CN101568873B - 自由立体显示器设备以及利用这种显示器设备的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自由立体显示器设备，其包括用于反射入射光的至少一部分的反射层、设置在所述反射层之上的偏振转换层以及设置在所述偏振转换层的至少一部分之上并且包括双折射材料的透镜元件阵列。具有第一偏振态的光被设置成在不发生显著的透镜元件聚焦的情况下穿过所述透镜元件阵列，其中所述偏振态被所述偏振转换层变换成使得反射光具有第二偏振态，所述第二偏振态被设置成在发生透镜元件聚焦的情况下穿过所述透镜元件阵列以便提供多个视图。

Description

自由立体显示器设备以及利用这种显示器设备的系统
技术领域
本发明涉及一种显示图像的设备和系统，更具体来说，本发明涉及一种用于显示多个视图的自由立体显示器和显示器系统。
背景技术
在图1中示出了一种已知的自由立体显示器设备。该已知设备1包括一个二维液晶显示面板2，其具有由充当空间光调制器以产生显示的显示器像素3构成的行和列的阵列。为了清楚起见，在该图中仅仅示出了少数显示器像素3。在实践中，所述显示面板2可以包括大约一千行和几千列显示器像素3。
所述液晶显示面板2的结构完全是传统式的。在实践中，所述面板2包括一对间隔开的透明玻璃基板，在其间提供对准的扭转向列或其他液晶材料。
每一个显示器像素3与一个开关元件相关联，所述开关元件比如是薄膜晶体管(TFT)或薄膜二极管(TFD)。通过为所述开关元件提供寻址信号来操作所述显示器像素产生显示，适当的寻址方案对于本领域技术人员来说是已知的。
所述显示面板2由光源5照明，该光源在本例中是在所述显示器像素阵列的面积上延伸的平面背光。来自所述光源5的光被引导穿过所述显示面板2，其中各单独的显示器像素3被驱动来调制所述光并且产生显示。
所述显示器设备1还包括设置在所述显示面板2的显示侧上的透镜片7，其用来执行视图形成功能。所述透镜片7包括由彼此平行延伸的透镜元件9构成的阵列，为了清楚起见在图中仅用夸大的尺度示出了其中之一。
因此，彼此平行延伸的细长透镜元件9的阵列覆盖所述显示器像素阵列，并且通过这些透镜元件9观看所述显示器像素3。
所述透镜元件9充当光输出引导装置，以便把来自所述显示面板2的不同图像或视图提供到位于所述显示器设备1前方的用户的眼睛。上面描述的设备提供了一种有效的三维显示器设备。
在其中例如每一个透镜元件9与两列显示器像素3相关联的一种设置中，每一列中的各显示器像素3提供对应的二维子图像的垂直切片。所述透镜片7把这两个切片以及来自与其他各透镜元件9相关联的各显示器像素列的相应切片导向位于该透镜片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。
但是对于液晶显示面板的使用通常限于特定尺寸以下的显示器设备，并且对于大屏幕尺寸来说并不是成本有效的。因此，对于诸如家庭影院或者公共显示之类的要求大屏幕尺寸的应用来说，仍然需要提供一种成本有效的3维(3D)显示解决方案。
对于要求大屏幕尺寸的显示器应用来说，已经知道使用基于投影的显示器系统，其中利用(位于面板/屏幕前方或后方的)投影仪把图像投影到较大的平坦面板或屏幕上。
已经知道采用两个投影仪从一个立体图像对产生基于3D或立体投影的显示。在这种系统中，所述两个投影仪分别利用具有与另一个投影仪正交的偏振态的光来投影图像。投影屏幕被设置成保留所投影的光的偏振态，并且借助于为一只眼选择一个偏振态同时为另一只眼选择另一个偏振态的偏振眼镜感知所述两个重叠的图像，从而使得用户观看到单一立体图像。
虽然这种方法提供了良好的3D深度感知，但是该方法依赖于用户佩戴特殊的眼镜，这是不合期望的。
其他已知的基于3D投影的显示器系统需要使用许多投影仪，其中每一个投影仪负责多视图3D图像的一个视图。除了非常昂贵之外，这些系统还有不够可靠的缺点，这是因为每一个投影仪中的光源(通常是超高性能灯)的使用寿命有限，预测其报废时间实际上是不可能的。
发明内容
因此期望产生一种适用于大屏幕尺寸并且受上面提到的缺点影响较小的3D显示器系统。
根据本发明，提供一种自由立体显示器设备，其包括：
用于反射入射光的至少一部分的反射层；
设置在所述反射层之上的偏振转换层；以及
设置在所述偏振转换层的至少一部分之上并且包括双折射材料的透镜元件阵列，
其中，具有第一偏振态的光被设置成在不发生透镜元件聚焦的情况下穿过所述透镜元件阵列，并且所述偏振态被所述偏振转换层变换成使得反射光具有第二偏振态，所述第二偏振态被设置成在发生透镜元件聚焦的情况下穿过所述透镜元件阵列以便提供多个视图。
本领域技术人员将认识到，在某些情况下可以容忍对具有所述第一偏振态的光的一定透镜元件聚焦。
根据本发明的另一方面，还提供一种自由立体显示器系统，其包括图像投影仪以及根据本发明的自由立体显示器设备，其中所述图像投影仪被适配成提供包括具有所述第一偏振态的光的图像。
所述设置允许使用单一投影仪来提供3D自由立体投影显示。由于所述图像的偏振，其在没有被所述透镜阵列失真的情况下到达反射器。所反射的图像可以被视为正常图像源。该图像经历偏振转换，因此所述透镜阵列随后执行其聚焦功能，并且可以按照与LCD自由立体显示器设备相同的方式生成具有任意数目的视图的3D显示输出。
所述第一偏振态优选地与所述双折射材料的非常轴(extraordinary axis)基本上正交，所述第二偏振态与该非常轴基本上平行。这样就给出了两种模式，一种对应于入射光，另一种对应于反射光。所述偏振转换层优选地包括四分之一波延迟器。
在所述反射层与所述偏振转换层之间可以设置至少部分地透明的漫射层。
第二偏振转换层可以被设置在所述透镜阵列之上并且被适配成把圆偏振入射光变换成线性偏振光。这样就使得所述投影仪能够显示具有圆偏振光的图像。
所述透镜阵列可以包括设置在所述透镜元件之上的透明平面化层。在这种情况下，形成所述透镜元件的材料可以是双折射的，于是所述平面化层是各向同性的，并且其折射率等于所述透镜元件双折射材料的寻常折射率。因此，对于具有一个线性偏振方向的光来说，在所述透镜表面处没有折射率边界。在一种反转设置中，形成所述透镜元件的材料是各向同性的，所述平面化层是双折射的，并且所述平面化层的其中一个折射率等于所述透镜元件的折射率。
可以通过选择性地施加电场来切换所述双折射材料，从而在2D与3D操作模式之间切换所述显示器。这可以按照与可切换LCD自由立体显示器相同的方式来运作。所述材料于是可以包括LC材料。
所述投影仪优选地被设置成把偏振光投影到所述显示器的最远离所述反射层的一侧，并且所述(第一)偏振态与所述双折射材料的非常轴基本上正交。
所述显示器系统还可以包括用于校正投影光与所述显示器的几何失准的校准系统，比如用于检测由所述显示器产生的图像的摄影机。几何校正单元可以被设置成接收来自所述摄影机的信息，并且根据所接收的信息来修改由所述投影仪所投影的光，以便减少所述投影光与所述显示器的失准。
本发明还提供一种投影3D图像的方法，其包括：
把包括具有第一偏振态的光的图像投影到反射器设置上；
作为所述第一偏振态的结果，把所述图像穿过所述反射器设置的双折射透镜元件阵列而不发生实质上的透镜元件聚焦；
反射所述图像并且执行所述图像的光的偏振转换到第二偏振态；
作为所述第二偏振态的结果，把所述图像穿过所述双折射材料透镜元件阵列时发生透镜元件聚焦，以便把多个视图提供到不同的观看位置。
本发明还提供一种校准显示器的方法，所述显示器包括：自由立体显示器，其被设置成通过反射具有第一偏振态的入射光并且将其变换成具有与所述第一偏振态正交的第二偏振态的输出光来提供多个图像；以及投影仪，其被设置成把偏振光投影到所述显示器，其中所述方法包括以下步骤：
把测试模式投影到所述显示器；
检测由所述显示器响应于所投影的测试模式而产生的图像；
根据所检测到的图像调节所述投影仪的至少一种投影属性。
附图说明
下面将参照附图纯粹按照举例的方式描述本发明的一个实施例，其中：
图1是一种已知的自由立体显示器设备的示意透视图；
图2是根据本发明的第一实施例的显示器的横截面图；
图3是描绘关于如何能够采用四分之一波延迟器来变换偏振光的原理的示意图；
图4示出了被用作根据本发明的前投影显示器系统的一部分的图2的显示器；
图5是根据本发明的一个替换实施例的显示器的横截面图；
图6示出了对图4的显示器系统的修改；
图7a示出了根据本发明的显示器，其响应于投影到其上的测试模式显示出均匀模式；
图7b示出了根据本发明的显示器，其响应于投影到其上的测试模式显示出莫阿(moiré)模式；
图8示出了根据本发明的一个实施例的显示器，其包括校准标记；以及
图9是根据本发明的校准系统的方框图。
相同的附图标记在各图中指代相同的元件。
具体实施方式
本发明提供一种适于在把光从单一投影仪投影到其上时显示3D图像的显示器。所述显示器通过反射具有第一偏振态的入射光并且将其变换成具有与所述第一偏振态正交的第二偏振态的输出光来提供多个图像。通过把具有第二偏振态的所述经过反射及变换的光设置成穿过具有平行于所述第二偏振态的非常轴的双折射透镜装置，所述经过反射及变换的光被所述双折射透镜装置折射，从而产生可以被感知为3D图像的多个图像。
参照图2，其中示出了根据本发明的第一实施例的显示器10的横截面图。所述显示器10包括双折射透镜层12，该层包括平行设置的透明透镜元件14的阵列以及与所述各透镜元件14的曲面相邻的透明平面化层16。在图2的实施例中，所述透镜元件14具有双折射属性。
所述透镜元件14对于在与所述显示器相同的平面内(例如在从图2的平面垂直出来的平面内)偏振的光具有高折射率。这就是所谓的非常折射率ne，在图2的实施例中，所述透镜元件14具有非常折射率ne＝1.7。对应于与该方向垂直偏振的光的折射率较低，并且被称作寻常折射率no。该垂直方向基本上是从所述显示器输出的光的方向。图2中的各透镜元件14具有寻常折射率no＝1.5。图2的平面化层16具有各向同性的光学属性，并且其折射率n与所述透镜的寻常折射率匹配(即n＝1.5)。
但是所述透镜元件14不一定非得具有双折射属性。在一个替换实施例中，所述透镜元件14可以具有各向同性的属性，而所述平面化层16是双折射的。
所述显示器还包括至少部分地透明的漫射器18。所述漫射器18被布置在所述双折射层12上，使得该漫射器与所述透镜元件14的阵列相邻并且处在所述双折射透镜层12的与所述平面化层16相对的一侧(即所述双折射透镜层12的远离观看方向的一侧)。换句话说，所述漫射器18被形成在所述双折射透镜层12上，从而把所述透镜元件14的阵列夹在所述漫射器18与所述平面化层16之间。
所述漫射器18适于漫射从中穿过的光而不破坏所述光的偏振态。适当的漫射器18的一个例子是可以从Microsharp公司购买的漫射膜。
但是应当认识到，虽然提供漫射器18是优选的，但这纯粹也是可选的。
此外，取代漫射器，还可以把反射层20设置成在垂直方向上具有精细的沟槽模式，从而使其在水平方向上具有漫射器的效果。这将不会影响所述光的偏振态。
所述显示器10还包括通过四分之一波延迟器22与所述漫射器18分隔开的反射层20。因此，所述反射层20覆盖所述双折射透镜层12，并且通过所述漫射器18和所述四分之一波延迟器22与所述双折射透镜层12的各透镜元件14分隔开。
优选地把所述反射层20设置成反射尽可能多的入射光。例如在不包括漫射器18的所述显示器的一个实施例中，还有可能优选的是把所述反射层20设置成在一定程度上漫射所述光而不破坏其明确定义的偏振态。
光学延迟器是偏振形式转换器。一般来说，光学延迟器是被拉伸成使其双折射的合成材料。光学延迟器通常是被层压到醋酸丁酸纤维素基板上的透明定向聚乙烯醇膜。光学延迟器具有两个主轴(即慢轴和快轴)，并且其适于把光束解析成两个偏振分量(与慢轴平行的分量滞后于与快轴平行的分量)。所述延迟器随后把所述两个偏振分量重组形成具有特定偏振形式的单一出射光束。
现在参照图3，通过把所述四分之一波延迟器22设置成使其慢轴SA和快轴FA与入射光的偏振轴P1成45°，穿过所述延迟器22的入射偏振光射线的振动方向按照螺旋模式H1移动。如果相同的光射线随后从定向反射面(比如所述反射层20)反射，则所述振动的旋转发生反转(如H2所示)。该旋转在返回穿过所述延迟器22时停止。所述光射线于是与其原始偏振平面P1正交偏振P2。
回到图2，源自投影仪的光(通常由标记为“L”的箭头指示)是线性偏振的，其偏振方向与所述透镜元件14的非常轴垂直。
因此应当理解，所述入射光L穿过所述双折射透镜层12而不被折射(即没有透镜动作)，并且在其穿过所述漫射器18时被部分漫射。
所述线性偏振光随后穿过所述四分之一波延迟器22，其振动方向在其入射到所述反射层20上并且由该层反射之前发生旋转。如上面参照图3所解释的那样，反射光的振动旋转被反转，所述反射光向回穿过所述四分之一波延迟器22并且从该四分之一波延迟器22出射，其偏振方向与入射光L的偏振方向垂直并且与所述透镜元件14的非常轴平行。
因此，在被所述反射层20反射并且被所述四分之一波延迟器22变换之后，所述光随后在其向回穿过所述双折射透镜层12时被折射。换句话说，对于已经被所述反射层20反射并且向回穿过所述四分之一波延迟器22的光来说，所述双折射透镜层12像真正的透镜那样运作，从而产生可以随后被感知为3D图像的多个图像或视图。
从图4中可以进一步认识到这一点，该图示出了被用作根据本发明的前投影显示器系统的一部分的图2的显示器。
采用单一投影仪24来朝屏幕输出线性偏振光。所述光L的偏振方向被设置成与所述透镜元件14的非常轴垂直。所述投影光L入射到双折射透镜层12并且穿过所述平面化层16与所述透镜元件14的阵列之间的界面而不被折射。所述光随后被变换并且反射成向回穿过所述双折射透镜层12，其偏振方向与由所述投影仪24投影的光L的偏振方向基本上正交(并且与双折射透镜层12的非常轴基本上平行)。
因此，向回穿过所述双折射透镜层12的光在所述透镜元件14与所述平面化层16之间的界面处被折射，从而产生从所述显示器10到与所述投影仪24位于该显示器的同一侧的用户的眼睛的不同图像或视图。
此外，所述双折射透镜层12可以被适配成使得所述透镜元件14的非常轴的定向是可切换的，从而允许在2D与3D操作模式之间切换所述显示器。作为一个例子，可以通过选择性地施加电场来实现这种切换。
应当理解的是，离开所述投影仪的光的偏振方向优选地与所述显示器的定向良好对准。如果这一对准不令人满意，则在各视图之间可能会出现串扰。
为了解决这一对准问题，可以在所述投影仪内部或者恰好在其前方提供可调节的偏振旋转元件。利用该可调节的偏振旋转元件可以按照需要调节离开所述投影仪的光的偏振定向。
可替换地，如图5的实施例中所示，所述显示器可以进一步包括第二四分之一波延迟器26，其被设置成在所述双折射透镜层12的与所述反射层20相对的一侧(即双折射透镜层12的最靠近观看方向的一侧)与所述平面化层16相邻。
通过把所述第二四分之一波延迟器26设置成使其慢轴和快轴与所述双折射透镜层12的各透镜元件14的非常轴成45°，可以按照需要把入射在其上(即由投影仪投影到其上)的圆偏振光变换成具有与所述透镜元件的非常轴基本上正交的偏振方向的线性偏振光。
还应当注意到，图5的显示器与图2的显示器的不同之处还在于交换了所述漫射器18和所述四分之一波延迟器22的位置。
比如在图4中示出的系统的一个潜在的问题在于，在所述投影仪24与所述显示器10之间没有刚性物理连接。因此所述投影仪24相对于屏幕的位置并不是明确定义的。此外，所投影的图像可能会遭受几何失真。
在这种多图像3D显示器系统中，优选地令所投影的图像的几何结构与所述屏幕的双折射透镜层12良好对准。这一对准应当优选地精确到图像像素的水平尺度级别或者更好。因此可能期望采用具有反馈控制的校准系统以便提供改进的对准。
在图6中示出了根据本发明的一个实施例的显示器系统。
所述显示器系统与图4中示出的系统类似，其不同之处在于还包括位置紧邻所述投影仪24的摄影机28。虽然所述摄影机28被显示为与所述投影仪分开提供，但是实际上可以把所述摄影机合并在所述投影仪内。实际上优选地为所述投影仪24提供经透镜(through-the-lens)摄影机。
为了校准所述显示器系统，把测试模式投影到所述显示器10上。该测试模式可以是仅仅对应于一个视图(例如中心视图)的均匀图像，并且所有其他视图都是黑色。对于这种测试模式，通过检查所述摄影机是否看到如图7a中所示的均匀受到照射的投影屏幕来评估所述系统的对准。如果在所述投影图像的几何结构与所述显示器的几何结构(即所述各透镜元件14)之间发生失配，则所述摄影机将看到非均匀的照射模式。
可能表明所述系统的失准的非均匀照射模式的一个例子可以类似于图7b中所示。在图7b中，所描绘的模式是由于没有根据所述显示器10的各透镜元件14的间距适当设置所述投影仪的水平放大率而得到的(这例如是由于所述投影仪24与所述显示器10的距离和预定距离不匹配)。
所得到的模式是莫阿模式(也被称作混叠或拍频模式)，其中所述模式具有周期PM，而所述各透镜元件14的间距是PL。所述摄影机与适当设置的程序或处理单元相组合能够依相对比例把PM与PL相关。相应地，比值(PM±PL)/PM可以定义对应于由所述投影仪投影的图像的水平放大率的校正因数。
随后可以通过重新缩放各单独的视图来完成对所述放大率的这种校正，其中预期每一个视图都需要相同的校正。
在实践中，几何误差可能要复杂得多。但是可以按照与上面讨论的几乎相同的方式从由所述校准摄影机取得的画面导出这种误差。
一种替换的校准方法包括投影对应于特定视图的测试图像，其中所有其他视图都是黑色。所述摄影机随后捕获所得到的图像。对于所有视图重复这一处理，同时保持所述摄影机的位置固定。如果所述测试图像没有几何失真，则所述摄影机将仅仅看到对应于正确视图的无失真测试图像，而所有其他视图都是黑色。如果有几何失真，则按照这种方式收集的信息足以进行重建。
另一种方法包括投影对于不同视图具有不同颜色的测试图像。当然，分析所得到的图像将需要彩色摄影机而不是单色摄影机，但是这种方法的好处在于原理上仅仅需要一个测试图像。
优选地在所述显示器系统的初始化期间和操作期间进行校准。例如可以通过在预定时间处把所述3D多视图图像与测试模式进行交织来进行操作期间的校准。
下面将参照图8描述第二类校准方法。这些校准方法依赖于应用处在所述显示器10上的预定位置处的被动校准标记30(即形成所述显示器设备的一部分的标记而不是被致动的标记)。利用这些校准标记30，可以使用摄影机确定各标记在测试图像中的相对位置并且将其与由所述投影仪投影到屏幕上的内容相关。可替换地，由于所述校准标记由周期性模式构成，因此在所投影的测试图像中可以使用类似的模式。于是被摄影机捕获到的由于所述标记与测试图像之间的干扰而得到的莫阿模式将提供关于要确定的测试图像的几何失真的几何信息。
第三类校准方法依赖于使用具有主动校准标记(即作为校准方案的一部分被致动的标记)的投影屏幕。例如可以在预定位置处把光电二极管合并到所述显示器中。通过对测试图像进行几何失真以便得到由所述各光电二极管产生的最大(或最小)总信号，所述信号在所述测试图像的几何结构与所述透镜的几何结构相称时得到最大(或最小)值。
当然应当理解的是，可以组合多于一种校准方法。实际上，采用这些方法的组合可能是优选的，以便提供改进的精度级。
图9示出了根据本发明的一个实施例的校准系统的示意性方框图。所述校准系统包括视频预处理单元35，其通过校正单元45连接到视频后处理单元40。摄影机28也连接到所述校正单元以用于检测由显示器产生的图像。
所述视频预处理单元35被设置成接收VIDEO_IN(视频输入)信号以作为输入，并且对所述VIDE0_IN信号执行初始处理。例如，所述初始处理可以包括对模拟输入信号进行数字化。所述视频预处理单元35随后把经过预处理的信号输出到所述校正单元45。
基于接收自所述摄影机28的信息，所述校正单元45对其接收自所述视频预处理单元35的所述经过预处理的信号进一步进行处理，以便减少相关联的投影仪与显示器之间的任何失准。这种校正处理可以包括改变所述视频信号的几何属性或放大率。
随后把经过校正的视频信号从所述校正单元45输出到所述视频后处理单元40，该视频后处理单元40对所述视频信号执行最终处理。例如，由所述视频后处理单元40进行的最终处理可以包括对于按照适当格式呈现所述视频信号以供投影仪进行投影来说所必需的各处理步骤。
相应地，一旦由所述视频后处理单元40对所述视频信号进行了最终处理之后，该视频后处理单元40就把用于显示的最终视频信号输出到投影仪24。所述投影仪24随后把所述视频信号投影到根据本发明的显示器上，其中已经通过所述校准系统校正了所投影的该视频信号以便减少所述投影仪24与显示器之间的失准。
总而言之，自由立体显示器设备包括用于反射入射光的至少一部分的反射层、设置在所述反射层之上的偏振转换层以及设置在所述偏振转换层的至少一部分之上并且包括双折射材料的透镜元件阵列。具有第一偏振态的光被设置成在不发生显著的透镜元件聚焦的情况下穿过所述透镜元件阵列，其中所述偏振态被所述偏振转换层变换成使得反射光具有第二偏振态，所述第二偏振态被设置成在发生透镜元件聚焦的情况下穿过所述透镜元件阵列以便提供多个视图。
应当注意到，上面提到的实施例说明而非限制本发明，在不偏离所附权利要求书的范围的情况下，本领域技术人员将能够设计出许多替换实施例。在权利要求书中，置于括号之间的任何附图标记都不应当被理解成限制该权利要求。“包括”一词不排除未在权利要求中列出的其他元件或步骤的存在。元件之前的“一个”不排除多个这种元件的存在。在列举几个装置的设备权利要求中，可以通过同一项硬件来具体实现这些装置当中的几项。在互不相同的从属权利要求中引述某些措施并不表示不能使用这些措施的组合来获益。

Claims (18)

1.一种自由立体显示器设备，其包括：
用于反射入射光的至少一部分的反射层；
设置在所述反射层之上的偏振转换层；以及
设置在所述偏振转换层的至少一部分之上并且包括双折射材料的透镜元件阵列，
其中，具有第一偏振态的光被设置成在不发生透镜元件聚焦的情况下穿过所述透镜元件阵列，并且其中所述偏振态被所述偏振转换层变换成使得反射光具有第二偏振态，所述第二偏振态被设置成在发生透镜元件聚焦的情况下穿过所述透镜元件阵列以便提供多个视图。
2.如权利要求1所述的显示器设备，其中，所述第一偏振态与所述双折射材料的非常轴正交，并且所述第二偏振态与该非常轴平行。
3.如权利要求1或2所述的显示器设备，其中，所述偏振转换层包括四分之一波延迟器。
4.如权利要求1或2所述的显示器设备，其还包括设置在所述反射层与所述偏振转换层之间的至少部分地透明的漫射层。
5.如权利要求1或2所述的显示器设备，其还包括第二偏振转换层，该层被设置在所述透镜元件阵列之上并且被适配成把圆偏振入射光变换成线性偏振光。
6.如权利要求1或2所述的显示器设备，其中，所述透镜元件阵列包括设置在所述透镜元件之上的透明平面化层。
7.如权利要求6所述的显示器设备，其中，形成所述透镜元件的材料是双折射的，并且所述平面化层是各向同性的并且其折射率等于所述透镜元件双折射材料的寻常折射率。
8.如权利要求6所述的显示器设备，其中，形成所述透镜元件的材料是各向同性的，所述平面化层是双折射的并且该平面化层的其中一个折射率等于所述透镜元件的折射率。
9.如权利要求1或2所述的显示器设备，其中，可以通过选择性地施加电场来切换所述双折射材料，从而在2D与3D操作模式之间切换所述显示器。
10.如权利要求1或2所述的显示器设备，其中，所述双折射材料的非常轴与所述透镜元件的纵轴平行。
11.一种自由立体显示器系统，其包括：
图像投影仪；以及
根据任一条在前权利要求的自由立体显示器设备，
其中，所述图像投影仪被适配成提供包括具有所述第一偏振态的光的图像。
12.如权利要求11所述的显示器系统，其中，所述图像投影仪被设置成投影圆偏振光。
13.如权利要求11或12所述的显示器系统，其还包括用于校正投影光与所述自由立体显示器设备的几何失准的校准系统。
14.如权利要求13所述的显示器系统，其中，所述校准系统包括用于检测由所述自由立体显示器设备产生的图像的摄影机。
15.如权利要求14所述的显示器系统，其中，所述校准系统还包括几何校正单元，其被设置成接收来自所述摄影机的信息并且根据所接收的信息来修改由所述图像投影仪所投影的光，以便减少投影光与所述自由立体显示器设备的失准。
16.一种投影3D图像的方法，其包括：
使用投影仪把包括具有第一偏振态的光的图像投影到包括双折射材料透镜元件阵列的反射器装置上；
作为所述第一偏振态的结果，把所述图像穿过所述双折射材料透镜元件阵列而不发生实质上的透镜元件聚焦；
反射所述图像并且执行所述图像的光的偏振转换到第二偏振态；
作为所述第二偏振态的结果，把所述图像穿过所述双折射材料透镜元件阵列时发生透镜元件聚焦，以便把多个视图提供到不同的观看位置。
17.如权利要求16所述的方法，其还包括通过以下步骤来执行校准：
把测试模式投影到显示器；
检测由所述显示器响应于所投影的测试模式而产生的图像；
根据所检测到的图像调节所述投影仪的至少一种投影属性。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述检测步骤包括检测具有周期PM的莫阿模式，并且所述调节步骤包括利用比值(PM±PL)/PM来调节所述投影仪的水平放大率，其中PL是所述显示器内的透镜元件阵列的间距。
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