[發明專利]自動立體顯示裝置

在審

• 申請號: 201710261266.5
• 申請日: 2010-06-21
• 公開（公告）號: CN107102444A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: F.皮爾曼;S.T.德茲沃特;M.P.C.M.克里恩
• 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;H04N13/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 曹芳,陳嵐

技術領域

本發明涉及以下類型的自動立體顯示裝置（autostereoscopic display device），這種類型的自動立體顯示裝置包括顯示面板和成像布置，顯示面板具有用于產生顯示的顯示像素陣列，成像布置用于將不同視圖導向至不同空間位置。

背景技術

用于這種類型顯示器中的成像布置的第一實例為屏障，該屏障例如具有相對于顯示器的基本像素（underlying pixel）來確定大小和位置的狹縫。如果觀看者的頭部處于固定位置，觀看者就能感知3D圖像。屏障定位于顯示面板前方且被設計成使得來自奇數和偶數像素列的光被導向觀看者的左眼和右眼。

這種類型的雙視圖顯示設計的缺陷在于，觀看者必須處于固定位置，且僅能向左或向右移動大約3cm。在一更優選的實施例中，在每個狹縫下方并不存在兩個子像素列，而是若干個子像素列。以此方式，允許觀看者左右移動且在其眼睛中總是感知立體圖像。

屏障布置生產起來較為簡單但并非光高效的。因此優選的替代是使用透鏡布置作為成像布置。舉例而言，能提供細長的微透鏡元件陣列，其平行于彼此延伸且覆蓋在顯示像素陣列上，且通過這些微透鏡元件來觀察顯示像素。

微透鏡元件提供為多個元件的片，其中的每一個元件包括細長的半圓柱形透鏡元件。微透鏡元件在顯示面板的列方向上延伸，且每個微透鏡元件覆蓋在顯示像素的兩個或兩個以上相鄰列的相應組上。

如果每個微透鏡與兩列顯示像素相關聯，則每列中的顯示像素提供相應二維子圖像的豎直切片。微透鏡片將這兩個切片和來自于與其它微透鏡相關聯的顯示像素列的相應切片導向至位于該片前方的使用者的左眼和右眼處，使得使用者觀察到單個立體圖像。微透鏡元件片因此提供光輸出導向功能。

在其它布置中，每個微透鏡與行方向中的四個或更多個相鄰顯示像素的組相關聯。每組中顯示像素的相應列被近似布置成從相應二維子圖像提供豎直切片。隨著使用者的頭從左到右的移動，感知一系列連續的、不同的立體視圖，從而形成例如環視（look-around）印象。

上文所述的裝置提供有效的三維顯示。但應了解，為了提供立體視圖，需要犧牲裝置的水平分辨率。這種分辨率犧牲對于特定應用是不可接受的，諸如顯示小文本字符來供近距離觀看。因此，建議提供一種可在二維模式與三維(立體)模式之間切換的顯示裝置。

實施這種切換的一種方式為，提供可電切換的微透鏡陣列。在二維模式，可切換裝置的微透鏡元件以“通過”模式進行操作，即，它們以與光學透明材料的平面片相同的方式起作用。所得到的顯示器具有等于顯示面板的原分辨率（native resolution）的高分辨率，其適合于從近的觀看距離來顯示小文本字符。當然，二維顯示模式不能提供立體圖像。

在三維模式，可切換裝置的微透鏡元件提供光輸出導向功能，如上文所述的那樣。所得到的顯示器能提供立體圖像，但具有上文所提到的不可避免的分辨率損失。

為了提供可切換的顯示模式，可切換裝置的微透鏡元件由諸如液晶材料的電光材料形成，該電光材料具有可在兩個值之間切換的折射率。繼而通過向設于微透鏡元件上方和下方的平面電極施加適當電位來在各個模式之間切換該裝置。該電位相對于相鄰光學透明層的折射率來更改微透鏡元件的折射率。可切換裝置的結構和操作的更詳細描述可見于美國專利號6,069,650中。

LC微透鏡可切換顯示器的缺點在于，在2D模式仍有透鏡作用，特別是當從顯示屏幕的法線上方或下方的位置觀看該顯示器時。這導致不合需要的圖像偽像。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種自動立體顯示裝置，其關于2D模式中透鏡作用的前述問題做出改進。

利用根據本發明的裝置實現這個目的。

本發明由獨立權利要求限定。附屬權利要求限定有利實施例。

根據本發明，提供一種可切換的自動立體顯示裝置，其包括：

-顯示面板，其具有用于產生顯示的顯示像素陣列，所述顯示像素被布置成行和列；以及

-透鏡布置，其用于將來自不同像素的輸出導向至不同的空間位置以能觀看立體圖像，所述透鏡布置處于平行于顯示面板的平面中；

其中該透鏡布置包括可電切換的LC層，其限定透鏡圖案或透鏡復制件圖案，其中LC層的LC排列可電切換以使得透鏡布置可在2D模式與3D模式之間切換，

其中在2D模式， LC排列處于基本上在透鏡布置平面內的第一方向上，且在3D模式， LC排列處于也基本上在透鏡布置平面內的第二垂直方向上，且其中顯示面板的光輸出在第二方向上偏振。