[发明专利]具有条纹背光和两个双凸透镜状透镜阵列的自动立体显示设备

说明书

自动立体显示设备包括：背光（66）、包括像素的行和列的显示面板（62）以及双凸透镜布置（60,64），其中背光（66）提供条纹输出，其包括列方向上或相对于列方向偏移锐角的条纹，该双凸透镜布置包括面对显示输出以用于在不同方向上引导不同显示面板像素输出的显示面板（62）的侧上的第一双凸透镜状透镜阵列（60）以及面对背光（66）以用于提供条纹背光输出的准直的显示面板（62）的相对侧上的第二双凸透镜状透镜阵列（64）。

技术领域

本发明涉及下述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以及用于将不同视图引导至不同空间位置的成像布置。

背景技术

用在这种类型的显示器中的成像布置的第一示例是屏障，例如其具有关于显示器的底层像素定位和定大小的缝隙。在双视图设计中，观看者能够感知3D图像，如果他/她的头在固定位置处的话。该屏障定位在显示面板前方并且被设计成使得来自奇数和偶数子像素列的光分别朝向观看者的左眼和右眼引导。

该类型的双视图显示设计的缺点在于，观看者必须在固定位置处，并且只能向左或向右移动大约3cm。在一个更优选的实施例中，在每个缝隙下方不是存在两个子像素列，而是若干个。以此方式，允许观看者向左和右移动并且始终在他/她的眼睛中感知立体图像。

屏障布置制作简单，但不是光高效的。因此，一种优选的可替换方案是将透镜布置用作成像布置。例如，可以提供伸长的双凸透镜元件的阵列，其彼此平行地延伸且覆盖在显示像素阵列上，并且显示像素通过这些双凸透镜元件而被观察到。

双凸透镜元件被提供为元件片，其中每一个元件包括伸长的半柱状透镜元件。该双凸透镜元件在显示面板的列方向上延伸，其中每个双凸透镜元素覆盖在显示子像素的两个或更多邻近列的相应群组上。

如果每个微透镜与显示子像素的两列相关联，每列中的显示子像素提供相应的二维子图像的垂直切片。双凸透镜片将这两个切片和对应的切片从与其他微透镜相关联的显示子像素列引导至定位在该片前方的用户的左眼和右眼，使得用户观察到单个立体图像。该片双凸透镜元件因而提供光输出引导功能。

在其他布置中，每个微透镜与行方向上的四个或更多邻近显示子像素的群组相关联。在每个群组中显示子像素的对应列被适当地布置以提供来自相应的二维子图像的垂直切片。随着用户的头从左向右移动，一系列连续的、不同的立体视图被感知，从而创建例如环顾印象。

上述设备提供有效的三维显示。然而，将被领会的是，为了提供立体视图，在设备的水平分辨率中存在必要的牺牲。分辨率方面的这种牺牲随着所生成的视图数量而增加。因而，使用大量视图的主要缺点在于，降低了每个视图的图像分辨率。可用子像素的总数必须被分布在视图之中。在具有垂直双凸透镜状透镜的n视图3D显示器的情况下，沿着水平方向的每个视图的感知分辨率将降低至相对于2D情况的n分之一。在垂直方向上，分辨率将保持不变。倾斜的屏障或微透镜的使用可以减小水平与垂直方向上分辨率之间的该差别。在这种情况下，分辨率损失可以在水平和垂直方向之间均匀分布。

因而，增加视图的数量改善了3D印象，但降低了如由观看者感知的图像分辨率。各个视图中的每一个在所谓的视锥中，并且这些视锥跨视场重复。

观看体验受下述事实的阻碍：观看者在选择他们的地点（从其观看3D监视器或电视机）时不完全自由：在视锥之间的边界处3D效应缺失且出现讨厌的鬼像。因此，存在具有尽可能宽的视锥的期望，例如使得观看者可以保持在单个中心视锥内并且仍然能够移动位置。然而，设计光学系统以提供宽视锥是以不同视图的图像之间增加的串扰或由于附加视图的生成引起的空间分辨率的大量损失为代价的。而且，这样的光学系统可能需要厚的光学堆叠。

EP0786912公开了一种自动立体显示器，其中提供了横向重叠观看窗口以实现观察者跟踪。

发明内容

本发明由权利要求限定。