[发明专利]定向显示设备

说明书

技术领域

本发明整体涉及光调制装置的照明，并且更具体地讲，涉及用于从局部光源提供大面积照明的光导，以便在2D、3D和/或自动立体显示装置中使用。

背景技术

空间多路复用自动立体显示器通常使视差组件诸如透镜状屏幕或视差屏障与图像阵列对准，所述图像阵列被布置用于空间光调制器例如LCD上的至少第一组像素和第二组像素。视差组件将来自所述组像素中每组的光导向至各自不同的方向以在显示器前面提供第一观察窗和第二观察窗。眼睛置于第一观察窗中的观察者用来自第一组像素的光可看到第一图像；并且眼睛置于第二观察窗中的观察者用来自第二组像素的光可看到第二图像。

与空间光调制器的原始分辨率相比，此类显示器具有降低的空间分辨率，并且此外，观察窗的结构由像素孔形状和视差组件成像功能决定。像素之间的间隙(例如对于电极而言)通常产生不均匀的观察窗。不期望的是，当观察者相对于显示器横向移动时，此类显示器呈现图像闪烁，因此限制了显示器的观察自由度。此类闪烁可通过使光学元件散焦而减少；然而，此类散焦会导致增加的图像串扰水平并增加观察者的视觉疲劳。此类闪烁可通过调整像素孔的形状而减少，然而，此类改变可降低显示器亮度并且可包括对空间光调制器中的电子设备进行寻址。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供包括显示装置的定向显示设备，该显示装置可包括透射式空间光调制器。透射式空间光调制器可包括像素阵列，该像素阵列可被布置用于调制从其中通过的光。显示装置也可包括波导，该波导具有输入端和用于沿波导引导光的相对的第一引导表面和第二引导表面。相对的第一引导表面和第二引导表面可从输入端跨空间光调制器延伸。显示装置也可包括在横向方向上跨波导输入端的不同输入位置处的光源阵列。波导可被布置用于将来自跨输入端的不同输入位置处的光源的输入光作为输出光导向穿过第一引导表面，以供通过空间光调制器在分布在横向方向中的输出方向上进入各自的光学窗，所述输出方向取决于输入位置。自动立体显示设备也可包括传感器系统和控制系统，该传感器系统可被布置用于检测观察者相对于显示装置的位置，该控制系统可被布置用于操作光源以基于被检测到的观察者的位置将光导向进入包括至少一个光学窗的一个或多个观察窗中。控制系统可被布置用于基于传感器系统的输出来更改一个或多个观察窗的光学窗的数量。

通过更改用于形成观察窗的光学窗的数量，定向显示设备可以在减少显示器闪烁和控制功率消耗之间实现所需的平衡。

定向显示设备可为自动立体显示设备，其中控制系统还被布置用于控制空间光调制器以使用时间多路复用左图像和右图像调制光，并且同步被布置用于基于被检测到的观察者的位置操作光源以将通过左图像和右图像调制的光导向进入左眼观察窗和右眼观察窗，所述左眼观察窗和右眼观察窗包括在对应于观察者的左眼和右眼的位置中的至少一个光学窗。在这种情况下，更改用于形成观察窗的光学窗的数量可以减少显示器闪烁同时基本上保持减少的图像串扰。

控制观察窗中的光学窗的数量可以基于多种方式的传感器系统的输出，其一些例子如下。

控制系统可以响应于在横向方向上被检测到的观察者的位置来更改一个或多个观察窗的光学窗的数量，例如通过响应于被检测到的观察者的位置而使光学窗的数量增加，观察者处于在横向方向上以预先确定的量远离显示装置的法线移位的位置中。

控制系统可以响应于沿显示装置的法线的被检测到的观察者的位置来更改一个或多个观察窗的光学窗的数量，例如通过响应于被检测到的观察者的位置而使光学窗的数量增加，观察者处于沿显示装置的法线以预先确定的量远离标称窗平面朝显示装置移位的位置中。

控制系统可以响应于观察者在横向方向上离开显示装置的法线的速度或加速度来更改一个或多个观察窗的光学窗的数量，例如通过响应于观察者在横向方向上离开显示装置的法线的超过预先确定的量的速度或加速度而使光学窗的数量增加。