[发明专利]自由立体显示装置有效
申请号: | 200680025197.8 | 申请日: | 2006-07-12 |
公开(公告)号: | CN101218833A | 公开(公告)日: | 2008-07-09 |
发明(设计)人: | W·L·伊泽曼;S·T·德兹瓦特 | 申请(专利权)人: | 皇家飞利浦电子股份有限公司 |
主分类号: | H04N13/04 | 分类号: | H04N13/04 |
代理公司: | 永新专利商标代理有限公司 | 代理人: | 王英 |
地址: | 荷兰艾*** | 国省代码: | 荷兰;NL |
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搜索关键词: | 自由 立体 显示装置 | ||
技术领域
本发明涉及包括图像显示设备和透镜装置的自由立体显示装置。
背景技术
三维成像是当今众所周知的技术。然而,传统地,它是立体图像的形式出现的,用户必须具有某种类型的光学控制设备,尤其是为了获得三维效果而提供分离光传输的眼镜。
更新的发展是能够构造具有内在3D能力而不需要用户携带额外装备的显示器。这种技术是自由立体。
自由立体是基于将从二维显示器像素阵列发射出的光导向不同方向的技术。不同方向的光导致轻微的角度不同,而人类的眼睛是稍微分离的,这就使得将图像感知为具有三维。自由立体技术的一个例子是视差栅栏。视差栅栏通过交替透射区域和不透明区域的方式造成光方向分离,诸如通过由黑暗区域散置的狭缝或亮条造成光方向分离。自由立体技术的另一个例子是在显示设备之前使用透镜。在国际专利申请WO 98/21620中描述了这种设备的一个例子。
国际专利申请WO 98/21620公开了在显示设备输出侧的透镜元件阵列。观看者的各个眼睛通过透镜元件看到构成一个或多个立体对的不同像素组。透镜元件包括电光材料,其具有为了使得能够去除透镜元件的折射影响而可切换的折射率。
然而,WO 98/21620中所公开的解决方案具有有限的能力来产生几个3D窗,而显示器的剩余部分是2D模式。用于此的被动矩阵寻址仅可以创建有限数目个3D窗,这是由于透镜的小的寻址窗造成的。特别地,例如,对于具有期望产生3D图标的窗环境的计算机显示器,这成为缺点。
本发明的目标是克服现有技术解决方案的缺点,并且提供2D/3D可切换显示器,该2D/3D可切换显示器造价更低廉并且允许同时显示任意数目个2D和3D区域。
发明内容
根据本发明,提供了包括被配置为显示图像的显示设备在内的自由立体显示装置,所述显示设备包括多个像素。该多个像素包括至少第一个像素组和至少第二个像素组,将第一个像素组配置为发射具有第一个极化状态的光,将第二个像素组配置为发射具有第二个极化状态的光。该装置还包括透镜模块,该透镜模块包括双折射透镜元件阵列,该双折射透镜元件配置为对至少一个所述像素组的光输出进行导向,使得所述像素组的各自光输出在互相不同的方向上发射,从而能够对所显示的图像进行立体感知。
这样,将所述显示器装置的像素组配置为分别发送具有固定的第一个和第二个极化状态的光。随后,诸如双折射透镜的光学模块改变具有一个极化状态的光的方向,而保留具有另一个极化状态的光的方向不改变。
优选地,光是线性极化的,并且同样优选地,两个状态的极化方向是正交的。
根据本发明的一个实施例,双折射透镜元件可以在第一个状态和第二个状态之间切换,在第一个状态中,提供透镜模块的光输出导向动作,并且在第二个状态中,去除光输出导向动作。以这种方式,可以在2D模式和3D模式两种模式中使用显示器,具有任意数目的三维窗口和提高分辨率的完全二维。
优选地,透镜模块包括电光材料,该电光材料具有可以通过选择性地施加在第一个差值和第二个差值中的一个电位差而切换的折射率,在第一个差值中,提供透镜模块的光输出导向动作,在第二个差值中,去除光输出导向动作。
在本发明的另一个实施例中,可以对显示装置进行配置,使得分别根据之前所规定的第一个和第二个极化状态来配置矩阵中针对任何N行的X行数目。在特定实施例中,数目X可以是0或N,导致完全的二维或三维图像。将显示装置配置为使得像素组构成方格式模式,这也是可行的。
另外,在本发明的一个实施例中,将透镜模块的透镜元件以相对于像素矩阵列方向倾斜的角度定向。这将去除观看者所感知到的任何不期望的波纹(moiré effect)效应。
换言之,本发明使用了连续子像素具有不同极化状态的显示器。例如,从显示器的偶数行离开子像素的光可以是在垂直方向上线性极化的,而从显示器的奇数行离开子像素的光可以是在水平方向上线性极化的。结合对在水平方向上线性极化的光进行折射的双折射透镜,该排列使得光能够导向两个不同的方向,并且因此,使得观察者能够观看到三维图像的生成。更具体地,当光通过透镜模块时,将仅对来自奇数行子像素的光进行折射,而保留来自偶数行子像素的光不改变。
因此,该配置的优点是能够实现以下配置的能力:例如,所述配置使得奇数行中的第一个子像素集创建3D图像,而使用第二个子像素集创建2D图像。在下文中,术语2D和3D将分别对应于二维和三维。
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