[发明专利]用于定向显示器及系统的子像素布局及子像素着色方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请主张申请日为2007年2月13日，名称为“SUBPIXEL LAYOUTS AND SUBPIXEL RENDERING METHODS FOR DIRECTIONAL DISPLAYS AND SYSTEMS”的美国临时申请60/889,724的优先权权益，其全部内容都包 括在这里作为参考。

技术领域

本发明的主题涉及一种空间光调制器，尤其涉及用于诸如三维(3D)自 动立体(autostereoscopic)显示装置或多视图显示器的定向显示装置或系统中 的空间光调制器的子像素布局。

背景技术

这里将可同时产生至少两种不同图像的显示装置称为定向显示装置。定向 显示器产生至少两种不同的图像，其中的每一个都可从不同的观察方位观察 到。在一种类型的定向显示装置中，这两种图像将作为明显分离的图像被观察。 这种显示器也可被称作“多观察者显示器”、“多视图显示器”、或“多用户显示 器”，这些都被设置为可使不同的观察者看到不同的图像。这就实现了该显示 器的同时多用。多视图显示器也可设置成供单个观察者使用。

定向显示器也可设置为产生至少两个独立的图像，用于由观察者合并成一 个单个的图像。普通人的视觉是立体的，因此每只眼睛所看到的世界的图像略 有不同。人类的大脑将两种图像(被称为立体像对)合并以感知到在现实世界 中观察到的图像的深度。在三维显示装置中，向每一只眼睛提供独立的图像， 并且观察者的大脑合并图像的立体像对，以产生所合并图像的深度的外观。

三维显示装置典型地被划分为立体或是自动立体。在3D立体显示装置中， 用户需要佩戴一些观察辅件以大致分离被发送至左眼和右眼的图像。例如，观 察辅件可以是其中将图像进行颜色编码(例如红和绿)的彩色滤光片，或是其 中将图像编码成正交的偏振状态的偏光镜(polarizing glass)，或是其中将图像 以与玻璃快门的开启同步的图像时序编码的快门镜(shutter glass)。相反，3D 自动立体显示装置使用起来则无须观察者佩戴任何观察辅件。在自动立体显示 器中，每一个图像都可从空间中有限的区域内被看到。

定向显示装置的概述

名称为“Optical Switching Apparatus”，权利人为Woodgate等人的美国专利 7,058,252提供了有关定向显示的技术特点及问题的全面论述，特别是自动立 体3D显示器。在美国专利7,058,252的第1至8栏的主题，及其所参照的附 图在这里一并参考其所教导的全部内容。通常，自动立体系统包括显示面板和 用于将光从至少两个独立的图像导出的光学导向元件或机构。光学导向机构也 可被称作光学导向器、视差光学器件或是视差隔板(parallax barrier)。光学导 向机构将光从左侧图像发送至显示面板前面的有限区域，其被称为是第一观察 窗。当观察者将左眼放在第一观察窗的位置时，那么观察者就可以通过整个显 示面板看到适当的图像。同样，光学导向机构将用于右侧图像的光发送至独立 的第二观察窗。当观察者将右眼放在第二观察窗时，可通过整个显示器看到右 眼图像。一般，从每一个图像出来的光都被认为是已经光学导向(即定向)至 各自的定向分布。显示器的观察窗平面代表的是到横向视觉自由度最大处的显 示器的距离。

这里，图1示出了US7,058,252中图5所示的典型平板自动立体显示器10。 显示器10包括背光，以行列形式排列的电可调像素阵列(已知的空间光调制 器，SLM)以及与显示器前面相连的被用作光学导向机构的视差隔板。术语“空 间光调制器”既包括如液晶显示器的光阀装置，也包括如场致发光显示器和 LED显示器的发射装置。背光60提供入射在LCD输入偏振片64上的光输出 62。该光透过TFT LCD基板66，并入射到在LCD像素平面67中以行列形式排 列的像素重复阵列上。红色像素68、71、74，绿色像素69、72、75和蓝色像 素70、73的每一个都包括独立的可控液晶层，并被称作黑色掩模76的不透明 掩模区域隔开。每一个像素都包括透射区域，或像素开口78。穿过像素的光 线被LCD像素平面74内的液晶材料调制相位，并被位于LCD彩色滤光片基 板80上的彩色滤光片调制颜色。