CN104423138B - 显示装置、显示方法以及补偿构件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了显示装置、显示方法以及补偿构件的制造方法。显示装置包括：透镜，将光从光源引导至显示表面；以及补偿构件，具有与透镜的透镜表面相对的被划分为多个二维区域的内表面，其中，控制每个区域的推进轴或延迟轴的方向。本申请解决了现有技术存在的显示装置的色彩不均匀的问题，具有能够补偿由于在显示装置中所采用的透镜而引起的双折射性同时能够控制色彩不均的有益效果。

Description

显示装置、显示方法以及补偿构件的制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求与2013年9月2日提交的日本在先专利申请JP 2013-181230的权益，将其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开涉及图像投影领域，尤其涉及一种显示装置、显示方法以及补偿构件的制造方法。

背景技术

本公开涉及显示装置、显示方法以及补偿构件的制造方法。

诸如在JP 2012-4009A中所公开的投影装置是一种显示投影图像的显示装置。而且，近年来，随着技术的发展，人们尝试通过使用投影装置来投影三维图像。

在此，作为通过使用投影装置来投影三维图像的系统，存在时分系统、颜色分离系统、偏振光系统等，并且当用作教育目的或大型房间时，已经采用可通过使用廉价的眼镜来看到三维图像的具有美丽色彩再现的偏振光系统。此外，寻求将投影装置本身进一步小型化的更加廉价的产品。鉴于这种情况，用于投影装置的投影透镜的设计将变得更加复杂，并且此外，为了降低材料成本，还采用使用塑料的透镜(所谓的塑料(树脂)透镜)。

发明内容

然而，在这种塑料透镜中，在模制过程中将很容易发生变形(distortion，失真)，并且将在经由塑料透镜进行传输时干扰受控的偏振光，即使导入塑料透镜的偏振光受到控制。作为本发明人关于这种偏振光的干扰执行大量测试的结果，明显说明偏振光的这种干扰是由于塑料透镜的双折射性。而且，作为本发明人执行进一步测试的结果，明显说明在最终投影的图像中产生了色彩不均，即使经由塑料透镜传输而受到干扰的偏振光已经通过偏振片进行了校正。

在此，作为校正塑料透镜的双折射性的技术，JP 2011-33897A公开了在诸如激光打印机的图像形成装置中在树脂透镜后面布置用于校正树脂透镜的双折射性的各向异性元件的技术。然而，在JP 2011-33897A的技术中，应用的装置是图像形成装置，并且本发明人发现，在最终投影的图像中不能消除色彩不均。

这样，在显示要被显示的目标(诸如图像)的显示装置中，已经寻求能够补偿由于在显示装置中所采用的透镜而引起的双折射性的技术。

因此，本公开提出了能够补偿由于在显示装置中所采用的透镜而引起的双折射性同时能够控制色彩不均的产生的显示装置、显示方法以及补偿构件的制造方法。

根据本公开的实施方式，提供了一种显示装置，其包括：透镜，将光从光源引导至显示表面；以及补偿构件，具有与透镜的透镜表面相对的被划分为多个二维区域的内表面，其中，控制每个区域的推进轴(advance axis)或延迟轴(delay axis)的方向。

根据本公开的另一个实施方式，提供了一种显示方法，其包括：通过透镜将光从光源引导至显示面；以及在光到达显示表面之前通过补偿构件补偿由于透镜的双折射性而在光中出现的相位差，补偿构件具有与透镜的透镜表面相对的被划分为多个二维区域的内表面，其中，控制每个区域的推进轴或延迟轴的方向。

根据本公开的又一个实施方式，提供了一种补偿构件的制造方法，该制造方法包括：在指定光学构件中，将与透镜的透镜表面相对的内表面划分为多个二维区域，其中，透镜将光从光源引导至显示表面；以及控制每个区域的推进轴或延迟轴的方向。

根据本公开的又一个实施方式，补偿构件补偿由于透镜的双折射性而引起的偏振光的干扰，该补偿构件具有与透镜的透镜表面相对的被划分为多个二维区域的内表面，其中，控制每个区域的推进轴或延迟轴的方向。

根据本公开的诸如上述的一个或多个实施方式，可以补偿由于在显示装置中所采用的透镜而引起的双折射性，同时控制色彩不均的产生。

附图说明

图1示意性示出了根据本公开的第一实施方式的显示装置的光学系统实例的说明图；

图2A是用于描述双折射性的示意图；

图2B是描述双折射性的示意图；

图3是用于描述根据该实施方式的显示装置的补偿构件的说明图；

图4是用于描述根据该实施方式的显示装置的投影透镜与补偿构件之间的关系的说明图；以及

图5是用于描述实例实施方式中的亮度和色彩不均的测量方法的说明图。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施方式。应注意，在该说明和附图中，具有基本相同功能和结构的结构元件利用相同的参考标号来表示，并且省略这些结构元件的重复说明。

将按照下列顺序给出描述。

(1)第一实施方式

(1-1)包括在显示装置中的光学系统的实例

(1-2)补偿构件

(1-3)补偿构件的制造方法

(2)结论

(3)实例实施方式

(第一实施方式)

下文中，将通过包括能够显示三维图像的偏振光系统的投影仪装置的实例，来详细描述根据本实施方式的在诸如屏幕的显示表面上显示各种类型的图像的显示装置作为根据本公开的第一实施方式的显示装置。

<包括在显示装置中的光学系统的实例>

首先，将参考图1至图2B，详细描述根据本实施方式的包括在显示装置10中的光学系统的实例。图1是示意性示出包括在根据本发明的显示装置10中的光学系统的实例的说明图。图2A和图2B是用于描述双折射性的说明图。

除了图1中所示的光学系统之外，根据本实施方式的显示装置10还具有用于冷却由光学系统所产生的热量的冷却装置等，图1将示出包括在根据本实施方式的显示装置10中的光学系统的实例。

如图1所示，根据本实施方式的显示装置10的光学系统主要包括光源部101和图像投影部103。

光源部101是产生被显示装置10使用的红光LR、绿光LG和蓝光LB的部分。光源部101可包括诸如能发射白光的高压汞灯的电源以及将这种白光衍射为上述三种颜色的光的分光机构，或者可具有通过结合固态发光元件(诸如半导体激光器或发光二极管)来发射上述三种颜色的光的机构。并不特别限制在根据本实施方式的显示装置10的光学系统中的光源部101的配置，并且可以采用各种类型的熟知的光源。

通过包括图中未示出的反射镜、透镜等的光学元件，由光源部101产生的红光LR、绿光LG和蓝光LB分别被导入图像投影部103。

图像投影部103是通过光学地处理从光源部101发射的三种颜色的光(红光LR、绿光LG和蓝光LB)来产生图像光并将该图像光放大和投影至显示表面(诸如包括在外部的屏幕)的部分。例如，如图1中示意性示出的，该图像投影部103主要包括液晶光调制元件(下文中，称为LCD面板)105R、105G和105B，棱镜107，选择性1/2波长板109，投影透镜111以及补偿构件113。

例如，三种LCD面板105R、105G和105B(下文中，在某些情况下，统称为LCD面板105)由透射性LCD面板构成。LCD面板105基于来自面板驱动部(图中未示出)的指定驱动信号，通过控制包围在液晶元件(图中未示出)中的液晶分子的方位，透射或切断至具有液晶单元的面板的入射光。以这种方式，调制入射到面板的光。此后，LCD面板105分别将被调制的执行波长的光(调制光)发射至棱镜107。

在此，如图1所示，例如，红光LR入射在其上的LCD面板105R和蓝光LB入射在其上的LCD面板105B被布置成使得每个面板的发光表面经由棱镜107彼此相对。此外，绿光LG入射在其上的LCD面板105G沿着与LCD面板105R和LCD面板105B的相对方向正交的方向布置。

另外，入射在棱镜107上的三种颜色的调制光的偏振光方向通过偏振滤波器(polarization filter)等(未示出)控制。例如，在图1所示的光学系统中，诸如图的中部所示的，从LCD面板105R发射的红光的调制光和从LCD面板105B发射的蓝光的调制光分别受到控制，以变为偏振光(即，S偏振光)(其中，图1中的x轴方向被设为入射到棱镜107上的振动方向)。此外，从LCD面板105G发射的绿色调制光受到控制，以变为偏振光(即，P偏振光)(其中，图1中的y轴方向被设为入射到棱镜107上的振动方向)。

棱镜107多路复用(multiplex)从LCD面板105R，105G和105B发射的控制偏振光方向的调制光，并且发射所获得的被多路复用的光(即，图像光L1)。从棱镜107发射的图像光L1被导入到包括在棱镜107之后的光路上的选择性1/2波长板109。

在此，并不特别限制根据本实施方式的LCD面板105和棱镜107，并且可任意地使用已知的LCD面板和棱镜。

选择性1/2波长板109是偏振光旋转板，其使来自入射光中的特定波长带的偏振光的偏振化方向旋转90°。在图1所示的根据本实施方式的图像投影部103中，从棱镜107发射的图像光L1中的红色分离和蓝色分离变为S偏振光，绿色分离变为P偏振光。在此，通过使图像光L1入射到选择性1/2波长板109上，将绿色分离的偏振光方向旋转90°，并转变为S偏振光。以这种方式，如图1所示，从选择性1/2波长板109发射的图像光L1变为构成S偏振光分离的图像光。其中聚集了从选择性1/2波长板109发射的偏振光方向的图像光L1被导入至随后包括的投影透镜111。

注意，并不特别限制根据本实施方式的选择性1/2波长板109，并且可以任意地使用熟知的波长选择性偏振光旋转器。

投影透镜111是将入射图像光L1放大和投影至用作显示表面的外部屏幕(图中未示出)的透镜。注意，尽管图1示出了采用一个透镜的投影透镜111，然而，投影透镜111可由一个透镜构成，或这可是由多个透镜构成的透镜组。

如上所述，近年来，为了实现显示装置10的小型化、实施了短聚焦透镜、极短聚焦透镜等，投影透镜111的设计变得更加复杂，并且使用很多球面透镜等。此外，在还考虑降低显示装置10的成本的情况下，为了实施复杂制备的投影透镜111，经常采用所谓的塑料(树脂)透镜自身，或经常采用与所谓玻璃透镜相结合的塑料透镜。当通过将树脂注入到形成为与要实现的透镜形状对应的模具中来形成塑料透镜时，已知在形成这种透镜时很容易发生变形。

更详细地，通过从模具的注入口注入变为塑料透镜材料的树脂，树脂呈辐射状地分散，并且树脂的聚合物链沿预定方向分布。在这种分布状态下，对于沿聚合物链的分布方向发射光的线偏振光的透镜折射率n_//与对于沿与分布方向正交的方向发射光的线偏振光的透镜折射率n_┴之间存在差异。结果是，所形成的塑料透镜具有双折射性，并且这种双折射性产生导致变形。作为形成后果所出现的双折射性的大小由Δn＝n_//-n_┴表示。

在此，如图2A示意性示出的，在折射率椭圆中n_//>n_┴并且Δn为正值的情况下的双折射性被称为“正(positive)双折射”。此外，如图2B示意性示出的，在折射率椭圆中n_//<n_┴并且Δn为负值的情况下的双折射性被称为“负(negative)双折射”。所形成的塑料透镜显示正双折射性还是负双折射性，取决于所采用的树脂材料。

当其中偏振光已被控制的光(例如，本实施方式中的图像光L1)入射到显现这种双折射性的塑料透镜上时，由于例如上述的折射率差，导致图像光L1的偏振光被干扰，并且在经由透镜传输的光中产生相位差。结果是，尤其在为了使用偏振光系统投影立体图像而采用显示装置10的情况下，将出现投影图像未被识别立体图像的情况。

这样，在双折射性的大小与传输的光中产生的相位差的大小之间具有相关性，并且双折射性的大小能够用由波长标定的相位量的大小来表示。更详细地，在通过使用λnm波长的光所测得的相位差量为θ°时，双折射量的大小将表示为(θ×λ/360)[单位：nm]。

在为了补偿偏振光的这些干扰而插入偏振光片并且被干扰的偏振光再次聚集的情况下，偏振光片的吸收光轴方向的光将被消减(cut)，并且因此，在偏振光被干扰的状态下，经由偏振片传输的光的光量将减少，并且光将变得更暗。此外，由于偏振光的干扰因波长的不同而存在差异，所以，对于每种波长而言，被偏振光片所吸收的光量也将不同，并且由于变成色彩不均，将出现亮度不均。结果是，将在屏幕上产生严重的色彩不均。

因此，作为本发明人进行大量测试以消除这种现象的结果，已经构思了一种能够补偿因投影透镜111的双折射性而引起的上述现象的补偿构件，而且，如图1所示，这种补偿构件被设置在投影透镜111之后。

补偿构件113是在投影透镜111之后的设置在光轴上的光学构件，具有补偿因投影透镜111的双折射性而引起的图像光L1的偏振光的干扰的功能。在经由投影透镜111传输时被干扰的偏振光，通过经由补偿构件113传输，其干扰在图像光L1中得以补偿，并且图像光L1被引导至屏幕。

注意，在下文中将再次详细描述根据本实施方式的补偿构件113的描述。

在此以前，已经参考图1至图2B对根据本实施方式的显示装置10的光学系统的整个配置的实例进行了简单描述。

<补偿构件113>

接下来，将参考图3和图4详细描述包括在根据本实施方式的显示装置10中的补偿构件13。图3是用于描述根据本实施方式的显示装置的补偿构件的说明图，并且图4是用于描述根据本实施方式的显示装置的投影透镜与补偿构件之间的关系的说明图。

如上所述，根据本实施方式的补偿构件113是补偿因投影透镜111的双折射性而引起的图像光L1的偏振光的干扰的光学构件。更详细地，根据本实施方式的补偿构件113通过将与投影透镜111的透镜表面相对的内部表面划分为多个二维区域来操纵，并且为多个区域的每一个区域，补偿因投影透镜111的双折射性而引起的偏振光的干扰。

在下文中，将详细描述通过二维划分补偿构件113的透镜表面来补偿投影透镜111的双折射性的方法。

如前所述，在将由具有双折射性的光学材料形成的透镜(诸如，塑料透镜)用作投影透镜111的情况下，根据该透镜中的折射率的各向异性，将产生偏振光状态的干扰。在这种透镜中，由于折射率的各向异性，存在其中光的传播速度变得更快(即，相位前移)的轴方向(推进轴)以及其中光的传播速度变得更慢(即，相位延迟)的轴方向(延迟轴)。因此，为了补偿投影透镜111的双折射性，重要的是理解所要采用的投影透镜111的双折射性的状态(即，推进轴或延迟轴在透镜表面上如何二维分布)。

因此，要聚焦的投影透镜111的双折射状态通过测量装置(例如，二维双折射评估装置)来指定，该测量装置采用熟知的技术，诸如，旋转分析方法、光弹调制方法或液晶相位调制方法。以这种方式，如图3的上部示意性示出的，可以在投影透镜111透镜表面上绘制推进轴(和/或延迟轴)的分布状态图或相位差量图。

通常，在塑料透镜等中的推进轴的分布并不是相同的，并且如图3的上部所示，经常分为具有多个相互类似轴方向的区域(域)。在图3的上部中，推进轴的方向由箭头示出，并且投影透镜111的透镜表面被示出为分为从区域R1至区域R5的五个区域。

根据本实施方式的补偿构件113基于诸如上述图3的上部所示的投影透镜111中的推进轴(或延迟轴)的分布状态，二维地控制在与补偿构件113的投影透镜111相对的内表面上的延迟轴(或推进轴)的分布状态。也就是说，如图3的下部所示，与投影透镜111的透镜表面相对的补偿构件113的表面被整体地划分为投影透镜111的域的分布。此外，在每个域中，控制延迟轴(或推进轴)的方向，从而使投影透镜111的推进轴的方向与补偿构件113的延迟轴的方向大致平行(或者，投影透镜111的延迟轴方向与补偿构件113的推进轴的方向大致平行)。

例如，在图3所示的实例中，在补偿构件113中的与投影透镜111的透镜表面相对的表面上，区域(域)被划分为区域R1’至区域R5’的五个区域(它们在投影透镜111的透镜表面上结合)，并且这些区域被设置成使得区域R1与区域R1’、区域R2与区域R2’、区域R3与区域R3’、区域R4与区域R4’、以及区域R5和区域R5’彼此相对。除此之外，控制区域R1’至R5’的每个区域中的双折射性，从而在每个区域中投影透镜111的推进轴的方向与补偿构件113的延迟轴的方向大致相互匹配。

在此，在每个区域中，投影透镜111的轴方向与补偿构件113的轴方向可不完全相互匹配(即，完全平行)，或者可出现指定的误差容限(margin)。此外，在区域之间的界面(interface，交界)处的轴方向可不连续地切换，或者推进轴(或延迟轴)方向在区域之间可连续地切换。

在此，在JP 2011-33897A所公开的技术中，尽管轴根据主扫描方向一维地连续变化(轴仅在主扫描方向上改变)，然而诸如图3所示，在本实施方式中，二维地控制轴的方向，并且例如，通过将补偿构件113的内表面划分为多个区域，根据每个区域的双折射性执行变形的补偿。在轴为一维分布的并且双折射性(即，相位差量)被连续控制的情况下，将存在能够通过使用JP 2011-33897A中描述的Jones矩阵来简单地计算相位差量的情形，或者将存在无需诸如本实施方式中的将补偿构件划分为多个区域便能够补偿相位差量的情形。然而，在诸如本实施方式中的轴是二维变化的并且要补偿的投影透镜采用了多个树脂透镜的情况下，将存在其中源于这些多个树脂透镜中的多个变形被合成的双折射量，并且因此，将不局限于连续分布。因此，诸如本实施方式中的通过划分区域来执行补偿将变得尤为重要。

此外，尽管在轴方向变得不连续的部分处存在补偿的适当性的问题，但通过使不连续界面部分的位置与补偿板的区域划分的界面位置相互匹配，便可以实现成功的补偿，即使存在轴方向不连续的位置。相比之下，当轴方向的界面的位置偏移时，发生偏移的位置将变成不能补偿的区域，并且因此，显然该位置将通过变为黑暗的阴影显示在显示屏幕上。

注意，尽管图3示出了投影透镜111和补偿器件113的透镜表面被划分为五个区域的情况，但是这些透镜表面上的区域的数量并不局限于五个，并且可以是两个至四个的区域数量，或者可以是六个或更多个区域的数量。而且，当考虑容易制造根据本实施方式的补偿构件时，期望具有少量区域。考虑到用于制造的树脂从插入口插入并且对称分散开，所以当制造塑料透镜时，可考虑到推进轴(或延迟轴)的分布将变得相对于插入口对称。因此，通过考虑树脂的注入方向，并且四个区域实际上划分在该注入方向的两侧，期望区域的数量是九个区域或更少。

诸如上所述的通过二维地控制补偿构件113的双折射性，在图3所示的实例中，例如，其中经由投影透镜111的区域R1传输的相位超前了指定量的图像光L1，将具有由于经由补偿构件113的相应区域R1’传输而被延迟了指定量的相位。结果是，将抑制在经由投影透镜111和补偿构件113传输的图像光L1中出现的相位差。以这种方式，在根据本实施方式的显示装置10中，可以获得无明显不均的图像，同时抑制图像光L1的光量的损失。

以这种方式，根据本实施方式的补偿构件113根据由于在整个投影透镜111中出现的双折射性而产生的变形的方向，为每个区域二维地控制补偿构件113的透镜表面上的各向异性轴的方向。在此，尽管在上述实施方式中已经描述了其中投影透镜111的推进轴/延迟轴的方向与补偿构件113的延迟轴/推进轴的方向大致相互匹配的情况，更加期望不仅根据推进轴和延迟轴的方向而且还根据双折射性来控制相位差量的大小。例如，在由于图3中所示的投影透镜111的区域R1中的双折射性而出现+x的相位差(相位仅被推进了x)的情况下，这种技术思想具有将出现在补偿构件113的区域R1’处的相位差量控制为-x的含义。以这种方式，变得可以消除由于经由这些区域传输而导致的图像光L1中所出现的相位差量。结果是，与仅控制各向异性轴的方向的情况相比，变得可以获得具有更少色彩不均的图像，同时进一步控制了光量的损失。

在此，并不特别限制投影透镜111的双折射性的特性(characteristic)与用作补偿构件113的光学构件的双折射性的特性的结合，并且对于各种结合而言，可以补偿因投影透镜111的双折射性而导致的偏振光的干扰。例如，投影透镜111和补偿构件113可具有其中特性彼此相同的双折射性，诸如图4中的示例1或示例2所示，或者可具有其中特性彼此相反的双折射性，诸如图4中的示例3或示例4所示。

当考虑光学补偿时，存在思考消除在推进轴和延迟轴上的相位差的方式。图4的示例1或示例2示出的实例是消除相位差并且通过使推进轴和延迟轴相互正交来补偿双折射性的实例。也就是，在图4的示例1或示例2示出的实例中，通过使相同的轴相互正交，来使不同的轴相互重叠。

另一方面，因为在每个折射率椭圆的形状是图2A和图2B中所示的那些，所以通过使推进轴和延迟轴相互正交，图4中的示例3或示例4中所示的实例也能够消除相位差。当特定地考虑应用于示例3时，具有负双折射性的补偿构件的推进轴的方向，将与具有正双折射性的透镜的延迟轴的方向相匹配。

注意，与示例1和示例2的方法相比，在诸如在图4的示例3或示例4中的不同特性的结合的情况下，对于斜光(diagonal light)的补偿效果将变得更好。这里，斜光是指相对于投影透镜111和补偿元件113的入射平面的法线，光以一定的角度入射。以这种方式，投影透镜111可以执行恰当的补偿处理，即使投影透镜111是实施宽角度投影的具有短焦矩的投影透镜(所谓短焦投影透镜)。

注意，并不特别限制用于补偿构件113的光学材料，并且根据要获得的双折射性和折射率的大小，可从已知材料中任意选取。作为这种光学材料，例如，可包括各种环烯烃共聚物(COP)、聚碳酸酯(PC)、各种液晶聚合物等作为具有正双折射性的光学材料，并且例如可包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)等作为具有负双折射性的光学材料。此外，还可以采用各种晶体，诸如蓝宝石，多层膜等作为用于补偿构件113的光学材料。

在此以前，已经参考图3和图4详细描述了根据本实施方式的补偿构件113。

注意，尽管图1中所示的光学系统示出了在投影透镜111之后设置补偿构件113的情况，但是根据本实施方式的补偿构件113的设置位置并不局限于投影透镜111之后的位置。如果根据上述投影透镜111的各向异性轴的方向，在补偿构件113中执行各向异性轴的方向控制，则补偿构件113可设置在投影透镜111之前。

<补偿构件的制造方法>

接着，将简单描述根据本实施方式的补偿构件113的制造方法。

基于将光由光源导入显示表面的透镜(投影透镜111)的双折射性，通过在用作补偿构件113的光学材料中将与投影透镜111透镜表面相对的内表面划分为多个二维区域，并且控制这些区域的每一个的推进轴或延迟轴的方向，来制造根据本实施方式的补偿构件113。

更详细地，当制造根据本实施方式的补偿构件113时，首先，通过使用熟知的测量装置测量由显示装置10使用的投影透镜111的双折射率状态。以这种方式，可以确定投影透镜111的双折射性(正双折射性和负双折射性)并且确定透镜表面上的各向异性轴(推进轴/延迟轴)的分布状态。接着，基于所获得的测量结果，将投影透镜111的透镜表面划分为其中各向异性轴的方向变得大致相同的多个区域。以这种方式，能够获得各向异性轴的分布图，诸如图3的上部所示。

在此，在投影透镜111由多个透镜形成的情况下，尽管上述双折射性的测量最好以整个透镜组来执行，但是也可通过聚焦在断定对于源自构成透镜组的多个透镜的双折射性的影响的唯一的透镜上来执行测量。

接着，基于所获得的分布图，将与投影透镜111透镜表面相对的补偿构件113的内表面划分为多个区域，并且确定在每个区域中的各向异性轴的控制方向。也就是，如图3的下部所示，根据投影透镜111的各向异性轴的分布图，确定补偿构件113的透镜表面上的各向异性轴的方向控制图。

接下来，使用指定的光学材料，并且通过熟知的方法来制造补偿构件113，同时控制每个区域的各向异性轴(推进轴/延迟轴)的方向。

并不特别限制方向控制方法，并且可以使用熟知的方法作为补偿构件113的各向异性轴的方向控制方法。例如，如下方法可用作此方法：通过电场施加来控制在补偿构件113的制造中使用的塑料树脂的分布的方法，或者其中各向异性轴的方向具有熟知的材料的结合的方法。

例如，在通过使用液晶聚合物来制造具有正双折射性的补偿构件113时，根据上述各向异性轴的方向控制图，通过控制所施加的电场的方向，可以实现各向异性轴的方向控制。此外，例如，通过结合使用诸如改变每个区域要使用的液晶聚合物的密度的方法，除了各向异性轴的方向控制以外，还可以执行相位差量的控制。

此外，通过使用被已知为用作a-板的1/2波长板(即，具有正双折射性)的市售胶带(胶带的长度方向成为延迟轴)，并且粘附这种胶带，同时改变各种熟知的板(诸如玻璃)的附接方向，能够制造根据本实施方式的补偿构件113。此时，通过控制重叠的和粘附的胶带的片数，可执行相位差量的控制。

磁瓦，在通过使用晶体(诸如蓝宝石)来制造具有负双折射性的补偿构件113时，通过粘附(结合)晶体，同时注意晶体的各向异性轴的方向，能够制造根据本实施方式的补偿构件113。

在此之前，已经简单描述了根据本实施方式的补偿构件113的制造方法。

(结论)

如上所述，在根据本公开的实施方式的显示装置、显示方法以及补偿构件的制造方法中，将补偿构件的透镜表面划分为多个区域，并且执行控制，以使每个区域上的光轴分布与相对的投影透镜的透镜表面上的光轴方向互不相同。以这种方式，能够控制因投影透镜的双折射而引起的相位差，并且能够补偿因该投影透镜引起的双折射性。结果是，控制了显示装置中的色彩不均的产生，同时阻止了要投影的光中的偏振光的干扰。因此，通过适用这种补偿构件，根据本公开的实施方式的显示装置能够获得有利的三维图像。

接下来，将具体描述根据本公开的实施方式的显示装置和显示方法，同时给出实例实施方式。注意，此后给出的实例实施方式仅仅是根据本公开的实施方式的显示装置和显示方法的一个实例，并不是说根据本公开的实施方式的显示装置和显示方法局限于下列实例实施方式。

(实例实施方式)

获得了实际商用的塑料透镜，并且利用商用的双折射分布评估装置来测量这种塑料透镜的性能，并且确定该塑料透镜的双折射性的极性和该分布的状态。结果变得很显然，要聚焦的塑料透镜将具有正双折射性。

因此，通过使用熟知的显示正双折射性的液晶聚合物，制造根据本公开的实施方式的补偿构件113，同时控制所施加的电荷的方向。注意，在这种补偿构件113中，不在每个区域中执行相位差量的控制，而且，控制电场的施加方法，以使塑料透镜推进轴的方向和补偿构件延迟轴的方向相互匹配。

不论诸如上述制造的补偿构件113是否设置在塑料透镜之后，通过熟知的测量设备来测量投影光在投

影屏幕上的亮度和色彩不均。注意，通过使用在来自索尼公司的液晶投影仪中所使用的光源部单元来产生入射到上述塑料透镜和补偿构件113上的投影光。

注意，如图5示意性示出的，通过测量投影屏幕上的9个点，来执行投影屏幕上的亮度和色彩不均的测量，并且，通过基于所测量的X、Y和Z刺激值(stimulus value)计算色差(单位：JND)来评估色彩不均。

结果是，与未设置根据本公开的实施方式的补偿构件113的情况相比，投影屏幕上的亮度比将提高约27％。与未设置补偿构件的情况下的因被干扰的偏振光而被偏振片吸收的现存光相比，认为这是由于通过设置根据本公开的实施方式的补偿构件使得经由偏振片传输的光量增加所致。

此外，基于下列等式11，通过使用所测量的刺激值的差(Δx，Δy)来计算色差(单位：JND)。在此，在下列等式11中，系数g₁₁、g₁₂和g₂₂是熟知的对每个色度点皆不同的系数。

结果是，在不使用根据本公开的实施方式的补偿构件的情况下，所测量的色彩不均将是7.7JND，并且与之相比，在使用根据本公开的实施方式的补偿构件的情况下，所测量的色彩不均将是3.1JND。这些3.1JND的色彩不均是具有能够通过与显示装置的电力调整相结合来补偿至可充分使用的范围的色彩不均的含义的数值。

以这种方式，通过使用根据本公开的实施方式的补偿构件，很明显的是，可以补偿因在显示装置中所使用透镜而引起的双折射性，同时控制色彩不均的产生。

注意，尽管在上述实例实施方式中，为了补偿因具有正双折射性的投影透镜而引起的偏振光的干扰，示出了使用具有正双折射性的补偿构件的实例，但是，即时在补偿因具有负双折射性的投影透镜而引起的偏振光的干扰的情况下，通过使用具有负双折射性的补偿构件(诸如如图4的示例2所示)，也能够获得相似的结果。

此外，认识到，对于图4的示例3或示例4中示出的不同特征的结合，也能够获得与实例实施方式相似的结果。

本领域技术人员应理解，根据设计要求和其它因素，可出现各种修改、组合、子组合和变更，只要它们在所附权利要求或其等价物的范围内。

此外，本技术还可如下配置。

(1)一种显示装置，包括：

透镜，将光从光源引导至显示表面；以及

补偿构件，具有与透镜的透镜表面相对的被划分为多个二维区域的内表面，其中，控制每个区域的推进轴或延迟轴的方向。

(2)根据(1)所述的显示装置，

其中，控制补偿构件的每个区域的推进轴或延迟轴的方向，以使其在与区域相对的透镜表面的位置处，变得与透镜的推进轴或延迟轴的方向大致平行。

(3)根据(1)或(2)所述的显示装置，

其中，通过补偿构件进一步控制每个区域的相位差量。

(4)根据(1)至(3)中任一项所述的显示装置，

其中，透镜和补偿构件具有其中特性彼此相同的双折射性。

(5)根据(1)至(3)中任一项所述的显示装置，

其中，透镜和补偿构件具有其中特性彼此相反的双折射性。

(6)根据(1)至(5)中任一项所述的显示装置，

其中，补偿构件由取向方向受到控制的液晶聚合物形成。

(7)根据(1)至(6)中任一项所述的显示装置，

其中，透镜是包括通过使用塑料形成的透镜的投影透镜。

(8)根据(1)至(7)中任一项所述的显示装置，

其中，显示装置是能够显示三维图像的偏振光系统的显示装置。

(9)一种显示方法，包括：

通过透镜将光从光源引导至显示表面；以及

通过补偿构件补偿在光到达显示表面之前因透镜的双折射性而在光中产生的相位差，该补偿构件具有与透镜的透镜表面相对的被划分为多个二维区域的内表面，其中，控制每个区域的推进轴或延迟轴的方向。

(10)一种补偿构件的制造方法，包括：

在指定的光学构件中，将与透镜的透镜表面相对的内表面划分为多个二维区域，其中，透镜将光从光源引导至显示表面；以及控制每个区域的推进轴或延迟轴的方向。

Claims (10)

1.一种显示装置，包括：

透镜，将光从光源引导至显示表面；以及

补偿构件，具有与所述透镜的透镜表面相对的被划分为多个二维区域的内表面，其中，控制每个所述区域的推进轴或延迟轴的方向；

其中，控制所述补偿构件的每个所述区域的所述推进轴或所述延迟轴的所述方向，以使其变得与在与每个所述区域相对的所述透镜表面的位置处的所述透镜的推进轴或延迟轴的方向大致平行。

2.根据权利要求1所述的显示装置，

其中，通过所述补偿构件进一步控制每个所述区域的相位差量。

3.根据权利要求2所述的显示装置，

其中，所述透镜和所述补偿构件具有特性彼此相同的双折射性。

4.根据权利要求2所述的显示装置，

其中，所述透镜和所述补偿构件具有特性彼此相反的双折射性。

5.根据权利要求1所述的显示装置，

其中，所述补偿构件由其中取向方向受到控制的液晶聚合物形成。

6.根据权利要求1所述的显示装置，

其中，所述透镜是包括使用塑料形成的透镜的投影透镜。

7.根据权利要求1所述的显示装置，

其中，所述显示装置是能够显示三维图像的偏振光系统的显示装置。

8.根据权利要求1所述的显示装置，

其中，所述补偿构件设置在所述显示表面与所述透镜之间。

9.一种显示方法，包括：

通过透镜将光从光源引导至显示表面；以及

通过补偿构件补偿在所述光到达所述显示表面之前因所述透镜的双折射性而在所述光中产生的相位差，所述补偿构件具有与所述透镜的透镜表面相对的被划分为多个二维区域的内表面，其中，控制每个所述区域的推进轴或延迟轴的方向；

其中，控制所述补偿构件的每个所述区域的所述推进轴或所述延迟轴的所述方向，以使其变得与在与每个所述区域相对的所述透镜表面的位置处的所述透镜的推进轴或延迟轴的方向大致平行。

10.一种补偿构件的制造方法，所述制造方法包括：

在指定的光学构件中，将与透镜的透镜表面相对的内表面划分为多个二维区域，其中，所述透镜将光从光源引导至显示表面；以及控制每个所述区域的推进轴或延迟轴的方向；

其中，控制每个所述区域的所述推进轴或所述延迟轴的所述方向，以使其变得与在与每个所述区域相对的所述透镜表面的位置处的所述透镜的推进轴或延迟轴的方向大致平行。