[发明专利]可配置的多视点显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种可配置的多视点显示设备，包括：

-位于第一平面中的光调制元件结构，该结构用于将各个光束提供给；

-位于基本上与第一平面平行的第二平面中的光学引导装置，用于根据该多视点显示设备的实际视点配置将各个光束引向一个或多个相对于第一平面的预定方向。

背景技术

自从采用显示设备以来，逼真的三维(3D)显示设备一直是人们多年的梦想。已经研究了许多可以产生这样的显示设备的原理。一些原理试图在特定空间中创建逼真的3D物体。例如，在如proceedingsof SID’03，1531-1533中A.Sullivan的文章“Solid-stateMulti-planar Volumetric Display”所公开的显示设备中，信息通过快速投影仪被置于一系列平面上。每个平面是可切换的散射体。如果平面的数目足够多，则人脑将图像结合，并观察到逼真的3D物体。这个原理使得观看者可以在一定范围内环视物体。在该显示设备中，所有物体均是(半)透明的。

许多其它原理试图仅基于双眼视差(binocular disparity)来创建3D显示设备。在这些系统中，观看者的左眼和右眼观看不同的图像，并由此观看3D图像。这些概念的综述可以见于由普林斯顿大学出版社于1993出版的D.F.Mc Allister(作者)的书“Stereo ComputerandOther True 3D Technologies”。第一个原理使用快门眼镜(shutterglasses)与例如CRT结合。如果显示奇数帧，则遮挡左眼的光，而如果显示偶数帧，则遮挡右眼的光。

那些显示3D而无需其它器具的显示设备被称为自动-立体显示设备。

第一个无眼镜的显示设备包括一光栅(barrier)，其针对观看者的左眼和右眼创建光锥。所述锥体例如对应于奇数和偶数子像素栏。

通过利用适当的信息寻址这些栏，如果观看者位于正确的点，则在他的左眼和右眼中获得不同的图像，并能够观看到3D图像。

第二个无眼镜的显示设备包括一系列透镜，其将奇数和偶数子像素栏的光成像在观看者的左眼和右眼。

上述无眼镜的显示设备的缺点在于观看者必须保持在固定位置。为了引导观看者，设有指示器以向观看者示意他处于正确位置。例如见美国专利US5986804，其中栅板(barrier plate)与红和绿二极管相结合。在观看者位置正确的情况下，他看到绿光，否则看到红光。

为了解决观看者坐在固定位置的问题，已经提出了多视点自动-立体显示设备。例如见美国专利US6064424和US20000912。在如US6064424和US20000912所公开的显示设备中，使用了倾斜双凸透镜，从而双凸透镜的宽度大于两个子像素。如此以来，有一些彼此相邻的图像，而观看者拥有向左和向右移动的自由。

自动-立体显示设备的缺点在于生成3D图像时伴随有分辨率的损失。优点是那些显示设备可以在(二维)2D和3D模式之间切换，即在单视点模式和多视点模式之间切换。如果需要相对较高的分辨率，则可以切换至单视点模式，因为单视点模式具有较高的分辨率。

这样的可切换显示设备的一个例子在下列文章中有所描述：proceedings of SPIE 3295，1998中J.Eichenlaub的“Alightweightcompact 2D/3D autostereoscopic LCD backlight for games，monitorand notebook applications”。公开了可切换散射器被用来在2D和3D模式之间切换。可切换自动立体显示设备的另一例子描述于WO2003015424，其中使用基于LC的透镜来创建可切换透镜。还可见US6069650。

原则上，可以将整个显示设备从2D切换至3D，反之亦然。或者，只切换一部分显示设备，例如对应于图形应用的窗口的那部分。所述切换可以通过被动矩阵寻址而实现。缺点是那些可以由被动矩阵方案所获得的窗口(即与显示设备的其余部分相比具有不同视点模式的部分)的数目是有限的。还存在关于这些部分的形状的限制。例如，难以在其它部分处于三维视点模式的同时创建处于二维视点模式的大型圆形区域。此外，不可以从具有例如九视点的第一视点配置切换至具有例如八视点的第二视点配置。

发明内容

本发明的目的是提供一种在首段中描述的那种可配置的多视点显示设备，其可以以多种视点配置来配置。