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照明单元、显示器单元和电子装置.pdf

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照明 单元 显示器 电子 装置
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摘要
申请专利号:

CN201280053634.2

申请日:

2012.10.12

公开号:

CN103917820A

公开日:

2014.07.09

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法?#19978;?#24773;: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):F21S 2/00申请公布日:20140709|||实质审查的生效IPC(主分类):F21S 2/00申请日:20121012|||公开
IPC分类号: F21S2/00; G02F1/1333; G02F1/13357; H04N5/66; H04N13/04; F21Y101/02; F21Y103/00 主分类号: F21S2/00
申请人: 索尼公司
发明人: 峰浦利胜; 渡边亮; 池田一堂
地址: 日本东京都
优?#28909;ǎ?/td> 2011.11.08 JP 2011-244826
专利代理机构: ?#26412;?#24066;柳沈律师事务所 11105 代理人: 吴艳
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法律状态
申请(专利)号:

CN201280053634.2

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2016.06.22|||2014.10.15|||2014.07.09

法律状态类型:

发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

摘要

提供的是能够实现更好的图像的显示器单元。该显示器单元包括照明单元和被构造为使用来自照明单元的光来执行图像显示的显示部。照明单元包括在包括彼此相交的第一方向和第二方向的平面内延伸的导光板、支撑导光板的基底、以及设置在导光板的部分以及基底的部分内的第一和第二支撑部。第一支撑部?#24066;?#23548;光板在第二方向上的位移,同时限制导光板在第一方向上的位移。第二支撑部?#24066;?#23548;光板在第一方向上的位移,同时限制导光板在第二方向上的位移。

权利要求书

权利要求书
1.  一种用于显示器单元的照明单元,该照明单元包括:
导光板,其在包括彼此相交的第一方向和第二方向的平面内延伸;
基底,其支撑所述导光板;以及
第一和第二支撑部,其设置在所述导光板的部分以及所述基底的部分中,
其中,所述第一支撑部?#24066;?#23548;光板在第二方向上的位移,同时限制导光板在第一方向上的位移,并且
所述第二支撑部?#24066;?#23548;光板在第一方向上的位移同时限制导光板在第二方向上的位移。

2.  根据权利要求1所述的照明单元,其中多个所述第一支撑部设置于在第二方向上延伸的同一直线上。

3.  根据权利要求2所述的照明单元,其中多个所述第二支撑部设置于在第一方向上延伸的同一直线上。

4.  根据权利要求1所述的照明单元,其中
所述第一支撑部设置在导光板在第一方向上的?#34892;?#20301;置,并且
所述第二支撑部设置在导光板在第二方向上的?#34892;?#20301;置。

5.  根据权利要求1所述的照明单元,其中所述第一和第二支撑部?#26800;?#27599;一个包括:
凸出部,其设置在所述导光板和基底?#26800;?#19968;个上,
引导部,其设置在所述导光板和基底?#26800;?#21478;一个上,并且在第一方向和第二方向?#26800;?#19968;个上引导所述凸出部。

6.  根据权利要求5所述的照明单元,其中
所述第一支撑部的引导部是在第二方向上延伸的沟槽、切口和开口?#26800;?#19968;个,并且
所述第二支撑部的引导部是在第一方向上延伸的沟槽、切口和开口?#26800;?#19968;个。

7.  根据权利要求1所述的照明单元,其中所述第一和第二支撑部位于导光板的周围部分中。

8.  根据权利要求1所述的照明单元,其进一步包括被构造为将照明光 照射到导光板?#26800;?#20809;源,
其中所述导光板具有彼此相对的第一内反射面和第二内反射面,并且
其中所述第一和第二内反射面?#26800;?#19968;个或两者具有?#24066;?#26469;自光源的照明光被散射以及被发射到导光板外面的多个散射区域。

9.  一种显示器单元,设置有照明单元和构造为使用来自照明单元的光执行图像显示的显示部,所述照明单元包括:
导光板,其在包括彼此相交的第一方向和第二方向的平面内延伸;
基底,其支撑所述导光板;以及
第一和第二支撑部,其设置在所述导光板的部分和所述基底的部分中,
其中所述第一支撑部?#24066;?#23548;光板在第二方向上的位移,同时限制导光板在第一方向上的位移,并且
所述第二支撑部?#24066;?#23548;光板在第一方向上的位移,同时限制导光板在第二方向上的位移。

10.  根据权利要求9所述的显示器单元,其中所述基底还支撑显示部。

11.  一种电子装置,设置有显示器单元,所述显示器单元设置有照明单元和构造为使用来自照明单元的光执行图像显示的显示部,所述照明单元包括:
导光板,其在包括彼此相交的第一方向和第二方向的平面内延伸;
基底,其支撑所述导光板;以及
第一和第二支撑部,其设置在所述导光板的部分和所述基底的部分中,
其中所述第一支撑部?#24066;?#23548;光板在第二方向上的位移,同时限制导光板在第一方向上的位移,并且
所述第二支撑部?#24066;?#23548;光板在第一方向上的位移,同时限制导光板在第二方向上的位移。

说明书

说明书照明单元、显示器单元和电子装置
?#38469;?#39046;域
本公开涉及显示器单元、包括显示器单元的电子装置、以及安装在显示器单元?#26800;?#29031;明单元。
背景?#38469;?
近年中已知的显示器单元的示例包括诸如等离子显示器和有机EL显示器之类的自发光显示单元,以及诸如液晶显示器之类的不发光显示器单元。液晶显示器包括例如作为光调节装置的透光液晶显示面板,以及构造为将照明光应用到液晶显示面板的背光系统等。液晶显示面板被构造为通过控制来此背光系统的照明光的透光度而显示预定的图像。
近年来,日益需要薄的显示器单元。因此,提出?#31169;?#23548;光板设置在液晶显示面板的背面(显示表面相反的一侧),并且将背光系统的光源设置为使其与导光板的端面相对的结构(例如,参见专利文件1和2)。
然而,当光源与导光板之间的距离极小时,导光板可能由于光源发光期间产生的热而膨胀或扭曲。为?#31169;?#20915;这个问题,提出了例如专利文件3中所描述的结构。
现有?#38469;?#25991;件
专利文件
专利文件1:JP2009-110811A
专利文件2:JP2009-32664A
专利文件3:JP2011-150264A
发明内容
然而,在专利文件3所描述的结构中,由于导光板的膨胀,导光板整体相对于液晶显示面板移动。具体地,在导光板和液晶显示面板的面内方向上的相对位置由于导光板的热膨胀而移位。例如,当显示器单元显示立体图像时,在相对位置?#26800;?#36825;样的移位导致了显示器单元的显示性能?#26723;?#30340;问题。 这是因为在立体图像显示中,液晶显示面板的视差屏障(parallax barrier)与显示像素之间的相对位置期望维持在高精度,并且在一些情况中,导光板被估?#24179;?#19968;步用作视差屏障。虽然可能采用将导光板结合到液晶显示面板的方法,但是当两者具有不同的组成材料时,可能会因为不同的热膨胀系数而在结合平面产生不需要的应力,导致液晶显示面板或者导光板的扭曲或翘曲。结果,发生图像的降质。特别地,这个问题显著地发生在具有很大的显示区域的显示器单元中。
因此,需要提供尽管构造薄并且简单,但能够形成极好的立体图像的显示器单元、包括显示器单元的电子装置、以及优选地安装在显示器单元?#26800;?#29031;明单元。
根据本公开的实施例,提供了用于显示器单元的照明单元,该照明单元包括:在包括彼此相交的第一方向和第二方向的平面中延伸的导光板,支撑导光板的基底,和设置在基底的部分与导光板的部分?#26800;?#31532;一和第二支撑部。第一支撑部?#24066;?#23548;光板在第二方向上的位移并且限制导光板在第一方向上的位移,第二支撑部?#24066;?#23548;光板在第一方向上的位移并且限制导光板在第二方向上的位移。
根据本公开的实施例,提供了显示器单元,其设置有上述照明单元以及被构造为通过来自照明单元的光执行图像显示的显示部。根据本公开的实施例提供了设置有上述显示器单元的电子装置。
在根据本公开的实施例的照明单元中设置了第一支撑部和第二支撑部。第一支撑部使得导光板能够在第二方向上产生位移同时限制导光板在第一方向上的位移,并?#19994;?#20108;支撑部使得导光板能够在第一方向上产生位移同时限制导光板在第二方向上的位移。因而,即使导光板发生热膨胀,导光板作为整体从初始位置的移动被抑制。导光板的位于在第二方向上经过第一支撑部的延伸部(为了方便,称为第一延伸部)上的部分不能在第一方向上移动,但能够在第二方向上移动。另一方面,导光板的位于在第一方向上经过第二支撑部的延伸部(为了方便,称为第二延伸部)上的部分不能在第二方向上移动,但能够在第一方向上移动。结果,在第二方向上经过第一支撑部的延伸部(第一延伸部)与在第一方向上经过第二支撑部的延伸部(第二延伸部)相交的位置没有发生任何方向上的移动。当导光板热膨胀时,导光板关于第一延伸部与第二延伸部相交的?#34892;?#37096;分以向外扩张的方式移位。相反地,当 导光板冷却并收缩时,导光板以会聚的方式向?#34892;?#37096;分移位。这样,导光板关于其?#34892;?#37096;分可逆地活动。此时,越靠近?#34892;?#20301;置的部分的位移越小。
根据本公开的实施例的照明单元,?#24066;?#23548;光板的位移在导光板的热膨胀期间减小,而不妨碍厚度的减小。因而,根据各自结合有照明单元的显示器单元和电子装置,?#24066;?#30456;对准确地维持导光板与显示部之间的相对位置,同时实现厚度的减小。所以,可以在尽管为薄型的情况下形成极好的立体图像。
附图说明
图1是示出了根据本公开的第一实施例的显示器单元的示例性构造以及在仅第一光源保持开启(发光)的情况下从光源装置发射的光线的状态的剖面图。
图2是示出了图1示出的显示器单元的示例性构造以及在仅第二光源保持开启(发光)的情况下从光源装置发射的光线的状态的剖面图。
图3是示出了图1示出的显示器单元的示例性构造以及在第一和第二光源保持开启(发光)的情况下从光源装置发射的光线的状态的剖面图。
图4包括平面图和剖面图,其示出了图1示出的显示器单元的示例性构造的相关的部分。
图5包括示出了图1示出的显示器单元的导光板的表面的第一示例性构造的剖面图,以及示意性地示出了在导光板的表面上散射-反射的光线的说明图。
图6包括示出了图1示出的显示器单元的导光板的表面的第二示例性构造的剖面图,以及示意性地示出了在导光板的表面上散射-反射的光线的说明图。
图7包括示出了图1示出的显示器单元的导光板的表面的第三示例性构造的剖面图,以及示意性地示出了在导光板的表面上散射-反射的光线的说明图。
图8是示出了显示部的像素结构的示例的平面图。
图9包括平面图和剖面图,其示出了两个透视图像的分配?#26800;?#20998;配图案与图8的像素结构?#26800;?#25955;射区域的布置图案之间的对应关系的第一示例。
图10是示出了根据本公开的第二实施例的显示器单元的示例性构造?#26800;?#30456;关的部分的平面图。
图11是示出了作为使用显示器单元的电子装置的电视机单元的构造的透视图。
图12是示出了图1示出的显示器单元的另一个示例性构造(改型1)的相关部分的平面图。
图13是示出了图1示出的显示器单元的另一个示例性构造(改型2)的相关部分的平面图。
图14是示出了图1示出的显示器单元的另一个示例性构造(改型3)的相关部分的平面图。
具体实施方式
下文将参照附图对本公开的实施例进行详细地描述。
第一实施例
显示器单元的整体构造
图1至3示出了根据本公开的第一实施例的显示器单元的示例性构造。显示器单元包括构造为执行图像显示的显示部1,以及设置在显示部1的背侧上并?#20918;?#26500;造为发出用于将图像显示到显示部1的光的照明单元。照明单元包括第一光源2(用于2D/3D显示的光源)、导光板3、和第二光源7(用于2D显示的光源)。导光板3包括设置为与显示部1相对的第一内反射面3A、以及与第二光源7相对的第二内反射面3B。显示部1和导光板3被保持框架6保持从而彼此相对(图1)。保持框架6由保持显示部1的第一框架6A和保持导光板3的第二框架6B构造,第一和第二框架6A和6B被未画出的螺钉或者类似物彼?#31169;岷显?#19968;起。导光板3通过设置在导光板3的部分和第二框架6B的部分?#26800;?#20004;类支撑部(第一和第二支撑部61和62,以下将描述)被第二框架6B支撑。第二框架6B也是照明单元的部件。在图2和3中,省略了对保持框架6的图示。虽然显示部1和导光板3被设置为彼此相对,但它们没有被粘合剂或类似物结?#26174;?#19968;起。因而,显示部1与导光板3之间形成了很小的空间。然而,在图1中,空间的厚度(即显示部1与导光板3之间的间隙)被示出为相对于导光板3和显示部1各自的厚度相对较大以便描述光路。此外,显示器单元包括被构造为控制用于显示的显示部1的控制电路等。因为控制电路等的构造类似于典型的控制电路等的构造,省略了对其的描述。光源装置进一步包括未画出的被构造为控制每个第一光 源2和第二光源7的开启(发光)或关闭(不发光)的控制电路。
在该显示器单元中,?#24066;?#22312;可选的基础上可选择地切换全屏二维(2D)显示模式和全屏三维(3D)显示模式。通过对显示在显示部1上的图像数据的切换控制和对第一光源2和第二光源7?#26800;?#27599;一个的开关控制而能够实现这种在二维模式与三维模式之间的切换。图1示意性地示出了对应三维显示模式的在仅第一光源2保持开启(发光)的情况下从光源装置发出光线的状态。图2示意性地示出了对应二维显示模式的在仅第二光源7保持开启(发光)的情况下从光源装置发出光线的状态。图3示意性地示出了也对应于二维显示模式的在第一和第二光源2和7两者都保持开启(发光)的情况下从光源装置发出光线的状态。
显示部1由透光二维显示面板,例如,透光液晶显示面板构造,并且可包括布置成阵?#26800;?#22810;个像素,每个像素包括例如图8中示出的R(红色)显示像素11R、G(绿色)显示像素(11G)和B(?#28193;?显示像素(11B)。显示部1?#24066;?#23545;来自光源装置的光根据图像数据基于像素进?#26800;?#21046;,并且由此执行二维图像显示。显示部1在可选的基础上可选择性地切换的方?#20132;?#20110;三维图像数据显示多个透视图像并基于二维图像数据显示图像。应注意的是,三维图像数据可指的是,例如,包括对应于三维显示?#26800;?#22810;个视角方向的多个透视图像的数据。例如,在双眼式三维显示中,三维图像数据可对应用于?#24050;?#26174;示和用于左眼显示的透视图像。例如,可形成由在一个屏幕中布置为带状的多个透视图像构成的合成图像并用于三维显示模式的显示。应注意的是,对应显示部1的每个像素的多个透视图像的分配图案与散射区域31的布置图案之间的示例性对应关系将在下文中特别地具体描述。
例如,每个第一光源2可由诸如CCFL(冷阴极荧光灯)和LED(发光二极管)的荧光灯构成。第一光源2被构造为从导光板3的侧面应用第一照明光L1(图1)进入导光板。一个或多个第一光源2被设置在导光板3的侧面上。例如,当导光板具有矩形的平面形状时,提供了四个侧面。在这种情况下,一个或多个第一光源2可设置在一个或多个侧面上。图1示出了第一光源2设置在导光板3的两个相反的侧面上的示例性构造。控制每个第一光源2开启(发光)或关闭(不发光)以响应二维显示模式与三维显示模式之间的模?#38454;?#25442;。具体地说,基于三维图像数据(在三维图像显示模式的情况下)控制第一光源2保持发光以在显示部1上显示图像,以及基于二维图像 数据(在二维图像显示模式的情况中)控制第一光源保持不发光或发光以在显示部1上显示图像。
第二光源7被设置为与导光板3的第二内反射面3B相对。第二光源7被构造为外部地应用第二照明光L10到第二内反射面3B(见图2和3)。任何发出具有均匀的面内亮度的光的平面光源,?#28909;?#21487;购买到的平面背光,可用作第二光源7而没有任何结构限制。例如,可考虑使用了诸如CCFL或LED之类的发光体以及?#24066;?#22343;匀的面内亮度的光扩散板的结构。控制第二光源7开启(发光)或关闭(不发光)以响应二维显示模式与三维显示模式之间的模式切换。具体地说,基于三维图像数据(在三维图像显示模式的情况中)控制第二光源7保持不发光以在显示部1上显示图像,以及基于二维图像数据(在二维图像显示模式的情况中)控制第二光源保持发光以在显示部1上显示图像。
导光板3由包括例如丙烯酸树脂的透明塑料板构成。除了导光板3的第二内反射面3B之外的表面是完全透明的。例如,当导光板3具有矩形的平面形状时,第一内反射面3A和四个侧面是完全透明的。
第一内反射面3A是完全镜面加工的,并且在导光板3里面对以满足全反射条件的角度入射的光线进行全内反射,并且向外面发出不满足全反射条件的光线。
第二内反射面3B具有散射区域31和全反射区域32。如?#28388;?#36848;,散射区域31各自通过激光处理、喷砂处理、涂层处理或附接片状的光散射部件而形成在导光板3的表面上。在三维显示模式期间,在第二内反射面3B上,散射区域31用作用于来自第一光源2的第一照明光L1的视差屏障的开口(缝隙部),并且全反射区域32用作视差屏障的遮光部。在第二内反射面3B上,散射区域31和全反射区域32设置为限定出对应于视差屏障的结构的图案。具体地,全反射区域32设置为对应于视差屏障的遮光部的图案,以及散射区域31设置为对应于视差屏障的开口的图案。应注意的是,视差屏障的屏障图案可包括多种类型的图案而没有特定的限制,例如,大量的竖直细长的缝隙状带形图案水平地并排布置且其间有遮光部。
第一内反射面3A和第二内反射面3B的全反射区域32全内反射以满足全反射条件的角度θ1入射的光线(全内反射?#28304;?#20110;预定的临界角度α的角度θ1入射的光线)。结果,来自第一光源2的以满足全反射条件的角度θ1 入射的第一照明光L1通过第二内反射面3B的全反射区域32与第一内反射面3A之间的全内反射而被横向地引导。全反射区域32传播来自第二光源7的第二照明光L10并且在当光线不满足全反射条件时发出所透射的光线到第一内反射面3A,如图2或3所示。
当导光板3的折射?#26102;?#31034;为n1,导光板3外面的介质(空气层)的折射?#26102;?#31034;为n0(<n1)时,临界角度α表示如下。每个角度α和θ1被定义为相对于导光板的表面的法向的角度。满足全反射条件的入射角θ1大于临界角度α。
sinα=n0/n1
如图1所示,散射区域31散射反射来自第一光源2的第一照明光L1,并?#19994;?#20809;线(散射的光线L20)不满足全反射条件时,发射至少第一照明光L1到第一内反射面3A。
支撑导光板3的示例性结构
第二框架6B的支撑导光板3的示例性结构现在参见图4(A)和4(B)来描述。图4(A)是示出了根据本实施例的显示器单元的照明单元的平面图,示出了第二框架6B与导光板3之间的位置关系。图4(B)示出?#25628;?#30528;图4(A)中示出的直线XL截取的截面。在图4(A)和图4(B)中,省略了对第一光源2和第二光源7的图示。导光板3通过第一和第二支撑部61和62被第二框架6B支撑。
如图4(A)所示,例如,可提供两个第一支撑部61和两个第二支撑部62,它们?#26800;娜我?#20010;都位于导光板3的周围部分中。例如,一对第一支撑部61可?#24066;?#23548;光板3在对应屏幕水平方向的X轴方向(第二方向)上的位移,同时限制导光板3在对应屏幕竖直方向的Y轴方向(第一方向)上的位移。另一方面,一对第二支撑部62可?#24066;?#23548;光板3在Y轴方向上的位移,同时限制导光板3在X轴方向上的位移。所述的一对第一支撑部61设置在在X轴方向上延伸的同一直线XL上,同时所述的一对第二支撑部62设置在在Y轴方向上延伸的同一直线YL上。例如,第一支撑部61可设置在导光板3在Y轴方向上的中间位置,同时第二支撑部62可设置在导光板在X轴方向上的中间位置。
例如,相应的第一和第二支撑部61和62可具有可竖直并固定地设置在第二框架6B上的凸出部61A和62A,并且可具有设置在导光板3上并分别 在X轴和Y轴方向上引导凸出部61A和62A的引导部61B和62B。例如,第一支撑部61的引导部61B可各自形成为在X轴方向上延伸的切口,同时第二支撑部62的引导部62B可各自形成为在Y轴方向上延伸的切口。凸出部61A和62A分别接合作为引导部61B和62B的切口。在第一支撑部61中,虽然凸出部61A的尺寸大致等于引导部61B在Y轴方向上的尺寸,但引导部61B的尺寸充分地大于凸出部61A在X轴方向上的尺寸。具体地,凸出部61A的外表面和引导部61B的内表面彼此在Y轴方向上保持接触,虽然它们之间在X轴方向上具有一些游隙。另一方面,在第二支撑部62中,虽然凸出部62A的尺寸大致等于引导部62B在X轴方向上的尺寸,但引导部61B在Y轴方向上的尺寸充分地大于凸出部61A在Y轴方向上的尺寸。具体地,凸出部61A的外表面和引导部61B的内表面在X轴方向上彼?#31169;?#35302;,虽然它们之间在Y轴方向上具有一些游隙。
对于这样的结果,结果,例如当导光板被加热然后冷却,并由此膨胀和收缩时,导光板3的每个部分?#19978;?#23545;于直线XL与直线YL相交的位置(?#34892;?#20301;置)CP移位。具体地,导光板3位于直线XL上的部分在X轴方向上移位,但是因为第一支撑部61的存在而不在Y轴方向上显著移位。另一方面,导光板3位于直线YL上的部分由于第二支撑部62的存在而不在X轴方向上显著移位而在Y轴方向上移位。因此,在导光板3的?#34892;?#20301;置CP不发生在任何方向上的移动。
当导光板3热膨胀时,导光板3以向外扩张的方式围?#28006;行?#20301;置CP移位。当导光板3冷却并由此收缩时,导光板3以会聚的方式向?#34892;?#20301;置CP移位。所以,靠近?#34892;?#20301;置CP的位置的位移更小。因此,第一支撑部61可优选地设置在导光板3在Y轴方向上的中间位置,同时第二支撑部62可优选地设置在导光板3在X轴方向上的?#34892;?#20301;置。这?#24066;?#23548;光板3作为整体相对于显示部1的位移以平衡的方式减小。
散射区域31的示例性构造
图5(A)示出了导光板3的第二内反射面3B的第一示例性构造。图5(B)示意性地示出了作为图5(A)示出的第一示例性构造的第二内反射面3B上的光线的反射状态和散射状态。第一示例性构造是散射区域31形成为相对于全反射区域32凹进的散射区域31A的示例性构造。这样的凹进的散射区域31A可通过,例如,喷砂处理或激光处理形成。例如,凹进的散射区 域31A可通过对导光板3的表面的镜面加工并且然后对对应于凹进的散射区域31A的部分进行激光处理而形成。在第一示例性构造中,来自第一光源2的以满足全反射条件的角度θ1入射的第一照明光L11被第二内反射面3B上的全反射区域32全内反射。另一方面,在凹进的散射区域31A中,即使第一照明光L12以与在全反射区域32中相同的入射角度θ1进入凹进的散射区域31A,部分进入的第一照明光L12不满足凹进的侧面部分33上的全反射条件。因而,第一照明光L12被部分地散射透射,并且余下的被散射反射。如图1所示,当光线不满足全反射条件时,部?#21482;?#20840;部这样的散射反射光线(散射的光线L20)发射到第一内反射面3A。
图6(A)示出了导光板3的第二内反射面3B的第二示例性构造。图6(B)示意性地示出了作为图6(A)示出的第二示例性构造的第二内反射面3B上的光线的反射状态和散射状态。第二示例性构造是散射区域31形成为相对于全反射区域32凸出的散射区域31B的示例性构造。这样的凸出的散射区域31B可通过例如用压模模制对导光板3的表面进行处理而形成。在这样的例子中,对应于全反射区域32的部分用压模的表面进行镜面加工。在第二示例性构造中,来自第一光源2的以满足全反射条件的角度θ1入射的第一照明光L11被第二内反射面3B上的全反射区域32全内反射。另一方面,在凸出的散射区域31B中,即使第一照明光L12以与全反射区域32中相同的入射角θ1进入凸出的散射区域31B,部分进入的第一照明光线L12也不满足在凸出的侧面部分34上全反射的条件。因而,第一照明光L12被部分地散射透射,并且余下的被散射反射。如图1所示,当光线不满足全反射条件时,部?#21482;?#20840;部这样的散射反射光线(散射的光线L20)发射到第一内反射面3A。
图7(A)示出了导光板3的第二内反射面3B的第三示例性构造。图7(B)示意性地示出了作为图7(A)示出的第三示例性构造的第二内反射面3B上的光线的反射状态和散射状态。在图5(A)和6(A)示出的示例性构造中,每个散射区域31通过将导光板3的表面处理成不同于全反射区域32的形状而形成。另一方面,在图7(A)示出的示例性构造中,每个散射区域31C通过在导光板3上对应于第二内反射面3B的表面上设置由不同于导光板3的材料形成的光散射部件35形成,而不是进行表面处理。在这种情况下,散射区域31C可通过利用例如丝网印刷在导光板3的表面上形成作 为光散射部件35的白漆(例如,硫化钡)的图案而形成。在第三示例性构造的情况下,来自第一光源2的以满足全反射条件的角度θ1入射的光L11被第二内反射面3B上的全反射区域32全内反射。另一方面,在设置有光散射部件35的散射区域31C中,即使第一照明光L12以与全反射区域32中相同的入射角θ1进入散射区域31C,第一照明光L12?#19981;?#34987;光散射部件35部分地散射透射,并且余下的由此被散射反射。当光线不满足全反射条件时,部?#21482;?#20840;部这样的散射反射光线发射到第一内反射面3A。
显示器单元的基本操作
在此显示器单元中,在执行三维显示模式的显示的情况下,显示部1基于三维图像数据执行显示,并?#19994;?#19968;光源2和第二光源7各自被控制为在三维显示时开启(发光)或关闭(不发光)。具体地,如图1所示,第一光源2被控制为保持开启(发光),而第二光源7被控制为保持关闭(不发光)。在这种状态下,来自每个第一光源2的第一照明光L1在导光板3?#26800;?#31532;二内反射面3B与第一内反射面3A之间重复地被全内反射,由此第一照明光L1从设置有其中一个第一光源2的第一侧面引导到相反的第二侧面,并且通过第二侧面发射。此外,第一照明光L1来自第一光源2的部分被导光板3的散射区域31散射反射并由此通过导光板的第一内反射面3A透射,并且发射到导光板3的外面。这?#24066;?#23548;光板自身被用作视差屏障。具体地,导光板3自身被?#24066;?#31561;同地用作视觉屏障,其中散射区域31用作开口(缝隙部)并且全反射区域32用作用于来自第一光源2的第一照明光L1的遮光部。这导致显示等同于使用了在显示部1的背侧上设置有视差屏障的视差屏障系统的三维显示。
另一方面,在执行二维显示模式?#26800;?#26174;示的情况下,显示部1基于二维图像数据执行显示,并且每个第一光源2和第二光源7被控制开启(发光)或关闭(不发光)以用于二维显示。具体地,例如,如图2所示,第一光源2可被控制为保持关闭(不发光),而第二光源7可被控制为保持开启(发光)。在这种情况下,来自第二光源7的第二照明光L10被第二内反射面3B上的全反射区域32透射,并且因而当光线不满足全反射条件时,通过大致整个第一内反射面3A而发射到导光板3的外面。换句话说,导光板3用作类似于典型的背光的平面的光源。这导致显示等同于使用了在显示部1的背侧上设置的典型背光的背光系统的二维显示。
应注意的是,尽管即使仅第二光源7发光,第二照明光L10也从导光板3的大致整个的表面发出,但是如果需要,第一光源2?#37096;?#21457;光,如图1所示。因而,例如,如果通过仅第二光源7的发光,对应于散射区域31的部分与对应于全反射区域32的部分之间亮度分布是不同的,那么通过对第一光源2的发光状态的合适的调节(开/关控制或发光水平的调节),?#24066;?#23545;整个表面的亮度分布进行优化。然而,在二维显示的情况下,例如,如果在显示部1中亮度被足够地纠正,那么仅第二光源7可以发光。
散射区域31的布置图案与透视图像的分配图案之间的对应关系
在该显示器单元中,显示部1显示多个透视图像,同时将透视图像以预定的图案分配给每个像素以在三维显示模式中进行显示。导光板3?#26800;?#22810;个散射区域31设置为对应于预定的分配图案的预定的布置图案。
现在将描述散射区域31的布置图案与透视图像的分配图案之间的对应关系的具体示例。如图8所示,显示部1的像素结构包括多个像素,每个像素包括红色像素11R、绿色像素11G和?#28193;?#20687;素11B,多个像素沿第一方向(竖直方向)和第二方向(水平方向)布置成阵列。相应三个颜色的像素11R、11G、11B周期地并交替地布置在水平方向上,并且相同颜色的像素11R、11G、11B布置在竖直方向上。在该像素结构中,在典型的二维图像显示在显示部1上的状态下(二维显示模式),相应三个颜色的水平地连续的像素11R、11G和11B的组合限定出用于二维彩色显示的一个像素(2D彩色显示的一个单元像素)。图9通过水平方向上的六个和竖直方向上的三个示出了2D彩色显示的单元像素。
图9(A)示出?#31169;?#20004;个透视图像(第一和第二透视图像)分配到显示部1的每个像素的透视图像的分配图案与图8示出的像素结构?#26800;?#25955;射区域31的布置图案之间的对应关系的示例。图9(B)是等同于沿图9(A)的线A-A'截取的剖面的示图。图9(B)示意性地示出两个透视图像的分开状态。在这个示例性情况下,2D彩色显示的一个单元像素被分配作为用于一个透视图像的显示的一个像素。另外,像素被分配,使得第一和第二透视图像在水平方向上交替地显示。因而,用于2D彩色显示的连个单元像素的水平组合限定了用于三维显示的一个单元图像(一个立体像素)。如图9(B)所示,第一透视图像只到达观察者的?#24050;?0R,第二透视图像只到达观察者的左眼10L,从而实现立体视觉。在这个示例性的情况下,定位每个散射区域31的 水平位置以使之大体在三维显示的一个单元图像的?#34892;摹?
每个散射区域31的水平宽度D1具有与用于一个透视图像的显示的一个像素的宽度D2存在预定关系的尺寸。具体地,散射区域31的宽度D1可优选地为宽度D2的0.5倍至1.5倍。随着散射区域31的宽度D1的增加,散射区域31散射的光的量增加,导致从导光板3发射出的光的量增加。结果,?#24066;?#20142;度增加。然而,如果散射区域31的宽度D1比宽度D2的1.5倍还大,则来自多个透视图像的光线则被不期望地混合地观察,或者所谓的串扰产生。相对地,随着散射区域31的宽度D1减小,被散射区域31散射的光的量减少,导致从导光板3发射的光的量减少。结果,亮度?#26723;汀?#22914;果散射区域31的宽度小于宽度D2的0.5倍,亮度极度地?#26723;停?#19981;期望地引起极度暗的图像显示。
效果
如上所述,根据本实施例的显示器单元,照明单元被构造为使得导光板3被第一和第二支撑部61和62支撑。因而,即使导光板3热膨胀(收缩),也能够防止导光板3作为整体从其初始位置移动。具体地,即使导光板3热膨胀(收缩),其?#34892;?#20301;置CP也不相对于第二框架6B变化,并?#20197;?#38752;近?#34892;?#20301;置CP的位置位移越小。这是因为一对第一支撑部61?#24066;?#23548;光板3在X轴方向上的位移而限制其在Y轴方向上的位移,并且一对第二支撑部62?#24066;?#23548;光板3在Y轴方向上的位移而限制其在X轴方向上的位移。
此外,所述一对第一支撑部61两者都位于直线XL上,这防止与导光板3在Y轴方向上的位移相关的扭曲发生。如果该对第一支撑部61之间在Y轴方向上具有间隙,导光板3被保持在其间的部分的膨胀和收缩导致该部分?#26800;?#24212;力。这是因为该对第一支撑部61各自限制导光板3在Y轴方向上的位移。
这样,根据本实施例的照明单元,?#24066;?#23548;光板3在其热膨胀期间的位移减小而不妨碍照明单元厚度的减小。因而,根据结合了照明单元的显示器单元,?#24066;?#30456;对准确地维持导光板3与显示部1之间的相对位置,同时实现厚度的减小。结果,尽管是薄型的,可以形成极好的立体图像。特别地,当?#34892;?#20301;置CP与显示部1的有效显示区域的?#34892;?#20301;置对应时,很有前?#38236;?#23454;现了对于观察者来说更舒服的立体图像。
第二实施例
现在描述根据本公开的第二实施例的显示器单元。应注意的是,与根据第一实施例的显示器单元大致相同的部件用相同的符号标记,并且省略了?#36816;?#20204;的描述。
在第一实施例中,照明单元被构造为使得第一支撑区域61的引导部61B的引导方向对应X轴方向,而第二支撑区域62的引导部62B的引导方向对应Y轴方向。这是由于导光板3采用了形成视差屏障的散射区域31和全反射区域32布置在X轴方向上同时在Y轴方向上延伸的构造(所谓的带状屏障结构)。
照明单元的示例性构造
在本实施例中,如图10所示,导光板3采用了所谓的偏斜的屏障结构,引导部61B和62B的引导方向因此分别相对于X轴方向和Y轴方向倾?#34180;?#22270;10是对应于图4(A)的平面图,其示出了根据本实施例的显示器单元的照明单元的相关部分的构造。
在本实施例中,散射区域31和全反射区域32在相对于作为屏幕竖直方向的Y轴方向以角度θ倾斜的Y1方向上延伸。与此相结合地,一对第一支撑部61设置在导光板3的周围部分中位于沿着与Y1方向正交的X1方向的直线XL1上。第一支撑部61的引导部61B具有可适于沿着X1方向引导凸出部61A的形状。另一方面,一对第二支撑部62设置在导光板3的周围部分中位于沿着Y1方向的直线YL1上。第二支撑部62的引导部62B具有可适于沿着Y1方向引导凸出部62A的形状。
效果
在本实施例中,例如,当导光板3被加热和冷却,并由此膨胀和收缩时,导光板3的每个部分相对于直线XL1与直线YL1相交的位置(?#34892;?#20301;置)CP1移位。在这种情况下,导光板3的?#34892;?#20301;置CP1不在任何方向上移动。因而,本实施例也提供了类似于第一实施例的?#20999;?#25928;果的效果。此外,在本实施例中,第一和第二支撑部61和62根据形成在导光板3?#26800;?#35270;差屏障的方向设置。结果,?#24066;?#20805;分减小对应的显示像素和视差屏?#29616;?#38388;的相对位置的位移的变化(不稳定性)。因而,使得能够形成具有更好的可?#26377;?#30340;立体图像。
应用示例
现在描述任?#25105;?#19978;描述的显示器单元的应用示例。
根据本?#38469;?#30340;显示器单元可应用于用于多种应用的电子装置且不需要对电子装置的类型进行特别的限制。例如,显示器单元可被安装在以下的电子装置中。然而,以下的电子装置各自仅被示出为示例,因此,可?#23454;?#22320;更改其构造。
图11示出了电视机单元的外观构造。电视机单元可具有,例如,作为显示器单元的图像显示屏幕部200。图像显示屏幕部200包括前面板210和滤色玻璃220。
本?#38469;?#30340;显示器单元不仅可用于图11示出的电视机单元,还可用于例如平板个人电脑(PC)、?#22987;?#26412;电脑、移动电话、电子照相机、录像摄像机和汽?#26723;?#33322;系统的图像显示部。
虽然在上文中通过一些示例实施例描述了本?#38469;酰?#20294;本?#38469;?#24182;不限制于此,可产生其改型或变型。例如,虽然在上述实施例等中提供了两个第一支撑部61和两个第二支撑部62,但是本?#38469;?#24182;不限制于此。例如,如图12所示,可提供仅一个第二支撑部62。例如,一个第二支撑部62的引导部62B可在Y轴方向上引导凸出部62A。在这种情况下,由于所述一个第二支撑部62的存在,导光板3也相对于?#34892;?#20301;置CP在X轴方向上移位,从而确保了直线YL的右侧和左侧之间的位?#30772;?#34913;。此外,例如,当假设Y轴方向作为竖直方向时,导光板3自身的重量能够被一对第一支撑部61以平衡的方式支撑。在这种情况下,导光板3以竖直平衡的方式相对于直线XL在Y轴方向上移位。应注意的是,例如,向下(在Y方向上)偏置导光板3的偏置构件63(?#28909;?#24377;性体或弹簧)可替代第二支撑部62被设置用于抑制导光板3的游隙(backlash)。虽然图12示出了由弹性体构成的两个偏置构件63设置在导光板3与第二框架6B的壁部6W之间的示例,但偏置构件63的设置位置和数量并不被限于此。
虽然第二支撑部61和62的引导部61B和62B在上述实施例中各自形成为切口,但这不是限制性的。例如,如图13和14所示,引导部61B和62B各自可形成为在第二和第一方向上延伸的沟槽或开口。此外,虽然第一与第二支撑部61和62的凸出部61A和62A竖直地设置在第二框架6B上,凸出部61A和62A可设置在导光板3上。在这种情况下,引导部61B和62B可设置在第二框架6B上。
本?#38469;?#21487;具有如下的构造。
(1)用于显示器单元的照明单元,该照明单元包括:
导光板,其在包括彼此相交的第一方向和第二方向的平面中延伸;
基底,其支撑导光板;以及
第一和第二支撑部,其设置在导光板的部分以及基底的部分中,
其中,第一支撑部?#24066;?#23548;光板在第二方向上的位移,同时限制导光板在第一方向上的位移,并且
第二支撑部?#24066;?#23548;光板在第一方向上的位移同时限制导光板在第二方向上的位移。
(2)根据(1)所述的照明单元,其?#26800;?#19968;支撑部包括设置于在第二方向上延伸的同一直线上的多个第一支撑部。
(3)根据(2)所述的照明单元,其?#26800;?#20108;支撑部包括设置于在第一方向上延伸的同一直线上的多个第二支撑部。
(4)根据(1)至(3)中?#25105;?#19968;项所述的照明单元,其中
所述第一支撑部设置在导光板在第一方向上的?#34892;?#20301;置,并且
所述第二支撑部设置在导光板在第二方向上的?#34892;?#20301;置。
(5)根据(1)至(4)中?#25105;?#19968;项所述的照明单元,其?#26800;?#19968;和第二支撑部各自包括:
凸出部,其设置在导光板和基底?#26800;?#19968;个上,
引导部,其设置在导光板和基底?#26800;?#21478;一个上,并且在第一方向和第二方向?#26800;?#19968;个上引导所述凸出部。
(6)根据(5)所述的照明单元,其中
第一支撑部的引导部是在第二方向上延伸的沟槽、切口和开口?#26800;?#19968;个,并且
第二支撑部的引导部是在第一方向上延伸的沟槽、切口和开口?#26800;?#19968;个。
(7)根据(1)至(6)中?#25105;?#19968;项所述的照明单元,其?#26800;?#19968;和第二支撑部位于导光板的周围部分中。
(8)根据(1)至(7)中?#25105;?#19968;项所述的照明单元,其进一步包括被构造为将照明光应用到导光板?#26800;?#20809;源,
其中所述导光板具有彼此相对的第一内反射面和第二内反射面,并且
其?#26800;?#19968;和第二内反射面?#26800;?#19968;个或两者具有?#24066;?#26469;自光源的照明光被散射以及被发射到导光板外面的多个散射区域。
(9)显示器单元,设置有照明单元和构造为使用来自照明单元的光执行图像显示的显示部,所述照明单元包括:
导光板,其在包括彼此相交的第一方向和第二方向的平面内延伸;
基底,其支撑导光板;以及
第一和第二支撑部,其设置在导光板的部分和基底的部分中,
其?#26800;?#19968;支撑部?#24066;?#23548;光板在第二方向上的位移,同时限制导光板在第一方向上的位移,并且
第二支撑部?#24066;?#23548;光板在第一方向上的位移,同时限制导光板在第二方向上的位移。
(10)根据(9)所述的显示器单元,其中所述基底还支撑显示部。
(11)设置有显示器单元的电子装置,所述显示器单元设置有照明单元和构造为使用来自照明单元的光执行图像显示的显示部,所述照明单元包括:
导光板,其在包括彼此相交的第一方向和第二方向的平面内延伸;
基底,其支撑导光板;以及
第一和第二支撑部,其设置在导光板的部分和基底的部分中,
其?#26800;?#19968;支撑部?#24066;?#23548;光板在第二方向上的位移,同时限制导光板在第一方向上的位移,并且
第二支撑部?#24066;?#23548;光板在第一方向上的位移,同时限制导光板在第二方向上的位移。
本申请要求享有于2011年11月8日在日本专利局申请的日本在先专利申请JP2011-244826的日本优?#28909;?#19979;的优?#28909;?#26435;益,该文件的全部内容通过引用而结合于此。
本领域?#38469;?#20154;员应理解的是,可在落入随附的权利要求或其等同?#38469;?#26041;案的?#27573;е械?#24773;况下,基于设计要求和其他因素而做出各种改型、组合、子组合以及变型。

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本文标题:照明单元、显示器单元和电子装置.pdf
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