專利名稱：立體顯示系統(tǒng)、用于該系統(tǒng)的鏡片及其顯示方法
技術領域：
本總發(fā)明構思總體而言涉及立體顯示系統(tǒng)、用于觀看立體圖像的眼鏡片、及其顯示方法，更具體地，涉及顯示立體圖像同時保持分辨率的立體顯示系統(tǒng)、用于觀看立體圖像的眼鏡片、及其顯示方法。
背景技術：
電子技術的最新發(fā)展已經(jīng)帶來了各種類型的電子裝置的發(fā)展和供給。特別地，顯示裝置，諸如在一般家庭最常使用的家用電器之一的TV，已經(jīng)在近幾年得到了迅速發(fā)展。隨著顯示裝置的性能提高，已經(jīng)不同地增加了在顯示裝置上顯示的內(nèi)容種類。特別地，已經(jīng)發(fā)展和提供了立體顯示系統(tǒng)，通過該立體顯示系統(tǒng)也可以觀看3維(3D)內(nèi)容。立體顯示系統(tǒng)可以主要分為無眼鏡片型系統(tǒng)和眼鏡片型系統(tǒng)，觀看者通過無眼鏡片型系統(tǒng)可以不使用眼鏡片觀看內(nèi)容，觀看者通過眼鏡片型系統(tǒng)可以使用眼鏡片觀看內(nèi)容。觀看者可以通過無眼鏡片型系統(tǒng)不使用眼鏡片觀看3D圖像。然而，圖像質量低，立體效果隨觀看者的位置而改變。因此，目前通常使用眼鏡片型系統(tǒng)。眼鏡片型系統(tǒng)根據(jù)眼鏡片的種類被分為偏振型和快門眼鏡型。偏振型涉及一方法，左眼鏡片和右眼鏡片的偏振方向通過該方法被不同地實現(xiàn)，左眼圖像和右眼圖像的偏振方向也被不同地實現(xiàn)，使得左眼圖像通過左眼鏡片被使用者的左眼識別，右眼圖像通過右眼鏡片被使用者的右眼識別。因此，使用者根據(jù)左眼圖像和右眼圖像之間的差異能夠感覺到立體效果。圖1是示出常規(guī)偏振型系統(tǒng)的結構和操作的視圖。參考圖1，圖像面板11包括布置為行和列的多個單元。圖像面板11輸出由左眼圖像和右眼圖像的組合形成的幀(frame)。圖像面板11的每個單元顯示該幀的每個像素。圖像面板11的奇數(shù)行12輸出在第一方向上(圖1中在垂直方向上)偏振的光線，圖像面板11的偶數(shù)行14輸出在第二方向上(圖1中在水平方向上)偏振的光線。左眼圖像在奇數(shù)行12顯示，右眼圖像在偶數(shù)行12顯示。觀看者將佩戴包括多個濾光器14和15的眼鏡片，該多個濾光器14和15分別傳輸水平偏振光線和垂直偏振光線。因此，觀看者的左眼識別垂直偏振的奇數(shù)行的圖像，即左眼圖像，觀看者的右眼識別水平偏振的偶數(shù)行的圖像，即，右眼圖像。結果，由于左眼圖像和右眼圖像之間的差異，觀看者感覺到立體效果。然而，在圖1的常規(guī)偏振型系統(tǒng)中，一半左眼圖像和一半右眼圖像被使用者識別。因此，分辨率減小為一半，由此降低了圖像質量。快門眼鏡型涉及一方法，左眼圖像和右眼圖像通過該方法交替輸出，它們的輸出時序彼此同步，以便交替地開啟眼鏡片中的左眼鏡片和右眼鏡片。
圖2是示出快門眼鏡型立體顯示系統(tǒng)的結構的視圖。參考圖2，顯示面板21交替地顯示左眼圖像和右眼圖像。顯示面板21通過使用發(fā)射器28輸出同步信號。使用者將利用包括左眼鏡片和右眼鏡片的眼鏡片觀看顯示面板21。左眼鏡片包括左眼濾光器22，右眼鏡片包括右眼濾光器23。左眼濾光器22和右眼濾光器23分別包括兩個偏光鏡25和26以及偏振開關24和29。偏振開關24和29可包括諸如液晶的單兀。眼鏡片的控制器27根據(jù)從發(fā)射器28輸出的同步信號控制左濾光器22和右濾光器23。詳細地，控制器27可施加電信號到偏振開關24和29以選擇性切換左濾光器22和右濾光器23的偏振態(tài)。換句話說，當顯示左眼圖像時，控制器27開啟左眼鏡片并關閉右眼鏡片，但是當顯示右眼圖像時，控制器27開啟右眼鏡片并關閉左眼鏡片。因此，左眼圖像被使用者的左眼識別，右眼圖像被使用者的右眼識別。結果，使用者感覺到立體效果。然而，快門眼鏡型立體顯示系統(tǒng)會由于低的響應速度和圖像刷新而引起串擾。因此，一部分右眼圖像被使用者的左眼識別，一部分左眼圖像被使用者的右眼識別。結果，使用者感覺眩暈。因此，需要減少串擾并且保持原始分辨率的方法。

發(fā)明內(nèi)容
示范實施方式至少解決上述問題和/或缺點及其他上文未描述的缺點。此外,示范實施方式不要求克服上文所述的缺點，示范實施方式可以不必克服任何上文所述的問題。示范實施方式提供一種立體顯示系統(tǒng)、用于該立體顯示系統(tǒng)的眼鏡片以及該立體顯示系統(tǒng)的顯示方法，其中觀看者能夠通過該立體顯示系統(tǒng)觀看具有低圖像間串擾的全分辨率3維(3D)圖像。根據(jù)示范實施方式的方面，提供了一種立體顯示系統(tǒng)，包括:顯示裝置，在其中交替布置第一和第二像素元件，其中該第一像素元件發(fā)射在第一偏振方向上的左眼圖像的光線，該第二像素元件發(fā)射在第二偏振方向上的右眼圖像的光線；以及眼鏡片，其包括左眼濾光器和右眼濾光器。眼鏡片可以包括:偏振器，將左眼圖像光線和右眼圖像光線彼此分開；偏振開關，切換光線的偏振方向；雙折射器，根據(jù)被偏振開關切換的光線的偏振態(tài)而偏移像素的可見位置；以及控制器，與顯示裝置的操作同步操作，以控制偏振開關。雙折射器可以包括至少一個平面平行板，其由雙折射材料形成并且具有預設厚度。雙折射器可以包括至少一個楔形物，其由雙折射材料形成并且具有預設角。雙折射器可以包括至少一個或多個光學楔形物的組合。至少一個組合的光學楔形物可以由雙折射材料形成。雙折射器可以包括至少一個羅歇棱鏡。顯示裝置可以包括:顯示面板；以及偏振改變面板，其具有預設結構以改變偏振方向。偏振改變面板可以包括圖案化延遲器。偏振改變面板可以包括圖案化偏振器。
偏振改變面板可以包括多個水平延伸行均勻分布在其中的結構。偏振改變面板可以包括多個垂直延伸行均勻分布在其中的結構。偏振改變面板可以包括方格圖案結構。偏振改變面板可以包括旋轉45°以具有菱形的方格圖案結構。顯示面板可以執(zhí)行黑色幀插入操作。顯示面板可以執(zhí)行背光掃描操作。偏振器可以包括第一和第二偏振器，其分別安裝在左眼和右眼濾光器處以傳輸不同偏振方向的光線。偏振開關可以包括第一和第二偏振開關，其分別安裝在左眼和右眼濾光器中以分別調(diào)節(jié)穿過第一和第二偏振器的光線的偏振方向。雙折射器可以包括第一和第二雙折射器，其分別安裝在左眼和右眼濾光器中以根據(jù)偏振方向折射或傳輸穿過第一和第二偏振開關的光線。第一和第二偏振開關可以分別包括可電控制的延遲器。第一和第二偏振開關可以包括延遲器，其被共同用于左眼和右眼并且可電控制。第一和第二偏振開關可以包括延遲器，其被共同用于左眼和右眼并且可電控制。該延遲器可以包括公共電極和兩個獨立電極。第一和第二偏振開關可以分別包括可電控制的液晶單元。根據(jù)示范實施方式的另一方面，提供了一種使用包括左眼鏡片和右眼鏡片的眼鏡片的立體顯示系統(tǒng)的顯示方法。該顯示方法可以包括:產(chǎn)生第一和第二幀并連續(xù)地顯示該第一和第二幀，左眼圖像和右眼圖像交替布置在該第一和第二幀中；以及根據(jù)第一和第二幀的顯示時序控制眼鏡片的偏振開關，以通過左眼鏡片和右眼鏡片折射或傳輸光線，使得使用者的左眼識別第一和第二幀的左眼圖像的光線，使用者的右眼識別第一和第二幀的右眼圖像的光線。根據(jù)示范實施方式的另一方面，提供了一種用于觀看立體圖像的眼鏡片。該鏡片可以包括:第一和第二偏振器，傳輸不同偏振方向的光線；第一和第二雙折射器，分別調(diào)節(jié)已經(jīng)穿過第一和第二偏振器的光線的折射狀態(tài)以偏移像素的可見位置；第一和第二偏振開關，切換第一和第二雙折射器的狀態(tài)；以及控制器，與顯示裝置的操作同步操作，以控制第一和第二偏振開關。第一和第二雙折射器的每個可以包括至少一個平面平行板，其由雙折射材料形成并且具有預設厚度。第一和第二雙折射器的每個可以包括楔形物，其由雙折射材料形成并且具有預設角。第一和第二雙折射器的每個可以包括至少一個羅歇棱鏡。第一和第二偏振開關可以分別包括可電控制的延遲器。第一和第二偏振開關可以包括延遲器，其被共同用于左眼和右眼并且可電控制。第一和第二偏振開關可以包括延遲器，其被共同用于左眼和右眼并且可電控制。該延遲器可以包括公共電極和兩個獨立電極。第一和第二偏振開關可以分別包括可電控制的液晶單元。


通過參考附圖描述某些示范實施方式，以上和/或其他方面將更加明顯，附圖中:圖1和2是示出常規(guī)立體顯示系統(tǒng)的結構和操作的視圖；圖3是示出根據(jù)本總發(fā)明構思的示范實施方式的立體顯示系統(tǒng)的結構和操作的視圖；圖4是示出雙折射器的操作的視圖；圖5是示出根據(jù)本總發(fā)明構思的示范實施方式的立體顯示系統(tǒng)的顯示圖案的視圖；圖6是示出根據(jù)本總發(fā)明構思的示范實施方式的構成立體顯示系統(tǒng)中的幀的方法的視圖；圖7是示出由使用者識別的圖像的形式的視圖；圖8和9是示出根據(jù)本總發(fā)明構思的示范實施方式的立體顯示系統(tǒng)的詳細結構的視圖；圖10是示出左眼濾光器的操作的視圖；圖11是示出右眼濾光器的操作的視圖；圖12至圖14是示出眼鏡片的視圖，具有不同結構的偏振開關應用于該眼鏡片；圖15至圖18是示出各種類型的偏振圖案的視圖；圖19和圖20是示出用于水平偏移圖像和對角偏移圖像的眼鏡片的元件的布置的視圖；圖21至圖25是示出各種類型的雙折射器的視圖；圖26是示出包括角形雙折射元件的眼鏡片的操作的視圖；圖27和圖28是示出使用雙折射棱鏡的雙折射器的操作的視圖；以及圖29是示出具有可控制的折射角的雙折射器的結構的視圖。
具體實施例方式參考附圖更詳細地描述示范實施方式。在下面的描述中，相同的附圖標記用于相同的元件，即使在不同的附圖中。在說明書中限定的事項，諸如，具體的構造和元件，被提供以幫助全面理解示范實施方式。因此，顯然的是，在沒有那些具體限定的事項的情況下可以執(zhí)行示范實施方式。此外，沒有詳細描述眾所周知的功能或構造，因為它們將以不必要的細節(jié)使得示范實施方式模糊。圖3是示出根據(jù)本總發(fā)明構思的示范實施方式的立體顯示系統(tǒng)的結構和操作的視圖。參考圖3，立體顯示系統(tǒng)包括顯示裝置100和眼鏡片200。顯示裝置100包括圖像面板101和信號發(fā)射器111。顯示裝置100可以是具有不同形式的裝置，諸如，TV、監(jiān)視器、筆記本PC、平板PC、便攜電話、電子相框、電子圖書等。圖像面板101包括水平延伸的兩種圖象元素(picture element)102和103。圖3的兩種圖象元素102和103表示為圖3中的不同影線。該兩種圖象元素102和103以正交偏振方向發(fā)射光線。在本說明書中，正交偏振方向被稱為第一和第二偏振方向。在圖3中，該兩種圖象元素102和103在垂直方向上交替布置,但是這僅是示范實施方式。因此,該兩種圖象元素102和103可以以不同形式實現(xiàn)。例如,兩種圖象元素102和103可在垂直方向上延伸。在此情況下，兩種圖象元素102和103可以在水平方向上交替布置。
兩種圖象元素102和103輸出不同類型的圖像。換句話說，如果奇數(shù)行的圖象元素102輸出左眼圖像，則偶數(shù)行的圖象元素103輸出右眼圖像。相反的情形是可能的。圖象元素102和103可以由液晶顯示器(IXD)、場致發(fā)射顯示器(FED)或用偏振晶體層覆蓋的有機發(fā)光二極管(OLED)面板像素中的多個行形成。偏振晶體層可以實現(xiàn)為圖案化的偏振器或圖案化的延遲板或膜。偏振晶體層包括線性結構圖案，使得從兩種圖象元素102和103發(fā)出的光線具有不同的偏振方向。換句話說，從圖像面板101最初輸出的圖像可以未偏振化或者被線性偏振，但是穿過偏振晶體層以具有彼此正交的兩個偏振方向，即，第一和第二偏振方向。第一和第二偏振方向可以是在垂直和水平方向上或在45°和135°方向上彼此正交的線性偏振，或者是圓偏振，諸如左旋方向和右旋方向。后面將描述偏振晶體層的結構。信號發(fā)射器111輸出同步信號，該同步信號使圖像面板101的顯示時序與眼鏡片200的操作時序同步。同步信號可以實現(xiàn)為紅外信號。圖3中包括信號發(fā)射器111，但是同步信號可以通過電纜線被傳輸?shù)窖坨R片200。使用者將佩戴眼鏡片200，以便立體地觀看在圖像面板101上顯示的圖像。眼鏡片200包括左眼鏡片和右眼鏡片。左眼鏡片包括左眼濾光器，右眼鏡片包括右眼濾光器。如圖10和11所不,左眼濾光器包括第一偏振器105、第一偏振開關107和第一雙折射器109。右眼濾光器包括第二偏振器104、第二偏振開關106和第二雙折射器108。如果線性偏振光線或圓偏振光線被入射，第一偏振器105和第二偏振器104僅傳輸分別與第一偏振器105和第二偏振器104相應的偏振方向的光線。第一偏振器105和第二偏振器104可以實現(xiàn)為線偏振器或圓偏振器。已經(jīng)穿過第一偏振器105和第二偏振器104的光線被線性偏振。因此，使用者的左眼可僅觀看兩種圖象元素102和103之一，使用者的右眼可僅觀看兩種圖象兀素102和103中的另一個。第一偏振開關107和第二偏振開關106可電控制光學延遲。換句話說，即使入射到第一偏振開關107和第二偏振開關106上的光線具有恒定的偏振方向，由于第一偏振開關107和第二偏振開關106的切換操作,光線可具有第一偏振方向或第二偏振方向。后面將詳細描述第一偏振開關107和第二偏振開關106的結構。穿過第一偏振開關107和第二偏振開關106的光線入射到第一雙折射器109和第二雙折射器108上。第一雙折射器109和第二雙折射器108根據(jù)入射光線的偏振方向按照原樣輸出入射光線或者折射并輸出入射光線。如果光線被第一雙折射器109和第二雙折射器108折射，則像素的可見位置偏移。第一雙折射器109和第二雙折射器108可線性地偏移光線或者以預定角度偏移光線。此偏移可以沿著一平面執(zhí)行，該平面保持在預定距離，或者垂直地、水平地、或以預定角度傾斜。根據(jù)不同的示范實施方式，第一雙折射器109和第二雙折射器108可以實現(xiàn)為平面平行板，其由雙折射材料形成，諸如方解石、鈮酸鋰、釩酸釔(YVO4)等。平面平行板可以布置為彼此分開以通過尋常光形成第一線性偏振光線以及通過非常光形成第二線性偏振光線。具有與平面平行板相似的性能的雙折射板可以被稱為光束偏移器。尋常光在一方向上穿過雙折射板，尋常光在該方向上已經(jīng)穿過各向同性光學板。非常光被并列地偏移和穿過。雙折射板可以被設計為使得尋常光和非常光之間的偏移等于兩個像素元件之間的距離(節(jié)距)。像素元件的可見位置可以根據(jù)從每個像素元件掃描的光線的偏振方向被偏移單行節(jié)距或未偏移單行節(jié)距。圖4是示出入射到第一雙折射器上的光線的折射狀態(tài)的視圖。參考圖4，第一偏振方向的光線(用“ I ”標記)通過第一雙折射器109被折射以輸出為平行光線，該平行光線與第一偏振方向的光線保持距離I。第二偏振方向的光線(用“.”標記)穿過第一雙折射器109。由于第一偏振開關107和第二偏振開關106改變偏振方向，所以穿過第一雙折射器109和第二雙折射器108 (設置在第一偏振開關107和第二偏振開關106背后)的光線被按照原樣輸出或者被折射并且輸出。因此，能夠被使用者觀看的像素的可見位置關于顯示在顯示裝置100上的圖像的像素而改變。控制器110根據(jù)從顯示裝置100的信號發(fā)射器111發(fā)射的同步信號控制第一偏振開關107和第二偏振開關106，使得左眼圖像始終被使用者的左眼識別，右眼圖像始終被使用者的右眼識別。在圖4中，折射光線輸出為平行光線。然而，折射光線可以根據(jù)雙折射器的材料和結構輸出為關于穿透的光線具有預定角度。圖5是示出根據(jù)本總發(fā)明構思的示范實施方式的構成顯示裝置100的幀的方法的視圖。為了提供全分辨率立體圖像，顯示裝置100組合左眼圖像和右眼圖像以構成并輸出多個連續(xù)的幀。在圖5的示范實施方式中，顯示裝置100組合左眼圖像的偶數(shù)行和右眼圖像的偶數(shù)行以構成第一幀，組合左眼圖像的奇數(shù)行和右眼圖像的奇數(shù)行以構成第二幀。顯示裝置100連續(xù)地顯示第一幀和第二幀。觀看者通過眼鏡片200的左眼鏡片和右眼鏡片觀看分別從顯示面板101的奇數(shù)行和偶數(shù)行發(fā)出的不同偏振方向的光線。當顯示第一幀時，控制器110將驅動信號施加到第一偏振開關107和第二偏振開關106,以不改變光線的偏振方向。第一雙折射器109和第二雙折射器108折射第一偏振方向的光線以偏移像素的可見位置，并且傳輸?shù)诙穹较虻墓饩€。因此，當正在顯示第一幀時，其上顯示右眼圖像的行被偏移到一位置，該位置在將被觀看者的右眼識別的一行下面，其上顯示左邊圖像的行在它的原始位置處被觀看者的左眼識別。結果，垂直的差異消失。如果觀看者的左眼和右眼僅觀看與觀看者的左眼和右眼相應的左眼圖像和右眼圖像的奇數(shù)行，則當如圖5的上部附圖中所示構成一幀時將看不到圖像。因此，左眼圖像和右眼圖像之一布置在一幀中的上行或下行上，以適當?shù)貥嫵稍搸?。當顯示第一幀然后顯示第二幀時，控制器110阻斷施加到第一偏振開關107和第二偏振開關106上的驅動信號以將穿過的光線的偏振方向變成垂直方向。隨著偏振方向被改變，第一雙折射器109折射光線，第二雙折射器108傳輸光線。因此，觀看者的左眼識別在上行上的左眼圖像，觀看者的右眼識別在原始位置的右眼圖像。眼鏡片200可以被設計為使得右眼濾光器的第二雙折射器108實現(xiàn)為向下折射光線，左眼濾光器的第一折射器109實現(xiàn)為向上折射光線。因此，可以觀看從該幀排除的剩余左眼圖像部分和剩余右眼圖像部分，而沒有垂直差異。因此，觀看者可感覺到立體效果，同時保持全分辨率。圖6是示出構成第一幀和第二幀的方法的視圖。參考圖6，左眼圖像被分成1、2、3、...和2N行，右眼圖像被分成I’、2’、3’、...和2N，行。右眼圖像的偶數(shù)行2’、4’、6’、...和2N’布置在第一幀的奇數(shù)行上，左眼圖像的偶數(shù)行2、4、6、...和2N布置在第一幀的偶數(shù)行上。右眼圖像的奇數(shù)行1’、3’、5’、...和2N-1’布置在第二幀的奇數(shù)行上，左眼圖像的奇數(shù)行1、3、5、...和2N-1布置在第二幀的奇數(shù)行上。因此，第一幀和第二幀的每個具有交替布置左眼圖像和右眼圖像的形式?？刂破?10與顯示第一幀和第二幀時的時序同步以控制第一偏振開關107和第二偏振開關106。如果從與顯示面板101的奇數(shù)行相應的圖象元素102發(fā)出的光線具有第一偏振方向，貝1J第一偏振開關107被驅動,光線通過第一偏振開關107轉變?yōu)榈诙穹较虻墓饩€。第一雙折射器109傳輸?shù)诙穹较虻墓饩€。因此,觀看者的左眼識別與第一巾貞的偶數(shù)行相應的左眼圖像的偶數(shù)行2、4、6...和2N。如果從與顯示面板101的偶數(shù)行相應的圖象元素103發(fā)出的光線具有第二偏振方向，貝1J第二偏振開關106被驅動,第二偏振方向的光線通過第二偏振開關107轉變?yōu)榈谝黄穹较虻墓饩€。第二雙折射器108朝向下行折射第一偏振方向的光線。因此，觀看者的右眼在顯示面板101的偶數(shù)行位置上識別已經(jīng)顯示在顯示面板101的奇數(shù)行上的右眼圖像的偶數(shù)行2’、4’、6’和2N’。在第二幀情況下，第一雙折射器109折射光線，第二雙折射器108傳輸光線。因此，左眼圖像的奇數(shù)行偏移，然后在奇數(shù)行位置上被觀看者的左眼識別，右眼圖像的偶數(shù)行在原始位置上被觀看者的右眼識別。圖7是示出當顯示如圖6所示組合的第一幀和第二幀時被使用者的左眼和右眼識別的圖像的形式的視圖。參考圖7，當顯示第一幀時，從第一幀的偶數(shù)行發(fā)出的光線穿過第一雙折射器109。因此，左眼圖像的偶數(shù)行在它們的原始位置上被識別。從第一幀的奇數(shù)行發(fā)出的光線通過第二雙折射器108被折射，因此它的可見位置被偏移到下行。因此，第一幀的奇數(shù)行被使用者的右眼識別為位于偶數(shù)行上。當顯示第二幀時，從第二幀的偶數(shù)行發(fā)出的光線通過第一雙折射器109被折射，因此它的可見位置被偏移到上行。因此，第二幀的偶數(shù)行被使用者的左眼識別為位于奇數(shù)行上。從第二幀的奇數(shù)行發(fā)出的光線穿過第二雙折射器108。因此，第二幀的奇數(shù)行被使用者的右眼識別為位于它們的原始位置上。因此，當連續(xù)地顯示第一幀和第二幀時，左眼圖像的偶數(shù)行和奇數(shù)行被使用者的左眼連續(xù)識別，右眼圖像的偶數(shù)行和奇數(shù)行被使用者的右眼連續(xù)識別。因此，使用者觀看左眼圖像和右眼圖像，同時保持全分辨率。上文所述，根據(jù)本總發(fā)明構思的示范實施方式，以不同的像素設置顯示左眼圖像和右眼圖像。這表明，如果像素響應時間不像在IXD顯示器中一樣足夠短，不存在引起立體串擾的左眼圖像和右眼圖像之間的像素切換。換句話說，根據(jù)上述示范實施方式，可以防止左眼圖像和右眼圖像之間的串擾。
代替防止串擾,在圖像的細微部分(minute part)可降低對比度,并且在圖像的細微部分可出現(xiàn)模糊。由于奇數(shù)行和偶數(shù)行之間的串擾，可出現(xiàn)左眼圖像和右眼圖像之間的串擾。然而，此模糊沒有被使用者的眼睛很好地區(qū)分。在圖像的細節(jié)區(qū)域出現(xiàn)的對比度降低可以通過在顯示裝置100中插入黑色幀的操作來解決。換句話說，顯示裝置100可在預定數(shù)量幀的單元中輸出一次黑色幀。備選地，顯示裝置100可執(zhí)行在顯示面板101的整個表面上掃描并閃爍背光的背光掃描操作。因此，可以防止對比度降低。如果如上文所述構成兩個幀，則顯示裝置100使得輸出頻率比原始輸出頻率更快。例如，如果原始輸出頻率為60Hz，則顯示裝置100根據(jù)120Hz頻率以8.33ms的周期連續(xù)輸出第一幀和第二幀。此頻率僅是示例并且可以根據(jù)示范實施方式被不同地設定。換句話說，符合PAL標準的TV系統(tǒng)可將幀頻降低到與常規(guī)CRT TV類似的50Hz，以防止圖像掃描線的閃爍現(xiàn)象。圖8是示出根據(jù)本總發(fā)明構思的示范實施方式的顯示面板101的結構的視圖。詳細地，圖8示出使用IXD的顯示面板101的結構。參考圖8，顯示面板101包括背光單元41、偏振器42、IXD面板基板43、液晶單元層44、延遲器圖案層45、延遲器基板46。延遲器圖案層45和延遲器基板46對應于上文所述的偏振晶體層。從背光單元41提供的光線穿過液晶層44以包括一圖像，并且穿過延遲器圖案層45和延遲器基板46以被分成第一偏振方向的光線(用“ I ”標記)和第二偏振方向的光線(用“ ”標記)。第一偏振方向的光線發(fā)射穿過顯示面板101的奇數(shù)行的圖象元素102，第二偏振方向的光線發(fā)射穿過顯示面板101的偶數(shù)行的圖象元素103。延遲器圖案在圖8中 使用，但是可以應用圖案化的偏振器，使得兩種圖象元素102和103改變偏振方向。在本說明書中，偏振晶體層可以被稱為偏振改變面板。如果使用IXD或OLED的顯示面板101利用延遲器圖案，則可以最小化光損失。此夕卜，在上述示范實施方式中，奇數(shù)行和偶數(shù)行為水平地延伸的水平行，但是可以實現(xiàn)為垂直行。這些行均勻分布。圖9是示出根據(jù)本總發(fā)明構思的示范實施方式的偏振開關的結構的視圖。參考圖9，偏振開關包括兩個透明電極35和36、電光材料37以及透明基板33和34。電光材料37設置在兩個透明電極35和36上。液晶可以用作電光材料37，透明基板33和34密封兩個透明電極35和36以及電光材料37。如果使用液晶并且驅動電壓沒有施加到透明電極35和36，則入射光線的偏振方向變?yōu)榇怪狈较?，然后被發(fā)射。如果驅動電壓施加到透明電極35和36，則入射光線穿過透明電極35和36，而沒有改變?nèi)肷涔饩€的偏振方向。圖10是示出眼鏡片的左眼濾光器的操作的視圖。參考圖10，第一偏振方向的光線(用“ I ”標記)從顯示面板101的奇數(shù)行1、II1、V、...發(fā)出，第二偏振方向的光線(用“ ”標記)從顯示面板101的偶數(shù)行I1、IV、V1、...發(fā)出。第一偏振器105根據(jù)設計僅傳輸?shù)谝黄穹较虻墓饩€和第二偏振方向的光線之O在圖10中，第二偏振方向的光線被傳輸。換句話說，第一偏振器105僅傳輸I1、IV和VI行的光線。已經(jīng)穿過第一偏振器105的第二偏振方向的光線可以因第一偏振開關107的切換操作而穿過第一偏振開關107以保持它們的偏振方向，或者可以轉變?yōu)榈谝黄穹较虻墓饩€。其偏振方向已經(jīng)變成第一偏振方向的光線通過第一雙折射器109被向上折射。保持第二偏振方向的光線穿過第一雙折射器109。因此，當顯示第一和第二幀時，左眼207可以識別全分辨率左眼圖像。控制器110可以控制連接到第一偏振開關107的驅動電壓發(fā)生器204和開關208。如果開關208斷開，則第一偏振開關107改變偏振方向。如果開關208閉合，則第一偏振開關107不改變偏振方向。換句話說，如果在圖10中穿過第一雙折射器109的水平偏振光線是尋常光，則當顯示幀M時開關208閉合，在幀M中左眼圖像布置在偶數(shù)行上。使用者可以觀看I1、V1、VII1、...行。圖10中，通過I1、V1、VII1、...行識別的光線由粗線表示。如果幀M變成包括左眼圖像的奇數(shù)行的下一幀M+1，則開關208據(jù)此被斷開。第一偏振開關107將水平偏振光線變成垂直偏振光線,與非常光相應。非常光由細線表不。非常光通過第一雙折射器109折射，然后被左眼207識別。結果，顯示面板101的偶數(shù)行的圖象元素I1、V1、VII1、...的圖像被左眼207識別。在兩個幀周期被識別的左眼圖像幾乎等于原始圖像。如果刷新率足夠大，兩個隔行掃描場被識別為具有全分辨率的一個圖像。因為常規(guī)國家電視系統(tǒng)委員會(NTSC) TV以60Hz的場刷新率傳輸圖形內(nèi)容，所以每個圖像掃描線的真實刷新率是30Hz。在此情況下，有些人可能感到隔行掃描圖像中的閃爍，因此場頻可以設定為比60Hz高的值。圖11是示出右眼濾光器的操作的視圖。右眼濾光器包括第二偏振片104、第二偏振開關106和第二雙折射器108。結果，從顯示面板101的奇數(shù)行1、II1、V、...發(fā)出的光線的圖像被右眼217識別。第二偏振開關106根據(jù)控制器110的控制保持或改變偏振方向。第二雙折射器108可以設計為等于安裝在左眼濾光器中的第一雙折射器109，或可以被旋轉180°。因此，第一雙折射器109向上折射光線,第二雙折射器108向下折射光線?，F(xiàn)在將描述此操作。從偶數(shù)行I1、V1、VII1、...發(fā)出的光線被第二偏振器104阻擋，僅從奇數(shù)行1、II1、V、...發(fā)出的光線入射到第二偏振開關106上。當顯示幀M時，控制器110閉合連接到第二偏振開關106的開關218。因此，驅動電壓發(fā)生器214將驅動信號施加到第二偏振開關106。由驅動信號驅動的第二偏振開關106保持從顯示面板101的奇數(shù)行1、111、和V1、...發(fā)出的光線的偏振方向。已經(jīng)穿過第二偏振開關106的光線通過第二雙折射器108向下折射。用于幀M的光線的軌跡由粗線示出。如果幀M變成包括右眼圖像的奇數(shù)行的下一幀M+1，然后被顯示，則控制器110斷開連接到第二偏振開關106的開關218以阻斷驅動信號。因此，第二偏振開關106改變光線的偏振方向。具有改變的偏振方向的光線穿過第二雙折射器108，然后入射到右眼217上。因此，當顯示幀M和M+1時，具有全分辨率的右眼圖像被右眼217識別。在上述示范實施方式中，使用了兩個偏振開關。然而，可以使用具有足以覆蓋左眼和右眼的寬度的一個偏振開關。圖12和圖15是示出根據(jù)本總發(fā)明構思的示范實施方式的不同結構的偏振開關的視圖。圖12是示出完全分開的左眼鏡片的元件和右眼鏡片的元件的視圖。參考圖12，第一偏振器105和第二偏振器104彼此分開以并排布置。第一偏振器105傳輸水平偏振方向的光線，第二偏振器104傳輸垂直偏振方向的光線。第一偏振開關107和第二偏振開關106分別設置在第一偏振器105和第二偏振器104處,第一雙折射器109和第二雙折射器108設置在第一偏振開關107和第二偏振開關106之上。這些結構彼此分開。開關和用于控制這些開關的驅動電壓發(fā)生器可以單獨安裝以分別連接到第一偏振開關107和第二偏振開關106。一個控制器110可以被安裝為共同地控制上述結構，或可以單獨安裝以單獨控制上述結構。圖13是不出使用公共偏振開關120的結構的視圖。公共偏振開關120可以保持或改變穿過第一偏振器105和第二偏振器104的光線的偏振方向。圖14是示出使用包括公共電極123和兩個獨立電極121及122的偏振開關的結構的視圖。參考圖14，驅動信號可以分別供應到獨立電極121和122以切換獨立電極121和122。獨立電極121和122分別對應于左眼和右眼。在圖14的示范實施方式中，示出了左眼四分之一波片(或膜)125和右眼四分之一波片(或膜)124。例如,如果第一偏振方向和第二偏振方向是左旋圓偏振方向和右旋圓偏振方向，則左眼四分之一波片125和右眼四分之一波片124將圓偏振信號轉換成線性偏振信號。這些波片可以安裝在圖12和圖13的鏡片結構中。這些波片可以實現(xiàn)為與第一偏振器104和第二偏振器105的外表面結合的聚合物薄膜。如果應用四分之一波片，則第一偏振器105和第二偏振器104可以彼此平行布置以垂直于LCD面板的輸出偏振光線。如果提供四分之一波片125和124，則奇數(shù)行可以適當?shù)嘏c偶數(shù)行分開，然后可以被左眼和右眼識別。四分之一波片125和124可以補償延遲器圖案的雙折射元件的雙折射現(xiàn)象。上述元件可以彼此組合或可以被改變以應用于眼鏡片。根據(jù)顯示裝置100中幀的不同組合可以不同地確定這些組合。顯示裝置100的偏振圖案可以以不同的形式實現(xiàn)。圖15和圖18是示出根據(jù)本總發(fā)明構思的不同示范實施方式的偏振圖案的視圖。這些偏振圖案可以根據(jù)限定像素結構的顯示單元的厚度是否比像素節(jié)距更大而被不同地設計。圖15示出水平偏振圖案，其實現(xiàn)為在水平行方向上具有相同的偏振光線。如果水平偏振圖案在水平方向上具有相同的水平偏振光線，則像素的可見位置向上或向下偏移。在偏振圖案中視角進一步加覽。圖16不出垂直偏振圖案,其實現(xiàn)為在垂直行方向上具有相同的偏振光線。在垂直偏振圖案的情況下，像素的可見位置偏移到左邊或右邊。圖17示出方格偏振圖案。方格偏振圖案與水平或垂直偏移鏡片相適宜。為了顯示風景和人像兩者，方格偏振圖案便于改變顯示器而不替換眼鏡片。圖18示出具有菱形的方格圖案結構。圖18的偏振圖案與DLP投影顯示器的像素結構相適宜。參考圖18，方格圖案結構具有旋轉45°的形狀。因此，偏振方向也旋轉45°。在圖12至圖14中，構成圖像的像素的可見位置在垂直方向上向上或向下偏移。然而，偏移的方向和量可以由此不同地確定。圖19示出在水平方向上偏移的結構，圖20示出在正交方向上偏移的結構。換句話說，如果眼鏡片的偏振器、偏振開關和雙折射器根據(jù)顯示裝置100的偏振圖案被旋轉以被適當?shù)卦O計，圖像可以在水平和正交方向上偏移，如圖19和圖20所示。圖21和圖24是示出根據(jù)本總發(fā)明構思的不同示范實施方式的雙折射器的結構的視圖。參考圖21，由雙折射材料形成的平面平行板可以實現(xiàn)為雙折射器。平面平行板可以折射入射光線以輸出從傳輸?shù)墓饩€并列偏移的平行光線。雖然在圖21中第一和第二偏振方向的光線入射到同一地方，但光線被發(fā)射為保持距離Y的平行光線。這類雙折射器被稱為光束偏移器或光束偏移裝置。方解石、鈮酸鋰、石英、藍寶石、釩酸釔等可以用作雙折射材料。平面平行板的厚度X可以被適當?shù)卦O定以獲得期望值Y。例如，假定IXD面板的像素節(jié)距為0.3mm，延遲器圖案的節(jié)距為0.6mm，平行光線之間的距離為0.3mm。如果雙折射板由方解石形成，方解石的入射表面和發(fā)射表面可以傾斜地制造，以便最大化偏移距離，即，位移。詳細地，方解石可以設計為具有從方解石的光軸傾斜48°角度的表面。在方解石的情況下，與板厚度的水平偏離相關的位移系數(shù)為大約0.11。這表明如果板厚度為大約
0.3/0.11=2.7mm，則可以獲得0.3mm的光學偏移效果。根據(jù)另一示范實施方式，兩個或更多楔形物可以用于并列地偏移可見位置。這些楔形物中至少兩個由折射材料形成。組合楔形物的示范實施方式在圖22、23和24中示出。圖22中，使用了兩個雙折射楔形物221和222。兩個雙折射楔形物221和222基于偏振光線改變?nèi)肷涔饩€的方向。兩個雙折射楔形物221和222由相同的雙折射材料形成并且具有相同的角度。兩個雙折射楔形物221和222由于間隔物223而保持預定距離。兩個雙折射楔形物221和222之間的間隙225可以用空氣或透明各向同性材料填充。這些雙折射光學元件折射第一和第二偏振方向的所有光線，但是發(fā)射平行光線，該平行光線由于不同的折射程度而保持距離Y。如果難以實現(xiàn)此偏移,則可以使用兩個羅歇(Rochon)棱鏡。羅歇棱鏡涉及兩個棱鏡，它們成對以彼此粘住，使得光軸彼此垂直。圖23示出使用羅歇棱鏡的結構。參考圖23，羅歇棱鏡的每個由兩個楔形物221和224的組合形成。兩個楔形物221和224由具有不同光軸的雙折射材料形成。兩個羅歇棱鏡由于間隔物225而保持距離，兩個羅歇棱鏡之間的間隙可以用空氣或透明各向同性材料填充。圖24示出使用兩個菲涅耳棱鏡226的結構。菲涅耳棱鏡226也由于間隔物223而保持預定距離，菲涅耳棱鏡226之間的間隙可以用空氣或透明各向同性材料填充。根據(jù)另一示范實施方式，羅歇棱鏡可以替換為沃拉斯頓(Wollaston)棱鏡。圖25示出使用沃拉斯頓棱鏡的雙折射器的結構。參考圖25，每個沃拉斯頓棱鏡包括彼此面對的兩個楔形物232和233。沃拉斯頓棱鏡由于間隔物223而保持距離，沃拉斯頓棱鏡之間的間隙可以用空氣或透明各向同性材料填充。沃拉斯頓棱鏡的每個楔形物由雙折射材料形成并且在不同方向上折射不同偏振方向的兩條光線。在上述示范實施方式中，光線被折射以并列偏移像素的可見位置，但是不必限于此結構。換句話說，可見圖像的角度可以被偏移。如果應用羅歇棱鏡，光線可以以適當角度折射以被偏移到期望的可見位置。圖26示出圖10的左眼濾光器，包括不同類型的雙折射器。詳細地，使用羅歇棱鏡的雙折射器230應用于圖26的左眼濾光器。如果使用羅歇棱鏡230，則像素的可見位置根據(jù)觀察距離L和折射角Ψ而改變。換句話說，羅歇棱鏡230與觀察距離L和折射角Ψ成比例地偏移圖像的可見位置。折射角Ψ可以從Y/L的關系獲得。例如,如果L=IOOOmm并且要求的偏移距離為0.3mm，則折射角Ψ計算為1.06 (角分(angular minute))。這樣的每個位移可以是非常小的并且因此可以看作兩個薄的雙折射楔形物的組合。如果鏡片用于具有未知垂直節(jié)距的顯示裝置，圖像偏移根據(jù)觀察距離而改變。通常，在顯示屏上觀看圖像的最佳距離涉及一距離，在該距離下，一個圖像掃描線的角高度不超過0.5角分至I角分之間的范圍。使用者可以在此距離處欣賞最大的屏幕分辨率。因此，如果雙折射眼鏡片偏移圖像掃描線0.5角分至I角分的范圍，使用者可以在距離屏幕最佳距離處觀看到立體圖像，而不考慮像素節(jié)距。具有小于I角分的角高度的羅歇棱鏡制造得非常薄。因此，雙折射聚合物可以用作制造棱鏡的材料。例如，可以使用聚合的液晶?？梢允褂梦掷诡D棱鏡，即另一種雙折射棱鏡。圖27和圖28為示出羅歇棱鏡和沃拉斯頓棱鏡之間的差別的視圖。參考圖27，沃拉斯頓棱鏡240在不同方向上折射不同偏振方向的兩個光線。圖28的羅歇棱鏡241傳輸一條光線(用“ I ”標記)并且折射不同偏振方向的光線(用“籲”標記)。圖29為示出根據(jù)本總發(fā)明構思的另一示范實施方式的雙折射器的視圖。參考圖29，雙折射器包括液晶245、兩個透明基板246和247、以及電極端子248和249。液晶245可以實現(xiàn)為布置在兩個透明基板246和247之間的楔形物。兩個透明基板246和247可以由透明導電層形成，諸如銦錫氧化物(ΙΤ0)。透明基板247可以實現(xiàn)為楔形物以補償液晶的折射面。透明基板247可以由折射率與液晶的折射率相似的玻璃材料形成。此折射元件的折射角度可以通過施加在電極端子248和249之間的電壓來控制。根據(jù)上述不同的示范實施方式，偏振開關和雙折射器可以用于降低多個行之間的串擾以及觀看具有原始分辨率的立體圖像。根據(jù)本總發(fā)明構思的示范實施方式的顯示方法可以包括顯示操作和眼鏡片控制操作。在顯示操作中，顯示裝置100產(chǎn)生第一幀和第二幀并且連續(xù)地顯示第一幀和第二幀，在該第一幀和第二幀中左眼圖像的像素組和右眼圖像的像素組交替布置。在眼鏡片控制操作中，眼鏡片200與顯示裝置100的顯示時序同步，以適當?shù)乜刂破耖_關，使得第一幀和第二幀的左眼圖像的像素組的光線被左眼識別，第一幀和第二幀的右眼圖像的像素組的光線被右眼識別。如果偏振方向通過控制被調(diào)節(jié)，并且折射狀態(tài)根據(jù)偏振方向被調(diào)節(jié)，則具有全分辨率的左眼圖像和右眼圖像可以分別被使用者的左眼和右眼識別。根據(jù)本總發(fā)明構思的不同示范實施方式，使用者可以降低圖像之間的串擾并且觀看3D圖像，同時保持3D圖像的分辨率的初始狀態(tài)。此方法的詳細說明與上述不同示范實施方式的詳細說明相同，因此將省略重復的描述。也將省略流程圖的圖示。上述示范實施方式和優(yōu)點僅是示范性的并且不理解為限制。本教導能夠容易地應用于其他類型的裝置。此外，示范實施方式的描述旨在說明，而不是限制權利要求的范圍，許多替換、變型和變化對本領域技術人員是顯而易見的。
權利要求
1.一種立體顯不系統(tǒng)，包括: 顯示裝置，在其中交替布置第一像素元件和第二像素元件，其中該第一像素元件發(fā)射在第一偏振方向上的左眼圖像的光線，第二像素元件發(fā)射在第二偏振方向上的右眼圖像的光線；以及 眼鏡片，其包括左眼濾光器和右眼濾光器， 其中所述眼鏡片包括: 偏振器，將所述左眼圖像光線和所述右眼圖像光線彼此分開； 偏振開關，切換光線的偏振方向； 雙折射器，根據(jù)被所述偏振開關切換的光線的偏振態(tài)而偏移像素的可見位置；以及 控制器，與所述顯示裝置的操作同步操作，以控制所述偏振開關。
2.如權利要求1所述的立體顯示系統(tǒng)，其中所述雙折射器包括至少一個平面平行板，其由雙折射材料形成并且具有預設厚度。
3.如權利要求1所述的立體顯示系統(tǒng)，其中所述雙折射器包括至少一個楔形物或羅歇棱鏡，其由雙折射材料形成并且具有預設角。
4.如權利要求1所述的立體顯示系統(tǒng)，其中所述顯示裝置包括: 顯示面板；以及 偏振改變面板，其具有預設結構以改變偏振方向， 其中所述偏振改變面板包括圖案化延遲器、圖案化偏振器、方格圖案結構、以及旋轉45°以具有菱形的方格圖案結構中的一個。
5.如權利要求1所述的立體顯示系統(tǒng),其中: 所述偏振器包括第一偏振器和第二偏振器，其分別安裝在所述左眼濾光器和右眼濾光器中以傳輸不同偏振方向的光線； 所述偏振開關包括第一偏振開關和第二偏振開關，分別安裝在所述左眼濾光器和右眼濾光器中以分別調(diào)節(jié)穿過所述第一偏振器和第二偏振器的光線的偏振方向；以及 所述雙折射器包括第一雙折射器和第二雙折射器，分別安裝在所述左眼濾光器和右眼濾光器中以根據(jù)偏振方向折射或傳輸穿過所述第一偏振開關和第二偏振開關的光線。
6.如權利要求5所述的立體顯示系統(tǒng)，其中所述第一偏振開關和第二偏振開關分別包括可電控制的延遲器。
7.如權利要求5所述的立體顯示系統(tǒng)，其中所述第一偏振開關和第二偏振開關包括延遲器，其被共同用于左眼和右眼并且可電控制。
8.如權利要求5所述的立體顯示系統(tǒng)，其中所述第一偏振開關和第二偏振開關包括延遲器，其被共同用于左眼和右眼并且可電控制， 其中所述延遲器包括公共電極和兩個獨立電極。
9.一種使用眼鏡片的立體顯示系統(tǒng)的顯示方法，該眼鏡片包括左眼鏡片和右眼鏡片，該顯示方法包括: 產(chǎn)生第一幀和第二幀并連續(xù)地顯示該第一幀和第二幀，左眼圖像和右眼圖像交替布置在該第一幀和第二幀中；以及 根據(jù)所述第一幀和第二幀的顯示時序控制所述眼鏡片的偏振開關，以通過所述左眼鏡片和所述右眼鏡片折射或傳輸光線，使得使用者的左眼識別所述第一幀和第二幀的左眼圖像的光線，使用者的右眼識別所述第一幀和第二幀的右眼圖像的光線。
10.一種用于觀看立體圖像的眼鏡片，該鏡片包括: 第一偏振器和第二偏振器，傳輸不同偏振方向的光線； 第一雙折射器和第二雙折射器，分別調(diào)節(jié)已經(jīng)穿過所述第一偏振器和第二偏振器的光線的折射狀態(tài)以偏移像素的可見位置； 第一偏振開關和第二偏振開關，切換所述第一雙折射器和第二雙折射器的狀態(tài)；以及 控制器，與所述顯示裝置的操作同步操作，以控制所述第一偏振開關和第二偏振開關。
11.如權利要求10所述的眼鏡片，其中所述第一雙折射器和第二雙折射器的每個包括至少一個平面平行板，其由雙折射材料形成并且具有預設厚度。
12.如權利要求10所述的眼鏡片，其中所述第一雙折射器和第二雙折射器的每個包括至少一個楔形物或羅歇棱鏡，其由雙折射材料形成并且具有預設角。
13.如權利要求10所述的眼鏡片，其中所述第一偏振開關和第二偏振開關分別包括可電控制的延遲器。
14.如權利要求10所述的眼鏡片，其中所述第一偏振開關和第二偏振開關包括延遲器，其被共同用于左眼和右眼并且可電控制。
15.如權利要求10所述的眼鏡片，其中所述第一偏振開關和第二偏振開關包括延遲器，其被共同用于左眼和 右眼并且可電控制， 其中所述延遲器包括公共電極和兩個獨立電極。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種立體顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括顯示裝置，在其中交替布置第一和第二像素元件，其中該第一像素元件發(fā)射在第一偏振方向上的左眼圖像的光線，第二像素元件發(fā)射在第二偏振方向上的右眼圖像的光線；以及鏡片，其包括左眼濾光器和右眼濾光器。鏡片包括偏振器、偏振開關、雙折射單元和控制單元，雙折射單元根據(jù)光的偏振態(tài)而偏移像素的可見位置；控制單元，與顯示裝置的操作同步地控制偏振開關。根據(jù)本發(fā)明，使用者可以觀看具有全分辨率的立體圖像。
文檔編號H04N13/00GK103189781SQ201180050887
公開日2013年7月3日 申請日期2011年10月24日 優(yōu)先權日2010年10月22日
發(fā)明者S.謝斯塔克, 金大式 申請人:三星電子株式會社