[发明专利]具有横向操作模式和纵向操作模式的时间多路复用显示器

说明书

技术领域

本公开总体上涉及一种时间多路复用自动立体显示设备，该设备具有被布置用于实现横向操作模式和纵向操作模式的倾斜观察窗。

背景技术

空间多路复用自动立体显示器通常使视差组件(诸如双凸透镜状屏幕或视差屏障)与图像阵列对准，该图像阵列被布置成空间光调制器(例如，LCD)上的至少第一组像素和第二组像素。视差组件将来自这些像素组中每一组的光导向至相应的不同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可用来自第一组像素的光看到第一图像；而眼睛置于第二观察窗中的观察者可用来自第二组像素的光看到第二图像。

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，并且另外，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且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额外寻址。

发明内容

显示器背光源一般采用波导和边缘发光源。某些成像定向背光源具有将照明导向穿过显示器面板进入观察窗的额外能力。成像系统可在多个光源与相应窗图像之间形成。成像定向背光源的一个例子是可采用折叠式光学系统的光学阀，因此也可以是折叠式成像定向背光源的例子。光可在基本上无损耗的情况下在一个方向上传播穿过光学阀，同时反向传播光可通过反射离开倾斜小平面而被提取，如共同拥有的专利申请序列号13/300,293中所述，所述专利申请全文以引用方式并入本文。

根据本公开的第一方面，提供一种自动立体显示设备，其包括：显示装置、传感器系统和控制系统。其中，显示装置包括被布置在形状为具有两条镜面对称垂直轴线的孔中的像素阵列，并且可控制显示装置来将所有这些像素上显示的图像导向进入多个观察窗中的可选择的一个，而且这些多个观察窗具有不同位置并且以相对于该孔的形状的其中一条轴线在25度到65度的范围内的角度延伸；传感器系统被布置用于跨显示装置检测观察者在两个维度上的位置以及观察者的观察取向；控制系统被布置用于依赖于所检测到的观察者位置和所检测到的观察取向来控制显示装置以显示时间上多路复用的左图像和右图像，并且同步地将所显示的图像导向进入在与观察者的左眼和右眼对应的位置的观察窗中。

本公开受益于对这样的角度的选择，观察窗在该角度上相对于其中布置有像素的孔的形状的轴线延伸。显示装置最通常地以对称轴线中的接近于水平的一条轴线来观察，也即在矩形孔的情况下以横向或纵向取向来观察。在观察窗沿着或接近于对称轴线延伸的情况下，仅当在该对称轴线为垂直的情况下观察显示装置时才提供图像的自动立体显示，而当显示装置被旋转90度以使得另一对称轴线为垂直时不提供图像的自动立体显示，因为此时单个观察窗跨观察者的双眼延伸。

相比之下，在本公开中，这些观察窗以45度左右范围内的角度延伸，例如从25度至65度、更优选地30度至60度、35度至55度、或40度至50度。当依赖于所检测到的观察者位置和所检测到的观察取向来控制时，此类成角度的观察窗可用于在显示装置的各种取向下提供图像的自动立体显示。具体地讲，由于成角度的窗沿两条轴线分开，所以当以任一轴线处于垂直方向上或垂直方向附近的取向观察显示装置时，可将左图像和右图像导向为在在与观察者的左眼和右眼对应的位置的观察窗中的显示图像。

在一些实施例中，本公开可应用于一种显示装置，其包括波导和光源阵列。其中，波导在用于接收输入光的输入端与用于将输入光反射回穿过波导的反射端之间延伸，波导具有用于沿着波导来回引导光的相对的第一引导表面和第二引导表面，其中第二引导表面具有多个光提取特征，这些光提取特征面向反射表面并且倾斜以在允许穿过第一引导表面离开的方向上将从反射端穿过波导引导回的光反射；并且光源阵列位于跨波导的输入端的不同位置处，波导的光提取特征被布置用于在取决于输入位置的方向上从跨输入端的不同输入位置导向输入光。