具有隔行扫描图像的高分辨率自动立体显示设备

1.一种自动立体显示设备，包括：
背光单元；
偏振板，设置在背光单元前面；
显示面板，通过交替地依次隔行扫描左眼图像和右眼图像的像素行来显示左眼图像和右眼图像；
微粒透镜片，设置在偏振板和显示面板之间，用于将背光单元发射的光分离向左眼观看区和右眼观看区；和
偏振开关，与显示面板的垂直扫描时间同步，控制向着左眼观看区传播的光的偏振方向以使得光入射到显示面板的显示左眼图像的像素行上，并控制向着右眼观看区传播的光的偏振方向以使得光入射到显示面板的显示右眼图像的像素行上。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述偏振开关包括：
空间光调制器，设置在偏振板和微粒透镜片之间，根据电控制在改变入射光的偏振方向的第一、第二和第三状态之间切换；
第一双折射元件阵列，设置在空间光调制器和微粒透镜片之间，包括在水平方向上交替的多个第一和第二垂直双折射元件，用于改变入射光的偏振方向，以使得经过第一双折射元件的光的偏振方向垂直于经过第二双折射元件的光的偏振方向；
第二双折射元件阵列，设置在微粒透镜片和显示面板之间，包括在垂直方向上交替的多个第三和第四水平双折射元件，用于改变入射光的偏振方向，以使得经过第三双折射元件的光的偏振方向垂直于经过第四双折射元件的光的偏振方向。
3.如权利要求2所述的设备，其中，第二双折射元件阵列的第三和第四双折射元件中的每一个对应于显示面板的一个像素行。
4.如权利要求2所述的设备，其中，第二双折射元件阵列还包括设置在第三和第四双折射元件之间的条形不透明掩模。
5.如权利要求4所述的设备，还包括设置在显示面板的像素之间的黑矩阵，其中，黑矩阵的宽度为D2，不透明掩模的宽度为D1，显示面板的像素与第二双折射元件阵列之间的距离为t，距离显示面板的观看距离为L，并且没有串扰的观看区的高度H2满足下面的等式： H2＝(L/t)(D1+D2)。
6.如权利要求2所述的设备，其中，在垂直方向上第二双折射元件阵列的第三和第四双折射元件之间的间距大于在垂直方向上显示面板的像素行之间的间距。
7.如权利要求2所述的设备，其中，第一、第二、第三和第四双折射元件中的每个包括具有预定偏振面的偏振器，以使得第一双折射元件的偏振器的偏振面垂直于第二双折射元件的偏振器的偏振面，第三双折射元件的偏振器的偏振面垂直于第四双折射元件的偏振器的偏振面。
8.如权利要求2所述的设备，其中，第一、第二、第三和第四双折射元件中的每个包括将入射光延迟预定相位的延迟器，其中，第一和第二双折射元件的延迟器之间的相位延迟差为λ/2，第三和第四双折射元件的延迟器之间的相位延迟差为λ/2。
9.如权利要求2所述的设备，其中，第一、第二、第三和第四双折射元件中的每个包括使入射光旋转预定角度的旋光器，其中，第一和第二双折射元件的旋光器之间的旋转角度差为90°，第三和第四双折射元件的旋光器之间的旋转角度差为90°。
10.如权利要求2所述的设备，其中，空间光调制器在入射光的偏振方向不改变的第一状态、入射光的偏振状态改变为圆偏振光的第二状态以及入射光的偏振方向改变90°的第三状态之间切换。
11.如权利要求10所述的设备，其中，空间光调制器是电可控的液晶延迟器。
12.如权利要求10所述的设备，其中，当空间光调制器处于第一状态时，经过第三双折射元件的光向着左眼观看区传播，经过第四双折射元件的光向着右眼观看区传播。
13.如权利要求12所述的设备，其中，当空间光调制器处于第三状态时，经过第三双折射元件的光向着右眼观看区传播，经过第四双折射元件的光向着左眼观看区传播。
14.如权利要求2所述的设备，其中，微粒透镜片包括多个垂直微粒透镜元件，所述垂直微粒透镜元件沿着水平方向排列并平行于第一双折射元件阵列的第一和第二双折射元件。
15.如权利要求1 4所述的设备，其中，微粒透镜片的垂直微粒透镜元件之间的间距不大于第一双折射元件阵列的成对第一和第二双折射元件之间的间距。
16.如权利要求14所述的设备，其中，微粒透镜片和第一双折射元件阵列之间的距离不小于垂直微粒透镜元件的焦距。
17.如权利要求1 4所述的设备，其中，经过第一双折射元件的光通过微粒透镜片从而向着左眼观看区传播，经过第二双折射元件的光通过微粒透镜片从而向着右眼观看区传播。
18.如权利要求2所述的设备，其中，背光单元和空间光调制器均被分割为多个水平段，所述多个水平段与显示面板的垂直扫描时间同步地依次切换。
19.如权利要求1 8所述的设备，其中，背光单元和空间光调制器被分割为使得能够独立地切换的多个水平段沿着垂直方向排列，并且背光单元的水平段的数量等于空间光调制器的水平段的数量。
20.如权利要求19所述的设备，其中，背光单元和空间光调制器的相应水平段同时切换。
21.如权利要求18所述的设备，其中，背光单元和空间光调制器中的每个的一个水平段与显示面板的多个像素行对应。
22.如权利要求18所述的设备，其中，显示面板在奇数像素行显示第一帧的用于左眼观看区的图像，在偶数像素行显示第一帧的用于右眼观看区的图像，并且在偶数像素行显示第二帧的用于左眼观看区的图像，在奇数像素行显示第二帧的用于右眼观看区的图像。
23.如权利要求22所述的设备，其中，在空间光调制器的每一水平段中，空间光调制器的第一和第三状态与显示面板同步地按照时间次序交替切换。
24.如权利要求1所述的设备，其中，所述偏振开关包括：
空间光调制器，设置在偏振板和微粒透镜片之间，包括多个第一垂直列和第二垂直列，所述第一垂直列和第二垂直列改变入射光的偏振方向，被独立地控制并且交替地设置； 双折射元件阵列，设置在微粒透镜片和显示面板之间，包括在垂直方向上交替的多个第一和第二水平双折射元件，用于改变入射光的偏振方向，以使得经过第一双折射元件的光的偏振方向垂直于经过第二双折射元件的光的 偏振方向。
25.如权利要求24所述的设备，其中，双折射元件阵列的第一和第二水平双折射元件的每一个对应于显示面板的一个像素行。
26.如权利要求24所述的设备，其中，双折射元件阵列还包括设置在第一和第二水平双折射元件之间的条形不透明掩模。
27.如权利要求24所述的设备，其中，在垂直方向上双折射元件阵列的第一和第二水平双折射元件之间的间距大于在垂直方向上显示面板的像素行之间的间距。
28.如权利要求24所述的设备，其中，第一和第二水平双折射元件均包括延迟入射光的相位的延迟器，其中，第一水平双折射元件的延迟器与第二水平双折射元件的延迟器之间的相位延迟差为λ/2。
29.如权利要求24所述的设备，其中，空间光调制器在第一状态和第二状态之间切换，其中，在第一状态下，第一垂直列不改变入射光的偏振方向，而第二垂直列将入射光的偏振方向改变+90°或-90°，在第二状态下，第一垂直列将入射光的偏振方向改变+90°或-90°，而第二垂直列不改变入射光的偏振方向。
30.如权利要求24所述的设备，其中，微粒透镜片包括多个垂直微粒透镜元件，所述多个垂直微粒透镜元件沿着水平方向排列并平行于空间光调制器的垂直列。
31.如权利要求30所述的设备，其中，微粒透镜片的垂直微粒透镜元件之间的间距不大于空间光调制器的垂直列之间的间距的两倍。
32.如权利要求30所述的设备，其中，微粒透镜片与空间光调制器之间的距离不小于垂直微粒透镜元件的焦距。
33.如权利要求24所述的设备，其中，显示面板重复地在奇数像素行显示第一帧的用于左眼的图像，在偶数像素行显示第一帧的用于右眼的图像，并在偶数像素行显示第二帧的用于左眼的图像，在奇数像素行显示第二帧的用于右眼的图像。
34.如权利要求24所述的设备，其中，空间光调制器包括与显示面板的垂直扫描时间同步地依次切换的多个水平段。
35.如权利要求34所述的设备，其中，空间光调制器包括：
液晶层；
第一和第二垂直列电极，在垂直方向上设置在液晶层的前表面上，按照交叉指间阵列彼此面对；
共电极，设置在液晶层的后表面上，
其中，共电极包括多个水平段。
36.一种自动显示设备，包括：
背光单元；
微粒透镜片，将从背光单元发射的光分离向左眼观看区和右眼观看区；
显示面板，通过交替地依次隔行扫描左眼图像和右眼图像的像素行来显示左眼图像和右眼图像；和
空间光调制器，设置在背光单元和微粒透镜片之间，包括多个基元，所述多个基元与显示面板的垂直扫描时间同步地在透明状态和不透明状态之间独立切换，
其中，空间光调制器的基元沿着行和列二维地排列，
其中，空间光调制器与显示面板的垂直扫描时间同步地逐行依次在第二和第三状态之间切换，其中，在第二状态下，透明基元和不透明基元按照方格图形排列，在第三状态下，第二状态下的透明基元变为不透明基元，第二状态下的不透明基元变为透明基元。
37.如权利要求36所述的设备，其中，空间光调制器还具有第一状态以显示二维图像，其中，在第一状态下，所有基元均是透明的。
38.如权利要求36所述的设备，其中，显示面板重复地在奇数像素行显示第一帧的左眼图像，在偶数像素行显示第一帧的右眼图像，在偶数像素行显示第二帧的左眼图像，在奇数像素行显示第二帧的右眼图像。
39.如权利要求36所述的设备，其中，空间光调制器的垂直方向上的基元的数量等于显示面板的像素行的数量。
40.如权利要求36所述的设备，其中，微粒透镜片包括沿着水平方向排列并与空间光调制器平行的多个垂直微粒透镜元件。
41.如权利要求36所述的设备，其中，微粒透镜片的垂直微粒透镜元件的宽度不小于空间光调制器的两个基元的宽度。
42.如权利要求36所述的设备，其中，微粒透镜片与空间光调制器之间的距离不大于垂直微粒透镜元件的焦距。
43.如权利要求36所述的设备，还包括沿水平方向设置在空间光调制器 的基元行之间的条形不透明掩模。
44.如权利要求36所述的设备，其中，在垂直方向上空间光调制器的水平不透明掩模之间的间距大于显示面板的像素行之间的间距。

具有隔行扫描图像的高分辨率自动立体显示设备 \n技术领域\n[0001] 与本发明一致的设备涉及一种高分辨率自动立体显示器，更具体地讲，涉及一种在以隔行扫描方法(interlaced method)显示图像时分辨率没有减小并且没有发生串扰的高分辨率自动立体显示设备。 \n背景技术\n[0002] 自动立体显示设备用于将呈现双眼视差的用于左眼的图像和用于右眼的图像分别显示给观看者的左眼和右眼。观看者可以通过两眼的视网膜识别由自动立体显示设备提供的左眼图像和右眼图像，从而看到3D图像。自动立体显示设备包括利用视差屏障方法的设备和利用微粒透镜(lenticular)方法的设备。 \n[0003] 根据视差屏障方法，以垂直模式交替显示将被左眼和右眼看到的图像，并且利用非常薄的垂直栅格(即，屏障)来观看显示的图像。这样，用于左眼的垂直模式图像和用于右眼的垂直模式图像被屏障分开，使得左眼和右眼看到不同视点的图像，从而形成自动立体图像。此外，如图1所示，现有技术的微粒透镜型自动立体显示设备包括：显示面板11，交替地显示用于左眼和右眼的图像信号；微粒透镜板12，安装在显示面板11之前，分离用于左眼的图像和用于右眼的图像。 \n[0004] 然而，对于上述现有技术的微粒透镜型自动立体显示设备，由于通过单个显示面板11同时显示用于左眼的图像和用于右眼的图像，所以用户所看到的立体图像的分辨率减小为显示面板11的原始分辨率的1/2。此外，为了能够进行2D图像模式和3D图像模式之间的切换动作，需要非常复杂的附加结构。 \n[0005] 因此，已开发了一种分时(time-sharing)型自动立体显示设备，该自动立体显示设备通过利用具有120Hz的刷新率的快速响应液晶显示器(LCD)，能够提供不减小分辨率的立体图像。 \n[0006] 例如，第2004-325494号日本专利公开中公开了一种自动立体显示设备，该自动立体显示设备包括显示面板、图像分离单元和光偏折单元。在上述公开的现有技术的自动立体显示设备中，显示面板周期性地使交替显示的左眼和右眼图像按照像素移位。布置在显示面板的前表面上的现有技术的图像分离单元(如视差屏障)将由显示面板交替显示的左眼图像和右眼图像分离。就这一点，与显示面板的左右移位周期同步地周期性移位的光偏折单元将用于左眼的图像偏折到左眼，将用于右眼的图像偏折到右眼。通过这样的自动立体显示设备，由于显示用于左眼的图像和用于右眼的图像的位置快速切换，所以用户几乎注意不到任何分辨率的劣化。然而，存在这样的问题：由铁电液晶形成的光偏折单元非常昂贵，并且由于视差屏障导致的光损失较高。\n[0007] 第5,960,850号美国专利公开了一种自动立体显示设备20，如图2所示，该自动立体显示设备200包括背光单元21、空间光调制器22、微粒透镜片23和快速响应LCD显示面板26。空间光调制器22由多个左眼基元(cell)24和右眼基元25形成，所述左眼基元24和右眼基元25根据电力的ON/OFF状态在透明状态和不透明状态之间切换。在自动立体显示设备20中，快速响应LCD显示面板26在非常短的时间周期内在整个屏幕上交替显示用于左右眼的图像。空间光调制器22与快速响应LCD显示面板26的左右图像切换时间同步地切换基元24和25。例如，在快速响应LCD显示面板26显示用于左眼的图像的同时，空间光调制器22将左眼基元24切换为透明状态，以使得从背光单元21发射的光仅被引导向用户的左眼观看区28。此外，在快速响应LCD显示面板26显示右眼图像的同时，空间光调制器22打开右眼基元25，以使得从背光单元21发射的光仅被引导向用户的右眼观看区27。\n在传统的2D模式下，空间光调制器22的所有左眼基元24和右眼基元25都被打开。 [0008] 发明内容\n[0009] 技术问题 \n[0010] 然而，在上面讨论的日本公开和美国专利的分时型方法中，在左眼图像和右眼图像之间产生串扰，使得用户不能看到准确的3D图像。通常，大多数显示面板从屏幕的顶部向底部依次扫描一帧图像。在前一帧图像被显示在屏幕下侧的同时，后一帧图像被显示在屏幕上侧。例如，当一帧的完整扫描周期为T时，如图3所示，右眼图像在时间“0”时被显示在整个屏幕上，而左眼图像在时间“T”时被显示在整个屏幕上。然而，由于在时间“0”和“T”之间，右眼图像逐渐改变为左眼图像，所以在右眼图像被显示在屏幕下侧的同时，左眼图像被显示在屏幕上侧。结果，存在左眼图像和右眼图像共享屏幕的时间。因此，如在该美国专利的分时型方法中，当空间光调制器22的左眼基元24和右眼基元25简单地被交替打开和关闭时，左眼图像和右眼图像没有被完全分离，而同时被用户的左眼和右眼感觉到。 [0011] 另外，上述日本公开和美国专利具有这样的问题：为了防止闪烁现象而使用昂贵的快速响应LCD显示面板。为了防止闪烁现象，现有技术的自动立体显示设备可以以大约\n50-60Hz或更高的扫描速度来显示图像。对于上述自动立体显示设备，如图4A所示，在一个瞬时，仅左眼看到图像，而右眼看不到图像。另外，如图4B所示，在另一个瞬时，仅右眼看到图像，而左眼看不到图像。结果，当使用具有大约60-75Hz的垂直扫描速度的传统LCD显示面板时，由于左眼和右眼可看到以30-37.5Hz的扫描速度显示的图像，所以产生闪烁现象。\n因此，具有60-75Hz的垂直扫描速度的传统LCD显示面板不能用于现有技术的分时型自动立体显示设备。 \n[0012] 技术方案 \n[0013] 本发明的示例性实施例克服上述缺点和上面没有描述的其它缺点。此外，本发明不是必须克服上述缺点，本发明的示例性实施例可以不克服上述任何问题。本发明的示例性实施例提供一种不降低分辨率并且不产生串扰的高分辨率自动立体显示设备。 [0014] 本发明的示例性实施例还提供一种能够使用传统LCD面板(即，不使用昂贵的快速响应LCD)的具有隔行扫描图像的高分辨率自动立体显示设备。 \n[0015] 根据本发明的一方面，一种自动立体显示设备包括：背光单元；偏振板，设置在背光单元前面；显示面板，通过交替地依次隔行扫描左眼图像和右眼图像的像素行来显示左眼图像和右眼图像；微粒透镜片，设置在偏振板和显示面板之间，用于将背光单元发射的光分离向左眼观看区28和右眼观看区；和偏振开关，与显示面板的垂直扫描时间同步，控制向着左眼观看区28传播的光的偏振方向以使得光入射到显示面板的显示左眼图像的像素行上，并控制向着右眼观看区27传播的光的偏振方向以使得光入射到显示面板的显示右眼图像的像素行上。 \n[0016] 所述偏振开关可包括：空间光调制器，设置在偏振板和微粒透镜片之间，能够根据电控制在改变入射光的偏振方向的第一至第三状态之间切换；第一双折射元件阵列，设置在空间光调制器和微粒透镜片之间，具有在水平方向上交替的多个第一和第二垂直双折射元件，用于改变入射光的偏振方向，以使得经过第一双折射元件的光的偏振方向垂直于经过第二双折射元件的光的偏振方向；第二双折射元件阵列，设置在微粒透镜片和显示面板之间，具有在垂直方向上交替的多个第三和第四水平双折射元件，用于改变入射光的偏振方向，以使得经过第三双折射元件的光的偏振方向垂直于经过第四双折射元件的光的偏振方向。 \n[0017] 第二双折射元件阵列的第三和第四双折射元件中的每一个可对应于显示面板的一个像素行。 \n[0018] 第二双折射元件阵列还可包括设置在第三和第四双折射元件之间的条形不透明掩模。 \n[0019] 还可在显示面板的像素之间设置黑矩阵，当黑矩阵的宽度为D2，不透明掩模的宽度为D1，显示面板的像素与第二双折射元件阵列之间的距离为t，以及距离显示面板的观看距离为L时，没有串扰的观看区的高度H2可满足等式：H2＝(L/t)(D1+D2)。 [0020] 在垂直方向上第二双折射元件阵列的第三和第四双折射元件之间的间距可略大于在垂直方向上显示面板的像素行之间的间距。 \n[0021] 第一至第四双折射元件中的每个可包括具有预定偏振面的偏振器，以使得形成第一双折射元件的偏振器的偏振面和形成第二双折射元件的偏振器的偏振面可彼此垂直，形成第三双折射元件的偏振器的偏振面和形成第四双折射元件的偏振器的偏振面可彼此垂直。 \n[0022] 第一至第四双折射元件中的每个可包括将入射光延迟预定相位的延迟器，以使得形成第一和第二双折射元件的延迟器之间的相位延迟差可为λ/2，形成第三和第四双折射元件的延迟器之间的相位延迟差可为λ/2。 \n[0023] 第一至第四双折射元件中的每个可包括使入射光旋转预定角度的旋光器，以使得形成第一和第二双折射元件的旋光器之间的旋转角度差可为90°，形成第三和第四双折射元件的旋光器之间的旋转角度差可为90°。 \n[0024] 空间光调制器在可入射光的偏振方向不改变的第一状态、入射光的偏振方向改变为圆偏振光的第二状态以及入射光的偏振方向改变90°的第三状态 之间切换。 [0025] 空间光调制器可以是电可控的液晶延迟器。 \n[0026] 根据本发明，当空间光调制器处于第一状态时，经过第三双折射元件的光可向着第一眼观看区传播，经过第四双折射元件的光可向着第二眼观看区传播。 [0027] 此外，当空间光调制器处于第三状态时，经过第三双折射元件的光可向着第二眼观看区传播，经过第四双折射元件的光可向着第一眼观看区传播。 \n[0028] 微粒透镜片可包括多个垂直微粒透镜元件，所述垂直微粒透镜元件沿着水平方向排列并平行于第一双折射元件阵列的第一和第二双折射元件。 \n[0029] 微粒透镜片的垂直微粒透镜元件之间的间距可等于或小于第一双折射元件阵列的成对第一和第二双折射元件之间的间距。 \n[0030] 微粒透镜片和第一双折射元件阵列之间的距离可等于或大于垂直微粒透镜元件的焦距。 \n[0031] 微粒透镜片可使经过第一双折射元件的光向着第一眼观看区传播，使经过第二双折射元件的光向着第二眼观看区传播。 \n[0032] 背光单元和空间光调制器可被分割为多个水平段，所述多个水平段与显示面板的垂直扫描时间同步地依次切换。 \n[0033] 背光单元和空间光调制器可被分割为使得能够独立地切换的多个水平段沿着垂直方向排列，并且背光单元的段的数量可等于空间光调制器的段的数量。 [0034] 背光单元和空间光调制器的相应水平段可同时切换。 \n[0035] 背光单元和空间光调制器中的每个的一个水平段可与显示面板的多个像素行对应。 \n[0036] 显示面板可在奇数像素行显示第一帧的用于第一眼观看区的图像，在偶数像素行显示第一帧的用于第二眼观看区的图像，并且在偶数像素行显示第二帧的用于第一眼观看区的图像，在奇数像素行显示第二帧的用于第二眼观看区的图像。 \n[0037] 在空间光调制器的每一水平段中，第一和第三状态可与显示面板同步地按照时间次序交替切换。 \n[0038] 根据本发明的另一方面，所述偏振开关可包括：空间光调制器，设置在偏振板和微粒透镜片之间，包括多个第一垂直列和第二垂直列，所述第一垂 直列和第二垂直列通过被独立地控制并且交替地设置来改变入射光的偏振方向；双折射元件阵列，设置在微粒透镜片和显示面板之间，包括在垂直方向上交替的多个第一和第二水平双折射元件，用于改变入射光的偏振方向，以使得经过第一和第二双折射元件的光的偏振方向彼此垂直。 [0039] 空间光调制器可在第一状态和第二状态之间切换，其中，在第一状态下，第一垂直列不改变入射光的偏振方向，而第二垂直列将入射光的偏振方向改变+90°或-90°，在第二状态下，第一垂直列将入射光的偏振方向改变+90°或-90°，而第二垂直列不改变入射光的偏振方向。 \n[0040] 空间光调制器可包括：液晶层；第一和第二垂直列电极，在垂直方向上设置在液晶层的前表面上，按照交叉指间阵列彼此面对；共电极，设置在液晶层的后表面上，其中，共电极可被分割为多个水平段。 \n[0041] 根据本发明的另一方面，一种自动显示设备包括：背光单元；微粒透镜片，将从背光单元发射的光分离向左眼观看区和右眼观看区；显示面板，通过交替地依次隔行扫描左眼图像和右眼图像的像素行来显示左眼图像和右眼图像；和空间光调制器，设置在背光单元和微粒透镜片之间，包括多个基元，所述多个基元与显示面板的垂直扫描时间同步地在透明状态和不透明状态之间独立切换，其中，空间光调制器的基元沿着行和列二维地排列。 [0042] 空间光调制器可在第一状态、第二状态和第三状态之间切换，其中，在第一状态下，所有基元均是透明的，在第二状态下，透明基元和不透明基元按照方格图形排列，在第三状态下，第二状态下的透明基元是不透明的，第二状态下的不透明基元是透明的。 [0043] 显示面板可在奇数像素行显示第一帧的左眼图像，在偶数像素行显示第一帧的右眼图像，在偶数像素行显示第二帧的左眼图像，在奇数像素行显示第二帧的右眼图像。 [0044] 空间光调制器可与显示面板的垂直扫描时间同步地逐行依次在第二和第三状态之间切换。 \n[0045] 空间光调制器的垂直方向上的基元的数量可等于显示面板的像素行的数量。 [0046] 微粒透镜片可包括沿着水平方向排列并与空间光调制器平行的多个垂直微粒透镜元件。 \n[0047] 微粒透镜片的透镜元件的宽度可等于或大于空间光调制器的两个基元的 宽度。 [0048] 微粒透镜片与空间光调制器之间的距离可等于或大于垂直微粒透镜元件的焦距。 [0049] 可沿水平方向在空间光调制器的基元行之间设置条形不透明掩模。 [0050] 空间光调制器的水平不透明掩模在垂直方向上的间距可大于显示面板的像素行之间的间距 \n[0051] 有益效果 \n[0052] 根据本发明，使用具有快速切换时间并且相对便宜的空间光调制器，如液晶延迟器。因此，根据本发明的自动立体显示设备具有简单的结构，并且相对便宜。 [0053] 此外，根据本发明，由于背光单元和空间光调制器均被分割为多个段，每个段与LCD面板的垂直扫描时间同步地操作，所以几乎不发生左眼图像和右眼图像的串扰。 [0054] 此外，根据本发明，由于显示面板通过隔行扫描左眼图像和右眼图像来显示左眼图像和右眼图像，所以即使使用现有技术的刷新率相对低的显示面板，也几乎不发生分辨率的降低和左右图像的闪烁。 \n附图说明\n[0055] 图1示意性地示出现有技术的微粒透镜型自动立体显示设备； \n[0056] 图2示意性地示出现有技术的分辨率没有减小的自动立体显示设备； [0057] 图3示出现有技术的在显示面板中扫描用于左眼和右眼的图像的步骤； [0058] 图4A和图4B示出在图2所示的现有技术的自动立体显示设备中由左眼和右眼识别的图像； \n[0059] 图5是示意性地示出根据本发明示例性实施例的高分辨率自动立体显示设备的结构的分解透视图； \n[0060] 图6是用于解释第二双折射元件阵列的间距与液晶显示(LCD)面板的像素间距之间的关系的截面图； \n[0061] 图7是示出根据本发明示例性实施例的高分辨率自动立体显示设备的操作的截面图； \n[0062] 图8示出在图7所示的高分辨率自动立体显示设备的情况下由左眼和右 眼识别的图像； \n[0063] 图9示出根据本发明示例性实施例的自动立体显示设备的操作的截面图； [0064] 图10示出在图9的情况下由左眼和右眼识别的图像； \n[0065] 图11示出被分割为根据时间的多个段的空间光调制器的切换操作； [0066] 图12是解释产生根据观看者的观看高度的串扰的原因的截面图； [0067] 图13示意性地示出了传统LCD面板中的像素的结构； \n[0068] 图14示意性地示出了根据本发明示例性实施例的第二双折射装置阵列的改进结构； \n[0069] 图15和图16是解释第二双折射装置阵列和LCD面板的像素间距与不产生串扰的区域的高度之间的关系的截面图； \n[0070] 图17示意性地示出了由根据本发明示例性实施例的自动立体显示设备形成的观看区的结构； \n[0071] 图18是示意性地示出根据本发明另一示例性实施例的高分辨率自动立体显示设备的结构的分解透视图； \n[0072] 图19详细示出了根据本发明示例性实施例的图18所示的高分辨率自动立体显示设备的空间光调制器和微粒透镜片的相关布置； \n[0073] 图20是示意性地示出根据本发明另一示例性实施例的高分辨率自动立体显示设备的结构的分解透视图； \n[0074] 图21示意性地示出了根据本发明示例性实施例的图20所示的高分辨率自动立体显示设备的双折射装置阵列的结构； \n[0075] 图22详细示出了根据本发明示例性实施例的图20所示的高分辨率自动立体显示设备的空间光调制器的结构； \n[0076] 图23示出了图20所示的自动立体显示设备的操作。 \n具体实施方式\n[0077] 图5是示意性地示出根据本发明示例性实施例的高分辨率自动立体显示设备30的结构的分解透视图。参照图5，当前实施例中的高分辨率自动立体显示设备30包括：分割型(division type)背光单元31；偏振板32，仅透射从背光单元31入射的具有特定偏振方向的光；空间光调制器33，根据电控制改变入射光的偏振方向；第一双折射元件阵列34，在该第一双折射元件阵列34中，改变入射光的偏振方向的多个第一垂直双折射元件34a和第二垂直双折射元件34b沿着水平方向交替排列；微粒透镜片35，将入射光分离向左眼观看区和右眼观看区；第二双折射元件阵列36，在该第二双折射元件阵列36中，多个第三水平双折射元件36a和第四水平双折射元件36b沿着垂直方向交替排列；LCD面板37，显示图像。 \n[0078] 根据当前实施例，空间光调制器33可在第一状态、第二状态和第三状态之间切换，在第一、第二和第三状态下，经过空间光调制器33的光的偏振状态之间的差别分别为\n45°。例如，空间光调制器33具有入射光的偏振方向不转变的第一状态、入射光的偏振方向转变+45°的第二状态以及入射光的偏振方向转变+90°的第三状态。然而，由于在空间光调制器33的每一状态下偏振方向的转变角度是示例性的，所以可根据偏振板32的偏振方向和LCD面板37的偏振器的偏振方向来不同地设计转变角度。空间光调制器33处于第一、第二和第三状态中的每一状态下时光的偏振方向之间的差别最好为45°。此外，空间光调制器33可被设计为使得在第二状态下，光为圆偏振光，而非线偏振光。 [0079] 空间光调制器33包括根据施加的电压量而具有三种各向异性态的电可控装置。\n例如，可使用由光学补偿弯曲(OCB)扭曲向列液晶面板或铁电液晶面板形成的电可控的液晶延迟器作为空间光调制器33。可以以相对低的成本获得具有大约180Hz的切换速度的液晶延迟器。当空间光调制器33包括液晶延迟器时，例如，在第一状态下入射光不被延迟，在第二状态下入射光被延迟1/4波长(λ/4)的相位，在第三状态下入射光被延迟1/2波长(λ/2)的相位。 \n[0080] 如图5所示，通过沿着水平方向交替排列第一垂直双折射元件34a和第二垂直双折射元件34b来形成根据当前实施例的第一双折射元件阵列34。即，第一垂直双折射元件\n34a和第二垂直双折射元件34b分别纵长地形成在自动立体显示设备30的纵向上，并且沿着水平方向交替排列。 \n[0081] 此外，根据当前实施例，第一双折射元件阵列34转变入射光的偏振方向，以使得经过第一垂直双折射元件34a和第二垂直双折射元件34b的光的偏振方向彼此垂直。例如，第一垂直双折射元件34a和第二垂直双折射元件34b均可包括具有预定方向上的偏振面的偏振器。在这种情况下，形成第一垂直双折射元件34a的偏振器的偏振面与形成第二垂直双折射元件34b的偏振器的偏振面彼此垂直。此外，第一垂直双折射元件34a和第二垂直双折射元件34b可包括将入射光延迟预定相位的延迟器。在这种情况下，形成第一垂直双折射元件34a的延迟器和形成第二垂直双折射元件34b的延迟器形成为使得两个延迟器之间的相位延迟差为λ/2。例如，第一垂直双折射元件34a不延迟相位，而第二垂直双折射元件34b将相位延迟λ/2，或者第一垂直双折射元件34a将相位延迟-λ/4，而第二垂直双折射元件34b将相位延迟+λ/4。此外，在本发明的另一示例性实施例中，第一垂直双折射元件34a和第二垂直双折射元件34b可包括使入射光旋转预定角度的旋光器。在这种情况下，形成第一垂直双折射元件34a的旋光器和形成第二垂直双折射元件34b的旋光器形成为使得旋转角度差为90°。例如，第一垂直双折射元件34a不使入射光旋转，而第二垂直双折射元件34b使入射光旋转90°，或者第一垂直双折射元件34a使入射光旋转-45°，而第二垂直双折射元件34b使入射光旋转+45°。 \n[0082] 根据当前实施例，经过空间光调制器33和第一双折射元件阵列34的光可根据空间光调制器33的状态而具有下列偏振方向中的一种。即，首先，经过第一垂直双折射元件\n34a的光的偏振方向可垂直于位于LCD面板37的入射侧的偏振器38a(参见图6)的偏振方向，而经过第二垂直双折射元件34b的光的偏振方向平行于位于LCD面板37的入射侧的偏振器38a的偏振方向。其次，经过第一垂直双折射元件34a的光的偏振方向可平行于位于LCD面板37的入射侧的偏振器38a的偏振方向，而经过第二垂直双折射元件34b的光的偏振方向垂直于位于LCD面板37的入射侧的偏振器38a的偏振方向。第三，经过第一垂直双折射元件34a和第二垂直双折射元件34b的光可以是圆偏振的或线偏振的，并且相对于LCD面板37的入射侧的偏振器38a的偏振方向倾斜45°。 \n[0083] 微粒透镜片35包括水平排列的多个垂直微粒透镜元件。因此，每一垂直微粒透镜元件与第一双折射元件阵列34的第一垂直双折射元件34a和第二垂直双折射元件34b平行且纵长地形成在自动立体显示设备30的垂直方向上。微粒透镜片35将入射光分离向左眼观看区和右眼观看区。即，根据入射光的入射位置，经过微粒透镜片35的光被分离向观看距离处的左眼观看区和右眼观看区，并形成图像。例如，从第一垂直双折射元件34a发射的光通过微粒透镜片35可被引导向左眼观看区，而从第二垂直双折射元件34b发射的光可被引导向右眼观看区。 \n[0084] 如本领域所公知的，观看距离处的左眼观看区和右眼观看区之间的间隔可以大约是65mm。在当前实施例中，微粒透镜片35的垂直微粒透镜元件之间的间距(pitch)可以等于或小于一对第一垂直双折射元件34a和第二垂直双折射元件34b之间的间距。即，一个垂直微粒透镜元件的宽度等于或略小于第一垂直双折射元件34a和第二垂直双折射元件34b的宽度之和。此外，微粒透镜片35和第一双折射元件阵列34之间的距离等于或略大于垂直微粒透镜元件的焦距。 \n[0085] 如图5所示，第二双折射元件阵列36布置在微粒透镜片35的前面。根据当前实施例的第二双折射元件阵列36包括沿着自动立体显示设备30的垂直方向交替排列的第三水平双折射元件36a和第四水平双折射元件36b。即，第三水平双折射元件36a和第四水平双折射元件36b纵长地形成在自动立体显示设备30的横向上，并且沿着自动立体显示设备\n30的垂直方向交替排列。 \n[0086] 与第一双折射元件阵列34类似，第二双折射元件阵列36改变入射光的偏振方向，使得经过第三水平双折射元件36a和第四水平双折射元件36b的光的偏振方向彼此垂直。\n例如，第三水平双折射元件36a和第四水平双折射元件36b均可包括具有预定方向上的偏振面的偏振器。在这种情况下，第三水平双折射元件36a的偏振器的偏振面垂直于第四水平双折射元件36b的偏振器的偏振面。此外，第三水平双折射元件36a和第四水平双折射元件36b可以是将入射光延迟预定相位的延迟器。在这种情况下，形成第三水平双折射元件\n36a的延迟器和形成第四水平双折射元件36b的延迟器之间的相位延迟差为λ/2。例如，第三水平双折射元件36a不延迟入射光的相位，而第四水平双折射元件36b将入射光的相位延迟λ/2，或者第三水平双折射元件36a将入射光的相位延迟-λ/4，而第四水平双折射元件36b将相位延迟+λ/4。此外，在本发明的另一示例性实施例中，第三水平双折射元件\n36a和第四水平双折射元件36b可包括使入射光旋转预定角度的旋光器。在这种情况下，形成第三水平双折射元件36a的旋光器和形成第四水平双折射元件36b的旋光器形成为使得旋转角度差为90°。例如，第三水平双折射元件36a不使入射光旋转，而第四水平双折射元件36b使入射光旋转90°，或者第三水平双折射元件36a使入射光旋转-45°，而第四水平双折射元件36b使入射光旋转+45°。 \n[0087] 根据当前实施例，第二双折射元件阵列36的第三水平双折射元件36a和第四水平双折射元件36b中的每一个对应于LCD面板37的一个像素行。 因此，第二双折射元件阵列36的第三水平双折射元件36a和第四水平双折射元件36b的数量等于LCD面板37的像素行的数量。此外，第二双折射元件阵列36的第三水平双折射元件36a和第四水平双折射元件36b平行于LCD面板37的像素行排列。 \n[0088] 为了防止显示在LCD面板37上的图像上产生莫尔图形(Moire pattern)，第二双折射元件阵列36的第三水平双折射元件36a和第四水平双折射元件36b的间距可略大于LCD面板37的像素行的间距。图6是解释上述关系的截面图，示出了图5的自动立体显示设备30的垂直交叉的部分。参照图6，当由观看者观看时，第二双折射元件阵列36的第三水平双折射元件36a和第四水平双折射元件36b在LCD面板37后面沿垂直方向交替排列。\n此外，在LCD面板37上，多个像素38c在垂直和水平方向上二维地排列。在图6中，仅示出了排列在垂直方向上的像素38c。观看者的眼睛位于LCD面板37前方的特定点处。那么，与LCD面板37的比观看者的眼睛的位置高或低的像素行对应的第三水平双折射元件36a和第四水平双折射元件36b需要被布置在比相应的像素行高或低的位置，如图6所示。为此，第二双折射元件阵列36的第三水平双折射元件36a和第四水平双折射元件36b的间距略大于LCD面板37的像素行的间距。例如，当LCD面板37的像素行的间距大约为0.265mm时，第二双折射元件阵列36的第三水平双折射元件36a和第四水平双折射元件36b的间距大约为0.266mm。 \n[0089] 根据当前实施例，不需要使用具有大约120Hz的刷新率的快速响应LCD作为LCD面板37，使用现有技术的刷新率为60-75Hz的LCD就足够了。在当前实施例中，使用隔行扫描方法，而非现有技术的按照时间次序方式交替将用于左眼和右眼的图像显示在整个屏幕上的分时方法。即，根据当前实施例，LCD面板37通过将用于左眼和右眼的图像隔行扫描来显示图像。例如，在第一帧中，左眼图像被显示在奇数像素行，而右眼图像被显示在偶数像素行。在下一帧中，右眼图像被显示在奇数像素行，而左眼图像被显示在偶数像素行。 [0090] 参照图7至图10，将详细描述根据当前实施例的如上构造的高分辨率自动立体显示设备30的操作。 \n[0091] 图7是示出图5的自动立体显示设备30的操作的截面图，其中，空间光调制器33处于第一状态。在LCD面板37的入射侧和出射侧附着有偏振器 38a和38b。为了解释方便，假设LCD面板37的入射侧的偏振器38a和偏振板32具有水平偏振方向。此外，假设空间光调制器33是液晶延迟器，该液晶延迟器具有：第一状态，其中入射光的偏振方向不改变；第二状态，其中入射光的偏振方向改变45°；以及第三状态，其中入射光的偏振方向改变90°。假设第一双折射元件阵列34的第一垂直双折射元件34a不延迟光的相位，而第一双折射元件阵列34的第二垂直双折射元件34b将光的相位延迟半波长(λ/2)。尽管图7中未详细示出，但是第二双折射元件阵列36具有位于奇数行的第三水平双折射元件36a和位于偶数行的第四水平双折射元件36b。与第一双折射元件阵列34类似，假设第二双折射元件阵列36的第三水平双折射元件36a不延迟光的相位，而第二双折射元件阵列36的第四水平双折射元件36b将光的相位延迟半波长(λ/2)。 \n[0092] 当空间光调制器33处于第一状态时，经过偏振板32并入射到空间光调制器33上的光的偏振方向不改变。因此，经过空间光调制器33的光具有水平偏振方向。然后，光经过第一垂直双折射元件34a和第二垂直双折射元件34b。此时，经过第一垂直双折射元件34a的光保持水平偏振方向，而经过第二垂直双折射元件34b的光的偏振方向改变了90°，从而具有垂直偏振方向。经过第一垂直双折射元件34a和第二垂直双折射元件34b的光被微粒透镜片35分离向左眼区L和右眼区R，并被微粒透镜片35引导向左眼区和右眼区。即，经过第一垂直双折射元件34a的光向着观看区100的左眼区L传播，而经过第二垂直双折射元件34b的光向着观看区100的右眼区R传播。 \n[0093] 然后，被微粒透镜片35分离的光经过沿着垂直方向排列的第三水平双折射元件\n36a和第四水平双折射元件36b。在这一过程中，在经过第一垂直双折射元件34a并向着观看区100的左眼观看区L传播的光中，经过第三水平双折射元件36a的光保持水平偏振方向，而经过第四水平双折射元件36b的光的偏振方向改变了90°，从而具有垂直偏振方向。\n此外，在经过第二垂直双折射元件34b并向着观看区100的右眼观看区R传播的光中，经过第三水平双折射元件36a的光保持垂直偏振方向，而经过第四水平双折射元件36b的光的偏振方向改变了90°，从而具有水平偏振方向。即，在向着观看区100的左眼观看区L传播的光中，经过第二双折射元件阵列36的奇数行的光具有水平偏振方向，而经过第二双折射元件阵列36的偶数行的光具有垂直偏振方向。此外，在向着观看区100的右眼观看区R传播的光中，经过第二双折射元件 阵列36的奇数行的光具有垂直偏振方向，而经过偶数行的光具有水平偏振方向。 \n[0094] LCD面板37的入射侧的偏振器38a具有水平偏振方向。因此，在向着观看区100的左眼观看区L传播的光中，经过第二双折射元件阵列36的奇数行的光通过偏振器38a，而经过第二双折射元件阵列36的偶数行的光没有通过偏振器38a。此外，在向着观看区100的右眼观看区R传播的光中，经过第二双折射元件阵列36的奇数行的光没有通过LCD面板\n37的入射侧的偏振器38a，而经过第二双折射元件阵列36的偶数行的光通过LCD面板37的入射侧的偏振器38a。如上所述，第二双折射元件阵列36的第三水平双折射元件36a和第四水平双折射元件36b与LCD面板37的像素行对应。因此，从LCD面板37的像素行的奇数行显示的图像向着观看区100的左眼观看区L传播，而从LCD面板37的像素行的偶数行显示的图像向着观看区100的右眼观看区传播。结果，如图8所示，LCD面板37的像素行的奇数行的图像被左眼识别，而LCD面板37的像素行的偶数行的图像被右眼识别。 [0095] 下面，图9示出根据本发明的自动立体显示设备30的操作的截面图。参照图9，当空间光调制器33处于第三状态时，经过偏振板32并入射到空间光调制器33上的光的偏振方向改变了90°。因此，经过空间光调制器33的光具有垂直偏振方向。然后，光经过第一垂直双折射元件34a和第二垂直双折射元件34b。此时，经过第一垂直双折射元件34a的光保持垂直偏振方向，而经过第二垂直双折射元件34b的光的偏振方向改变了90°，从而具有水平偏振方向。然后，经过第一垂直双折射元件34a和第二垂直双折射元件34b的光被微粒透镜片35分离向左眼观看区和右眼观看区，并被微粒透镜片35引导向左眼和右眼观看区。即，经过第一垂直双折射元件34a的光被微粒透镜片35引导，从而传播向观看区\n100的左眼观看区L，经过第二垂直双折射元件34b的光被微粒透镜片35引导，从而传播向观看区100的右眼观看区R。 \n[0096] 被微粒透镜片35分离的光经过第三水平双折射元件36a和第四水平双折射元件\n36b。在这一过程中，在经过第一垂直双折射元件34a并向着观看区100的左眼观看区L传播的光中，经过第三水平双折射元件36a的光保持垂直偏振方向，而经过第四水平双折射元件36b的光的偏振方向改变了90°，从而具有水平偏振方向。此外，在经过第二垂直双折射元件34b并向着观看区100的右眼观看区R传播的光中，经过第三水平双折射元件36a的光保持水 平偏振方向，而经过第四水平双折射元件36b的光的偏振方向改变了90°，从而具有垂直偏振方向。即，在向着观看区100的左眼观看区L传播的光中，经过第二双折射元件阵列36的奇数行的光具有垂直偏振方向，而经过第二双折射元件阵列36的偶数行的光具有水平偏振方向。此外，在向着观看区100的右眼观看区R传播的光中，经过第二双折射元件阵列36的奇数行的光具有水平偏振方向，而经过第二双折射元件阵列36的偶数行的光具有垂直偏振方向。 \n[0097] 位于LCD面板37的入射侧的偏振器38a具有水平偏振方向。因此，在向着观看区\n100的左眼观看区L传播的光中，经过第二双折射元件阵列36的奇数行的光没有通过位于LCD面板37的入射侧的偏振器38a，而经过第二双折射元件阵列36的偶数行的光能够通过位于LCD面板37的入射侧的偏振器38a。此外，在向着观看区100的右眼观看区R传播的光中，经过第二双折射元件阵列36的奇数行的光能够通过位于LCD面板37的入射侧的偏振器38a，而经过第二双折射元件阵列36的偶数行的光不能通过位于LCD面板37的入射侧的偏振器38a。结果，从LCD面板37的像素行的奇数行显示的图像向着观看区100的右眼观看区R传播，而从LCD面板37的像素行的偶数行显示的图像向着观看区100的左眼观看区L传播。因此，如图10所示，LCD面板37的奇数像素行的图像被右眼识别，而LCD面板\n37的偶数像素行的图像被左眼识别。 \n[0098] 根据上面的原理，在LCD面板37在奇数像素行显示左眼图像，在偶数像素行显示右眼图像的同时，空间光调制器33切换到第一状态。在下一帧，在LCD面板37在奇数像素行显示右眼图像，在偶数像素行显示左眼图像的同时，空间光调制器33切换到第三状态。\n因此，空间光调制器33、第一双折射元件阵列34和第二双折射元件阵列36一同控制偏振方向，使得向着观看区100的左眼观看区L传播的光入射到LCD面板37的显示左眼图像的像素行上，而向着观看区100的右眼观看区R传播的光入射到LCD面板37的显示右眼图像的像素行上。因此，可以看出，空间光调制器33、第一双折射元件阵列34和第二双折射元件阵列36一同构成了单个偏振开关。 \n[0099] 根据依据当前实施例的显示操作，通过扫描两次(即，一次为了奇数行，一次为了偶数行)来显示一个图像。这样，可以以25Hz(PAL)或30Hz(NTSC)的相对慢的扫描速度来显示图像，而不会降低分辨率，并且同时防止了闪烁。 在当前实施例中，当使用现有技术的具有60-75Hz的垂直扫描速度(即，刷新率)的LCD面板37时，由于通过依次隔行扫描左眼和右眼图像各自的像素行来显示左眼图像和右眼图像，所以闪烁以及分辨率的降低几乎不被注意到。 \n[0100] 在根据当前实施例的自动立体显示设备30中，可以以许多方式实现二维图像模式(2D模式)。例如，空间光调制器33可以在第一状态和第三状态之间重复地切换，使得LCD面板37连续两次显示同一2D图像。这样，同一2D图像的奇数行被左眼识别，同一图像的偶数行被右眼识别。然后，同一2D图像的奇数行被右眼识别，同一图像的偶数行被左眼识别。因此，观看者能够看到2D图像。 \n[0101] 在另一方法中，空间光调制器33保持在第二状态，并且LCD面板37按照传统方式逐帧地显示2D图像。当空间光调制器33处于第二状态时，经过偏振板32并入射到空间光调制器33上的光的偏振方向改变了45°。因此，经过空间光调制器33的光具有45°(即，对角线方向)的偏振方向。然后，光连续通过第一垂直双折射元件34a和第二垂直双折射元件34b以及第三水平双折射元件36a和第四水平双折射元件36b。第一垂直双折射元件\n34a、第二垂直双折射元件34b、第三水平双折射元件36a和第四水平双折射元件36b不改变入射光的偏振方向，或者将入射光的偏振方向改变90°。结果，光通过LCD面板37并在观看区100的左眼观看区L和右眼观看区R中形成图像。因此，当LCD面板37显示2D图像时，用户能够通过左右眼看到2D图像。 \n[0102] 此外，当空间光调制器33处于第二状态时，不将入射光的偏振方向改变45°，而是可将入射光的偏振状态改变为使得出射光变为圆偏振光。例如，空间光调制器33在第一状态下不改变入射光的偏振方向，然而，空间光调制器33在第三状态下将入射光的偏振方向改变90°，并在第二状态下将入射光改变为圆偏振光。当在第二状态下入射光改变为圆偏振光时，可以获得与入射光的偏振方向改变45°的情况相同的结果。 \n[0103] 然而，如上所述，显示面板从屏幕的顶部至屏幕的底部依次显示一帧的连续图像，而非在整个屏幕上显示一帧图像，然后在整个屏幕上显示下一帧图像。因此，在两帧的图像共享屏幕的同时，左眼图像和右眼图像被混杂在一起，会发生串扰。为了防止这一问题，如图5所示，根据当前实施例的自动立体显示设备30使用被分割为N段的背光单元31和空间光调制器33。即， 背光单元31和空间光调制器33被分割为多个水平段，所述多个水平段与LCD面板37的垂直扫描时间同步地依次切换。背光单元31和空间光调制器33的水平段可独立地切换，并且沿着垂直方向排列。 \n[0104] 根据当前实施例，可以根据设计适当地选择背光单元31和空间光调制器33的水平段的数量。为了完全去除串扰，背光单元31和空间光调制器33的水平段可对应于LCD面板37的像素行。然而，在这种情况下，制造成本高。因此，背光单元31和LCD面板37的每一水平段可与LCD面板37的一定数量的像素行对应。例如，背光单元31的一个水平段和LCD面板37的一个水平段可对应于LCD面板37的100个像素行。背光单元31的水平段的数量可等于空间光调制器33的水平段的数量。 \n[0105] 在这样的结构中，彼此对应的背光单元31的水平段和空间光调制器33的水平段可同时切换。即，背光单元31的各个水平段与LCD面板37的相应像素行的扫描时间同步地打开和关闭。此外，例如，空间光调制器33的每一水平段在LCD面板37的与之对应的像素行显示一帧图像时切换到第一状态，在下一帧图像被显示时切换到第三状态。图11示出了空间光调制器33的切换操作。在图11中，空间光调制器33是被分割为4段的四分空间光调制器以及在第一状态下不延迟入射光而在第三状态下将入射光的相位延迟1/2波长(λ/2)的液晶延迟器。如图11所示，空间光调制器33在时间“0”完全处于第一状态，在时间“T”完全处于第三状态。与LCD面板37同步，空间光调制器33在时间0和时间T之间逐渐从第一状态改变为第三状态。空间光调制器33的切换操作被控制以便与LCD面板37显示每一帧图像的时间精确地同步。结果，在两帧图像共享屏幕的时间里几乎不发生串扰，左眼图像和右眼图像可被精确地分离。 \n[0106] 然而，根据当前实施例，根据观看者的眼睛的高度不同可能发生左眼图像和右眼图像混杂在一起或颠倒的串扰。图12是解释产生根据观看者的观看高度的串扰的原因的截面图。参照图12，当观看者以正常高度H观看图像时，第三水平双折射元件36a和第四水平双折射元件36b分别与第一像素Px1和第二像素Px2精确对应。然而，当观看者以比正常高度H高的高度H’观看图像时，看起来似乎是第一像素Px1对应第四水平双折射元件\n36b。在这种情况下，观看者看到左右图像颠倒的自动立体图像，并且在高度H和高度H’之间的高度，观看者看到左右图像没有清楚地分离的图像。 \n[0107] 因此，为了更舒适地观看自动立体图像，左右图像清楚分离的高度范围应该增大。\n为此，如图13所示，使用存在于LCD面板37的像素38c之间的黑矩阵38d。通常，垂直方向上的宽度为D2的黑矩阵38d形成在LCD面板37的像素38c之间，以便分离LCD面板37的像素38c。在根据当前实施例的第二双折射元件阵列36中，如图14所示，与LCD面板37的黑矩阵38d对应的条形不透明掩模(mask)36c水平布置在第三水平双折射元件36a和第四水平双折射元件36b之间。不透明掩模36c在垂直方向上的宽度由D1指示。 [0108] 参照图15和图16，将描述第二双折射元件阵列36的不透明掩模36c和LCD面板\n37的黑矩阵38d对左右图像清楚分离的高度范围的影响。在图15和图16中，第二双折射元件阵列36的间距为P1，LCD面板37的像素38c的间距为P2，左右图像清楚分离的高度范围为H2，左右图像颠倒的高度范围为H1，第二双折射元件阵列36与LCD面板37的像素\n38c之间的距离为t，并且从LCD面板37的像素38c至观看者的观看距离为L。那么，可从图15中的三角形AEF和ABC获得下面的等式1。 \n[0109] P2/L＝P1(L+t) [等式1] \n[0110] 从梯形CEFG和ABFG获得下面的等式2，并且从梯形CEFG和ABCE获得下面的等式\n3。 \n[0111] t/L＝(P2+D2)/H2 [等式2] \n[0112] t/L＝(P1-D1)/(P2+D2) [等式3] \n[0113] 然后，可从等式1至等式3获得下面的等式4。 \n[0114] H2＝(L/t)(D1+D2+(t/L)D2) [等式4] \n[0115] 这里，由于t＜＜L，所以项“(t/L)D2”可被忽略。因此，最终可获得下面的等式\n5。 \n[0116] H2＝(L/t)(D1+D2) [等式5] \n[0117] 在等式5中，随着第二双折射元件阵列36的不透明掩模36c的宽度D1和LCD面板37的黑像素38d的宽度D2增大，左右图像清楚分离的高度范围H2可增大。因此，根据当前实施例，为了增大左右图像清楚分离的高度范围H2，不透明掩模36c的宽度在显示图像的亮度减小被最小化的范围内取最大值。这样，左右图像清楚分离的高度范围H2可增加到大约150-200mm。 \n[0118] 图17示出由根据本发明的自动立体显示设备30形成的观看区100的结 构。如图17所示，在范围H2内，可看到清楚分离的自动立体图像；在范围H1内，在区域100a，左右图像没有清楚地分离，在区域100b，左右图像颠倒。 \n[0119] 图18是示意性地示出根据本发明另一示例性实施例的高分辨率自动立体显示设备40的结构的分解透视图。参照图18，根据本发明另一示例性实施例的高分辨率自动立体显示设备40包括背光单元41、根据电控制在透明状态和不透明状态之间切换的空间光调制器42、将入射光分离向左眼观看区L和右眼观看区R的微粒透镜片45以及显示图像的LCD面板47。 \n[0120] 根据当前实施例，背光单元41不需要是分割型，可使用现有技术的背光单元。然而，如图5所示，可使用分割型背光单元31作为背光单元41。此外，与图5所示实施例类似，LCD面板47根据隔行扫描方法(而非分时型方法)来显示图像。即，LCD面板47通过隔行扫描左眼和右眼图像来显示左眼和右眼图像。例如，在第一帧中，在奇数像素行显示左眼图像，在偶数像素行显示右眼图像。在下一帧，在奇数像素行显示右眼图像，在偶数像素行显示左眼图像。 \n[0121] 空间光调制器42包括多个基元，所述多个基元沿行和列二维排列并且可独立地控制。空间光调制器42的行的数量(即，垂直方向上的基元的数量)可以与LCD面板47的像素行的数量相同。根据当前实施例，空间光调制器42可在三个状态之间切换。即，空间光调制器42可在第一状态、第二状态以及与第二状态互补的第三状态之间切换，其中，在第一状态下，空间光调制器42的所有基元均为透明，在第二状态下，透明的基元和不透明的基元按照方格(checkered)图形排列，在第三状态下，第二状态下的透明基元变为不透明，第二状态下的不透明基元变为透明。此外，根据当前实施例，与LCD面板47的垂直扫描时间同步，空间光调制器42可逐行地依次在第二状态和第三状态之间快速切换。为此，空间光调制器42可使用例如这样的结构：在两个偏振器之间布置光学补偿弯曲(OCB)扭曲向列(TN)液晶面板或铁电液晶(FELC)面板。由于偏振器布置在LCD面板47的入射面上，所以根据当前实施例的空间光调制器42可包括偏振器和液晶面板。 \n[0122] 图19详细示出根据本发明示例性实施例的图18所示的高分辨率自动立体显示设备40的空间光调制器42和微粒透镜片45的相关布置。参照图19，微粒透镜片45被布置为面向空间光调制器42并与空间光调制器42平行。微 粒透镜片45被布置为使得微粒透镜片45的一个透镜元件与空间光调制器42的两列对应。为了使观看区100的左眼观看区L和右眼观看区R在观看距离清楚地分离，微粒透镜片45的透镜元件之间的间距等于或略大于空间光调制器42的列之间的间距的两倍。此外，微粒透镜片45和空间光调制器42之间的距离t2等于或略大于微粒透镜片45的微粒透镜元件的焦距。 \n[0123] 在当前实施例中，由于与上面参照图12所解释的原因相同的原因，可能发生根据观看者的观看高度的左右图像混杂在一起或者颠倒的串扰。因此，为了增大左右图像精确分离的高度范围，如图19所示，宽度为D1的条形不透明掩模42a沿水平方向布置在空间光调制器42的各个基元行之间。就这一点，由于与参照图6所解释的原因相同的原因，空间光调制器42的水平方向上的不透明掩模42a在垂直方向上的间距可略大于LCD面板47的像素行之间的间距。 \n[0124] 如参照图15和图16所描述的，并且假设空间光调制器42的不透明掩模42a的宽度为D1，LCD面板47的像素之间的黑矩阵的宽度为D2，LCD面板47的黑矩阵与空间光调制器42的不透明掩模42a之间的距离为t1，并且距离LCD面板47的观看距离为L，则不发生串扰的观看区的高度H2满足等式H2＝L(D1+D2)/t1。因此，由于光损失随着黑矩阵和不透明掩模42a的宽度的增加而增大，所以黑矩阵和不透明掩模42a之间的距离t1被设置得越短越好。 \n[0125] 通常，黑矩阵和不透明掩模42a之间的距离t1可以是空间光调制器42的基底、LCD面板47的基底和微粒透镜片45的光学厚度(即，物理厚度/折射率)之和。例如，当空间光调制器42的基底的厚度为0.7mm，微粒透镜片45的厚度为0.2mm，LCD面板47的基底的厚度为0.7mm，偏振器的厚度为0.2mm，并且上述装置的平均折射率n为1.5时，黑矩阵和不透明掩模42a之间的距离t1为t1＝(0.7+0.7+0.2+0.2)/1.5＝1.2mm。此外。例如，当不透明掩模42a的宽度D1为0.1mm，黑矩阵的宽度D2为0.05mm，并且距离LCD面板47的观看距离L为700mm时，没有串扰的观看区的高度H2为H2＝700mm(0.1+0.05)/1.2＝\n87.5mm。 \n[0126] 下面，将参照图18和图19描述根据当前实施例的自动立体显示设备40的操作。 [0127] 根据当前实施例，如图19所示，微粒透镜片45的每一透镜元件对应于空间光调制器42的两列。因此，当在光传播的方向上观看时，经过空间光调 制器42的奇数列的光总是被向右偏折并向着观看者的左眼传播。相反，经过空间光调制器42的偶数列的光总是被微粒透镜片45向左偏折并向着观看者的右眼传播。 \n[0128] 例如，当空间光调制器42处于第二状态并且在光传播的方向上观看时，假设在空间光调制器42的奇数行中，空间光调制器42的奇数列是透明的，空间光调制器42的偶数列是不透明的，而在空间光调制器42的偶数行中，空间光调制器42的奇数列是不透明的，空间光调制器42的偶数列是透明的(见图19的空间光调制器42的上部)。在这种情况下，由于在空间光调制器42的奇数行中，仅空间光调制器42的奇数列透射光，所以经过空间光调制器42的奇数行的光向着观看者的左眼传播。相反，由于在空间光调制器42的偶数行中，仅空间光调制器42的偶数列透射光，所以经过空间光调制器42的偶数行的光向着观看者的右眼传播。因此，LCD面板47的与空间光调制器42的第二状态下的部分对应的部分在奇数像素行显示左眼图像，在偶数像素行显示右眼图像。 \n[0129] 此外，当空间光调制器42处于第三状态并从光传播的方向观看时，假设在空间光调制器42的奇数行中，空间光调制器42的奇数列是不透明的，空间光调制器42的偶数列是透明的，而在空间光调制器42的偶数行中，空间光调制器42的奇数列是透明的，空间光调制器42的偶数列是不透明的(见图19的空间光调制器42的下部)。在这种情况下，由于在空间光调制器42的奇数行中，仅空间光调制器42的偶数列透射光，所以经过空间光调制器42的奇数行的光向着观看者的右眼传播。相反，由于在空间光调制器42的偶数行中，仅空间光调制器42的奇数列透射光，所以经过空间光调制器42的偶数行的光向着观看者的左眼传播。因此，LCD面板47的与空间光调制器42的第三状态下的部分对应的部分在奇数像素行显示右眼图像，在偶数像素行显示左眼图像。 \n[0130] 因此，例如，当LCD面板47在第一帧中，在奇数像素行显示左眼图像，在偶数像素行显示右眼图像，而在第二帧中，在奇数像素行显示右眼图像，在偶数像素行显示左眼图像时，空间光调制器42在LCD面板47显示第一帧时切换到第二状态，而在LCD面板47显示第二帧时切换到第三状态。如上所述，由于根据当前实施例的空间光调制器42与LCD面板\n47的垂直扫描时间同步地逐行依次在第二状态和第三状态之间切换，所以在LCD面板47同 时显示第一帧和第二帧时不发生串扰。此外，由于LCD面板47根据隔行扫描方法显示图像，所以可使分辨率的降低和闪烁的产生最小化。 \n[0131] 在根据当前实施例的自动立体显示设备40中，可以以许多方式来实现2维图像模式(2D模式)。例如，空间光调制器42在第二和第三状态之间切换，而LCD面板47连续显示同一2D图像两次。那么，同一2D图像的奇数行被左眼识别，同一2D图像的偶数行被右眼识别。接着，同一2D图像的偶数行被左眼识别，同一2D图像的奇数行被右眼识别。因此，观看者可感觉到2D图像。按照另一种方式，在空间光调制器42保持在所有基元都是透明的第一状态下的同时，LCD面板47按照传统方式显示2D图像。 \n[0132] 图20是示意性地示出根据本发明另一示例性实施例的高分辨率自动立体显示设备50的结构的分解透视图。参照图20，根据当前实施例的高分辨率自动立体显示设备50包括：背光单元51；偏振板52，透射从背光单元51发出的光中具有特定偏振方向的光；空间光调制器53，根据电控制改变入射光的偏振方向；微粒透镜片55，将入射光分离向左眼观看区L和右眼观看区R；双折射元件阵列56，其中，多个第一水平双折射元件56a和第二水平双折射元件56b交替排列在垂直方向上；LCD面板57，显示图像。 \n[0133] 根据当前实施例，背光单元51不需要是分割型，可使用现有技术的背光单元。然而，与图5所示的实施例类似，可使用分割型背光单元51。 \n[0134] 此外，与图4所示的实施例一样，LCD面板57根据隔行扫描方法(而非分时型方法)显示图像。即，LCD面板57通过隔行扫描左眼和右眼图像来显示左眼图像和右眼图像。\n例如，在第一帧中，从奇数像素行显示左眼图像，从偶数像素行显示右眼图像。在下一帧，从奇数像素行显示右眼图像，从偶数像素行显示左眼图像。 \n[0135] 空间光调制器53包括多个独立可控制的垂直列。根据当前实施例，空间光调制器53可在两个状态之间切换。即，空间光调制器53在第一状态和第二状态之间切换，其中，在第一状态下，奇数垂直列(以下，称为奇数列)不改变入射光的偏振方向，而偶数垂直列(以下，称为偶数列)将入射光的偏振方向改变+90°或-90°，在第二状态下，奇数列将入射光的偏振方向改变+90°或-90°，而偶数列不改变入射光的偏振方向。例如，在第一状态下，空间光调制器53的奇数列不延迟光的相位，而偶数列将光的相位延迟+1/2波长或-1/2波长。在第二状态下，奇数列将光的相位延迟+1/2波长或-1/2波长，而 空间光调制器53的偶数列不延迟光的相位。此外，在当前实施例中，空间光调制器53可以与LCD面板57的垂直扫描时间同步地逐行依次在第一状态和第二状态之间快速切换。 [0136] 图22详细示出了根据本发明示例性实施例的图20所示的高分辨率自动立体显示设备50的空间光调制器53的结构。参照图22，空间光调制器53可以是液晶面板，包括OCB TN型或FELC型的液晶层53a、以交叉指间(inter-digit)方法沿垂直方向布置在液晶层53a的前表面上的偶数列电极53b和奇数列电极53c以及布置在液晶层53a的后表面上的共电极53d。偶数列电极53b和奇数列电极53c彼此电独立。因此，空间光调制器53被驱动以使得在电压被施加到偶数列电极53b的同时，电压不被施加到奇数列电极53c，或者相反地，当电压被施加到奇数列电极53c的同时，电压不被施加到偶数列电极53b。如图22所示，共电极53d被分割为多个水平段，从而空间光调制器53与LCD面板57的垂直扫描时间同步地依次切换。共电极53d的水平段可以彼此电独立。因此，驱动电压可根据LCD面板57的垂直扫描时间被依次施加到共电极53d的每一水平段。由于空间光调制器53可通过例如包括分离的多个水平段而操作，所以空间光调制器53切换以使得空间光调制器53的上部可切换到第一状态，而空间光调制器53的下部可切换到第二状态。 [0137] 如参照图19所描述的，根据当前实施例，微粒透镜片55面向空间光调制器53并平行于空间光调制器53。微粒透镜片55被布置为使得微粒透镜片55的每一透镜元件与空间光调制器53的两列对应。为了精确地分离左眼观看区L和右眼观看区R，微粒透镜片44的透镜元件之间的间距等于或略小于空间光调制器53的列的间距的两倍。即，垂直微粒透镜元件的宽度等于或略小于空间光调制器53的两列的宽度。此外，微粒透镜片55和空间光调制器53之间的距离等于或略大于垂直微粒透镜元件的焦距。 \n[0138] 图21示意性地示出了根据本发明示例性实施例的图20所示的高分辨率自动立体显示设备50的双折射元件阵列56的结构。参照图21，双折射元件阵列56包括沿垂直方向交替排列的多个第一水平双折射元件56a和第二水平双折射元件56b。第一双折射元件\n56a和第二双折射元件56b被形成为改变入射光的偏振方向，以使得经过第一双折射元件\n56a和第二双折射元件56b的光的偏振方向彼此垂直。例如，第一双折射元件56a不延迟光的相位，而第二双折射元件56b可以是将光的相位延迟-1/2波长或+1/2波长的延迟器。\n为 了增大左眼和右眼图像被精确分离的高度范围，双折射元件阵列56还包括条形的不透明掩模56c，该不透明掩模56c具有宽度D1，并且沿水平方向布置在第一双折射元件56a和第二双折射元件56b之间。 \n[0139] 根据当前实施例，双折射元件阵列56的第一双折射元件56a和第二双折射元件\n56b与LCD面板57的像素行对应。因此，双折射元件阵列56的第一双折射元件56a和第二双折射元件56b的数量等于LCD面板57的像素行的数量。如参照图6所描述的，为了防止显示在LCD面板57上的莫尔图形的产生，双折射元件阵列56的第一双折射元件56a和第二双折射元件56b的间距可略大于LCD面板57的像素行的间距。 \n[0140] 双折射元件阵列56可以是薄膜类型。因此，薄膜类型的双折射元件阵列56可直接附着到LCD面板57的入射侧的偏振器上。在这种情况下，LCD面板57中的黑矩阵和双折射元件阵列56的不透明掩模56c之间的距离t非常短。那么，没有串扰的观看区的高度H2可以大幅增加。 \n[0141] 图23示出了根据本发明示例性实施例的图20所示的自动立体显示设备50的操作。为了解释方便，假设偏振板52具有45°的偏振方向，位于LCD面板57的入射侧的偏振器57a具有135°的偏振方向。此外，假设在特定点，LCD面板57的上部在奇数像素行显示左眼图像，在偶数像素行显示右眼图像。相反，LCD面板57的下部在奇数像素行显示右眼图像，在偶数像素行显示左眼图像。在同一点，与LCD面板57同步，空间光调制器53的上部处于第二状态，即当在光传播的方向上观看时，奇数列将入射光的偏振方向改变+90°，偶数列不改变入射光的偏振方向。同时，空间光调制器53的下部处于第一状态，即偶数列将入射光的偏振方向改变+90°，奇数列不改变入射光的偏振方向。假设双折射元件阵列\n56的第一双折射元件56a不改变入射光的偏振方向，而第二双折射元件56b将入射光的偏振方向改变+90°。 \n[0142] 首先，将描述向LCD面板57的上部传播的光。参照图23，从背光单元51发射的光传播到偏振板52，以便具有45°的偏振方向。由于在从光传播的方向上观看时空间光调制器53的上部处于第二状态，所以经过空间光调制器53的上部的奇数列的光具有135°的偏振方向，而经过空间光调制器53的上部的偶数列的光具有45°的偏振方向。由于微粒透镜片55的每一透镜元件对应于空间光调制器53的两列，所以经过空间光调制器53的奇数列的光总被微粒透镜片55向右偏折，从而向着观看者的左眼传播。相反，经过空间光调制器\n53的偶数列的光总是被微粒透镜片55向左偏振，从而向着观看者的右眼传播。因此，经过微粒透镜片55并向着观看者的左眼传播的光具有135°的偏振方向，而向着观看者的右眼传播的光具有45°的偏振方向。 \n[0143] 然后，一部分光经过双折射元件阵列56的第一双折射元件56a，而其它部分光经过双折射元件阵列56的第二双折射元件56b。由于第一双折射元件56a允许光按原样通过，所以经过双折射元件阵列56的第一双折射元件56a并向着观看者的左眼传播的光具有\n135°的偏振方向，而向着观看者的右眼传播的光具有45°的偏振方向。相反，由于双折射元件阵列56的第二双折射元件56b将入射光的偏振方向改变+90°，所以经过双折射元件阵列56的第二双折射元件56b并向着观看者的左眼传播的光具有45°的偏振方向，而向着观看者的右眼传播的光具有135°的偏振方向。 \n[0144] 经过双折射元件阵列56的光入射到LCD面板57的入射侧的偏振器57a上。然而，由于LCD面板57的入射侧的偏振器57a具有135°的偏振方向，所以仅经过双折射元件阵列56的第一双折射元件56a并向着观看者的左眼传播的光能够通过偏振器57a。相反，在经过双折射元件阵列56的第二双折射元件56b的光中，仅向着观看者的右眼传播的光能够通过偏振器57a。结果，在经过偏振器57a的光中，向着观看者的左眼传播的光入射到LCD面板57的奇数像素行上，向着观看者的右眼传播的光入射到LCD面板57的偶数像素行上。\n如上所述，LCD面板57的上部在奇数像素行显示左眼图像，在偶数像素行显示右眼图像。因此，左眼图像可向着观看者的左眼传播，而右眼图像可向着观看者的右眼传播。 [0145] 上面的描述对向着LCD面板57的上部传播的光进行了描述。可用如上所述的相同原理描述向着LCD面板57的下部传播的光。在这种情况下，由于在光传播的方向上观看时，空间光调制器53的下部处于第一状态，所以经过空间光调制器53的下部的奇数列的光具有45°的偏振方向，经过空间光调制器53的下部的偶数列的光具有135°的偏振方向。\n结果，在经过偏振器57a的光中，向着观看者的左眼传播的光入射到LCD面板57的偶数像素行上，向着观看者的右眼传播的光入射到LCD面板57的奇数像素行上。如上所述，LCD面板57的下部在奇数像素行显示右眼图像，在偶数像素行显示左眼图像。因此，左眼图像可向着观看者的左眼传播，右眼图像可向着观看者的右眼传播。 \n[0146] 因此，空间光调制器53和双折射元件阵列56一起控制向着左眼观看区传播的光入射到显示面板57的显示左眼图像的像素行上，控制向着右眼观看区传播的光入射到显示面板57的显示右眼图像的像素行上。因此，空间光调制器53和双折射元件阵列56一起构成偏振开关。