[发明专利]自动立体透镜状显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种类型的自动立体显示设备，其包括具有用于产生显示的显示像素阵列的显示面板和用于将不同视图引导到不同空间位置的成像布置。

背景技术

用于该类型的显示器的成像布置的第一示例是隔板，例如具有裂缝的隔板，针对显示器的底层像素按尺寸制作和定位该裂缝。如果观看者的头处于固定的位置处，则他/她能够感知3D图像。隔板被定位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被向着观看者的左和右眼引导。

该类型的两视图显示器设计的缺点是观看者必须处于固定的位置处，并且仅能够向左或右移动大约3厘米。在更优选的实施例中，在每个裂缝之下存在并非两个子像素列，而是多个子像素列。以该方式，允许观看者向左和右移动并且总是在其眼睛中感知立体图像。

隔板布置制造起来简单，但是对于光并不高效。因此优选的替代方式是使用透镜布置作为成像布置。例如，可提供伸长的透镜状元件的阵列，其相互平行延伸并且覆盖显示像素阵列，并且通过这些透镜状元件观看显示像素。

透镜状元件被提供为元件片，每个元件片包括伸长的半圆柱形透镜元件。透镜状元件（“小透镜”）在显示面板的列方向上延伸，每个透镜状元件覆盖相应组的两个或更多个相邻列显示像素。

在其中例如每个小透镜与两列显示像素相关联的布置中，每个列中的显示像素提供相应的二维子图像的竖直切片。透镜状片向着定位在该片前方的用户的左眼和右眼引导这两个切片以及来自与其它小透镜相关联的显示像素列的对应切片，从而使用户观察到单个立体图像。透镜状元件片因此提供光输出引导功能。

在其它布置中，每个小透镜与行方向上的一组四个或更多个相邻显示像素相关联。在每个组中的显示像素的对应列被适当地布置以提供来自相应二维子图像的竖直切片。随着用户的头从左移动到右，感知到一系列连续的、不同的、立体视图，从而建立了例如环视的印象。

可使用透镜状布置来创建用于任何底层的原生2D显示面板的自动立体显示设备。然而，不同的显示技术产生了不同的技术问题。

本发明特别涉及基于快门的显示器与透镜状透镜布置的组合。本发明因此针对反射式、透射式和半透半反式显示器的子集。该类型的显示器具有一种像素，对于该像素，在一个极端状态下，光调制部分被限制到小的区域，并且同时在另一极端状态下，该像素的大部分具有该光调制属性。

显示技术（其至少一些变型在本发明的范围内）的示例是电润湿显示器、电泳显示器、电流体显示器和MEMS类型的显示器。

使用该类型的显示器的问题在于针对不同灰度级或者当做出调制级之间的转变时，像素形状和面积改变。这可产生视觉伪影，特别是当结合透镜状阵列使用的时候。

发明内容

本发明提供了如在独立权利要求中定义的装置和方法。从属权利要定义了有利的实施例。

在一个方面，本发明提供了一种自动立体显示设备，该设备包括包含数行和数列的像素的显示面板以及被设置在显示面板之上的透镜状阵列，其中透镜状阵列包括透镜状透镜的阵列，每个透镜状透镜具有平行伸长轴，其中显示面板包括光调制像素，在光调制像素中能够在至少两个状态之间控制光调制的程度，所述两个状态为第一状态和第二状态，在所述第一状态中光调制介质占据像素的第一区域，而在所述第二状态中光调制介质占据像素的第二区域，其中在第一和第二状态之间的转变包含光调制介质大体在第一方向上的移动，

其中第一方向在伸长轴的10度内或在像素列方向的10度内，或在伸长轴和像素列方向之间。

布置提供了快门类型的显示器中的快门在透镜轴的方向上的卷出（roll out）方向。卷出方向靠近像素列方向或透镜轴方向，或在它们之间。这减少了在3D显示输出中的视觉伪影。

第一方向例如是从第一区域的区域中心到第二区域的区域中心的方向。这定义了一般的快门打开和关闭方向。

第一方向优选平行于伸长轴方向。

在第一状态中，光调制介质可占据储存器区域。该储存器区域可被认为是最小的像素区域。储存器区域优选是与伸长轴方向垂直的伸长形状。因此，储存器形状跨越透镜轴方向并且卷出方向沿着透镜轴方向。

可选择透镜状阵列和储存器的形状和位置，使得每个3D视图与相等量的像素储存器区域相互作用。也可选择透镜状阵列设计和最大光调制的形状和位置，使得每个3D视图与像素的相等量的最大光调制形状相互作用。

显示面板可包括电泳显示面板、电润湿显示面板或基于MEMS快门的显示面板。