用于自动立体视频显示器的可切换透镜阵列制造技术

透镜阵列的透镜体能够电子受控成与具有两个截然不同物理特性的两个集合的实际透镜体中任一个光学地等效。透镜体的每个充分接近于一个或多个可切换棱镜以与其光学地组合。可切换光学元件例如能够是可切换柱形棱镜。在第一状态，可切换棱镜与透镜体光学地组合，使得组合体与第一集合实际透镜体光学地等效。在第二、不同的状态，可切换棱镜与透镜体光学地组合，使得组合体与第二、不同集合实际透镜体光学地等效。因而，透镜阵列能够通过开关的掷在两个截然不同配置间切换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自动立体视频显示器的可切换透镜阵列对有关申请的交叉引用本申请要求由NealWeinstock及RichardA.Muller于2012年9月4日提交的、题为“AutostereoscopicVideoDisplay”的美国临时专利序列号61/696,718的优先权。
本专利技术一般涉及自动立体显示器，并且更具体地，涉及能够在两个不同配置之间切换的透镜阵列。
技术介绍
传统自动立体显示器使用透镜的阵列或视差栅栏或其他观看选择器来使显示器的许多像素对观看者的一只眼睛可见，并使显示器的许多其他像素对观看者的另一只眼睛可见。通过隔离对每一眼睛可见的显示器的像素，立体图像的两个分量能够在显示器上呈现。由于普通观看者的眼睛是并排并且水平对齐的，透镜的阵列按照水平定向使像素可见。作为结果，针对左眼和右眼的对应像素沿相同的扫描线来定位并且水平地彼此替换。观看者的每个眼睛因此看到图像，其水平分辨率在仅具有两个视图的自动立体显示器中被平分。在多数自动立体显示器中，通过具有多于仅两个视图来改进视场。为尝试提供更大感知深度的投影，需要更多视图—例如24个视图。典型的LCD显示屏具有大约200个像素每英寸的像素密度，然而一些具有接近300个像素每英寸或更多的密度。那是近似6个像素每毫米，即，足够的分辨率来在4毫米的空间内提供24个视图。对于一些立体视频内容，4毫米宽的所感知像素可能是足够的。然而，不是所有的视频内容是相同的。对于一些立体视频内容，具有更少视图但具有更好的水平显示分辨率可能是优选的。特别地，如果显示器有时也将显示并不立体的视频内容，透镜阵列没有将视图编组成24个像素和4毫米宽的多个组，而是代替地提供全水平分辨率或尽可能接近全水平分辨率将会是优选的。在传统自动立体显示器中，这样的配置仅通过透镜阵列的物理移除以及也许以不同的透镜阵列的替换，如果确实发生的话，是可实现的。
技术实现思路
依照本专利技术，透镜阵列的透镜体—即柱形透镜—能够电子地受控成与具有两个截然不同物理特性的两个集合的实际（virtual）透镜体中任一个光学地等效。透镜体的每个足够接近于一个或多个可切换光学元件以与该可切换光学元件光学地组合。可切换光学元件例如能够是可切换柱形棱镜。在第一状态，可切换棱镜与透镜体光学地组合，使得组合体与第一集合实际透镜体光学地等效。例如，处于第一状态的可切换棱镜能够具有大体上与环境材料的折射指数大体等效的折射指数，使得可切换棱镜本质上不具有光学效应。在这样的情况中，第一集合实际透镜体会单单与透镜阵列的透镜体光学地等效。在第二、不同的状态，可切换棱镜与透镜体光学地组合，使得组合体与实际透镜体的第二、不同的集合光学地等效。例如，处于第二状态的可切换棱镜能够具有与透镜体的折射指数大体等效的折射指数，使得可切换棱镜和透镜体的光学组合体，在光学上讲，显著地不同于单单透镜体。可切换棱镜的每个与透镜体的仅一部分组合，使得透镜体的剩余部分不与可切换棱镜光学地组合。该剩余部分能够与在第二状态以显著不同的角度偏转光线的另一可切换棱镜光学地组合或者根本没有与可切换棱镜光学地组合。结果是与可切换棱镜光学地组合的透镜体的那部分以显著的方式光学地不同于没有与可切换棱镜光学地组合的透镜体的剩余部分。实际上，棱镜被分裂为两个实际棱镜。附加的可切换棱镜能够与透镜体一起使用来有效地将该透镜体分裂为三个或更多的实际透镜体。将双折射材料用于可切换光学元件，可切换光学元件的折射指数—以及因此其状态—能够被电力地控制。因此，透镜阵列能够以开关的掷（flip）在两个截然不同的配置间切换。附图说明图1是依照本专利技术的、观看者和自动立体显示器的平面图。图2是更详细的、图1的自动立体显示器的透镜阵列的平面图。图3-5是依照本专利技术的、例示透镜阵列如何在两个备选配置之间可切换的透镜阵列的平面图。图6和图7是依照本专利技术的、例如备选透镜阵列如何在两个备选配置之间可切换的备选透镜阵列的平面图。图8是更详细的、图2-7的透镜阵列的可切换棱镜的平面图。图9是更详细的、图2-7的透镜阵列的备选的可切换棱镜的平面图。图10是依照本专利技术来例示两个截然不同的操作模式的、图2-5的透镜阵列的平面图以及定位于透镜阵列背后的像素阵列的正视图。图11是处于图3例示的状态中的、图10的透镜阵列的平面图以及图10的像素阵列的正视图。图12是处于图5例示的状态中的、图10的透镜阵列的平面图以及图10的像素阵列的正视图。图13及14各自是备选透镜阵列的平面图。具体实施方式依照本专利技术，透镜阵列100的透镜体202A-D（图3）能够电子地受控成如图3所示光学地进行动作或如透镜体502A-H（图5）所示光学地进行动作。透镜阵列100（图1）向人类观看者10呈现自动立体视图，并且该视图具有感知宽度120和感知深度130。透镜阵列100（图1-3）包括可切换棱镜204A-H（图2），其能够在其中透镜体202A-D按第一方式光学地运转的状态和其中透镜体202A-D以第二、不同的方式光学地运转的第二状态之间切换。如结合图8在下面更完整地表述，可切换棱镜204A-H由诸如液晶的双折射材料制成，并且能够在两个不同的折射指数之间电子地切换。在这个例示性实施例中，折射指数其中之一是透镜体202A-D的那个，而另一个是在其中形成可切换棱镜204A-H的透明层206的那个。另外，可切换棱镜204A-H具有直角三角形横截面，其中在这个例示性实施例中角208是16度。可切换棱镜204A-H也能够设计为菲涅耳（Fresnel）型棱镜。在其中可切换棱镜204A-H不具有光学效应的“关”状态，可切换棱镜204A-H的折射指数被设置成与透明层206的那个实际上相同。在这个“关”状态，透镜阵列100的光学表现如图3所示。具有与透明层206相同的折射指数的可切换棱镜204A-H难以与透明层206光学地区分。在其中可切换棱镜204A-H具有光学效应的“开”状态，可切换棱镜204A-H的折射指数被设置成与透明层206的那个显著地不同。在一个实施例中，可切换棱镜204A-H的折射指数在这个“开”状态中被设置成与透镜体202A-D的那个相同。在这个“开”状态中，可以与透明层206光学地区分的可切换棱镜204A-H与透镜体202A-D光学地组合来影响它们的光学表现。图4示出与处于开状态的透镜阵列100的那个光学地等效的透镜阵列。例如，与可切换棱镜204A-B相组合的透镜体202A（图2）光学地等效于与元件404A相组合的透镜体402A（图4）以及与元件404B相组合的透镜体402B。对于薄透镜，与元件404A-H相组合的透镜体402A-H光学地等效于与元件504A-H相组合的透镜体502A-H（图5）。尽管透镜阵列100仍然如图2所示物理地配置，处于这个“开”状态的透镜阵列100与图5所示的状态光学地等效。由于与元件504A-H相组合的透镜体502A-H表示处于这个“开”状态的透镜阵列100的有效光学表现，透镜体502A-H在本文被称为透镜阵列100的实际透镜体。换言之，透镜阵列100的实际透镜体是与处于给定状态的透镜阵列100光学地等效的透镜体。因此，透镜阵列100在具有不同光学表现的实际透镜体的至少两个状态之间可切换。透镜体502A-H具有透镜体202本文档来自技高网...

【技术保护点】
透镜阵列，包括：　　一个或多个透镜体；以及　　对于所述透镜体的每个：　　　　一个或多个可切换光学元件，其在至少两个状态之间可切换并且其充分接近所述透镜体来定位，以给组合光学效果提供所述透镜体；　　其中所述可切换光学元件的所述状态的第一个与所述透镜体光学地组合以与具有第一物理配置的第一集合实际透镜体光学地等效；以及　　另外其中所述可切换光学元件的所述状态的第二个与所述透镜体光学地组合以与具有第二、不同第二物理配置的第二集合实际透镜体光学地等效。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.04 US 61/6967181.透镜阵列，所述透镜阵列被放置在像素阵列的前面，所述透镜阵列包括：一个或多个透镜体；以及对于所述透镜体的每个：一个或多个可切换光学元件，其可在至少两个状态之间电子地切换，其中，通过电子地控制所述一个或多个可切换光学元件的折射率，所述一个或多个可切换光学元件在至少两个状态之间是可切换的；其中，所述一个或多个可切换光学元件被放置在充分接近所述透镜体之处，以与所述透镜体提供组合的光学效果；其中所述可切换光学元件的所述状态的具有第一折射率的第一个与所述透镜体的至少一部分光学地组合，作为第一实际透镜体集合，其中所述第一实际透镜体集合与第一物理透镜阵列配置光学地等效；以及另外其中所述可切换光学元件的所述状态的具有第二折射率的第二个与所述透镜体的至少一部分光学地组合，作为第二实际透镜体集合，其中所述第二实际透镜体集合与第二、不同的物理透镜阵列配置光学地等...

【专利技术属性】
技术研发人员：RA穆勒，
申请(专利权)人：真三维公司，
类型：发明
国别省市：美国;US