專利名稱：立體顯示裝置和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種立體顯示裝置，包括-第一組用于發(fā)射光的照明源，照明源設置在第一表面上，每個照明源具有發(fā)光狀態(tài)和不發(fā)光狀態(tài)；-一用于引起特定照明源發(fā)光的光源；-一成像系統(tǒng)，其在觀察區(qū)域處使所述特定照明源成像；-一空間光調(diào)制器，其使用二維圖像調(diào)制特定照明源發(fā)出的光；以及-一控制部件，用于從第一組照明源中選擇特定的照明源，以便將所述特定照明源設定為發(fā)光狀態(tài)；本發(fā)明還涉及一種立體顯示系統(tǒng)，包括-一觀察者跟蹤系統(tǒng)，其用于跟蹤觀察者的位置；和-這種立體顯示裝置。
從歐洲專利申請EP 0656555可以得到開頭段落中所描述的這種立體顯示系統(tǒng)的一個具體例子。在該申請中，公開了在由可移動光源通過會聚透鏡或反射鏡照射的LCD空間光調(diào)制器上顯示的左眼和右眼圖象。跟蹤系統(tǒng)跟蹤觀察者的位置，控制系統(tǒng)控制光源的位置。從而，透鏡或反射鏡形成的光源圖像隨觀察者而定。觀察者在距自動立體顯示裝置預定距離范圍圍成的區(qū)域內(nèi)自由移動時觀察3D圖像。換言之，觀察者可相當自由地例如水平和垂直移動，不過觀察者的縱向移動自由度有限，其中縱向移動導致距立體顯示裝置的距離改變。
本發(fā)明的目的在于提供一種開頭段落中所描述的立體顯示裝置，允許觀察者在觀察3D圖像時沿三個方向移動。
本發(fā)明的目的是通過下述立體顯示裝置實觀的，該立體顯示裝置包括第二組用于發(fā)射光的照明源，這些照明源設置在與第一表面不同的第二表面上，并且將控制部件設計成也是從第二組照明源中選擇特定照明源。本發(fā)明的主要方面在于，可以沿三個方向改變“有效(active)”照明源的相對位置?！坝行А闭彰髟粗柑幱诎l(fā)光狀態(tài)的照明源。另一方面在于，無需物理上移動用于引起特定照明源發(fā)光的光源的位置即可實現(xiàn)本發(fā)明目的。通過選擇特定照明源模擬光源的移動。在EP 0656555中披露了可使用鄰接各可控光源的二維陣列沿二維方向改變“有效”照明源的相對位置。不過，其沒有披露可通過相同方法沿三個方向移動“有效”照明源。甚至提到無需沿第三個方向即縱向移動。沒有描述沿縱向改變“有效”照明源相對位置的方法，而說明通過在照明器中采用附加的空間光調(diào)制器來調(diào)節(jié)“有效”照明源的有效尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的立體顯示裝置的優(yōu)點在于，觀察者可以在距離立體顯示裝置相當大的縱向距離范圍內(nèi)觀察3D圖像。根據(jù)本發(fā)明立體顯示裝置的實施例包括在三維體積內(nèi)在可控制的位置處發(fā)光的裝置。某些裝置相當于立體顯示裝置本身。這類立體顯示裝置的缺點是縮放能力有限。這對于用作在三維體積內(nèi)受控位置處發(fā)光的裝置這種情形是毫無爭議的。
注意照明源是一個抽象概念。是發(fā)射光的位置?？梢栽谠撐恢锰幃a(chǎn)生光，不過在該文獻描述的許多情形中，光由位于其他某處的光源產(chǎn)生。通過反射或選擇吸收，所生成的光被引導到照明源和/或通過照明源引導。在后面所述的情形中，盡管來自于遙遠的光源，不過光從照明源發(fā)射出。
根據(jù)本發(fā)明的立體顯示裝置的一個實施例，包括多個光源構成的三維結構，多個光源中的每一個的尺寸與多個光源中相鄰光源之間的距離相比相對較小。重要的是包含光源的體積基本透明。否則一部分光源將阻擋其中一個光源發(fā)射出的相當大量的光。通過將光源設置成三維柵格，使光源之間具有相對較大距離，從而實現(xiàn)透明。基于同樣的原因，布線的尺寸也相對較小。最好這些光源為發(fā)光二極管(LED)。LED相對廉價，且能發(fā)射出相當多的光。
根據(jù)本發(fā)明的立體顯示裝置的另一實施例，包括薄片疊層，每個薄片包括相鄰單獨可控照明源的二維陣列。最好使用包括下述材料的薄片，其光學性質(zhì)可通過在薄片上施加適當?shù)碾妱莶顏碚{(diào)節(jié)。光學性質(zhì)為例如透明度、反射性和光吸收能力。這類薄片或板相對廉價，且對板的一部分進行尋址相對來說比較容易。
根據(jù)本發(fā)明的立體顯示裝置的一個實施例，包括可在基本透明的狀態(tài)與發(fā)光狀態(tài)之間切換的材料。從而受控照明源設置成在大體透明的第一狀態(tài)與發(fā)光的第二狀態(tài)之間切換。如上所述，對透明度的要求是為了防止一部分照明源吸收其中一個照明源發(fā)射的光。最好該材料包括LC聚合物凝膠?；蛘咴摨B層包括塑料薄片(plastic foil)顯示器。
在根據(jù)本發(fā)明立體顯示裝置的一個實施例中，光源設置在特定薄片的邊緣處，光在特定薄片中引導，并且光在特定薄片內(nèi)與特定照明源相應的特定位置處朝向空間光調(diào)制器發(fā)射出。如同在玻璃光纖中一樣，光穿過特定薄片。在特定位置處，使材料暫時漫反射。結果光將在該特定位置處射出薄片。H.de Koning等人的文章“Dynamic contrast filterto improve the luminance contrast performance of cathode raytubes”(第七屆International Display Workshop的IDW 2000會議錄)中描述了聚合物LC凝膠與墨水的混合物，其用于在兩種狀態(tài)透明和暗狀態(tài)之間切換。不使用墨水時可以在透明與漫射之間切換。
在根據(jù)本發(fā)明立體顯示裝置的另一實施例中，將光源設置成使光源產(chǎn)生的光在與特定照明源相應的特定薄片的特定位置處朝向空間光調(diào)制器反射。最好使用用于產(chǎn)生漫射光的多個空間光源，以防止第一照明源對第二照明源產(chǎn)生陰影。
在根據(jù)本發(fā)明立體顯示裝置的另一實施例中，該特定薄片包括可以在大體透明的第一狀態(tài)與擋光的第二狀態(tài)之間切換的材料。換句話說，將受控照明源設計成在大體透明的第一狀態(tài)與擋光的第二狀態(tài)之間切換。在此情形中，光源設置在疊層后面。最好該疊層包括液晶顯示器(LCD)。在歐洲專利申請公開號0928117中公開了根據(jù)這一概念的三維顯示器。實際上，根據(jù)本發(fā)明該實施例的立體顯示裝置，包括這種三維顯示系統(tǒng)作為照明源。
根據(jù)本發(fā)明立體顯示裝置的另一實施例，包括光學透明材料實心體，和作為光源的兩個激光器，其中兩個激光器用于通過實心體發(fā)射不可見激光束，通過光子上轉(zhuǎn)換(photon upconversion)過程在激光束交點處產(chǎn)生可見光。該交點相當于特定照明源。通常激光器為具有不同波長的紅外激光器。在美國專利5956172中描述了這種發(fā)光原理。在該文獻中，披露了一種利用聚合物中雙光子上轉(zhuǎn)換的三維顯示系統(tǒng)。實際上，根據(jù)本發(fā)明該實施例的立體顯示裝置，包括這種三維顯示系統(tǒng)作為照明源。
根據(jù)本發(fā)明立體顯示裝置的另一實施例，包括具有反射表面的旋轉(zhuǎn)片，其旋轉(zhuǎn)速度與光源所產(chǎn)生光的脈沖發(fā)射同步。照明源處于薄片的旋轉(zhuǎn)固體內(nèi)。在名為專利JP2000287225的文獻中披露了根據(jù)該原理的三維顯示器。實際上，根據(jù)本發(fā)明該實施例的立體顯示裝置包括這種三維顯示系統(tǒng)作為照明源。
立體顯示裝置的變型及其改變相當于所述立體顯示系統(tǒng)的變型和改變。
根據(jù)下面所述的實現(xiàn)方式和實施例以及參照附圖，顯然可以得出和說明根據(jù)本發(fā)明立體顯示裝置和立體顯示系統(tǒng)的這些和其他方面，其中

圖1A和圖1B示意地表示三個觀察者分別用其右眼和左眼觀看時自動立體顯示系統(tǒng)的一個實施例；圖2示意地表示具有3D背光的自動立體顯示裝置的一個實施例，其中3D背光包括多個光源構成的三維結構；圖3示意地表示具有3D背光的自動立體顯示裝置的一個實施例，其中3D背光包括設置在薄片疊層的薄片邊緣處的光源；圖4A示意地表示包括3D背光的自動立體顯示裝置的一個實施例，其中3D背光基于薄片的反射；圖4B示意地表示圖4A實施例的光源；圖5示意地表示包括3D背光的自動立體顯示裝置的一個實施例，其中3D背光基于光的選擇性傳輸；圖6A示意地表示具有3D背光的自動立體顯示裝置的一個實施例，其中3D背光包括光學透明材料實心體和兩個紅外激光器；圖6B示意地表示具有3D背光的自動立體顯示裝置的一個實施例，其中3D背光包括光學透明材料實心體和紅外激光器的兩個二維陣列；圖7A示意地表示具有3D背光的自動立體顯示裝置的一個實施例，其中3D背光包括具有反射表面的旋轉(zhuǎn)片；圖7B和7C分別示意地表示對于旋轉(zhuǎn)片的第一和第二位置光的發(fā)射方向。
在所有附圖中相同附圖標記具有相同含義。
圖1A和1B示意地表示三個觀察者110-114分別用其右眼和左眼觀看圖像時自動立體顯示系統(tǒng)的一個實施例。該自動立體顯示裝置100包括-用于發(fā)射光的3D背光102，例如在時隙t＝1，3，5，7，...和t＝2，4，6，8期間分別通過照明源101、103、105和107、109、111發(fā)射光。從而，根據(jù)時隙以及觀察者位置選擇哪個或哪幾個照明源必須“有效”。
-作為成像系統(tǒng)104的透鏡，其用于將照明源101成像到觀察區(qū)域。在此情形中使用菲涅耳(Fresnel)透鏡。
-作為空間光調(diào)制器106的LCD，其使用二維圖像對來自于照明源101、103、105、107、109和111的光進行調(diào)制；-控制部件108，其用于控制“有效”照明源101、103、105、107、109和111相對于透鏡104的相對位置。適應觀察者的自動立體顯示裝置100，能在觀察者和圖像選擇基礎上，以時間復用合成輸入視頻流信號VSS的方式向n＝1，2，...或N個觀察者顯示M個(一般M＝1)原始3D視頻或TV節(jié)目，下面將要對其進行詳細說明。進入顯示裝置100中的M個原始3D視頻或TV節(jié)目中的每一個由通過2D左眼和右眼圖像形成的K個原始3D圖像組成，每一個2D左眼和右眼圖像聚焦在觀察點VP1-VP3處預定觀察者110-114的相應眼睛處。
這種由輸入連接器120提供的時間復用合成輸入視頻流信號VSS，包括載有3D圖像IMij中二維(2D)左眼和右眼圖象V1ij和Vrij的像素數(shù)據(jù)的成對圖像的周期性序列，其中i＝1，2，……K，為構成視頻節(jié)目j的K個3D圖像序列編號，j＝1，2，……，M，M為提供給空間光調(diào)制器106的3D TV節(jié)目的總數(shù)?？臻g光調(diào)制器106將左眼和右眼圖象V1ij和Vrij的圖像索引數(shù)據(jù)i，j提供給控制部件108，其使3D背光102與空間光調(diào)制器106的操作同步。或者可提供單像管數(shù)據(jù)(monoscopic data)取代立體數(shù)據(jù)。
自動立體顯示裝置100通過其輸入連接器122連接至用于跟蹤觀察者110-114位置VP1，VP2和VP3的觀察者跟蹤系統(tǒng)。觀察者跟蹤系統(tǒng)具有3D眼睛定位器118，用于在自動立體顯示裝置100的觀察范圍內(nèi)分別檢測所有觀察者眼睛的xyz坐標。用超聲跟蹤系統(tǒng)可以檢測每個觀察者的位置，或者每個觀察者110-114可以攜帶一磁鐵來指示其相對于磁跟蹤系統(tǒng)的位置。在另一實施例中，可以用一臺或多臺攝像機掃描觀察區(qū)域以確定每個觀察者的位置，例如將圖像數(shù)據(jù)輸送給用于識別各觀察者110-114的眼睛的系統(tǒng)。在又一實施例中，每個觀察者110-114攜帶一反射電磁能如紅外能量的反射器。掃描紅外源和紅外探測器或者廣角紅外源和掃描紅外探測器確定每個反射器的位置，反射器最好戴在觀察者110-114的眼睛之間。
3D眼睛定位器118與視點控制信號產(chǎn)生器116相連，視點控制信號產(chǎn)生器116將代表控制信號的視點提供給控制部件108。控制部件108使用代表控制信號的視點以及圖像索引數(shù)據(jù)i，j產(chǎn)生方向控制信號，通過空間光調(diào)制器106提供給控制部件108。在方向控制信號的控制下，適當位置處的3D背光102發(fā)光，即通過照明源101、103、105、107、109和111發(fā)光。結果，載有左眼和右眼圖象V1ij和Vrij的像素數(shù)據(jù)的光束，傳輸?shù)奖皇跈嘤^看上述視頻或TV節(jié)目j的預定觀察者的相應眼睛處?？刂撇考?08獨立地決定每個眼睛是否可以看見圖像。3D眼睛定位器118將所有眼睛的xyz坐標提供給控制部件108，從而通過控制部件108可適當調(diào)節(jié)3D背光102。
為了清楚起見，將參照圖1A和1B在由一系列3D圖像IM1到IMK構成的單個3D視頻或TV節(jié)目的基礎上描述本發(fā)明，其中3D視頻或TV節(jié)目被傳輸至處于視點VP1-VP3的三個觀察者110-114。假設每個3D圖像IM1到IMK分別由2D左眼圖象V11到V1K及2D右眼圖象Vr1到VrK組成，以在上述時間復用的偶數(shù)時隙t＝0，2，4，...和奇數(shù)時隙t＝1，3，5，...中分別產(chǎn)生的偶數(shù)和奇數(shù)圖像的交替序列的形式提供給空間光調(diào)制器106，將輸入視頻流信號VSS合成。從而在偶數(shù)時隙中，將空間光調(diào)制器106設定為左視圖模式，僅通過接通107、109和111處理左眼圖象V1i(i＝1.....K)，如圖1B中所示。在奇數(shù)時隙中，將空間光調(diào)制器106設定為右視圖模式，僅處理右眼圖象Vri(i＝1.....K)，如圖1A中所示。為了顯示單個3D圖像IMK，在時隙2(k-1)和2k-1中分別產(chǎn)生其2D左眼圖象V1k和2D右眼圖象Vrk，控制部件108控制3D背光102，將攜帶偶數(shù)時隙2(k-1)中左眼圖像V1k的像素數(shù)據(jù)的所有光束聚焦成左視圖焦點，或者與觀察者110-114的左眼視點VP1-VP3一致的頂點，并且將攜帶奇數(shù)時隙2k-1中右眼圖象V1k的象素數(shù)據(jù)的所有光束聚焦成與觀察者110-114的右眼視點VP1-VP3一致的右視點頂點。用空間光調(diào)制器106提供給控制部件108的圖像索引數(shù)據(jù)i，通過從空間光調(diào)制器106向3D背光102時間復用傳輸?shù)?D左眼圖象V1i和2D右眼圖象Vri，實現(xiàn)空間光調(diào)制器106從左視圖模式交替地切換到右視圖模式的同步。通過使用上述代表視點跟蹤器VT所提供控制信號的視點，動態(tài)地將左視點和右視點調(diào)節(jié)到每個觀察者眼睛的實際位置，在每個觀察者110-114的眼睛上獲得所有3D圖像IM1到IMK的2D左眼圖象V1和2D右眼圖象Vr的正確、清晰的焦點，導致在所有三個視點VP1-VP3處獲得完整3D視頻或TV節(jié)目的正確的3D圖像感覺，與觀察者的視點和在自動立體顯示裝置100觀察范圍內(nèi)的移動無關。
圖2示意地表示具有3D背光102的自動立體顯示裝置200的一個實施例，其中3D背光102包括作為照明源101、103、105、107、109和111的多個光源的三維結構。3D背光102包括一塊透光材料。該材料可以包括玻璃或者透明塑料，如Perspex。在塊材中形成多個空腔。在每個孔腔中設置一個陰極熒光管。光源可以設置成規(guī)則柵格。不過并非必須如此。可使三個方向中連續(xù)光源的數(shù)量彼此相等。不過最好水平方向中特定光源的數(shù)量與其它方向中設置的光源相比相對較高。觀察者在水平方向移動的可能性相對較大。除此之外，在存在多個觀察者的情況下，有可能這些觀察者的眼睛幾乎處于相同高度。在例如在垂直方向設置更少光源的情形中，這些光源在垂直方向應當較大。
其他可能使用的光源包括發(fā)光二極管，激光器，白熾光源，發(fā)光聚合物，熒光和等離子體光源。與照明源107和109相應的光源交替地接通。在時隙t＝1，3，5，7，...期間，照明源109接通。在時隙t＝2，4，6，8，...期間，照明源107接通。如果沒有觀察者同時進行觀看，則在這些時隙間沒有其他照明源發(fā)射光。這使得自動立體顯示裝置200能量效率高僅對于特定方向產(chǎn)生光。換句話說由于“按照要求”發(fā)光，從而不浪費能量。在圖2中，希望照明源107和109產(chǎn)生的光通過透鏡104引導，并且強度受空間光調(diào)制器106的調(diào)制。
圖3示意地表示具有3D背光102的自動立體顯示裝置300的一個實施例，其中3D背光102包括處于薄片疊層中薄片312-320邊緣處的光源302-310。在圖3中表明，兩個觀察者同時觀看自動立體顯示裝置300產(chǎn)生的圖像。表示時隙t＝1，3，5，7，...時光的發(fā)射。對于觀察者110來說，光由光源302產(chǎn)生，引導到薄片312中并沿薄片312傳播，在照明源103的位置處發(fā)射。對于觀察者112來說，光由光源304產(chǎn)生，引導到薄片314中，并沿薄片314傳播，在照明源107的位置發(fā)射。薄片312和314該部分的光學性質(zhì)與薄片312和314其它部分不同，即在與照明源103，107相應的位置，使材料漫射，在其它位置處材料基本透明。結果在薄片312-320邊緣處引導到這些薄片中的光，在沿薄片傳播時保持在薄片內(nèi)部。在使材料漫反射的位置，光射出薄片。由此，光通過成像系統(tǒng)104和空間光調(diào)制器106沿觀察者110或112眼睛的方向傳播?；蛘叨鄠€光源固定于薄片，例如在薄片每端處固定一個光源?；蛘叨鄠€薄片共享一個光源。
圖4A示意地表示包括3D背光102的自動立體顯示裝置400的一個實施例，其中3D背光102基于薄片412-420對光的反射。將通過例子說明該實施例的工作方式。在時隙t＝1，3，5，7，...期間，除了使薄片412的一部分暫時反射以外，所有薄片都是透明的。該部分與照明源103相應。結果，光源402-408其中之一產(chǎn)生的光被該位置反射，即在照明源103處反射，并且通過透鏡104和空間光調(diào)制器106沿觀察者110眼睛的方向引導。最好光源402-408為產(chǎn)生擴散光的空間光源。圖4B示意地表示圖4A實施例的光源402-408。將光源402-408設置成使反射光沒有被這些光源402-408阻擋而到達觀察者110。這表明光源402-408設置成一種“環(huán)形”結構，其直徑大于薄片的尺寸。
圖5示意地表示包括3D背光102的自動立體顯示裝置500的一個實施例，其中3D背光102基于光的選擇透過。3D背光包括LCD512-520的疊層。LCD單元512-520可以在透明與阻光之間切換。通過將LCD元件518的大部分，即除小部分以外的整個區(qū)域，切換到阻光狀態(tài)，并且一個特定單元是透明的，光可以有選擇地通過。僅由該特定單元例如照明源103發(fā)射出光。為了防止LCD例如518阻擋更靠近于光源502的照明源發(fā)射出的光，在控制多個LCD時可以執(zhí)行時間復用。在多個觀察者觀看自動立體顯示裝置500所產(chǎn)生的圖像時一般需要執(zhí)行時間復用。在此情形中例如，對于觀察者110的右眼來說在時隙t＝1，5，9，13，...時可從第一LCD512發(fā)射光，在時隙t＝3，7，11，15，..時可從第二LCD514發(fā)射光。在此情形中，假設兩個觀察者在朝向自動立體顯示裝置500方向的距離相差較大，以致于僅使用一個LCD例如512用于兩個觀察者的右眼，不能產(chǎn)生令人滿意的3D圖像。并且對于左眼應當應用相同的時間復用。
圖6A示意地表示具有3D背光102的自動立體顯示裝置600的一個實施例，其中3D背光102包括光學透明材料實心體(solid volume)610和兩個紅外激光器602和604。激光器602和604產(chǎn)生的不可見光通過反射鏡例如606和608引導到實心體中。反射鏡和激光器的位置和旋轉(zhuǎn)自由度，使激光束612和614可以通過整個實心體引導。在實心體內(nèi)激光束612，614的交點處，通過雙光子上轉(zhuǎn)換過程產(chǎn)生可見光。該可見光通過透鏡104和空間光調(diào)制器106朝向觀察者110發(fā)射。
圖6B示意地表示具有3D背光的自動立體顯示裝置的一個實施例，其中3D背光包括光學透明材料實心體610和紅外激光器的兩個二維陣列616，618。通過以下方式表示系統(tǒng)結構，其中去除了激光束的偏轉(zhuǎn)掃描，以及所有相關的定位反饋和精度要求，并且用垂直腔面發(fā)射激光二極管的二維陣列616，618取代。陣列616，618中每個單獨的發(fā)射器可獨立尋址，從而簡單地調(diào)制成開或關來尋址實心體610中的三維像素。二維陣列616，618設置在實心體610的正交表面上。
圖7A示意地表示包括3D背光102的自動立體顯示裝置700的一個實施例，其中3D背光102包括具有反射表面的旋轉(zhuǎn)片704。圖7B和7C分別示意地表示對于旋轉(zhuǎn)片704的第一和第二位置的光發(fā)射方向。自動立體顯示裝置700還包括光源701，703，705，707構成的二維陣列702，706。將光源設置成針對預定的時隙產(chǎn)生光。這些時隙與旋轉(zhuǎn)片704的角位置有關。從而光的產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)片的旋轉(zhuǎn)速度同步。結果在旋轉(zhuǎn)片704的旋轉(zhuǎn)實心體710內(nèi)的位置，通過反射而發(fā)光。在圖7B中表明，由光源701產(chǎn)生光。在與照明源103相應的位置處光被旋轉(zhuǎn)片704反射。反射光經(jīng)過透鏡104和空間光調(diào)制器106朝向視點VP1處觀察者110的右眼傳播。只要觀察者110處于視點VP1，則在時隙t＝1，3，5，7，...期間光源701產(chǎn)生光。圖7C中表示光源707產(chǎn)生光。在與照明源107相應的位置處光被旋轉(zhuǎn)片704反射。反射光經(jīng)過透鏡104和空間光調(diào)制器106朝向處于視點VP1的觀察者110的左眼傳播。顯然通過同時或者時間復用地采用多個光源701，703，705，707，多個觀察者可以觀看3D圖像?；蛘哂脝我还庠慈〈庠搓嚵?02，706，其中該單一光源可以旋轉(zhuǎn)，或者發(fā)射光通過反射鏡和透鏡被偏轉(zhuǎn)。
應當注意，上述實施例說明本發(fā)明而非限制本發(fā)明，本領域技術人員在不偏離所附權利要求范圍的條件下可以設計出其他實施方式。在權利要求中，圓括號內(nèi)的任何附圖標記都不應構成對權利要求的限定。術語“包括”不排除存在權利要求中并未列出的元件或步驟。元件前面的詞語“一個”不排除存在多個這類元件。本發(fā)明可以通過包括多個獨立元件的硬件和通過適當編程的計算機來實現(xiàn)。在列舉多個裝置的裝置權利要求中，用一個和相同的硬件來實現(xiàn)多個裝置。
透鏡104和空間光調(diào)制器106的順序也可以與圖中所示不同。除了披露了基于時間復用的實施方式以外，也可以通過例如采用多個3D背光，多個空間調(diào)制器，多個透鏡和反射鏡來觀看多個圖像。
權利要求
1.一種立體顯示裝置(100，200，300，400，500，600，700)，包括-用于發(fā)光的第一組照明源(101，103，105)，照明源設置在第一表面上，每個照明源具有發(fā)光狀態(tài)和不發(fā)光狀態(tài)；-光源(302-310，402-408，502，602，604，616，618，701-703，705-707)，用于引起特定照明源發(fā)光；-一成象系統(tǒng)(104)，用于在觀察區(qū)域處將特定照明源成象；-一空間光調(diào)制器(106)，其使用二維圖像調(diào)制特定照明源發(fā)出的光；-一控制部件(108)，其從第一組照明源(101，103，105)中選擇特定照明源，以便使特定照明源處于發(fā)光狀態(tài)；其特征在于該立體顯示裝置(100，200，300，400，500，600，700)包括用于發(fā)光的第二組照明源(107，109，111)，這些照明源設置在與第一表面不同的第二表面上，并且控制部件(108)用于從第二組照明源中選擇特定照明源。
2.如權利要求1所述的立體顯示裝置(100，200)，其特征在于包括多個光源構成的三維結構，多個光源中的每一個的尺寸與多個光源中相鄰光源之間的相互距離相比相對較小。
3.如權利要求2所述的立體顯示裝置(100，200)，其特征在于所述多個光源為發(fā)光二極管。
4.如權利要求1所述的立體顯示裝置(100，300，400，500)，其特征在于包括薄片(312-320，412-420，512-520)的疊層，每個薄片(312-320，412-420，512-520)包括鄰接的各個可控照明源(101，103，105，107，109，111)的二維陣列。
5.如權利要求4所述的立體顯示裝置(100，300，400，500)，其特征在于特定薄片(312-320，412-420，512-520)包括可以在基本透明狀態(tài)與發(fā)光狀態(tài)之間切換的材料。
6.如權利要求4所述的立體顯示裝置(100，300，400，500)，其特征在于該材料為LC聚合物凝膠。
7.如權利要求4所述的立體顯示裝置(100，300，400，500)，其特征在于該疊層包括塑料薄片顯示器。
8.如權利要求5所述的立體顯示裝置(100，300)，其特征在于光源(302-310)設置在特定薄片(312-320)的邊緣處，將光引導到特定薄片(312-320)中，并且在與特定照明源(101，103)相應的特定薄片的位置處朝向空間光調(diào)制器(106)發(fā)射光。
9.如權利要求5所述的立體顯示裝置(100，400)，其特征在于該光源(402-408)設置成使光源(402-408)產(chǎn)生的光在與特定照明源(103)相應的特定薄片的特定位置處朝向空間光調(diào)制器(106)反射。
10.如權利要求4所述的立體顯示裝置(100，500)，其特征在于該特定薄片(512-520)包括可以在基本透明的第一狀態(tài)與阻光的第二狀態(tài)之間切換的材料。
11.如權利要求10所述的立體顯示裝置(100，500)，其特征在于該疊層包括液晶顯示器。
12.如權利要求1所述的立體顯示裝置(100，600)，其特征在于包括光學透明材料實心體(610)，和作為光源的兩個激光器(602，604)，這兩個激光器(602，604)通過實心體(610)發(fā)射激光束(612，614)以通過光子上轉(zhuǎn)換過程在激光束交點處產(chǎn)生可見光，其中該交點與特定照明源(103)相應。
13.如權利要求1所述的立體顯示裝置(100，700)，其特征在于包括具有反射面的旋轉(zhuǎn)片(704)，其旋轉(zhuǎn)速度與光源(702)所產(chǎn)生的光的脈沖發(fā)射同步。
14.一種立體顯示系統(tǒng)，包括-用于發(fā)光的第一組照明源(101，103，105)，照明源設置在第一表面上，每個照明源具有發(fā)光狀態(tài)和不發(fā)光狀態(tài)；-用于引起特定照明源發(fā)光的光源(302-310，402-408，502，602，604，616，618，701-703，705-707)；-一成象系統(tǒng)(104)，其用于在觀察區(qū)域處使特定照明源成象；-一空間光調(diào)制器(106)，其使用二維圖像調(diào)制特定照明源發(fā)出的光；-一控制部件(108)，其從第一組照明源(101，103，105)中選擇特定照明源，將特定照明源設定為發(fā)光狀態(tài)；以及-一觀察者跟蹤系統(tǒng)(116，118)，用于跟蹤觀察者(110，112，114)的位置；其特征在于該立體顯示系統(tǒng)包括用于發(fā)射光的第二組照明源(107，109，111)，這些照明源設置在與第一表面不同的第二表面上，并且控制部件(108)設計成用于從第二組照明源中選擇特定照明源。
全文摘要
立體顯示裝置(300)包括用于發(fā)射光的照明源(101，103)，用于在觀察區(qū)域處使照明源成象的成象系統(tǒng)(104)，使用二維圖像調(diào)制照明源(101，103)發(fā)射的光的空間光調(diào)制器(106)，以及用于控制“有效”照明源(101，103)相對成象系統(tǒng)(104)的相對位置的控制部件(108)。該立體顯示裝置(300)還包括沿彼此垂直的三個方向改變“有效”照明源(101，103)相對位置的裝置，無需物理上移動用于引起照明源(101，103)發(fā)光的光源(302－310)。
文檔編號G02B27/00GK1605215SQ02824908
公開日2005年4月6日 申請日期2002年12月5日 優(yōu)先權日2001年12月14日
發(fā)明者P·-A·雷德特 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司