透镜阵列单元和图像显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种透镜阵列单元和图像显示装置。该透镜阵列单元包括：第一和第二基板，设置为彼此相对并相隔一定的距离；第一和第二电极组，第一电极组形成在第一基板的面对第二基板的表面上并构造为在第一方向上延伸的多个电极在宽度方向上以一定的间隔平行设置，第二电极组形成在第二基板的面对第一基板的表面上并构造为在第二方向上延伸的电极在宽度方向上以一定的间隔平行设置；第一和第二开关组，分别将给第一和第二电极组施加电压的第一和第二电压发生器连接到第一和第二电极组的电极；以及液晶层，设置在第一和第二基板之间，包含折射率各向异性的液晶分子，并且根据施加给第一和第二电极组的电压通过改变液晶分子的取向方向而引起透镜效应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及透镜阵列单元和图像显示装置，尤其涉及能够电控制实现三维显示的透镜效应的发生的透镜阵列单元和图像显示装置。
技术介绍
过去，已经知晓了通过使观看者的左右眼睛观看引起视差的视差图像来实现立体视觉的方法。还知晓了观看者必须使用专用眼镜来实现立体视觉的方法和观看者不需要使用专用眼镜的方法。必须使用专用眼镜的方法已经应用于例如剧院中的屏幕设备或者电视机。不需要专用眼镜的方法已经被考虑应用到除了电视机之外的便携式电子设备的显示，该便携式电子设备例如为智能电话、移动电话、便携式游戏机和网络笔记本计算机。在不需要专用眼镜的方法的特定示例中，用于三维显示的将来自二维显示装置的显示图像光束偏转到多个视角的光学装置与诸如液晶显示器的二维显示装置组合使用。平行设置多个圆柱透镜的透镜阵列是已知的用于三维显示的光学装置。例如，在两眼并用的立体视觉中，立体效果可通过使左右眼观看不同的视差图像而相对于观看者的视觉来获得。从而，为了实现立体效果，在垂直方向上延伸的多个圆柱透镜平行地设置在水平方向上以面对二维显示装置的显示表面，并且来自二维显示装置的显示图像光束被向左和向右偏转，以使得左右视差图像恰好达到观看者的左眼和右眼。除了圆柱透镜外，还知晓采用液晶透镜的可切换透镜阵列单元(在下文，称为“液晶透镜阵列单元”)(例如，见JP-A-2008-9370)。液晶透镜阵列单元可以电变换等同于圆柱透镜的透镜效应的显示状态。从而，通过在二维显示装置的屏幕上形成液晶透镜阵列单元，可以使基于非透镜效应状态的二维显示模式和基于透镜效应状态的三维显示模式的两种显示模式相互切换。
技术实现思路
如上所述，采用液晶透镜阵列单元的三维显示被考虑应用到诸如智能电话的便携式电子设备。然而，在此情况下，应当满足下面的要求。就是说，在这样的电子设备的某些显示中，显示状态可以切换到垂直方向长的状态(在屏幕的横纵比方面垂直侧较长的状态)和水平方向长的状态(在屏幕的横纵比方面水平侧较长的状态)。从而，需要不考虑显示状态地实现三维显示。另外，如果整个屏幕可切换到二维显示模式和三维显示模式之一并且屏幕的一个区域和另一个区域可以同时分别设定到二维显示模式和三维显示模式，那么将很方便。通常，因为三维显示在分辨率上低于二维显示，所以可以考虑将需要高分辨率的图像部分设定到二维显示模式，而将其它部分设定到三维显示模式。还可以考虑将一区域部分地设定到二维显示模式，在该区域中需要显示包括不需要三维显示的部分的映像素材。例如，可以考虑仅照片显示为三维显示模式，而其说明文本显示为二维显示模式。因此，所希望的是能使三维显示模式的区域设定在屏幕上的任意位置，而与屏幕的方向无关(与屏幕的垂直方向长的状态或者水平方向长的状态无关)。根据本专利技术的一个实施例，所提供的透镜阵列单元包括第一基板和第二基板，设置为彼此相对且相隔一定的距离；第一电极组，形成在第一基板的面对第二基板的表面上， 并且构造为在第一方向上延伸的多个电极在宽度方向上以一定的间隔平行设置；第一开关组，将给第一电极组施加电压的第一电压发生器连接到第一电极组的电极；第二电极组，形成在第二基板的面对第一基板的表面上，并且构造为在非第一方向的第二方向上延伸的多个电极在宽度方向上以一定的间隔平行设置；第二开关组，将给第二电极组施加电压的第二电压发生器连接到第二电极组的电极；以及液晶层，设置在第一基板和第二基板之间，包含折射率各向异性的液晶分子，并且根据施加给第一电极组和第二电极组的电压通过改变液晶分子的取向方向而引起透镜效应，其中与由平行于第一方向的线段和平行于第二方向的线段限定的区域对应的液晶层的透镜效应通过切换第一和第二开关组而改变。施加给第一电极组和第二电极组的电压的状态可通过切换第一和第二开关组而改变，并且液晶层可电切换到非透镜效应状态、第一透镜状态和第二透镜状态中的任何一个，在非透镜效应状态中由平行于第一方向的线段和平行于第二方向的线段限定的区域不发生透镜效应，在第一透镜状态中发生如同在第一方向上延伸第一圆柱透镜的透镜效应， 在第二透镜状态中发生如同在第二方向上延伸第二圆柱透镜的透镜效应。当第一电极组的多个电极与第二电极组的多个电极电势相同时，液晶层可切换到非透镜效应状态。当公共电压施加给第一电极组的所有多个电极且驱动电压仅选择性地施加给第二电极组的多个电极当中位于与第二圆柱透镜的透镜节距对应的位置处的电极时， 液晶层可切换到第二透镜状态。当公共电压施加给第二电极组的所有多个电极且驱动电压仅选择性地施加给第一电极组的多个电极当中位于与第一圆柱透镜的透镜节距对应的位置处的电极时，液晶层可切换到第一透镜状态。第一电极组可包括在第一方向上延伸且具有第一宽度的多个第一电极和在第一方向上延伸且具有大于第一宽度的第二宽度的多个第二电极，并且第一电极组可构造为第一电极和第二电极平行地交替设置。第二电极组可包括在第二方向上延伸且具有第一宽度的多个第一电极和在第二方向上延伸且具有大于第一宽度的第二宽度的多个第二电极，并且第二电极组构造为第一电极和第二电极平行地交替设置。当第一电极组的多个电极与第二电极组的多个电极电势相同时，液晶层可切换到非透镜效应状态。当公共电压施加给第一电极组的所有多个电极且驱动电压仅选择性地施加给第二电极组的多个电极当中的第一电极时，液晶层可切换到第二透镜状态。当公共电压施加给第二电极组的所有多个电极且驱动电压仅选择性地施加给第一电极组的多个电极当中的第一电极时，液晶层可切换到第一透镜状态。当驱动电压仅选择性地施加给第二电极组的多个电极当中的第一电极且第二电极接地时，液晶层可切换到第二透镜状态。当驱动电压仅选择性地施加给第一电极组的多个电极当中的第一电极且第二电极接地时，液晶层切换到第一透镜状态。当公共电压施加给第一电极组的所有多个电极且第二驱动电压仅选择性地施加给第二电极组的多个电极当中的第一电极时，液晶层可切换到第二透镜状态。当公共电压施加给第二电极组的所有多个电极且第一驱动电压仅选择性地施加给第一电极组的多个7电极当中的第一电极时，液晶层可切换到第一透镜状态。第一驱动电压和第二驱动电压可以是电压振幅相同而相位相差180°的矩形波。第一电极组的第一电极可以以与第一圆柱透镜的透镜节距对应的间隔设置。第二电极组的第一电极可以以与第二圆柱透镜的透镜节距对应的间隔设置。第一方向和第二方向可彼此垂直，液晶层可电切换到第一方向上的透镜效应状态或者第二方向上的透镜效应状态。第二方向可与第一方向以(90° -Θ)的角度交叉，液晶层可电切换到第一方向上的透镜效应状态或者第二方向上的透镜效应状态。θ可设定为满足tad =1/3。在本专利技术的一个实施例中，通过切换第一和第二开关组，与由平行于第一方向的线段和平行于第二方向的线段限定的区域对应的液晶层的透镜效应改变。根据本专利技术的另一个实施例，所提供的图像显示装置包括显示面板，进行图像显示；透镜阵列单元，设置为与显示面板的显示表面相对，并且选择性地改变来自显示面板的光束的通过状态；检测装置，用于检测设置为与透镜阵列单元相对的显示面板被使用的方向；设定装置，用于在屏幕上设定一区域；以及开关控制装置，用于控制开关。这里，透镜阵列单元包括第一基板和第二基板，设置为彼此相对，并且相隔一定的距离；第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种透镜阵列单元，包括：第一基板和第二基板，设置为彼此相对，并且相隔一定的距离；第一电极组，形成在所述第一基板的面对所述第二基板的表面上，并且构造为在第一方向上延伸的多个电极在宽度方向上以一定的间隔平行设置；第一开关组，将给所述第一电极组施加电压的第一电压发生器连接到所述第一电极组的电极；第二电极组，形成在所述第二基板的面对所述第一基板的表面上，并且构造为在非所述第一方向的第二方向上延伸的多个电极在宽度方向上以一定的间隔平行设置；第二开关组，将给所述第二电极组施加电压的第二电压发生器连接到所述第二电极组的电极；以及液晶层，设置在所述第一基板和所述第二基板之间，包含折射率各向异性的液晶分子，并且根据施加给所述第一电极组和所述第二电极组的电压通过改变所述液晶分子的取向方向而引起透镜效应，其中与由平行于所述第一方向的线段和平行于所述第二方向的线段限定的区域对应的液晶层的透镜效应通过切换所述第一开关组和所述第二开关组而改变。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高桥贤一，佐藤能久，坂本祥，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP