[发明专利]三维图像显示设备

说明书

本申请是申请日为2004年11月8日、申请号为201010156794.2、发明名称为“三维图像显示设备及显示面板”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及能显示三维图像的彩色三维图像显示设备、安装三维图像显示设备的便携终端设备，以及内置在三维图像显示设备中的显示面板和蝇眼透镜，更具体地说，涉及即使在三维图像显示设备不仅仅位于一个方向中，而且位于垂直于这一方向的另一方向中的情况下，也能立体视图的三维图像显示设备、便携终端设备、显示面板和蝇眼透镜。

应用本发明的应用的例子包括便携终端设备，诸如手持电话、PDA、游戏设备、数码相机和数字摄像机。

背景技术

传统上，已经研究能显示三维图像的显示设备。在公元前280年，希腊数学家欧几里德评述过“深度感觉是通过每个眼接收每个眼的同时印象，相同物体的两个不同图像”(例如，见“Three-dimensional Display”(Chihiro Masuda，pub.Sangyo Tosho Publishing Co.Ltd.))。即，三维图像显示设备应具有将具有视差的图像独立地显示给观察者的每个眼的功能。

关于用于实现这种功能的方法，具体地，尽管已经研究了用于显示三维图像的各种方法很长时间，这些方法大致能分成使用眼镜的方法和不使用眼镜的方法。在这些中，使用眼镜的方法的例子包括使用色差的彩色立体图方法以及使用偏振的偏振眼镜方法。然而，由于这些方法不能避免必须戴眼镜的麻烦，近年来，已经深入地研究不必戴眼镜的方法。不必戴眼镜的方法的例子包括双面透镜方法和视差隔板方法。

首先，将描述有关双面透镜方法。如在上述“Three-dimensional Display”(Chihiro Masuda，pub.Sangyo Tosho Publishing Co.Ltd..)中所描述的，例如，1910年左右Ives等人已经发明了双面透镜方法。图1是示例说明了双面透镜的透视图，以及图2是示例说明使用双面透镜的传统三维图像显示方法的光学模型图。如图1所示，双面透镜121具有扁平表面的一个面以及另一面，在其上形成均在一个方向中延伸的圆形背部的多个凸面部分(柱面透镜122)，以便其纵向彼此平行。

随后，如图2所示，通过使用双面透镜方法的三维图像显示设备，从观察者侧，按顺序放置双面透镜121、显示面板106以及光源108，以及显示面板106的像素位于双面透镜121的焦平面上。在显示面板106上，交替地排列用于显示右眼141图像的像素123和用于显示左眼142图像的像素124。此时，由彼此相邻的像素123和像素124所构成的组对应于双面透镜121的每个柱面透镜(凸面部分)。因此，从光源108发出的光透过每个像素，并通过双面透镜121的柱面透镜122，分配在朝左眼的方向中和朝右眼的方向中。这允许左右眼识别彼此不同的图像，从而可使观察者识别三维图像。如上所述，用于显示左眼上的左眼图像和右眼上的右眼图像，以及使观察者识别三维图像的方法被称为用于形成两个视点的双视点方法。

接着，描述有关包括标准双面透镜和显示面板的三维图像显示设备的每个部件的大小。图3是示例说明使用标准双面透镜方法的双视点三维图像显示设备的光学模型的图，以及图4是示例说明这一双视点三维图像显示设备的立体视觉区的图。如图3所示，假定双面透镜121的顶点与显示面板106的像素之间的距离是H，双面透镜121的折射率是n，焦距是f以及透镜元件的排列周期，即透镜间距是L。将显示面板106的显示像素配置成每个左眼像素124和每个右眼像素123的一个组。假定此像素的间距是P。因此，由每个左眼像素124和每个右眼像素123组成的显示像素的排列间距为2P。对应于由每个左眼像素124和每个右眼像素123的两个像素组成的显示像素，配置一个柱面透镜122。