[发明专利]光偏转器、光偏转装置以及使用这些的液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及使光偏转的光偏转器、光偏转装置以及使用这些的液晶显示装置。

背景技术

关于使射入的光偏转的光偏转器，一直在进行各种研究。例如，对于在激光打印机等使用的激光扫描器而言，光偏转器是必不可缺的器件。以往作为光偏转器使用了例如多面镜扫描仪、检流计式扫描仪以及MEMS镜等。但是，在多面镜扫描仪、检流计式扫描仪以及MEMS镜等中，由于设有用于使部件进行动作的可动部(机械性机构)，而容易发生故障。因此，无需设置可动部也能偏转光的光偏转器的开发被寄予期望。

对于这一需求，现已开发出如下述专利文献1中公开的光偏转器。在该光偏转器中，无需设置可动部，而是通过施加电压来调制液晶的折射率，从而使光偏转。由此，能够减少故障的发生，实现高信用度。

参照图14A以及图14B，对现有的光偏转器进行说明。图14A是现有的光偏转器的截面图。图14B是表示沿着图14A中的A-A线切断光偏转器时的截面图。图中表示的光偏转器50具备光偏转元件501以及被配置在光偏转元件501的周围的3组成对的电极502a、502b、502c。光偏转元件501包括截面为三角形的液晶503和具有与液晶503的形状互补的形状的电介质504。电介质504被配置在液晶503的斜面侧，因此，光偏转元件501在整体上其截面被构成为矩形。电介质504例如由塑料等的高分子树脂或者玻璃等构成。3组成对的电极502a、502b、502c配置成分别夹着光偏转元件501相对。

如图14A中的箭头505所示，光射入到光偏转元件501。通过在3组成对的电极502a、502b、502c之间分别施加电压(包括0电压)，从而液晶503的折射率被调制，使射入到光偏转元件501的光偏转。液晶503的折射率NL变得比电介质504的折射率ND高的情况下，光向图14A中的箭头505h示出的方向折射。另外，液晶503的折射率NL变得比电介质504的折射率ND低的情况下，光向图14A中的箭头505m示出的方向折射。这样，在光偏转元件501的内部被偏转的光，从光偏转元件501射出。另外，液晶503的折射率NL和电介质504的折射率ND是相同值的情况下，光不折射，从图14A中的箭头505s示出的方向直线行进。

使光偏转时的光偏转元件501的响应速度，依赖于液晶503的高度。根据专利文献1，液晶503的高度为20μｍ以下的情况下，能够达到100μsec以下的响应速度，加之液晶503的高度为15μｍ以下的情况下，能够达到30μsec以下的响应速度。那时，通过使液晶503的折射率NL和电介质504的折射率ND的差变化0.2左右，从而能够以30°左右的偏转角度使光偏转。

此外，在下列专利文献2中公开了利用上述的光偏转器，能够观看三维(three dimensions)图像的液晶显示装置。图14C是示出以往的液晶显示装置的截面图。图示的液晶显示装置60具备：光偏转器601、导光片602、光源603、液晶面板604、一对立体摄影机605a、605b以及控制部606。通过在横方向上排列多个上述的光偏转元件501来构成光偏转器601。液晶面板604、光偏转器601、光源603以及一对立体摄影机605a、605b分别被控制部606控制。从光源603发出的光，射入到导光片602的侧面，在导光片602的内部传播，根据设置在导光片602的底面的棱镜形状变更为大致垂直之后，从导光片602的上面射出。大致垂直射入到光偏转器601的光，在规定的定时，按每个光偏转元件501分别以不同的偏转角度来偏转，从而聚光到观看者607的右眼607a。与该定时同步，控制部606使液晶面板604显示右眼用的图像。在所述规定的定时之后，根据光偏转器601光被偏转，以使光聚光到观看者607的左眼607b。与该定时同步，控制部606使液晶面板604显示左眼用的图像。通过以规定的周期(例如8.3msec∶120Hz)交替地切换在液晶面板604显示的图像，观看者607将液晶面板604显示的图像识别为三维图像。

此外，在观看者607的位置偏离的情况下，根据由一对立体摄影机605a、605b检测出的观看者607的双眼607a、607b的位置，由控制部606调整在光偏转器601的光的偏转角度，从而能够持续地将右眼用的图像聚光到右眼607a，将左眼用的图像聚光到左眼607b。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1∶日本特表2002－523802号公报

专利文献2：日本特开平7－98439号公报

专利文献3：日本专利第4367775号公报