[发明专利]多视图显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在显示设备的视场内提供多个视图的多视图显示设备，其中所述显示设备属于包括显示面板和成像设置的类型，所述显示面板具有用于产生显示器的像素并且所述成像设置用于将多个视图引导到显示设备的视场内的不同空间位置。

背景技术

多视图显示设备的第一个例子包括具有视差屏障的形式的成像设置，所述视差屏障具有其尺寸和位置关于由显示面板的各列和各行像素构成的下方阵列确定的狭缝。在二视图设计中，如果观看者的头部处于固定位置则他/她能够感知到3D图像。视差屏障被放置在显示面板前方，并且被设计成使得来自奇数和偶数像素列的光分别被导向观看者的左眼和右眼。

这种类型的二视图显示器设计的一个缺陷在于，观看者必须处于固定位置，并且只能向左或向右移动近似3cm。在一个更加优选的实施例中，在每一条狭缝下方不是存在两个子像素列而是存在几个子像素列。这样就允许观看者向左和向右移动，并且总是在他/她的眼中感知到立体图像。

视差屏障设置易于生产但是光效率不高，特别在视图的数目增加时尤其如此。因此，一种优选的替换方案是使用透镜设置作为成像设置。举例来说，可以提供彼此平行地延伸并且位于显示面板像素阵列上方的细长双凸透镜元件阵列，并且透过这些双凸透镜元件来观察显示器像素。

双凸透镜元件被提供为由各个元件构成的薄板，其中的每一个元件包括细长的半圆柱透镜元件，其细长轴垂直于该透镜元件的曲率。双凸透镜元件沿着其细长轴在显示面板的列方向上延伸，其中每一个双凸透镜元件位于对应的一组两个或更多个邻近的显示器像素列上方。

在例如其中每一个小双凸透镜（lenticule）与两列显示器像素相关联的设置中，每一列中的显示器像素提供对应的二维子图像的垂直切片。双凸透镜薄板将这两个切片以及来自与其他小双凸透镜相关联的显示器像素列的相应切片导向位于薄板前方的用户的左眼和右眼，从而使得用户观察到单一立体图像。因此，所述双凸透镜元件薄板就提供了光输出引导功能。

在其他设置中，每一个小双凸透镜与行方向上的一组四个或更多个邻近的显示器像素相关联。每一组中的相应的显示器像素列被适当地设置，以便提供来自对应的二维子图像的垂直切片。随着用户的头部从左向右移动，就感知到一系列相继的不同立体视图，从而产生例如环视印象。

前面描述的设备提供了有效的三维显示器。但是应当认识到，为了提供立体视图，在设备的水平分辨率方面做出了必要的牺牲。这一分辨率牺牲会随着所生成的视图数目的增加而加大。因此，使用大量视图的一个重要缺陷在于，每个视图的图像分辨率被降低。必须在各个视图之间分配可用像素的总数。在利用垂直（即关于观看者指向垂直）双凸透镜的N视图3D显示器的情况中，沿着水平方向的每一个视图的所感知到的分辨率将是相对于2D像素分辨率的N分之一。在垂直方向上的分辨率将保持与2D像素分辨率相同。在自动立体模式下，通过使用倾斜的屏障或双凸透镜可以减小水平与垂直方向上的分辨率之间的这一差异。在这种情况下，分辨率损失可以均匀地分配在水平和垂直方向之间。

通过增加视图的数目会因此改进3D印象，但是会降低观看者所感知到的3D图像分辨率。各个单独的视图处于每一个所谓的观看锥体中，并且这些观看锥体通常在视场上重复。

观看体验受到以下事实的束缚：观看者在选择其从该处观看3D显示设备的位置方面不是完全自由的，因为在观看锥体之间的边界处没有3D效果并且会出现重影（ghost image）。本发明就涉及这一问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种改进的多视图显示设备。具体来说，所述设备允许减少锥体边界。

所述目的是通过如在独立权利要求中限定的本发明而实现的。从属权利要求提供了有利实施例。

如在权利要求1中限定的多视图显示设备提供这样一种显示设备，其允许具有受控像素照明方向的输出，从而可以避免视图重复。因此，显示设备的输出在其视场内可以是具有多个视图的单一锥体。这样就形成了部分显示输出，这或者是因为其仅仅被导向较窄视场，或者是因为按照时间顺序提供多个部分输出以便增大分辨率。在其中所述部分显示输出是部分输出区段的情况下，可以从该处观看各个视图的锥体的位置取决于背光的所激活的光源与显示面板之间的关系。