[发明专利]多视图显示设备和方法

说明书

一种多视图显示设备(1)能在单视图模式与多视图模式之间切换。所述显示设备包括显示面板(3)和柱状透镜布置(9)，所述显示面板具有被配置为产生显示输出的子像素(5)的行和列，所述柱状透镜被布置在所述显示面板的显示输出侧上方，并且包括柱状透镜元件(11)的阵列，所述柱状透镜元件包括邻近不能切换的光学透明层(21)的电光材料(23)。所述电光材料包括胆甾相液晶组分，所述胆甾相液晶组分具有寻常折射率和非寻常折射率。所述胆甾相液晶组分包括由间距限定的螺旋结构，所述间距被选择为使得所述间距和所述寻常折射率与所述非寻常折射率之间的差值的乘积等于或小于所述显示输出的可见光波长。能通过施加电刺激来控制所述胆甾相液晶组分的有效折射率，从而允许在所述单视图模式与所述多视图模式之间切换。

技术领域

本发明涉及以下类型的多视图显示设备，其包括：显示面板，其具有用于产生显示的显示像素的阵列；以及柱状透镜布置，其被布置在显示面板上方，通过该柱状透镜布置可以观看显示像素。

背景技术

多视图显示设备有两种基本类型。一种类型是用于在不同的空间位置处向不同的观看者同时呈现不同的图像。例如，一个观看者能够处于车辆的驾驶员座椅中，而另一观看者能够处于乘客的座椅中。能够向驾驶员显示与驾驶员有关的内容(例如，卫星导航内容)，并且能够向乘客显示娱乐内容。可能有两幅以上的视图，即，可能有针对多个观看者的视图。

另一种类型是自动立体显示器，其用于将针对不同眼睛的视图显示到不同的空间位置。例如对于在单个位置处的单个观看者来说，可能有两幅视图，但是也可能会有更多幅(例如，9幅或15幅)视图，以便多个观看者能够处于视场中和/或使观看者能够相对于显示器移动以体验环视效果。

在这些设备中，对不同视图的生成和空间分离背后的原理是相同的。本质上都是将不同的二维内容同时投影到不同的空间位置。区别仅仅在于，对于自动立体显示器，视图的角度分离量通常要小于多视图显示时的角度分离量(大约小2度)，在多视图显示中，观看者的两只眼睛接收到相同的图像。通常，由于观看者的眼睛通常处于相同的垂直高度处，但相对于显示器处于不同的水平位置处，因此不同的空间位置沿着水平线延伸。下面将参考自动立体显示设备来进行说明。

已知的自动立体显示设备包括二维液晶显示面板，该二维液晶显示面板具有用作空间光调制器以产生显示的显示像素的行和列的阵列。显示像素包括例如不同颜色的子像素。每个子像素是最小的可独立寻址的显示元素。因此，在单色显示器中，子像素的以上定义与术语像素相重合。因此，在下文中仅使用术语“子像素”，但是应当理解，在诸如黑白显示或众所周知的“绿屏”之类的有色显示的情况下，常用术语“像素”属于本专利申请中使用的术语“子像素”。在子像素阵列上放置了彼此平行延伸的细长的柱状元件的阵列，并且通过这些柱状元件能够观察到子像素。柱状元件被提供为元件片材，这些元件中的每个元件都包括细长的半圆柱形透镜元件。柱状元件在显示面板的列方向上延伸，其中，每个柱状元件覆盖两个或更多个相邻的子像素列的相应组。

在例如每个柱状元件与两列子像素相关联的布置中，每列中的子像素提供相应的二维子图像的垂直切片。柱状片材将这两个切片和对应的切片从与其他柱状元件相关联的子像素列导向到位于该片材前面的用户的左眼和右眼，使得用户观察到单幅立体图像。柱状元件的片材因此提供光输出导向功能。

在其他布置中，每个柱状元件与在行方向上的例如四个或更多个相邻的子像素的组相关联。每个组中的对应的子像素列被适当布置以从相应的二维子图像提供垂直切片。当用户的头部从左向右移动时，能感知到一系列连续的不同的立体视图，从而创建了例如环视印象。