CN101331777B - 2d/3d自动立体显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于2D/3D自动立体显示器的驱动方法和设备，该显示器在行电极线阵列与列电极线阵列之间具有可切换透镜阵列以便控制所述透镜元件的切换，其中所述可切换透镜阵列具有电可切换的反射率。所述驱动信号包括：行选择电压波形(R_SW)；列选择电压波形(C_SW)；以及公共行和列去选择电压波形(V_base)。所述波形的每一种均包括基本上是方波的电压波形，每一种波形都具有相同的周期。所述三种波形相对于彼此在时间上交错，其中在每一种波形与每另一种波形之间有2/3或4/3的相移。这种设置在切换电压被施加到所述透镜元件时提供极性反转电压波形，并且具有最大化的RMS电压。

Description

2D/3D自动立体显示设备

技术领域

本发明涉及一种自动立体显示设备，这种类型的自动立体显示设备包括显示面板以及设置在该显示面板上的多个成像装置(比如双凸透镜元件)，所述显示面板具有用于产生显示的显示像素阵列，并且通过所述成像装置观看所述显示像素。

背景技术

已知的自动立体显示设备包括二维液晶显示面板，其具有充当空间光调制器的显示像素的行、列阵列以便产生所述显示。彼此平行地延伸的细长双凸透镜元件阵列覆盖在所述显示像素阵列之上，并且通过这些双凸透镜元件观看所述显示像素。

所述双凸透镜元件被提供为元件薄板，其中的每一个元件包括细长的半圆柱状透镜元件。所述双凸透镜元件在所述显示面板的列方向上延伸(或者相对于所述列方向倾斜)，其中每一个双凸透镜元件覆盖在包括两个或多个相邻的显示像素列的对应的一组上。

在其中例如每一个双凸透镜与两列显示像素相关联的设置中，每一列中的显示像素提供对应的二维子图像的一个垂直切片。所述双凸透镜薄板把这两个切片以及来自与其他双凸透镜相关联的显示像素的相应切片导向位于该薄板前方的用户的左眼和右眼，从而使得该用户观看到单一立体图像。因此，所述双凸透镜元件薄板提供光输出引导功能。

在其他设置中，每一个双凸透镜与在行方向上包括多于两个相邻显示像素的一组显示像素相关联。每一组中的相应的显示像素列被适当地设置成从对应的二维子图像提供垂直切片。随着用户的头从左向右移动，感知到一系列相继的不同立体视图，从而例如产生环视印象。

上述设备提供了有效的三维显示。然而，应当意识到，为了提供立体视图，必须牺牲所述设备的分辨率。这种分辨率方面的牺牲对于某些应用(比如显示小文字字符以便从近距离观看)来说是不可接受的。为此，已经提出了提供一种可以在二维模式与三维(立体)模式之间进行切换的显示设备。

在二维模式下，所述可切换设备的双凸透镜元件操作在“穿透”模式下，也就是说，所述元件按照与光学透明材料的平面薄板相同的方式操作。所得到的显示器具有高分辨率，其分辨率等于所述显示面板的固有分辨率，这适于从较近的观看距离显示小文字字符。当然，所述二维显示模式不能提供立体图像。

在三维模式下，所述可切换设备的双凸透镜元件提供如上所述的光输出引导功能。所得到的显示器能够提供立体图像，但是如上所述会有不可避免的分辨率损失。

为了提供可切换的显示模式，所述可切换设备的双凸透镜元件由诸如液晶材料的电-光材料形成，其具有可以在两个值之间切换的折射率。随后通过把适当的电势施加到提供在所述双凸透镜元件上方和下方的平面电极而在所述模式之间进行切换。所述电极电势改变所述双凸透镜元件相对于相邻的光学透明层的折射率。可以在美国专利号6,069,650中找到关于所述可切换设备的结构和操作的更加详细的描述，该专利被全文合并在此以作参考。

已经认识到希望提供一种可切换的自动立体显示设备，在该显示设备的显示器中，显示区域的不同部分可以操作在不同模式下，比如2D文字显示和3D图像显示。

为了提供对将操作在2D和3D模式下的区域的选择的一定自由度，两个电极层都应当被模制。特别地，通过把一个电极层提供为第一电极线阵列并且把另一个电极层提供为垂直的第二电极线阵列，所述电极可以充当矩阵寻址方案，从而能够选择显示区域的矩形块。

除了允许局部可切换性之外，通过把全部两个电极层模制为n行m列的矩阵结构，得到可以通过仅仅n+m个驱动器在2D或3D模式下切换的n*m个子单元。因此，这样还能够实现高效的驱动器硬件和软件。

发明内容

本发明涉及到使用上述类型的可切换透镜阵列的显示设备。

对LC材料双凸透镜的切换是如下实现的：在所述LC材料上施加足够高的电压，以便对于具有适当偏振的光改变所述LC的有效折射率。通过把所述双凸透镜结构的折射率与其中一个LC系数相匹配，提供一种没有透镜动作的模式。在另一模式下，对于偏振光存在有效折射率差，于是有透镜动作。取决于设计，通过在所述单元上施加非零电压或者零电压差把所述透镜从3D模式切换到2D模式。

所述单元的一个问题是驱动器电压。取决于设计，对于适当的切换需要高达100伏特的电压。由于驱动器随着电压增大而变得更加昂贵，因此希望在可能的情况下降低驱动器电压电平。

根据本发明，提供一种可切换的自动立体显示设备，其包括：

显示面板，其具有显示像素阵列以用于产生显示，所述显示像素被设置成行和列；

透镜元件阵列，其被设置在该显示面板之上以用于引导所述显示像素的光输出，从而提供立体图像，所述透镜元件包括电-光材料，可以通过选择性地施加第一值与第二值之间的电场来切换所述电-光材料的折射率，所述第一值保持光输出引导功能，第二值去除光输出引导功能；以及

第一和第二电极层，所述两个电极层被提供在该透镜元件阵列的相对侧，以便在所述透镜元件上施加所述电场，

其中，所述电极层被分割成包括行电极线阵列的第一电极层和包括列电极线阵列的第二电极层，

其中，所述设备还包括驱动器电路，其用于把驱动信号施加到所述电极线以便控制所述透镜元件的切换，其中，所述驱动信号包括：

行选择电压波形；

列选择电压波形；以及

公共行和列去选择电压波形，

其中，所述波形的每一种均包括基本上是方波的电压波形，每一种波形都具有相同的周期，所述三种波形包括用以提供2π/3的相对相移的三种可能定时当中的每一种。

这种设置在切换电压被施加到所述透镜元件时提供极性反转电压波形，并且具有最大化的RMS电压。

优选地，所述行选择电压波形或者去选择电压波形被施加到各行，并且所述列选择电压波形或者去选择电压波形被施加到各列。因此，所述选择可以包括对于每一行和列选择两种可能电压波形的其中之一。

每一种波形优选地都是处在相等量值的正和负电压之间的方波波形。

下面的每一个差信号的RMS电压优选地都近似为2√(2/3)A_drive，其中A_drive是相等量值的正和负电压：

行、列选择电压波形之间的差；

列选择电压波形与公共去选择电压波形之间的差；以及

行选择电压波形与公共去选择电压波形之间的差。

这样提供了来自被用于控制所述透镜阵列的驱动器的输出电压的高RMS电压。

所述透镜元件阵列可以包括平行的双凸透镜元件的阵列，并且所述电-光材料可以包括液晶材料。所述显示面板也可以是液晶显示面板，但是也可以使用其他类型的显示面板。

本发明还提供一种用于控制可切换自动立体显示设备的可切换透镜元件阵列的驱动器，该驱动器用于控制提供在所述透镜元件阵列的相对侧的第一和第二电极层，以便在所述透镜元件上施加电场，其中所述电极层被分割成包括行电极线阵列的第一电极层和包括列电极线阵列的第二电极层，

其中，该驱动器电路包括用于生成针对所述电极线的驱动信号以便控制所述透镜元件的切换的装置，其中所述驱动信号包括：

行选择电压波形；

列选择电压波形；以及

公共行和列去选择电压波形，

其中，所述波形的每一种均包括基本上是方波的电压波形，每一种波形都具有相同的周期，所述三种波形包括用以提供2π/3的相对相移的三种可能定时当中的每一种。

本发明还提供一种控制可切换自动立体显示设备的可切换透镜元件阵列的方法，该方法是通过控制提供在所述透镜元件阵列的相对侧的第一和第二电极层以便在所述透镜元件上施加电场而实现的，所述电极层被分割成包括第一行电极线阵列的第一电极层和包括列电极线阵列的第二电极层，

其中，该方法包括把驱动信号选择性地施加到所述电极线，所述驱动信号包括：

行选择电压波形；

列选择电压波形；以及

公共行和列去选择电压波形，

其中，所述波形的每一种均包括基本上是方波的电压波形，每一种波形都具有相同的周期，所述三种波形包括用以提供2π/3的相对相移的三种可能定时当中的每一种。

驱动信号的选择性施加可以包括：通过把行选择电压波形施加到相应的行电极线或者把列选择电压波形施加到相应的列电极线或者通过全部两项措施来选择一个或多个透镜元件。可以通过以下操作来实现对一个或多个透镜元件的去选择：把去选择电压波形施加到相应的行电极线，并且把去选择电压波形施加到相应的列电极线。

在一个例子中，选择一个或多个透镜元件包括在2D模式下操作显示器的相关部分，去选择一个或多个透镜元件包括在3D模式下操作显示器的相关部分。

附图说明

下面将参照附图仅仅以举例的方式来描述本发明的一个实施例，其中：

图1是已知的自动立体显示设备的示意性透视图；

图2和3被用来解释图1中示出的显示设备的透镜阵列的操作原理；

图4示出了对应于本发明的显示设备的透镜阵列的电极设置和驱动器；

图5是用来解释本发明的方法的时序图；以及

图6示出了可以使用图5的波形的各种方式。

具体实施方式

本发明提供了一种用于具有可切换透镜阵列的自动立体显示器的驱动方法和设备，所述可切换透镜阵列具有控制线矩阵以用来控制所述透镜元件的切换。所述驱动信号包括：

行选择电压波形；

列选择电压波形；以及

公共行和列去选择电压波形，

所述波形的每一种均包括基本上是方波的电压波形，每一种波形都具有相同的周期。所述三种波形相对于彼此在时间上交错，从而在所述周期内有6个等长度相位。每一个相位具有对应于所述三种波形的值的不同组合，并且在每一种波形与每另一种波形之间有2π/3或4π/3的相移。

这种设置在切换电压被施加到所述透镜元件时提供极性反转电压波形，并且具有最大化的RMS电压。

图1是已知的直视自动立体显示设备1的示意性透视图。该已知设备1包括有源矩阵类型的液晶显示面板3，其充当用以产生所述显示的空间光调制器。

所述显示面板3具有设置成行和列的显示像素5的正交阵列。为清楚起见，在图中仅仅示出了很少数量的显示像素5。在实践中，该显示面板3可以包括大约一千行以及几千列的显示像素5。

所述液晶显示面板3的结构完全是传统的。特别地，该面板3包括一对间隔开的透明玻璃基板，其间提供对准的扭曲向列液晶材料或其他液晶材料。所述基板在其相向表面上携带透明氧化铟锡(ITO)电极的图案。还可以在所述基板的外表面上提供偏振层。

在一个例子中，每一个显示像素5包括所述基板上的相对电极，其间具有居间液晶材料。所述显示像素5的形状和布局由所述电极的形状和布局决定。所述显示像素5通过间隙彼此规则地间隔开。

每一个显示像素5与开关元件相关联，所述开关元件例如是薄膜晶体管(TFT)或者薄膜二极管(TFD)。通过向所述开关元件提供寻址信号，所述显示像素被操作来产生所述显示，本领域技术人员已经知道适当的寻址方案。

通过光源7来照射所述显示面板3，该光源7在本例中包括在所述显示像素阵列的区域之上延伸的平面背光。来自该光源7的光被引导穿过该显示面板3，其中各单独的显示像素5被驱动来调制所述光并且产生所述显示。

所述显示设备1还包括双凸透镜薄板9，其被设置在所述显示面板3的显示侧之上并且执行视图形成功能。该双凸透镜薄板9包括一行彼此平行地延伸的双凸透镜元件11，为清楚起见仅仅以夸张的尺寸示出了其中一个。

所述双凸透镜元件11具有凸圆柱透镜的形式，其充当光输出引导装置，以便把来自所述显示面板3的不同图像或视图提供到位于所述显示设备1的前方的用户的眼睛。

图1中示出的自动立体显示设备1能够在不同方向上提供几个不同的透视图。特别地，每一个双凸透镜元件11覆盖每一行中的一小组显示像素5。所述双凸透镜元件11在不同方向上投影一组当中的每一个显示像素5，从而形成几个不同的视图。随着用户的头从左向右移动，他/她的眼睛将依次接收到几个不同视图。

如上所述，已经提出了提供电可切换的透镜元件。这样能够在2D与3D模式之间切换所述显示器。图2和3示意性地示出了可以在图1示出的设备中采用的电可切换双凸透镜元件的阵列35。该阵列包括一对透明玻璃基板39、41，其中在所述基板的相向表面上提供了由氧化铟锡(ITO)形成的透明电极43、45。与上基板39相邻地在基板39、41之间提供利用复制技术形成的反透镜结构47。此外，与下基板41相邻地在基板39、41之间提供了液晶材料49。

如图中的横截面所示，所述反透镜结构47使得所述液晶材料49在该反透镜结构47与下基板41之间取得平行的细长双凸透镜形状。此外，该反透镜结构47和下基板41与所述液晶材料相接触的表面还配备了用于对所述液晶材料进行定向的定向层(未示出)。

图2示出了在没有向电极43、45施加电势时的阵列。在该状态下，所述液晶材料49的折射率远高于所述反透镜阵列47的折射率，因此如图所示所述双凸透镜形状提供光输出引导功能。

图3示出了在向电极43、45施加了近似为50到100伏特的交流电势时的阵列。在该状态下，所述液晶材料49的折射率基本上与所述反透镜阵列47的折射率相同，从而如图所示抵销了所述双凸透镜形状的光输出引导功能。因此，在该状态下，所述阵列实际上在“穿透”模式下操作。可以在美国专利号6,069,650中找到关于适合用在图1中示出的显示设备中的可切换双凸透镜元件阵列的结构和操作的进一步细节，该专利的全部内容被合并在此以作参考。

本发明特别涉及到被施加到所述电可切换透镜阵列的电压。通过足够高的电压来切换所述可切换双凸透镜。然而，还希望保持低驱动电压，以便保持所述驱动器电路的低成本。因此，在所述驱动电子装置与提供所述可切换透镜阵列的不同模式的快速切换和持续保持的要求之间存在冲突。

针对驱动所述局部可切换透镜阵列的要求如下：

(i)为了完全切换某一单元，所述RMS电压应当足够高。该电压对于每一个切换的单元应当是相等的。

(ii)单元在关断状态下应当接收零净电压。

(iii)为了避免对单元的充电，对称的电压是必要的(极性反转驱动方案)。

(iv)所述驱动器电压应当尽可能低。

本发明是基于以下认识：通过对于给定的驱动器电路输出电压最大化每一个单元处的RMS电压，所述驱动方案应当被选择为对所述驱动器信号的优化。

图4示出了电极矩阵设置。一个电极阵列包括平行列电极C₁..C_n的阵列，另一个电极阵列包括平行行电极R₁..R_m的阵列。

如果一列中的各单元应当被接通或关断，则该列被连接到两个电压驱动电平C_SW或C_base的其中之一以进行选择。按照相同的方式，每一行被连接到两个电压驱动电平R_SW或R_base的其中之一。

图4示意性地示出了用于向所述行、列电极提供驱动信号的行、列驱动器电路。该驱动器电路包括用于生成电压波形的电路。如下面进一步描述的那样，所述电压波形可以仅仅具有两个等量值的相反电平。所述电平可以从外部源被提供到所述驱动器电路，或者可以被内部生成。

所述驱动电压在每一个单元处得到四种可能的信号组合。如果至少其中一个所述信号被连接到切换信号(从而给出足够高的RMS电压以便提供所期望的切换)，则该单元应当被切换。如果所述行和列都被连接到所述基础信号，则所述LC不应当被切换(零RMS电压)。在下面的等式(1)中示出了所述可能的信号组合：

$\begin{array}{cc}1)V=C_{\mathrm{sw}}-R_{\mathrm{sw}}& V_{\mathrm{rms}}=\sqrt{\frac{1}{T}\underset{0}{\overset{T}{\∫}}{[C_{\mathrm{sw}}-R_{\mathrm{sw}}]}^2\mathrm{dt}}\end{array}$

$\begin{array}{cc}2)V=C_{\mathrm{sw}}-R_{\mathrm{base}}& V_{\mathrm{rms}}=\sqrt{\frac{1}{T}\underset{0}{\overset{T}{\∫}}{[C_{\mathrm{sw}}-R_{\mathrm{base}}]}^2\mathrm{dt}}\end{array}$

$\begin{array}{cc}3)V=C_{\mathrm{base}}-R_{\mathrm{sw}}& V_{\mathrm{rms}}=\sqrt{\frac{1}{T}\underset{0}{\overset{T}{\∫}}{[C_{\mathrm{base}}-R_{\mathrm{sw}}]}^2\mathrm{dt}}\end{array}$

$\begin{array}{cc}4)V=C_{\mathrm{base}}-R_{\mathrm{base}}& V_{\mathrm{rms}}=\sqrt{\frac{1}{T}\underset{0}{\overset{T}{\∫}}{[C_{\mathrm{base}}-R_{\mathrm{base}}]}^2\mathrm{dt}}\end{array}$

最后一个等式对应于其中所述单元应当接收零电压的情况。这自然意味着C_base＝R_base。因此，可以使用单一值来表示该电压值，其将被称作V_base。

可以对前三个等式求和，从而给出：

$3V_{\mathrm{rms}}^2=\frac{1}{T}\underset{0}{\overset{T}{\∫}}({[C_{\mathrm{sw}}-R_{\mathrm{sw}}]}^2+{[C_{\mathrm{sw}}-V_{\mathrm{base}}]}^2+{[V_{\mathrm{base}}-R_{\mathrm{sw}}]}^2)\mathrm{dt}$

该等式重写为下式：

$3V_{\mathrm{rms}}^2=\frac{1}{T}\underset{0}{\overset{T}{\∫}}(2C_{\mathrm{sw}}^2+2R_{\mathrm{sw}}^2+2V_{\mathrm{base}}^2-2C_{\mathrm{cw}}{R}_{\mathrm{cw}}-2C_{\mathrm{cw}}{V}_{\mathrm{base}}-2R_{\mathrm{cw}}{V}_{\mathrm{base}})\mathrm{dt}$

该等式重写为等式(2)：

$3V_{\mathrm{rms}}^2=\frac{1}{T}\underset{0}{\overset{T}{\∫}}\left(3\right[C_{\mathrm{sw}}^2+R_{\mathrm{sw}}^2+V_{\mathrm{base}}^2]-{[C_{\mathrm{cw}}+V_{\mathrm{base}}+R_{\mathrm{cw}}]}^2)\mathrm{dt}$

对于方波信号获得具有给定最大幅度的对称信号的最大RMS电压。这意味着这样一种驱动方案：某一行或列处的电压或者是最大正驱动电压+A_driver，或者是最大幅度负驱动电压-A_driver。

对于等式(2)的积分的前一半，由于是平方函数因此所述驱动信号的符号不限。为了最小化所述积分的后一半(其被减去以便导出所述RMS值)，三个信号C_SW、V_base或R_SW的其中之一应当具有与其他各项相反的符号。

当实现上述做法时，所述等式简化为下式：

$3V_{\mathrm{rms},\max }^2=\frac{1}{T}\underset{0}{\overset{T}{\∫}}(9A_{\mathrm{driver}}^2-A_{\mathrm{driver}}^2)\mathrm{dr}$

根据该等式可以把所述RMS电压表示为等式(3)：

$V_{\mathrm{rms},\max }=\sqrt{\frac{2}{3}}2A_{\mathrm{driver}}$

从上面的方法导出的驱动方案具有在+A_driver或-A_driver之间切换的驱动器。结果，每一个单元在每一时刻下的净单元电压或者是±2A_driver伏特或者是0伏特。这意味着对于 $V_{\mathrm{rms},\max }=2A_{\mathrm{driver}}\sqrt{2/3}$ 的最优情况，在所述周期时间的2/3内所述单元接收±2A_driver的净电压，并且在所述周期时间的1/3内该单元被设置在0伏特净电压下。

如果所述单元不被切换，则其替换地恒定接收零电压差。

图5示出了从上面的分析导出的一种驱动方案。可以明显看出，可以通过许多方式实现能够利用上面的方法从所述驱动器电压获得最大RMS电压的驱动方案。在图5的例子中，每一个电压都作为方波，其中在信号R_SW、C_SW与V_base之间有2π/3的相移。

如上所述，该驱动方案对于每一个单元给出 $V_{\mathrm{rms},\mathrm{cell}}=2\sqrt{2/3}{A}_{\mathrm{driver}}$ 的RMS电压。

图5示出了对应于极性反转方案的全部两个相位的时间周期T。如图所示，该时间周期T被分成6个子周期，在每一个所述子周期期间，对于所述三个控制信号R_SW、C_SW和V_base使用不同的电压组合。

取决于被施加到所述行和列的电压组合，在所述单元上将存在以下三个电压的其中之一：R_SW-C_SW、R_SW-V_base或者C_SW-V_base。或者，如果V_base被施加到所述行和列，则在该单元上将是零伏特。

对于所绘制的每一个非零电压，其中三个所述子周期可以被视为正极性相位，另三个所述子周期可以被视为负极性相位。

使用电压R_SW-C_SW作为例子，该电压R_SW-C_SW对于前两个子周期等于驱动峰值电压A_driver的两倍，并且对于第三个子周期是零。

后三个子周期可以被视为负极性相位，如图所示，所述电压R_SW-C_SW对于前两个子周期同样具有等于所述驱动峰值电压A_driver的两倍的量值，并且对于第三子周期是零。该单元上的电压的符号与所述正极性相位相反。

所绘制的三个可能电压当中的每一个都具有这一属性：极性反转以及两个子周期为2A_driver，一个子周期为零。

因此，该驱动方案提供了局部极性反转(在每一个周期T中反转两次)，并且提供了可以从所述峰值驱动器电压电平获得的最大RMS电压。通过向每一行和列施加两种可能电压波形的其中之一来控制所述行和列线，并且其中一种所述电压波形(V_base)被共享，从而总共有三种不同的电压波形。

上述类型的可切换透镜阵列的最为常见的实现方式对于3D模式具有零伏特驱动，并且对于2D模式具有高RMS电压驱动。因此，通过施加图5中示出的电压波形，所选区域在3D模式下被关断。

不存在控制所述显示器的所有区域的操作模式的完全自由度。特别地，3D窗口是可能的，2D窗口则不可能。下面参照图6来解释，该图对于简单的2×2阵列示出了被施加来把所选区域切换到2D模式的行、列信号。该图同样假设其中把所述透镜阵列切换到2D模式的情况。在图6中，所述2D模式被显示为阴影区域。

图6A示出了被切换到2D模式的左列，在该图中，左列施加了切换电压C_SW，所有其他行和列都施加了电压V_base。

图6B示出了被切换到2D模式的顶行，在该图中，顶行施加了切换电压R_SW，所有其他行和列都施加了电压V_base。

图6C示出了各单独区域可以被保持在3D模式下。在该例中，仅仅右下角处在3D模式下，其余部分都处在2D模式下。不可能对于2D模式选择各单独区域。相反，需要把一整行或者一整列切换到2D模式。

如果希望的话，一种替换方案是令对角线区域处在2D模式下，如图6D中所示。在该例中，根本不使用电压V_base，相反，通过施加相同的列或行电压R_SW、C_SW来实现3D模式。左上区域被切换到2D模式，但是右下区域仍然无法保持在3D模式下，并且也切换到2D模式。这要求能够在三种而不是两种电压波形之间切换各行和列。因此，这一附加选项并不是优选的。相反，优选的是把所述功能限制到图6A到6C，在这种情况下仅仅在两种电压波形之间切换每一行和列。

在任意位置处划分所述周期T以及改变两侧的顺序并不会改变其RMS值或者所述偏振反转操作。因此，从所述周期T内的所有部分的随机排序得到的信号形状同样导致最优驱动。

上面描述了本发明的一个具体例子。但是本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围的情况下可以对上述实施例做出多种改变和修改。

上面描述的例子采用了具有可切换折射率的包括液晶的双凸透镜元件。然而，本领域技术人员将认识到，可以替换地采用梯度折射率(GRIN)透镜以作为光输出引导元件。所述透镜也可以是非圆柱的。

上面描述的例子采用了例如具有50μm到1000μm范围内的显示像素间距的液晶显示面板。但是本领域技术人员将认识到，可以采用其他类型的显示面板，比如有机发光二极管(OLED)或者阴极射线管(CRT)显示设备。上面描述的显示设备可以采用与显示像素的列方向成锐角倾斜的双凸透镜元件，如传统的自动立体显示设备中已知的那样。

并没有详细描述用来制造所述显示设备的工艺和材料，因为这是本领域技术人员所公知的。所述切换电极将是透明的，并且通常将包括氧化铟锡。

上面给出的例子涉及到这样一种设计：高电压模式给出2D模式，所施加的零电压给出3D模式。所述透镜设置可以被设计成给出相反的功能。

在实践中当然不可能获得完全方形的电压波形，本发明提供了“基本上是方波的电压波形”。所述波形本应是方形的，但是在实践中将有不完美的上升沿和下降沿。此外，所附权利要求书意图包含预定形状的次要改变。例如，高电平中的波纹、上升和下降时间的微小延迟以及一般的圆化都意图被术语“基本上是方波”所包含。

并没有详细描述所述驱动器电路。应当认识到，所述驱动器电路仅仅把所选电压波形施加到所述电极，这些波形又仅仅是彼此的延时形式。可以使用移位寄存器电路来实现不同信号之间的定时，把所选电压施加到所述电极将是例行程序。

本领域技术人员可以想到多种其他修改。

Claims (9)

1.一种在二维和三维显示模式之间可切换的自动立体显示设备，其包括：

显示面板(3)，其具有显示像素(5)的阵列，所述显示像素被设置成行和列；

透镜元件(11)的阵列，其被设置在该显示面板之上以用于引导所述显示像素的光输出，从而提供立体图像，所述透镜元件包括电-光材料(49)，可以通过选择性地施加第一值与第二值之间的电场来切换所述电-光材料的折射率，所述第一值保持光输出引导功能，第二值去除光输出引导功能；以及

第一和第二电极层，所述两个电极层被提供在该透镜元件阵列的相对侧，以便在所述透镜元件上施加所述电场，

其中，所述电极层被分割成包括行电极线的阵列的第一电极层和包括列电极线的阵列的第二电极层，

其中，所述设备还包括驱动器电路，其用于把驱动信号施加到电极线以便控制透镜元件的切换，其特征在于，所述驱动信号包括：

行选择电压波形信号；

列选择电压波形信号；以及

公共行和列去选择电压波形信号，

其中，所述波形信号的每一种均包括处在相等量值的正和负电压之间的方波电压波形信号，每一种波形信号都具有相同的周期并且包括相对于彼此2π/3的相移，

所述驱动器电路被进一步适配，从而使得驱动信号的选择性施加包括：通过把行选择电压波形信号施加到相应的行电极线或者把列选择电压波形信号施加到相应的列电极线或者通过全部两项措施来选择一个或多个透镜元件；并且驱动信号的选择性施加包括：通过把去选择电压波形信号施加到相应的行电极线并且把去选择电压波形信号施加到相应的列电极线来对一个或多个透镜元件进行去选择。

2.如权利要求1所述的自动立体显示设备，其中，选择一个或多个透镜元件包括在2D模式下操作显示器的相关部分，并且对一个或多个透镜元件进行去选择包括在3D模式下操作显示器的相关部分。

3.如权利要求1或2所述的自动立体显示设备，其中，下面的每一个差信号的RMS电压近似为

其中A_drive是正和负电压的相等量值：

行选择电压波形信号与列选择电压波形信号之间的差；

列选择电压波形信号与公共去选择电压波形信号之间的差；以及

行选择电压波形信号与公共去选择电压波形信号之间的差。

4.如权利要求1或2所述的自动立体显示设备，其中，透镜元件的阵列包括平行双凸透镜元件(11)的阵列。

5.如权利要求1或2所述的自动立体显示设备，其中，电-光材料包括液晶材料(49)。

6.如权利要求1或2所述的自动立体显示设备，其中，电极线包括氧化铟锡。

7.如权利要求1或2所述的自动立体显示设备，其中，显示面板(3)是液晶显示面板。

8.一种控制在二维和三维显示模式之间可切换的自动立体显示设备的可切换透镜元件阵列的方法，所述透镜元件包括电-光材料(49)，可以通过选择性地施加第一值与第二值之间的电场来切换所述电-光材料的折射率，所述第一值保持光输出引导功能，第二值去除光输出引导功能，该方法是通过控制提供在所述透镜元件阵列的相对侧的第一和第二电极层以便在所述透镜元件上施加电场而实现的，所述电极层被分割成包括行电极线的第一阵列的第一电极层和包括列电极线的阵列的第二电极层，

其中，该方法包括把驱动信号选择性地施加到电极线，所述方法的特征在于所述驱动信号包括：

行选择电压波形信号；

列选择电压波形信号；以及

公共行和列去选择电压波形信号，

其中，所述波形信号的每一种均包括处在相等量值的正和负电压之间的方波电压波形信号，每一种波形信号都具有相同的周期并且包括相对于彼此2π/3的相移，

其中，驱动信号的选择性施加包括：通过把行选择电压波形信号施加到相应的行电极线或者把列选择电压波形信号施加到相应的列电极线或者通过全部两项措施来选择一个或多个透镜元件，以及

其中，驱动信号的选择性施加包括：通过把去选择电压波形信号施加到相应的行电极线并且把去选择电压波形信号施加到相应的列电极线来对一个或多个透镜元件进行去选择。

9.如权利要求8所述的方法，其中，选择一个或多个透镜元件包括在2D模式下操作显示器的相关部分，并且对一个或多个透镜元件进行去选择包括在3D模式下操作显示器的相关部分。

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