36的與第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b對(duì)著的部分及第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b構(gòu)成90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b。
第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a使從右眼的分割偏振光源10a所射出的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸偏轉(zhuǎn)+45°。第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b使從右眼的分割偏振光源10a所射出的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸偏轉(zhuǎn)-45°。相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36使在第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a上偏轉(zhuǎn)+45°的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸和在第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b上偏轉(zhuǎn)-45°的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸全都偏轉(zhuǎn)-45°。另外，偏轉(zhuǎn)方向從光的行進(jìn)方向來(lái)看將向右偏轉(zhuǎn)視為正，將向左偏轉(zhuǎn)視為負(fù)。
其結(jié)果，穿透第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a及相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸、與穿透第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b及相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸正交。例如，在本實(shí)施例中，穿透第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a及相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸朝向垂直方向，與向柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板34入射時(shí)的方向相同。并且，穿透第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b及相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸朝向水平方向，與向柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板34入射時(shí)的方向正交。
在穿透偏振光透射屏30的光中，入射側(cè)偏振板42使偏振光軸的方向?yàn)榇怪钡闹本€(xiàn)偏振光透射，同時(shí)，屏蔽偏振光軸的方向?yàn)樗降闹本€(xiàn)偏振光。因此，在與第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a相對(duì)設(shè)置的右眼顯示行48a上有光入射，在與第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b相對(duì)設(shè)置的左眼顯示行48b上沒(méi)有光入射。這樣一來(lái)，右眼的直線(xiàn)偏振光只入射到右眼顯示行48a上，并將右眼的圖像光投影到前方。
也就是說(shuō)，90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b利用滯相軸的方向不相同的多個(gè)相位差板，通過(guò)使從右眼的分割偏振光源10a所射出的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸發(fā)生多次偏轉(zhuǎn)，使其總共偏轉(zhuǎn)90°。這時(shí)，與入射的偏振光對(duì)應(yīng)的滯相軸的角度在每個(gè)相位差板上都發(fā)生變化，偏振光的相位慢的矢量成分在各個(gè)相位差板上發(fā)生變化。這時(shí)，利用與滯相軸的方向相同的相位差板，與從入射時(shí)到射出時(shí)同一矢量成分的相位連續(xù)減慢的情況相比，能降低波長(zhǎng)色散特性。因此，在整個(gè)較寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，能非常精確地使直線(xiàn)偏振光的偏振光軸偏轉(zhuǎn)90°。
另外，90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b也可以通過(guò)三塊以上的相位差板使直線(xiàn)偏振光的偏振光軸偏轉(zhuǎn)90°。例如，在由4塊1/2波長(zhǎng)板構(gòu)成90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b時(shí)，將第一塊的滯相軸相對(duì)水平方向傾斜11.25°、將第二至第四塊的滯相軸向相同的方向再分別傾斜22.5°來(lái)進(jìn)行組合。在這樣構(gòu)成的90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b上，使水平方向具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光從第一塊一側(cè)開(kāi)始入射，于是在第一塊至第四塊的各塊上，偏振光軸依次偏轉(zhuǎn)22.5°，總計(jì)偏轉(zhuǎn)90°后，直線(xiàn)偏振光射出。
本實(shí)施例的相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36的光學(xué)主軸的方向是相同的，所以，只要將光學(xué)主軸的方向相對(duì)第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a的光學(xué)主軸設(shè)置成正交即可，而不必相對(duì)柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板34沿著上下左右方向進(jìn)行位置一致的定位。因此，從偏振光透射屏30射出時(shí)的偏振光軸的方向，能根據(jù)第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a及第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b的位置來(lái)決定，而不受到柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板34及相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36的組合誤差的影響。
另外，在0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a上，相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36及第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a使從右眼的分割偏振光源10a所射出的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸沿著相反的方向分別偏轉(zhuǎn)同樣的角度。在這里，相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36與第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a的光學(xué)主軸也就是快相軸或滯相軸相互正交。因此，在入射的偏振光的矢量成分中，穿透第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a、相位變慢的成分，通過(guò)穿透相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36，相位又變快，相對(duì)于在第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a上相位沒(méi)有變慢的成分，大小與其基本相同。這個(gè)在任一可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍內(nèi)都是同樣的，所以，在相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36及第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a的其中一方產(chǎn)生的波長(zhǎng)色散特性在另外一方中被消除。另外，利用兩塊1/2波長(zhǎng)板來(lái)偏轉(zhuǎn)直線(xiàn)偏振光的偏振光軸時(shí)，如果偏轉(zhuǎn)的方向互相相反且偏轉(zhuǎn)角度的大小相等，則通過(guò)各個(gè)偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的波長(zhǎng)色散特性，其絕對(duì)值大致相等，而正負(fù)相反。因此，相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36及第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a分別使直線(xiàn)偏振光的偏振光軸以反方向偏轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的波長(zhǎng)色散特性得到相互消除。在這里，柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板34及相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36的波長(zhǎng)色散特性是相同的。由此，在第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a上發(fā)生偏轉(zhuǎn)的偏振光的波長(zhǎng)色散特性，在相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36上被更加精確地消除。
另外，0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a也可以由三塊以上的相位差板構(gòu)成。例如，由四塊1/2波長(zhǎng)板來(lái)構(gòu)成0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a時(shí)，將第一塊的滯相軸相對(duì)水平方向傾斜11.25°、將第二塊的滯相軸沿著相同的方向再傾斜22.5°。并且，第三塊的滯相軸與第二塊的滯相軸正交，再使第四塊的滯相軸相對(duì)第一塊的滯相軸正交。在這樣構(gòu)成的0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a上，使水平方向具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光從第一塊一側(cè)開(kāi)始入射，于是偏振光軸在第一塊及第二塊上依次偏轉(zhuǎn)22.5°，在第三塊及第四塊上沿著反方向依次偏轉(zhuǎn)同樣大小的角度也就是22.5°。其結(jié)果，直線(xiàn)偏振光的偏振光軸的方向與入射時(shí)的方向相同、也就是沿著水平方向被射出。
從以上說(shuō)明中可以清楚地看出，本實(shí)施例的偏振光透射屏30通過(guò)在0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a及90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b上使從右眼的分割偏振光源10a所射出的直線(xiàn)偏振光穿透，由此可在整個(gè)寬廣的波長(zhǎng)范圍內(nèi)使其偏振光軸非常準(zhǔn)確地正交。因此，在入射側(cè)偏振板42上，能非常精確地濾除極其準(zhǔn)確地正交的直線(xiàn)偏振光。也就是說(shuō)，在整個(gè)寬廣的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，能對(duì)右眼顯示行48a高效率地入射右眼的偏振光，同時(shí)，對(duì)左眼顯示線(xiàn)示行48b屏蔽右眼的偏振光。
另外，偏振光透射屏30將柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板34及相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36的配置位置前后交換，也可以具有與所述的實(shí)施例同樣的效果。也就是說(shuō)，首先，相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36使從右眼的分割偏振光源10a所射出的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸偏轉(zhuǎn)-45°。然后，第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a使在相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36上偏轉(zhuǎn)了-45°的偏振光軸再偏轉(zhuǎn)+45°。另一方面，第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b使在相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36上偏轉(zhuǎn)了-45°的偏振光軸再偏轉(zhuǎn)-45°。
另外，柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板34及相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36也可以使入射的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸分別沿著與所述的實(shí)施例相反的方向偏轉(zhuǎn)。例如，第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a使從右眼的分割偏振光源10a所射出的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸偏轉(zhuǎn)-45°。這時(shí)，第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b使從右眼的分割偏振光源10a所射出的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸偏轉(zhuǎn)+45°。并且，相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36使在第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a上偏轉(zhuǎn)了-45°的偏振光軸再偏轉(zhuǎn)+45°，同時(shí)，使在第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b上偏轉(zhuǎn)了+45°的偏振光軸再偏轉(zhuǎn)+45°。這時(shí)也能得到與所述的實(shí)施例同樣的效果。
圖10示出了圖9所示的偏振光透射屏30分階段地使投影到觀看者的左眼的直線(xiàn)偏振光偏轉(zhuǎn)的步驟。在本實(shí)施例中，從左眼的分割偏振光源10b所射出的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸，朝向與從右眼的分割偏振光源10a所射出的直線(xiàn)偏振光正交的方向、也就是水平方向。第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a使從左眼的分割偏振光源10b所射出的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸偏轉(zhuǎn)+45°。第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b使從左眼的分割偏振光源10b所射出的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸偏轉(zhuǎn)-45°。
相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36使在第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a上偏轉(zhuǎn)了+45°的直線(xiàn)偏振光及在第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b上偏轉(zhuǎn)了-45°的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸全都再偏轉(zhuǎn)-45°。其結(jié)果，穿透了第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a及相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸、與穿透了第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b及相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸正交。例如，在本實(shí)施例中，穿透了第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a及相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸，朝向與向柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板34入射時(shí)的方向相同的水平方向。并且，穿透了第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b及相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸，朝向與向柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板34入射時(shí)的方向正交的垂直方向。
通過(guò)以上步驟，本實(shí)施例的偏振光透射屏30通過(guò)使從左眼的分割偏振光源10b所射出的直線(xiàn)偏振光在0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a及90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b上穿透，由此可在整個(gè)寬廣的波長(zhǎng)范圍內(nèi)使其偏振光軸非常準(zhǔn)確地正交。因此，在入射側(cè)偏振板42上，能非常精確地濾除極其準(zhǔn)確地正交的直線(xiàn)偏振光。也就是說(shuō)，在整個(gè)寬廣的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，能對(duì)左眼顯示行48b高效率地入射左眼的偏振光，同時(shí)，對(duì)右眼顯示行48a屏蔽左眼的偏振光。
從圖9及圖10的說(shuō)明中可以清楚地看出，根據(jù)本實(shí)施例的偏振光透射屏30，可以在每個(gè)偏轉(zhuǎn)區(qū)域35上非常準(zhǔn)確地使在整個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)、具有垂直或者水平的偏振光軸的直線(xiàn)偏振光正交。因此，立體圖像顯示裝置100通過(guò)使準(zhǔn)確地正交的直線(xiàn)偏振光在入射側(cè)偏振板42或者偏振光眼鏡60上穿透，由此，可對(duì)觀看者的左右眼非常準(zhǔn)確地分離出左眼的直線(xiàn)偏振光及右眼的直線(xiàn)偏振光。因此，無(wú)論是有眼鏡方式和無(wú)眼鏡方式的哪一種情況，立體圖像顯示裝置100都能通過(guò)使用偏振光透射屏30，顯示交調(diào)失真少的形象逼真的立體圖像。
另外，第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a的光學(xué)主軸也可以相對(duì)從左眼的分割偏振光源10b所射出的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸，具有±22.5°的角度。這時(shí)也與上面所述的實(shí)施例相同，第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b的光學(xué)主軸的方向相對(duì)第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a的光學(xué)主軸形成±45°的角度，相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36的光學(xué)主軸的方向相對(duì)第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a的光學(xué)主軸正交地設(shè)置。并且，相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36的與第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a對(duì)著的部分及第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域35a構(gòu)成0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32a，相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36的與第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b對(duì)著的部分及第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域35b構(gòu)成90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b。
從以上說(shuō)明可知，本實(shí)施例的立體圖像顯示裝置100能在整個(gè)寬廣的波長(zhǎng)范圍內(nèi)顯示出交調(diào)失真少的形象逼真的立體圖像。
另外，分割偏振板14、線(xiàn)性菲涅耳透鏡22a、線(xiàn)性菲涅耳透鏡22b、入射側(cè)偏振板42、射出側(cè)偏振板44、柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板34、相同偏振光偏轉(zhuǎn)板36、及偏振光眼鏡60中的任意兩個(gè)的相對(duì)角度，不必與本實(shí)施例所述的相對(duì)角度嚴(yán)格一致。在到達(dá)觀看者的立體圖像的交調(diào)失真對(duì)立體感沒(méi)有妨礙的范圍內(nèi)，這些相對(duì)角度也可以不使用本實(shí)施例所述的相對(duì)角度。但是，那樣的結(jié)構(gòu)顯然也在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
附圖標(biāo)記說(shuō)明10 分割偏振光源 12 分割光源14 分割偏振板 16 光源20 投影透鏡 22 線(xiàn)性菲涅耳透鏡30 偏振光透射屏 32a 0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域32b 90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域 34 柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板35a 第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域 35b 第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域36 相同偏振光偏轉(zhuǎn)板 40 液晶面板42 射側(cè)偏振板 44 射出側(cè)偏振板46 顯示部 48a 右眼顯示行48b 左眼顯示行 50 散射板52 透鏡 54 遮光層60 偏振光眼鏡 62a 右眼偏振板62b 左眼偏振板 100 立體圖像顯示裝置102 后投影顯示器
權(quán)利要求
1.一種用于使直線(xiàn)偏振光的偏振光軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)的偏振光透射屏，其包括90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域，其重疊地包括光學(xué)主軸的方向互不相同的多個(gè)相位差板，通過(guò)使在特定方向上具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光透射，使所述偏振光軸分階段地在所述多個(gè)相位差板上分別偏轉(zhuǎn)小于90°的角度，并且總共偏轉(zhuǎn)90°；以及0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域，其重疊地包括光學(xué)主軸的方向互不相同的多個(gè)相位差板，通過(guò)使在特定方向上具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光透射，并且通過(guò)使所述偏振光軸在所述的多個(gè)相位差板上沿著正負(fù)兩個(gè)方向分別偏轉(zhuǎn)相同的角度，使所述直線(xiàn)偏振光以與入射時(shí)相同的方向射出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振光透射屏，其中，在所述90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域及所述0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域中的所述多個(gè)相位差板的至少一個(gè)是相同的相位差板。
3.一種用于使直線(xiàn)偏振光的偏振光軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)的偏振光透射屏，其包括柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板，其在垂直方向上交替重復(fù)地包括第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域和第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域，所述第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域使在特定方向上具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光偏轉(zhuǎn)+45°，所述第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域使所述直線(xiàn)偏振光偏轉(zhuǎn)-45°；相同偏振光偏轉(zhuǎn)板，其在所述垂直方向上的偏振光偏轉(zhuǎn)特性是相同的，并使在所述第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域上發(fā)生偏轉(zhuǎn)的直線(xiàn)偏振光及在所述第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域上發(fā)生偏轉(zhuǎn)的直線(xiàn)偏振光分別偏轉(zhuǎn)-45°。
4.一種用于使直線(xiàn)偏振光的偏振光軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)的偏振光透射屏，其包括柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板，其在垂直方向上交替重復(fù)地包括第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域和第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域，所述第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域使在特定方向上具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光偏轉(zhuǎn)-45°，所述第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域使所述直線(xiàn)偏振光偏轉(zhuǎn)+45°；相同偏振光偏轉(zhuǎn)板，其在所述垂直方向上的偏振光偏轉(zhuǎn)特性是相同的，并使在所述第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域上發(fā)生偏轉(zhuǎn)的直線(xiàn)偏振光及在所述第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域上發(fā)生偏轉(zhuǎn)的直線(xiàn)偏振光分別偏轉(zhuǎn)+45°。
5.一種用于使直線(xiàn)偏振光的偏振光軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)的偏振光透射屏，其包括相同偏振光偏轉(zhuǎn)板，其在垂直方向上的偏振光偏轉(zhuǎn)特性是相同的，并使在特定方向上具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光偏轉(zhuǎn)+45°；柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板，其在垂直方向上交替重復(fù)地包括第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域和第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域，所述第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域使在所述相同偏振光偏轉(zhuǎn)板上發(fā)生偏轉(zhuǎn)的直線(xiàn)偏振光偏轉(zhuǎn)-45°，所述第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域使在所述相同偏振光偏轉(zhuǎn)板上發(fā)生偏轉(zhuǎn)的直線(xiàn)偏振光再偏轉(zhuǎn)+45°。
6.一種用于使直線(xiàn)偏振光的偏振光軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)的偏振光透射屏，其包括相同偏振光偏轉(zhuǎn)板，其在垂直方向上的偏振光偏轉(zhuǎn)特性是相同的，并使在特定方向上具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光偏轉(zhuǎn)-45°；柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板，其在垂直方向上交替重復(fù)地包括第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域和第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域，所述第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域使在所述相同偏振光偏轉(zhuǎn)板上發(fā)生偏轉(zhuǎn)的直線(xiàn)偏振光偏轉(zhuǎn)+45°，所述第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域使在所述相同偏振光偏轉(zhuǎn)板上發(fā)生偏轉(zhuǎn)的直線(xiàn)偏振光再偏轉(zhuǎn)-45°。
7.一種用于使直線(xiàn)偏振光的偏振光軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)的偏振光透射屏，其包括柵形偏振光偏轉(zhuǎn)板，其在垂直方向上交替重復(fù)地包括全都由1/2波長(zhǎng)板構(gòu)成的第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域和第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域，所述第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域的光學(xué)主軸的方向，相對(duì)于向所述偏振光透射屏入射、并在特定方向上具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光的偏振光軸，設(shè)置成±22.5°的角度，所述第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域的光學(xué)主軸的方向，相對(duì)于所述第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域的光學(xué)主軸，設(shè)置成±45°的角度；相同偏振光偏轉(zhuǎn)板，其是在所述垂直方向上，光學(xué)主軸的方向相同的1/2波長(zhǎng)板，所述光學(xué)主軸的方向與所述第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域的光學(xué)主軸正交。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7中任一項(xiàng)所述的偏振光透射屏，其中，所述第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域的波長(zhǎng)色散特性與所述相同偏振光偏轉(zhuǎn)板的波長(zhǎng)色散特性相同。
9.一種立體圖像顯示裝置，其包括根據(jù)權(quán)利要求3至7中任一項(xiàng)所述的偏振光透射屏；光源；液晶面板，其設(shè)置在所述光源和所述的偏振光透射屏之間，并與所述偏振光透射屏相對(duì)，在垂直方向上交替重復(fù)地包括左眼顯示行和右眼顯示行，所述左眼顯示行與所述第一及第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域的一方相對(duì)，并顯示左眼圖像，所述右眼顯示行與所述第一及第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域的另一方相對(duì)，并顯示右眼圖像，所述液晶面板只使入射到所述偏振光透射屏的特定方向的直線(xiàn)偏振光射出；以及偏振光眼鏡，其包括右眼偏振板和左眼偏振板，所述右眼偏振板將穿透了所述左眼顯示行及所述偏振光透射屏的直線(xiàn)偏振光屏蔽，同時(shí)使穿透了所述右眼顯示行及所述偏振光透射屏的直線(xiàn)偏振光透射，所述左眼偏振板將穿透了所述右眼顯示行及所述偏振光透射屏的直線(xiàn)偏振光屏蔽，同時(shí)使穿透了所述左眼顯示行及所述偏振光透射屏的直線(xiàn)偏振光透射。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的立體圖像顯示裝置，其中，在所述右眼顯示行與所述第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域相對(duì)設(shè)置的情況下，所述右眼偏振板包括與從所述液晶面板射出的所述直線(xiàn)偏振光的偏振光軸正交的偏振光吸收軸，所述左眼偏振板包括與從所述液晶面板射出的所述直線(xiàn)偏振光的偏振光軸平行的偏振光吸收軸。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的立體圖像顯示裝置，其中，在所述左眼顯示行與所述第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域相對(duì)設(shè)置的情況下，所述左眼偏振板包括與從所述液晶面板射出的所述直線(xiàn)偏振光的偏振光軸正交的偏振光吸收軸，所述右眼偏振板包括與從所述液晶面板射出的所述直線(xiàn)偏振光的偏振光軸平行的偏振光吸收軸。
12.一種立體圖像顯示裝置，其包括根據(jù)權(quán)利要求3至7中任一項(xiàng)所述的偏振光透射屏；分割偏振光源，其在左右方向上分割所述光源，使其包括右眼光源和左眼光源，所述右眼光源射出右眼直線(xiàn)偏振光，所述左眼光源射出與所述右眼直線(xiàn)偏振光正交的左眼直線(xiàn)偏振光；投影透鏡，其將所述右眼直線(xiàn)偏振光投影到觀看者的右眼方向，同時(shí)，將所述左眼直線(xiàn)偏振光投影到所述觀看者的左眼方向；以及液晶面板，其只允許與從所述右眼光源射出的所述直線(xiàn)偏振光平行的直線(xiàn)偏振光透射，并在垂直方向上交替重復(fù)地包括右眼顯示行和左眼顯示行，所述右眼顯示行在與所述第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域相對(duì)的位置上顯示右眼圖像，所述左眼顯示行在與所述第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域相對(duì)的位置上顯示左眼圖像。
13.一種立體圖像顯示裝置，其包括根據(jù)權(quán)利要求3至7中任一項(xiàng)所述的偏振光透射屏；分割偏振光源，其在左右方向上分割所述光源，使其包括右眼光源和左眼光源，所述右眼光源射出右眼直線(xiàn)偏振光，所述左眼光源射出與所述右眼直線(xiàn)偏振光正交的左眼直線(xiàn)偏振光；投影透鏡，其將所述右眼直線(xiàn)偏振光投影到觀看者的右眼方向，同時(shí)，將所述左眼的直線(xiàn)偏振光投影到所述觀看者的左眼向；以及液晶面板，其只允許與從所述左眼光源射出的所述直線(xiàn)偏振光平行的直線(xiàn)偏振光透射，并在垂直方向上交替重復(fù)地包括左眼顯示行和右眼顯示行，所述左眼顯示行在與所述第一偏轉(zhuǎn)區(qū)域相對(duì)的位置上顯示左眼圖像，所述右眼顯示行在與所述第二偏轉(zhuǎn)區(qū)域相對(duì)的位置上顯示右眼圖像。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的立體圖像顯示裝置，其中，所述投影透鏡在所述直線(xiàn)偏振光的行進(jìn)方向上重疊地包括第一線(xiàn)性菲涅耳透鏡，其包括沿著與所述右眼直線(xiàn)偏振光的偏振光軸正交的方向延伸的棱線(xiàn)；以及第二線(xiàn)性菲涅耳透鏡，其包括沿著與所述偏振光軸平行的方向延伸的棱線(xiàn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的立體圖像顯示裝置，其中，所述投影透鏡在所述直線(xiàn)偏振光的行進(jìn)方向上重疊地包括第一柱狀透鏡，其包括沿著與所述右眼直線(xiàn)偏振光的偏振光軸正交的方向延伸的棱線(xiàn)；以及第二柱狀透鏡，其包括沿著與所述偏振光軸平行的方向延伸的棱線(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種能在整個(gè)寬廣的波長(zhǎng)范圍內(nèi)顯示交調(diào)失真少的、形象細(xì)致的立體圖像的偏振光透射屏及立體圖像顯示裝置。在該偏振光透射屏(30)中，90°偏轉(zhuǎn)區(qū)域(32b)重疊地包括其光學(xué)主軸的方向互不相同的多個(gè)相位差板，通過(guò)使在特定方向上具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光透射，使偏振光軸有步驟地在多個(gè)相位差板上分別偏轉(zhuǎn)小于90°的角度，并且總共偏轉(zhuǎn)90°。0°偏轉(zhuǎn)區(qū)域(32a)重疊地包括其光學(xué)主軸的方向互不相同的多個(gè)相位差板，通過(guò)使在特定方向上具有偏振光軸的直線(xiàn)偏振光透射，并且使偏振光軸在多個(gè)相位差板上沿著正負(fù)兩個(gè)方向分別偏轉(zhuǎn)相同的角度，使直線(xiàn)偏振光沿著與入射時(shí)相同的方向射出。
文檔編號(hào)G02B27/22GK1648718SQ20051000504
公開(kāi)日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2005年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月29日
發(fā)明者深石圭, 丸山宏, 浦和宏, 角張祐一, 葭原義弘 申請(qǐng)人:株式會(huì)社有澤制作所