專利名稱：用于空間顯示的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于場景的空間顯示的方法，其中，場景的多個視圖Ak在行為i且列 為j的像素Bij的平面網(wǎng)格上連續(xù)顯示，其中k = 1，...，N，并且N> 1。本發(fā)明也涉及適 合執(zhí)行該方法的裝置。
背景技術：
現(xiàn)有技術知道用于場景、即靜止或移動圖像的空間顯示的許多方法及實現(xiàn)此類方 法的裝置。其中，分解成像素的數(shù)字化圖像在適合的顯示屏幕上顯示，例如，能逐像素尋址 的LCD或等離子屏幕。要顯示的場景的視圖從多個角度拍攝，或通過計算構(gòu)建，并隨后在屏 幕上顯示。要允許空間觀察，必須確保左眼看到與右眼不同的視圖或不同的視圖選擇。這 通過以下方式而實現(xiàn)一方面將屏幕與定義傳播方向或傳播信道的設備組合，并且另一方 面通過一次只顯示部分視圖，即，視圖不以全分辨率顯示。例如，專利申請JP 08-331605 A描述了一種裝置，該裝置允許借助于專門設計和 控制的LCD屏幕顯示立體像。用于紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)的濾色器以條帶形式在 LCD屏幕上縱長布置。這種情況下作為兩個或更多個視圖的視圖分布到相應的R、G和B子 像素。此分布的進行使得相對于為左眼顯示部分視圖的子像素，LCD矩陣的相鄰行和列中 的子像素為右眼顯示部分視圖。如果正好使用兩個視圖，則只顯現(xiàn)任一視圖的一半。分別 在左眼或右眼中的相應成像借助于布置在LCD顯示器前面的結(jié)構(gòu)化屏障而實現(xiàn)。因此，除 非觀看者處于精確定義的位置，否則，為左眼而嚴格劃分為視圖和為右眼而嚴格劃分為視 圖不再適用。在US 4829365中公開了另一種裝置。該專利所述的屏幕包括結(jié)構(gòu)化照明單元，該 單元例如可以配備有發(fā)光的垂直線條。在此照明單元的前側(cè)布置有光閥，即光學快門，通過 光閥，能控制光閥的表面上的網(wǎng)格中布置的各個像素的透光度。這些像素的照明借助于照 明單元從后方實現(xiàn)。在快門的前方布置有掩膜(mask)，用于增大觀看者的允許空間觀察的 視差效應。同樣地，此處用于右眼和左眼的視圖同時顯示，即分布到像素，以便它們無法以 全分辨率顯示。在US 5036385中描述了一種類似的裝置。此裝置配備有內(nèi)部結(jié)構(gòu)化照明和光閥 或快門。例如線條等背景照明的各個元素能以不同方式控制并在不同時間發(fā)亮。一個場景 的兩個視圖在屏幕上同時顯示，但在不同時間照亮。裝置設計為使得一個視圖只由左眼看 至IJ，另一視圖只由右眼看到。同樣地，此處視圖分布到不同的線條，但它們接連顯示，因此， 它們不以全分辨率顯示。最后，EP 1662808 Al公開仍有的用于顯示立體圖像的另一裝置。除IXD屏幕外， 提供基于LC面板的屏障。此屏障充當光閥，并且能得到控制，使得LC屏障的像素能切換為 透光 或不透光。用于左眼和右眼的圖像同時顯示，因此，場景無法以全分辨率顯現(xiàn)。另外， 除非觀看者是在精確定義的位置，否則信道分離不精確。因此，借助于用于三維顯示的已知裝置和方法，不能以全分辨率在空間上顯示場景。這對觀看者有明顯的不良影響，因為圖像部分地似乎具有更加粗糙的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的問題是要開發(fā)用于空間顯示的一種方法和一種裝置，由此能顯示 場景的空間視圖，而與二維顯示相比無質(zhì)量損失，即，以全分辨率，并且優(yōu)選地也以在任何 觀察位置為左眼和右眼分離信道的方式顯示。另外，裝置應易于工業(yè)制造，且工作量小，因 此它能大量制造，且成本適當。此問題通過用于場景的空間顯示的方法得以解決，其中，場景的多個視圖Ak在行 為i且列為j的像素的平面網(wǎng)格上連續(xù)顯示，其中k= 1，...，N，并且N> 1。在此方 法中，行和列的總數(shù)定義分辨率，并且網(wǎng)格具有總表面面積，每個像素具有像素表面面 積。所有像素表面面積之和基本上得出網(wǎng)格的總表面面積。每個視圖Ak顯示一段時間T， 該時間短于人眼的時間分辨能力。從像素的輻射表面輻射光，即發(fā)出或發(fā)射光，并且對 于每個視圖Ak，有用于輻射的光、能切換為透光和不透光的分配的指定傳播信道。分配到視 圖Ak的傳播信道不同于其它視圖的傳播信道，因此，觀看者在時間上平均用一只眼主要或 完全看到來自視圖Ak的第一選擇的部分信息的比特，用另一只眼主要或完全看到來自第二 選擇的部分信息的比特，由此形成空間的視覺印象。視圖的每次選擇可包括一個或多個視 圖。作為每個像素的輻射表面，只使用部分面積，其寬度份額參照像素表面面積的水平 延伸最大為1/N。另外，在每個時間T，分配到在此時間不被顯示的此類視圖Ak的那些傳播 信道切換到不透光。如上所述，時間T短于人眼的時間分辨能力，S卩，短于l/16s。如果視 圖顯示更長時間，則觀看者將因此在視圖變化時看到搖動。該時間例如也可以是l/24s或 l/48s，符合專業(yè)電影片中和HD電視中使用的間隔。在后一情況下，如果顯現(xiàn)兩個視圖，則 例如顯現(xiàn)第一視圖l/24s，并且隨后顯現(xiàn)另一視圖l/24s。在此時間內(nèi)，視圖通常無中斷顯 現(xiàn)，即連續(xù)顯現(xiàn)。因此，輻射表面輻射的光只沿分配到在時間T顯示的視圖的那些傳播信道傳播。
優(yōu)選是借助于帶有布置在網(wǎng)格之前或之后的可控快門元件的快門，將傳播信道切 換為透光或不透光。此快門也允許限定傳播信道的方向。傳播信道的配置取決于像素的輻 射表面的尺寸選定、透光情況下快門元件打開的區(qū)域及快門與像素網(wǎng)格的距離。這些尺寸 通常相互適應，其方式使得傳播信道以扇形展開射束的方式向觀看者展寬。這樣，不同的傳 播信道變得重疊，這使左右眼在時間上平均看到不同的視圖集。分離的寬度一方面由快門 與像素網(wǎng)格之間的距離確定，另一方面由快門元件的透光面積相對于相應像素的輻射表面 的位置和大小確定。因此，在一個優(yōu)選實施例中，處于透光切換狀態(tài)的快門元件為每個相應像素打 開一個區(qū)域，除了校正系數(shù)之外，該區(qū)域具有輻射表面的高度和具有輻射表面的寬度。根據(jù) 例如1952年在Journal of theSMPTE第59卷第11-21頁公布的由Sam Kaplan所著一文 中的描述，所述校正系數(shù)基本上根據(jù)如應用到視差屏障的截線原理確定，并且其方式使得 傳播信道向觀看者逐漸變細。當然，也可能將校正系數(shù)應用到所述區(qū)域的高度；在輻射表面 未布置為垂直條帶，而是例如交錯分段式以便表示斜條帶時，這是適當?shù)?。發(fā)明方法一方面使實現(xiàn)近乎完全的信道分離成為可能，但另一方面也使以全分辨 率顯示場景的所有視圖成為可能。全分辨率顯示能以兩種方式實現(xiàn)
首先，每個視圖能以全分辨率顯示一段時間T。這樣，所有視圖連續(xù)顯現(xiàn)，并且每次 視圖的變化伴有快門元件的對應觸發(fā)，這因而打開了其它傳播信道。其次，可能同時顯示多個視圖。因此，在方法的另一配置中，M個視圖Ak同時顯示， 其中M < N，并且M個視圖Ak的每個視圖在長于T的一段時間內(nèi)，優(yōu)選為介于M*T與N*T之 間在時間上平均以全分辨率顯示。例如，如果兩個視圖同時顯示，則到像素的交替分布 能以如下方式實現(xiàn)，即，使得與顯示第一視圖、的部分信息的像素相鄰的像素Bi±1, J±1 顯示另一視圖A2的部分信息。傳播信道相應地進行切換。在時間T后，事情顛倒過來，即， 用于在第一時間顯示視圖~的部分信息的像素現(xiàn)在顯示視圖A2的部分信息，且反之亦然。 這樣，在2T的時間中，兩個視圖每個均以全分辨率顯示。當然，時間T的長短將被確定為使 人眼不注意到該變化。該問題也通過用于場景的三維顯示的裝置得以解決，該裝置包括帶有行為i且列 為j的像素的網(wǎng)格的圖像顯示設備，在網(wǎng)格上，場景的多個視圖Ak能連續(xù)顯示，其中k = 1，. . .，N，并且N > 1，每個視圖的顯示時間T短于人眼的時間分辨能力，其中網(wǎng)格具有總表 面面積，并且每個像素具有像素表面面積，所有像素表面面積之和基本上得出網(wǎng)格的總 表面面積，并且像素具有通過其來輻射光，即發(fā)出或發(fā)射光的輻射表面。裝置還包括控 制單元，將輻射光的傳播信道分配到每個視圖Ak，其中分配到一個視圖Ak的傳播信道不同 于用于其它視圖的傳播信道，因此，觀看者將在時間上平均用一只眼主要或完全看到來自 視圖Ak的第一選擇的部分信息的比特，用另一只眼主要或完全看到來自第二選擇的部分信 息的比特，由此形成空間的視覺印象。另外，裝置包括用于確定傳播信道的可控快門，其將 傳播信道切換為透光或不透光。每個像素的輻射表面只是像素的部分面積，其寬度 份額參照像素表面面積的水平延伸最大為1/N。此外，快門由控制單元控制，其方式使得在 每個時間T，分配到在此時間不顯示的此類視圖Ak的那些傳播信道切換到不透光。像素的輻射表面，或像素本身可設計為可透光的，S卩，通過穿透表面的光從一側(cè)將 它們照亮；但它們也可設計為自發(fā)光。由于輻射表面相對于與它們匹配的快門的寬度和對 應的觸發(fā)的特定大小，因此，可能在時間上平均以全分辨率顯示場景的多個視圖，即，觀看 者無需損失分辨率。帶有像素的網(wǎng)格的圖像顯示設備例如可以是特制的LC面板，其中，在其表面 上，像素具有輻射表面的尺寸，并且像素之間的空間填充有不透光的結(jié)構(gòu)。要降低制造成 本，也可能使用商用LC面板，比如在平板顯示器中采用的LC面板。這種情況下，其它部件 必須用于確保光只從像素的小于像素表面面積的輻射表面輻射。例如，這能夠通過提供像素的網(wǎng)格或者帶有掩膜的圖像顯示設備而實現(xiàn)，掩膜 覆蓋像素表面面積，其方式使得在水平延伸方面至少其寬度的(N-l)/N的份額由不透光材 料覆蓋，而剩余份額由透光材料覆蓋，透光覆蓋的每個份額對應于一個輻射表面。輻射表面 隨后具有相對于總圖片的寬度的1/N的寬度。在這些輻射表面上，N個視圖接連顯示。借 助于也具有用于每個像素的N個設置的適合快門，為每個視圖定義不同的傳播信道；這種 情況下，左右眼的信道分離基本上是完全的。可相應地如上所述配置像素，而不使用掩膜 如果我們注意普通LC面板中像素的表面面積，則它們可得到設計，并得到配置，使得總共 只有整個網(wǎng)格的1/N份額用于輻射，其中每個像素輻射大約相等的份額。由于像素網(wǎng)格覆蓋有掩膜，輻射較少的光，因此，向掩膜面向圖像顯示設備或者像素&彳的網(wǎng)格的側(cè)提供反射涂膜，以便未從輻射表面輻射但擊中掩膜的反射涂膜的光被反 射。隨后，它能再次用于照明。掩膜也可在雙側(cè)具有反射涂膜，以便例如，由快門反射的光 能通過掩膜再次進入LC面板。而在剛描述的裝置中，掩膜施加在像素表面面積上，S卩，在面向觀看者的側(cè)上，也 可能將掩膜施加在網(wǎng)格的后側(cè)，即，在背離觀看者的側(cè)。隨后確定掩膜尺寸，其方式使得只 在輻射表面的面積中照亮像素表面面積。這種情況下，由于上述原因，優(yōu)選為掩膜在其面向 照明設備的側(cè)上配備有反射涂膜，但也可在雙側(cè)上具有反射涂膜。優(yōu)選為快門配備有可單獨控制的快門元件，優(yōu)選是基于液晶的光電快門元件?？?門元件能單獨在透光與不透光狀態(tài)之間切換。從觀看者位置看去，快門優(yōu)選布置在像素網(wǎng) 格的前方。然而，與此相當并具有同等效應的是，它也可布置在像素網(wǎng)格后方。通過適合的 配置，例如，以LC面板的方式，它能直接施加在圖像顯示設備或掩膜上。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，光電快門元件和像素由其光折射率差別小于 10%的材料組成。如果掩膜不只是使透光位置不被覆蓋，而是在那里由某一透光材料制成， 則此材料的折射率優(yōu)選也具有與像素或快門元件的折射率差別小于10%的值。就折射率對 傳播信道的位置及其發(fā)散有影響而論，此條件是重要的。在設計中必須考慮到此。因此，理 想的是上述組成部分的折射率相等。像素優(yōu)選周期性地布置在網(wǎng)格上，并且為多邊形形狀。其它形狀顯然也適用， 并且像素不需要一定周期性地布置，條件是在設計和快門控制中將此考慮在內(nèi)。然而，通過 像素的一般多邊形設計，能夠讓網(wǎng)格的總表面面積完全由像素占據(jù)，從而不產(chǎn)生空位。例 如，像素能夠為矩形形狀或蜂巢形狀。如果它們具有矩形形狀，則輻射表面與像素或 像素表面面積具有相同的高度。輻射表面的寬度和像素的寬度具有1/N的比率?！案叨取?和“寬度”測量要在與屏幕垂直的線條方向上，相對于站在帶有快門的圖像顯示設備前面的 觀看者來理解。在本發(fā)明的一個特別優(yōu)選的實施例中，快門元件形狀為垂直定向的條帶，其中，在 將校正系數(shù)考慮在內(nèi)時，一個條帶的寬度基本上對應于輻射表面的寬度，并且其中條帶的 數(shù)量至少是網(wǎng)格的每行i中像素 的數(shù)量的N倍。這樣，確保兩個視圖不使用同一傳播信 道，即，信道分離是完全的。兩個視圖如上所述同時顯示時，情況也是如此，這是因為根據(jù)在 像素上顯示的是第一還是第二視圖，傳播信道相應地切換。同樣地，通過上述的視差屏障原 理，能確定校正系數(shù)；它基本上取決于像素網(wǎng)格與快門之間的距離，并且取決于給定觀察距 離和觀看者眼睛的平均瞳孔間距離。條帶的垂直定向?qū)τ谌S顯示最有利，因為它在正確 的角度將連接站立或坐著的觀看者的眼睛的線相交；然而，快門元件顯然也可以斜條帶形 式成形，或者具有對應于一個像素的大小。但與條帶形狀相比，這具有的缺點是要控制更大 數(shù)量的快門元件。在本發(fā)明的一個有利的實施例中，快門和/或圖像顯示設備配備有用于降低不期 望的光反射的部件，優(yōu)選是至少一個光干涉抗反射涂層。圖像顯示設備可例如配置為IXD彩色屏幕、等離子屏幕、投影屏幕或LED屏幕。其 它可能的形式是作為0LED(有機發(fā)光二極管)屏幕、SED(表面?zhèn)鲗щ娮影l(fā)射顯示)屏幕或 VFD(真空熒光顯示)屏幕的配置。像素、例如設計為R(紅色)、G(綠色)或B(藍色)子像素，或者設計為此類子像素的組合。具體而言，此類組合也包括這些子像素每個一個的組合，即一個像素。然而， 正如所述情況一樣，像素Bu也可設計為全色像素或者其組合，例如，通過投影屏幕。


下面將基于示范實施例更詳細地解釋本發(fā)明。在也包含本發(fā)明必需的特性的附圖 中，圖Ia示出用于空間顯示的裝置的基本設計，圖Ib示出備選裝置，圖2示出用于顯示四個視圖的像素網(wǎng)格，圖3a_3d是示出由快門為四個視圖定義傳播信道的截面圖，圖4示出在像素上布置輻射表面的另一可能性，圖5a_d示出從觀看者側(cè)看到的快門元件的對應位置，以及圖6示出其上同時顯示多個視圖的像素網(wǎng)格。
具體實施例方式圖Ia和圖Ib示出用于場景的三維顯示的裝置的兩種形式。裝置包括控制單元1， 該單元除其它之外還控制圖像顯示設備2和快門3。行為i且列為j的像素Bij的網(wǎng)格在 圖像顯示設備2中起重要作用，在網(wǎng)格上，場景的多個視圖Ak能連續(xù)顯示，其中k = 1，...， N，并且N > 1，每個視圖顯示時間T，該時間短于人眼的時間分辨能力。網(wǎng)格具有總表面面 積，并且每個像素Bij具有像素表面面積，所有像素表面面積之和基本上得出網(wǎng)格的總表面 面積。另外，從其輻射光的輻射表面在像素Bij中起重要作用。像素Bij可設計為透光或自 發(fā)光。然而，在所示示例中，圖像顯示設備2是如觀看者4所看到的一樣由照明設備5從后 面照亮的LC面板；因此，像素Bij是透光的。設計為LC面板的圖像顯示設備2 —般示出以 下三明治狀設計，該設計在圖Ia和圖Ib的右側(cè)放大示出。光先擊中使光偏振的底部偏振 濾光器6。底部偏振濾光器6上的襯底攜載薄膜晶體管矩陣7，該矩陣的上側(cè)配備有電極層 8。通常，用于電極的材料是氧化銦錫(ITO)，由該材料能制成透光電極。電極也以矩陣的形 式布置。在電極層8的頂部有液晶層9 ；根據(jù)控制，旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn)底部偏振濾光器6線性偏 振的光的偏振方向。隨后，光通過濾色器層10，該層也以矩陣形式設計。此矩陣的每個元 素對應于一個子像素。在濾色器層10的頂部施加有上方偏振濾光器11。上方偏振濾光器 11也線性偏振光。上方偏振濾光器11和底部偏振濾光器6的偏振方向可定向為相互平行 或垂直。如果它們定向為相互垂直，則只有其偏振方向已由液晶層9旋轉(zhuǎn)的光能通過上方 偏振濾光器11。其偏振方向未變化的光不能通過上方偏振濾光器11。如果兩個偏振濾光 器6和11的偏振方向相互平行，則情況正好相反。裝置以此方式構(gòu)想，使得每個像素Bij的輻射表面只是像素Bij的面積的一部分，其 寬度份額參照像素表面面積的水平延伸最大為1/N。顯然，也可將像素構(gòu)想為小到使輻射 表面和像素表面面積相同，即，該部分面積是整個面積。然而，通常如剛描述的圖像顯示設 備將是市場上可買到的設備，因此，要采取單獨的措施以獲得輻射表面。在所述示例中，這 由于在圖像顯示設備2上施加掩膜12而得以實現(xiàn)。掩膜可施加在圖像顯示設備2的前側(cè) (相對于觀看者4的觀看方向)，如圖Ia所示，或者施加在圖像顯示設備2的后側(cè)，如圖Ib所示。如果掩膜12施加在圖像顯示設備2的前側(cè)，則掩膜通過不透光掩膜部分覆蓋每個像 素表面面積的寬度的至少(N-l)/N的份額(稱為水平延伸)，而它通過透光掩膜部分覆蓋剩 余份額。透光覆蓋的份額對應于一個輻射表面。此外，掩膜12的背離圖像顯示設備2的側(cè) 可提供有反射涂膜。而在圖Ia所示裝置中，掩膜12施加在圖像顯示 設備2的前側(cè)，S卩，面向觀看者4 的側(cè)，圖Ib示出一個實施例，其中，掩膜12施加在圖像顯示設備2的后側(cè)。在此情況下，掩 膜大小經(jīng)確定，其方式使得只在輻射表面的面積中照亮像素表面面積。因此，關于掩膜12， 即使厚度極小，也必須將圖像顯示設備2內(nèi)光可能散射的情況考慮在內(nèi)。在此情況下，掩膜 12可另外在其面向照明設備5的側(cè)上配備有反射涂膜。在掩膜12或圖像顯示設備2的前方(如從觀看者4側(cè)所看到的一樣)布置有快 門3。在此情況下，快門3配備有基于液晶，可單獨控制的光電快門元件。因此，快門3的 設計類似于圖像顯示設備的設計。但是，不需要底部偏振濾光器6，這是因為離開圖像顯示 設備2的光已經(jīng)在偏振狀態(tài)。因此，快門也由薄膜晶體管矩陣7組成，矩陣上施加有電極層 8，電極層帶有基于氧化銦錫的電極。在此電極層的頂部有液晶層9，液晶層帶有可單獨控制 的快門元件?？扉T3由上方偏振濾光器11結(jié)束；濾色器不是必需的。有利的是，快門3的光電快門元件、掩膜12和像素Bij由其光折射率相互差別小 于10%的材料組成。這要理解為只是指導值；上述元件也能以更大的差別相互匹配，例如， 25%或更多，但匹配稍微更困難。這樣，能實現(xiàn)在圖像顯示設備2與快門3之間的折射率轉(zhuǎn) 變，以及在提供轉(zhuǎn)變之處，掩膜12是最小的。折射率轉(zhuǎn)變也能通過用于諸如偏振濾光器6、 11、薄膜晶體管矩陣7和電極層8等其它組成部分的材料的合適選擇而降到最小。然而，必 需的組成部分是液晶層9和掩膜12。因此，就上述意義而言，特別是應選擇掩膜12的材料， 以便它匹配圖像顯示設備2和快門3。而在本示例中，所描述的圖像顯示設備2是IXD彩色屏幕、配置為等離子、投影、 LED、OLED、SED或VFD屏幕的其它圖像顯示設備也是可能的。在所述情況下，像素Bij周期 性地布置在網(wǎng)格上，并且為多邊形形狀；它們也能設計為例如R(紅色)、G (綠色)或B (藍 色)子像素，或者設計為其組合。為減少不期望的光反射，快門3或圖像顯示設備2或兩者 可配備有例如光干涉抗反射涂層。下面將更詳細解釋裝置的操作模式。圖2示出如從前側(cè)看到的圖像顯示設備2的一段。該段示出帶有像素Bij的十二 行i和五列j。圖像顯示設備2設計用于通過幾乎完全的信道分離顯示四個視圖(N = 4)。 因此，每個像素Bu僅表示為白色條帶的四分之一是透光的，這些條帶對應于輻射表面。剩 余部分是不透光的，表示為黑色區(qū)域。這通過在圖像顯示設備2上施加掩膜12而實現(xiàn)。但 掩膜12在此圖中未示出。場景的四個視圖將在像素上連續(xù)顯示，每個顯示一段時間T?？?制單元1將用于輻射光的傳播信道分配到每個視圖A1到A4。分配到視圖Ak的傳播信道不 同于其它視圖的傳播信道，因此，觀看者將在時間上平均用一只眼主要或完全看到來自視 圖Ak的第一選擇的部分信息的比特，用另一只眼主要或完全看到來自第二選擇的部分信息 的比特，由此產(chǎn)生空間的視覺印象。為實現(xiàn)此效果，快門3由控制單元1控制，其方式使得在每個時間T，分配到在此時 間不顯示的此類視圖Ak的那些傳播信道切換到不透光。這在圖3a到圖3d中示出。圖3a到3d每個示出作為截面的圖像顯示設備2和快門3的組合和看向快門3的觀看者4。在 第一時間T期間，顯示視圖、。這在圖3a中示出。通過圖像顯示設備2和快門3，已隨機 形成一個部分，因此，在頂部視圖中，對于單個行能看到光在何處通過圖像顯示設備2的像 素Bij，以及快門3的哪些光學快門元件切換為透光。如果快門元件設計為垂直定向的條帶， 則圖示對所有部分適用。在將校正系數(shù)考慮在內(nèi)時，一個條帶的寬度基本上對應于輻射表 面的寬度；條帶的數(shù)量至少是在網(wǎng)格的每行i中像素、的數(shù)量的N倍。因此，在所述情況 下，條帶或快門元件的數(shù)量是每行像素Bij的數(shù)量的四倍。校正系數(shù)將快門和像素網(wǎng)格相互 具有有限距離考慮在內(nèi)，這對于光的傳播，即信道的發(fā)散是重要的，并且影響觀看者4的感 知。校正系數(shù)可應用于快門元件的尺寸，或者以相反的方式在輻射表面的尺寸上應用。任 一情況下，如果將校正系數(shù)考慮在內(nèi)，光學快門元件的寬度或所示示例中條帶的寬度必須 稍微小于輻射表面的寬度，這是因為傳播信道要在觀看者的方向上逐漸變細。
圖3a示出當視圖A1在圖像顯示設備2上顯示的情況下快門3的切換狀態(tài)。圖3b 到3d示出當視圖A2、A3或^相應地在圖像顯示設備2上顯示時快門的對應狀態(tài)。因此，對 于每個視圖，指定和分配的傳播信道不同。在時間T短于人眼的時間分辨能力時，觀看者能 以此方式看到具有全分辨率的所有視圖。這由于掩膜12而得以實現(xiàn)，通過掩膜，能只看到 每個像素Bij的一小段。由于快門3的效應原因，使得這些段每個只從某個方向可見。掩膜 12可通過光刻制成，但它也可以是一張曝光顯影感光膠片。圖4中示出在圖像顯示設備2的像素Bu上布置輻射表面的另一可能性。此處， 輻射表面逐行交錯，因此，產(chǎn)生了近似斜條帶的圖案。這具有的優(yōu)點是如果有所謂的莫爾條 紋，則其出現(xiàn)可能能夠被防止，并且視圖或圖像的組合能有所變化。因此，快門元件相應得 到控制；這在圖5到5b中示出。這些圖形示出對于視圖A1到A4，在不同切換狀態(tài)的快門3， 對應于圖3的描述。同樣地，此處圖像顯示設備2以全分辨率顯示每個視圖。然而，如圖5a 到5d所示，快門3的切換狀態(tài)對每個視圖不同。同樣地，此處信道分離近乎是完全的。圖6中建議了同時顯示多個視圖的另一可能性。同樣地，此處像素具有垂直條帶 的結(jié)構(gòu)。然而，在時間周期T，現(xiàn)在所有四個視圖同時顯示(在示例中，每行只顯示一個視 圖)。第一行在第一時間T1顯示視圖A1,第二行顯示來自視圖A2的信息，第三行顯示來自 視圖A3的信息等等。在第二時間T2，如圖6所建議的一樣，每個視圖向下錯位一行顯示?？扉T元件的切換狀態(tài)相應地變化；此處，已經(jīng)結(jié)合圖5所述的快門3能與圖5a到 5d所示的快門3的切換狀態(tài)一起使用。顯然的是，也可能以任何方式交織視圖；為此，必須相應地構(gòu)建和切換快門3。雖然在視圖同時顯示的情況下，這些視圖未以全分辨率顯現(xiàn)，但如果時間T足夠 短，使得例如每個視圖在圖像顯示設備2上在十六分之一內(nèi)完全顯示一次，則這能夠在時 間平均上實現(xiàn)。借助于所述裝置，包括多個視圖的場景的空間顯示可能以有利的方式以全分辨率 實現(xiàn)，因此，觀看者4無需忍受與二維顯示相比的分辨率損失。這特別是在二維與三維顯示 之間的切換中具有積極的效果。另外，可能實現(xiàn)同等質(zhì)量的二維和三維圖片內(nèi)容的同時顯示。參考列表1 控制單元
2圖像顯示設備3快門4觀看者5照明設備6底部偏振濾光器7薄膜晶體管矩陣
8電極層9液晶層10濾色器層11上方偏振濾光器 12掩膜
權(quán)利要求
一種用于場景的空間顯示的方法-其中所述場景的多個視圖Ak在行為i且列為j的像素Bij的平面網(wǎng)格上連續(xù)顯示，其中K＝1，...，N，并且N＞1，以及-其中所述行和列的總數(shù)定義分辨率，并且所述網(wǎng)格具有總表面面積，以及每個像素Bij具有像素表面面積，其中所有像素表面面積之和基本上得出所述網(wǎng)格的所述總表面面積，以及其中每個所述視圖Ak顯示一段時間T，該時間短于人眼的時間分辨能力，-以及其中所述像素Bij從輻射表面輻射光，-以及其中能切換為透光和不透光的所述輻射光的傳播信道被分配到和指定用于每個視圖Ak，此類傳播信道不同于分配到其它視圖的那些信道，因此，觀看者(4)將在時間上平均用一只眼主要或完全看到來自視圖Ak的第一選擇的部分信息的比特，而用另一只眼主要或完全看到來自第二選擇的部分信息的比特，由此形成空間的視覺印象，-以及其中，作為每個像素Bij的輻射表面，只使用部分面積，其寬度份額參照所述像素表面面積的水平延伸最大為1/N，-以及其中在每個時間T，分配到在此時間不顯示的此類視圖Ak的那些傳播信道切換到不透光。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于借助于布置在所述網(wǎng)格之前或之后、配備有 可控快門元件的快門(3)，將所述傳播信道切換到透光或不透光。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于處于透光切換狀態(tài)的所述快門元件為每個相 應像素打開一個區(qū)域，除了校正系數(shù)之外，所述區(qū)域具有所述輻射表面的高度和具有所 述輻射表面的寬度。
4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于每個所述視圖以全分辨率顯示時間T。
5.如權(quán)利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于M個所述視圖Ak同時顯示，其中M < N，并且所述M個視圖Ak的每個視圖在長于T的時間內(nèi)，優(yōu)選為介于M*T與N*T之間，在 時間上平均以全分辨率顯示。
6.一種用于場景的三維顯示的裝置，包括-帶有行為i且列為j的像素By的網(wǎng)格的圖像顯示設備(2)，在其上能連續(xù)顯示所述 場景的多個視圖Ak，其中k = 1，...，N，并且N> 1，每個視圖顯示時間T，該時間短于人眼 的時間分辨能力，其中所述網(wǎng)格具有總表面面積，并且每個像素具有表面面積，其中所 有像素表面面積之和基本上得出所述網(wǎng)格的所述總表面面積，并且其中所述像素具有 從其輻射光的輻射表面，-控制單元(1)，將所述輻射光的傳播信道分配到每個視圖Ak，其中分配到視圖Ak的傳 播信道不同于用于其它視圖的傳播信道，因此，觀看者(4)將在時間上平均用一只眼主要 或完全看到來自所述視圖Ak的第一選擇的部分信息的比特，而用另一只眼主要或完全看到 來自第二選擇的部分信息的比特，由此形成空間的視覺印象，-可控快門(3)，用于定義傳播信道，將所述傳播信道切換為透光或不透光， -其中每個像素的所述輻射表面只是所述像素的部分面積，其寬度份額參照所 述像素表面面積的水平延伸最大為1/N，以及_其中所述快門(3)由所述控制單元(1)控制，其方式使得在每個時間T，分配到在此時間不顯示的此類視圖Ak的那些傳播信道切換到不透光。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于在所述圖像顯示設備(2)上，施加了掩膜 (12)，所述掩膜不透光地覆蓋每個所述像素表面面積的寬度的至少(N-l)/N的份額(參照 所述水平延伸)，并且透光地覆蓋剩余份額，其中透光覆蓋的每個份額對應于一個輻射表
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述掩膜(12)在其面向所述圖像顯示設備 (2)的側(cè)上配備有反射涂膜。
9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于在背離所述觀看者(4)的所述圖像顯示設備 (2)的側(cè)上施加掩膜(12)，所述掩膜尺寸經(jīng)確定，其方式使得僅在其輻射表面的所述面積 中照亮所述像素表面面積。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述掩膜(12)在其面向照明設備(5)的側(cè) 上配備有反射涂膜。
11.如權(quán)利要求6到10任一項所述的裝置，其特征在于所述快門(3)配備有可單獨控 制的快門元件，優(yōu)選是基于液晶的光電快門元件。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述光電快門元件、所述掩膜(12)和所述 像素由其光折射率相互差別小于10%的材料組成。
13.如權(quán)利要求6到12任一項所述的裝置，其特征在于所述像素周期性地布置在 所述網(wǎng)格上并且為多邊形形狀。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于像素和所述輻射表面為矩形形狀，以及 在于所述輻射表面和所述像素的高度相同，并且其寬度關系為1/N。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于所述快門元件配置為垂直定向的條帶，在 將校正系數(shù)考慮在內(nèi)時，一個條帶的寬度基本上對應于所述輻射表面的寬度，并且條帶的 數(shù)量至少是在所述網(wǎng)格的行i中像素的數(shù)量的N倍。
16.如權(quán)利要求6到15任一項所述的裝置，其特征在于所述快門(3)和/或所述圖像 顯示設備(2)配備有降低不期望的光反射的部件，優(yōu)選是至少一個光干涉抗反射涂層。
17.如權(quán)利要求6到16任一項所述的裝置，其特征在于所述圖像顯示設備(2)配置為 IXD彩色屏幕、等離子屏幕、投影屏幕或LED、OLED、SED或VFD屏幕。
18.如權(quán)利要求6到17任一項所述的裝置，其特征在于所述像素配置為R(紅色)、 G (綠色)或B (藍色)子像素、其組合、全色像素和/或其組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于場景的空間顯示的方法，其中，場景的多個視圖在帶有像素的平面網(wǎng)格的圖像顯示設備(2)上連續(xù)顯示。本發(fā)明也涉及適合執(zhí)行該方法的裝置。對于每個視圖，指定和分配了與用于其它視圖的傳播信道不同的傳播信道。根據(jù)在哪個像素上顯示哪個視圖，借助于可控快門(3)，將傳播信道切換為透光或不透光。像素配備有輻射表面，參照像素或其表面面積的寬度，輻射表面的寬度份額不大于視圖數(shù)量的倒數(shù)值。每個視圖顯示一段時間T，該時間短于人眼的時間分辨能力。
文檔編號H04N13/00GK101861736SQ200880109475
公開日2010年10月13日 申請日期2008年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者M·克利普斯坦 申請人:視覺活動有限責任公司