[发明专利]自动立体显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动立体显示设备，其包括诸如具有显示像素阵列的显示面板之类的图像形成装置，以及视图形成装置。该视图形成装置可以是设置在图像形成元件之上的透镜元件阵列，通过该视图形成装置观看显示像素。本发明还涉及一种驱动自动立体显示设备的方法。

背景技术

GB2196166A中描述了一种已知的自动立体显示设备。该已知设备包括二维液晶显示器面板，该面板具有显示像素的行和列阵列，该阵列充当图像形成元件以产生显示。彼此平行地延伸的延长的透镜元件的阵列覆盖显示像素阵列并且充当视图形成元件。用户或观看者通过这些透镜元件观察显示像素。

所述透镜元件被提供为元件片，每一个透镜元件包括延长的半圆柱透镜元件。该透镜元件在显示面板的列方向上延伸，其中每个透镜元件覆盖两个或更多相邻列显示像素的相应分组。

在例如每个小透镜与两列显示像素相关联的布置中，每列中的显示像素提供相应的二维子图像的垂直切片(vertical slice)。该透镜片将这两个切片和来自与其他小透镜相关联的显示像素列的相应切片引导到位于该片前面的用户的左眼和右眼，使得用户能够观看单个立体图像。

在其他布置中，每个小透镜与行方向上的三个或更多相邻的显示像素的分组相关联。每个分组中对应的显示像素列被适当地设置为提供来自相应的二维子图像的垂直切片。当用户的头从左到右移动时，一系列连续的、不同的、立体的视图被感知，产生例如环顾的印象。

上述设备提供一种有效的三维显示。然而，应当理解，为了提供立体视图，必需牺牲设备的水平分辨率。例如，具有600行和800列显示像素阵列的显示面板可以提供4-视图自动立体显示，其中每个视图包括600行和200列的显示像素阵列。竖直与水平分辨率之间的这种显著差异不是所期望的。

而且，也应当理解，在显示的视角与对显示中的三维景深感知之间存在折衷(trade off)。具体地，为了提供具有宽视角的显示，必需将所投影的视图分布在大角度上，例如60°。然而，这种显示提供具有较少景深感觉的浅三维图像。相反，为了提供具有良好深度的逼真的三维图像，必需在小视角上集中所有的投影视图。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有良好图像分辨率、宽视角和良好景深感觉的显示。

本发明由独立权利要求限定。从属权利要求限定了优选实施例。

根据本发明的一个方面，提供一种用于自动立体显示设备的布置。该自动立体设备可以是多视图自动立体显示设备。

在使用中，视图偏转装置改变由视图形成装置形成的多个视图被朝向用户或观看者投影的方向。特别地，视图在双折射棱镜处的折射根据显示光的偏振方向来变化。包括偏振开关的视图偏转装置已经被发现能够达到较高的开关速度，因为该偏振开关可以被构成为非常薄并且/或者具有恒定厚度。

每个视图典型地被偏转，使得它填充了未被偏转的视图之间的明显黑暗的角度。典型的偏转角度为大约半度。这样，可以减少或消除显示散焦以降低暗角的效果的需要。在许多情况下，图像形成装置由发出显示光的像素和分隔像素的暗区组成。该暗区可以由黑色掩模形成。视图形成装置还对在被称为暗角的角度处的视图之间的这些暗区成像。暗角的效果通常也被称为暗带，这因为暗带分隔了观看者所观察的视图。减少暗带的一种方法是将图像形成装置刚好放置在视图形成装置的焦点之外，由此使观看者所观察的图像有些模糊不清并且使暗带模糊不清(smearing)。

如果与视图偏转装置的操作同步地，利用第一和第二多个视图的数据顺序驱动图像形成装置，那么视图的数量可以被有效地加倍而没有任何分辨率损失。如果图像形成装置利用相同的多个视图的数据而被恒定地驱动，那么每个视图的角度可以增加，并且如上所述，显示散焦以降低暗角效果的需要可以被减少或消除。

所述偏振开关可以包括可切换的偏振旋转器，其被设置为可选择地将透射光的偏振方向从第一方向改变到第二方向。在这种情况下，偏振开关还包括用于偏振显示光的装置，使得偏振旋转器有具有第一偏振方向的光。然而，该偏振装置可以形成图像形成装置和/或视图形成装置的一个功能部件。

所述可切换偏振旋转器可以包括位于透明电极之间的液晶材料。随后电压被施加到该电极上以诱导液晶材料的变形，该液晶材料可以是扭曲向列(TN)或任何其他类型的液晶材料。将电压施加到电极上改变了液晶材料旋转显示光的偏振方向的程度。

所述至少一个双折射棱镜可以包括用于接收进入该棱镜的光的第一表面和用于使光从该棱镜透射出去的第二表面，该棱镜的第一和第二表面限定了一个锐角。该锐角可以例如在1°-3°的范围内。