專利名稱：對(duì)自動(dòng)立體顯示設(shè)備的感知深度的控制及其方法
對(duì)自動(dòng)立體顯示設(shè)備 的感知深度的控制及其方法本發(fā)明涉及以下類型的自動(dòng)立體顯示設(shè)備，該類型的顯示設(shè)備包括 具有用于產(chǎn)生顯示內(nèi)容的顯示像素陣列的顯示面板、和在顯示面板上 排列并通過其可看到顯示像素的多個(gè)成像裝置(如凸透鏡元件)。在GB2196166A中描述了 一種已知的自動(dòng)立體顯示設(shè)備。該已知設(shè) 備包括二維液晶顯示面板，其具有用來產(chǎn)生顯示內(nèi)容的、起空間光調(diào) 制器作用的顯示像素的行和列陣列。彼此平行地延伸的細(xì)長凸透鏡 (lenticular)元件的陣列重疊在顯示像素陣列上，并且通過這些凸透 鏡元件可看到顯示像素。凸透鏡元件作為元件薄片來提供，其中每個(gè)元件都包括細(xì)長的半圓 柱透鏡元件。凸透鏡元件在顯示面板的列方向上延伸，每個(gè)凸透鏡元 件與顯示像素的兩個(gè)或更多個(gè)相鄰列的各個(gè)組重疊。例如，在其中每個(gè)凸透鏡元件與兩列顯示像素相關(guān)聯(lián)的布局下，每 列中的顯示像素提供各個(gè)二維子圖像的垂直片段(slice)。凸透鏡片將 這兩個(gè)片段和來自與其他凸透鏡元件相關(guān)聯(lián)的顯示像素列的相應(yīng)片段 引導(dǎo)到位于該薄片前面的用戶的左眼和右眼，以便用戶看到單個(gè)立體 圖像。在另一布局中，每個(gè)凸透鏡元件與行方向上的具有四個(gè)或更多個(gè)相 鄰顯示像素的組相關(guān)聯(lián)。每組中的顯示像素的相應(yīng)列被適當(dāng)?shù)夭贾脼?提供來自各個(gè)二維子圖像的垂直片段。當(dāng)用戶的頭部從左向右移動(dòng)時(shí)， 感知到一系列連續(xù)、不同的立體視圖(view),這例如創(chuàng)建了環(huán)顧四周 的印象。上述設(shè)備提供了有效的三維顯示設(shè)備。然而，將意識(shí)到，為了提供 立體視圖，必須犧牲設(shè)備的水平分辨率。此外，為了提供用戶從中感知到顯著的"深度"量的三維顯示內(nèi)容， 需要進(jìn)一步犧牲水平分辨率。水平分辨率的進(jìn)一步的犧牲是由于顯示 器所創(chuàng)建的虛擬體積元(volume element)的三維柵格的固有特性。已 知為虛擬體積元(voxel)的這些單元具有與它們在顯示設(shè)備中的凸透成正比的寬度.因此，呈現(xiàn)出較大深度量 的顯示器趨向于具有相應(yīng)大的虛擬體積元，并且經(jīng)受相對(duì)大的分辨率 降低。已經(jīng)提出了通過增加顯示面板像素和凸透鏡元件之間的距離來提 供具有大深度量而沒有分辨率損失的顯示器。但是，這樣的顯示器具 有不期望的特性，即，感知三維圖像的觀看區(qū)域不期望地變小，并且 對(duì)于許多應(yīng)用，觀看距離變得過大。這樣的設(shè)備不適合用于文本顯示 應(yīng)用(其中觀看距離一般較小)。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種自動(dòng)立體顯示設(shè)備，包括顯示面板，具 有用于產(chǎn)生顯示內(nèi)容的顯示像素的陣列，像素以行和列布置；以及至 少兩個(gè)光輸出引導(dǎo)元件陣列，該陣列以不同深度串聯(lián)布置在所述顯示 面板上方，每個(gè)陣列可被控制來沿不同方向引導(dǎo)從像素的各個(gè)組輸出 的光，以使得立體圖像能夠被感知到，其中，該設(shè)備可進(jìn)行操作來選 擇性地控制所述陣列中的任一個(gè)來提供光輸出引導(dǎo)功能，由此提供具 有不同感知深度量的相應(yīng)的第一和第二三維顯示模式。本發(fā)明由此提供了一種具有多個(gè)不同三維顯示模式的自動(dòng)立體顯 示設(shè)備，其中每個(gè)模式由相應(yīng)的光輸出引導(dǎo)元件陣列來提供。在每個(gè) 模式中，除了提供光輸出功能的陣列之外，所有陣列就好像它們是普 通的透明材料薄片那樣起作用。陣列與顯示面板隔開不同的距離，由此使得每個(gè)顯示模式能夠具有 不同的特性，這包括不同的感知深度量，即，以給定分辨率產(chǎn)生具有 離顯示平面的不同最大深度的虛擬體積元的能力。例如，每個(gè)顯示模 式可提供不同的水平分辨率，以使得第一模式可提供較小的感知深度 量但提供較高的水平分辨率，而第二模式可提供較大的感知深度量但 提供較小的分辨率。在此情況下，第一模式可以是用于從近范圍觀看的監(jiān)視器模式。這 樣的觀看體驗(yàn)獲益于相對(duì)高的顯示分辨率，這對(duì)于文本顯示應(yīng)用尤其 有用。第二模式可以是用于從較遠(yuǎn)距離觀看的電視模式。這樣的觀看 體驗(yàn)獲益于相對(duì)大的感知深度量。每個(gè)光輸出引導(dǎo)元件陣列可包括電光材料。在此情況下，陣列可受功能。有效地是，可開啟或關(guān)閉陣列的光輸出引導(dǎo)功能。電光材料可 包括液晶材料.本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，如果采用(雙折射)液晶材 料如向列型液晶，則將有必要向光輸出引導(dǎo)元件陣列輸入特定極性的 光，以便實(shí)現(xiàn)光引導(dǎo)功能的切換。每個(gè)光輸出引導(dǎo)元件陣列可包括形成為電光材料薄片的平行凸透 鏡元件的陣列。凸透鏡元件每個(gè)在一側(cè)上可具有平坦表面，而在它們 的另 一側(cè)上具有凸形輪廓表面。這樣的凸透鏡元件已被發(fā)現(xiàn)特別適合 于提供高效的自動(dòng)立體顯示設(shè)備。各個(gè)不同陣列中的凸透鏡元件可彼此平行。例如，不同陣列提供的 不同顯示模式可以都提供水平視差效果，如采用凸透鏡元件的自動(dòng)立 體顯示設(shè)備所常見的那樣?？商鎿Q地，各個(gè)不同陣列中的凸透鏡元件可以彼此不平行。例如， 凸透鏡元件可以是垂直的，以便提供具有水平和垂直視差效果的顯示 模式。距離顯示面板最遠(yuǎn)的陣列的凸透鏡元件節(jié)距可以比更接近的陣列 的凸透鏡元件節(jié)距更大。陣列的凸透鏡元件節(jié)距的比率可以等于陣列 離開顯示面板的距離的比率。這樣的布置可提供具有基本相同的觀看 區(qū)域的不同顯示模式。電光材料可被布置在透明電極之間，以將電勢施加到電光材料。設(shè)備還可進(jìn)行操作來控制陣列，以使得這些陣列中沒有一個(gè)提供光 輸出引導(dǎo)功能。以此方式，提供了普通二維顯示模式，其對(duì)于文本顯 示應(yīng)用是理想的。在實(shí)踐極限內(nèi)，顯示設(shè)備可包括任何數(shù)目的光輸出引導(dǎo)元件陣列， 這樣，該設(shè)備提供具有各種特性的相應(yīng)數(shù)目個(gè)三維顯示模式。例如， 不同的模式可提供感知深度、水平分辨率和觀看區(qū)域位置和尺寸的不 同組合。顯示面板可以是液晶顯示面板。面板中的顯示像素可具有矩形形 狀，顯示像素的較長邊沿列方向延伸。顯示像素的行和列可以正交， 并且可在顯示像素行和列的每個(gè)交叉點(diǎn)處提供顯示像素。根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供了 一種操作顯示設(shè)備以提供自動(dòng)立體 顯示器的方法，該顯示設(shè)備包括具有顯示像素陣列的顯示面板和至少 笫一和第二光輸出引導(dǎo)元件陣列，它們以不同深度串聯(lián)布置在顯示面板上方，該方法包括選擇第一和第二三維顯示模式之一，每個(gè)顯示 模式都提供不同的感知深度量；以及控制光輸出引導(dǎo)元件陣列中的相 應(yīng)一個(gè)，以在不同方向上引導(dǎo)從各個(gè)像素組輸出的光，以使得立體圖 像能夠被感知到，其他陣列被控制為不提供光輸出引導(dǎo)功能。每個(gè)光輸出引導(dǎo)元件陣列可包括電光材料，該陣列可被控制來通過 將電勢施加到電光材料以改變其折射率來提供光輸出引導(dǎo)功能。電光材料可包括液晶材料?，F(xiàn)在將參照附圖，僅僅通過示例來描述本發(fā)明的實(shí)施例。 圖l是已知自動(dòng)立體顯示設(shè)備的示意性透視圖； 圖2到6用于解釋

圖1所示類型的顯示設(shè)備的操作特性； 圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)立體顯示設(shè)備； 圖8A和8B用于解釋圖7所示的顯示設(shè)備中的特定元件的操作原 理；以及圖9A到9C用于解釋圖7所示的顯示設(shè)備的操作原理。本發(fā)明提供了一種顯示設(shè)備，其具有多個(gè)不同的三維顯示模式，每 個(gè)模式由位于顯示面板前面的光輸出引導(dǎo)元件的相應(yīng)陣列來提供。在 每個(gè)模式中，除了提供光輸出引導(dǎo)功能的陣列之外的所有陣列都就好 像它們是透明材料的普通薄片那樣起作用。陣列與顯示面板隔開不同 的距離，由此使得每個(gè)顯示模式能夠具有不同的特性，這包括不同的 感知深度量。圖1是已知直接視圖自動(dòng)立體顯示設(shè)備1的示意性透視圖。已知設(shè) 備1包括充當(dāng)空間光調(diào)制器來產(chǎn)生顯示內(nèi)容的有源矩陣型的液晶顯示 面板3。顯示面板3具有以行和列布置的顯示像素5的正交陣列。為簡潔起 見，圖中僅僅示出了少量的顯示像素5。實(shí)踐中，顯示面板3可能包括 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)整體上是傳統(tǒng)的。具體地，面板3包括一對(duì) 隔開的透明玻璃襯底，它們之間提供了準(zhǔn)直的扭曲向列相或其他液晶 材料。襯底在它們相對(duì)的表面上載有透明的銦錫氧化物(ITO)的圖案。 還在村底的外表面上提供了極化層。每個(gè)顯示像素5包括襯底上的相對(duì)電極，并具有液晶材料介于它們 之間。顯示像素5的形狀和布局由電極的形狀和布局來決定。顯示像 素5相互有規(guī)則地隔開一定間隙。每個(gè)顯示像素5與諸如薄膜晶體管(TFT)或薄膜二極管(TFD)之類 的開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)。通過向開關(guān)元件提供尋址信號(hào)，顯示像素被操作 來產(chǎn)生顯示內(nèi)容，并且合適的尋址方案是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。由不透明的黑掩膜覆蓋顯示像素5之間的間隙。以吸光材料的網(wǎng)格 的形式來提供該掩膜.該掩膜覆蓋開關(guān)元件并限定各個(gè)顯示像素區(qū)域。顯示面板3被光源7照射，在此情況下，光源7包括在顯示像素陣 列的區(qū)域上方延伸的平面背光。來自光源7的光被引導(dǎo)通過顯示面板3， 并驅(qū)動(dòng)各個(gè)顯示像素5以調(diào)制光并產(chǎn)生顯示內(nèi)容。顯示設(shè)備1還包括布置在顯示面板3的顯示側(cè)上、執(zhí)行視圖形成功 能的凸透鏡片9。凸透鏡片9包括相互平行延伸的凸透鏡元件行，其中 為了簡潔起見，用夸大的尺寸示出了僅僅一個(gè)凸透鏡元件。凸透鏡元件11具有凸圓柱透鏡的形式，并且它們充當(dāng)光輸出引導(dǎo) 裝置的作用來將不同的圖像或視圖從顯示面板3提供到位于顯示設(shè)備1 前面的用戶眼睛。圖1所示的自動(dòng)立體顯示設(shè)備1能夠在不同方向上提供數(shù)個(gè)不同的 透視圖。具體地，每個(gè)凸透鏡元件11重疊每行中的一小組顯示像素5。 凸透鏡元件11沿不同的方向投射一組中的每個(gè)像素5，以便形成數(shù)個(gè) 不同的視圖。當(dāng)用戶的頭從左向右移動(dòng)時(shí)，他/她的眼睛將依次接收到 數(shù)個(gè)視圖中的不同視圖。與上述已知自動(dòng)立體顯示設(shè)備1相關(guān)聯(lián)的問題在于，為了避免過度 的分辨率損失，能夠提供的三維深度感知量是受限的。實(shí)踐中，該深 度經(jīng)常受限于土10mm?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D2到6描述深度和分辨率損失之間的關(guān)系，其中圖2 到6示出了參照?qǐng)D1所述的顯示設(shè)備中的元件。參照?qǐng)D2，自動(dòng)立體顯示設(shè)備1位于用戶的左眼和右眼13、 15的 前面。在顯示設(shè)備1中，來自"被開啟"的顯示面板中的特定像素的 光線17由凸透鏡元件陣列引導(dǎo)來創(chuàng)建位于顯示設(shè)備1前面的虛擬像素 19。此虛擬像素19稱為體積元。用戶將顯示設(shè)備1和體積元19之間 的距離感知為"深度"。當(dāng)然，僅僅由眼睛觀察到的光線才對(duì)體積元19的感知有貢獻(xiàn)。在實(shí)踐中，顯示設(shè)備l的凸透鏡元件不是如圖2所示、簡單地從各 個(gè)顯示像素投射出單條光線17。相反，每個(gè)凸透鏡元件投射出射線"錐" 21，其被引導(dǎo)向用戶的左眼或右眼13、 15。射線錐21隨著觀看距離的 增加而變寬。因此，當(dāng)將射線錐21從凸透鏡元件向用戶的眼睛13投 射時(shí)，如圖3所示，眼睛13僅僅直接觀察到小的射線帶23。眼睛13 看不到錐21中的其他射線25。圖4中示出了射線錐21對(duì)在顯示設(shè)備1前面創(chuàng)建體積元19的作用。 如可以看出，由不同的凸透鏡元件引導(dǎo)兩個(gè)錐21以便匯聚到顯示設(shè)備 的前面來由此創(chuàng)建體積元19。體積元19的寬度依賴于由眼睛13、 15 所接收的射線帶的寬度以及它們相互交叉的角度。當(dāng)然，來自大量凸透鏡元件的射線錐21是從顯示設(shè)備1投射出的。 盡管用戶僅僅觀察到每個(gè)射線錐21的一部分，但是所有這些射線錐n 的組合效果是用戶感知到位于顯示設(shè)備1前面的大體積元.這在圖5 中進(jìn)行了說明。可示出，圖5所示的體積元19的寬度由以下等式定義(1)其中Q是體積元19的寬度，d是顯示面板1的像素和凸透鏡元件 陣列之間的距離，p是顯示面板像素的寬度，Z是體積元19和凸透鏡 元件陣列之間的距離。這些參數(shù)在圖6中進(jìn)行了說明。等式(l)顯示出，對(duì)于像素和凸透鏡元件陣列之間的距離d為lmm 的顯示設(shè)備，分辨率降低了 15倍，從而提供10咖的感知"深度"。 這種分辨率損失對(duì)于將在近范圍內(nèi)觀察顯示內(nèi)容的應(yīng)用(如顯示文本) 是不能接受的。然而，不可能提供同時(shí)具有高分辨率和大感知"深度" 量的顯示設(shè)備。圖7中示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)立體顯示設(shè)備解決了上述 問題.圖7所示的設(shè)備31在許多方面類似于圖1所示的設(shè)備1。具體 地，設(shè)備31包括具有光源的顯示面板33，它們與上面參照?qǐng)D1所示的 那些相同。圖7所示的顯示設(shè)備31不用于圖1中的那個(gè)之處在于，它包括第 一和第二凸透鏡元件陣列35、 37，其中每個(gè)陣列都具有與圖1所示的凸透鏡元件陣列不同的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D8A和8B描述每個(gè)陣列35、 37的結(jié)構(gòu)和操作。圖8A和8B示意性地示出圖7所示的設(shè)備31中采用的凸透鏡元件 陣列35、 37。該陣列包括一對(duì)透明玻璃村底39、 41，在它們相對(duì)的表 面上提供了由銦錫氧化物(ITO)形成的透明電極43、 45。在村底39、 41之間、靠近較高的一個(gè)襯底39處提供了使用復(fù)制技術(shù)形成的倒置透 鏡結(jié)構(gòu)47。還在襯底39、 41之間、靠近較低的一個(gè)村底41處提供了 向列相液晶材料。如圖中的橫截面所示，倒置透鏡結(jié)構(gòu)47導(dǎo)致液晶材料49在倒置透 鏡結(jié)構(gòu)47和較低襯底41之間確保為平行細(xì)長的凸透鏡形狀。還向與 液晶材料接觸的倒置透鏡結(jié)構(gòu)47和較低襯底41的表面提供定向?qū)?未 示出)，以對(duì)成形的液晶材料進(jìn)行定向。圖8A示出了當(dāng)未向電極43、 45施加電勢時(shí)的陣列。在此狀態(tài)下， 液晶材料49的折射率比倒置透鏡陣列47高得多，因而如所示的，凸 透鏡形狀提供光輸出引導(dǎo)功能。圖8B示出了當(dāng)向電極43、 45施加近似50伏特的交流電勢時(shí)的陣 列。在此情況下，液晶材料49的折射率基本與倒置透鏡陣列47相同， 從而如所示的，凸透鏡形狀的光輸出引導(dǎo)功能被取消了。因此，在此 狀態(tài)下，陣列有效地以"穿透"模式起作用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，液晶材料49的折射率改變僅僅用于具 有特定極性的光。由此應(yīng)當(dāng)理解，必須在顯示設(shè)備31的結(jié)構(gòu)內(nèi)并入光 極化裝置以確保從顯示面板33輸出的光被適當(dāng)極化地進(jìn)入陣列的液晶 材料49中。適合于在圖7所示的顯示設(shè)備31中使用的光輸出引導(dǎo)元件的陣列 的結(jié)構(gòu)和操作的其他細(xì)節(jié)可在通過引用在此合并全文的US 6069650和 WO 98/21620中找到。返回參照?qǐng)D7，可看到，第一和第二凸透鏡元件陣列35、 37順序 地位于顯示面板33的上方，并且與顯示面板33隔開不同的距離，該 距離被分別標(biāo)記為dl和d2。參照附圖，d2比dl大，dl通常是2咖， 而d2通常是4mm。然而，可替換地，dl可以是在范圍lmm到5mm中的 任意值，d2可以是在范圍2mm到10咖中的任意值。在附圖中，將陣列中的相鄰?fù)雇哥R元件之間的節(jié)距(pitch)分別標(biāo)記為Pl和P2，但如圖所示的節(jié)距之間沒有差異是示意性的。凸透鏡元 件節(jié)距達(dá)到由顯示面板33的顯示像素節(jié)距和顯示設(shè)備31要提供的分 離視圖的數(shù)目所規(guī)定的某種程度。然而，也這樣選擇凸透鏡元件節(jié)距， 以使得顯示設(shè)備31對(duì)于其所有的顯示模式都具有共同的觀看區(qū)域。通 過將凸透鏡元件的比率設(shè)置為等于顯示面板33和陣列35、 37之間的 距離的比率來實(shí)現(xiàn)這樣的布置，其如以下等式所示5 —H (2)圖中未示出這個(gè)節(jié)距差異，這僅僅是示意性的。圖7所示的顯示設(shè)備31還包括控制器51。控制器51可進(jìn)行操作 來根據(jù)用戶選擇的顯示模式、選擇性地在陣列35、 37的任一個(gè)或兩個(gè) 的電極兩端施加電勢。如下所述，控制器51還可進(jìn)行操作來根據(jù)用戶 選擇的顯示模式來修改用于顯示面板33的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。圖9A示出了顯示設(shè)備31的二維顯示模式。在該二維顯示模式中， 在陣列35、 37兩者的電極的兩端都施加電勢。因此，陣列35、 37都 以"穿透"模式起作用而不提供任何光輸出引導(dǎo)功能。二維顯示模式 提供具有與顯示面板33相同的分辨率的單個(gè)視圖，因此理想地適合于 作為文本顯示模式使用。作為二維顯示模式，不向顯示器提供"深度"。圖9B示出了顯示設(shè)備31的第一種三維顯示模式。在第一種三維顯 示模式中，僅僅在第二陣列37的電極兩端施加電勢。因此，第二陣列 37以"穿透"模式起作用而不提供任何光輸出引導(dǎo)功能。第一陣列35 不以"穿透"模式起作用，并相反提供光輸出引導(dǎo)功能。圖9C示出了顯示設(shè)備31的第二種三維顯示模式。在第二種三維顯 示模式中，相反，僅僅在笫一陣列35的電極兩端施加電勢。因此，第 一陣列35以"穿透"模式起作用而不提供任何光輸出引導(dǎo)功能。然后 由不以"穿透"模式起作用的第二陣列37提供光輸出引導(dǎo)功能。因此，這兩種三維顯示模式的不同之處在于，由與顯示面板33隔 開不同距離的陣列來提供光輸出引導(dǎo)功能。圖9C所示的第二模式中的 間距比圖9B所示的第一模式中的間距更大。因此，在第二模式中，視 圖的開角較小，并且在該模式下可提供的感知深度較大，即，等式(l) 中的d在第二模式下比在第一模式下更大。因此，提供了可在兩種三維模式之間進(jìn)行切換的顯示器31。在第一模式下，由更接近顯示面板33的陣列35提供光輸出引導(dǎo)功能。此 模式提供了有限的感知深度量，但提供高分辨率，并因此適合于在其 中高分辨率更重要的"監(jiān)視器"應(yīng)用中使用。在第二模式下，由離顯 示面板33更遠(yuǎn)的陣列37提供光輸出引導(dǎo)功能.該模式提供了大得多的感知深度量，但具有較低的分辨率，因此適合于在感知深度更重要 的"電視"應(yīng)用中使用。如上所述，陣列35、 37中的凸透鏡元件節(jié)距是不同的.因此，當(dāng) 用戶在包括二維模式在內(nèi)的模式之間進(jìn)行切換時(shí)，有必要利用具有不 同格式的顯示數(shù)據(jù)來驅(qū)動(dòng)顯示面板33。顯示數(shù)據(jù)的格式可在源處改變。 但是，在圖7所示的示例性設(shè)備中，控制器51包括用于將原始顯示數(shù) 據(jù)處理為每種顯示模式所需的格式的處理裝置。上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體示例.但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明 白的是，可對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行各種改變和修改而不脫離本發(fā)明的范圍。 例如，已經(jīng)描述了具有兩種三維顯示模式的顯示設(shè)備。但是，本領(lǐng)域 技術(shù)人員顯然可知，可僅僅通過提供任何數(shù)目的凸透鏡元件陣列來提 供相應(yīng)數(shù)目的三維顯示模式。類似地，顯然可省略二維模式。上述示例采用了包括具有可切換折射率的液晶的凸透鏡元件。然 而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的那樣，作為替換可采用漸變折射率 (GRIN)的透鏡作為光輸出引導(dǎo)元件。例如，上述示例采用了顯示像素節(jié)距在范圍50nm到lOOOpm中的 液晶顯示面板。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員都將明白，可采用其他類型的 顯示面板，如有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)或陰極射線管(CRT)顯示設(shè)備。在上面沒有描述的一個(gè)示例中，可以使用具有非?？斓捻憫?yīng)時(shí)間的 顯示面板，其具有按時(shí)間被順序?qū)ぶ凡煌嚵械耐雇哥R元件。以此方 式，可組合不同陣列的"深度"，以提供具有非常大的"深度"的顯 示器。上述示例包括本身與顯示面板分開的凸透鏡元件的分離且不同的 陣列。但是在其他示例中，可組合部件的襯底以減少零件數(shù)(part count)。如傳統(tǒng)自動(dòng)立體顯示設(shè)備中已知的那樣，上述顯示設(shè)備可釆用與顯 示像素的列方向以銳角傾斜的凸透鏡元件。每個(gè)凸透鏡元件陣列可以是局部而不是作為整體可切換的。例如，陣列可以具有僅僅使得陣列的特定區(qū)域被切換的圖案化電極，或者電 極可僅僅在陣列的有限區(qū)域上延伸。以此方式，可在顯示區(qū)域的不同 窗口中提供不同的顯示模式。
權(quán)利要求
1、一種自動(dòng)立體顯示設(shè)備，包括顯示面板，具有用于產(chǎn)生顯示內(nèi)容的顯示像素的陣列，所述像素以行和列布置；以及至少兩個(gè)光輸出引導(dǎo)元件陣列，所述陣列以不同深度串聯(lián)布置在所述顯示面板上方，每個(gè)陣列可被控制來沿不同方向引導(dǎo)從像素的各個(gè)組輸出的光，以使得立體圖像能夠被感知到，其中，所述設(shè)備可進(jìn)行操作來選擇性地控制所述陣列中的任一個(gè)以提供光輸出引導(dǎo)功能，由此提供具有不同感知深度量的相應(yīng)的第一和第二三維顯示模式。
2、 如權(quán)利要求l所述的自動(dòng)立體顯示設(shè)備，其中每個(gè)光輸出引導(dǎo) 元件陣列包括電光材料，所述陣列可被控制來通過將電勢施加到所述 電光材料來改變其折射率、來提供所述光輸出引導(dǎo)功能。
3、 如權(quán)利要求2所迷的自動(dòng)立體顯示設(shè)備，其中每個(gè)光輸出引導(dǎo)元件陣列包括由所述電光材料形成的平行凸透鏡元件的陣列。
4、 如權(quán)利要求3所述的自動(dòng)立體顯示設(shè)備，其中各個(gè)不同陣列中的凸透鏡元件彼此平行。
5、 如權(quán)利要求4所述的自動(dòng)立體顯示設(shè)備，其中各個(gè)不同陣列中 的凸透鏡元件彼此不平行。
6、 如權(quán)利要求4所述的自動(dòng)立體顯示設(shè)備，其中所述陣列中的凸 透鏡元件節(jié)距的比率等于所述陣列離所述顯示面板的距離的比率。
7、 如權(quán)利要求2到6的任一個(gè)所述的自動(dòng)立體顯示設(shè)備，其中所 述電光材料包括液晶材料。
8、 如權(quán)利要求2到7的任一個(gè)所述的自動(dòng)立體顯示設(shè)備，其中所 述電光材料布置在透明電極之間，所述電極用于將所述電勢施加到所 述電光材料。
9、 如前述任一權(quán)利要求所述的自動(dòng)立體顯示設(shè)備，其中所述設(shè)備 還可進(jìn)行操作來控制所述陣列，以這些陣列都不提供所述光輸出引導(dǎo) 功能，由此提供二維顯示模式。
10、 如前述任一權(quán)利要求所述的自動(dòng)立體顯示設(shè)備，包括超過兩個(gè) 的光輸出引導(dǎo)元件陣列，所述設(shè)備提供相應(yīng)數(shù)目的三維顯示模式。
11、 如前述任一權(quán)利要求所述的自動(dòng)立體顯示設(shè)備，其中所述顯示 像素具有矩形形狀，所述顯示像素的較長邊沿列方向延伸。
12、 如前述任一權(quán)利要求所述的自動(dòng)立體顯示設(shè)備，其中所述顯示像素的行和列是正交的。
13、 如前述任一權(quán)利要求所述的自動(dòng)立體顯示設(shè)備，其中所述顯示 面板是液晶顯示面板。
14、 如前述任一權(quán)利要求所述的自動(dòng)立體顯示設(shè)備，其中在所述顯 示像素行和列的每個(gè)交叉點(diǎn)處提供顯示像素。
15、 一種操作顯示設(shè)備以提供自動(dòng)立體顯示器的方法，所述顯示設(shè) 備包括具有顯示像素陣列的顯示面板和以不同深度串聯(lián)布置在所述顯 示面板上方的第一和第二光輸出引導(dǎo)元件陣列，所述方法包括選擇第一和第二三維顯示模式之一，每個(gè)顯示模式提供不同的感知深度量；以及控制所迷光輸出引導(dǎo)元件陣列中的相應(yīng)一個(gè)，以沿不同方向引導(dǎo)從 像素的各個(gè)組輸出的光以使得立體圖像能夠被感知到，其他陣列被控 制為不提供光輸出引導(dǎo)功能。
16、 如權(quán)利要求15所述的方法，其中每個(gè)光輸出引導(dǎo)元件陣列包 括電光材料，所述陣列可被控制來通過將電勢施加到所述電光材料以 改變其折射率來提供所述光輸出引導(dǎo)功能。
17、 如權(quán)利要求15或16所述的方法，其中所述電光材料包括液晶材料。
全文摘要
一種自動(dòng)立體顯示設(shè)備，包括顯示面板，具有用于產(chǎn)生顯示內(nèi)容的顯示像素陣列，所述像素以行和列布置；以及至少兩個(gè)光輸出引導(dǎo)元件陣列，所述陣列以不同深度串聯(lián)布置在所述顯示面板上方，每個(gè)陣列可被控制來沿不同方向引導(dǎo)從像素的各個(gè)組輸出的光，以使得立體圖像能夠被感知到。所述設(shè)備可進(jìn)行操作來選擇性地控制所述陣列中的任一個(gè)來提供光輸出引導(dǎo)功能，由此提供具有不同感知深度量的相應(yīng)的第一和第二三維顯示模式。
文檔編號(hào)G02B27/22GK101331420SQ200680047122
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2006年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者O·H·威廉森, W·L·伊澤曼 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司