[发明专利]可切换显示设备

说明书

本发明涉及一种可切换显示设备，其被设置成在二维视觉模式和三维视觉模式之间进行切换，该可切换显示设备包括：

光生成元件结构，用于在各自驱动值的基础上生成光；以及

光学引导装置，用于取决于实际视觉模式引导所生成的光，该实际视觉模式为二维视觉模式或三维视觉模式。

自从显示设备问世以来，逼真三维(3D)显示设备就一直是各方的梦想。已经研究了许多应当导致这样一种显示设备的原理。一些原理试图在某个体积体中创造出逼真的三维对象。例如，在文章(“Solid-state Multi-planar Volumetric Display”，作者为A.Sullivan，SID′03会刊，第1531-1533页，2003年)所公开的显示设备中，信息通过快速投影仪在平面阵列中移位。每一个平面是一个可切换的散射器，如果平面的数量足够多，则人类的大脑汇集图像并观察到逼真的3D对象。这个原理允许观看者在某个程度内环视对象。在这个显示设备上，所有对象都是(半)透明的。

许多其他原理试图仅仅基于双目不均衡来创建3D显示设备，在这些系统中，观看者的左右眼感知到另一个图像，因此观看者就感知到3D图像。这些概念的综述可在下述书中找到：“Stereo ComputerGraphic and Other True 3D Technologies”，作者是D.F.McAllister(Ed.)，Princeton University Pre，1993年。第一种原理与例如CRT相结合地使用了快门镜(shutter glasses)。如果显示奇数帧，则为左眼挡住光线，而如果显示偶数帧，则为右眼挡住光线。

无需额外设备来显示3D的显示设备被称为自动立体显示设备。

第一无镜(glasses-free)显示设备包括屏障，用于创建目标为观看者的左右眼的光锥。该光锥对应于例如奇数及偶数子像素列。通过以适当信息寻址这些列，如果观看者位于正确地点，则他的左右眼获得不同的图像并能够感知到3D图像。

第二无镜显示设备包括镜头阵列，来将奇数及偶数子像素列的光成像至观看者的左右眼。

上述无镜显示设备的缺点是观看者必须保持在固定位置处。为了引导观看者，已经提出了提示观看者他处于正确位置的指示器。参见例如美国专利US5986804，其中屏蔽板与红和绿led相结合。当观看者定位正确时他看见绿灯，否则看见红灯。

为了减轻观看者坐于固定位置的不便，已经提出了多视图自动立体显示设备。参见例如美国专利US6064424和US20000912。在美国专利US6064424和US20000912所公开的显示设备中，采用了斜置的透镜，其中透镜的宽度大于两个子像素，这样就有几个图像相互邻近，而观看者就有一些从左到右移动的自由度。

自动立体显示设备的不足之处在于，与3D图像生成相结合的分辨率损失，这些显示设备的优点是可以在(二维)2D和3D模式，即单视觉模式和多视觉模式之间进行切换。如果需要相对较高的分辨率，则可以切换至单视觉模式，因为这样有较高的分辨率。

这样的可切换显示设备的示例在下列文章中进行了描述：“Alightweight compact 2D/3D autostereoscopic LCD backlight forgames，monitor and notebook application”，作者是J.Eichenlaub，in proceeding of SPIE，第3295页，1998年。其中公开了用于在2D和3D模式之间进行切换的可切换散射器。另一个可切换自动立体显示设备的例子在WO2003015424中进行了描述，其中基于LC的透镜用于创建可切换透镜。还参见US6069650。

从原理上而言，可以将整个显示设备从2D切换至3D，反之亦可。或者作为替代，只有显示设备的一部分(例如对应于图形应用的窗口)被切换。该切换可以通过无源矩阵寻址来实现。其缺点是可以利用无源矩阵方案构造的窗口(即与显示设备的其他部分相比具有不同视觉模式的部分)的数量是有限的。还有与这些部分的形状相关的限制。例如当剩余部分处于三维视觉模式下时，要创建处于二维视觉模式下的大圆圈将非常困难。

本发明的目的是提供一种如开头段落所描述类型的可切换显示设备，其被设置成显示多个窗口，其中多个窗口中的至少一个处于二维视觉模式，且多个窗口中的至少一个处于三维视觉模式。

本发明的目的通过以下方式实现：可切换显示设备被设置成以预设频率进行交替显示：