CN101278567B - 可切换显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种被设置成在二维视觉模式和三维视觉模式之间进行切换的可切换显示设备(100)。该可切换显示设备(100)包括：一个光生成元件(105-108)的结构(104)，用于基于各自的驱动值上生成光；以及光学引导装置(110)，用于取决于实际视觉模式引导所生成的光，所述实际视觉模式为二维视觉模式或三维视觉模式。可切换显示设备(100)被设置成交替显示二维图像数据和三维图像数据，同时同步切换光引导装置(110)，以预定频率执行2D/3D切换，该频率足够高一般观看者可以同时感知到2D窗口和3D窗口。

Description

可切换显示设备
本发明涉及一种可切换显示设备，其被设置成在二维视觉模式和三维视觉模式之间进行切换，该可切换显示设备包括：
光生成元件结构，用于在各自驱动值的基础上生成光；以及
光学引导装置，用于取决于实际视觉模式引导所生成的光，该实际视觉模式为二维视觉模式或三维视觉模式。
自从显示设备问世以来，逼真三维(3D)显示设备就一直是各方的梦想。已经研究了许多应当导致这样一种显示设备的原理。一些原理试图在某个体积体中创造出逼真的三维对象。例如，在文章(“Solid-state Multi-planar Volumetric Display”，作者为A.Sullivan，SID′03会刊，第1531-1533页，2003年)所公开的显示设备中，信息通过快速投影仪在平面阵列中移位。每一个平面是一个可切换的散射器，如果平面的数量足够多，则人类的大脑汇集图像并观察到逼真的3D对象。这个原理允许观看者在某个程度内环视对象。在这个显示设备上，所有对象都是(半)透明的。
许多其他原理试图仅仅基于双目不均衡来创建3D显示设备，在这些***中，观看者的左右眼感知到另一个图像，因此观看者就感知到3D图像。这些概念的综述可在下述书中找到：“Stereo ComputerGraphic and Other True 3D Technologies”，作者是D.F.McAllister(Ed.)，Princeton University Pre，1993年。第一种原理与例如CRT相结合地使用了快门镜(shutter glasses)。如果显示奇数帧，则为左眼挡住光线，而如果显示偶数帧，则为右眼挡住光线。
无需额外设备来显示3D的显示设备被称为自动立体显示设备。
第一无镜(glasses-free)显示设备包括屏障，用于创建目标为观看者的左右眼的光锥。该光锥对应于例如奇数及偶数子像素列。通过以适当信息寻址这些列，如果观看者位于正确地点，则他的左右眼获得不同的图像并能够感知到3D图像。
第二无镜显示设备包括镜头阵列，来将奇数及偶数子像素列的光成像至观看者的左右眼。
上述无镜显示设备的缺点是观看者必须保持在固定位置处。为了引导观看者，已经提出了提示观看者他处于正确位置的指示器。参见例如美国专利US5986804，其中屏蔽板与红和绿led相结合。当观看者定位正确时他看见绿灯，否则看见红灯。
为了减轻观看者坐于固定位置的不便，已经提出了多视图自动立体显示设备。参见例如美国专利US6064424和US20000912。在美国专利US6064424和US20000912所公开的显示设备中，采用了斜置的透镜，其中透镜的宽度大于两个子像素，这样就有几个图像相互邻近，而观看者就有一些从左到右移动的自由度。
自动立体显示设备的不足之处在于，与3D图像生成相结合的分辨率损失，这些显示设备的优点是可以在(二维)2D和3D模式，即单视觉模式和多视觉模式之间进行切换。如果需要相对较高的分辨率，则可以切换至单视觉模式，因为这样有较高的分辨率。
这样的可切换显示设备的示例在下列文章中进行了描述：“Alightweight compact 2D/3D autostereoscopic LCD backlight forgames，monitor and notebook application”，作者是J.Eichenlaub，in proceeding of SPIE，第3295页，1998年。其中公开了用于在2D和3D模式之间进行切换的可切换散射器。另一个可切换自动立体显示设备的例子在WO2003015424中进行了描述，其中基于LC的透镜用于创建可切换透镜。还参见US6069650。
从原理上而言，可以将整个显示设备从2D切换至3D，反之亦可。或者作为替代，只有显示设备的一部分(例如对应于图形应用的窗口)被切换。该切换可以通过无源矩阵寻址来实现。其缺点是可以利用无源矩阵方案构造的窗口(即与显示设备的其他部分相比具有不同视觉模式的部分)的数量是有限的。还有与这些部分的形状相关的限制。例如当剩余部分处于三维视觉模式下时，要创建处于二维视觉模式下的大圆圈将非常困难。
本发明的目的是提供一种如开头段落所描述类型的可切换显示设备，其被设置成显示多个窗口，其中多个窗口中的至少一个处于二维视觉模式，且多个窗口中的至少一个处于三维视觉模式。
本发明的目的通过以下方式实现：可切换显示设备被设置成以预设频率进行交替显示以便观看者可以同时感知到二维和三维窗口：
当所述光学引导装置处于所述二维视觉模式时，通过提供相应的驱动值给所述光生成元件结构的至少第一部分来显示二维图像数据；以及
当所述光学引导装置处于所述三维视觉模式时，通过提供相应的驱动值给所述光生成元件结构的至少第二部分来显示三维图像数据，所述光生成元件结构的第二部分与所述光生成元件结构的第一部分互补。
换言之，当光学引导装置被同步切换时，显示按时间顺序的二维图像数据和三维图像数据。这意味着应用了分别寻址光生成元件的灵活性以创建多个具有可选任意形状的窗口。
优选地，预设频率高于18Hz或甚至更高。只要所述预设频率足够高、以便可切换显示设备的观看者就可同时在显示设备上感知到二维窗口和三维窗口。这意味着，虽然二维图像数据和三维图像数据实际上未被同时显示，但却被感知为同时显示。预设频率要高到使人类的观看者不能分辨出二维图像数据和三维图像数据是否是实际上同时显示的。
根据本发明的可切换显示设备实施例被设置成，当所述光学引导装置处于二维视觉模式时，向光生成元件结构的第二部分提供导致基本无光生成的背景驱动值。在根据本发明的这个可切换显示设备实施例中，光由光元件结构的第一部分和光元件结构的第二部分交替生成。在二维视觉模式下，对应于光生成元件结构的第一部分的部分显示设备生成二维画面，而显示设备的其余部分示出基本为黑的背景。该实施例的优点是在二维图像数据和三维图像数据之间有清楚的分别。
根据本发明的可切换显示设备的实施例被设置成，当所述光学引导装置处于所述三维视觉模式时，向所述光生成元件结构的第一部分提供导致基本无光生成的进一步背景驱动值。在根据本发明的这个可切换显示设备实施例中，光由光元件结构的第一部分和光元件结构的第二部分交替生成。在三维视觉模式下，对应于光生成元件结构第二部分的部分显示设备生成三维画面，而显示设备的其余部分基本示出背景。该实施例的优点是在二维图像数据和三维图像数据之间有清楚的分别。
根据本发明的可切换显示设备实施例进一步包括第一低通滤波装置，用于从所述三维图像数据中导出背景驱动值，并且该可切换显示设备被设置成，当所述光学引导装置处于所述二维视觉模式时，向所述光生成元件结构的第二部分提供背景驱动值。在该二维视觉模式下，对应于光生成元件结构的第一部分的部分显示设备生成二维画面，而显示设备的其余部分示出基于三维画面的背景。该三维画面可以已经在该二维画面之前显示了或可以在该二维图之后显示。该实施例的优点是显示设备的平均光输出相对较高，即不受二维视觉模式和三维视觉模式之间的切换所限制。
根据本发明的可切换显示设备实施例进一步包括第二低通滤波装置，用于从所述二维图像数据中导出进一步的背景驱动值，并且该可切换显示设备被设置成，当所述光学引导装置处于所述三维视觉模式时，向所述光生成元件结构的第一部分提供进一步的背景驱动值。在该三维视觉模式下，对应于光生成元件结构的第二部分的部分显示设备生成三维画面，而显示设备的其余部分示出基于二维画面的背景。该二维画面可以已经在该三维画面之前显示了，或可以在该三维画面之后显示。该实施例的优点是显示设备的平均光输出相对较高，即不受二维视觉模式和三维视觉模式之间的切换所限制。
在根据本发明的可切换显示设备实施例中，期间显示三维图像数据的时间段与期间显示二维图像数据的时间段基本相等。例如，光学引导装置顺次地处于时间段为6毫秒(msec)的二维视觉模式以及时间段也为6毫秒的三维视觉模式。该实施例的优点是大面积的闪烁相对较少。
在根据本发明的可切换显示设备实施例中，期间显示三维图像数据的时间段基本上是期间显示二维图像数据的时间段的两倍。本发明该实施例的优点是大面积的闪烁相对较少。要注意的是，在三维视觉模式期间，通常被观察到的光量少于二维视觉模式期间。这是因为在三维视觉模式期间，光生成元件结构所生成的光的一部分可能看不到。例如，在将屏障用作光线引导装置的情况下，在三维视觉模式中所生成光的相对较多部分被屏障所吸收。通过相对于其中显示二维图像数据的时间段来延长其中显示三维图像数据的时间段，实现了对该光降低效应的补偿。
在根据本发明的可切换显示设备实施例中，光学引导装置包括可以在第一状态和第二状态之间进行切换的一组透镜，其中第一状态对应于二维视觉模式，而第二状态对应于三维视觉模式。该光学引导装置如例如在美国专利6069650中公开的那样。该根据本发明的可切换显示设备实施例的优点是把光生成元件结构所生成的绝大部分光引导向观看者。
在根据本发明的可切换显示设备的另一实施例中，光学引导装置包括可以在基本透明状态和基本吸收状态之间进行切换的一组屏障，所述基本透明状态对应于所述二维视觉模式，而所述基本吸收状态对应于所述三维视觉模式。该光学引导装置如例如在美国专利6437915中公开的那样。
优选地，所述光学引导装置包括液晶(LC)和用于在所述液晶两端提供电压的电极。
为了使本发明的可切换显示设备的这些和其他方面更容易被清楚理解，下面根据本发明的具体实施例和实现并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1图示了可切换显示设备的实施例；
图2A图示了在三维视觉模式下的可切换显示设备实施例中的光学引导装置；
图2B图示了在二维视觉模式下的图2A中的光学引导装置；
图3A图示了表示三维图像数据的像素矩阵，其在光学引导装置处于三维视觉模式下时提供给光生成元件结构；
图3B图示了相应(与图3A相关)的表示二维图像数据的像素矩阵，其在光学引导装置处于二维视觉模式下时提供给光生成元件结构；
图3C图示了当由根据本发明的可切换显示设备交替显示图3A和图3B的像素矩阵时可观察到的图像；
图4图示了作为时间函数的实际视觉模式，其中光学引导装置处于三维视觉模式的时间基本等于其中光学引导装置处于二维视觉模式的时间；
图5图示了作为时间函数的实际视觉模式，其中光学引导装置处于三维视觉模式的时间基本为其中光学引导装置处于二维视觉模式的时间的两倍；
图6图示了可切换显示设备的另一个实施例，其包括滤波装置，用于基于与另一个视觉模式相关的图像数据来导出背景驱动值；
图7A和7B图示了相应的包含表示背景驱动值的数值的像素矩阵，其中该驱动值基于与另一视觉模式相关的图像数据；
图7C图示了在由根据本发明的可切换显示设备交替显示图7A和图7B的像素矩阵时可观察到的图像，该可切换显示设备包括结合图6描述的滤波装置；
图8A和8B分别图示了包含在前景驱动值上的重叠的像素矩阵；
图8C图示了当交替显示图8A和图8B的像素矩阵时可被观察到的图像。
图1图示了根据本发明的可切换显示设备100实施例，其被设置成在二维视觉模式和三维视觉模式之间切换。可切换显示设备100包括：
接收装置102，用于接收在输入连接器111处提供的信息信号。该信息信号可以是通过天线或线缆接收的广播信号，但也可以是来自存储设备如VCR(视频盒式录象机)或数字通用碟(DVD)的信号。该信息信号还可以由个人电脑(PC)或一些其他多媒体设备提供；
光生成元件105-108的结构104，用于基于从信息信号中导出的各自驱动值来生成光线；
光学引导装置110，用于取决于实际视觉模式来引导所生成的光线，该实际视觉模式为二维视觉模式或三维视觉模式。
光生成元件105-108的结构104位于第一平面中，而且光学引导装置110包括一组光学引导元件112-118，每一个光学引导元件112-118都与各自组的光生成元件105-108相关联。光学引导装置110覆盖在第一平面中的光生成元件105-108，以便当光学引导装置110处于三维视觉模式下时、沿相对于第一平面的相互不同角度方向引导光生成元件105-108的输出。当光学引导装置110处于二维视觉模式下时，光学引导装置110对光生成元件105-108输出的方向基本没有影响。
光生成元件105-108的结构104可以是LCD、CRT、PDP或其他的显示屏。优选地，显示屏的显示频率相对较高，如高于100Hz。
优选地，光学引导装置110包括一组可在第一状态和第二状态之间切换的透镜112-118，第一状态对应于二维视觉模式而第二状态对应于三维视觉模式。光学引导装置110例如如美国专利6069650所公开的那样。另请参见结合图2A和图2B的描述。
可选地，光学引导装置110包括一组可在基本透明状态和基本吸收状态之间切换的屏蔽112-118，基本透明状态对应于二维视觉模式而基本吸收状态对应于三维视觉模式。光学引导装置110例如如美国专利6437915所公开的那样。
优选地，预设频率，即在二维视觉模式和三维视觉模式之间切换的频率相对较高，如高于100Hz。由光学引导装置110执行的在二维视觉模式和三维视觉模式之间的切换优选与光生成元件的结构104内的驱动值的刷新同步。
可切换显示设备100被设置成以预设频率交替显示以下内容：
-当光学引导装置110处于二维视觉模式下时，通过向光生成元件的结构104的至少第一部分105-106提供相应的驱动值来显示二维图像数据；以及
-当光学引导装置110处于三维视觉模式下时，通过向光生成元件的结构104的至少第二部分107-108提供相应的驱动值来显示三维图像数据，光生成元件的结构104的第二部分107-108与光生成元件的结构104的第一部分105-106互补。
应该注意到的是，虽然光生成元件的结构104的第一部分105-106与光生成元件的结构104的第二部分107-108互补，但这并不排除当光学引导装置110处于三维视觉模式下时、光生成元件的结构104的第一部分105-106中的一些具有非零驱动值。也不排除当光学引导装置110处于二维视觉模式下时、光生成元件的结构104的第二部分107-108中的一些具有非零驱动值。具有非零驱动值是指导致由各自光生成元件生成实际光线的驱动值。
可切换显示设备100可以是比如TV或监控器。可选地，图像处理设备100包括存储装置如硬盘，或用于在移动介质如光盘上进行存储的装置。
图2A图示了处于三维视觉模式下的可切换显示设备实施例中的光学引导装置110。图2B图示了处于二维视觉模式下的图2A中的光学引导装置110。光学引导装置110包括：
透明盖202；
一组透明电极204和210，优选由氧化铟(ITO)制成；
液晶(LC)层208；
复制光栅206；和
基底212。
光学引导装置110的工作如下：假设入射光的偏振角度垂直于图。电极204，210被定向层所覆盖，该定向层将LC分子定向为使其长轴垂直于图，这对应于图2A所示的三维视觉模式。如果向LC层施加电压，则分子被垂直定向，这对应于图2B所示的二维视觉模式。LC层208的类似于双折射介质起作用。通常，寻常折射率(被定向为垂直于LC分子长轴)为n0＝1.4-1.5。优选地，n0与基底212、盖202和复制光栅206的折射率相匹配。非常折射率(被定向为沿LC分子的长轴方向)更高：ne＝1.7。
在三维视觉模式下，因为入射光的偏振角度垂直于图，所以光要在LC层经历折射率ne＝1.7。从LC层208到复制光栅206的折射率的跃迁造成了透镜效应。
在二维视觉模式下，光在LC层经历折射率no＝1.4-1.5。这个折射率与复制光栅206的折射率紧密匹配而不产生透镜效应。
图3A图示了表示三维图像数据的像素矩阵300，当光学引导装置110处于三维视觉模式时，将像素矩阵300提供给光生成元件的结构104。表示三维图像数据的像素矩阵300包括各自的驱动值。通常，表示三维图像数据的像素矩阵300包括多个从不同角度看的、同一对象的二维画面的交错像素矩阵。表示三维图像数据的像素矩阵300的第一部分306对应于要提供给光生成元件的结构104的第二部分107-108的驱动值组。表示三维图像数据的像素矩阵300的第一部分306表示实际画面。在图示的情况下，该画面对应于一个城市的视图。表示三维图像数据的像素矩阵300的第二部分304对应于要提供给光生成元件的结构104的第一部分105-106的驱动值组。表示三维图像数据的像素矩阵300的第二部分304是背景，即驱动值全部为零，结果导致相应的光生成元件105-106不生成光线。
图3B图示了相应的表示二维图像数据的像素矩阵302，当光学引导装置处于二维视觉模式时、将该像素矩阵302提供给线生成元件的结构。表示二维图像数据的像素矩阵302包括各自的驱动值。表示二维图像数据的像素矩阵302的第一部分310对应于要提供给光生成元件的结构104的第二部分107-108的驱动值组。该表示二维图像数据的像素矩阵302的第一部分310是背景，即驱动值全部为零，结果导致相应的光生成元件107-108不生成光。表示二维图像数据的像素矩阵302的第二部分308对应于要提供给光生成元件的结构104的第一部分105-106的驱动值组。表示二维图像数据的像素矩阵302的第二部分308表示实际画面。在所图示的情况下，该画面对应于文本。
图3C图示了当由根据本发明的可切换显示设备交替显示图3A和图3B的像素矩阵时可观察到的图像312。按时序显示的效果就是：所观察到的图像312包括在二维文本页314内的三维窗口316。
图4图示了用于根据本发明的可切换显示设备100的实施例的、作为时间函数的实际视觉模式。有以下视觉模式：
在纵轴上由3D指示的三维视觉模式；以及
在纵轴上由2D指示的二维视觉模式；
横轴对应于时间。
在所述实施例中，光学引导装置110处于三维视觉模式的T3D时间段基本等于其中光学引导装置110处于二维视觉模式的T2D时间段。优选地，T3D和T2D时间段都小于10msec。
如所述，交替提供像素矩阵。以下列出了一些例子。I2D(i)指表示二维图像数据的像素矩阵，而I3D(i)指表示三维图像数据的像素矩阵。其中的″i″用做表示不同画面的参数。
第一个例子表明两个交替显示图像。
  提供的像  素矩阵  I2D(1)   I3D(1)   I2D(1)   I3D(1)   I2D(1)   I3D(1)   I2D(1)   I3D(1)   I2D(1)
第二个例子表明两个序列，即表示二维图像数据的第一序列和表示三维图像数据的第二序列，是交错的。
  提供的像  素矩阵  I2D(1)   I3D(1)   I2D(2)   I3D(2)   I2D(3)   I3D(3)   I2D(4)   I3D(4)   I2D(5)
第三个例子表明二维图像数据的复本与表示三维图像数据的序列相交错。
  提供的像  素矩阵  I2D(1)   I3D(1)   I2D(1)   I3D(2)   I2D(1)   I3D(3)   I2D(1)   I3D(4)   I2D(1)
第四个例子表明三维图像数据的副本与表示二维图像数据的序列相交错。
  提供的像  素矩阵   I2D(1)   I3D(1)   I2D(2)   I3D(1)   I2D(3)   I3D(1)   I2D(4)   I3D(1)   I2D(5)
图5图示了用于根据本发明的可切换显示设备的实施例的、作为时间函数的实际视觉模式。图5的横轴和纵轴对应于结合图4描述的内容。
如所述，交替提供像素矩阵。以下列出了一些例子。
第一个例子表明交替显示两个图像。
  时间间隔  [0，t1>   [t1，t2>   [t2，t3>   [t3，t4>   [t4，t5>   [t5，t6>   [t6，t7>   [t7，t8>   [t8，t9>
  时间间隔  [0，t1>   [t1，t2>   [t2，t3>   [t3，t4>   [t4，t5>   [t5，t6>   [t6，t7>   [t7，t8>   [t8，t9>
  提供的像  素矩阵  I2D(1)   I3D(1)   I3D(1)   I2D(1)   I3D(1)   I3D(1)   I2D(1)   I3D(1)   I3D(1)
第二个例子表明两个序列，即表示二维图像数据的第一序列和表示三维图像数据的第二序列，是交错的。
  时间间隔  [0，t1>   [t1，t2>   [t2，t3>   [t3，t4>   [t4，t5>   [t5，t6>   [t6，t7>   [t7，t8>   [t8，t9>
  时间间隔   [0，t1>   [t1，t2>   [t2，t3>   [t3，t4>   [t4，t5>   [t5，t6>   [t6，t7>   [t7，t8>   [t8，t9>
  提供的像  素矩阵   I2D(1)   I3D(1)   I3D(2)   I2D(2)   I3D(3)   I3D(4)   I2D(3)   I3D(5)   I3D(6)
第三个例子表明二维图像数据的副本与表示三维图像数据的序列相交错。
  时间间隔  [0，t1>   [t1，t2>   [t2，t3>   [t3，t4>   [t4，t5>   [t5，t6>   [t6，t7>   [t7，t8>   [t8，t9>
  时间间隔  [0，t1>   [t1，t2>   [t2，t3>   [t3，t4>   [t4，t5>   [t5，t6>   [t6，t7>   [t7，t8>   [t8，t9>
  提供的像  素矩阵  I2D(1)   I3D(1)   I3D(2)   I2D(1)   I3D(3)   I3D(4)   I2D(1)   I3D(5)   I3D(6)
第四个例子表明三维图像数据的副本与表示二维图像数据的序列相交错。
  时间间隔   [0，t1>   [t1，t2>   [t2，t3>   [t3，t4>   [t4，t5>   [t5，t6>   [t6，t7>   [t7，t8>   [t8，t9>
  时间间隔  [0，t1>   [t1，t2>   [t2，t3>   [t3，t4>   [t4，t5>   [t5，t6>   [t6，t7>   [t7，t8>   [t8，t9>
  提供的像  素矩阵  I2D(1)   I3D(1)   I3D(1)   I2D(2)   I3D(1)   I3D(1)   I2D(3)   I3D(1)   I3D(1)
图6图示了另一个实施例的可切换显示设备101，其包括滤波装置602，用于基于与另一个视觉模式相关的图像数据导出背景驱动值。如结合图3A-3C所描述的那样，一些驱动值可以被设为零。此中的缺点是平均光输出降低了。优选地，″背景″驱动值基于实际图像数据。优选地，可切换显示设备101包括用于根据图像数据导出″背景″驱动值的低通滤波器602。
低通滤波器602的工作取决于所需要的输出类型。将表示二维图像数据的第一像素矩阵和表示三维图像数据的第二像素矩阵提供给低通滤波器602。必须组合该两像素矩阵的内容。
假设所需要的输出像素矩阵300必须表示在二维背景304内的三维窗306。那么低通滤波器602将通过对所提供的、表示二维图像数据的第一像素矩阵进行低通滤波来计算中间矩阵。在这之后，该中间矩阵的中一些元素将通过用直接从表示三维图像数据的第二像素矩阵导出的相应元素的副本来替换这些特定元素而进行更新。这意味着所关注的特定区域被更新。最后，将输出像素矩阵300提供给光生成元件的结构，该输出像素矩阵300包括通过对表示二维图像数据的第一像素矩阵进行低通滤波而导出的第一组背景驱动值、和通过复制表示三维图像数据的第二像素矩阵的元素而导出的第二组驱动值。图7A图示了这样的输出像素矩阵300。
图6中描述了低通滤波器602的输出通过接收装置102提供给光生成元件的结构104。很清楚的是这是可选地。
假设所需要的输出像素矩阵302必须表示包围了三维背景区域310的二维区域308。那么低通滤波器将通过对所提供的、表示三维图像数据的第二像素矩阵进行低通滤波来计算出中间矩阵。然后该中间矩阵的一些元素将通过用直接从表示二维图像数据的第一像素矩阵导出的相应元素的副本来替换这些特定元素而进行更新。这意味着所关注的特定区域被更新。最后，将输出像素矩阵提供给光生成元件的结构，该输出像素矩阵包括通过对表示三维图像数据的第二像素矩阵进行低通滤波而导出的第一组背景驱动值、和一个通过复制表示二维图像数据的第一像素矩阵的元素而导出的第二组驱动值。图7B图示了这样的输出像素矩阵302。
图7C图示了由根据本发明的可切换显示设备交替显示图7A和图7B的像素矩阵时可观察到的图像312。按时序显示的效果就是：所观察到的图像312包括在二维文本页314内的三维窗口316。
如果提供相同的图像数据，则图7C的平均亮度级别高于图3A的平均亮度级别。
低通滤波器602和接收装置102可以使用一个处理器来实现。通常地，这些功能在软件程序产品的控制下执行。在执行过程中，一般地，将软件程序产品载入到存储器如RAM中并从中执行。该程序也可以从背景存储器如ROM、硬盘、或磁和/或光存储器加载，或者可以经由如互联网那样的网络来加载。可选地，应用专用集成电路提供所述功能。
图8A和8B图示了驱动值中包含重叠的像素矩阵300、302。图8A图示了表示三维图像数据的第二像素矩阵300。注意的是，在第二像素矩阵300内部没有其中所有元素的值都等于零的区域。换言之，第二像素矩阵中的所有元素都表示三维图像数据。
图8B图示了表示背景310和文本区域308的第一像素矩阵302。表示背景310的第一像素矩阵302中的元素可以都等于零。可选地，这些元素的驱动值相互等同但是不等于零。也可以是这些元素的驱动值都基于三维图像数据。
图8C图示了由本发明的可切换显示设备交替显示图8A和图8B的像素矩阵时所观察到的图像312。按时序显示的效果是：所观察到的图像312包括文本314被混入其中的三维图像。
应该注意的是，本发明的上述实施例仅仅是为了说明而并非是对本发明的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在本发明权利要求范围内还可以做出其它不同形式的变化或变动。在权利要求中，任何在括号内的标号都不被认为是限制该权利要求。词“包括”不排除未列入权利要求中的元件和步骤的存在。置于元件前的词“一”或者“一个”也不排除多个这样元件的存在。本发明可通过包括几种不同元件的硬件、以及通过适当编程的计算机来实现。在列举了几种装置的单元权利要求中，这些装置中的几种可以通过同一项硬件或软件来实现，词第一、第二、和第三等的使用不表示任何顺序，这些词要被解释成名称。

Claims (12)

1.一种可切换显示设备(100，101)，被设置成在二维视觉模式和三维视觉模式之间进行切换，所述可切换显示设备(100，101)包括：
光生成元件(105-108)的结构(104)，用于基于各自的驱动值生成光；以及
光学引导装置(110)，用于取决于实际视觉模式引导所生成的光，所述实际视觉模式为二维视觉模式或三维视觉模式；
所述可切换显示设备(100，101)被设置成以预设频率进行交替显示以便观看者可以同时感知到二维和三维窗口：
当所述光学引导装置(110)处于所述二维视觉模式时，通过向所述光生成元件的结构(104)的至少第一部分(105-106)提供相应的驱动值来显示二维图像数据；以及
当所述光学引导装置(110)处于所述三维视觉模式时，通过向所述光生成元件的结构(104)的至少第二部分(107-108)提供相应的驱动值来显示三维图像数据，所述光生成元件的结构(104)的第二部分(107-108)与所述光生成元件的结构(104)的第一部分(105-106)互补。
2.如权利要求1所述的可切换显示设备(100，101)，其中所述预设频率高于50Hz。
3.如权利要求1所述的可切换显示设备(100，101)，其中，当所述光学引导装置(110)处于所述二维视觉模式时，所述显示设备被设置成向所述光生成元件(107-108)的结构(104)的第二部分提供导致基本无光线生成的背景驱动值。
4.如以上任意一项权利要求所述的可切换显示设备(100，101)，其中，当所述光学引导装置(110)处于所述三维视觉模式时，所述显示设备被设置成向所述光生成元件的结构(104)的第一部分(105-106)提供导致基本无光线生成的背景驱动值。
5.如权利要求1-3中的任一项所述的可切换显示设备(100，101)，还包括：第一低通滤波装置，用于从所述三维图像数据中导出背景驱动值，其中当所述光学引导装置(110)处于所述二维视觉模式时，所述显示设备被设置成向所述光生成元件的结构(104)的第二部分(107-108)提供所述背景驱动值。
6.如权利要求1-3中的任一项所述的可切换显示设备(100，101)，还包括：第二低通滤波装置，用于从所述二维图像数据中导出进一步的背景驱动值，其中当所述光学引导装置(110)在所述三维视觉模式时，所述显示设备被设置成向所述光生成元件的结构(104)的第一部分(105-106)提供所述进一步的背景驱动值。
7.如权利要求1-3中的任一项所述的可切换显示设备(100，101)，还包括第一低通滤波装置，用于从所述三维图像数据中导出背景驱动值，其中当所述光学引导装置(110)处于所述二维视觉模式时，所述显示设备被设置成向所述光生成元件的结构(104)的第二部分(107-108)提供所述背景驱动值，以及所述可切换显示设备(100，101)还包括第二低通滤波装置，用于从所述二维图像数据中导出进一步的背景驱动值，其中当所述光学引导装置(110)在所述三维视觉模式时，所述显示设备被设置成向所述光生成元件的结构(104)的第一部分(105-106)提供所述进一步的背景驱动值
8.如权利要求1-3中的任一项所述的可切换显示设备(100，101)，其中，期间显示三维图像数据的时间段与其中显示二维图像数据的时间段基本相等。
9.如权利要求1-3中的任一项所述的可切换显示设备(100，101)，其中，期间显示三维图像数据的时间段基本是其中显示二维图像数据的时间段的两倍。
10.如权利要求1-3中的任意一项所述的可切换显示设备(100，101)，其中，所述光学引导装置(110)包括在第一状态和第二状态之间进行切换的一组透镜，所述第一状态对应于所述二维视觉模式，而所述第二状态对应于所述三维视觉模式。
11.如权利要求1-3中的任意一项所述的可切换显示设备(100，101)，其中，所述光学引导装置(110)包括在基本透明状态和基本吸收状态之间进行切换的一组屏障，所述基本透明状态对应于所述二维视觉模式，而所述基本吸收状态对应于所述三维视觉模式。
12.如权利要求1-3中的任意一项所述的可切换显示设备(100，101)，其中，所述光学引导装置(110)包括液晶(LC)和用于提供所述液晶两端的电压的电极。
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