CN1965590A - 自动立体视觉背投屏幕和相关的显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了自动立体视觉背投屏幕和相关的显示系统，用于显示图像。该系统包括：投影构件(18L，18R)，用于投影第一和第二立体视觉图像分量；第一光重定向屏(20R)和第二下游光重定向屏(20L)，用于分别接收来自投影构件的代表第一和第二图像分量的光并且用于将光重定向为基本上沿着下游方向，第一和第二屏设置为用于空间上复用所述第一和第二图像分量；和视差光学元件(22)，其位于第二屏的下游，用于在下游观察区域(24)给出第一和第二图像分量，以便进行所述图像的自动立体视觉观看。投影构件可以在2D和3D观看模式之间切换。3D图像可以使用散射器元件(45)通过同时或相继投影一系列的2D图像段来产生。还公开了一种显示3D图像的方法。

Description

自动立体视觉背投屏幕和相关的显示系统

技术领域

本发明涉及一种显示系统，并且更加具体地讲，涉及一种用于显示三维(3D)图像的自动立体视觉和容积体图像(volumetric image)显示系统。本发明关注一种不要求观看者佩戴护目镜或眼镜的3D图像投影系统。

背景技术

在本领域中众所周知，可以通过将两个随后要经过适当3D显示系统处理的图像(即，左眼图像和右眼图像)组合起来而获得3D图像。3D显示系统按照用于将左和右图像引导到恰当的眼睛的技术可以分为这样两类：需要靠近观看者眼睛的光学器件(比如眼睛和护目镜)的那些3D显示系统被称为立体视觉显示器，而具有完全整合在显示器本身中的眼寻(eye-addressing)的组件的那些3D显示系统称为自动立体视觉显示器。

就自动立体视觉系统而言，对左眼和右眼分别进行寻的可利用的唯一约束条件是这一实际情况：左右眼在空间上是分开的，因此占据空间上不同的点。形成3D图像的波阵面(wavefront)可以发源于固定的或受注视控制的(即，对观看者跟踪的)像平面。在这两种情况下，左右图像的内容是借助方向复用(direction multiplexing)引导到恰当的眼睛的。与立体视觉技术相比，这样能够一次复用不止两个视图。因此利用自动立体视觉、多视图系统，能够为多于一个的观看者提供观看自由度。

基于LCD技术的平板显示器具有使得它们理想地适合于用作自动立体视觉3D显示器的光学属性。具体来说，它们在光学上是平坦的并且具有精确定位的像素，这使得外部光学组件能够得以加在这些显示器前面或后面。这样，可以给出低成本、高质量的3D自动立体视觉显示器。

使用与LCD像素列对齐的光学孔的视差隔栅设计是创建成对视图(twin-view)3D显示的最简单方式。左图像和右图像交替处于显示器上的多个列中，并且将视差隔栅定位成这样：除非处于适当的观看区域中，否则左图像和右图像将会受到阻挡而看不到。在下列文献中介绍了这样一些显示系统：US 6,157,424，使用辅助LCD来产生藏在成像LCD后面的视差隔栅；US 6,055,013，使用遮挡光线的视差隔栅设计，这种视差隔栅设计使用多条黑色遮光罩来形成多个观看窗口；US 5,831,765，采用交替的、垂直成条的透射部分和隔栅部分，各个隔栅部分包括处于相对两侧的反射膜和光吸收膜；和US 6,239,830，通过实时改变视差隔栅的间距和孔径来对观看窗口进行驾驭，以三维地跟踪观看者，不过这种设计的跟踪范围有限并且设计相对复杂。

视差隔栅的设计对衍射效应是非常敏感的，衍射效应会导致串扰，因此衍射效应约束了与观察窗口上的均匀强度相配的最小可用孔径宽度。与视差隔栅有关的其它一些问题包括由于遮挡了从像素发出并且从视差隔栅的表面上反射回来的光而造成亮度降低。视差孔径越宽亮度越高，但是显示器的表观三维效果越差。此外，虽然将视差隔栅放在LCD后面会导致串扰较小，但是将它放在LCD前面会产生较高的均一度。

另外，可以使用凸透镜元件。在3D显示器中，这些通常是轴相对于观看者垂直安放的柱面透镜。柱面透镜对散射光进行引导，使得不同像素能够得以重新引向左或右图像。

EP0354851A使用凸透片，通过将用于左眼图像的像素和用于右眼图像的像素组合在一起来而用于3D显示器，各个眼的图像具有双眼像差。将各个凸透镜元件的间距设置为稍小于像素对的重复间距。并且还公开了观看者位置变化的检测和据此改变左右眼图像像素的位置。

US 5,897,184公开了一种用于2D/3D显示器的背光，它使用在LCD显示器后面的光波导和凸透镜元件来构造厚度得到减小的背光。光波导配备有一系列的凹槽，用来产生初始的光线组，由凸透镜元件对这些光线再成像，以在光波导前面形成大量均匀间隔开的光线。使用散布有聚合物的液晶(PDLC)作为切换散射物，这种显示器能够通过电子手段在2D和3D照明模式之间进行切换。不过，这种设计在3D模式下具有比视差隔栅系统高的串扰。

某些自动立体视觉显示器使用基于偏振方式的光学元件。例如，在US 6,046,849中，3D显示是借助前视差隔栅效应来创造的，前视差隔栅效应是使用图案化挡帘(retarder)和检偏器(analyser)来造成的。使用微偏光镜来创造可切换2D/3D显示。不过，如果要想避免视差问题，这种设计要求放在LCD叠层内部的图案化挡帘阵列有非常精确的构形。

多种研究团体正在朝着使全息技术的原理适应于基于LCD的视频电子环境的方向不断地进行着努力。例如，US 6,590,680公开了一种使用LCD全息技术产生视频速率的3D图像的技术。不过，今天的LC屏的空间分辨率是苛刻约束条件。存储和传输全息图像中所包含的庞大数据量也是很困难的。此外，由于全息图像的衍射本性，会有颜色边缘效应的问题。

产生3D图像的另一种可选手段是由容积体显示系统提供的。在容积体显示系统中，进入观察者眼睛的波前的有效原点与相应图像点的表观空间位置相匹配。这样，立体显示的基础机理得到完全支持。在EP0928117A和US 6,554,430B中公开了一些示范性的容积体显示系统，其中将图像点投影到物理的空间容积体内的有限焦点上，在这个空间容积体内，这些图像点看起来象是在真实的平面上或者象是形成一叠不同深度平面的2D图像层。刷新或者重复速率要足够地快，以避免闪烁。在某些系统内，磷余辉仅仅使得有限数量的平面能够得以无可见图像模糊地显示。在容积体显示中，所描绘的对象看起来是透明的，因为送到空间中的点上的光能不能由前景像素吸收。

这样，已经开发出了多种3D显示系统，但是它们的应用受到很多因素的限制。这些因素包括视差孔径造成的衍射问题、制造复杂、串扰和因光遮挡造成的低效率。

因此存在着对得到改进的3D显示系统的需求。应该期望给出一种易于与传统2D显示格式对接的、具有实时交互性的、同时支持3D自动立体视觉显像的成本效率高的3D显示系统。应该还期望给出一种处于细小外壳内的、能够在2D和3D自动立体视觉图像之间进行切换的、具有高光学效率的背投显示系统。此外，应该期望给出一种得到改进的容积体3D显示系统。

发明内容

本发明致力于通过提供一种经过改进的背投屏幕和相关的显示系统来实现上述的和其它的目的。

根据本发明的第一个方面，给出了一种背投显示系统，用于显示图像，该系统包括：投影构件，该投影构件被设置为用于投影第一立体视觉图像和第二立体视觉图像分量；第一光重定向屏，该第一光重定向屏被设置为用于接收来自所述投影构件的代表所述第一立体视觉图像分量的光并且用于将所述光重定向为基本上沿着下游方向；第二光重定向屏，该第二光重定向屏处于所述第一屏的下游，并且设置为用于接收来自所述投影构件的代表所述第二立体视觉图像分量的光和用于将所述光重定向为基本上沿着下游方向，所述第一光重定向屏和第二光重定向屏设置为用于空间上复用所述第一图像分量和第二图像分量；和视差光学元件，该视差光学元件位于所述第二屏的下游，并且设置为用于在下游观察区域给出所述第一图像分量和第二图像分量，以便进行所述图像的自动立体视觉观看。

当前市场上的自动立体视觉显示系统使用沿着一维设置的设定分辨率显示器和视差隔栅，这导致在设置隔栅的方向上的分辨率的损失并且照度/亮度也发生了50％左右的损失。本发明的显示系统可以很容易地调整到大的显示尺寸，并且不会受到由于通常直视型视差隔栅LCD显示系统遇到的亮度或分辨率损失造成的缺点的困扰。实际上，在处于2D模式下的时候，由于左图像和右图像的交织/复用，能够增大本显示系统的分辨率。因此在下列三种模式中的任何一种下都能够运行本发明的显示系统：标准2D模式、双分辨率2D模式和3D自动立体视觉模式。

根据本发明的第二个方面，给出了一种背投显示系统，包括：至少第一图像投影构件，被设置为用于投影多个代表3D图像的2D图像段(section)；至少第一光重定向屏，被设置为用于接收代表所述2D图像段的光并且用于将所述光重定向为基本上沿着下游方向，从而在空间上复用各个2D图像段；和多个散射器元件，这些散射器元件设置在所述或各个光重定向屏的下游，用来散射各个2D段的各复用的部分，从而使得所述2D图像段可以在散射器元件的下游以3D图像的形式被观看到。

本发明的这个方面提供了消除对大纵横比旋转组件的需要以及防止随之而来的组件机械故障的优点。此外，没有必要使用典型地会衰减大量光的多层LCD屏。

根据本发明的第三个方面，给出了一种背投显示系统，用于显示图像，该系统包括：光重定向屏；投影构件，该投影构件被设置为用于从所述光重定向屏的各个相对侧投影第一立体视觉图像和第二立体视觉图像分量，所述光重定向屏被设置为用于接收来自所述投影构件的代表所述第一立体视觉图像和第二立体视觉图像分量的光，并且用于将所述光重定向为基本上沿着下游方向，从而对所述第一图像分量和第二图像分量进行空间上的复用；和视差光学元件，该视差光学元件位于所述光重定向屏的下游并且设置为用于在下游观看区域处给出所述第一图像分量和第二图像分量，以进行图像的自动立体视觉观看。

根据本发明的第四个方面，给出了一种显示3D图像的方法，该方法包括使用第一光重定向屏和第二光重定向屏在空间上复用来自图像投影构件的各个左眼立体视觉图像和右眼立体视觉图像，和使所述复用的图像穿过视差光学装置，从而可以在观看区域利用双眼像差看到所述左和右眼图像。

根据本发明的另一个方面，给出了一种用于在屏幕上显示三维图像的自动立体视觉背投显示系统，包括左重定向光学屏和右重定向光学屏。该重定向光学屏用于复用和在空间上交替左眼图像和右眼图像，以便产生包含与平行设置的具有基本上相互平行的垂直轴的细长条带有关的三维信息的视觉上分开的图像段。该自动立体视觉背投显示系统包括用于产生右眼图像和左眼图像的投影仪。在本发明的一种实施方式中，使用视差光学元件来将右图像引导到右眼，并且将左图像引导到左眼。此外，公开了一种由多个对齐的背投显示屏构成、用来产生3D容积体显示的显示系统。

本发明还给出下述方面和优选特征：

一种用于在屏幕上显示三维图像的立体视觉背投显示系统，包括：

至少一个左重定向光学屏和至少一个右重定向光学屏，这两个光学屏用于复用和在空间上交替左眼图像和右眼图像，以产生包含与平行设置的具有基本上相互平行的垂直轴的细长条带有关的三维信息的视觉上分开的图像段，

投影左眼图像的投影系统，

投影右眼图像的投影系统，

视差光学元件。

优选的是，左重定向光学屏和右重定向光学屏对由所述投影系统照射各个重定向光学屏而形成的所述左眼图像和所述右眼图像进行重定向，其中所述重定向光学屏包括：

前平坦表面；

具有由一组透明面构成的透明的、基本上为周期性的结构的背面；

透明第一面，基本上垂直于所透射的所述左眼图像或所述右眼图像，和

透明第二平坦面，与所述第一平坦面邻接并且基本上平行于所述左眼图像或所述右眼图像，和

与所述第二平坦面邻接的第三平坦面，该面借助完全内部反射对所透射的所述左眼图像或所述右眼图像进行反射，和

将所述第三平坦面与相邻的所述第一平坦面接起来的第四平坦面，该面基本上平行于所述前平坦表面。

优选的是，所述第一面是平坦的，或者是弯曲的，以便对它透射的光进行聚焦。

优选的是，所述透明第三平坦面相对于所述第二平坦面形成适当的角度，以便对所述左眼图像或所述右眼图像进行反射，从而使它们重定向为基本上垂直于所述前平坦表面。

优选的是，所述投影左眼图像的投影系统和所述投影右眼图像的投影系统包括：

单个光源或者多个光源；和

变形光学元件或数字信号处理元件。这些元件能够在遍布屏幕的所有点上实现聚焦图像并且减小场失真，比如但不局限于图像的梯形畸变型和墙角(cornerstone)型失真。

优选的是，图像源是在由包括下列图像源的组当中选取的：液晶显示器(LCD)、数字微反射镜器件(DMD)、激光光栅扫描仪、微机电系统(MEMS)、阴极射线管(CRT)、单个发光二极管(LED)或发光二极管的阵列、有机发光二极管(OLED)或者光栅光阀(GLV)或者本领域技术人员公知的任何其它图像源。

优选的是，所述视差光学元件是放在观看者与所述重定向光学屏之间的凸透镜片。

根据另一种可选方案，所述视差光学元件是放在所述观看者与所述重定向光学屏之间的一组视差隔栅。

优选的是，所述第一面和所述第四面是进行了抗反射涂敷的。

优选的是，所述第三平坦面是进行了涂敷的，以增强所述完全内部反射效果。

优选的是，所述第四平坦面是组合所述左眼图像和所述右眼图像所必须的。

优选的是，所述投影系统在期望进行二维观看的时候投影相同的左和右眼图像。

优选的是，所述左重定向屏和右重定向屏对由设置成照射各个重定向光学屏的所述投影系统形成的所述左眼图像和所述右眼图像进行重定向，其中所述重定向光学屏包括：

前平坦表面，

具有由一组透明面构成的透明的、基本上为周期性结构的背面；

基本上与所透射的所述左眼图像或所述右眼图像垂直的透明第一平坦面，和

邻接所述第一平坦面和所述第三平坦面的透明第二平坦面，该面借助内部反射对所透射的所述左眼图像或所述右眼图像进行反射，和

将所述第二平坦面与相邻的所述第一平坦面接起来的第三平坦面，该面基本上平行于所述前平坦表面。

优选的是，所述透明第二平坦面相对于所述第一平坦面形成适当角度，以便反射所述左眼图像或所述右眼图像，从而使它们被重定向为基本上与所述前平坦表面垂直。

在说明书中和后附的从属权利要求中提出了其它一些优选特征。为了充分理解本发明以及很多它的优点，下面将通过本节后面的详细介绍进行展开说明。

附图说明

本发明可以以多种形式付诸实践，并且现在将参照附图，仅仅作为示例介绍本发明的某些实施方式，在附图中：

图1示意性地示出了说明用来形成3D图像的左投影仪和右投影仪的复用的本发明的实施方式；

图2示意性地表示根据一种实施方式的形成左图像和右图像的两个光学屏的结构；

图3A和3B示意性地示出了根据另一种实施方式的光学屏的替代结构；

图4示意性地示出了根据再一种实施方式的形成左图像和右图像的两个光学屏的另一种结构；

图5示意性地示出了采用凸透镜单元的实施方式的等距视图；

图6示出了立体区域的示意平面图；

图7示意性地示出了根据另一种实施方式的采用多个投影仪和具有散射元件的对齐屏幕的容积体显示器；

图8示意性地示出了包括多个具有发射器/调制器的扫描阵列的对齐屏幕的容积体显示器的实施方式；

图9示意性地示出了包括与散射元件对齐的光定向屏的容积体显示器的实施方式；

图10示意性地示出了包括往复运动的光定向屏的容积体显示器的

实施方式；

图11示意性地示出了包括与设置成百叶窗状叠层的散射器组合在一起的光定向屏的容积体显示器的实施方式；和

图12示意性地示出了说明使用单个重定向屏进行左图像部分和右图像部分的复用的另一种实施方式。

具体实施方式

本发明的一个方面给出了一种采用光学手段将右眼图像与左眼图像组合起来以产生3D的空间上复用的图像的3D显示系统。

图1示出了3D背投显示系统的一种优选实施方式，该3D背投显示系统包括左图像投影仪18L、右图像投影仪18R、右重定向光学屏20R、左重定向光学屏20L和凸透片22。将由右图像投影仪18R产生的右眼图像分量照射到右重定向光学屏20R的背面。因此，使其朝向凸透片22和下游观看区域24重定向。这样，除了光学屏20R之外，经过重定向的光还要穿过光学屏20L才能到达凸透片22。同时，将由左图像投影仪18L产生的左眼图像分量照射到左重定向光学屏20L的背面并且由左重定向光学屏20L在下游方向上将其朝向凸透片22重定向。

将左重定向光和右重定向光安排成在凸透片22的上游仍然保持区分开的状态，即，空间上复用，从而左重定向光和右重定向光不会沿着相同的路径到达凸透片，如图1所示。左立体视觉图像分量和右立体视觉图像分量是作为充分区分开的、交替的左图像部分和右图像部分来进行空间上的复用的。

凸透片22起到视差光学元件的作用并且将复用的光送到观看区域24中。这里，在观看区域24中，观看者可以看到左立体视觉分量和右立体视觉分量，并且由于双眼像差的作用，观看者会将这些独立的2D图像看成单个3D图像。

当然，虽然上面的实施方式介绍了左光重定向屏20L处于右光重定向屏20R的下游，但是这些屏的顺序是可以改变的。在这种情况下，是代表左眼图像的重定向光在到达凸透片22的过程中穿过右重定向屏20R。

在所介绍的本发明的实施方式中使用的投影仪18L、18R可以包括能够投影观看图像的任何常规形式。一种这样的投影仪的实施方式可能需要例如与各个投影仪中用来产生右图像和左图像的适当光源一起使用变形光学元件或数字信号处理单元来减小图像的场失真(比如梯形畸变型或墙角(cornerstone)型失真)。这对于减小由相对于重定向屏20L、20R成钝角地投影左和右眼图像造成的影响是有益的。可以将这些投影仪放在一侧或两侧。

光源(未示出)可以是灯泡、幻灯机、视频投影仪或者激光器。还可以将某种形式的光调制器包含在各个投影仪18L、18R中，用以调制右图像和左图像光。有很多种类型的调制器可以包含在3D背投显示系统的不同实施方式中。例如，该调制器可以包括，但是并不局限于，下列之一或多个：常规的液晶显示器(LCD)、数字微反射镜器件(DMD)、激光光栅扫描仪、微机电系统(MEMS)、阴极射线管(CRT)、单个发光二极管(LED)或发光二极管阵列、有机发光二极管(OLED)、光栅光阀(GLV)、幻灯片、胶片或者本领域技术人员熟知的任何其它图像源。

投影仪18L、18R还可以包括光线从中穿过的用于在各个光学屏20L、20R的背面上水平和垂直地分布左图像和右图像光线的适当成像光学器件。这些光学器件(可以包括折叠反射镜和/或透镜)优选地在光学上排列在各个光学屏20L、20R的背面与光调制器之间。

在另一种实施方式中，可以使投影仪18L、18R处在这样的位置上：从同一侧照射光学屏20L、20R，而不是如图1所示的从相对两侧。如果将投影仪18L移动到了投影仪18R的同一侧，则应该需要将光学屏20L围绕与该光学屏的中心垂直的轴旋转180度，以使得该设备能够起到预期的作用。在任何一种情况下，都优选地使光学屏20L、20R充分地彼此分隔开，以使来自照射着下游光学屏的投影仪的图像能够覆盖它的完整范围。当然，这取决于图像光在光学屏上的入射角度，但是该光线优选地以斜角命中光学屏。

图2示出了光学地组合(复用)左眼图像和右眼图像的处理过程。在该图中，显示出光学屏的背面包括重复的细长凸棱图样，各个细长凸棱具有特有的剖面轮廓。在这种实施方式中，各个凸棱由四部分组成(不过，总地来说，具有至少(但不局限于)三个面的其它实施方式也是可行的)：第一个部分是光透射面10，将这个面设置成基本上与该透射面上的入射光的方向垂直，从而使光透射率最大；第二个部分是面11，该面总体上平行于光学屏的前表面；第三个部分是光反射面12，将这个面设置成借助完全内部反射和/或该面上的光发射涂层反射经由面10进入了凸棱的光；第四个部分是较远面13，这个面总体上平行于所述前表面并且用来将相邻凸棱彼此分隔开。

在本优选实施方式中，透射面10是平坦的。将入射图像光线设置成基本上垂直于该面10，这有助于减少伪像(ghost image)的形成以及因菲涅耳(Fresnel)反射造成的损耗。可以适当地选择入射角度和间距，以使右和左图像的复用最佳。优选的是，入射角具有基本上介于0到90度之间的值，更优选的情况是入射角具有基本上在0到60度之间的值，最优选的情况是入射角具有基本上介于0到30度之间的值。

面11是平坦的并且总体上平行于入射光。面12是平坦的并且与面11形成适当的角度，以朝向凸透片22反射由面10透射的光线。可以对面12的表面进行涂敷，以提高反射能力。因为光学屏20L、20R的外部环境的折射系数低于重定向光学屏自身的折射率，所以取决于具体的折射系数和光入射角，通过完全内部反射，左重定向屏20L的面12将左图像光重定向，并且右重定向屏20R的面12将右图像光重定向。

为了将左图像和右图像保持为区分开且交替的图像，左重定向光和右重定向光不能是共线的。由此，光学屏20L、20R之一上的凸棱的图案相对于另一个是错开的(错开接近于凸棱间距的一半)。这样，光学屏20L中的面13是平坦的，并且与重定向后离开光学屏20R的光线垂直。如此一来，右图像部分在遇到左光学屏20L时几乎不会被反射，所以右图像由左光学屏透射。这样，穿过了左光重定向屏20L的下游的光包括交替的且基本上平行的左重定向光和右重定向光。

图3A和3B示意性地示出了光学重定向屏20的另一种可选形式。图3A和3B的重定向屏20实质上可以如图所示地用于两个光学屏中的上游光学屏，重定向屏20可以是左重定向屏，也可以是右重定向屏，但是将其表示成了图1和2中的右重定向屏20R。不过，如前面所提到的，重定向屏中的第二个(即，两个重定向屏中处于下游的那一个)优选地包括平行于其前表面的处于其背面上的面，以使从第一个重定向屏重定向过来的光能够基本上无偏离地通过该屏透射。因此，在这种情况下，面11和13b优选地垂直于从第一个屏重定向过来的光(或者，换句话说，第二个、处于下游的屏20上的面11和13b优选地平行于其前表面)。

屏20可以是刚性的透明玻璃或塑料片，该屏具有配备有多个平行凸棱和沟槽的背面，并且这些凸棱和沟槽的纵向范围总体上与从图像投影构件传播到该屏背面的光线的方向垂直地延伸。更加具体地讲，在垂直于屏20的主范围的平面并且垂直于凸棱和沟槽的纵向范围的横截面内，所述背面可以具有如图3A或图3B所示的纵剖面轮廓或波形，所述轮廓或波形包括一连串相同或相似的单元，可以将各个单元看作定义了相应的凸棱或者凸透镜棱镜以及邻接的沟槽，各个所述单元包括多个由相应凸棱或沟槽的各自的表面或面定义的光分割段(本文也称为区段)。屏20背面的凸棱和沟槽可以在它们的整个长度上具有恒定不变的横截面。在所示的结构中，投影仪18L或18R从一侧将其光线送到屏20的背面上并且该屏背面上的凸棱和沟槽是垂直延伸的。

屏20背面上的各个凸棱可以包括透射面10，透射面10可以是平的，或者在优选实施方式中也可以是有一定程度的凸状弯曲的，该面10几乎与屏20的主范围的平面垂直地延伸。更加具体地讲，面10基本上与相对于屏20的主范围的平面成较小角度α地命中屏20背面的成像光的入射光线(见图3B)的方向垂直。这样，图像光线基本上垂直于面10，这防止了伪像光的出现。

各个凸棱/沟槽单元包括从面10的最后端延伸出的面或区段11，区段11在光学上是无功能的，并且基本上垂直于面10延伸，因此平行于入射光线(至少，对于光重定向屏20中的第一个是这样的；对于第二个屏，这个面优选地与该屏的前表面平行)。面11延伸到内部反射面或区段12，区段12从面11向屏的前表面倾斜并且在图3A和3B的结构中终结于沟槽的底部，区段12的相对壁是由光学上无功能的面或区段13a形成的，该面或区段13a向后延伸到再另一个面或区段13a，该区段大体上与屏20的前表面平行地延伸到下一个凸棱/沟槽单元最接近屏20前表面的边缘。如图3B所示，通过这样的凸棱/沟槽单元的面10进入屏20的入射光线在该凸棱/沟槽单元的面12上得到内部(即，在屏内部)反射，以致与屏的主范围的平面接近垂直地(并且因此与屏的前表面接近垂直)朝向凸透片22穿过屏20，以通过所述前表面穿出。

可以按照应用情况将形成光学显示屏的材料适当选择成透明的。优选实施方式中面10的曲率控制着屏显示的水平视角并且在水平方向上会聚或聚焦所透射的光。入射角α规定了显示系统机箱外壳的深度并且在本实施方式中α具有锐角值。优选的是，α具有介于0到90度之间的值，更优选的情况是α介于0到60度之间，最优选的情况是α介于0到30度之间。如所指出的，面11可以是平的并且平行于入射光线。面12也可以是凸状弯曲的，例如具有圆锥椭圆、双曲线或球形形状，或者可以是平的。面12相对于面10形成适当的角度，以朝向凸透片22反射透射过来的光。各个面12的表面可以具有光反射涂层，以更好地实现反射。环境介质的折射率低于光学显示屏20的折射率，并且取决于具体的折射率和光的入射角度，面12可以通过完全内部反射对图像光进行重定向，而不需要反射涂层。不拦截光线的面13a和13b可以具有弯曲或任意形状，但是优选地是平的。

图2的光学屏20L、20R在某些实施方式中可以用图4中所示的现有技术中公知的光学屏来代替。这里，各个凸棱包括三个部分：透射面、反射面和分隔面。

此外，可以一起使用上面介绍的各种光学重定向屏20的任意组合。

在其它一些实施方式中，面10和12可以是弯曲的，以便在光通过光学屏20L、20R的同时实现光聚焦。在再一个实施方式中，光透射面10和13可以用抗反射涂层来涂敷，以进一步提高透射效率。

图5示出了用凸透镜单元22创造自动立体视觉可视效果的系统的构成的实施方式的等距视图。在光学屏20L前部形成的空间上复用的图像由凸透片中的各个柱面透镜以这样的方式有选择地成像：将右图像段引向观看者30的右眼，同时将左图像段引向观看者30的左眼。柱面透镜的间距优选地是左复用图像部分和右复用图像部分的间距的接近两倍。在某些实施方式中，将各个柱面单元的间距被设置为稍小于左复用图像部分和右复用图像部分对的间距。由显示系统实现的双眼像差造成由观看者30看到的左图像和右图像被观看者认为是单个三维的图像。

不使用凸透片22，在某些实施方式中，可以优选地使用不同的视差光学元件，比如视差隔栅元件、衍射光栅、双折射元件、偏振元件或全息元件。

图6示出了立体区域的示意性平面图。左眼和右眼所处的区域是左/右眼图像强化效果最大的区域，所以图6示出的是观看者30感受3D效果的最佳位置。可以将此扩展到不止一个观看者，这在本领域中是公知的(见，例如，US 6,433,930B)。

当用户不希望观看三维图像时，可以关掉这种能力，并且显示系统将会恢复到2D显示功能。在这种情况下，由投影仪18L、18R产生的左和右图像将会是完全相同的，从而，即使在进行左和右图像的复用的情况下，双眼看到的图像也是一样的(即，没有双眼像差)。因此图像将会看起来是二维的。

图7示出了本发明的再一种实施方式，即容积体显示系统，包括多个投影仪50和带有散射元件45的平行且对齐的光重定向屏40。和前面一样，各个投影仪50与相应的光学重定向屏40相关。各个光学屏40包括位于光学屏40的前表面上的水平的散射器条45。各个投影仪50产生与投影仪的位置或深度相对应的代表所要显示的3D图像的一段或一部分的2D图像。这样，投影仪50的顺序对应于增加/减小3D图像的深度，所以容积体3D图像能够保留深度信息。在操作过程中，各个投影仪50照射它所相关的光学屏40的背面，光学屏40借助内部反射将所投影的图像引向在下游方向上的观看者，这和前面一样。这对于各个屏和投影仪的组合来说可以是相继进行的，或者是同时进行的。在任何一种情况下，各个单个重定向屏40上的散射器元件45拦截并散射通过这个屏的凸棱得到重定向的光线，从而由单个屏上的散射器元件阵列形成的2D图像部分由观看者感受为是从由所述屏占据的深度位置发出的。

散射器元件45可以是由结构化散射器、全息散射器等形成的，但是优选地是由可切换散射器(比如LCD单元)形成的。

当2D图像段相继得到显示的时候(顺序可以是从屏到相邻的屏，或者是每个循环寻址各个屏一次的任意重复的模式)，散射器元件45优选地是可切换的散射器。这样的可切换散射器元件于是使得能够使用数量相对较大的光重定向屏40，这是因为可以避免从第一个上游的屏40上的散射器元件45开始的最后面的观看锥面与随后的散射器元件碰撞的问题。也就是说，只有正在被寻址的重定向屏40上的散射器元件45被“打开”，而散射入射在它们上面的光；而其余重定向屏40上的散射器元件45都“关闭”，并且因而简单地是透射光学元件，这使得光线穿过，而不再进一步散射。由此，在重定向光穿过这些光学屏时，仅仅遇到散射器条45一次。由光学屏40的阵列中的任何特定散射器元件45散射过的光于是看起来象是从该个散射器元件的位置(而不是从无穷远处或显示系统中的任何其它位置)发出的。这样，观看者能够感受到容积体显示系统的深度效果。

将会理解，当从光学屏40上的元件45散射出来时，该光会以总体上成圆锥形的轮廓离开该元件。这样，当同时显示2D图像时，要地将相邻屏上的散射器元件45定位得垂直于前面屏上的散射器元件逐渐地远离，因为否则会出现较早的光锥(light cone)命中后面的散射器元件的问题。同时容积体显示系统因此受到可有效配备的光重定向屏40的总数量的限制。典型地，这一数量是四个左右。

在图7所示的实施方式的替换实施方式中，与图7中所示的将所有投影仪放在同一侧的情况不同，将一些投影仪50放置在其它投影仪50的相对侧。

在实践中，实现图7中所示的容积体显示系统相对比较困难，因为对齐大量的光学屏40并不简单。在图8中示出了图7的实施方式的变型例。这里，使用发射器/调制器60，通过受控地分别旋转和折叠反射镜70和75，以高速度对多个光学屏40中的每一个扫描相应的2D图像部分。投影仪60产生所要显示的3D图像的一系列2D部分图像。随着旋转反射镜70的转动，作为由反射镜旋转造成的入射角度变化的结果，仅仅在扫描动作中，所投影的图像得到反射。投影仪60因此投影了通过在各个2D图像内从底部到顶部或者反过来进行扫描而产生的扫描部分中的2D图像。在图8中将旋转反射镜表示为具有多边形横截面，但是也可以采取任何适当的形式。在该实施方式中，将折叠反射镜70表示为八角棱柱，该八角棱柱具有优选地至少与光学屏的长度相等的长度(即，从其左侧八角形末端到右侧八角形末端的距离)。将投影仪60和旋转反射镜70设置成这样：使得投影仪扫描2D图像所花费的时间等于该反射镜旋转45度(整圈旋转的1/8)所花费的时间。这样，使得旋转反射镜70的一个矩形面反射来自投影仪60的单个扫描2D图像。各个折叠反射镜75依次拦截来自旋转反射镜70的反射和扫描图像，由此造成，扫描图像从折叠反射镜上反射并且在其相应的光重定向屏40的背面上从该屏的顶部到底部或从底部到顶部垂直地得到扫描。对于3D图像的各个单个的2D段，下一个折叠反射镜75和相关的屏40接收该图像分量，然后在下游方向上朝向观看区域24将该图像分量总体上与屏40的前表面和背面垂直地得到重定向。这样，整个图像的2D段相继地(或者以任何适当的重复顺序)显示在光学屏40上并且由位于这些屏前表面上的散射器元件45对这些2D段进行散射，从而可以实现所期望的深度感受并且可以观看到3D图像。

当然，取决于具体的应用和相关的投影考虑因素，折叠反射镜70可以具有数量少于或多于八个的侧面，或者可以采用完全不同的形式。

不过，图8中所示的实施方式仍然和前面图7中所示的前一种实施方式一样，需要对齐大量的光学屏40。已经证明，采用图8的实施方式能够实现比图7的实施方式更高的分辨率。

图9中示出了容积体显示系统的另一种实施方式。这里，光学重定向屏80是与多个屏散射器90结合使用的。光学屏80借助完全内部反射将由投影仪50投影到它上面的光引向观看者，这和前面介绍的一样。然后重定向光由以这样一种方式排列的多条散射器45散射：各个屏90散射容积体3D图像的特定部分，如图9所示。投影在光学屏80上的图像是多个容积体图像部分按照这样的方式组合在一起的组合体：各水平散射器条45散射2D图像的恰当部分。由此，观看者能够感受到容积体显示系统的深度效果。

在该实施方式中，将投影仪50设置成以空间上复用的图像行或带的形式同时投影整个3D容积体图像。各个单个屏散射器90当中的相应散射器元件45与重定向屏80的各个凸棱相关。因而，各个凸棱从投影仪50接收到相应的图像行阵列，该阵列中各个图像行由凸棱重定向并且由各不相同的与凸棱相关的散射器元件45中的一个散射器元件来加以散射。因此各个凸棱能够重定向打算用来在整个显示中的不同图像深度上进行散射的光。反过来说是，将不同的凸棱设置成将光(各个图像行)重定向到相同深度平面上的不同散射器元件45(例如，最后面的屏散射器90接收来自图9中所示的重定向屏80中最低和第二高的凸棱的光)。

在实践中，本实施方式中使用的屏散射器90的数量为四个或五个左右，但是在例外情况下，这一数量可以高达20个。

作为投影仪50进行同时投影的替代方案，投影仪可以扫描图像行/段。

图10示出了按照与图9中所示的方式类似的方式工作的另一种3D显示系统。这种显示器具有由伺服电机驱动的自动定位系统或某种其它的电子或机械定位系统。对位置进行控制并且使位置与投影仪50同步，以通过多个对齐的散射元件传播或散射时间上复用的图像，这些散射元件从屏到屏均匀变化。使光学屏80垂直摆动或往复运动，以依次在各个屏散射器90上的散射器条45的阵列上形成图像。这样就从屏散射器A 90到屏散射器B乃至然后是屏散射器C等按顺序启用了各组散射器条45。这样，由投影仪50投影的2D图像部分得以与重定向屏80的位置变化同步地改变，从而使各个屏接收到它合适的2D图像部分。相邻屏散射器90上的相应散射器元件45之间的垂直距离或间距d可以等于单个散射器元件的高度。另外，d可以大于所述高度，以考虑经过散射的重定向光的锥形形状的散射轮廓。如果散射器元件45是可切换的，则d可以小于所述高度。

为了避免上面讨论的容积体显示系统中存在的对齐问题，图11中示出了另一种实施方式。这里，光重定向光学屏80是与结构化散射器105组合起来使用的，这些散射器设置成百叶窗状的叠层或者倾斜叠层阵列100。各个重定向光线在设置成百叶窗状叠层100的散射器105内传播并且当其遇到散射器条的时候经历单次散射。如图11所示，将散射器条设置成了倾斜分层。光沿着叠层100厚度t进行的散射使得观看者能够感受到3D容积体图像的深度。该投影系统设置成用于同时投影整个图像，这与参照图9介绍的实施方式一样。不过，在本例中，并不那么关心对每凸棱上组成阵列的图像行的数量(相当于下游屏散射器90的数量)的限制，这是因为百叶窗状散射器元件105形成了基本上连续的散射器分层。所投影的图像行/段可以由单个投影仪产生，或者由多个投影仪产生。容积体图像是通过扫描不同图像或者通过空间复用而投影单个含有深度信息的(2D)图像来形成的。

百叶窗状叠层100的厚度t可以处于0.5厘米到300厘米的范围内；更优选的情况是，厚度t处于0.5厘米到100厘米的范围内。这样大的范围是可以实现的，但是厚度的增加是以损失图像分辨率为代价的。出于这一原因，优选地采用多个投影仪，这些投影仪用来减小这样的分辨率损失。

虽然将前面的一些实施方式介绍为包括两个用于实现自动立体视觉观看的重定向光学屏，但是也可以配置仅仅一个光学屏，如图12所示。在这种情况下，该屏包括凸棱，各个凸棱都设置为用来引导来自各个投影仪18L、18R的左眼图像和右眼图像二者。在这种特定的实施方式中，必须将投影仪设置在屏的相对两侧上，以便使左和右图像彼此保持分开。这样，各个凸棱两侧都用于光的外部透射和内部反射。图12示出了这种替代方案，示出了光重定向屏20当中的单个凸棱。

本文给出的例子是为了使本领域技术人员能够更加清楚地理解和实践本发明而提出的。不应将这些例子看作是对本发明范围的限制，而是要看成仅仅是说明性的。在前述说明的基础上，本发明的众多的变型和替代实施方式对于本领域技术人员来说都是显而易见的，并且所附权利要求是用来覆盖所有这些改造和改变的。

Claims (51)

1.一种背投显示系统，该系统用于显示图像，该系统包括：

投影构件，所述投影构件被设置为用于投影第一立体视觉图像分量和第二立体视觉图像分量；

第一光重定向屏，该第一光重定向屏被设置为用于接收来自所述投影构件的代表所述第一立体视觉图像分量的光并且用于将所述光重定向为基本上沿着下游方向；

第二光重定向屏，该第二光重定向屏处于所述第一屏的下游，并且设置为用于接收来自所述投影构件的代表所述第二立体视觉图像分量的光和用于将所述光重定向为基本上沿着所述下游方向，所述第一光重定向屏和第二光重定向屏被设置为用于在空间上复用所述第一图像分量和所述第二图像分量；和

视差光学元件，该视差光学元件位于所述第二屏的下游，并且被设置为用于在下游观察区域给出所述第一图像分量和第二图像分量，以便进行所述图像的自动立体视觉观看。

2.根据权利要求1所述的显示系统，其中所述第一图像分量和第二图像分量是作为多个交替且分隔开的第一分量部分和第二分量部分在空间上复用的。

3.根据权利要求1或2所述的显示系统，其中所述第一光重定向屏和第二光重定向屏分别包括背面，在该背面上设置有多个细长的凸棱，各个凸棱包括第一光透射外表面和第二光反射内表面，从而使得相对于所述屏大体上倾斜地入射在所述凸棱的所述第一表面上的光透射到所述凸棱内并且在所述第二表面处被基本上沿着所述下游方向反射。

4.根据权利要求3所述的显示系统，其中将所述第二内表面设置成相对于所述第一外表面成适当的角度，以便将所述光重定向为沿基本上与所述光学屏的前表面垂直的方向。

5.根据权利要求3或4所述的显示系统，其中设置在所述第一屏上的第一多个凸棱与设置在所述第二屏上的第二多个凸棱在空间上相互错开，以致经过所述第一屏重定向的光的各个部分不会占用与经过所述第二屏重定向的那些部分相同的路径。

6.根据权利要求5所述的显示系统，其中所述第二屏还包括多个分别将相邻凸棱间隔开的第三表面，以致经过第一屏重定向的光入射在所述第三表面上。

7.根据权利要求6所述的显示系统，其中所述第三表面被形成为基本上垂直于所述下游方向，从而经过第一屏重定向的光得以基本上透射经过所述第二屏。

8.根据权利要求3到7中任何一项所述的显示系统，其中各个所述凸棱的所述第二内表面上具有光反射涂层。

9.根据权利要求3到8中任何一项所述的显示系统，其中所述第一外表面上具有抗反射涂层。

10.根据权利要求6到9中任何一项从属于权利要求6时所述的显示系统，其中各个第三表面上具有抗反射涂层。

11.根据权利要求3到10中任何一项所述的显示系统，其中所述第一表面和第二表面之一或二者可以是弯曲的。

12.根据前述任何一项权利要求所述的显示系统，其中所述投影构件包括被设置为用于将所述第一立体视觉图像分量投影到所述第一光重定向屏上的第一图像投影构件和被设置为用于将所述第二立体视觉图像分量投影到所述第二光重定向屏上的第二图像投影构件。

13.根据权利要求12所述的显示系统，其中所述第一投影构件和所述第二投影构件被设置为用于分别从所述屏的同一侧或者从相对两侧将所述立体视觉图像投影到所述第一屏和第二屏上。

14.根据权利要求12或13所述的显示系统，其中所述第一图像投影构件和所述第二图像投影构件包括：

单个光源或者多个光源，和

一个或更多个变形光学元件或者数字信号处理单元，用于减小所述图像的场失真。

15.根据权利要求12到14中任何一项所述的显示系统，其中所述第一图像投影构件和所述第二图像投影构件包括从包括下列光源的组中选取的各自的光源：液晶显示器(LCD)、数字微反射镜器件(DMD)、激光光栅扫描仪、微机电系统(MEMS)、阴极射线管(CRT)、单个发光二极管(LED)或发光二极管的阵列、有机发光二极管(OLED)或者光栅光阀(GLV)、幻灯片、胶片等。

16.根据前述任何一项权利要求所述的显示系统，其中视差光学元件是从包括下列元件的列表中选取的：凸透镜元件、视差隔栅元件、衍射光栅、双折射元件、偏振元件和全息元件。

17.根据前述任何一项权利要求所述的显示系统，其中所述投影构件可以在第一、3D观看模式与第二、2D观看模式之间进行切换，在所述2D观看模式下，将投影构件设置为用于投影一样的第一图像分量和第二图像分量。

18.一种背投显示系统，该系统用于显示图像，该系统包括：

光重定向屏；

投影构件，该投影构件被设置为用于从所述光重定向屏的各个相对侧投影第一立体视觉图像分量和第二立体视觉图像分量，

所述光重定向屏被设置为用于接收来自所述投影构件的代表所述第一立体视觉图像分量和第二立体视觉图像分量的光，并且用于将所述光重定向为基本上沿着下游方向，从而对所述第一图像分量和第二图像分量进行空间上的复用；和

视差光学元件，该视差光学元件位于所述光重定向屏的下游并且被设置为用于在下游观看区域处给出所述第一图像分量和第二图像分量，以进行图像的自动立体视觉观看。

19.根据权利要求18所述的显示系统，其中所述光重定向屏包括背面，在该背面上设置有多个细长的凸棱，各个凸棱具有相对的第一光透射外表面和第二光透射外表面和相对的第一光反射内表面和第二光反射内表面，从而代表所述第一立体视觉图像和第二立体视觉图像并且相对于所述屏大体上倾斜地入射到各个第一透射表面和第二透射表面上的光得以透射到所述凸棱内并且在所述第一和第二反射表面处被反射为基本上沿着所述下游方向。

20.一种背投显示系统，该背投显示系统包括：

至少第一图像投影构件，被设置为用于投影多个代表3D图像的2D图像段；

至少第一光重定向屏，被设置为用于接收代表所述2D图像段的光并且用于将所述光重定向为基本上沿着下游方向，从而在空间上复用各个2D图像段；和

多个散射器元件，这些散射器元件被设置在所述或各个光重定向屏的下游，用来散射各个2D段的各复用的部分，从而使得所述2D图像段可以在所述散射器元件的下游以3D图像的形式被观看到。

21.根据权利要求20所述的显示系统，其中所述投影构件被设置为用于相继地投影所述多个2D图像段。

22.根据权利要求20所述的显示系统，其中所述投影构件被设置为用于同时投影所述多个2D图像段。

23.根据权利要求20到22中任何一项所述的显示系统，其中将散射器元件设置为使得只有一个散射器元件占据某一个垂直位置。

24.根据权利要求20到23中任何一项所述的显示系统，其中经重定向的光在其穿过所述显示系统的时候仅仅被散射一次。

25.根据权利要求20到24中任何一项所述的显示系统，其中所述散射器元件可以在散射状态和透射状态之间切换。

26.根据权利要求20到25中任何一项所述的显示系统，所述显示系统包括多个平行的光重定向屏和与各个屏相关的相应投影构件，各个投影构件被设置为用于按照其相对于其它投影构件的相对位置投影所述3D图像的各个2D段。

27.根据权利要求26所述的显示系统，其中各个所述光重定向屏包括相应的多个设置在其下游表面上的散射器元件。

28.根据权利要求20到25中任何一项所述的显示系统，所述显示系统包括多个平行的光重定向屏和一个光引导构件，该光引导构件设置成使得各个2D段投影在该光引导构件相应的屏的背面上，以便重定向为沿着所述下游方向。

29.根据权利要求28所述的显示系统，其中所述光引导构件包括多个分别与各个屏相关的折叠反射镜元件和一个旋转反射镜元件，该旋转反射镜元件设置成相继地将来自所述图像投影构件的所述图像的各2D段扫描到各折叠反射镜元件上，以便在所述屏的所述背面上扫描所述2D图像。

30.根据权利要求20到25中任何一项所述的显示系统，所述显示系统包括光重定向屏和多个彼此平行设置并且处于所述光重定向屏下游的屏散射器，各个屏散射器具有设置于其上的相应的多个反射器元件，这些散射器元件被设置成使得所述图像的不同2D段得以由各个屏散射器散射。

31.根据权利要求30所述的显示系统，其中所述投影构件被设置成用于将所述2D图像段以一组压缩2D图像段的形式同时投影到所述光重定向屏的背面上。

32.根据权利要求30或31所述的显示系统，其中所述散射器元件在第一屏散射器上的位置对于相邻的屏散射器而言是以规则的步长变化的。

33.根据权利要求30到32中任何一项所述的显示系统，其中所述光重定向屏被设置成能够往复运动，从而使所述2D段得以相继寻址到各个屏散射器上的所述散射器元件上。

34.根据权利要求20到25中任何一项所述的显示系统，其中所述散射器元件被设置成叠置散射器元件的百叶窗状阵列。

35.根据权利要求34所述的显示系统，其中所述百叶窗状叠层的厚度大致处于0.5cm到300cm的范围内。

36.根据权利要求20到35中任何一项所述的显示系统，其中所述2D段是沿着垂直、水平或上/下游方向中的任何一种方向加以扫描的。

37.根据权利要求20到36中任何一项所述的显示系统，其中所述至少一个光重定向屏包括背面，在该背面上设置有多个细长的凸棱，各个凸棱包括第一光透射外表面和第二光反射内表面，从而使得相对于所述屏大体上倾斜地入射在所述凸棱的所述第一表面上的光透射到所述凸棱内并且在所述第二表面处被反射为基本上沿着所述下游方向。

38.根据权利要求37所述的显示系统，其中将所述第二内表面设置成相对于所述第一外表面成适当的角度，以便将所述光重定向为沿着基本上与所述光学屏的前表面垂直的方向。

39.根据权利要求37或38所述的显示系统，其中设置在所述第一屏上的第一多个凸棱与设置在后续屏上的后续多个凸棱在空间上相互错开，以致经过所述第一屏重定向的光的各个部分不会占用与经过所述后续屏重定向的那些部分相同的路径。

40.根据权利要求39所述的显示系统，其中，除了所述光透射表面和光重定向表面之外，所述后续屏的所述背面还包括相应多个基本上与所述下游方向垂直的表面，从而使得经过所述第一屏和后续屏重定向的光得以基本上透射穿过所述后续屏。

41.根据权利要求37到40中任何一项所述的显示系统，其中各个所述凸棱的所述第二内表面上具有光反射涂层。

42.根据权利要求37到41中任何一项所述的显示系统，其中所述第一外表面上具有抗反射涂层。

43.根据权利要求40到42中任何一项从属于权利要求40时所述的显示系统，其中各个表面上具有抗反射涂层。

44.根据权利要求37到43中任何一项所述的显示系统，其中所述第一表面和第二表面之一或二者可以是弯曲的。

45.根据权利要求20到44中任何一项所述的显示系统，其中所述第一投影构件和后续投影构件被设置为用于分别从所述屏的同一侧或者从相对两侧分别向所述第一投影构件和后续投影构件投影所述2D段。

46.根据权利要求20到45中任何一项所述的显示系统，其中所述第一图像投影构件和/或后续图像投影构件包括：

单个光源或者多个光源，和

一个或更多个变形光学元件或者数字信号处理单元，用于减小所述图像的场失真。

47.根据权利要求20到46中任何一项所述的显示系统，其中所述第一图像投影构件和后续图像投影构件包括从包括下列光源的组中选取的各自的光源：液晶显示器(LCD)、数字微反射镜器件(DMD)、激光光栅扫描仪、微机电系统(MEMS)、阴极射线管(CRT)、单个发光二极管(LED)或发光二极管的阵列、有机发光二极管(OLED)或者光栅光阀(GLV)、幻灯片、胶片等。

48.一种显示3D图像的方法，该方法包括使用第一光重定向屏和第二光重定向屏在空间上复用来自图像投影构件的各个左眼立体视觉图像和右眼立体视觉图像，和使所述复用的图像穿过视差光学装置，从而可以在观看区域利用双眼像差看到所述左眼图像和右眼图像。

49.根据权利要求48所述的方法，所述方法还包括通过在所述显示器内采用散射器或凸透镜元件来水平和/或垂直地扩展所述观看区域。

50.一种本质上与本文中参照附图介绍的背投显示系统相同的背投显示系统。

51.一种本质上与本文中参照附图介绍的显示3D图像的方法相同的显示3D图像的方法。

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