Стереоскопический дисплей с возможностью моноскопического отображения

Изобретение относится к области стереоскопической видеотехники, а именно к матрично-адресуемым стереоскопическим дисплеям, и может быть использовано для создания стереоскопических дисплеев как прямого наблюдения (настольных и мобильных), так и проекционного типа. Технический результат - улучшение точности воспроизведения стереоскопического изображения при снижении габаритов дисплея, достигается тем, что в устройство включены матрично-адресуемый оптический модулятор, содержащий М столбцов и N строк, и примыкающий к нему коммутатор поляризации, содержащий N строк, оптически совмещенные с соответствующими строками матрично-адресуемого модулятора. Время релаксации рабочих веществ матрично-адресуемого модулятора и коммутатора поляризации выбраны меньше времени кадровой развертки N строк изображения. Улучшение точности воспроизведения стереоскопического изображения при снижении габаритов дисплея обеспечивается неизменяемой геометрией пикселей и планарной конструкцией матрично- и построчно адресуемых оптического модулятора и коммутатора поляризации по сравнению с аналоговым типом развертки и объемной конструкцией ЭЛТ. 1 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

Изобретение относится к технике стереоскопического отображения, а точнее к матрично-адресуемым стереоскопическим дисплеям, имеющим возможность моноскопического отображения, и может быть использовано для создания стереоскопических дисплеев как прямого наблюдения (настольных и мобильных), так и проекционного типа.

Известен стереоскопический дисплей с возможностью моноскопического отображения, содержащий двухканальный источник стереовидеосигнала, по крайней мере два последовательно оптически связанных жидкокристаллических (ЖК) матрично-адресуемых дисплея, два окна наблюдения, блок слежения за положением окон наблюдения и электронный вычислительный блок, входы которого подключены к соответствующим выходам двухканального источника стереовидеосигнала и блока слежения, а выходы - к соответствующим электрическим входам ЖК матрично-адресуемых дисплеев [1].

В данном дисплее электронный вычислительный блок выполняет сложные итерационные процедуры вычислений (сходные с алгоритмами работы нейронных информационных сетей) для получения требуемой формы информационных сигналов, подаваемых на соответствующие входы ЖК матрично-адресуемых дисплеев, исходя из формы текущего стереовидеосигнала, причем вычисления осуществляются заново для каждого положения окон наблюдения (глаз наблюдателя).

Недостатками данного технического решения являются сложность требуемых вычислений (сложность вычислительного блока) и невозможность получения достаточно точного решения, что ведет к недостаточно высокому качеству результирующего стереоизображения, выражающемуся в его размытости (недостаточной четкости) и существенных временных задержках в визуализации отображаемых объектов. Такой дисплей нецелесообразно использовать для опционального моноскопического отображения из-за сложности (избыточности) данного технического решения.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является стереоскопический дисплей с возможностью моноскопического отображения [2], содержащий двухканальный источник видеосигнала, двухканальную электронно-лучевую трубку (ЭЛТ), коммутатор поляризации света и пассивные стереоочки, первое и второе окна которых снабжены первым и вторым анализаторами поляризации с взаимно ортогональными состояниями поляризации, при этом коммутатор поляризации света выполнен с первой и второй областями, которым соответствуют первое и второе взаимно ортогональные состояния поляризации, причем общая граница между этими областями направлена вдоль строк растра и имеет возможность сдвига в направлении, ортогональном строкам растра, синхровход коммутатора поляризации подключен к синхровыходу источника видеосигнала, а первый и второй видеовходы ЭЛТ подключены соответственно к первому и второму выходам источника видеосигнала.

В данном дисплее на одном и том же экране воспроизводятся оба ракурса отображаемой сцены практически параллельно, с небольшим сдвигом во времени, определяемым временем релаксации люминесценции люминифора ЭЛТ. Здесь возможна реализация стереоскопического дисплея как прямого наблюдения, так и проекционного типа. Для обеспечения работоспособности необходимо выполнить условие T_INFRELAX≤L/V, где L - длина отрезка между двумя точками пересечения центральных осей соответственно двух электронных пучков с поверхностью экрана, V - скорость синхронного вертикального сканирования обоих электронных лучей по экрану ЭЛТ, где T_INFRELAX - время релаксации информационной строки ЭЛТ (в данном случае - время релаксации люминофора ЭЛТ). Длительность времени «высвечивания» элементов изображения T_INFRELAX ограничена временем L/V (T_INFRELAX≤L/V). Величина L на практике не превосходит ширины нескольких строк растра, и эта величина определяет фактически неиспользуемую долю экрана по высоте, и на эту величину осуществляется коррекция вертикального параллакса между левым и правым ракурсами с тем, чтобы последние имели одинаковое вертикальное расположение в результирующем изображении на экране ЭЛТ.

Одним недостатком данного устройства является недостаточно высокая точность позиционирования элементов стереоизображения из-за того, что ЭЛТ характеризуется аналоговым типом строчной и кадровой разверток (отклоняющей системой аналогового типа. Другой недостаток - проблематично выполнить такой дисплей в виде планарной («плоской») конструкции с целью уменьшения габаритов, поскольку сложно выполнить в планарном варианте отклоняющую систему ЭЛТ. При этом в рассматриваемом дисплее невозможно напрямую заменить ЭЛТ на матрично-адресуемый планарный модулятор света (принципиально характеризующийся высокой точностью позиционирования элементов изображения вследствии фиксированного положения стролбцов и строк матрицы). Причина в том, что практически все из них, в частности все современные жидкокристаллические (ЖК) дисплеи, невозможно выполнить с возможностью квазипараллельного (как в рассмотренной двухлучевой ЭЛТ) воспроизведения двух ракурсов на одном экране вследствие большой инерционности (большого времени релаксации) применяемого рабочего вещества (ЖК слоя), которое на практике может занимать существенную часть времени кадра или даже превосходить его. Такая ситуация обусловлена тем, что чем больше время «высвечивания» строки ЖК дисплея, тем больше максимально достижимая величина яркости изображения при заданной яркости источника света (подсветки дисплея). Если просто уменьшать время высвечивания строки до минимальной величины, то станет малым динамический диапазон яркостей изображения, поскольку здесь нельзя реализовать, как в случае ЭЛТ с люминофорным экраном, высокую пиковую яркость высвечивания практически всей энергии за время τ₀ около нескольких миллисекунд, и поэтому требуется поддерживать ЖК элемент открытым в течение всего времени кадра, которое практически на порядок больше величины τ₀. Применение же суперяркой постоянной подсветки ЖК экрана для увеличения средней яркости вызовет снижение максимально возможного контраста изображения (поскольку увеличится «просачивание» энергии света сквозь те ЖК элементы, которые должны быть полностью закрыты (должны полностью блокировать световой поток).

Целью изобретения является улучшение точности воспроизведения стереоскопического изображения при снижении габаритов дисплея.

Поставленная целью достигается тем, что в стереоскопическом дисплее, содержащем источник стереоскопического видеосигнала, блок формирования растра изображения, коммутатор поляризации света и пассивные стереоочки, первое и второе окна наблюдения которых снабжены первым и вторым анализаторами поляризации, которым соответствуют первое и второе взаимно ортогональные состояния поляризации, при этом коммутатор поляризации света выполнен с первой и второй областями, которым соответствуют первое и второе взаимно ортогональные состояния поляризации, а общая граница между этими областями направлена параллельно строкам растра и имеет возможность сдвига в направлении, ортогональном строкам растра, синхровход коммутатора поляризации подключен к синхровыходу блока формирования растра изображения, а видеовход блока формирования растра изображения подключен к выходу источника стереоскопического видеосигнала, блок формирования растра изображения выполнен в виде последовательно оптически связанных источника света и матрично-адресуемого модулятора света, содержащего М столбцов и N строк, источник видеосигнала выполнен одноканальным, и его выход соединен с видеовходом матрично-адресуемого модулятора света, коммутатор поляризации выполнен с N строками, оптический вход n-ой из которых совмещен с оптическим выходом n-ой строки матрично-адресуемого модулятора света, при этом в апертуре последнего выполнена разделительная зона, состоящая из k электрически или оптически выключенных строк растра и имеющая возможность сдвига в направлении, ортогональном строкам растра, причем проекция границы коммутатора поляризации на плоскость апертуры матрично-адресуемого модулятора света находится в площади разделительной зоны и предпочтительно совпадает с осью симметрии последней, а число k строк разделительной зоны удовлетворяет условию kp≥2d·tg|β_мах|, где d - расстояние между слоями рабочего вещества матрично-адресуемого модулятора света и коммутатора поляризации, β_мах - максимально допустимый угол наблюдения апертуры матрично-адресуемого модулятора света в направлении, ортогональном строкам растра, p - период расположения строк растра, при этом выполняются условия T_INFELAX≤T_N, T_POLRELAX≤T_N, где T_INFRELAX и T_POLRELAX - время оптической релаксации рабочего вещества соответственно матрично-адресуемого модулятора света и коммутатора поляризации, T_N - период развертки N строк растра изображения.

Частный вариант устройства отличается тем, что матрично-адресуемый модулятор света и комутатор поляризации выполнены с рабочим веществом в виде нематического ЖК с положительной диэлектрической анизотропией, при этом матрично-адресуемый модулятор света содержит первый ЖК слой, расположенный между первой и второй прозрачными диэлектрические пластинами, на внешних поверхностях которых находятся соответственно первая и вторая поляроидные пленки, а на внутренних поверхностях - соответственно первая и вторая группа прозрачных электродов, которые образуют соответственно М столбцов и N строк матрицы, а коммутатор поляризации содержит второй ЖК слой, расположенный между третьей и четвертой прозрачными диэлектрическими пластинами, на внутренней поверхности первой из которых находится третья группа прозрачных электродов, образующая N строк коммутации поляризации, а на внутренней поверхности третьей прозрачной диэлектрической пластины находится сплошной прозрачный электрод, направления первого и второго директоров начальной ориентации ЖК молекул соответственно в первом и втором ЖК слоях взаимно ортогональны, а в случае наличия закрутки директора ЖК молекул в каждом из ЖК слоев направление закрутки директора в первом ЖК слое обратно по знаку направлению закрутки директора во втором ЖК слое.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:

Фиг.1 - структурная схема устройства.

Фиг.2 - элементарная ячейка предпочтительного варианта устройства.

Фиг.3 - структура ЖК слоев элементарной ячейки первого частного варианта устройства.

Фиг.4 - структура ЖК слоев элементарной ячейки второго частного варианта устройства.

Фиг.5 - движение границы поляризации синхронно с движением границы взаимной смены двух ракурсов.

Фиг.6, 7 - геометрическое соотношение между углом β смещения окон наблюдения и числом k выключенных строк растра.

Фиг.8, 9 - движение во времени области из k выключенных строк растра.

Фиг.10 - форма переходного отклика слоя рабочего ЖК вещества модулятора света и коммутатора поляризации.

Фиг.11 - оптическое выключение k строк растра.

Устройство (фиг.1) содержит источник 1 света, источник 2 стереоскопического видеосигнала, матрично-адресуемый модулятор 3 света (включающий в себя матрично-адресуемую панель 3₁, блок 3₂ информационного сигнала, снабженный одноканальным видеовходом, и блок 3₃ развертки), коммутатор 4 поляризации (включающий в себя поляризационную панель 4₁ и блок 4₂ коммутации), первое и второе окна наблюдения 5₁ и 5₂ (пассивных стереоочков), которые снабжены соответственно первым и вторым анализаторами 6₁ и 6₂ поляризации. Граница 7 (между двумя областями коммутатора 4 поляризации с первым и вторым состояниями поляризации) выполнена с возможностью сдвига в направлении Y, ортогональном строкам растра (направленным вдоль координаты X). Выход источника 2 стереоскопического видеосигнала соединен с одноканальным видеовходом блока 3₂ информационного сигнала (являющимся видеовходом устройства). Синхровходы блока 3₃ развертки и блока 4₂ коммутации соединены с соответствующими синхровыходами блока 3₂ информационного сигнала.

При этом выполняются условия T_INFELAX≤T_N, T_POLRELAX≤T_N, где T_INFRELAX и T_POLRELAX≤ - время оптической релаксации рабочего вещества соответственно матрично-адресуемого модулятора света и коммутатора поляризации, T_N - период развертки N строк растра изображения (время кадра).

В предпочтительном варианте выполнения устройства (фиг.2) каждый (mn-ый) элемент матрично-адресуемого модулятора света 3 выполнен в виде последовательно оптически связанных первого поляризатора 8, первого ЖК слоя 9 с электрической адресацией и второго поляризатора 10, а каждая строка коммутатора поляризации 4 - в виде второго ЖК слоя 11 с электрической адресацией. Прозрачные электроды 12-15 обеспечивают реализацию электрической адресации ЖК слоев 9 и 11 элементарной ячейки. Прозрачные диэлектрические подложки 16-19 (например, из стекла или кварца) обеспечивают требуемую оптическую плоскостность конструкций. При этом нематический ЖК выбран одинакового типа для обоих слоев 9 и 11 и выполнен с положительной диэлектрической анизотропией, а начальная ориентация ЖК молекул в них соответствует взаимной комплементарности первого и второго ЖК слоев 9 и 11 по отношению к параметрам хроматической дисперсии последних. Взаимная комплементарность отвечает взаимной компенсации хроматической дисперсии ЖК слоев 9 и 11 (взаимной компенсации разброса в фазовой задержке для разных длин волн проходящего света).

Электрическая адресация элементов матрично-адресуемого модулятора 3 света может быть пассивно-матричной или активно-матричной. Для случая полимерных подложек 16-19 (например, выполненных из поликарбоната) их толщина может варьроваться от нескольких миллиметров до 25-100 мкм.

Первый частный вариант выполнения устройства характеризуется следующим выполнением начальной ориентации молекул в обоих ЖК слоях 9 и 11 для каждой элементарной ячейки устройства (фиг.3): ЖК структура выполнена в них гомогенно-ориентированной (т.е. с одинаковым направлением ориентации в каждом из ЖК слоев, направленным при этом параллельно поверхностям поляризаторов 11-13), при этом направление ориентации ЖК молекул взаимно ортогонально для ЖК слоев 9 и 11, а оси поляризаторов 11, 12 составляют угол 45 градусов по отношению к ориентации примыкающих к ним приповерхностных молекул первого 9 и второго 11 ЖК слоев.

Гомогенная ориентация каждого ЖК слоя может быть выполнена с заданием ненулевых углов наклона и с разным знаком этих углов для приповерхностных ЖК молекул по отношению к поверхностям поляризаторов 11, 12 и минимальная оптическая толщина ЖК слоя достаточной для реализации диапазона модуляции фазы Δδ=0-π [3], что в совокупности позволяет получить максимальное быстродействие 100%-ной модуляции интенсивности светового потока (в скрещенных поляроидах) - с частотой до 300 Гц.

Второй частный вариант выполнения устройства характеризуется закрученной структурой начальной ориентации молекул в обоих ЖК слоях 9 и 11 (фиг.4). При этом имеет место разный знак угла закрутки в первом 9 и втором 11 ЖК слоях соответственно, а направления осей первого 12, второго 13 и третьего 14 поляризаторов совпадают с направлениями ориентации примыкающих к ним приповерхностных молекул соответственно первого 9 и второго 11 ЖК слоев, что позволяет реализовать 100%-ную модуляцию интенсивности за счет вращения вектора линейной поляризации на 90° (в скрещенных поляроидах) с высоким (не менее нескольких сотен к одному) контрастом.

Устройство работает следующим образом.

На видеовход устройства от источника 1 подается стереоскопический видеосигнал S, в котором один (для определенности, левый) ракурс (отображаемой объемной сцены) содержится в нечетных кадрах, а другой (правый) ракурс - в четных кадрах. В результате левый и правый ракурсы воспроизводятся матрично-адресуемым модулятором 3 света построчно, при этом в произвольный момент времени в апертуре последнего присутствуют части кадров обоих ракурсов, расположенные друг над другом (фиг.5), и граница между этими частями кадров сдвигается в каждом последовательном такте работы устройства на одну строку в направлении кадровой развертки (по направлению оси Y). Иными словами, каждая строка ЖК матрично-адресуемого модулятора света 3 воспроизводит практически в течение всего времени кадра T_N (времени сканирования N строк, равного времени кадра) соответствующую строку предыдущего (например, нечетного ракурса) вплоть до того времени, пока на нее не поступит сигнал соответствующей строки следующего (четного ракурса). Такой алгоритм работы ЖК матрично-адресуемых модуляторов света обеспечивает максимальный контраст и яркость изображения. Это обусловлено двумя взаимосвязанными обстоятельствами. Первое - время релаксации многих ЖК веществ для типичных конфигураций ЖК слоев составляет десятки миллисекунд, а, например, минимальное значение кадровой частоты компьютергого изображения составляет 60 Гц, чему соответствует время кадра T_FRAME˜17 мс, поэтому в течение времени каждого кадра время «высвечивания» части последних строк предыдущего ракурса перекрывается с временем появления первых строк следующего ракурса. Во-вторых, указанный алгоритм остается оптимальным и при совершенствовании технологии изготовления ЖК веществ с целью снижения времени релаксации T_INFELAX до минимальных значений (нескольких миллискунд), поскольку в этом случае целенаправленно уменьшают время кадра T_FRAME для улучшения быстродействия ЖК дисплея (для улучшения его способности воспроизводить без «смазывания» динамичные изображения). Коммутатор 4 поляризации в пределах каждого кадра на своей n-ой строке устанавливает то состояние поляризации проходящего света, которое соответствует реально воспроизводимой строке соответствующего ракурса на n-ой строке матрично-адресуемого модулятора 3 света. Следовательно, идущий к окнам наблюдения световой поток изображения строк левого ракурса будет всегда иметь одну (вертикальную) поляризацию, а световой поток изображения строк правого ракурса - всегда горизонтальную поляризацию. Соответственно сквозь левое и правое окна наблюдения (к соответствующим глазам наблюдателя) будут проходить только соответственно изображения левого и правого ракурсов (вследствие фильтрующего действия анализаторов поляризации, которыми эти окна снабжены). Указанные окна наблюдения с анализаторами поляризации выполнены в виде пассивных поляризационных стереоочков, носимых наблюдателем.

В случае одинаковых параметров ЖК слоев 9 и 11 достигается автоматическое согласование временных характеристик переключения строк матрично-адресуемого модулятора 3 света и коммутатора 4 поляризации, т.е. T_POLREACT=T_INFREACT, T_INFELAX=T_POLRELAX. Выбор T_N=T_INFELAX обеспечивает максимизацию яркости и контраста изображения для заданной яркости источника света.

Сочетание синхронно бегущих границы (между двумя состояниями поляризации) коммутатора поляризации и области с k выключенными строками растра модулятора света ведет к отсутствию ошибки по вертикали (в направлении, ортогональном строкам растра) в поляризационном кодировании смежных областей светового потока обоих ракурсов соответствующими областями коммутатора поляризации даже при больших толщинах прозрачной диэлектрической подложки между строками матрично-адресуемого модулятора света и строками коммутатора поляризации при любых положениях окон наблюдения по вертикали (фиг.6). Действительно, выше и ниже границы (для всех пар строк с номером, отличающимся от n) идут первая и вторая сплошные области с единым состоянием поляризации (однозначно кодирующие соответственно первому и второму ракурсам), а в районе границы поляризации выключены k строк, образующие разделительную зону шириной kp, наличие которой исключает ошибочную кодировку по поляризации смежных краев изображений левого и правого ракурсов даже при максимальном вертикальном смещении окон наблюдения (глаз наблюдателя) на угол β_мах (фиг.7). При этом разрешение изображения по вертикали (общее число строк в наблюдаемом изображении) не уменьшается при наличии разделительной зоны, наличие последней только уменьшает яркость изображения на величину отношения k/N при заданной яркости источника света.

Временная диаграмма движения границы между ракурсами поясняется фиг.8, где V_S - сигнал кадровой (вертикальной синхронизации), J_INF - интенсивность света после ЖК модулятора 3 (несущая информацию об изображении). Разделительная зона показана упрощенно в виде прямоугольной области нулевой интенсивности между областями реализации левого L и правого R изображения. В случае формирования разделительной области за счет электрического выключения строк реальный профиль краев разделительной зоны соответствует (фиг.9) времени T_INFRELAX (времени релаксации для выключаемых строк ЖК модулятора 3) и T_INFREACT (времени реакции для включаемых строк ЖК модулятора 3), так и соответствующие время T_POLRELAX (время релаксации для выключаемых строк коммутатора 4 поляризации) и T_POLREACT (время реакции для включаемых строк коммутатора 4 поляризации) для меры (степени) A_POL изменения оптического состояния ЖК слоя коммутатора 4 поляризации по сравнению с начальным состоянием (степени отклонения ЖК молекул от начального состояния). Профиль характеристик J_INF и A_POL характеризуется экспоненциальным характером (фиг.10) в области разделительной зоны в случае электрического управления процессом включения-выключения строк.

Разделительная зона может быть выполнена не только электрическими средствами (путем электрического выключения соответствующих строк модулятора света), но и оптическими средствами, например, с использованием коммутируемого источника света (фиг.11), содержащего область локального выключения света, которая перемещается по направлению кадровой развертки синхронно с движением соответствующей границы коммутатора поляризации. В результате будет образована разделительная зона в световом потоке J'_INF за ЖК модулятором 3, несмотря на отсутствие электрически выключенных строк в последнем.

В первом частном варианте устройства улучшение контраста и степени сепарации наблюдаемого изображения достигается взаимно ортогональным расположением ЖК молекул в слоях 9 и 11. Недостаточный контраст изображения возникает, например, из-за несовершенства поляриризаторов, которые, как правило, выполняются из дихоичного материала с сильным, но не со стопроцентным поглощением одного из лучей (обыкновенного или необыкновенного) [4]. Световой поток недостаточно подавленного луча складывается после поляризатора со световым потоком основного луча и образует эллиптически поляризованный световой поток (вместо строго линейного). Ортогональное расположение ЖК молекул в ЖК коммутаторе относительно ЖК молекул в соответствующем слое ЖК матрицы ведет к тому, что фазовый сдвиг в первом из указанных слоев обратен по знаку фазовому сдвигу во втором слое. Вследствие этого обеспечивается компенсация эллиптичности света, проходящего недостаточно совершенный поляроид за счет выбора соответствующего смещающего напряжения на электродах коммутатора поляризации.

Во втором частном варианте устройства тот же положительный эффект достигается за счет обратного знака закрутки ЖК молекул в ЖК слое коммутатора поляризации по отношению к знаку угла закрутки в соответствующем слое ЖК матрицы.

В первом частном варианте устройства возможно применение, например, быстродействующих ЖК ячеек [3], которые имеют времена релаксации 2-3 мс, что позволяет реализовать время кадра (время последовательного переключения N строк) до 300-500 Гц, что означает полное отсутствие мерцаний в наблюдаемом изображении при любых условиях его наблюдения. Одиночная ЖК ячейка данного типа имеет обычно контраст около 15-25:1, а сдвоенная - несколько сотен к одному (как результат перемножения значений контраста для двух последовательно расположенных ячеек). В данном варианте устройства достигается максимальное быстродействие дисплея (практическое отсутствие временных искажений) даже в случае наблюдения наиболее динамичных видеоизображений.

Во втором частном варианте устройства, основанном на применении твист-ячеек, на современном этапе разработаны варианты последних с временем релаксации около 8 мс, что позволяет работать с частотой кадров до 120 Гц, что практически ведет к отсутствию мерцаний при благоприятных условиях наблюдения (при отсутствии источников света в виде люминесцентных ламп в поле зрения наблюдения, создающих эффект оптический биений, модулирующих во времени наблюдаемое изображений). В данном варианте устройства достигается наибольший результирующий контраст наблюдаемого изображения, поскольку даже одиночные ЖК с твист-структурой обеспечивают в современных дисплеях контраст до нескольких сотен к одному, следовательно, от двойных ЖК ячеек такого типа ожидается контраст порядка тысячи к одному.

Для наблюдения моноскопического изображения пассивные стереоочки не используются, коммутатор поляризации отключен и не влияет на изображение.

ЛИТЕРАТУРА

[1] Putilin A.N. System and method for visualization of stereo and multiaspect images. - Патент США №6717728, МПК G02B 27/22, опублик. 06.04.2004.

[2] Ежов В.А., Зарецкий А.А., Семочкин П.Н. - Телевизионное устройство для получения стереоскопических изображений. - Международная заявка PCT/SU 90/00240, МПК H04N 15/00, дата приоритета 06.11.90.

[3] Bos Ph.J. Rapid starting, high-speed liquid crystal variable optical retarder. - Патент США №4566758, МПК G02F 1/13, опублик. 28.01.86.

[4] Борн М., Вольф Э. Основы оптики. - Москва, 1973, Наука, с.661.

1. Стереоскопический дисплей с возможностью моноскопического отображения, содержащий источник стереоскопического видеосигнала, блок формирования растра изображения, коммутатор поляризации света и пассивные стереоочки, первое и второе окна наблюдения которых снабжены первым и вторым анализаторами поляризации со взаимно ортогональными состояниями поляризации, при этом коммутатор поляризации света выполнен с первой и второй областями, которым соответствуют первое и второе взаимно ортогональные состояния поляризации, а общая граница между этими областями параллельна строкам растра и выполнена с возможностью сдвига в направлении, ортогональном строкам растра, синхровход коммутатора поляризации подключен к синхровыходу блока формирования растра изображения, а видеовход блока формирования растра изображения подключен к выходу источника стереоскопического видеосигнала, отличающийся тем, что блок формирования растра изображения выполнен в виде последовательно оптически связанных источника света и матрично-адресуемого модулятора света со слоем рабочего вещества, содержащего М столбцов и N строк, источник видеосигнала выполнен одноканальным, и его выход соединен с видеовходом матрично-адресуемого модулятора света, коммутатор поляризации со слоем рабочего вещества выполнен с N строками, оптический вход n-ой из которых совмещен с оптическим выходом n-ой строки матрично-адресуемого модулятора света, при этом в его апертуре выполнена разделительная зона в виде k электрически или оптически выключенных строк, имеющая возможность сдвига в направлении, ортогональном строкам растра, причем проекция границы коммутатора поляризации на плоскость апертуры матрично-адресуемого модулятора света находится в площади разделительной зоны и предпочтительно совпадает с ее осью симметрии, а число k выключенных строк разделительной зоны удовлетворяет условию kp≥2d·tg\β_max\, где d - расстояние между слоями рабочего вещества матрично-адресуемого модулятора света и коммутатора поляризации, β_мах - максимально допустимый угол смещения окон наблюдения относительно нормали к плоскости дисплея в направлении, ортогональном строкам растра, p - период расположения строк растра, при этом выполняются условия T_INFELAX≤T_N, T_POLRELAX≤T_N, где T_INFELAX и T_POLRELAX - время оптической релаксации рабочего вещества соответственно матрично-адресуемого модулятора света и коммутатора поляризации, T_N - период развертки N строк растра изображения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что слои рабочего вещества матрично-адресуемого модулятора света и коммутатора поляризации выполнены в виде слоя нематического жидкого кристалла с положительной диэлектрической анизотропией, при этом матрично-адресуемый модулятор света содержит первый жидкокристаллический слой, расположенный между первой и второй прозрачными диэлектрическими пластинами, на внешних поверхностях которых находятся соответственно первая и вторая поляроидные пленки, а на внутренних поверхностях - соответственно первая и вторая группы прозрачных электродов, образующие соответственно М столбцов и N строк матрицы, а коммутатор поляризации содержит второй жидкокристаллический слой, расположенный между третьей и четвертой прозрачными диэлектрическими пластинами, на внутренней поверхности первой из которых находится третья группа прозрачных электродов, образующая N строк коммутации поляризации, а на внутренней поверхности второй из которых находится сплошной прозрачный электрод, причем директор начальной ориентации жидкокристаллических молекул в первом жидкокристаллическом слое направлен ортогонально директору начальной ориентации во втором жидкокристаллическом слое, а при наличии закрутки директоров начальной ориентации жидкокристаллических молекул по толщине жидкокристаллического слоя направление закрутки директора начальной ориентации в первом жидкокристаллическом слое обратно по знаку направлению закрутки директора начальной ориентации во втором жидкокристаллическом слое.