[發明專利]自由立體顯示器設備以及利用這種顯示器設備的系統

有效

• 申請號: 200780047217.6
• 申請日: 2007-12-12
• 公開（公告）號: CN101568873A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: M·P·C·M·克里恩;P·P·E·穆威森;H·朱伊德馬;W·L·伊澤曼;S·T·德茲沃特;O·H·威廉森
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G02B27/22
• 分類號: G02B27/22;G02B27/26;G03B35/22;H04N13/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 李靜嵐;劉 紅

技術領域

本發明涉及一種顯示圖像的設備和系統，更具體來說，本發明涉 及一種用于顯示多個視圖的自由立體顯示器和顯示器系統。

背景技術

在圖1中示出了一種已知的自由立體顯示器設備。該已知設備1 包括一個二維液晶顯示面板2，其具有由充當空間光調制器以產生顯 示的顯示器像素3構成的行和列的陣列。為了清楚起見，在該圖中僅 僅示出了少數顯示器像素3。在實踐中，所述顯示面板2可以包括大 約一千行和幾千列顯示器像素3。

所述液晶顯示面板2的結構完全是傳統式的。在實踐中，所述面 板2包括一對間隔開的透明玻璃基板，在其間提供對準的扭轉向列或 其他液晶材料。

每一個顯示器像素3與一個開關元件相關聯，所述開關元件比如 是薄膜晶體管(TFT)或薄膜二極管(TFD)。通過為所述開關元件提 供尋址信號來操作所述顯示器像素產生顯示，適當的尋址方案對于本 領域技術人員來說是已知的。

所述顯示面板2由光源5照明，該光源在本例中是在所述顯示器 像素陣列的面積上延伸的平面背光。來自所述光源5的光被引導穿過 所述顯示面板2，其中各單獨的顯示器像素3被驅動來調制所述光并 且產生顯示。

所述顯示器設備1還包括設置在所述顯示面板2的顯示側上的透 鏡片7，其用來執行視圖形成功能。所述透鏡片7包括由彼此平行延 伸的透鏡元件9構成的陣列，為了清楚起見在圖中僅用夸大的尺度示 出了其中之一。

因此，彼此平行延伸的細長透鏡元件9的陣列覆蓋所述顯示器像 素陣列，并且通過這些透鏡元件9觀看所述顯示器像素3。

所述透鏡元件9充當光輸出引導裝置，以便把來自所述顯示面板 2的不同圖像或視圖提供到位于所述顯示器設備1前方的用戶的眼 睛。上面描述的設備提供了一種有效的三維顯示器設備。

在其中例如每一個透鏡元件9與兩列顯示器像素3相關聯的一種 設置中，每一列中的各顯示器像素3提供對應的二維子圖像的垂直切 片。所述透鏡片7把這兩個切片以及來自與其他各透鏡元件9相關聯 的各顯示器像素列的相應切片導向位于該透鏡片前方的用戶的左眼 和右眼，從而使得該用戶觀看到單一立體圖像。

但是對于液晶顯示面板的使用通常限于特定尺寸以下的顯示器 設備，并且對于大屏幕尺寸來說并不是成本有效的。因此，對于諸如 家庭影院或者公共顯示之類的要求大屏幕尺寸的應用來說，仍然需要 提供一種成本有效的3維(3D)顯示解決方案。

對于要求大屏幕尺寸的顯示器應用來說，已經知道使用基于投影 的顯示器系統，其中利用(位于面板/屏幕前方或后方的)投影儀把 圖像投影到較大的平坦面板或屏幕上。

已經知道采用兩個投影儀從一個立體圖像對產生基于3D或立體 投影的顯示。在這種系統中，所述兩個投影儀分別利用具有與另一個 投影儀正交的偏振態的光來投影圖像。投影屏幕被設置成保留所投影 的光的偏振態，并且借助于為一只眼選擇一個偏振態同時為另一只眼 選擇另一個偏振態的偏振眼鏡感知所述兩個重疊的圖像，從而使得用 戶觀看到單一立體圖像。

雖然這種方法提供了良好的3D深度感知，但是該方法依賴于用 戶佩戴特殊的眼鏡，這是不合期望的。

其他已知的基于3D投影的顯示器系統需要使用許多投影儀，其 中每一個投影儀負責多視圖3D圖像的一個視圖。除了非常昂貴之外， 這些系統還有不夠可靠的缺點，這是因為每一個投影儀中的光源(通 常是超高性能燈)的使用壽命有限，預測其報廢時間實際上是不可能 的。

發明內容

因此期望產生一種適用于大屏幕尺寸并且受上面提到的缺點影 響較小的3D顯示器系統。

根據本發明，提供一種自由立體顯示器設備，其包括：

用于反射入射光的至少一部分的反射層；

設置在所述反射層之上的偏振轉換層；以及

設置在所述偏振轉換層的至少一部分之上并且包括雙折射材料 的透鏡元件陣列，

其中，具有第一偏振態的光被設置成在不發生透鏡元件聚焦的情 況下穿過所述透鏡元件陣列，并且所述偏振態被所述偏振轉換層變換 成使得反射光具有第二偏振態，所述第二偏振態被設置成在發生透鏡 元件聚焦的情況下穿過所述透鏡元件陣列以便提供多個視圖。

本領域技術人員將認識到，在某些情況下可以容忍對具有所述第 一偏振態的光的一定透鏡元件聚焦。