[发明专利]自由立体显示器设备以及利用这种显示器设备的系统

权利要求书

1.一种自由立体显示器设备，其包括：

用于反射入射光的至少一部分的反射层；

设置在所述反射层之上的偏振转换层；以及

设置在所述偏振转换层的至少一部分之上并且包括双折射材料 的透镜元件阵列，

其中，具有第一偏振态的光被设置成在不发生透镜元件聚焦的情 况下穿过所述透镜元件阵列，并且其中所述偏振态被所述偏振转换层 变换成使得反射光具有第二偏振态，所述第二偏振态被设置成在发生 透镜元件聚焦的情况下穿过所述透镜元件阵列以便提供多个视图。

2.如权利要求1所述的显示器设备，其中，所述第一偏振态与 所述双折射材料的非常轴正交，并且所述第二偏振态与该非常轴平 行。

3.如权利要求1或2所述的显示器设备，其中，所述偏振转换 层包括四分之一波延迟器。

4.如权利要求1或2所述的显示器设备，其还包括设置在所述 反射层与所述偏振转换层之间的至少部分地透明的漫射层。

5.如权利要求1或2所述的显示器设备，其还包括第二偏振转 换层，该层被设置在所述透镜元件阵列之上并且被适配成把圆偏振入 射光变换成线性偏振光。

6.如权利要求1或2所述的显示器设备，其中，所述透镜元件 阵列包括设置在所述透镜元件之上的透明平面化层。

7.如权利要求6所述的显示器设备，其中，形成所述透镜元件 的材料是双折射的，并且所述平面化层是各向同性的并且其折射率等 于所述透镜元件双折射材料的寻常折射率。

8.如权利要求6所述的显示器设备，其中，形成所述透镜元件 的材料是各向同性的，所述平面化层是双折射的并且该平面化层的其 中一个折射率等于所述透镜元件的折射率。

9.如权利要求1或2所述的显示器设备，其中，可以通过选择 性地施加电场来切换所述双折射材料，从而在2D与3D操作模式之间 切换所述显示器。

10.如权利要求1或2所述的显示器设备，其中，所述双折射材 料的非常轴与所述透镜元件的纵轴平行。

11.一种自由立体显示器系统，其包括：

图像投影仪；以及

根据任一条在前权利要求的自由立体显示器设备，

其中，所述图像投影仪被适配成提供包括具有所述第一偏振态的 光的图像。

12.如权利要求11所述的显示器系统，其中，所述图像投影仪 被设置成投影圆偏振光。

13.如权利要求11或12所述的显示器系统，其还包括用于校正 投影光与所述自由立体显示器设备的几何失准的校准系统。

14.如权利要求13所述的显示器系统，其中，所述校准系统包 括用于检测由所述自由立体显示器设备产生的图像的摄影机。

15.如权利要求14所述的显示器系统，其中，所述校准系统还 包括几何校正单元，其被设置成接收来自所述摄影机的信息并且根据 所接收的信息来修改由所述图像投影仪所投影的光，以便减少投影光 与所述自由立体显示器设备的失准。

16.一种投影3D图像的方法，其包括：

使用投影仪把包括具有第一偏振态的光的图像投影到包括双折 射材料透镜元件阵列的反射器装置上；

作为所述第一偏振态的结果，把所述图像穿过所述双折射材料透 镜元件阵列而不发生实质上的透镜元件聚焦；

反射所述图像并且执行所述图像的光的偏振转换到第二偏振态；

作为所述第二偏振态的结果，把所述图像穿过所述双折射材料透 镜元件阵列时发生透镜元件聚焦，以便把多个视图提供到不同的观看 位置。

17.如权利要求16所述的方法，其还包括通过以下步骤来执行 校准：

把测试模式投影到显示器；

检测由所述显示器响应于所投影的测试模式而产生的图像；

根据所检测到的图像调节所述投影仪的至少一种投影属性。

18.如权利要求17所述的方法，其中，所述检测步骤包括检测 具有周期P_M的莫阿模式，并且所述调节步骤包括利用比值(P_M±P_L)/P_M来调节所述投影仪的水平放大率，其中P_L是所述显示器内的透镜元件 阵列的间距。