[发明专利]用于自动立体显示设备的具有电光层和取向层的透镜装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于自动立体显示设备的透镜装置,所述自动立体显示设备包括一个用于提供由成阵列的像素构成的显示输出的显示面板，，所述透镜装置布置在所述显示面板的显示侧，所述显示设备在2D和3D操作模式之间可切换。本发明还涉及上述自动立体显示设备。本发明还涉及包括上述显示设备的电子装备。本发明还涉及制造上述显示设备的方法。

背景技术

自动立体显示设备是已知的。上述自动立体显示设备的实例在由C.van Berkel等人于在SPIE Proceedings第2653卷(1996年),第32到39页发表的题为Multiview3D-LCD的论文中以及在GB-A-2196166中被描述。在这些实例中，显示装备包括一个矩阵LC(液晶)显示面板，其具有成行成列的像素(显示元件)且其用作空间光调制器，以调制从光源被导引穿过该空间光调制器的光。显示面板可以是在其他显示应用中使用的类型，例如用于以二维形式呈现显示信息的计算机显示屏。透镜片材，例如以模制的或机械加工的聚合物材料片材的形式，以其透镜元件覆盖在显示面板的输出侧上，所述透镜元件包括(半)圆柱形透镜元件，在列方向上延伸，同时每个透镜元件和显示元件中的相邻两列或更多列的各自的一组相关联，且在与显示元件列平行的平面上延伸。在每个微透镜(lenticule)都与两列显示元件相关联的一个布置中，所述显示面板被驱动以显示包括竖直地交织的两个2D子图像的一个合成图像，其中交替列的显示元件显示所述两个图像，且在每一列中的显示元件提供各个2D(子)图像的竖直切片。所述透镜片材将这些两个切片、以及来自与其他微透镜相关联的显示元件列的对应切片，分别导引到该片材前面的观看者的左眼和右眼，其中所述子图像具有适合的双眼视差，所述观看者感知到单个立体图像。在其他多视图布置——每个微透镜与在行方向上的一组多于两个的相邻显示元件相关联，且在每一组中的显示元件的相对应的列被适当地布置以提供来自各自的2D(子)图像的垂直切片——中，于是当观看者头部移动时，感知到一系列相继的不同的立体视图，以创建例如环视印象。鉴于需要将微透镜元件准确地与显示像素对准，通常要将微透镜屏幕以永久方式安装在显示面板上以使得所述透镜元件的位置相对于像素阵列是固定的。

此种自动立体显示设备可被用于诸多应用，例如在医学成像、虚拟现实、游戏和CAD领域。

自动立体显示设备的进一步发展包括制造该设备以使得其在2D和3D操作模式之间可切换。在这样的自动立体显示设备中，透镜装置包括电光材料，通过在第一值——由此提供透镜装置的光输出导引功能——和第二值——由此去除光输出导引功能——之间选择性地向电光材料施加电势，该电光材料的折射率是可切换的。通过切换电光材料，因此可以抵消所述透镜装置的透镜功能。事实上，所述透镜装置可以切换成“开”和“关”。在一个设定中，在“开”模式下，所述透镜装置可操作以通常方式执行透镜功能，以将来自子像素的组的光输出适当地导引，并且在适当的立体子图像被显示在图像显示设备上时使得能够感知到立体图像。在另一个设定中，在“关”模式，此透镜功能被去除，且透镜装置表现得像是透明材料的单个片材，由此允许相同的显示信息被观看者的双眼接收到，如同常规二维显示器的情况。这将使得能够观察高分辨率的二维显示信息，用于显示该显示装备的——如由像素的列和行所确定的——全部可用的水平和垂直分辨率。因此，仅仅通过将透镜装置在3D和2D两个模式之间切换，该设备可被用于3D立体显示和原始分辨率的常规2D显示。因此，这种自动立体显示设备提供了显著的优势，使得同一个显示设备能够用于高分辨率2D显示目的，也能用于3D显示目的。当用作例如电脑显示屏幕时，用户在需要时可以简单地在用于立体图像的3D显示模式和用于文字处理等的原始分辨率的2D显示模式之间切换。

已知的2D/3D可切换的自动立体显示设备的一个缺点是，它不适合以经济可行的方式大规模生产。常规地，上述显示设备在透镜装置中使用液晶技术。在上述技术中使用的堆叠是复杂的且需要的方法步骤不适合大规模生产目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种更适合于大规模生产的自动立体显示设备。

本发明由独立权利要求限定。从属权利要求限定了有利的实施例。

根据本发明的第一方面，所述目的是通过根据权利要求1中所述的透镜装置实现的。