專利名稱：多視圖自動立體顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及這種類型的自動立體顯示裝置，所述類型的自動立體顯示裝置包括具有用于產(chǎn)生顯示的顯示像素陣列的顯示面板和用于將不同視圖引導(dǎo)到不同空間位置的成像布置。
背景技術(shù)：
用于這種顯示類型中的成像布置的第一個例子是具有例如在尺寸和位置上與顯示器下面的像素相關(guān)聯(lián)的狹縫的障柵。如果觀看者的頭部處在某一固定位置，則他/她能夠覺察到3D圖像。障柵設(shè)置在顯示面板的前方，并設(shè)計成使從奇數(shù)和偶數(shù)像素列發(fā)出的光被引導(dǎo)朝向觀看者的左眼和右眼。這類雙視圖顯示設(shè)計的缺陷在于，觀看者必須處在固定的位置，而且只能向左或向右移動3cm左右。在更優(yōu)選的實施例中，在每個狹縫下方不只有兩個子像素列，而是有多個子像素列。這樣，觀看者能被允許向左和向右移動，同時能自始至終在其眼睛中覺察到立體圖像。這種障柵布置很容易制造，但是光利用率低。因此，一種優(yōu)選的替代選擇是采用透鏡布置來作為成像布置。舉例來說，可以提供一種彼此平行延伸且疊置在顯示像素陣列之上的細(xì)長微透鏡(lenticular)的元件陣列，通過這些微透鏡的元件觀看顯示像素。這些微透鏡的元件被設(shè)置為元件片，其每個元件都包括細(xì)長的半圓柱形透鏡元件。這些微透鏡元件(“微透鏡”)沿顯示面板的列方向延伸，每個微透鏡元件疊置在兩個或更多相鄰顯示像素列的相應(yīng)組之上。在例如每個微透鏡與兩個顯示像素列相關(guān)聯(lián)的布置中，每一列中的顯示像素提供相應(yīng)二維子圖像的垂直片段(slice)。微透鏡片將這兩個片段和來自與其它微透鏡關(guān)聯(lián)的顯示像素列的對應(yīng)片段，引導(dǎo)至處于該元件片前的用戶的左眼和右眼，這樣，用戶就觀察到單個立體圖像。因而，微透鏡元件片提供光輸出引導(dǎo)功能。在其它的布置中，每個微透鏡與行方向上四個或更多相鄰顯示像素的組相關(guān)聯(lián)。 適當(dāng)?shù)卦O(shè)置每一組中對應(yīng)的顯示像素列，來提供來自相應(yīng)的二維子圖像的垂直片段。當(dāng)用戶的頭部從左向右移動時，就可以覺察到一系列連續(xù)、不同的立體視圖，從而產(chǎn)生例如環(huán)顧四周的效果。上面描述的裝置提供了一種有效的三維顯示。然而，可以看到的是，為了提供立體視圖，需要犧牲裝置的水平分辨率。對于諸如用于近距離觀看的小文本字符顯示的某些應(yīng)用來說，這種對分辨率的犧牲是不能接受的。由于這個原因，人們已經(jīng)提議提供一種可在二維模式和三維(立體)模式之間切換的顯示裝置。實現(xiàn)其的一種方式是提供電可切換的微透鏡陣列。在二維模式中，該可切換裝置的微透鏡元件在“通過”模式下工作，即，它們以作為光學(xué)透明材料的平片相同的方式起作用。由此得的的顯示具有高分辨率，等同于顯示面板的原始分辨率，從而適合于小文本字符從近觀看距離的顯示。當(dāng)然，該二維顯示模式不能提供立體圖像。
在三維模式中，該可切換裝置的微透鏡元件提供如上所述的光輸出引導(dǎo)功能。由此得到的顯示能夠提供立體圖像，但是具有上面提到的不可避免的分辨率損失。對于3D工作模式，一方面，為實現(xiàn)優(yōu)良的3D效果需要每個角度有大量的視圖，另一方面，為實現(xiàn)每個視圖中足夠高的分辨率(即像素數(shù)目)又需要少量的視圖，從而這樣的事實導(dǎo)致一種顯著的左右為難情況。透視視圖數(shù)目少會產(chǎn)生小景深感覺的淺3D圖像。每個角度的視圖數(shù)目越多，3D感覺將更像真正的3D圖像例如全息圖像的感覺。將所有的視圖集中在很小的角度范圍內(nèi)會獲得好的3D效果，但會使得視角受限。采用大量視圖的主要缺陷是每個視圖的圖像分辨率會顯著降低?？捎孟袼氐娜繑?shù)目不得不分布在各視圖中。在具有垂直微透鏡透鏡的η-視圖3D顯示的情況下，每個視圖沿水平方向所被感覺到的分辨率相對于2D情況將降低η倍。在垂直方向上，分辨率將保持不變。使用傾斜的障柵或微透鏡元件可以減少水平方向分辨率與垂直方向分辨率間的這種差別。在這種情況下，分辨率損失可以在水平方向和垂直方向之間分布地更加均勻。從而，增加視圖的數(shù)目可以改善3D效果，但卻如同觀看者所感覺那樣，降低了圖像的分辨率。因此，希望在這種布置下提高每個視圖的分辨率。WO 2007/072330公開了一種實現(xiàn)微透鏡陣列和顯示面板之間有效側(cè)向偏移的方法，該側(cè)向偏移相應(yīng)于像素間距的非整數(shù)倍。這種方法使有效分辨率能以時間順序的方式加以提高。隨著IOOHz的幀頻現(xiàn)在變得普遍，且甚至研究了更高的頻率，時間順序?qū)ぶ返氖褂米兊酶攥F(xiàn)實可能性。WO 2007/072330提出用電可控障柵布置，或可切換的漸變折射率 LC透鏡來實現(xiàn)相對偏移。另一種可能是利用設(shè)置作為LC填充元件的可切換棱鏡。利用所述棱鏡實現(xiàn)的光重定向則可以通過切換LC材料的狀態(tài)來進(jìn)行切換。這些布置會導(dǎo)致復(fù)雜的成像布置(即障柵布置或透鏡布置)，且在獲得這種成像布置所希望的切換速度方面出現(xiàn)了困難。因此，需要用一種不會對顯示硬件增加過多復(fù)雜性的設(shè)備來補(bǔ)償在多視圖自動立體顯示器中出現(xiàn)的分辨率損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種至少部分減輕前述問題之一的自動立體顯示器。該目的通過獨立權(quán)利要求中限定的顯示器得以實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求限定有利的實施例。依據(jù)本發(fā)明的顯示器能夠控制顯示器輸出的偏振，該偏振被用來實現(xiàn)對至少兩個 3D模式的選擇，即第一 3D模式和第二 3D模式。這些模式可為不同的模式。所述多個模式可被用來通過例如在像素間的位置處增加視圖來提高分辨率，或以時間順序的方式增加視圖的數(shù)目。這能使因生成多視圖3D圖像而導(dǎo)致的性能損失得以降低。替代地，還可以取而代之提供附加的輸出功能，這些功能不止針對提高分辨率，也對顯示裝置提供附加的功能性。在顯示輸出處可設(shè)置偏振旋轉(zhuǎn)裝置，以控制入射到成像布置上的光的偏振。在一種布置中，對于入射到成像布置上的光的第一偏振,第一偏振敏感微透鏡陣列工作在通過模式，第二偏振敏感微透鏡陣列工作在透鏡模式，而對于入射到成像布置上的光的第二偏振，第一偏振敏感微透鏡陣列工作在透鏡模式，第二偏振敏感微透鏡陣列工作在通過模式。由此，這兩個3D模式中的每個都由微透鏡陣列中相應(yīng)的一個產(chǎn)生。在一個示例中，第一和第二偏振敏感微透鏡陣列具有不同的透鏡間距。例如，一個 3D模式可用于第一數(shù)目的視圖，而另一 3D模式可用于不同數(shù)目的視圖。這為系統(tǒng)提供了附加的靈活性。例如，顯示器可以處理9幅視圖或15幅視圖的圖像。在另一示例中，每個偏振敏感微透鏡陣列在其各自的3D模式和2D模式之間可電切換。這樣，既提供了 2D模式又提供了兩個3D模式。在另一示例中，第一和第二偏振敏感微透鏡陣列具有相同的透鏡間距，其中一個微透鏡陣列的有效透鏡位置相對于另一個側(cè)向偏移一定的量，該偏移量是像素元件之間間距的非整數(shù)倍。這在像素間的位置提供附加的視圖，從而提高輸出處的分辨率。通過生成附加的視圖，圖像均勻性可得到提高，且能減少條帶。該偏移量可包括各個像素元件之間間距的一半。然而，該偏移可替代地包括透鏡元件之間間距的一半。如果每個透鏡元件的寬度覆蓋了奇數(shù)個像素，那么這將再次帶來包括半個像素的偏移，從而能夠形成中間圖像，這就提高了分辨率。第一和第二偏振敏感微透鏡陣列的每個可包括細(xì)長的微透鏡透鏡，該微透鏡透鏡具有偏離顯示面板的列方向的細(xì)長軸。這是一種在行和列方向間分布分辨率損失的已知方法。在一種布置中，一個微透鏡陣列的細(xì)長軸偏離不同于另一個微透鏡陣列的細(xì)長軸偏離。這樣用兩個微透鏡陣列能夠獲得不同的觀看效果，這例如依據(jù)圖像內(nèi)容。一個微透鏡陣列的細(xì)長軸可以與列方向偏離小于40度，另一個微透鏡陣列的細(xì)長軸可以與行方向偏離小于40度。這使得顯示器能夠在人物和風(fēng)景模式之間可旋轉(zhuǎn)，每個模式采用這些3D模式的其中一個。在每個模式中，微透鏡更接近于垂直方向而不是水平方向。例如，當(dāng)顯示器為風(fēng)景模式(例如，tana = 1/3)取向時，風(fēng)景模式可以與相對于垂直方向小于20度的角度聯(lián)系起來；當(dāng)顯示器為人物模式(例如，tana = 2/3)取向時，人物模式可以與相對于垂直方向更大的傾斜角度聯(lián)系起來。在這種布置中，人物模式下的傾斜更大一些，從而分辨率的損失更多地轉(zhuǎn)移到列中(在人物取向下，分辨率的損失更多一些)。傾斜角度的其它組合也是基本上可能的，一個傾斜角度為人物模式而被優(yōu)化，而另一個為風(fēng)景模式而被優(yōu)化。顯示面板可以包括單獨可尋址發(fā)射、透射、折射或衍射顯示像素的陣列，例如IXD 顯示器。本發(fā)明還提供了一種控制多視圖自動立體顯示裝置的方法，該多視圖自動立體顯示裝置包括顯示面板和用于將顯示面板的輸出引導(dǎo)到不同空間位置、以使立體圖像能被觀看到的成像布置，該方法包括顯示第一圖像，控制該第一圖像使其具有第一偏振，將該第一圖像提供給成像布置，該成像布置包括用于將不同像素元件的輸出引導(dǎo)到不同的空間位置、以使從不同位置能觀看到多個立體圖像的第一和第二偏振敏感微透鏡陣列，由此提供第一 3D模式；顯示第二圖像，控制該第二圖像使其具有第二偏振，并將該第二圖像提供給成像布置，由此提供第二 3D模式。


下面僅通過示例的方式參照相應(yīng)的附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行描述，其中
圖I為已知的自動立體顯示裝置的示意性透視圖2和3用來說明圖I所示的顯示裝置的透鏡陣列的工作原理；
圖4示出微透鏡陣列如何對不同的空間位置提供不同的視圖5示出本發(fā)明用于多視圖自動立體顯示的成像布置的第一示例；
圖6示出本發(fā)明的成像布置的第二示例；
圖7用來說明傾斜聚焦布置的優(yōu)點；
圖8示出本發(fā)明的成像布置的第三示例；
圖9示出本發(fā)明的成像布置的第四示例；
圖10示出本發(fā)明的自動立體顯示裝置。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種可切換的自動立體顯示裝置，其中成像布置將來自不同像素的輸出引導(dǎo)到不同的空間位置，從而使立體圖像能被看到。為了用時分多路復(fù)用的方法使得分辨率或圖像的數(shù)目能夠增加，或使得能夠提供附加的輸出功能，該顯示器可基于提供到成像布置的光的偏振在兩個3D模式之間進(jìn)行控制。圖I是已知的直接視圖自動立體顯示裝置I的示意性透視圖。該已知裝置I包括有源矩陣型的液晶顯示面板3，其作為空間光調(diào)制器來生成顯示。顯示面板3具有以行和列布置的顯示像素5的正交陣列。為清楚起見，在圖中只示出少量的顯示像素5。實際上，顯示面板3可包括大約一千行和數(shù)千列的顯示像素5。液晶顯示面板3的結(jié)構(gòu)完全是常規(guī)的。具體地，面板3包括一對間隔的透明玻璃基板，其間提供有配向扭曲向列或其它液晶材料?；逶谄湎鄬Φ谋砻嫔铣休d有透明氧化銦錫(ITO)電極圖案?；逋獗砻嫔线€設(shè)有偏振層。每個顯示像素5包括位于基板上相對的電極，插入的液晶材料在相對的電極之間。顯示像素5的形狀和布局取決于電極的形狀和布局。顯示像素5彼此間以間隙規(guī)則地隔開。每個顯示像素5與開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)，所述開關(guān)元件比如是薄膜晶體管(TFT)或薄膜二極管(TFD)。通過施加尋址信號到開關(guān)元件上來操作顯示像素以產(chǎn)生顯示，適合的尋址方案對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的。顯示面板3由光源7進(jìn)行照明，在這種情況下，光源7包括在顯示像素陣列的區(qū)域上延伸的平面背光。從光源7發(fā)出的光被引導(dǎo)穿過顯示面板3，通過驅(qū)動各個顯示像素5來調(diào)制光并產(chǎn)生顯示。顯示裝置I還包括布置在顯示面板3的顯示側(cè)上的、實現(xiàn)視圖形成功能的微透鏡片9。該微透鏡片9包括相互平行延伸的微透鏡元件行11，為了清楚起見，僅以夸大的尺寸不出其中一個。微透鏡元件11采用凸?fàn)钪嫱哥R的形式，微透鏡元件11用作光輸出弓I導(dǎo)裝置，將來自顯示面板3的不同圖像或視圖提供給處于顯示裝置I前面的用戶的眼睛。圖I所示的自動立體顯示裝置I能夠在不同方向上提供數(shù)個不同的透視視圖。具體地，每個微透鏡元件11疊置在每行中的一小組的顯示像素5上。微透鏡元件11沿不同方向投射一組內(nèi)的每一個顯示像素5，從而形成數(shù)個不同的視圖。當(dāng)用戶的頭從左向右移動時，他/她的眼睛將依次接收到該數(shù)個視圖中不同的視圖。如上所述，已經(jīng)提出提供電可切換透鏡元件。其使得顯示器能夠在2D和3D模式之間進(jìn)行切換。圖2和圖3示意性的示出可用在如圖I所示裝置中的電可切換微透鏡元件35的陣列。該陣列包括一對透明玻璃基板39、41，在其相對的表面上設(shè)有由氧化銦錫(ITO)所形成的透明電極43、45。采用復(fù)制技術(shù)形成的反透鏡結(jié)構(gòu)47設(shè)置在基板39、41之間，鄰近基板中上面的一個基板39。液晶材料49也設(shè)置在基板39、41之間,鄰近基板中下面的一個基板41。如圖2和3中的截面圖所示，反透鏡結(jié)構(gòu)47促使液晶材料49在反透鏡結(jié)構(gòu)47與下基板41之間呈現(xiàn)平行、細(xì)長的微透鏡形狀。反透鏡結(jié)構(gòu)47和下基板41與液晶材料相接觸的表面還設(shè)有用于對液晶材料取向的取向?qū)?未示出)。圖2示出在沒有電勢施加在電極43、45上時的陣列。在該狀態(tài)下，液晶材料49對特定偏振光的折射率實質(zhì)上高于反透鏡陣列47的折射率，因而該微透鏡形狀就提供光輸出引導(dǎo)功能，即透鏡作用，如圖所示。圖3示出在向電極43、45施加大約50到100伏交流電勢時的陣列。在該狀態(tài)下， 液晶材料49對于特定偏振光的折射率實質(zhì)上與反透鏡陣列47的折射率相同，從而該微透鏡形狀的光輸出引導(dǎo)功能就被取消，如圖所示。因而，在該狀態(tài)下，該陣列有效地用作“通過”模式。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，光偏振裝置必須與上述陣列結(jié)合使用，這是由于液晶材料是雙折射的，折射率的切換僅適用于特定偏振光。光偏振裝置可以作為所述裝置的顯示面板或成像布置的一部分來提供。適合用在圖I所示的顯示裝置中的可切換微透鏡元件陣列的結(jié)構(gòu)和工作的更多細(xì)節(jié)可在美國專利號6，069, 650中找到。圖4示出了如上所述的微透鏡型成像布置的工作原理，并示出了背光50、顯示裝置54(如IXD)和微透鏡陣列58。圖4示出微透鏡布置58如何將不同的像素輸出引導(dǎo)到不同的空間位置。圖5示出本發(fā)明用于多視圖自動立體顯示的成像布置的第一示例。該成像布置包括第一偏振敏感微透鏡陣列50和第二偏振敏感微透鏡陣列52。這些微透鏡陣列由具有選擇為期望方向的光軸的雙折射材料形成。入射到成像布置的光可控制為具有兩種可能偏振中的一種。光線54表不來自顯不器的像素并在顯不器的行方向上偏振的光。第一微透鏡布置50具有沿相同行方向的光軸，從而對進(jìn)入的光來說非尋常折射率占據(jù)了折射率的主導(dǎo) (LC材料的分子配向軸通常與非尋常折射率的軸共線)。微透鏡陣列之間的材料56具有各向同性折射率，其對應(yīng)于微透鏡陣列的尋常折射率。從而，在材料54和第一陣列的透鏡之間的折射率邊界實現(xiàn)透鏡功能。
第二微透鏡布置52具有沿列方向的光軸，從而對進(jìn)入的光來說尋常折射率占據(jù)了折射率的主導(dǎo)。從而，第二微透鏡陣列52實現(xiàn)通過模式。光線58表不來自顯不器的像素并在顯不器的列方向上偏振的光。對于第一微透鏡布置50，對進(jìn)入的光來說尋常折射率占據(jù)了折射率的主導(dǎo)，從而在透鏡表面處不具備透鏡功能。因為對進(jìn)入的光來說非尋常折射率占據(jù)了折射率的主導(dǎo)，所以在材料54和第二陣列52的透鏡之間的折射率邊界實現(xiàn)透鏡功能。兩個微透鏡陣列材料的光軸都位于圖像/顯示面板的平面內(nèi)，但相隔90度。從而顯示輸出所需要的兩個不同的偏振關(guān)于顯示器的法線彼此相對旋轉(zhuǎn)90度。本發(fā)明利用顯示器輸出的偏振來實現(xiàn)對兩個3D模式的選擇。這些3D模式可以不需要微透鏡陣列的任何切換功能而實現(xiàn)。其可實現(xiàn)為其光軸被配向?qū)优湎虻碾p折射部件。這兩個3D模式可被用來以時間順序的方式提高分辨率(例如在像素之間的位置上添加視圖)或增加視圖數(shù)目。這能使因生成多視圖3D圖像而引起的性能損失得以降低。 然而，可以取而代之提供附加的輸出功能，這些功能的目的不在于改善分辨率，而在于提供附加的功能性。圖5的第一不例不出兩個微透鏡陣列之間小的相對偏移。第一和第二偏振敏感微透鏡陣列50、52具有相同的透鏡間距，但是其中一個微透鏡陣列的有效透鏡位置相對于另一個側(cè)向偏移一個為像素元件之間間距的非整數(shù)倍的量。這在像素間的位置上提供了附加的視圖，從而提高了輸出處的分辨率。該偏移量可以包括像素元件之間間距的一半，這與當(dāng)透鏡覆蓋許多像素(例如9個)時的透鏡寬度相比是一個相對小的偏移。然而，該偏移可以包括圖6所示的透鏡元件之間間距的一半。如果透鏡元件覆蓋奇數(shù)的像素，這將再次帶來包括半個像素部件的像素偏移，從而能夠形成中間的視圖位置。如上所述，這些微透鏡陣列可相對于垂直方向傾斜。圖7用示例的方式示出了 9視圖顯示器的子像素布局，其采用了傾斜的微透鏡透鏡76。各列以紅、綠、藍(lán)子像素列的順序布置，分別用數(shù)字70、72、74表示，同時示出了三個上覆的微透鏡透鏡76。每個透鏡具有4. 5個子像素的寬度。示出的數(shù)字指的是子像素所貢獻(xiàn)的視圖的序號，視圖從-4到+4編號，其中視圖O沿著透鏡的軸。當(dāng)子像素的高寬比在本示例中為I : 3 (每個像素包括三個子像素的行)時，最佳的傾斜角度為tan(0) =1/6。 這樣，每幅視圖所感知的分辨率損失(同2D情形相比)在水平和垂直方向都是三倍，而不是當(dāng)傾斜角度為O時的在水平方向的九倍。因黑矩陣而引起的暗帶的產(chǎn)生也會得到極大的抑制。在某個視圖中某種顏色的各個子像素的位置分開得相當(dāng)遠(yuǎn)。這同規(guī)則的2D顯示器的分辨率相比，感覺到是分辨率損失。作為一個示例，在圖7中，對視圖O作貢獻(xiàn)的綠色子像素的位置用陰影線的矩形表示。對于LCD，通過以時間順序的方式在不同位置的微透鏡間進(jìn)行選擇，陰影線的子像素之間的空閑空間可以被填滿。在本發(fā)明的裝置中，第一和第二偏振敏感微透鏡陣列每個可包括細(xì)長的微透鏡透鏡，其具有偏離顯示面板的列方向的細(xì)長軸。在一種布置中，一個微透鏡陣列所偏離的細(xì)長軸不同于另一個微透鏡陣列的細(xì)長軸。這能夠使得通過兩個微透鏡陣列來獲得不同的觀看效果，這例如取決于圖像內(nèi)容。因而，對于不同類型的圖像，行與列方向之間的分辨率損失的預(yù)期共享(desired sharing)可以不同。在圖8所示的示例中，一個微透鏡陣列50的細(xì)長軸(虛線表示)可以與列方向偏離小于40度，另一個微透鏡陣列52的細(xì)長軸可以與行方向偏離小于40度。這能使得顯示可在人物模式和風(fēng)景模式之間進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，其中一個3D模式可被用于每個模式。對不同的取向所選擇的角度可以被優(yōu)化，而且這些角度可以不是相同的角度。例如，人物模式可具有 tana =2/3的角度(其中a是相對于垂直方向的角度，該垂直方向可以是行或列，取決于它如何定義)。風(fēng)景模式可具有tana = 1/3或1/6的角度(其中a是相對于垂直方向的角度，該垂直方向再次可以是行或列，取決于它如何定義)。因此，透鏡在人物模式比風(fēng)景模式傾斜更多。在圖9的示例中，第一和第二偏振敏感微透鏡陣列50、52具有不同的透鏡間距 (透鏡的中心軸再次用虛線表示)。例如，一個3D模式可以用于第一數(shù)目的視圖，而另一個 3D模式可以用于不同數(shù)目的視圖。這為系統(tǒng)提供了附加的靈活性。例如，顯示器可處理9 幅視圖或15幅視圖的圖像。如上面所述，微透鏡陣列不必是為實現(xiàn)3D模式間的切換而是可切換的。但是，一個或所有兩個偏振敏感微透鏡陣列可以在它們各自的3D模式與2D模式之間是可電切換的。這提供了 2D模式以及兩個3D模式。這可以用將LC材料用作微透鏡陣列的雙折射材料這種公知方式來實現(xiàn)，如參照圖2和3所描述的。只有一個微透鏡陣列需要是可電切換的， 從而其光軸可以被切換成與另一個相同，因而使得其中一種偏振的光在兩個微透鏡陣列和中間層56中“經(jīng)歷”相同的折射率。本發(fā)明需要對顯示的圖像進(jìn)行控制，以具有期望的偏振。如圖10所示，這可以用設(shè)在顯示面板5和成像布置9處的偏振旋轉(zhuǎn)裝置60來實現(xiàn)。該偏振旋轉(zhuǎn)裝置60由控制器62控制并與顯示面板輸出的控制同步。例如，順序圖像以IOOHz在各3D模式間交替地進(jìn)行顯示，以提高分辨率，或者當(dāng)顯示器處在給定模式 (例如，風(fēng)景或人物，或用于特定數(shù)目視圖的模式)下時，可以永久地選擇一個3D模式。該偏振旋轉(zhuǎn)裝置用來關(guān)于顯示器的法線旋轉(zhuǎn)(線)偏振，并旋轉(zhuǎn)90度。例如，這可以用扭曲向列單元實現(xiàn)。上面的這些示例示出兩個微透鏡陣列可以相對于顯示像素具有不同的傾斜角、間距、傾斜取向或位置。透鏡形狀還可以不同，以提供不同的觀看效果。每個微透鏡的透鏡元件覆蓋著許多的像素，以提供多視圖系統(tǒng)。優(yōu)選的，每個透鏡的寬度至少等于顯示器的4個像素(或子像素)。對于多視圖顯示器而言，能得以降低的分辨率損失特別重要。所述多視圖顯示器優(yōu)選提供至少3幅自動立體視圖(為此，需要至少 4幅不同的單獨視圖)。在顯示器輸出處的相鄰觀看錐中，這些通常都會重復(fù)。更優(yōu)選地， 所述多視圖顯示器可以提供4幅或更多幅自動立體視圖。上面描述的示例利用了具有例如在50 μ m到1000 μ m范圍內(nèi)的顯示像素間距的液晶顯示面板。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明了，也可以利用具有控制輸出偏振的偏振器的替代類型的顯示面板，如有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)或陰極射線管(CRT)顯示裝置。用于制造所述顯示裝置的制造方法和材料沒有詳細(xì)描述，這些對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都是常規(guī)和熟知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員在實施所要求保護(hù)的發(fā)明時，從對附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求的研究能夠理解和實現(xiàn)對所公開的實施例的其他變形。在權(quán)利要求中，詞語“包括”并不排除其它的元件或步驟，不定冠詞“一”或“一個”也不排除多個。單個處理器或其它單元可以實現(xiàn)多個方法步驟。在相互不同的從屬權(quán)利要求中記述某些措施這樣純粹的事實也不表明這些措施的組合不能有利地加以利用。用于實現(xiàn)所述方法的計算機(jī)程序可以存儲/分布在合適的介質(zhì)上，如與其它硬件一同提供或作為其他硬件一部分的光存儲介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但是也可以以其它形式分布，如通過因特網(wǎng)或者其它有線或無線電信系統(tǒng)。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)解釋為對其范圍的限定。
權(quán)利要求
1.一種用于提供至少第一和第二 3D模式的多視圖自動立體顯示裝置，該自動立體顯示裝置包括顯示面板(3)，具有用于產(chǎn)生顯示的顯示像素元件(5)的陣列，所述顯示像素元件以行和列布置；以及成像布置(9)，其將不同像素元件的輸出引導(dǎo)到不同的空間位置，使得從不同位置能觀看到多個立體圖像，其中，該成像布置包括第一偏振敏感微透鏡陣列(50)和第二偏振敏感微透鏡陣列(52)，其中入射到該成像布置上的光是可控制的以具有兩種可能偏振中的一種，并且其中所述兩種可能偏振中相應(yīng)的每個均給出至少第一和第二 3D模式中的一個。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，進(jìn)一步包括用于控制入射到成像布置(9)上的光的偏振的偏振旋轉(zhuǎn)裝置(60)。
3.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中，對于入射到成像布置(9)上的光的第一偏振，第一偏振敏感微透鏡陣列(50)工作在通過模式，第二偏振敏感微透鏡陣列(52)工作在透鏡模式，而對于入射到成像布置(9)上的光的第二偏振，第一偏振敏感微透鏡陣列(50)工作在透鏡模式，第二偏振敏感微透鏡陣列(52)工作在通過模式。
4.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中，第一和第二偏振敏感微透鏡陣列(50，52)具有不同的透鏡間距。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中，一個3D模式用于第一數(shù)目的視圖，另一個3D模式用于不同數(shù)目的視圖。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，視圖的第一數(shù)目是9，視圖的第二數(shù)目是15。
7.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中，每個偏振敏感微透鏡陣列(50，52)在其各自的3D 模式和2D模式之間為可電切換的。
8.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中，第一和第二偏振敏感微透鏡陣列(50，52)具有相同的透鏡間距，而且其中一個微透鏡陣列的有效透鏡位置相對于另一個側(cè)向偏移一定量，該偏移量是像素元件之間間距的非整數(shù)倍。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中，該偏移量包括像素元件之間間距的一半。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中，該偏移量包括透鏡元件之間間距的一半。
11.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中，第一和第二偏振敏感微透鏡陣列(50，52)中的每個都包括細(xì)長的微透鏡透鏡，該微透鏡透鏡具有偏離顯示面板的列方向的細(xì)長軸。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中，一個微透鏡陣列的細(xì)長軸偏離不同于另一個微透鏡陣列的細(xì)長軸偏離。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中，一個微透鏡陣列(50)的細(xì)長軸與列方向偏離小于40度，另一個微透鏡陣列(52)的細(xì)長軸與行方向偏離小于40度。
14.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中，顯示面板(3)包括單獨可尋址發(fā)射、透射、折射或衍射顯示像素的陣列。
15.一種控制用于提供至少第一和第二 3D模式的多視圖自動立體顯示裝置的方法，該自動立體顯示裝置包括顯示面板(3)和用于將顯示面板的輸出引導(dǎo)到不同的空間位置以使立體圖像能被觀看到的成像布置(9)，該方法包括顯示第一圖像使得其具有第一偏振，并將該第一圖像提供給成像布置(9)，所述成像布置包括用于將不同像素元件的輸出引導(dǎo)到不同的空間位置、以使得從不同位置能觀看到多個立體圖像的第一和第二偏振敏感微透鏡陣列(50，52)，由此提供第一 3D模式；顯示第二圖像使得其具有第二偏振，并將該第二圖像提供給成像布置(9)，由此提供第二 3D模式。
全文摘要
一種多視圖自動立體顯示裝置，包括顯示面板(3)，該顯示面板(3)具有用于產(chǎn)生顯示的顯示像素元件(5)的陣列，所述顯示像素元件以行和列布置。成像布置(9)將不同像素元件的輸出引導(dǎo)到不同的空間位置，使得立體圖像能被觀看到。該成像布置包括第一和第二偏振敏感微透鏡陣列(50，52)，其中入射到成像布置上的光是可控制的以具有兩種可能偏振中的一種，且其中所述兩種可能偏振中的每個給出不同的3D模式。這些多種模式可被用來提高分辨率，或增加視圖的數(shù)目，或向顯示裝置提供附加的功能性。
文檔編號H04N13/00GK102598671SQ201080028877
公開日2012年7月18日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者F·皮爾曼, M·P·C·M·克里恩, S·T·德茲沃特 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司