[发明专利]自动立体显示设备

权利要求书

1. 一种用于与自动立体显示设备的图像形成装置对齐布置的视图形成模块，该图像形成装置具有在空间上由不透明矩阵限定的显示像素（103）的正交阵列，该视图形成模块提供至少两种光学功能：视图形成功能和亮度不均匀性减小功能，

其中该视图形成功能调整显示像素（103）的输出的方向，使得各组显示像素（103）的输出在各自不同方向上作为多个视图被投射，该视图形成功能由横过视图形成模块布置且具有第一节距的平行的视图形成元件（111）的阵列提供，

以及其中该亮度不均匀性减小功能扩展该显示像素（103）的输出，使得通过成像不透明矩阵导致的亮度不均匀性减小，该亮度不均匀性减小功能限定横过该视图形成模块的比第一节距小的第二节距，以及该亮度不均匀性减小功能在垂直于该视图形成元件（111）的轴的平面内进一步限定一有效扩展角度，该有效扩展角度基本上等于或小于由该视图形成功能投射的相邻视图之间的角度。

2. 根据权利要求1的视图形成模块，其中该视图形成元件（111）的阵列为平行的柱镜透镜的第一阵列，其具有第一节距且每一个限定弯曲焦面。

3. 根据权利要求1或2的视图形成模块，其中该亮度不均匀性减小功能由至少透镜的第二阵列提供，该透镜的第二阵列横过该视图形成模块布置且具有第二节距。

4. 根据权利要求3的视图形成模块，其中透镜的第二阵列为在与第一阵列的光学界面不同的光学界面处提供的平行的柱镜透镜的阵列。

5. 根据权利要求3的视图形成模块，其中透镜的第一阵列和第二阵列集成在同一光学界面中，使得该视图形成功能和亮度不均匀性减小功能由在该同一光学界面处的折射提供。

6. 根据权利要求5的视图形成模块，其中对应于第一阵列的每个透镜的光学界面包含限定多边形透镜表面的多个平坦或不平坦面，该平坦或不平坦面每一个对应于第二阵列的透镜。

7. 根据权利要求6的视图形成模块，其中第一阵列的每个透镜中包含的平坦面的数目N_micro-lens等于与下式给出的值最接近的整数中的任何一个：

，

其中R_L为第一透镜阵列的曲率半径，N_views为由该视图形成模块提供的视图的数目，△n为在该光学界面两侧的材料的折射率差，p_L为第一透镜阵列的第一节距，以及λ为所使用的光的典型波长。

8. 根据权利要求1或2的视图形成模块，其中该亮度不均匀性减小功能是由横过该视图形成模块布置的光漫射器提供。

9. 根据权利要求8的视图形成模块，其中该光漫射器布置成用于基本上仅仅在垂直于该视图形成元件的轴的平面内扩展显示像素的输出。

10. 根据权利要求8的视图形成模块，其中该光漫射器布置成用于在第一和第二垂直平面内以不同扩展角度扩展显示像素的输出。

11. 根据权利要求10的视图形成模块，其中该光漫射器相对于视图形成元件的阵列旋转，使得第一和第二垂直平面与该视图形成元件的轴限定锐角。

12. 根据权利要求8至11中任意一项的视图形成模块，其中该光漫射器为全息光漫射器。

13. 一种自动立体显示设备，包含：

具有显示像素（103）的正交阵列用以产生显示的图像形成装置，该显示像素（103）在空间上由不透明矩阵限定；以及

根据任一前述权利要求的视图形成模块，该视图形成模块与该图像形成装置对齐布置。

14. 根据引用权利要求2时的权利要求13的自动立体显示设备，其中由透镜（111）的第一阵列限定的焦面的每一个在与非法向光的焦点对应的位置处与由显示像素（103）的阵列限定的平面相交。

15. 根据引用权利要求6时的权利要求13的自动立体显示设备，其中该第二节距等于该第一节距除以由该设备提供的视图的数目。

16. 一种自动立体成像方法，包含：

利用显示像素（103）的正交阵列形成图像，该显示像素（103）在空间上由不透明矩阵限定；以及

利用横过显示像素（103）的阵列布置的平行的视图形成元件（111）的阵列，将该图像形成为在各自不同方向上被投射的多个视图，该视图形成元件（111）调整来自该显示像素（103）的输出的方向，该视图形成元件（111）具有第一节距，

其中该显示像素（103）的输出附加地被扩展，使得通过成像不透明矩阵导致的亮度不均匀性减小，该扩展功能限定比该第一节距小的第二节距，且该扩展功能在垂直于该视图形成元件（111）的轴的平面内进一步限定一有效扩展角度，该有效扩展角度基本上等于或小于由该视图形成功能投射的相邻视图之间的角度。