光源裝置、顯示單元和電子設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光源裝置、顯示單元和電子設(shè)備，具體提供了一種顯示單元，包括顯示部以及光源裝置。該光源裝置包括：一個(gè)或多個(gè)第一光源，分別被配置為發(fā)射第一照明光；以及導(dǎo)光板，具有第一端面、第二端面以及多個(gè)散射區(qū)，并在散射區(qū)中散射第一照明光以向外部發(fā)射光，第一端面和第二端面彼此相對(duì)，且散射區(qū)在第一端面與第二端面之間的預(yù)定區(qū)域中被設(shè)置有恒定密度和均勻形狀。第一光源被布置為至少面向第一端面，并且將第一照明光導(dǎo)向預(yù)定區(qū)域的傾斜部被設(shè)置在第一光源與導(dǎo)光板的預(yù)定區(qū)域之間。
【專利說(shuō)明】光源裝置、顯示單元和電子設(shè)備
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2012年11月21日提交的日本在先專利申請(qǐng)JP2012-255659的權(quán)益，將其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開(kāi)涉及一種能夠在視差屏障系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)立體視覺(jué)和多視覺(jué)的光源裝置、顯示單兀和電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0004]作為不需要佩戴特殊眼鏡而用肉眼能夠提供立體視覺(jué)的立體顯示系統(tǒng)之一，視差屏障系統(tǒng)的立體顯示單元為人所知。立體顯示單元具有被設(shè)置為面向二維顯示面板的正面(顯示表面?zhèn)?的視差屏障。視差屏障的典型配置包括沿水平方向交替布置的遮擋部和條形開(kāi)口(狹縫)。遮擋部遮擋來(lái)自二維顯示面板的顯示圖像光，且條形開(kāi)口允許顯示圖像光從中穿過(guò)。
[0005]在視差屏障系統(tǒng)中，用于立體視覺(jué)的視差圖像(在兩個(gè)視角的情況下為右眼透視圖像和左眼透視圖像)以空間上彼此隔開(kāi)的方式顯示在二維顯示面板上，且視差圖像在水平方向上被視差屏障隔開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)立體視覺(jué)。當(dāng)觀看者從預(yù)定位置沿預(yù)定方向觀看立體顯示單元時(shí)，可以通過(guò)適當(dāng)設(shè)置視差屏障的每個(gè)狹縫的寬度等來(lái)允許不同視差圖像的光通過(guò)狹縫分別進(jìn)入觀看者的右眼和左眼。
[0006]要注意的是，在使用例如透射式液晶顯示面板作為二維顯示面板的情況下，例如，可以將視差屏障設(shè)置在二維顯示面板的背面?zhèn)壬?。在這種情況下，視差屏障被設(shè)置在透射式液晶顯示面板與背光之間。在日本待審查專利申請(qǐng)公開(kāi)第2012-226294號(hào)中，公開(kāi)了一種光源裝置，其中，散射圖案被設(shè)置在充當(dāng)背光的導(dǎo)光板的內(nèi)部反射面上，且因此導(dǎo)光板具有等同于視差屏障的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]如日本待審查專利申請(qǐng)公開(kāi)第2012-226294號(hào)中所述，在導(dǎo)光板具有等同于視差屏障的功能的配置的情況下，從導(dǎo)光板發(fā)出的光的面內(nèi)亮度分布可以優(yōu)選是均勻的。在日本待審查專利申請(qǐng)公開(kāi)第2012-226294號(hào)中，散射圖案的形狀根據(jù)位置來(lái)修改，并因此允許面內(nèi)亮度分布是均勻的。另一方面，甚至在設(shè)置有具有均勻形狀的散射圖案的情況下，也期望面內(nèi)亮度分布均勻。
[0008]因此，期望提供一種使用導(dǎo)光板實(shí)現(xiàn)等同于視差屏障的功能并改善面內(nèi)亮度分布不均勻的光源裝置、顯示單元和電子設(shè)備。
[0009]根據(jù)本技術(shù)的一種實(shí)施方式，提供了一種光源裝置，包括:一個(gè)或多個(gè)第一光源，分別被配置為發(fā)射第一照明光；以及導(dǎo)光板，具有第一端面、第二端面以及多個(gè)散射區(qū)，并在所述多個(gè)散射區(qū)中散射所述第一照明光以向外部發(fā)射用于顯示多個(gè)透視圖像的光，所述第一端面和所述第二端面彼此相對(duì)，且所述多個(gè)散射區(qū)在所述第一端面與所述第二端面之間的預(yù)定區(qū)域中被設(shè)置有恒定密度和均勻形狀，所述一個(gè)或多個(gè)第一光源被布置為至少面向至少所述第一端面，并且將所述第一照明光導(dǎo)向所述預(yù)定區(qū)域的傾斜部被設(shè)置在所述一個(gè)或多個(gè)第一光源與所述導(dǎo)光板的所述預(yù)定區(qū)域之間。
[0010]根據(jù)本技術(shù)的一種實(shí)施方式，提供了一種顯示單元，包括被配置為顯示多個(gè)透視圖像的顯示部，以及被配置為朝向所述顯示部發(fā)射用于顯示所述多個(gè)透視圖像的光的光源裝置，所述光源裝置包括:一個(gè)或多個(gè)第一光源，分別被配置為發(fā)射第一照明光；以及導(dǎo)光板，具有第一端面、第二端面以及多個(gè)散射區(qū)，并在所述多個(gè)散射區(qū)中散射所述第一照明光以向外部發(fā)射光，所述第一端面和所述第二端面彼此相對(duì)，且所述多個(gè)散射區(qū)在所述第一端面與所述第二端面之間的預(yù)定區(qū)域中被設(shè)置有恒定密度和均勻形狀，所述一個(gè)或多個(gè)第一光源被布置為至少面向所述第一端面，并且將所述第一照明光導(dǎo)向所述預(yù)定區(qū)域的傾斜部被設(shè)置在所述一個(gè)或多個(gè)第一光源與所述導(dǎo)光板的所述預(yù)定區(qū)域之間。
[0011]根據(jù)本技術(shù)的一種實(shí)施方式，提供了一種設(shè)置有顯示單元的電子設(shè)備，所述顯示單元包括被配置為顯示多個(gè)透視圖像的顯示部，以及被配置為朝向所述顯示部發(fā)射用于顯示所述多個(gè)透視圖像的光的光源裝置，所述光源裝置包括:一個(gè)或多個(gè)第一光源，分別被配置為發(fā)射第一照明光；以及導(dǎo)光板，具有第一端面、第二端面以及多個(gè)散射區(qū)，并在所述多個(gè)散射區(qū)中散射所述第一照明光以向外部發(fā)射光，所述第一端面和所述第二端面彼此相對(duì)，且所述多個(gè)散射區(qū)在所述第一端面與所述第二端面之間的預(yù)定區(qū)域中被設(shè)置有恒定密度和均勻形狀，所述一個(gè)或多個(gè)第一光源被布置為至少面向至少所述第一端面，并且將所述第一照明光導(dǎo)向所述預(yù)定區(qū)域的傾斜部被設(shè)置在所述一個(gè)或多個(gè)第一光源與所述導(dǎo)光板的所述預(yù)定區(qū)域之間。
[0012]在根據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施方式的光源裝置、顯示單元和電子設(shè)備中，來(lái)自第一光源的第一照明光由散射區(qū)散射并被發(fā)射到導(dǎo)光板的外部。因此，對(duì)于第一照明光，可以使導(dǎo)光板具有作為視差屏障的功能。換句話說(shuō)，等同地，導(dǎo)光板用作以散射區(qū)作為開(kāi)口(狹縫)的視差屏障。因此，可以實(shí)現(xiàn)三維顯示和多視覺(jué)。
[0013]此外，從導(dǎo)光板發(fā)出的光的亮度分布(第一照明光的面內(nèi)亮度分布)的不均勻通過(guò)設(shè)置在第一光源與導(dǎo)光板的預(yù)定區(qū)域之間的傾斜部來(lái)改善。
[0014]在根據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施方式的光源裝置、顯示單元和電子設(shè)備中，散射第一照明光的多個(gè)散射區(qū)被設(shè)置在導(dǎo)光板上。因此，對(duì)于第一照明光，可以同樣使導(dǎo)光板具有視差屏障的功能。
[0015]另外，將第一照明光引導(dǎo)至預(yù)定區(qū)域的傾斜部被設(shè)置在第一光源與導(dǎo)光板的預(yù)定區(qū)域之間。因此，可以改善第一照明光的面內(nèi)亮度分布的不均勻。
[0016]應(yīng)理解，上述一般性描述和下列詳細(xì)描述都是示例性的，其旨在對(duì)所要求保護(hù)的技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步闡述。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]為提供對(duì)本公開(kāi)的進(jìn)一步理解，說(shuō)明書(shū)包含附圖，并且將附圖并入說(shuō)明書(shū)中從而構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分。附圖示出了實(shí)施方式，并且與本說(shuō)明書(shū)一起用來(lái)闡述本技術(shù)的原理。
[0018]圖1是示出根據(jù)本公開(kāi)的第一實(shí)施方式的顯示單元的Y方向上的配置實(shí)例的截面圖。
[0019]圖2是示出顯示單元的X方向上的配置實(shí)例的截面圖。
[0020]圖3是示出導(dǎo)光板的配置實(shí)例的平面圖。
[0021]圖4是示出顯示部的像素結(jié)構(gòu)的實(shí)例的平面圖。
[0022]圖5是示出在僅打開(kāi)第一光源(處于發(fā)光狀態(tài)下)的情況下的光束的發(fā)射狀態(tài)的實(shí)例的截面圖。
[0023]圖6是示出在僅打開(kāi)第一光源(處于發(fā)光狀態(tài)下)的情況下的面內(nèi)發(fā)光圖案的實(shí)例的平面圖。
[0024]圖7是示出在僅打開(kāi)第二光源(處于發(fā)光狀態(tài)下)的情況下的光束的發(fā)射狀態(tài)的實(shí)例的截面圖。
[0025]圖8是示出在僅打開(kāi)第二光源(處于發(fā)光狀態(tài)下)的情況下的面內(nèi)發(fā)光圖案的實(shí)例的平面圖。
[0026]圖9是示出根據(jù)比較實(shí)例的顯示單元的Y方向上的配置實(shí)例的截面圖。
[0027]圖10是示出根據(jù)比較實(shí)例的顯示單元中的導(dǎo)光板的發(fā)光表面的亮度分布的實(shí)例的特征圖。
[0028]圖11是靠近第一光源的一側(cè)上的導(dǎo)光板的第一端部的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
[0029]圖12是與第一光源相對(duì)的一側(cè)上的導(dǎo)光板的第二端部的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
[0030]圖13是示出進(jìn)入導(dǎo)光板的第二端部的光束的角分布的特征圖。
[0031]圖14是示出由導(dǎo)光板的第二端部反射的光束的角分布的特征圖。
[0032]圖15是不出在傾斜部被設(shè)置在導(dǎo)光板的第一端部上的情況下的導(dǎo)光板的發(fā)光表面的亮度分布的實(shí)例的特征圖。
[0033]圖16是示出基于導(dǎo)光板的第一端部的結(jié)構(gòu)差異的Y方向上的中心部分的亮度分布的實(shí)例的特征圖。
[0034]圖17是示出在反射器被設(shè)置在導(dǎo)光板的第二端部上的情況下的導(dǎo)光板的發(fā)光表面的亮度分布的實(shí)例的特征圖(a =0度)。
[0035]圖18是示出在反射器被設(shè)置在導(dǎo)光板的第二端部上的情況下的導(dǎo)光板的發(fā)光表面的亮度分布的實(shí)例的特征圖(α =7度)。
[0036]圖19是示出基于導(dǎo)光板的第二端部的結(jié)構(gòu)差異的Y方向上的中心部分的亮度分布的實(shí)例的特征圖。
[0037]圖20是示出基于導(dǎo)光板的第一端部和第二端部的結(jié)構(gòu)差異的Y方向上的中心部分的亮度分布的實(shí)例的特征圖。
[0038]圖21是示出導(dǎo)光板的第一端部的結(jié)構(gòu)的第一變形例的截面圖。
[0039]圖22是示出導(dǎo)光板的第一端部的結(jié)構(gòu)的第二變形例的截面圖。
[0040]圖23是示出導(dǎo)光板的第一端部的結(jié)構(gòu)的第三變形例的截面圖。
[0041]圖24是示出導(dǎo)光板的第二端部的結(jié)構(gòu)的第一變形例的截面圖。
[0042]圖25是示出導(dǎo)光板的第二端部的結(jié)構(gòu)的第二變形例的截面圖。
[0043]圖26是示出導(dǎo)光板的第二端部的結(jié)構(gòu)的第三變形例的截面圖。
[0044]圖27是示出導(dǎo)光板的第二端部的結(jié)構(gòu)的第四變形例的截面圖。
[0045]圖28是示出根據(jù)第二實(shí)施方式的顯示單元的配置實(shí)例的截面圖。[0046]圖29是示出根據(jù)第三實(shí)施方式的顯示單元的配置實(shí)例的截面圖。
[0047]圖30是示出根據(jù)第四實(shí)施方式的顯示單元的配置實(shí)例的截面圖。
[0048]圖31是示出電子設(shè)備的實(shí)例的外觀圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049]下文將參照附圖詳細(xì)描述本公開(kāi)的一些實(shí)施方式。要注意的是，將以下列順序進(jìn)行描述。
[0050]1.第一實(shí)施方式
[0051]顯示單元的整體配置
[0052]顯示單元的基本操作
[0053]導(dǎo)光板的端部的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述
[0054]變形例
[0055]2.第二實(shí)施方式
[0056]3.第三實(shí)施方式
[0057]4.第四實(shí)施方式
[0058]5.其他實(shí)施方式
[0059](1.第一實(shí)施方式)
[0060](顯示單元的整體配置)
[0061]圖1和圖2示出了根據(jù)本公開(kāi)的第一實(shí)施方式的顯示單元的配置實(shí)例。該顯示單元包括執(zhí)行圖像顯示的顯示部1，以及設(shè)置在顯示部I的背面?zhèn)炔⒊蝻@示部I發(fā)射用于圖像顯示的光的光源裝置。該光源裝置包括第一光源2、導(dǎo)光板3以及第二光源7。導(dǎo)光板3具有被布置成面向顯示部I的第一內(nèi)部反射面3A，以及被布置成面向第二光源7的第二內(nèi)部反射面3B。導(dǎo)光板3還具有沿Y方向(圖1)彼此相對(duì)的第一端面51和第二端面52。而且，導(dǎo)光板3具有沿X方向(圖2)彼此相對(duì)的第三端面53和第四端面54。另外，顯示單元包括用于顯示所需的用于顯示部I的控制電路等。而且，其配置類似于用于顯示器的典型控制電路等的配置，并因此將省略對(duì)其的描述。另外，雖然未示出，但光源裝置包括對(duì)第一光源2和第二光源7執(zhí)行開(kāi)啟(發(fā)光)/關(guān)閉(非發(fā)光)控制的控制電路。
[0062]順便地，在第一實(shí)施方式中，顯示部I的顯示表面(像素的排布表面)中或與導(dǎo)光板3的第二內(nèi)部反射面3B平行的平面中的第一方向(垂直方向)被稱為Y方向(圖1)，以及與第一方向正交的第二方向(水平方向)被稱為X方向(圖2)。
[0063]顯示單元能夠任意在全屏二維(2D)顯示模式和全屏三維(3D)顯示模式之間選擇性地切換顯示模式。在二維顯示模式與三維顯示模式之間的切換被允許通過(guò)要在顯示部I上顯示的圖像數(shù)據(jù)的切換控制和第一光源2和第二光源7的開(kāi)啟/關(guān)閉切換控制來(lái)執(zhí)行。圖5示意性地示出了在僅開(kāi)啟第一光源2 (處于發(fā)光狀態(tài)下)的情況下的來(lái)自光源裝置的光束的發(fā)射狀態(tài)，且該發(fā)射狀態(tài)對(duì)應(yīng)于三維顯示模式。圖6示出了在僅開(kāi)啟第一光源2 (處于發(fā)光狀態(tài)下)的情況下的從導(dǎo)光板3發(fā)出的光的面內(nèi)發(fā)射圖案的實(shí)例。圖7示意性地示出了在僅開(kāi)啟第二光源7 (處于發(fā)光狀態(tài)下)的情況下的來(lái)自光源裝置的光束的發(fā)射狀態(tài)，且該發(fā)射狀態(tài)對(duì)應(yīng)于二維顯示模式。圖8示出了在僅開(kāi)啟第二光源7 (處于發(fā)光狀態(tài)下)的情況下的從導(dǎo)光板3發(fā)出的光的面內(nèi)發(fā)射圖案的實(shí)例。[0064]顯示部I利用透射式二維顯示面板(諸如透射式液晶顯示面板)來(lái)進(jìn)行配置。例如，如圖4所示，顯示部I包括呈矩陣排列的多個(gè)像素。多個(gè)像素的每一個(gè)由紅色(R)子像素11R、綠色(G)子像素IlG和藍(lán)色(B)子像素IlB配置而成。顯示部I基于圖像數(shù)據(jù)從一個(gè)像素到另一個(gè)像素調(diào)整來(lái)自光源裝置的每種顏色的光，以執(zhí)行二維圖像顯示。基于三維圖像數(shù)據(jù)的多個(gè)透視圖像或基于二維圖像數(shù)據(jù)的圖像通過(guò)切換任意且選擇性地被顯示在顯示部I上。順便地，例如，三維圖像數(shù)據(jù)是包含與三維顯示中的多個(gè)視角方向?qū)?yīng)的多個(gè)透視圖像的數(shù)據(jù)。例如，在執(zhí)行雙目三維顯示的情況下，三維圖像數(shù)據(jù)是包含用于右眼顯示和用于左眼顯示的透視圖像的數(shù)據(jù)。在以三維顯示模式執(zhí)行顯示的情況下，例如，產(chǎn)生并顯示在一個(gè)屏幕中包括多個(gè)條形透視圖像的合成圖像。
[0065]第一光源2例如可以使用熒光燈(諸如冷陰極熒光燈(CCFL))或發(fā)光二極管(LED)來(lái)配置。第一光源2從導(dǎo)光板3的側(cè)表面方向向其內(nèi)部發(fā)射第一照明光LI (圖1)。一個(gè)或多個(gè)第一光源2需要被設(shè)置在導(dǎo)光板3的側(cè)表面上。在第一實(shí)施方式中,第一光源2被設(shè)置成面向?qū)Ч獍?的第一端面51的情況被作為實(shí)例進(jìn)行描述。第一光源2響應(yīng)于二維顯示模式與三維顯示模式之間的切換而受控地開(kāi)啟(發(fā)光)/關(guān)閉(非發(fā)光)。具體地，當(dāng)顯示部I顯示基于三維圖像數(shù)據(jù)的圖像時(shí)(在三維顯示模式的情況下)，第一光源2被控制為處于發(fā)光狀態(tài)，且當(dāng)顯示部I顯示基于二維圖像數(shù)據(jù)的圖像時(shí)(在二維顯示模式的情況下)，第一光源2被控制為處于非發(fā)光狀態(tài)或發(fā)光狀態(tài)。
[0066]第二光源7被設(shè)置為面向設(shè)置有導(dǎo)光板3的第二內(nèi)部反射面3B的一側(cè)。第二光源7從與第一光源2的方向不同的方向朝向?qū)Ч獍?發(fā)射第二照明光L10。更具體地,第二光源7從外側(cè)(導(dǎo)光板3的背面?zhèn)?朝向第二內(nèi)部反射面3B發(fā)射第二照明光LlO (參見(jiàn)圖7)。第二光源7是平面光源。例如，第二光源7可以具有這樣的配置，其中包括光發(fā)射器(諸如CCFL和LED),并使用擴(kuò)散從該光發(fā)射器發(fā)射的光的光擴(kuò)散器面板。第二光源7響應(yīng)于二維顯示模式與三維顯示模式之間的切換而受控地開(kāi)啟(發(fā)光)/關(guān)閉(非發(fā)光)。具體地，在顯示部I顯示基于三維圖像數(shù)據(jù)的圖像的情況下(在三維顯示的情況下)，第二光源7被控制為處于非發(fā)光狀態(tài)，且當(dāng)顯示部I顯示基于二維圖像數(shù)據(jù)的圖像的情況下(在二維顯示模式的情況下)，第二光源7被控制為處于發(fā)光狀態(tài)。
[0067]導(dǎo)光板3可以由例如丙烯酸樹(shù)脂制成的透明塑料板配置而成。除了第二內(nèi)部反射面3B，導(dǎo)光板3的所有表面都是透明的。換句話說(shuō)，第一內(nèi)部反射面3A和四個(gè)端面在相應(yīng)的整個(gè)表面上均是透明的。
[0068]第一內(nèi)部反射面3A在整個(gè)表面上經(jīng)過(guò)鏡面處理，并內(nèi)部全反射以滿足導(dǎo)光板3中的全反射條件的入射角進(jìn)入導(dǎo)光板3的光束，且將不滿足全反射條件的一部分光束發(fā)射至外部。
[0069]第二內(nèi)部反射面3B具有散射區(qū)31和全反射區(qū)32。例如，散射區(qū)31由印刷在導(dǎo)光板3的表面上的散射材料配置而成，或者經(jīng)過(guò)激光處理、噴砂處理等，從而增加有光散射特性。在第二內(nèi)部反射面3B中，在三維顯示模式的情況下，散射區(qū)31用作作為針對(duì)來(lái)自第一光源2的第一照明光LI的視差屏障的開(kāi)口(狹縫)，且全反射區(qū)32用作遮擋部。在第二內(nèi)部反射面3B中，散射區(qū)31和全反射區(qū)32被設(shè)置成與視差屏障對(duì)應(yīng)的圖案。具體地，全反射區(qū)32被設(shè)置成與視差屏障的遮擋部對(duì)應(yīng)的圖案，且散射區(qū)31被設(shè)置成與視差屏障的開(kāi)口對(duì)應(yīng)的圖案。要注意的是，視差屏障的屏障圖案不作具體限制，且可以使用各種類型的圖案，諸如大量垂直長(zhǎng)狹縫式開(kāi)口在水平方向上被并排布置且其間有遮擋部的條形圖案。圖6示出了在分別沿垂直方向延伸的多個(gè)散射區(qū)31呈條形布置(即，如圖3所示的并排布置)的情況下的從導(dǎo)光板3發(fā)出的光(來(lái)自第一光源2的發(fā)射光L20 (圖5))的面內(nèi)發(fā)光圖案的實(shí)例。如圖3所示，多個(gè)散射區(qū)31在導(dǎo)光板3的第一端面51與第二端面52之間的預(yù)定區(qū)域50中被設(shè)置有恒定密度和一定形狀。
[0070]第一內(nèi)部反射面3A以及第二內(nèi)部反射面3B的全反射區(qū)32內(nèi)部全反射以滿足全反射條件的入射角進(jìn)入導(dǎo)光板3的光束(內(nèi)部全反射以大于預(yù)定臨界角的入射角進(jìn)入的光束)。因此，以滿足全反射條件的入射角進(jìn)入導(dǎo)光板3的來(lái)自第一光源2的第一照明光LI通過(guò)第一內(nèi)部反射面3A與第二內(nèi)部反射面3B的全反射區(qū)32之間的內(nèi)部全反射而被引導(dǎo)至側(cè)表面方向。如圖7所示，全反射區(qū)32中的每一個(gè)使得來(lái)自第二光源7的第二照明光LlO從中穿過(guò)，并且朝向第一內(nèi)部反射面3A發(fā)射第二照明光L10，作為不滿足全反射條件的光束。
[0071]如圖1和圖5所示，散射區(qū)31中的每一個(gè)散射并反射來(lái)自第一光源2的第一照明光LI，并且朝向第一內(nèi)部反射面3A發(fā)射第一照明光LI的至少一部分(即，不滿足全反射條件的光束)，作為發(fā)射光束L20。
[0072]傾斜部4 (圖1和圖3)被設(shè)置在第一光源2與導(dǎo)光板3的設(shè)置有散射區(qū)31的預(yù)定區(qū)域50 (圖3)之間。傾斜部4將第一照明光LI從第一光源2引導(dǎo)至預(yù)定區(qū)域50。另夕卜，反射器5被設(shè)置在第二端面52上。反射器5將已到達(dá)第二端面52的第一照明光LI引導(dǎo)至預(yù)定區(qū)域50。傾斜部4和反射器5被設(shè)置為改善從導(dǎo)光板3發(fā)出的光的亮度分布(傳播通過(guò)導(dǎo)光板3的第一照明光LI在發(fā)光表面(第二內(nèi)部反射面3B)上的亮度分布)的不均勻性。下文將描述由傾斜部4和反射器5改善的面內(nèi)亮度分布的不均勻性的細(xì)節(jié)。
[0073](顯示單元的基本操作)
[0074]當(dāng)顯示單元以三維顯示模式執(zhí)行顯示時(shí)，顯示部I執(zhí)行基于三維圖像數(shù)據(jù)的圖像顯示，并且第一光源2和第二光源7對(duì)于三維顯示受控地開(kāi)啟(發(fā)光)/關(guān)閉(非發(fā)光)。具體地，如圖5所示，第一光源2被控制為開(kāi)啟(處于發(fā)光狀態(tài))，且第二光源7被控制為關(guān)閉(處于非發(fā)光狀態(tài))。在這種狀態(tài)下，來(lái)自第一光源2的第一照明光LI在導(dǎo)光板3中的第一內(nèi)部反射面3A與第二內(nèi)部反射面3B的全反射區(qū)32之間重復(fù)地進(jìn)行內(nèi)部全反射。結(jié)果，將第一照明光LI從設(shè)置有第一光源2的一側(cè)上的一個(gè)側(cè)表面引導(dǎo)至相對(duì)的另一側(cè)表面。另一方面，來(lái)自第一光源2的第一照明光LI的一部分由導(dǎo)光板3的散射區(qū)31散射和反射以穿過(guò)導(dǎo)光板3的第一內(nèi)部反射面3A,并隨后被發(fā)射到導(dǎo)光板3的外部。在這種情況下，例如，光(來(lái)自第一光源2的光L20 (圖5))以如圖6所示的面內(nèi)發(fā)射圖案從導(dǎo)光板3射出。因此，允許導(dǎo)光板3具有視差屏障的功能。具體地，對(duì)于來(lái)自第一光源2的第一照明光LI，導(dǎo)光板3等效地用作散射區(qū)31作為開(kāi)口部(狹縫)并且全反射區(qū)32作為遮擋部的視差屏障。相應(yīng)地，等效地執(zhí)行視差屏障被設(shè)置在顯示部I的背面?zhèn)壬系囊暡钇琳舷到y(tǒng)中的三維顯示。
[0075]另一方面，當(dāng)顯示單元以二維顯示模式執(zhí)行顯示時(shí)，顯示部I執(zhí)行基于二維圖像數(shù)據(jù)的圖像顯示，并且第一光源2和第二光源7對(duì)于二維顯示受控地開(kāi)啟(發(fā)光)/關(guān)閉(非發(fā)光)。具體地，如圖7所示，例如，第一光源2被控制為關(guān)閉(處于非發(fā)光狀態(tài))，且第二光源7被控制為開(kāi)啟(處于發(fā)光狀態(tài))。在這種情況下，來(lái)自第二光源7的第二照明光LlO穿過(guò)第二內(nèi)部反射面3B的全反射區(qū)32。結(jié)果，將第二照明光LlO從第一內(nèi)部反射面3A的幾乎整個(gè)表面發(fā)射到導(dǎo)光板3的外部，以作為不滿足全反射條件的光束。在這種情況下，例如，光(從第二光源7發(fā)射的光)以如圖8所示的面內(nèi)發(fā)射圖案從導(dǎo)光板3發(fā)出。換句話說(shuō)，導(dǎo)光板3用作與典型背光類似的平面光源。相應(yīng)地，等效地執(zhí)行典型背光被設(shè)置在顯示部I的背面?zhèn)壬系谋彻庀到y(tǒng)中的二維顯示。
[0076]要注意的是，即使僅開(kāi)啟第二光源7，第二照明光LlO從導(dǎo)光板3的幾乎整個(gè)表面發(fā)出。然而，如果需要的話，可以開(kāi)啟第一光源2。結(jié)果，例如，在僅發(fā)光第二光源7不足以消除與散射區(qū)31對(duì)應(yīng)的部分和與全反射區(qū)32對(duì)應(yīng)的部分之間的亮度分布差異的情況下，適當(dāng)調(diào)整第一光源2的發(fā)光狀態(tài)(開(kāi)啟/關(guān)閉控制或調(diào)整光量)允許優(yōu)化整個(gè)表面的亮度分布。然而，例如在執(zhí)行二維顯示的情況下，當(dāng)顯示部I可以執(zhí)行足夠的亮度校正時(shí)，只需要開(kāi)啟第二光源7。
[0077](導(dǎo)光板的端部的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述)
[0078]設(shè)置在導(dǎo)光板3的端部中的傾斜部4和反射器5被設(shè)置為改變傳播通過(guò)導(dǎo)光板3內(nèi)部的第一照明光LI的角分布并改善進(jìn)入散射區(qū)31的光束量的不均勻性。例如，在與根據(jù)圖9中所示的比較實(shí)例的顯示單元一樣，傾斜部4和反射器5未設(shè)置在導(dǎo)光板3的端部中的情況下，從導(dǎo)光板3發(fā)出的光的亮度分布例如如圖10所示是不均勻的。如圖3所示，具有恒定密度和一定形狀的多個(gè)散射區(qū)31被設(shè)置在導(dǎo)光板3的第一端面51與第二端面52之間的預(yù)定區(qū)域50中。在這種情況下，例如，如圖10所示，亮度可以更高，因?yàn)槠涓拷O(shè)置在導(dǎo)光板3的第一端部中的第一光源2，且亮度更低，因?yàn)槠涓拷c第一光源2相對(duì)的第二端部。若亮度分布的這種不均勻性存在于發(fā)光表面中，則會(huì)降低三維顯示的顯示質(zhì)量。在下文中，將描述要改善發(fā)光表面上亮度分布的這種不均勻性的傾斜部4和反射器5的結(jié)構(gòu)。
[0079]為改善如圖10所示的亮度分布不均勻性，只需要使集中從靠近第一光源2的第一端部發(fā)出的光部分到達(dá)與第一端部相對(duì)的第二端部。參照?qǐng)D11描述用于改善亮度分布的不均勻性的傾斜部4的結(jié)構(gòu)。傾斜部4具有線性傾斜截面。從第一光源2接收光的導(dǎo)光板3的入射端的厚度t可期望地被設(shè)置為等于或大于第一光源2的尺寸，因?yàn)槿肷涠说暮穸萾與光入射到導(dǎo)光板3內(nèi)部的入射效率有關(guān)。
[0080]當(dāng)確定導(dǎo)光板3的厚度T和入射端的厚度t時(shí)，傾斜部4的傾斜角Θ和傾斜長(zhǎng)度L具有由以下表達(dá)式表不的關(guān)系。傾斜角Θ是相對(duì)于導(dǎo)光板3的第一內(nèi)部反射面3A或第二內(nèi)部反射面3B的傾斜角。
[0081 ] Θ =arctan [ (T_t) /2L]
[0082]當(dāng)傾斜角Θ和傾斜長(zhǎng)度L都較大時(shí)，使集中從靠近第一光源2的第一端部發(fā)出的光部分到達(dá)相對(duì)側(cè)上的第二端部的作用也較大。然而，由于導(dǎo)光板3的厚度T根據(jù)利用裸眼的立體視覺(jué)的設(shè)計(jì)條件來(lái)確定，并且入射端的厚度t基本上根據(jù)第一光源2的尺寸來(lái)確定，所以傾斜部4的傾斜角Θ和傾斜長(zhǎng)度L由上述表達(dá)式限定。在導(dǎo)光板3的厚度T和入射端的厚度t由上述表達(dá)式確定的情況下，當(dāng)傾斜部4的傾斜長(zhǎng)度L增加時(shí)，使亮度分布集中在第二端部側(cè)上的作用增加更大，并且使亮度分布均勻化的作用也增加。然而，由于傾斜角Θ隨傾斜長(zhǎng)度L增加而減小，所以均勻化作用停止在一定水平。因此，期望確定在小于均勻化方面最有效的傾斜長(zhǎng)度L的值的范圍內(nèi)的傾斜部4的形狀。
[0083]接下來(lái)，參照?qǐng)D12描述用于改善從導(dǎo)光板3發(fā)出的光的亮度分布不均勻的第二端面52和反射器5的結(jié)構(gòu)。例如，反射器5可以被結(jié)合至或布置成靠近第二端面52。如圖12所示，可期望第二端面52和反射器5相對(duì)于導(dǎo)光板3的第一內(nèi)部反射面3A或第二內(nèi)部反射面3B的法線N以傾斜角α傾斜。另外，期望滿足以下表達(dá)式，其中Y是傳播通過(guò)導(dǎo)光板3的光的向外最小傳播角，β是光的返回最小傳播角，nl是導(dǎo)光板3內(nèi)部的折射率，以及nO是導(dǎo)光板3外部的折射率(=1)。
[0084]β = gamma-α
[0085]arcsin (nO/nl) ^ β
[0086]第二端面52和反射器5傾斜以使返回最小傳播角β減小并允許傳播通過(guò)導(dǎo)光板3內(nèi)部的光再次傳播通過(guò)導(dǎo)光板3，且隨后進(jìn)入散射區(qū)31。當(dāng)返回最小傳播角β小于導(dǎo)光板3的臨界角時(shí)，光無(wú)意地從導(dǎo)光板3發(fā)出，這導(dǎo)致亮度不均勻和光的使用效率降低。因此，允許亮度分布通過(guò)在滿足上述表達(dá)式的范圍內(nèi)改變傾斜角α來(lái)進(jìn)行調(diào)整。
[0087]圖13示出了進(jìn)入導(dǎo)光板3的第二端部的光束的角分布的實(shí)例，以及圖14示出了由導(dǎo)光板3的第二端部反射的光束的角分布的實(shí)例。如圖13所示，從設(shè)置有第一光源2的第一端面51傳播并到達(dá)第二端面52的大量光面向與導(dǎo)光板3的表面平行的方向(Y方向)。因此，光進(jìn)入散射區(qū)31的概率很低，并且光不容易從導(dǎo)光板3射出。如圖12所示，通過(guò)使第二端面52和反射器5傾斜，允許到達(dá)第二端面52的光的角分布方向被反射器5的傾斜反射面改變(參見(jiàn)圖14)。以這種方式，改變已到達(dá)第二端面52的光的角分布方向增加了光進(jìn)入散射區(qū)31的可能性。這增加了接近第二端部附近的亮度。
[0088](發(fā)光表面上的改善亮度分布的具體實(shí)例)
[0089]在下文中，描述在傾斜部4和反射器5未設(shè)置在導(dǎo)光板3的端部上的情況下的改善亮度分布的具體實(shí)例(圖9和圖10)。圖15示出了在傾斜長(zhǎng)度L為10毫米(傾斜角Θ為
8.5度)的傾斜部4被設(shè)置在導(dǎo)光板3的第一端部上的情況下的發(fā)光表面的亮度分布的實(shí)例。如圖15所示，與比較實(shí)例(圖10)的亮度分布相比，改善了亮度分布的不均勻性。圖16示出了基于導(dǎo)光板3的第一端部的結(jié)構(gòu)差異的Y方向上的中心部分的亮度分布的實(shí)例。圖16示出了在傾斜部4的傾斜長(zhǎng)度L為O毫米、4毫米和10毫米(傾斜角Θ為O度、20.6度和8.5度)的每一種情況下的亮度分布。從圖16可以看出，增加傾斜部4的傾斜長(zhǎng)度L抑制了亮度不均勻，且接近第一光源2的區(qū)域中的亮度較高。
[0090]圖17示出了傾斜角a為O度的反射器5被設(shè)置在導(dǎo)光板3的第二端部上的情況下的發(fā)光表面的亮度分布的實(shí)例。圖18示出了傾斜角α為7度的反射器5被設(shè)置在導(dǎo)光板3的第二端部上的情況下的發(fā)光表面的亮度分布的實(shí)例。圖19不出了基于導(dǎo)光板3的第二端部的結(jié)構(gòu)差異的Y方向上的中心部分的亮度分布的實(shí)例。圖19示出了反射器5的傾斜角α為O度和7度的每一種情況下的亮度分布。從圖17至圖19的結(jié)果可以看出，反射器5的傾斜產(chǎn)生了改善接近第二端部的亮度和使整個(gè)亮度分布更均勻化的效果。
[0091]圖20不出了基于導(dǎo)光板的第一端部和第二端部之間的結(jié)構(gòu)差異的Y方向上的中心部分的亮度分布的實(shí)例。圖20示出了傾斜部4的傾斜長(zhǎng)度L為10毫米(傾斜角Θ為8.5度)且反射器5的傾斜角α為7度的情況下的亮度分布，以及傾斜部4的傾斜長(zhǎng)度L為O毫米(傾斜角Θ為O度)且未設(shè)置反射器5的情況下的亮度分布。從圖20可知，在導(dǎo)光板3的端部中設(shè)置傾斜部4和反射器5顯著地改善了亮度分布的不均勻性。
[0092]接下來(lái)，表1示出了導(dǎo)光板3的端部的配置的更具體的數(shù)值實(shí)例。作為具體數(shù)值實(shí)例，具體設(shè)置顯示部I的屏幕尺寸和三維顯示的視角的數(shù)量，
[0093]并設(shè)置傾斜部4和反射器5的期望配置參數(shù)。當(dāng)將配置參數(shù)設(shè)置為表1的數(shù)值實(shí)例時(shí)，有利地改善了亮度分布的不均勻。
[0094][表 I]
[0095]
【權(quán)利要求】
1.一種顯示單元，包括被配置為顯示多個(gè)透視圖像的顯示部，以及被配置為朝向所述顯示部發(fā)射用于顯示所述多個(gè)透視圖像的光的光源裝置，所述光源裝置包括: 一個(gè)或多個(gè)第一光源，均被配置為發(fā)射第一照明光；以及 導(dǎo)光板，具有第一端面、第二端面以及多個(gè)散射區(qū)，并在所述多個(gè)散射區(qū)中散射所述第一照明光以向外部發(fā)射光，所述第一端面和所述第二端面彼此相對(duì)，且所述多個(gè)散射區(qū)在所述第一端面與所述第二端面之間的預(yù)定區(qū)域中被設(shè)置有恒定密度和均勻形狀，其中， 所述一個(gè)或多個(gè)第一光源被布置為至少面向所述第一端面，并且 將所述第一照明光導(dǎo)向所述預(yù)定區(qū)域的傾斜部被設(shè)置在所述一個(gè)或多個(gè)第一光源與所述導(dǎo)光板的所述預(yù)定區(qū)域之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示單元，其中， 所述導(dǎo)光板具有第一內(nèi)部反射面和第二內(nèi)部反射面，并且 所述傾斜部相對(duì)于所述第一內(nèi)部反射面或所述第二內(nèi)部反射面的傾斜角為5度以上且20度以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示單元，其中，所述第二端面被設(shè)置有將已到達(dá)所述第二端面的所述第一照明光導(dǎo)向所述預(yù)定區(qū)域的反射器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示單元，其中， 所述導(dǎo)光板具有第一內(nèi)部反射面和第二內(nèi)部反射面，并且 所述第二端面和所述反射器均相對(duì)于所述第一內(nèi)部反射面或所述第二內(nèi)部反射面的法線以O(shè)度以上且15度以下的角度傾斜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示單元，其中，所述傾斜部被設(shè)置在所述導(dǎo)光板的所述第一端面與所述預(yù)定區(qū)域之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示單元，其中，所述傾斜部被設(shè)置在所述第一端面與所述第一光源之間并與所述導(dǎo)光板隔開(kāi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示單元，其中， 設(shè)置有兩個(gè)第一光源，所述兩個(gè)第一光源中的一個(gè)被布置為面向所述第一端面，且另一個(gè)被布置為面向所述第二端面，并且 所述傾斜部被設(shè)置在所述預(yù)定區(qū)域與被布置為面向所述第一端面的所述第一光源之間，以及在所述預(yù)定區(qū)域與被布置為面向所述第二端面的所述第一光源之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示單元，進(jìn)一步包括被設(shè)置為面向所述導(dǎo)光板的第二光源，所述第二光源被配置為從與所述第一光源的發(fā)射方向不同的方向朝向所述導(dǎo)光板發(fā)射第二照明光。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示單元，其中， 所述顯示部在基于三維圖像數(shù)據(jù)的所述多個(gè)透視圖像與基于二維圖像數(shù)據(jù)的圖像之間選擇性地切換顯示，并且 當(dāng)在所述顯示部上顯示所述多個(gè)透視圖像時(shí)，所述第二光源被控制為處于非發(fā)光狀態(tài)，且當(dāng)在所述顯示部上顯示基于所述二維圖像數(shù)據(jù)的所述圖像時(shí)，所述第二光源被控制為處于發(fā)光狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示單元，其中，當(dāng)在所述顯示部上顯示所述多個(gè)透視圖像時(shí)，所述第一光源被控制為處于發(fā)光狀態(tài)，且當(dāng)在所述顯示部上顯示基于所述二維圖像數(shù)據(jù)的所述圖像時(shí)，所述第一光源被控制為處于所述非發(fā)光狀態(tài)或所述發(fā)光狀態(tài)。
11.一種光源裝置，包括: 一個(gè)或多個(gè)第一光源，均被配置為發(fā)射第一照明光；以及 導(dǎo)光板，具有第一端面、第二端面以及多個(gè)散射區(qū)，并在所述多個(gè)散射區(qū)中散射所述第一照明光以向外部發(fā)射用于顯示多個(gè)透視圖像的光，所述第一端面和所述第二端面彼此相對(duì)，且所述多個(gè)散射區(qū)在所述第一端面與所述第二端面之間的預(yù)定區(qū)域中被設(shè)置有恒定密度和均勻形狀，其中， 所述一個(gè)或多個(gè)第一光源被布置為至少面向所述第一端面，并且 將所述第一照明光導(dǎo)向所述預(yù)定區(qū)域的傾斜部被設(shè)置在所述一個(gè)或多個(gè)第一光源與所述導(dǎo)光板的所述預(yù)定區(qū)域之間。
12.一種設(shè)置有顯示單元的電子設(shè)備，所述顯示單元包括被配置為顯示多個(gè)透視圖像的顯示部，以及被配置為朝向所述顯示部發(fā)射用于顯示所述多個(gè)透視圖像的光的光源裝置，所述光源裝置包括: 一個(gè)或多個(gè)第一光源，均被配置為發(fā)射第一照明光；以及 導(dǎo)光板，具有第一端面、第二端面以及多個(gè)散射區(qū)，并在所述多個(gè)散射區(qū)中散射所述第一照明光以向外部發(fā)射光，所述第一端面和所述第二端面彼此相對(duì)，且所述多個(gè)散射區(qū)在所述第一端面與所述第二端面之間的預(yù)定區(qū)域中被設(shè)置有恒定密度和均勻形狀，其中， 所述一個(gè)或多個(gè)第一光源被布置為至少面向所述第一端面，并且 將所述第一照明光導(dǎo)向所述預(yù)定區(qū)域的傾斜部被設(shè)置在所述一個(gè)或多個(gè)第一光源與所述導(dǎo)光板的所述預(yù)定區(qū)域之間。
【文檔編號(hào)】G02F1/13357GK103837994SQ201310567115
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月21日
【發(fā)明者】宮尾龍 申請(qǐng)人:索尼公司