[發明專利]立體顯示設備

無效

• 申請號: 201010128858.8
• 申請日: 2010-03-04
• 公開（公告）號: CN101833170A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 高橋賢一;坂本祥;奧貴司
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: G02B27/22
• 分類號: G02B27/22;G02F1/13
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李穎

技術領域

本發明涉及通過使用利用液晶透鏡的可變透鏡陣列元件，能夠以電氣方式在二維顯示和三維顯示之間切換的立體顯示設備。

背景技術

已知一種通過分別向觀察者的雙眼呈現具有視差的視差圖像來實現立體視覺的雙目立體顯示設備或者多目立體顯示設備。還有一種實現更自然的立體視覺的空間圖像立體顯示設備?？臻g圖像立體顯示設備把具有不同發射方向的多條光線發射到空間中，從而形成與多個視角對應的空間圖像。

作為實現這種立體顯示設備的一種方式，已知一種組合諸如液晶顯示器之類的二維顯示設備和用于三維顯示的光學設備的立體顯示設備。用于三維顯示應用的光學設備把從二維顯示設備發出的顯示圖像光偏轉到多個視角方向。如圖19中所示，其中平行布置多個柱面透鏡(柱鏡)303的柱面透鏡陣列302可被用于所述光學設備。柱面透鏡陣列302被布置成與包括二維顯示設備的顯示面板301的顯示屏相對。每個柱面透鏡303被布置成相對于顯示面板301的顯示屏垂直(或者說“沿垂直方向”)延伸，在左右方向(或者說“水平方向”)具有折射力。顯示面板301的顯示屏包括規則地二維排列的多個顯示像素。每個柱面透鏡303的背面布置有兩個以上的像素。通過利用透鏡的折射力使來自相應像素的光線沿不同的水平方向出射，以便滿足雙目視差，可能產生立體視覺。

圖19圖解說明雙目立體顯示的例子，其中顯示面板301的顯示屏中的兩個相鄰像素行301R和301L被分配給每個柱面透鏡303。作為一行像素的像素行301R顯示右視差圖像，而作為另一行像素的像素行301L顯示左視差圖像。由像素行301R和301L顯示的視差圖像分別由相應的柱面透鏡303分離和分給離散的左光路402和右光路403。從而，當觀察者400在預定位置從預定方向看立體設備時，左視差圖像和右視差圖像適當地到達觀察者400的左眼401L和右眼401R，從而觀察者400看到立體圖像。

類似地，在多目立體顯示的例子中，在對應于三個以上的視點的位置從多個方向獲得的多個視差圖像被平均地分配給柱面透鏡303的一個透鏡間距(更具體地說，水平方向的柱面透鏡303的每個透鏡間距)，以便分配給不同的光路，從而被立體地顯示。因而，柱面透鏡陣列302使三個以上的視差圖像從不同但連續的角度范圍出射，成像到觀察者400的左眼401L和右眼401R上。在本例中，按照觀察者400的視點的位置和方向的變化，觀察者400識別多個不同的視差圖像。當存在更多的與視點的變化對應的視差圖像的變化時，可獲得更真實的立體效果。

上述例子中的柱面透鏡陣列302可以是由具有固定形狀和固定透鏡效應的模制樹脂構成。不過，這種情況下，由于固定的透鏡效應的緣故，利用柱面透鏡陣列302的顯示設備只能夠用于三維顯示。另一方面，利用液晶透鏡的切換透鏡陣列元件可被用于柱面透鏡陣列302。利用液晶透鏡的切換透鏡陣列元件的使用使得能夠以電氣方式在有和沒有透鏡效應之間切換。從而，通過與二維顯示設備結合，顯示模式能夠在二維顯示模式和三維顯示模式這兩種顯示模式之間切換。更具體地說，在二維顯示模式下，使透鏡陣列具有不存在透鏡效應的狀態(即，不存在任何折射力的狀態)，以允許從二維顯示設備發出的顯示圖像光原樣通過透鏡陣列。在三維顯示模式下，使透鏡陣列具有產生透鏡效應的狀態，以把從二維顯示設備發出的顯示圖像光偏轉到多個視角方向，從而實現立體視覺。

圖20A-圖22分別圖解說明利用液晶透鏡的切換透鏡陣列元件的結構的例子。如圖20A和20B中所示，透鏡陣列元件具備第一基板101和第二基板102，以及介于第一基板101和第二基板102之間的液晶層103。第一基板101和第二基板102都可以由諸如玻璃之類的透鏡材料構成。第一基板101和第二基板102被布置成彼此相對，其間具有間隙距離“d”。

如圖21和22中所示，在面對第二基板102的一側，大體在整個第一基板101上均勻形成第一透明電極111，而在面對第一基板101的一側，在第二基板102上部分形成第二透明電極112。第一透明電極111和第二透明電極112都由諸如ITO(氧化銦錫)薄膜之類的透明導電薄膜構成。如圖22中所示，每個第二透明電極112具有寬度“L”的電極寬度，并沿垂直方向延伸。間隔與透鏡間距“p”(更具體地說，當產生透鏡效應時的透鏡間距p)對應的距離平行布置第二透明電極112。相鄰兩個第二透明電極112之間的間距對應于具有距離“A”的開口。注意，為了描述第二透明電極112的布置，圖22圖解說明與圖21相比，第一基板101和第二基板102之間的位置關系被顛倒，即，第一基板101在上側，第二基板102在下側的狀態。