[发明专利]自动立体显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及以下类型的自动立体显示设备，其包括具有用于产生显示的显示像素阵列的显示面板以及布置在显示面板上方并且通过所述显示面板看见显示像素的多个成像装置，例如，微透镜元件。

背景技术

GB 2196166 A 中描述了一种已知的自动立体显示设备。该已知设备包括：具有显示像素的行和列的阵列的二维液晶显示面板，其充当空间光调制器，以产生显示。彼此平行延伸的细长微透镜元件的阵列覆盖在显示像素阵列上面，并且显示像素通过这些微透镜元件被观察。

微透镜元件被设置为元件的薄片，每个元件包括细长的半圆柱形透镜元件。微透镜元件在显示面板的列方向延伸，而每个微透镜元件覆盖在显示像素的两个或者更多个相邻列的对应组上。

在其中例如每个微透镜（lenticule）与两列显示像素相关联的布置中，在每列中的显示像素提供各个二维子图像的垂直切片。微透镜的薄片将这两个切片和来自与其它微透镜相关联的显示像素列的相应切片指向位于薄板前方的用户的左眼和右眼，以使得用户观察单个的立体图像。微透镜元件薄板因而提供光输出引导功能。

在其它的布置中，每个微透镜在行方向与四个或者更多个相邻显示像素的组相关联。在每个组中对应列的显示像素被适当地布置，以提供来自各个二维子图像的垂直切片。因为用户的头从左向右移动，一系列连续的、不同的、立体的视图被察觉到，从而创建例如环视的感觉。

以上所述的设备提供了有效的三维显示。然而，将要理解的是，为了提供立体视图，在设备的水平分辨率中存在必要的牺牲。在分辨率中的该牺牲对于某些应用是不可接受的，例如，对于从短距离来观看小文本字符的显示。为此，已经提出了：提供一种在二维模式和三维（立体的）模式之间可切换的显示设备。

该切换功能可以以以上所述的微透镜显示的类型来实现。在二维模式中，可切换设备的微透镜元件以“通过”模式来操作，即，它们以与光学透明材料的平的薄板一样的方式起作用。因而所得的显示具有等于显示面板自身分辨率的高分辨率，其适用于具有短的观看距离的小的文本字符的显示。二维显示模式当然不能提供立体图像。

在三维模式中，可切换设备的微透镜元件提供光输出引导功能，正如上所述。因而得到的显示器可以提供立体图像，但是也遭受以上所提及的不可避免的分辨率损失。

为了提供可切换的显示模式，可切换设备的微透镜元件以电光材料（例如，液晶材料）来形成，其具有对于偏振光的在两个不同值之间可切换的折射率。通过将合适的电势施加到微透镜元件以上和以下所设置的电极层，设备然后在模式之间切换。电势改变与相邻光学透明层的折射率相关的微透镜元件的折射率。可替代的，相邻光学透明层可以以电光材料来形成，结果相同，与光学透明材料相关的微透镜元件的折射率被改变。

2D/3D可切换系统还可以通过使用其它的显示技术（例如，具有基于玻璃的系统（例如，基于偏振的或者基于光闸的玻璃））来实现。在该情况中，当玻璃关时是全分辨率2D模式，以及当玻璃开时，是3D模式。可切换栅栏系统还可以用来代替可切换微透镜系统。

利用可切换LC微透镜的问题在于，与标准LCD面板的制造相比较，对LCD制造工艺需要重要的适应。然而，对于用户，可切换自动立体技术优选的是基于玻璃的系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动立体显示器，其在显示器的自动立体模式和二维模式之间是可切换的。

本发明由独立权利要求来限定。从属权利要求提供有益的实施例。

根据本发明，提供一种如权利要求1中所限定的显示设备。

该布置避免了为实现可切换2D/3D显示而对于可切换透镜阵列的需求。第一LED显示面板可以简单地被关掉，以使得透镜阵列在生成3D输出时不起作用。第二LED显示面板然后产生理想的2D图像。来自第二面板的光直接或者通过透镜阵列提供给观看者，但是透镜作用不影响输出，因为透镜阵列未以合适的方式与第二LED显示面板隔开来生成视图。本发明的该显示器可以因而利用低成本工艺来制造。

在一个实现方式中，偏振器设置在透镜元件阵列和第一LED显示面板之间，并且用于改变偏振状态的延迟器（retarder）在透镜元件阵列和第一LED显示面板之间。第一LED面板然后具有后部反射器。该布置吸收反射（以改进显示器的对比度）。特别地，延迟器可以是四分之一波片，以及偏振器可以是线性偏振器。

在另一个实现方式中，第一LED面板具有后部吸收器。这使得反射被吸收，而不需要基于偏振的部件。

透镜元件阵列优选地包括微透镜阵列，用于生成多个视图并将它们引向不同的侧面方向。