[发明专利]自动立体显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及自动立体显示设备，其包括：图像形成装置，诸如具有显示像素的阵列的显示面板；以及视图形成模块。视图形成模块将用作或者可配置成用作视图形成元件的阵列，其布置在图像形成装置之上并且通过其观看到显示像素。本发明还涉及自动立体成像方法。

背景技术

在GB2196166A中描述了一种已知自动立体显示设备。这种已知设备包括二维发射液晶显示面板，其具有充当图像形成装置从而产生显示的显示像素的行和列的阵列。相互平行地延伸的细长柱镜透镜的阵列位于显示像素阵列上并且充当视图形成装置。来自显示像素的输出投射穿过这些柱镜透镜，所述透镜起作用以调整输出的方向。

柱镜透镜作为多个元件的片被提供，每个元件包括细长半圆柱形透镜元件。柱镜透镜在显示面板的列方向上延伸，每个柱镜透镜位于相应一个群组的两个或更多个邻近列的显示像素之上。每个透镜的焦点与由显示像素的阵列限定的平面吻合。

在其中例如每个柱镜透镜与两列显示像素关联的布置中，每列中的显示像素提供相应二维子图像的竖直切片。柱镜片将这两个切片以及来自与其它柱镜透镜关联的显示像素列的相应切片投射到定位在该片前方的用户的左眼和右眼，使得用户观察到单个立体图像。

在其它布置中，每个柱镜透镜与在行方向上的一个群组的三个或更多个邻近显示像素关联。每个群组中相应列的显示像素恰当地布置以提供来自各个二维子图像的竖直切片。当用户的头从左到右移动时，一系列连续的不同的立体视图被观察到，从而产生例如环视印象。

如上所述的自动立体显示设备产生具有良好亮度水平的显示。然而，与该设备关联的问题在于由柱镜片投射的所述视图被暗区分隔，所述暗区是通过对典型地限定显示像素阵列的非发射黑矩阵的“成像”而造成的。这些暗区容易被用户以跨过显示器分隔开的暗竖直带的形式作为亮度不均匀性而被观察到。这些带作为类似莫尔干涉效应而被感知。当用户从左到右移动时这些带移动跨过显示器，并且带的节距随着用户朝向或离开显示器移动而变化。

发明内容

除其它之外，本发明的目的是减小带状的效应。该目的利用本发明来实现。本发明由独立权利要求限定。从属权利要求提供有利实施例。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于布置在自动立体显示设备的图像形成装置之上并且与图像形成装置对齐的视图形成模块，该图像形成装置具有布置在行和列中用于产生显示的显示像素的平面阵列，

该视图形成模块可配置成用作布置在显示设备宽度方向上的多个视图形成元件，每个视图形成元件将来自邻近群组的显示像素的输出聚焦到多个视图中以供在各个不同方向上投射朝向用户，

其中视图形成元件的几何限定在显示设备宽度方向上的基本上周期性元件间变化，用于减小所述视图中的亮度不均匀性。

基本上已经发现，通过故意地配置视图形成元件的几何从而具有在显示设备宽度方向上的周期性元件间变化，可以非常有效地减小通过成像自动立体显示设备中的不透明矩阵造成的亮度不均匀性。

出于本发明的目的，术语不透明矩阵被宽广地解释。因此它旨在包含与由显示像素形成的有源区域相比为待产生的图像提供更少光的图像形成装置的任何部分。可以说，所述像素在空间上由不透明矩阵限定。在极端情况下，不透明矩阵可以是黑矩阵，如例如在形式为阴极射线管（CRT）或液晶显示器LCD的图像形成装置中所已知。在那种情况下，本发明会是特别有利的，因为像素和黑矩阵之间的对比度是高的。这种矩阵可以以例如掩模的分离层形式存在，或者作为图像形成装置的一部分存在。因此此外在其中图像形成装置的一区域具有提供光的像素和不提供光的边界的图像形成装置中，由边界部分构成的矩阵被视为不透明矩阵。

在本发明各实施例中，由视图形成模块的单独的视图形成元件投射的视图将通常包含通过对不透明矩阵的成像造成的显著的亮度不均匀性。然而，根据本发明的元件间变化致使视图形成元件投射具有亮度不均匀性的各个不同分布的视图。所述不同分布可以被选择为使得由视图形成元件产生的亮度不均匀性有效地相互抵消。以此方式，用户可以感知到改进的三维效果。

通过将视图形成模块的连续的视图形成元件布置成在至少两种不同几何之间交替来提供周期性元件间变化。例如，“奇数”视图形成元件可配置成具有第一几何且“偶数”视图形成元件可配置成具有不同于第一几何的第二几何。具有第一和第二几何的各元件可以分别投射具有亮度不均匀性的视图，但是根据本发明的这些亮度不均匀性可以在各个不同方向上被投射，由此最小化它们的负面效应。