专利名称：二维/三维可转换显示装置显示方法个人数字助理及电脑的制作方法
二维/三维可转换显示装置显示方法个人数字助理及电脑
技术领域：
本发明涉及光电子和裸眼立体显示技术，更特别地，涉及一种参数可调的裸眼立体显示系统和方法。
背景技术：
由于裸眼立体显示技术可以提供不受特殊眼镜或其他助视器件限制的三维图像， 而受到了市场的高度关注。传统的裸眼立体显示技术一般会采用在普通平板显示器上附加一层静态的视差屏障或透镜屏幕(Parallax Barrier或者Lens Array)来实现立体显示的效果。此类静态的视差屏障或透镜屏幕是按一些系统参数而生产的。这样的生产过程的结果是视差屏障或透镜屏幕一旦制成，相应的系统参数例如光栅宽度等就被固定了，如果不重新生产的话就不能改变这些相应的系统参数。并且，传统的裸眼立体显示技术是通过视差屏障或透镜屏幕利用立体图像对的两个图像的视差来显示三维图像的，而视差屏障或透镜屏幕往往设有较小的固定光栅宽度。 固定的光栅宽度对图像视差的采样范围有一定的限制，所以在显示超过视差范围的立体图像对时，就会引起诸如串扰、重影等现象。但如果用一个比较大的光栅宽度来设计视差屏障或透镜屏幕，那么虽然可以有较大的视差表示范围，但是画面的清晰度就会被降低。一些虚拟现实系统显示技术也已发展到被用来动态地改变视差屏障条的宽度。例如，美国专利申请公开号20080143895，名为“动态视差屏障裸眼立体显示系统和方法”，披露了一个这样的虚拟现实显示系统，它使用一个特定的两套LCD叠加的系统根据头部运动跟踪来动态生成视差屏障条。然而，这种技术可能仅限制于其披露的一个特定的两套LCD 叠加的系统，并且往往无法处理动态生成视差屏障条带来的影响。本发明专利披露的方法和系统是用来针对上述一个或多个问题及其他问题的。
发明内容为了解决上述问题，本发明提出了一种系统参数可调整的裸眼立体显示系统， 根据不同要求来调整立体显示系统的相关参数。例如，根据本发明的一个实施例，本发明包括一种裸眼立体显示系统。该裸眼立体显示系统包括一个用来显示多个具有视差的图像的显示装置和一个光学器件，所述光学器件在电信号控制下可改变其光学参数，所述光学器件配合所述显示装置，对视差图像的光线进行分离并传播至预定的视场方向。进一步地，所述光学器件包括具有多个第一型电极的第一基板；具有至少一个第二型电极的第二基板，以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的光学材料，当多个电压施加于所述第一型电极和所述第二型电极时，所述光学材料被设置形成一个参数可调的透镜光栅。进一步地，所述多个第一型电极呈第一方向排布，第一数目个所述第一型电极形成透镜光栅的一个透镜单元并确定此透镜单元的一个宽度。
进一步地，进一步包括一控制器，所述控制器设置第二数目个第一型电极的电压来形成所述透镜单元并调整所述透镜单元的宽度。进一步地，所述多个第一型电极呈条状，以及所述第二型电极包括多个条状电极并且相对应于所述第一型电极呈所述第一方向排布。进一步地，所述多个第一型电极呈条状，所述第二型电极为平面状电极。进一步地，所述多个第一型电极呈条状，以及所述第二型电极包括多个呈第二方向排布的条状电极。进一步地，还包括覆盖所述第一型电极的一个绝缘层，以及多个 第三型电极呈第二方向排布并和第一型电极通过绝缘层相叠加，多个第一型电极和多个第三型电极形成一个交错网络。进一步地，第一数目个第三型电极决定透镜单元的长度，以及设置第二数目个第三型电极来动态调整此透镜单元的长度。进一步地，一个透明导电材料薄膜层被分隔为多个透明导电材料薄膜片，一透明导电材料薄片覆盖一个网格区域并成为一个电极，以及多个开关电路放置于交错网络交叉点上并和多个透明导电材料薄膜片相连接。进一步地，多个第三型电极和多个晶体管开关电路相连接并控制多个晶体管开关电路的开关，以及多个第一型电极和多个晶体管开关电路相连接并向多个透明导电材料层提供多个电压以形成透镜单元。进一步地，多个第一型电极、多个第三型电极、绝缘层、透明导电材料薄膜层、和多个晶体管开关电路均设置在第一基板上。进一步地，所述控制器通过一个扫描序列对多个第三型电极扫描，对每个扫描到的第三型电极，打开连接在此第三型电极上的晶体管开关电路，对多个第一型电极施加多个电压。进一步地，所述控制器通过一个扫描序列对每个透镜单元中的第三型电极以透镜单元为单位进行扫描，对每个扫描到的透镜单元，打开所有连接在此透镜单元中的第三型电极上的晶体管开关电路，对多个第一型电极施加多个电压，然后关闭该等晶体管开关电路以保持电压。再例如，根据本发明的另一个实施例，本发明包括一种使用在立体显示系统中的方法。此立体显示系统包括一个用来显示视差图像的显示装置和一个与显示装置连接的光学器件。此光学器件和显示装置结合并对被显示的视差图像的光线进行分离并传播至预定的视场方向。所述方法包括以下步骤接收有关立体显示系统的使用信息；基于接收的使用信息，决定是否要调整光学器件的至少一个系统参数；当决定调整系统参数时，计算出视差图像的视差信息和/或立体显示区域信息；根据视差信息和/或立体显示区域信息确定光学器件的至少一个新的系统参数；以及调整光学器件到新的系统参数值。进一步地，还包括调整光学器件使用新的系统参数值后的视差图像的视差；以及控制显示设置以显示调整视差后的视差图像。进一步地，立体显示系统的使用信息至少包括观看距离发生变化的信息和视差图像的视差超出范围，以及立体显示区域的信息的其中之一。进一步地，光学器件被设置成一个透镜阵列，系统参数至少包括透镜阵列的透镜单元的宽度和透镜长度的其中之一。进一步地，动态调整光学器件到新的系统参数值这一步骤包括 根据新的系统参数值调整透镜单元中第一方向排布的电极的数目以改变透镜单元的宽度。进一步地，动态调整光学器件到新的系统参数值这一步骤包括根据新的系统参数值调整透镜单元中第二方向排布的电极的数目以改变透镜单元的长度。进一步地，调整光学器件使用新的系统参数值后的立体图像对的视差这一步骤包括决定透镜单元的焦距的变化值，以及以一定比例对立体图像对的视差进行调整以减少焦距变化的影响。再例如，根据本发明的另一个实施例，本发明包括一种光学器件。所述光学器件包括具有多个第一型电极的第一基板和具有至少一个第二型电极的第二基板。所述光学器件还包括位于所述第一基板和所述第二基板之间的光学材料。所述光学材料被设置形成一个参数可调的透镜光栅以对多个具有视差的图像的光线进行分离并传播至预定的视场方向。 当多个电压施加于所述第一型电极和所述第二型电极时，所述光学材料在电信号控制下可改变其光学参数。进一步地，所述多个第一型电极呈第一方向排布，第一数目个所述第一型电极形成透镜光栅的一个透镜单元并确定此透镜单元的一个宽度；以及第二数目个第一型电极形成所述透镜单元并调整所述透镜单元的宽度。进一步地，所述多个第一型电极呈条状，所述第二型电极为平面状电极。进一步地，还包括覆盖所述第一型电极的一个绝缘层；以及多个第三型电极呈第二方向排布并和第一型电极通过绝缘层相叠加，多个第一型电极和多个第三型电极形成一个交错网络。进一步地，第一数目个第三型电极决定透镜单元的长度，以及设置第二数目个第三型电极来动态调整此透镜单元的长度。进一步地，还包括一个透明导电材料薄膜层被分隔为多个透明导电材料薄膜片， 一透明导电材料薄片覆盖一个网格区域并成为一个电极，以及多个开关电路放置于交错网络交叉点上并和多个透明导电材料薄膜片相连接。进一步地，多个第三型电极和多个晶体管开关电路相连接并控制多个晶体管开关电路的开关，以及多个第一型电极和多个晶体管开关电路相连接并向多个透明导电材料层提供多个电压以形成透镜单元。进一步地，多个第一型电极、多个第三型电极、绝缘层、透明导电材料薄膜层、和多个晶体管开关电路均设置在第一基板上。另外，本领域的一般技术水平人员也可以根据本披露的说明书、权利要求、和附图理解本发明的其他方面。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图IA表示了一种示范可控参数裸眼立体显示系统的框图。图IB表示了一种示范可控参数裸眼立体显示系统的截面视图。
图2A表示了一种示范光学器件的结构示意图。图2B表示了另一种示范光学器件的结构示意图。图2C表示了一种示范效果单元的结构示意图。图2D表示了另一种示范光学器件的结构示意图。图2E表示了另一种示范光学器件的结构示意图。图3表示了一种示范立体显示装置的控制器的框图。图4表示了立体显示装置一种示范控制流程示意图。
具体实施方式
本发明的详细描述将以附图中所示意的示范实施例为参考。只要有可能，在所有附图中引用相同或类似的部分时将用同样的标号。图IA显示了一种示范可控参数立体显示系统的框图。如图IA所示，一种裸眼立体显示系统100包括一个光学器件10、一个控制器11、一个显示装置12和一个信号源13。 在不偏离此披露的原则的前提下，其他组件可能会被加入或某些组件可能不再包括在内。显示装置12包括任何合适在消费电子产品、专业设备、或其他需要信息显示系统中使用的的显示装置，如等离子显示器(PDP)、阴极射线管(CRT)显示器、液晶显示器 (LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、以及其他类型的显示器。显示装置12和信号源13 连接来显示二维(2D)图像和三维(3D)图像。信号源13可包括任何适当的音频、视频、以及图像的来源，例如从机顶盒、数字接收器、电视调谐器、信息存储器、或DVD或其它媒体播放器输出的图像。对于三维图像，提供给信号源13的信息可以是具有一定视差的图像组以供一个观众的左眼和右眼分别观看，而显示装置12则同时显示这些图像组。三维图像可能包括至少两个具有视差的图像(也称作立体图像组或立体图像对)以供显示装置12显示其三维图像。三维图像可以是立体或双视图格式，这意味着一个三维图像包括对应于两个视点的两幅图像第一图像和第二图像。例如，一个三维图像包括为观众的左眼观看的第一图像 (即左视图)和为观众的右眼观看的第二图像(即右视图)，并且左视图和右视图之间存在一定的视差。三维图像也可能是多视图格式，这意味着一个三维图像包括对应于多个视点的多个图像。例如，一个三维图像可能包括第一，第二，...，和第N个图像(N为一大于2的整数)。N图像中相邻图像之间存在一定的视差由观众的左右眼分别观看。此外，显示装置12和光学器件10结合来实现对被显示图像组的光线进行定向传播以分离图像组的图像到预定的视场方向，从而向观众显示基于此图像组的三维图像。即观众两个眼睛能够分别只看到对应的图像，从而形成立体视觉。光学器件10可包括任何可以用来通过定向光传输而分开分别为左眼和右眼观看的图像组以产生立体视觉的光学器件。例如，光学器件10可包括一个视差屏障和/或透镜屏幕用来分开交错显示的左、右图像组以供单个或多个观众观看。光学器件10也可包括其他类型的结构。光学器件10的系统参数可以被动态调节以提高三维图像的显示质量和/或用户的视觉体验。这些可动态调节的系统参数可包括光学器件10的光栅宽度、光栅长度、和/或光栅方向，以及光学器件10的亮度、透明度和其他特征。例如，光学器件10可以被动态设置成普通透明状态，使其对光的传播不产生影响，这样裸眼立体显示系统100就成为一个二维图像显示系统，或者光学器件10可以被动态设置成视差屏障和/或透镜屏幕状态以便进行三维图像显示(如下面部分解释)。控制器11可在操作状态下进行上述2D/3D显示的转换。控制器11可被用来控制光学器件10 (例如，控制某些可调系统参数)。也就是说， 光学器件10具有电信号控制的可调系统参数或光学参数。控制器11也可控制裸眼立体显示系统100 (包括显示装置12)的运作。此外，控制器11可包括任何适合为裸眼立体显示系统100提供控制功能的控制装置或器件。图3显示了一个示范控制器的框图。 如图3所示，控制器11可包括一个处理器302、一个随机存取存储器(RAM) 304、一个只读存储器(ROM) 306、一个通信接口 308、一个输入/输出接口单元310、一个驱动装置 312。在不偏离此披露的原则的前提下，其他组件可能会被加入或某些组件可能不再包括在内。处理器302可包括任何适当的通用微处理器、数字信号处理器、或微控制器、或特定应用集成电路(ASIC)。处理器302可以执行一些电脑程序指令序列来执行与裸眼立体显示系统100有关的各种流程。这些计算机程序指令可被从只读存储器306加载到RAM 304 以供处理器302执行。通信接口 308提供通信连接以便使裸眼立体显示系统100可远程访问和/或通过各种通信协议，如TCP/IP、HTTP等，和其他系统或计算机网络进行通信。输入/输出接口单元310可提供给用户以输入信息到裸眼立体显示系统100中或给用户来自裸眼立体显示系统100的信息。例如，输入/输出接口单元310可包括任何适当的输入设备，例如一个遥控器、键盘、鼠标、触屏电脑、语音通讯设备，或其他光学或无线输入设备。此外，驱动装置312 可包括任何合适的驱动电路来驱动各种器件和装置，如光学器件10和/或显示装置12。驱动装置312的驱动电路也可向光学器件10的各种电极提供不同的电压。图IB表示了一种示范可控参数裸眼立体显示系统的截面视图。如图IB所示，光学器件10可放在显示装置12之上或和显示装置12相结合。光学器件10可包括第一基板 102、第二基板103、和光学材料101。基板102和103可由任何适当的材料(如玻璃或硅片)制成。光学材料101可包括任何合适的光学材料，其可以根据不同电压呈现出不同的折射率变化或者针对光的通过在开关状态间变化。例如，光学材料101可包括向列液晶、铁电液晶、其他类型的液晶以及电润湿材料，一些其他类型的具有相同或相似性质的高分子材料也可应用于该光学器件10中。光学材料101可被置于基板102和103之间。电极部分110和电极部分111分别连接到或者使用薄膜技术附在基板102和103的表面。在电极部分110和111的电极之间所施加的电压能够造成光学材料101的折射率或者开关状态的变化。这种变化可以达到透镜的效果，从而实现定向光传输功能以符合裸眼立体显示之需要。此外，在电极部分110、 111施加不同的电极电压也可以改变透镜光栅的参数。因为这样形成的透镜有光栅的一些特征，在此披露中透镜和透镜光栅具有相同的意义，可以互换使用。电极部分110可包括单个电极或多个电极，电极部分111也可包括单个电极或多个电极。这些单个电极或多个电极的形状可以设计成任何适当的形状，如平面、条状、线状、或其他几何形状。此外，当使用多个电极时，其排布方式可以是纵向排布或横向排布。纵向排布和横向排布只是举例，其他方向或安排也可使用。图2A-2E表示了光学器件10的一些示范结构。如图2A所示，电极部分110和112均包括多个横向排布的条状电极。不同的电压可以施加在不同的电极上。电极部分Iio的一定数目个电极和电极部分112的一定 数目个电极可合起来组成一个效果单元202。为了方便说明，可认为效果单元202中电极部分110 的电极数目和相对应电极部分112的电极数目是相同的，为‘η’。当不同电压施加于电极部分110和112的η个电极时，η个电极上施加的不同电压会形成一个电场。该电场可导致电极之间的光学材料101发生某些变化。例如，该电场可以控制光学材料101 (例如液晶)的分子沿电场按照一定的角度排列，在不同的位置具有不同的折射率和光程。这样，控制η个电极的电压的大小就可以控制效果单元202中光学材料101的材料分子的排列，从而使得这个单元具有透镜效果。也就是说，效果单元202成为一个透镜单元(例如，一个Lenticular lens)。这些电压可施加于电极部分110和112中的任何一个， 或可同时施加于电极部分110和112。另外，裸眼立体显示系统100也设置成从显示装置 12所显示的图像在此透镜单元的焦平面上。因此，在操作过程中，光学器件10可以被设置为一个效果单元阵列(例如，一个Lenticular lens屏幕)也就是一个透镜阵列以实现裸眼立体显示。此外，光学器件10的系统参数也可以被动态调整。例如，如果有需要调整透镜光栅的宽度，可以让一个效果单元中电极部分110和/ 或112的电极数目包含m条电极而不是原来的η个电极。当m < η时，则效果单元202的透镜光栅宽度减小，当m > η时，则效果单元202的透镜光栅宽度增加。但是，由于效果单元202的厚度并不改变，效果单元202光栅宽度的变化可能改变效果单元202的焦距。焦距的变化可能会导致显示装置12的像素偏离光学器件10的焦平面。为了提高光学器件10显示三维图像的质量，电极数目的变化(即m相对于η的变化)可被限定在一定范围内，这样焦距变化就可以最小化。同时，可通过图像处理的手段对立体图像对的视差进行优化处理或调整，使得光栅宽度变化后的立体图像对的视差范围按照一定比例整体上有轻微的缩小，这样就使得焦距轻微的变化不会引起关注。其他方法也可以被用来达到此目的。图2Β表示了光学器件10的另一种示范结构示意图。如图2Β所示，除了基板102、 103和电极部分110，光学器件10还包括一个电极部分113、一个电极部分114、和一个绝缘层115。绝缘层115可覆盖电极部分110并可连接到基板102上。电极部分113可包括一个单一的平面形状电极，电极部分110可包括多个横向排布的条形电极，电极部分114可包括多个纵向排布的条形电极。此外，电极部分110与电极部分114通过绝缘层115而相叠力口，这样电极部分110的多个横向排布的条形电极和电极部分114的多个纵向排布的条形电极交错形成网状分布，每个交错网格单元可独立地施加于不同电压(类似于薄膜晶体管 (TFT)结构)。这种网格结构可让每个不同的区域具有不同的光栅宽度，长度，以及其他参数。例如，光学器件10的一个效果单元204可包括电极部分110的nl条横向排布的条形电极和电极部分114的n2条纵向排布的条形电极。那么nl条电极上施加的不同电压(同时在π2电极上施加相同或不同的电压)会形成一个电场，该电场可以控制效果单元204中光学材料 101的分子沿电场按照一定的角度排列，在不同的位置具有不同的光程，从而使得这个单元具有透镜效果，能够用来进行立体显示。这样，横向排布的nl条电极形成透镜效果，并控制透镜单元在水平方向(横向)上的光栅宽度。在另外一方面，纵向排布的条形电极可控制透镜单元在纵向上的长度。这样，透镜单元(即效果单元204)的光栅长度和光栅宽度都可动态调整。因此光学器件10可以被设置为可调光栅宽度和长度的一个或多个透镜阵列。图2C表示了效果单元204的一种电极安排的示范结构示意图。如图2C所示，效
果单元204包括电极部分110的nl (从1,2,3,4,5,......到nl)个电极，和电极部分114
的n2(从1，2，3，4，......到π2)个电极。此外，nl个电极可以是横向排布的线状电极，而
n2个电极可以是纵向排布的线状电极。nl个电极和/或π2个电极也可以是条状电极(其他形状也可适用)。另外，开关电路116 (例如，晶体管开关或其他具有相同或相似功能的有源开关器件，此处以晶体管开关为例介绍)，可放置在电极部分110的nl个电极和电极部分114的n2个电极的交叉点上。例如，如图2C所示，在电极部分114的电极2和电极部分 110的所有电极的每一个交叉点都放置一个开关电路116。一个开关电路116可包括任何适合用于施加及保持一定电压的晶体管开关或门开关。透明导电材料薄膜层117 (ΙΤ0，IZO等材料)可被置于光学材料101的顶部。透明导电材料薄膜层117可和光学材料101相结合并且可被分隔为多个透明导电材料薄膜片， 一片透明导电材料薄膜通常覆盖一个网格区域。一片透明导电材料薄膜连接一个开关电路 116，以形成一个较大的电极，从而产生一个均勻的电场，并改善电压分布和电压保持。电极部分110、电极部分114、绝缘层115、开关电路116、和透明导电材料薄膜117都可以采用薄膜技术附加到基板102上。其他配置和方法也可使用。电极部分114的一个纵向排布的电极可作为开关电路116的开关控制，此电极可与一个开关电路116 (—个晶体管开关)的栅极相连接。电极部分110的一个横向排布的相应的电极可作为电压供给，此电极可与开关电路116的源极相连接。此外，相应的透明导电材料片可被连接到开关电路116的漏极。其他连接方式也可以使用。在操作过程中，显示系统可通过一个扫描序列对电极部分114的纵向排布电极来施加相应的电极电压。例如，第一次扫描的纵向电极(如电极2)可打开所有连接到该电极的开关电路116。当所有开关电路116 (例如，沿电极部分114的电极2的所有开关电路) 打开后，可同时在横向排布的1至nl个电极上施加相应的电压，这样就在覆盖相应网格区域的透明导电材料片施加了相应的电压。然后关闭该开关电路116，以保持光学器件区域内的电压。如此依次扫描，直到纵向排布的n2个电极都完成了同样的步骤。这些操作(例如，扫描和施加电压)可由控制器11通过驱动装置312来控制。
通过这样的重复扫描过程，效果单元204可形成一个或多个透镜单元来用于立体显示。也就是说，效果单元204每一个区域(例如，在纵向排布电极1和电极2之间的区域)可形成一个有特定系统参数的透镜单元，或者效果单元204的所有区域都可以同样的方式进行配置，这样效果单元204就形成了一个透镜单元。当效果单元204作为一个透镜单元时，扫描过程可以进一步简化如下施加一个大电压把所有连接在纵向排布电极1到电极π2上的开关电路同时打开，并可在横向排布电极1到电极nl上同时施加各种相应的电压。此外，由于光学器件10包括多个效果单元，为了达到提高开关电路116扫描速度，可以直接将同样宽度的效果单元所对应的开关电路116同时打开，充电完毕后同时关闭，然后以此进行下一个透镜单元的操作过程。 透镜单元的光栅长度和宽度(即透镜单元的长度和宽度)都可进行动态控制或调整。横向排布电极1到nl可控制透镜单元的光栅宽度，纵向排布电极1到π2则可以控制透镜单元的长度。举例来说，如果有需要调整透镜单元的光栅宽度和/或长度，效果单元204 可在横向包含ml条电极，纵向包含m2条电极，当ml < nl时，效果单元204的透镜宽度变小，当ml > nl时，效果单元204的透镜宽度变大。同样，当m2 > n2时，效果单元204的透镜长度变大，当m2 < η2时，效果单元204的透镜长度变小。但是，由于效果单元204的厚度并不改变，效果单元光栅宽度的变化可能改变效果单元204的焦距。焦距的变化可能会导致显示装置12的像素偏离光学器件10的焦平面。 为了提高光学器件10显示三维图像的质量，电极数目的变化(即ml相对于nl的变化)可被限定在一定范围内，这样焦距变化就可以最小化。同时，可通过图像处理的手段对立体图像对的视差进行优化处理或调整，使得光栅宽度变化后的立体图像对的视差范围按照一定比例整体上有轻微的缩小，这样就使得焦距轻微的变化不会引起关注。其他方法也可以被用来达到此目的。图2D表示了光学器件10的另一个示范结构。如图2D所示，电极部分110包含了多个横向排布的条形电极，电极部分118包括一个单一的平面形状电极。类似于图2A的解释，电极部分110的横向排布电极可以导致透镜效应，也可以用来控制透镜单元的光栅宽度。图2E表示了光学器件10的另一个示范结构。如图2E所示，电极部分110包含了多个横向排布的条形电极，电极部分119包括了多个纵向排布的条形电极。类似于图2B的解释，电极部分110的横向排布电极可以导致透镜效应，也可以用来控制透镜单元的光栅宽度，而电极部分119的纵向排布电极可以控制透镜单元的长度。在操作过程中，控制器11，或，更具体地说，处理器302可能执行某些流程以控制和/或调整光学器件10来提高显示质量和观看三维图像显示的舒适度。这些流程可用硬件、软件、或硬件和软件的组合来实现。图4表示了控制器11 (例如，处理器302)进行的一种示范控制流程400的示意图。如图4所示，处理器302收到有关裸眼立体显示系统100的操作和/或系统使用的信息(步骤402)。例如，处理器302可能会收到关于一个观众改变他/她的观看距离或观看位置等信息，处理器302也可能发现或收到关于立体图像对的视差超过当前系统配置的视差范围的信息。其他信息也可使用，例如立体显示区域信息。根据收到的信息(例如， 一个新的观看距离L，或一个超出范围的视差)，处理器302可决定是否要调整光学器件10 的系统参数(步骤404)。例如，处理器302可决定是否调整的光学器件10光栅的宽度。处理器302也可以决定是否需要调整其他系统参数，如光学器件10的透镜长度等。当观看距离L发生变化，或者立体图像对之间的视差超过视差范围时，处理器302决定需要调整光栅宽度。 如果处理器302决定不调整系统参数(步骤404，不是)，处理器302可以完成这一流程。另一方面，如果处理器302决定调整系统参数(步骤404，是的)，处理器302可以进一步计算系统收到的立体图像对的视差信息(步骤406)。例如，处理器302可以根据立体图像对的每个次像素的视差信息来计算或获得立体图像对的视差信息。一个次像素可以包括一个基本像素(Pixel)或像素块(block)，并有一个大小为α的面积。处理 器302可以决定一个基于一个视差最低值dl和一个视差最大值d2的视差范围(步骤408)。在视差范围超过系统当前视差范围设置的情况下，处理器302也可能决定一个新的视差范围或视差值(dl，d2)。此外，处理器302也可确定一个新的系统参数来进行调整(步骤410)。例如，处理器302可确定一个新的光栅宽度，或处理器302可确定一个新的透镜长度或一个新的透镜参数，如光圈等。处理器302可依据透镜光栅的宽度和视差范围(dl，d2)、面积α、和观看距离L的关系来决定一个新的光栅宽度值W。这样的关系可以由一个函数w = F(dl，d2，α , L)来表达。而函数F则可以通过实验或任何适当的算法来决定。在新的系统参数值，如新光栅宽度w，确定后(步骤410)，处理器302可控制其他设备(例如，驱动装置312)对光学器件10就新的系统参数值(例如新光栅宽度)进行动态调整(步骤412)。也就是说，新的系统参数值在处理器302的控制下被应用于光学器件 10。例如，前面的章节描述了调整光栅宽度或长度的细节。视具体应用，处理器302可单独调整光学器件10的每个效果单元，也可以对部分或全部效果单元进行统一调整。此外，处理器302可单独调整某一效果单元的不同部分，如图2C所示和前面章节所述。此外，处理器302也可以优化或调整基于新的系统参数值(如新光栅宽度)的立体图像对的视差(步骤414)。如前所述，光学器件10的效果单元的透镜光栅宽度的变化可能会导致效果单元的焦距略有变化。处理器302可决定焦距的一个变化值。并且，基于焦距值的变化，处理器302可决定一个总体比例对立体图像对的视差范围按比例轻微地缩小/扩大以消除或减少对焦距变化的影响。此外，处理器302可以把这个缩小/扩大的视差范围实现到显示设置12所显示的立体图像对上。利用披露的各种结构，参数可调的光学器件可以被制造和使用在三维显示系统中。通过动态调整光学器件的系统参数，如光学器件的光栅宽度和长度，三维显示系统可以容纳较大范围的视差并避免干扰、重影等问题。此外，披露的参数可调的裸眼立体显示系统可让观众观看三维显示更加舒适，从而减少了长时间观看三维图像造成的一些症状，如头军、恶;L·、等ο在上述实施例中，仅对本发明进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。
权利要求
1.一种立体显示系统，包括一个用来显示多个具有视差的图像的显示装置和一个光学器件，其特征在于所述光学器件在电信号控制下可改变其光学参数，所述光学器件配合所述显示装置，对视差图像的光线进行分离并传播至预定的视场方向。
2.如权利要求1所述立体显示系统，其特征在于所述光学器件包括 具有多个第一型电极的第一基板；具有至少一个第二型电极的第二基板，以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的光学材料，当多个电压施加于所述第一型电极和所述第二型电极时，所述光学材料被设置形成一个参数可调的透镜光栅。
3.如权利要求2所述立体显示系统，其特征在于所述多个第一型电极呈第一方向排布，第一数目个所述第一型电极形成透镜光栅的一个透镜单元并确定此透镜单元的一个宽度。
4.如权利要求3所述立体显示系统，其特征在于进一步包括一控制器，所述控制器设置第二数目个第一型电极的电压来形成所述透镜单元并调整所述透镜单元的宽度。
5.如权利要求4所述立体显示系统，其特征在于 所述多个第一型电极呈条状，以及所述第二型电极包括多个条状电极并且相对应于所述第一型电极呈所述第一方向排布。
6.如权利要求4所述立体显示系统，其特征在于所述多个第一型电极呈条状，所述第二型电极为平面状电极。
7.如权利要求4所述立体显示系统，其特征在于 所述多个第一型电极呈条状，以及所述第二型电极包括多个呈第二方向排布的条状电极。
8.如权利要求6所述立体显示系统，其特征在于，还包括 覆盖所述第一型电极的一个绝缘层，以及多个第三型电极呈第二方向排布并和第一型电极通过绝缘层相叠加，多个第一型电极和多个第三型电极形成一个交错网络。
9.如权利要求8所述立体显示系统，其特征在于 第一数目个第三型电极决定透镜单元的长度，以及设置第二数目个第三型电极来动态调整此透镜单元的长度。
10.如权利要求8所述立体显示系统，其特征在于，还包括一个透明导电材料薄膜层被分隔为多个透明导电材料薄膜片，一透明导电材料薄片覆盖一个网格区域并成为一个电极，以及多个开关电路放置于交错网络交叉点上并和多个透明导电材料薄膜片相连接。
11.如权利要求10所述立体显示系统，其特征在于多个第三型电极和多个晶体管开关电路相连接并控制多个晶体管开关电路的开关，以及多个第一型电极和多个晶体管开关电路相连接并向多个透明导电材料层提供多个电压以形成透镜单元。
12.如权利要求10所述立体显示系统，其特征在于多个第一型电极、多个第三型电极、绝缘层、透明导电材料薄膜层、和多个晶体管开关电路均设置在第一基板上。
13.如权利要求10所述立体显示系统，其特征在于所述控制器通过一个扫描序列对多个第三型电极扫描，对每个扫描到的第三型电极， 打开连接在此第三型电极上的晶体管开关电路，对多个第一型电极施加多个电压。
14.如权利要求10所述立体显示系统，其特征在于所述控制器通过一个扫描序列对每个透镜单元中的第三型电极以透镜单元为单位进行扫描，对每个扫描到的透镜单元，打开所有连接在此透镜单元中的第三型电极上的晶体管开关电路，对多个第一型电极施加多个电压，然后关闭该等晶体管开关电路以保持电压。
15.一种使用在立体显示系统中的方法，此立体显示系统包括一个用来显示视差图像的显示装置和一个与显示装置连接的光学器件，此光学器件和显示装置结合并对被显示的视差图像的光线进行分离并传播至预定的视场方向，该方法包括，其特征在于接收有关立体显示系统的使用信息；基于接收的使用信息，决定是否要调整光学器件的至少一个系统参数；当决定调整系统参数时，计算出视差图像的视差信息和/或立体显示区域信息；根据视差信息和/或立体显示区域信息确定光学器件的至少一个新的系统参数；以及调整光学器件到新的系统参数值。
16.如权利要求15所述使用在立体显示系统的方法，其特征在于，还包括调整光学器件使用新的系统参数值后的视差图像的视差；以及控制显示设置以显示调整视差后的视差图像。
17.如权利要求15所述使用在立体显示系统的方法，其特征在于立体显示系统的使用信息至少包括观看距离发生变化的信息和视差图像的视差超出范围，以及立体显示区域的信息的其中之一。
18.如权利要求15所述使用在裸眼立体显示系统的方法，其特征在于光学器件被设置成一个透镜阵列，系统参数至少包括透镜阵列的透镜单元的宽度和透镜长度的其中之一。
19.如权利要求18所述使用在立体显示系统的方法，其特征在于，动态调整光学器件到新的系统参数值这一步骤包括根据新的系统参数值调整透镜单元中第一方向排布的电极的数目以改变透镜单元的宽度。
20.如权利要求18所述使用在立体显示系统的方法，其特征在于，动态调整光学器件到新的系统参数值这一步骤包括根据新的系统参数值调整透镜单元中第二方向排布的电极的数目以改变透镜单元的长度。
21.如权利要求16所述使用在立体显示系统的方法，其特征在于，调整光学器件使用新的系统参数值后的立体图像对的视差这一步骤包括决定透镜单元的焦距的变化值，以及以一定比例对立体图像对的视差进行调整以减少焦距变化的影响。
22.一种光学器件，包括，其特征在于具有多个第一型电极的第一基板； 具有至少一个第二型电极的第二基板，以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的光学材料被设置形成一个参数可调的透镜光栅以对多个具有视差的图像的光线进行分离并传播至预定的视场方向，当多个电压施加于所述第一型电极和所述第二型电极时，所述光学材料在电信号控制下可改变其光学参数。
23.如权利要求22所述光学器件，其特征在于所述多个第一型电极呈第一方向排布，第一数目个所述第一型电极形成透镜光栅的一个透镜单元并确定此透镜单元的一个宽度；以及第二数目个第一型电极形成所述透镜单元并调整所述透镜单元的宽度。
24.如权利要求23所述光学器件，其特征在于所述多个第一型电极呈条状，所述第二型电极为平面状电极。
25.如权利要求M所述光学器件，其特征在于，还包括 覆盖所述第一型电极的一个绝缘层；以及多个第三型电极呈第二方向排布并和第一型电极通过绝缘层相叠加，多个第一型电极和多个第三型电极形成一个交错网络。
26.如权利要求25所述光学器件，其特征在于 第一数目个第三型电极决定透镜单元的长度，以及设置第二数目个第三型电极来动态调整此透镜单元的长度。
27.如权利要求25所述光学器件，其特征在于，还包括一个透明导电材料薄膜层被分隔为多个透明导电材料薄膜片，一透明导电材料薄片覆盖一个网格区域并成为一个电极，以及多个开关电路放置于交错网络交叉点上并和多个透明导电材料薄膜片相连接。
28.如权利要求27所述光学器件，其特征在于多个第三型电极和多个晶体管开关电路相连接并控制多个晶体管开关电路的开关，以及多个第一型电极和多个晶体管开关电路相连接并向多个透明导电材料层提供多个电压以形成透镜单元。
29.如权利要求观所述光学器件，其特征在于多个第一型电极、多个第三型电极、绝缘层、透明导电材料薄膜层、和多个晶体管开关电路均设置在第一基板上。
全文摘要
本发明公开了二维/三维可转换显示装置显示方法个人数字助理及电脑。所述立体显示系统包括一个用来显示多个具有视差的图像的显示装置和一个光学器件。所述光学器件在电信号控制下可改变其光学参数，所述光学器件配合所述显示装置，对视差图像的光线进行分离并传播至预定的视场方向。此光学器件包括具有多个第一型电极的第一基板，具有至少一个第二型电极的第二基板，以及位于第一基板和第二基板之间的光学材料。当多个电压施加于第一型电极和第二型电极时，此光学材料被设置形成一个参数可调的透镜光栅。
文档编号G02B27/22GK102156353SQ201010510410
公开日2011年8月17日 申请日期2010年10月15日 优先权日2010年10月15日
发明者宋磊, 张晶 申请人:深圳超多维光电子有限公司