专利名称：多视图显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及多视图显示器。
例如，当两个或更多的人需要在同一显示屏上观看两个或更多的不同图像时，便可以使用这种显示器。在不同观看者之间，观看角度差异最好相当大(60度左右)。
这种显示器也可以用作三维(3D)显示，尤其是自动立体显示。这种显示器可以用于三维移动手机、三维游戏、三维计算机监视器、三维膝上型显示、三维工作站、以及三维专业成像(例如，用于医疗、设计或建筑)。在一些三维显示中，有必要针对特定的观看距离而增大眼睛分隔距离，或针对特定的眼睛分隔距离而减小观看距离。这两种情况都需要更宽的分隔角度。
背景技术：
在正常视觉中，因为人的双眼在头上的位置是分开的，所以它们根据不同的透视来察觉这个世界。然后，大脑用这两种透视来估计到同一场景中不同物体的距离。为了构建出一种能有效显示三维图像的显示器，有必要重建该情形并且提供所谓的图像“立体对”，这种图像“立体对”分别对应于观看者的各个眼睛。
根据向眼睛提供不同视图所用的方法，三维显示可以分类为两种。立体显示通常在很宽的观看区域上同时显示两种视图。然而，例如，每种视图都根据显示的颜色、偏振态或时间而被编码，所以观看者所戴的玻璃滤光系统可以分离这些视图，并且只让每个眼睛看到原打算让它看到的视图。
自动立体显示不需要让观看者戴任何观看辅助设备，但上述两种视图只是在限定的空间区域中才看得到。在其整个显示有效面积上可看到图像的空间区域被称为“观看区域”。如果观看者处于这样一种情形即其一只眼睛位于一个观看区域中而另一只眼睛位于与上述图像“立体对”中另一个图像相对应的观看区域中，则将看到正确的视图组，并且将察觉到三维图像。
对于平板自动立体显示而言，观看区域通常是因显示单元的像素结构和光学元件的组合而形成的，一般被称为视差光学器件。这种光学器件的一个示例是视差栅格。这种元件是一种带有多个垂直透视狭缝的屏，这些狭缝被不透明的区域分隔开。如图1所示，该屏可以被设置在具有二维像素孔径阵列的空间光调制器(SLM)之前。
这种显示器包括以液晶器件(LCD)为形式的透射型空间光调制器，该调制器包括有源矩阵薄膜晶体管(TFT)基板1、对置基板2、由液晶层构成的像素(图片元件)平面3、偏振片4和观看角增强膜5。该SLM被背光源(未示出)照亮，其照射方向由箭头6表示。这种显示器是前视差栅格类型，并且包括具有基板7、孔径阵列8和防反射(AR)涂层9的视差栅格。
该SLM被安排成在正面观看时像素列在垂直方向上延伸，这些列具有水平节距p。该视差栅格提供孔径或狭缝阵列8，其中狭缝保持互相平行并且在与像素列平行的方向上延伸。狭缝具有宽度2w和水平节距b，并且与像素面3的分隔距离为s。
这种显示器具有预期观看距离r0，其中左右两个观看窗口10和11位于用于定义窗口平面12的观看区域的最宽部分处。观看窗口10和11具有节距e，通常它基本上等于典型的或平均的人眼分隔距离。各个主观察窗口10、11的中心相当于显示器法线的半角是α。
视差栅格中的狭缝节距b被选择成接近SLM的像素节距p的整倍数，所以多个像素列构成的各个组与视差栅格中特定的狭缝相关联。图1示出了一种SLM，其中两个像素列与视差栅格中的一个狭缝相关联。
通过视差栅格7-9中的各个狭缝与和该狭缝相关联的像素相互配合，便形成了窗口10和11。然而，相邻的像素可以和各个狭缝相互配合，以便在窗口平面12上形成位于窗口10和11任一侧的其它观察窗口(未示出)。窗口10和11被称为主观察窗口，而任何其它窗口都被称为次观察窗口。
图2示出了从SLM和视差栅格中产生出的光线的角区域，其中视差栅格具有节距b，它是像素列节距p的整倍数。在这种情况下，在显示屏表面上，来自不同位置的角区域相互混合，并且用于图像1或图像2的纯粹视图区并不存在。为了解决这个问题，使视差光学器件的节距b稍微减小一点，使得各个角区域汇聚在显示器前的窗口平面12处。视差光学器件节距的这种变化被称为“视点校正”，并且图3示出了这种情况。以这种方式产生的观看区域大致是风筝形的。
对于彩色显示，每个显示一般会带有一个与三原色之一相关的滤光片。通过控制由三个像素构成的组，其中每个像素都带有不同的滤色片，便可以产生基本上所有可见的颜色。在自动立体显示中，各个立体图像“信道”必须包含用于平衡彩色输出的足够多的滤色片。
另一种已知的方向显示类型是图4所示的后视差栅格显示。在这种情况下，视差栅格7、8位于SLM 1-5的后面，即位于SLM和背光源之间。这种安排的优点在于，栅格位于SLM后面，远离可能出现的损坏。
柱镜状屏幕被用于将交错的图像引导至多个方向，这可以被设计成给出三维图像或在多个方向上给出图像。实际的透镜往往会散射并具有较差的防反射性能，所以在周围和背光环境中该表面都是非常易见的。因此，柱镜状屏幕的图像质量可能较差，并且该系统会遇到与视差栅格相似的问题，比如需要非常接近图像像素。可以按相似的方式来使用棱镜结构的阵列。
也存在图像分离的全息方法，但是这类方法会遇到视角问题、伪视区域，并且不容易进行图像控制。
微偏振片显示器使用了偏振的定向光源以及与LCD像素对准的图形化的高精度微偏振片元件。这种显示器提供了高窗口图像质量的可能性以及小型组件中的二维/三维功能。主要的要求就是将微偏振片元件嵌入LCD中，以避免视差问题。
图5示出了三种已知的双视图显示的类型，分别被称为P1、P2和P3。这些显示中的每一种都是前视差栅格类型，但可以同样是后视差栅格类型，或可以用不同类型的视差光学器件来实施。P1显示包括LCD 20a，这种LCD包括多个像素列，用于将两个视图显示成交错的垂直条带，其中左边和右边的条带由交错的单个像素列来显示。图5示出的这些显示都是自动立体三维显示，其中观看者位于30处。像素列21a显示右眼图像的条带，而像素列22a显示左眼图像的条带。在LCD 20a上，相邻的列23a和24a显示左眼和右眼图像条带，如此等等。视差栅格25a设置在LCD 20a的前面，并且按通常的方式来控制哪些像素列可以被观看者30的哪只眼睛看到。
P2显示与P1显示的区别在于，成对的相邻像素列显示视图之一的条带。例如，一对相邻的像素列21b和23b以及另一对相邻的像素列26b和27b显示右眼视图的各个条带，而一对相邻的像素列22b和24b以及另一对相邻的像素列28b和29b显示左眼视图的各个条带。与用于P1显示的栅格25a相比，栅格25b提供更宽的狭缝，狭缝节距也更大，离LCD 20b也更远。因此，透过栅格25b的每个狭缝，观看者30的每只眼睛可以看到两列像素。
P3显示与P1和P2显示的区别在于，观看者30的每只眼睛可以透过视差栅格25c的每个狭缝看到三列像素，并且LCD 20c所显示的每个视图的每个条带都由三个相邻的像素列来显示。因此，像素列21c、23c、28c和像素列27c、31c、32c显示左眼视图的两个条带，而像素列22c、24c、26c和像素列29c、33c、34c显示右眼视图的两个条带。
通常，显示可以被分类成Pn类型，在每个主观察窗口中，可以看到n列像素并且每个视图的每个条带都由n个相邻的像素列来显示。Pn显示(n比1大)优于P1显示的地方在于，可以使用更高分辨率LCD屏或栅格狭缝屏与像素平面之间的分隔可以更大，同时还不改变显示的观看距离(在该距离处提供视点校正)即不改变窗口平面。然而，这种显示具有一些缺点，比如，对于观看者而言栅格结构可能更可见，还可能产生下文要描述的颜色缺陷。
图6示出了P2类型的显示，其中使用了常规的垂直条带滤色片(或垂直的彩色像素条带)。因此，滤色片包括垂直的红(R)绿(G)蓝(B)条带的重复性图案(多个本征有色像素按这种方式排列)。对于一个视图，上述这种排列的效果被示出在35处。特别是，该视图中所看到的颜色顺序不是底层彩色像素的“RGBRGB...”图案，而是“RGGBBRRG...”图案。
因此，观看者可以看到其尺度比像素列的节距大4倍的红、绿和蓝条带。
图7示出了P3类型的显示，同样具有排列成重复性RGB列的多个像素颜色。当从观看窗口的中间进行观看时，没有不想要的颜色伪像，并且透过栅格25的每个狭缝，可以看到比例正确的红绿蓝像素颜色。
图8示出了当用于左图像和右图像的相邻像素组显示不同的图像数据时究竟发生了什么状况。特别是，作为示例，用于左眼图像的三个像素列构成的各个组(比如36)被显示成白色，而用于显示右眼图像的像素列(比如37)被显示成黑色。当像38所示那样从各个观看窗口的中间来观看该显示时，没有任何不想要的视觉伪像。
图8中的39示出了当观看者相当于38所示情形向左移动之后的效果。这等价于栅格25向右作相对移动。这样做的效果是，左眼视图的各个红色像素列变得格外模糊。尽管右眼视图的红色像素变得可见，但是因为它们是黑色的，所以该效果是观看者会察觉到在左眼视图中有一个朝着青色的颜色移动。因此，当偏离最佳位置来观看该显示时，观看者会察觉到依赖于正显示的图像的颜色伪像。
GB2399653揭示了一种非周期性视差栅格结构，在这种结构中，均匀间隔的狭缝构成的各个组自身都是均匀间隔的，但这些组具有不同的水平节距。还揭示了垂直条带状颜色过滤。
WO02091348揭示了具有非标准像素着色图案的单个视图或二维显示。
DE19822342揭示了P3类型的多个视图显示。为了允许观看者横向移动而同时无需使视差栅格结构相对于像素结构移动，除了正确观看该显示时可透过各个狭缝看到的那些像素列以外的附加像素列被开启。
文献“Multi-Viewpoint Autostereoscopic Displays from 4D-Vision”(Proc.SPIE，vol.4660，第212-221页(2002)，作者为Schmidt等人)以及文献“MoiréPattern Reduction in Full-Parallax Autostereoscopic Imaging Systems Using TwoCrossed Lenticular Plates as a Viewing Zone Forming Optics”(Proceedings of thetenth International Display Workshop-Fukuoka 2003，paper 3D2-2，作者为Son等人)揭示了所谓的交错视差栅格，其中各狭缝排列成与显示结构的列向成一锐角。所揭示的这种排列方式用于减小P1类型显示中的波纹图形化。
EP 1 427 223和EP 0 829 743揭示了具有重复性RGB列组的显示。
EP 1 401 216、EPO 0 860 728、US 2002/0001128和EP 0 847 208揭示了P1显示中的观看者位置指示。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种多视图显示器，包括视差光学器件，它包括以单一第一节距分隔开的多个视差元件；以及空间光调制器，它包括以第二节距排列的多个像素列，从而提供视点校正，以便为观看n个视图而创建n个主观看窗口，其中n是大于1的整数，透过每个视差元件可以在每个观看窗口中看到w个像素列，其中w是大于1的整数，每列像素具有相同的颜色，这些列具有x种不同的颜色，其中x是大于2的整数，并且这些列排列成包括相同子序列的重复性组的颜色序列，其特征在于，各组包括y个由z个列构成的子组，其中y是大于1的整数而z是大于或等于x的整数，各子组包含所有x种颜色的列，该序列的最小重复节距等于y乘z个列。
上述调制器可以包括条带状的滤色片排列，这些条带都与上述那些列对齐。
颜色的个数x可以等于3。这3种颜色可以是三原色。三原色可以是红、绿和蓝。
各子组的列的个数z可以等于x。
每个窗口中可看到的列的个数w可以等于2。每组中的子组的个数y可以等于3。每子序列可以是红、绿、蓝、绿、蓝、红、蓝、红、绿。
每个窗口中可以看到的列的个数可以等于3。每组中的子组的个数y可以等于6。每个子序列可以是红、绿、蓝、红、绿、蓝、绿、蓝、红、绿、蓝、红、蓝、红、绿、蓝、红、绿。
根据本发明的第二方面，提供了一种多视图显示器，包括视差光学器件，它包括多个视差元件；以及空间光调制器，它包括排列成行与列的多个像素，这些像素与视差光学器件相互配合以便为观看n个视图而产生n个主视点校正的观看窗口，其中n是大于1的整数，透过每个视差元件可以在每个观看窗口中看到各个单列像素，这些像素排列成用于显示各颜色图像元件的复合颜色组，各组包括在同一列中彼此相邻设置的x种不同颜色的z个像素，其中x是大于2的整数，z是大于或等于x的整数，用于各视图的各种颜色的像素被设置成在水平方向上和垂直方向上都基本上均匀间隔开，其特征在于，每组的像素的颜色在列向上的顺序都不同于同一行中各相邻组的像素的颜色在列向上的顺序。
在每种调制器上，每种颜色的像素可以被设置成在水平方向上和垂直方向上均匀间隔开。
这些像素在行方向上排列成x种不同颜色的z个像素的重复性组，其中每一行在行方向上相对于各个相邻的行都偏置了大于零且小于z个像素。相邻的行之间的偏置可以具有相同的大小。相邻的行之间的偏置可以具有相同的方向。
不同颜色的个数x可以是3。这3种颜色可以是三原色。三原色可以是红绿蓝。
每组中的像素的个数z可以等于x。
根据本发明的第三方面，提供了一种多视图显示器，包括视差光学器件，它包括多个视差单元；以及空间光调制器，它包括排列成行与列的多个像素，这些像素与视差光学器件相互配合以便为观看n个视图而创建n个主视点校正的观看窗口，其中n是大于1的整数，透过每个视差元件可以在每个观看窗口中看到每行中的w个像素，其中w是大于1的整数，其特征在于，这些行排列成多个组，并且这些视差元件排列成多个行，每一行与像素行的各个组对齐，这些像素包括不同颜色的像素组，它们排列成使得透过各行视差元件的每个视差元件而可以在各观看窗口中看到的像素颜色的序列不同于透过该视差元件行或各相邻视差元件行中的该视差元件或最接近的视差元件而可以看到的像素颜色的序列。
视差元件可以在行方向上对齐。视差元件可以在列方向上连续。这些像素可以在行方向上排列成重复性颜色序列，并且各相邻的两个组的像素行在行方向上彼此相对偏置了至少一个像素节距且该偏置的量小于所述重复性颜色序列的最小重复节距。
各种颜色的像素可以排列成多个列。各相邻的两个行的视差元件可以在行方向上彼此相对偏置。
这些偏置可以具有相同的大小。
这些偏置可以处于相同的方向上。
像素行的组或视差元件的行都排列成这样一些组，这些组在相同方向上偏置而与它们相邻的成对的组则在相反方向上偏置。
这些行构成的每一组可以包括单个行。
这些行构成的每一组可以包括多个行。这些行构成的每一组可以包括n行，所述显示器可以在肖像定向和风景定向之间旋转，并且所述视差元件被排列成提供二维视差。所述偏置可以与所述列的节距的两倍不同，以提供视点校正。每行的像素都排列成n乘w个像素的组，这些组彼此之间由列的节距分隔开。
个数w可以等于2并且不同的像素颜色序列可包括不同的组合。
个数w可以等于3并且不同的像素颜色序列可包括不同的排列。
视差光学器件可以是视差栅格。
空间光调制器可以是光衰减式调制器。该调制器可以是透射型。该调制器可以是液晶器件。
窗口的个数n可以等于2。
所述像素组可以具有三种颜色。所述三种颜色可以是三原色。所述三原色可以是红绿蓝。
因此，有可能提供一种改进的多视图显示器。这种显示器的实施方式和示例可以实现下述优点中的一个或多个的组合图像质量提高了多视图模式中的颜色伪像减小了；用在单视图模式中时的颜色伪像减少了；取决于观看者位置的颜色伪像减小了。
Pn显示(其中n大于1)提供了一个优点，即与P1显示相比，在空间光调制器的像素平面与含视差元件的平面之间的空间可以更大。因此，各平面之间的任何基板可以更厚，而这减小了制造问题，例如在处理相对较薄的玻璃的过程中所遇到的制造问题。另外，视差光学器件(比如视差栅格)有可能或更易于采用有源类型，同时无需使用像薄玻璃这样的薄基板。因此，更易于提供一种可以在多视图和单视图模式之间进行切换的显示器。例如，视差栅格可以用液晶器件来具体实施，液晶器件能够切换到基本上均匀透视的模式，以便有效地禁用视差栅格并允许正常观看单个视图或通过较宽的观看区域来进行观看。
作为示例，下文将参照附图进一步描述本发明，其中图1是一种已知的多视图显示的水平横截面图；图2和3是示出了观看区域的产生和视点校正的效果的平面图；图4是另一种已知的多视图显示的水平横截面图；图5是示出了不同类型的已知多视图显示的平面图；图6示出了由已知的P2显示类型所产生的不想要的颜色伪像；图7和8示出了在一种已知的P3显示类型中不想要的视觉伪像的产生过程；图9是示出了用于构成本发明一实施方式的多视图P2显示的图；图10是示出了用于构成本发明一实施方式的多视图P3显示的图；图11是示出了用于构成本发明若干实施方式的P2和P3显示的图；图12示出了用在本发明一实施方式中的另一种像素排列方式；图13是示出了已知P1显示类型和用于构成本发明一实施方式的P1显示类型的图；图14-16示出了用于构成本发明若干实施方式的其它用于显示的像素排列方式；图17和18示出了用于构成本发明若干实施方式的、带有交错栅格狭缝排列方式的P2显示类型；图19示出了用于构成本发明一实施方式的、带有交错栅格狭缝排列方式的P3显示类型；图20示出了带有Z字形栅格狭缝排列方式的、图19所示类型的显示；图21示出了带有Z字形栅格狭缝排列方式的、图17所示类型的显示；图22示出了具有肖像和风景观看模式并构成本发明一实施方式的P3显示类型；以及图23示出了具有肖像和风景观看模式并构成本发明一实施方式的P3显示类型。
具体实施例方式
在所有附图中，相同的标号指代相同的部分。
下文所描述的多视图显示都是双视图类型，但是也可以提供多于两个视图的显示。这种显示可以用于像自动立体三维图像显示等任何合适的应用，并且向不止一个观看者显示多个可能相互独立且不相关的图像。所有的显示都是由红绿蓝像素构成的彩色显示，RGB像素三个一组用于形成复合颜色或“白色”的组。然而，其它排列方式也是可能的，比如包括RGGB像素或RGYB像素的复合组，其中Y像素是白色的。这些显示包括作为空间光调制器的平板液晶器件以及作为视差光学器件的视差栅格。然而，也可以使用其它类型的空间光调制器(包括发光类型的)以及其它类型的视差光学器件。
图9所示的P2显示包括LCD 20和视差栅格25，使得透过视差栅格25的每个狭缝可以在每个观看区域中看到带有相关滤色片条带的两列像素。这种显示与已知的显示类型的区别在于红绿蓝滤光片条带的水平顺序，这些滤光片条带在像素的列向垂直地延伸并且每个滤光片条带只与单个像素列相关。特别是，滤光片序列(图9中从左向右)包括RGBGBRBRG滤光片条带这种重复性子序列。
这种排列方式减少了多视图显示中不想要的颜色伪像。然而，如果这种显示被用在二维或单视图模式中，其中禁用或除去了视差栅格25，则可能产生其周期为9个像素列的不想要的颜色条带。例如，在这种模式中，在40处示出了蓝色像素的密度相对较高的区域。
图10示出了P3显示，其中水平或行方向上的像素颜色序列与已知的显示不同。在这种显示中，像素颜色被安排成RGBRGBGBRGBRBRGBRG这种重复性序列。这种排列方式导致当观看者在该显示器面前横向移动时不同的列中出现不同的颜色移动，所以在足够大的观看距离处，上述所述的因观看者移动而产生的颜色移动伪像得以减小并且可能是察觉不到的。然而，当用在单个视图模式中且视差栅格25被除去或被禁用时，颜色条带伪像可能是可见的(在40处示出了蓝色密度较高的区域)。
图11示出了备选的P2和P3显示，其中像素并未排列成单一颜色的列。在这些显示中，每一行包括重复性的RGB像素序列。然而，相邻行中的图案在行方向上交错或偏置一个像素，使得在LCD 20上每种颜色的像素对角地排成一线。在P2显示中，透过栅格狭缝，多种颜色垂直地“进行调和”，使得在多视图和单视图模式中不想要的颜色伪像基本上避免了。相似的是，在P3显示中，不同的颜色移动出现在不同的行中，所以不想要的颜色移动伪像基本上避免了。
图12示出了用于P2或P3显示的备选像素颜色图案，它与图11所示的区别在于，这些行在一个方向上交错或偏置了三行，然后又在相反的方向上交错或偏置了三行。例如，在单视图模式中，这种排列方式可以用于去除或减小由图11中的对角颜色条带所引起的任何不想要的效果。
在LCD具有三种不同颜色的像素的情况下，相邻的行可以偏置一个或两个像素节距。作为一种备选方案，在每一行中，可以改变像素颜色的顺序。
图13中在41处示出了已知类型的P1显示，而在42处示出了构成本发明一实施方式的P1显示。在42处的P1显示使用了与图11所示显示相同的颜色像素图案，使得各观看窗口中可见的每种颜色的像素在水平方向和垂直方向上基本上都是均匀间隔的，当然垂直和水平节距有可能彼此不同。
例如，当P2和P3显示被用作自动立体三维显示时，因为与视差栅格结构有关的颜色像素图形化的存在，便有可能在不同颜色的像素之间出现双目视差。这可能导致非预期的立体特征。例如，原本应在离观看者相同距离处出现的红色平面和绿色平面可能看起来在深度上是分开的。
图14-16示出了颜色像素图案，它们可以被用于减小各种颜色之间的双目视差的变化。图14和15示出了与P2类型的显示一起使用的图案。因此，图14示出了各种颜色排列成RGRGBRBRGBGB这种水平重复性序列的垂直条带的图案。
图15示出了基于相同重复性颜色序列的图案，但是其中相邻的行偏置了四个像素列宽度。图16中所示的图案与图9所示的相同。
在之前描述的实施方式中，各视差栅格25都包括均匀间隔的连续的垂直狭缝。在图11、12和15所示的实施方式中，相邻的像素行颜色在行方向上彼此偏置。连续的垂直狭缝等价于并可能被视为用于各行的单独的狭缝，这些狭缝在行方向上彼此对齐以便在列方向上形成连续的垂直狭缝。然而，通过使偏置的狭缝行与颜色像素图案相互配合，其中各像素列具有相同的颜色，便可以实现相似的性能。
图17示出了这种排列方式的一个示例，其中滤色片条带被排列成重复性的RGB条带序列。每行像素都与狭缝行相互配合，其中相邻行的狭缝约偏置了像素列节距(从而允许视点补偿)。这种排列方式可以用在P2显示类型中，并且有效地等价于图11所示的P2显示。
图18示出了一种P2显示，其中视差栅格中相邻的狭缝行之间的偏置等于像素列节距的大致两倍(从而允许视点补偿)。
图19示出了一种P3显示，其中相邻的狭缝行彼此相对偏置了大约一个像素列节距(从而允许视点补偿)。
为了避免串扰，图17-19所示类型的显示使观看者在垂直移动方面受限。特别是，如果观看者从预期水平观看平面上面或下面来观看该显示，则透过视差栅格狭缝，错误的像素变得可见。通过减小各狭缝的高度以提供更大的垂直观看自由，便可以减小上述效应，其代价便是对于给定的显示照明而言亮度减小了。
图20和21分别示出了图19和17所示P3和P2显示的修改，以便减小或除去可能无法接受的任何对角“绑定”。在这些显示中，视差栅格狭缝行在一个方向上偏置了三行，然后在相反的方向上又偏置了三行。
图22示出了一种P3显示，它可以用于肖像观看模式或风景观看模式，或者可以在这些模式之间进行切换。LCD 20包括带有重复性RGB条带组的垂直条带滤色片，例如，就像图7所示那样。各个颜色像素排列成正方形复合颜色组，所以当该显示定向在肖像模式中时各行的节距p2大约是各列的节距p1的三倍。
视差栅格包括比如50个正方形的小孔构成的图案。在肖像模式中，小孔50排列成多个行，其节距与6p1不同，以便提供视点校正。相邻的行彼此相对大约偏置了列节距p1，并且各行的小孔50与两行像素相互配合。
在图22中，不同颜色的像素由不同的阴影来表示，并且用于显示左和右图像像素的那些像素分别由L和R来表示。
在肖像模式中，图22的显示按与图19所示相同的方式克服了上文所描述的颜色移动伪像。
在风景模式中，该显示有效旋转了90度，使得栅格小孔50排列成节距为2p2的多个列。在这种观看模式中，观看者30的右眼和左眼能够在较宽的横向观看范围中看到不同颜色的同一像素区域。
LCD像素到左和右图像的分配过程是在肖像和风景模式之间变化的。当该显示是可以在这两种模式之间进行切换的那种类型时，可以设置一显示控制器，以便当显示定位改变时用于将这些像素正确地分配到左和右视图。这可以是自动启动的或手动启动的。
如果不要求该显示能在肖像和风景观看模式中进行切换，则显示控制器可以被预设为针对该显示的操作模式来提供像素分配。
图23仅示出了另一种可在肖像和风景模式之间切换的P3显示的肖像模式。对于图23所示的双视图显示，像素行排列成六个一组，各组由像51这种已切换成黑色状态的像素来分隔。或者，这种像素51可以被用于显示多个视图之一的数据，或者可以得到控制以显示出适合于两种视图的灰度级，以增大观看者的自由度。小孔构成的行在行方向上是交错的，其交错的量值不同于列节距的两倍，以便提供视点校正。相似的是，在相邻的行中，已切换到黑色的像素51是交错的，其交错的量值是列节距的两倍。在每行中都存在用于分隔六个像素构成的各个组的“冗余”像素51，这导致透过每个小孔50可以从每个主观看区域中看到颜色，小孔50位于该显示上行方向中按红绿蓝循环的三个像素一组的中间。相邻两行之间冗余或黑色像素的交错导致了横跨四行而平衡的颜色，并且提供了观看者不易看到的相对较小的颜色分离。
为了提供二维或单视图操作模式，所有实施方式中的视差栅格可以被除去或被禁用。例如，视差栅格可以包括具有合适的电极-图形化的可切换式液晶单元，以便可以在具有栅格结构的多视图模式和禁用栅格结构的单视图模式之间进行切换。
权利要求
1.一种多视图显示器，包括视差光学器件(25)，它包括以单一第一节距分隔开的多个视差元件；以及空间光调制器(20)，它包括以第二节距排列的多个像素列，从而提供视点校正，以便为观看n个视图而创建n个主观看窗口，其中n是大于1的整数，透过每个视差元件可以在每个观看窗口中看到w个像素列，其中w是大于1的整数，每列像素具有相同的颜色，这些列具有x种不同的颜色，其中x是大于2的整数，并且这些列排列成包括相同子序列的重复性组的颜色序列，其特征在于，各组包括y个由z个列构成的子组，其中y是大于1的整数而z是大于或等于x的整数，各子组包含所有x种颜色的列，所述序列的最小重复节距等于y·z个列。
2.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述调制器(20)包括条带状的滤色片排列方式，其条带与所述多个列对齐。
3.如权利要求1或2所述的显示器，其特征在于，颜色的个数x等于3。
4.如权利要求3所述的显示器，其特征在于，所述3种颜色是三原色。
5.如权利要求4所述的显示器，其特征在于，所述三原色是红、绿和蓝。
6.如前述权利要求中任一项所述的显示器，其特征在于，各子组的列的个数z等于x。
7.如前述权利要求中任一项所述的显示器，其特征在于，每个窗口中可看到的列的个数w等于2。
8.如权利要求7所述的显示器，其特征在于，每组中的子组的个数y等于3。
9.如权利要求8所述的显示器，当依赖于权利要求5和6时，其特征在于，各子序列是红、绿、蓝、绿、蓝、红、蓝、红、绿。
10.如权利要求1到6中任一项所述的显示器，其特征在于，每个窗口中可看到的列的个数w等于3。
11.如权利要求10所述的显示器，其特征在于，每组中的子组的个数y等于6。
12.如权利要求11所述的显示器，当依赖于权利要求5和6时，其特征在于，各子序列是红、绿、蓝、红、绿、蓝、绿、蓝、红、绿、蓝、红、蓝、红、绿、蓝、红、绿。
13.一种多视图显示器，包括视差光学器件(25)，它包括多个视差元件；以及空间光调制器(20)，它包括排列成行与列的多个像素，这些像素与视差光学器件(25)相互配合以便为观看n个视图而创建n个主视点校正的观看窗口，其中n是大于1的整数，透过每个视差元件可以在每个观看窗口中看到各个单列像素，这些像素排列成用于显示各种颜色图像单元的复合颜色组，各组包括在同一列中彼此相邻设置的x种不同颜色的z个像素，其中x是大于2的整数，z是大于或等于x的整数，用于各视图的各种颜色的像素被设置成在水平方向上和垂直方向上都基本上均匀间隔开，其特征在于，每组的像素的颜色在列向上的顺序都不同于同一行中各相邻组的像素的颜色在列向上的顺序。
14.如权利要求13所述的显示器，其特征在于，在所述调制器(20)上，各种颜色的像素被设置成在水平方向上和垂直方向上基本上都均匀间隔开。
15.如权利要求13或14所述的显示器，其特征在于，所述像素在行方向上排列成x种不同颜色的z个像素的重复性组，其中每一行在行方向上相对于各个相邻的行都偏置了大于零且小于z个像素。
16.如权利要求15所述的显示器，其特征在于，相邻的行之间的偏置具有相同的大小。
17.如权利要求15或16所述的显示器，其特征在于，相邻的行之间的偏置具有相同的方向。
18.如权利要求13到17中任一项所述的显示器，其特征在于，不同颜色的个数x是3。
19.如权利要求18所述的显示器，其特征在于，所述三种颜色是三原色。
20.如权利要求19所述的显示器，其特征在于，所述三原色是红、绿和蓝。
21.如权利要求13到20中任一项所述的显示器，其特征在于，每组中的像素的个数z等于x。
22.一种多视图显示器，包括视差光学器件(25)，它包括多个视差元件；以及空间光调制器(20)，它包括排列成行与列的多个像素，这些像素与视差光学器件(25)相互配合以便为观看n个视图而创建n个主视点校正的观看窗口，其中n是大于1的整数，透过每个视差元件可以在每个观看窗口中看到每行中的w个像素，其中w是大于1的整数，其特征在于，这些行排列成多个组，并且这些视差元件排列成多个行，每一行与像素行的各个组对齐，这些像素包括不同颜色的像素组，它们排列成使得透过各视差元件行中的每个视差元件而可以在各观看窗口中看到的像素颜色的序列不同于透过该视差元件行或各相邻视差元件行中的该视差元件或最接近的视差元件而可以看到的像素颜色的序列。
23.如权利要求22所述的显示器，其特征在于，所述视差元件在行方向上对齐。
24.如权利要求23所述的显示器，其特征在于，所述视差元件在列向上是连续的。
25.如权利要求23或24所述的显示器，其特征在于，所述像素在行方向上排列成重复性的颜色序列，而各相邻的两个组的像素行在行方向上彼此相对偏置了至少一个像素节距且该偏置的量小于所述重复性颜色序列的最小重复节距。
26.如权利要求22或23所述的显示器，其特征在于，每种颜色的像素排列成多个列。
27.如权利要求26所述的显示器，其特征在于，每对相邻的两个行的视差元件在行方向上彼此相对有偏置。
28.如权利要求25或27所述的显示器，其特征在于，所述偏置都具有相同的大小。
29.如权利要求25、27和28中任一项所述的显示器，其特征在于，所述偏置都处于相同的方向。
30.如权利要求25、27和28中任一项所述的显示器，其特征在于，像素行的组或视差元件的行都排列成这样一些组，这些组在相同方向上偏置而与它们相邻的成对的组则在相反方向上偏置。
31.如权利要求22到30中任一项所述的显示器，其特征在于，这些行构成的每一组都包括单个行。
32.如权利要求22到30中任一项所述的显示器，其特征在于，这些行构成的每一组都包括多个行。
33.如权利要求32所述的显示器，其特征在于，这些行构成的每一组都包括n行，所述显示器可以在肖像定向和风景定向之间旋转，并且所述视差元件被排列成提供二维视差。
34.如权利要求33所述的显示器，当依赖于权利要求27时，其特征在于，所述偏置与所述列的节距的两倍不同，以提供视点校正。
35.如权利要求33或34所述的显示器，其特征在于，每行的像素都排列成n乘w个像素的组，这些组彼此之间由列的节距分隔开。
36.如权利要求22到35中任一项所述的显示器，其特征在于，所述个数w等于2并且不同的像素颜色序列包括不同的组合。
37.如权利要求22到36中任一项所述的显示器，其特征在于，所述个数w等于3并且不同的像素颜色序列包括不同的排列。
38.如前述权利要求中任一项所述的显示器，其特征在于，所述视差光学器件(25)是视差栅格。
39.如前述权利要求中任一项所述的显示器，其特征在于，所述空间光调制器(20)是光衰减式调制器。
40.如权利要求39所述的显示器，其特征在于，所述调制器(20)是透射型。
41.如权利要求39或40所述的显示器，其特征在于，所述调制器(20)是液晶器件。
42.如前述权利要求中任一项所述的显示器，其特征在于，窗口的个数n等于2。
43.如权利要求22到42中任一项所述的显示器，其特征在于，所述像素组具有三种颜色。
44.如权利要求43所述的显示器，其特征在于，所述三种颜色是三原色。
45.如权利要求44所述的显示器，其特征在于，所述三原色是红绿蓝。
全文摘要
一种多视图显示器，包括视差光学器件，比如视差栅格(25)；以及空间光调制器(20)，它具有多个排列成行和列的像素。视差光学器件(25)与像素结构相互配合，以创建多个主视点校正的观看窗口。这些行排列成多个组，并且这些视差元件排列成多个行。每个视差元件与像素行的各个组对齐。这些像素包括不同颜色的像素组，它们排列成使得透过各视差元件行中的各视差元件而在每个观看窗口中能看到的可见颜色序列不同于透过该视差元件行或每个相邻视差元件行中的该视差元件或最接近的视差元件而看到的像素颜色序列。
文档编号G02B27/22GK101049028SQ20058003636
公开日2007年10月3日 申请日期2005年9月20日 优先权日2004年9月21日
发明者A·伊万斯, G·琼斯, J·马瑟 申请人:夏普株式会社