[发明专利]图像显示装置和可变透镜阵列

说明书

技术领域

本发明涉及图像显示装置。此外，本发明涉及可变透镜阵列。

背景技术

存在能够以图像观察者观察具有视差的两个图像的方式实现立体观察的各种图像显示装置。图像显示装置的能够实现立体观察的方法大致分成两种方法：使用眼镜的方法，其中通过眼镜将视差图像分别呈现给右眼和左眼；和裸眼观察方法，其中将视差图像呈现给右眼和左眼而不使用眼镜。对于使用裸眼观察方法的图像显示装置，实际上已经使用将透镜阵列(例如，柱状透镜)与用于显示二维图像的图像显示部分结合的图像显示装置。

图30A和30B示出了将具有透镜列的透镜阵列设置在图像显示部分和图像观察者之间的图像显示装置的操作的概念图。

如图30A所示，从由符号R1、R3、R5、R7和R9所指示的像素群组发射出的一组光线到达观察点2。此外，如图30B所示，从由符号L2、L4、L6、L8和L10所指示的像素群组发射出的一组光线到达观察点1。如上所述，在与图像显示部分相距预定距离处的位置上，分别观察到观察点1上的图像和观察点2上的图像。

图像观察者的左眼和右眼定位在观察点1和观察点2，通过由符号L2、L4、L6、L8和L10所指示的像素群组显示用于左眼的图像，通过由符号R1、R3、R5、R7和R9所指示的像素群组显示用于右眼的图像。在这种情况下，图像观察者将图像识别为立体图像。

同时，在能够实现立体显示的图像显示装置中，优选地能够毫无问题地显示正常图像(二维图像)。也就是说，优选采用能够切换立体图像的显示和正常图像的显示的构造。当透镜阵列的透镜列的屈光力可变时，可以切换立体图像的显示和正常图像的显示。

例如，如图2所示，在日本未审查专利申请公开No.2001-133918中，对于能够改变透镜列的屈光力的可变透镜阵列，提出了具有将液晶层设置在具有透明电极的一对透镜衬底之间的结构的可变透镜阵列。在具有上述结构的可变透镜阵列中，透镜列由使用液晶材料的梯度折射率(gradient index)透镜形成，并因此能够通过改变一对衬底之间的电压来改变透镜列的屈光力。

发明内容

在由使用液晶材料的梯度折射率透镜(在下文中简称为液晶GRIN透镜)形成的可变透镜阵列中，需要在一对衬底之间保持预定空间。因为形成光学透镜列，所以可变透镜阵列的液晶层在某种程度上比通常的液晶显示面板的液晶层厚。例如，当由在衬底之间分布的球形隔离件来保持衬底之间的空间时，每个隔离件的直径的大小与图像显示装置的每个像素的宽度相比是不可忽视的，因此围绕隔离件的液晶分子的取向处于混乱状态，从而使透镜性能降低。从而，显示图像的图像质量恶化。

因此，本发明期望提供能够减小显示图像的图像质量恶化的图像显示装置和可变透镜阵列。

根据本发明的第一实施例，提供图像显示装置，其包括：图像显示部分，其显示二维图像；和可变透镜阵列，其包括具有第一电极的第一衬底、具有第二电极的第二衬底、和设置在第一衬底和第二衬底之间的液晶层，其中，通过施加在第一电极和第二电极之间的电压来改变可变透镜阵列的每个透镜列的屈光力的值。

在该装置中，可变透镜阵列设置成与图像显示部分相对。

在该装置中，在可变透镜阵列的第一衬底和第二衬底之间，将壁状或柱状隔离件设置在当可变透镜阵列的每个透镜列的屈光力的值改变时，液晶层的液晶分子的取向方向不改变的位置上。

根据本发明的第二实施例，提供可变透镜阵列，其包括：具有第一电极的第一衬底；具有第二电极的第二衬底；和设置在第一衬底和第二衬底之间的液晶层。

在该可变透镜阵列中，通过施加在第一电极和第二电极之间的电压来改变可变透镜阵列的每个透镜列的屈光力的值。

在该可变透镜阵列中，在第一衬底和第二衬底之间，将壁状或柱状隔离件设置在当可变透镜阵列的每个透镜列的屈光力的值改变时，液晶层的液晶分子的取向方向不改变的位置上。

根据本发明的第三实施例，提供图像显示装置，其包括：图像显示部分，其显示二维图像；和可变透镜阵列，其包括具有第一电极的第一衬底、具有第二电极的第二衬底、和设置在第一衬底和第二衬底之间的液晶层，其中，通过施加在第一电极和第二电极之间的电压来改变可变透镜阵列的每个透镜列的屈光力的值。

在该装置中，可变透镜阵列设置成与图像显示部分相对。

在该装置中，在透镜列的中央部分上设置壁状或柱状隔离件。

根据本发明的第四实施例，提供可变透镜阵列，其包括：具有第一电极的第一衬底；具有第二电极的第二衬底；和设置在第一衬底和第二衬底之间的液晶层。