專利名稱：自動立體顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及一種根據(jù)主權(quán)利要求的前序部分的自動立體顯示器。
背景技術(shù)：
立體圖像再現(xiàn)設(shè)備在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的，它通過將從輕微偏移視角記錄的不同圖像呈現(xiàn)給觀看者的雙眼，來向觀看者呈現(xiàn)三維視覺印象。此處，重要的是，針對觀看者雙眼的圖像之間的圖像分離，以便觀看者接收到三維視覺印象。圖像分離的一種可能方式在于觀看者佩戴極化眼鏡，該極化眼鏡針對雙眼具有不同定向的極化濾波片。圖像分離的另一種可能方式在于觀看者佩戴紅/綠眼鏡。在這種類型的立體圖像再現(xiàn)設(shè)備中，觀看者因此必須佩戴眼鏡，以實現(xiàn)圖像分離，而這不是所期望的。此外，就觀看者在沒有諸如極化眼鏡這種類型的輔助裝置的情況下接收三維視覺 印象的情形而言，自動立體圖像再現(xiàn)設(shè)備在現(xiàn)有技術(shù)中也是公知的。這種類型的自動立體顯示器的一個示例可以從DE 10 2005 029 431 Al中得知，其大體上由以下組成0LED背景照明(0LED:有機(jī)發(fā)光二極管)，透鏡柵和作為光調(diào)制器的IXD顯示器(IXD:液晶顯示器)。盡管該公開文件的基本主旨在于某些不同方向，但從該公開文件還可以得知，LED顯示器可以按照時序方式交替地向觀看者的雙眼顯示圖像。相反，OLED背景照明具有以下任務(wù)與透鏡柵一起，在不同情況下，只照明針對LED顯示器當(dāng)前正在顯示的圖像的觀看者的眼睛。通過這種方式，防止當(dāng)前顯示的圖像不以其為目標(biāo)的觀看者的另一只眼睛同樣感受到該圖像。另一方面，用于實現(xiàn)三維視覺印象需要的圖像分離由此實現(xiàn)的原理在于LED顯示器以時序方式向觀看者的雙眼顯示圖像。另一方面，實現(xiàn)圖像分離的原理還可以在于，在不同情況下，OLED背景照明與透鏡柵一起只照明正確的眼睛，使得另一只眼睛感受不到IXD顯示器所顯示的圖像。對于這種已知的自動立體顯示器來說，不能令人滿意的視覺印象是不利的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本申請是基于相應(yīng)地改進(jìn)前面所描述的傳統(tǒng)自動立體顯示器的目標(biāo)。這個目標(biāo)是通過與主權(quán)利要求一致的、根據(jù)本申請的自動立體顯示器的方式來實現(xiàn)的。本申請是基于這樣的技術(shù)見解0LED背景照明的不同光帶組中的每一個精確地分配給透鏡柵中的一個透鏡帶，并且具有相同的柵尺寸。這意味著OLED背景照明的一個光帶組以精確定向方式準(zhǔn)確地位于透鏡柵的每個透鏡帶后方。其結(jié)果是，與顯示器邊緣處的外部光帶組相比，位于顯示器中心的光帶組照明觀看平面中的不同區(qū)域。然而，實現(xiàn)良好的視覺印象也是期望的，所有的光帶組都照明觀看平面中的相同區(qū)域，這個區(qū)域在相關(guān)專業(yè)術(shù)語中也被稱為“眼盒”或“觀看區(qū)”，與它們在顯示器內(nèi)的空間位置無關(guān)。因此，本申請包括以下的一般技術(shù)啟示，與透鏡柵的帶透鏡相比，背景照明的光帶組具有不同的柵尺寸，其中，兩個柵尺寸之間的偏差優(yōu)選地以這樣的方式進(jìn)行選擇背景照明的所有光帶組都照明觀看平面中的相同區(qū)域(“眼盒”)，而與它們在顯示器內(nèi)空間位置無關(guān)。因此，背景照明的光帶組的柵尺寸優(yōu)選地稍大于透鏡柵的透鏡帶的柵尺寸。舉例而言，背景照明的光帶組的柵尺寸可以至少比透鏡柵的透鏡帶的柵尺寸大至少I%，2 %，3 %或者大至少5%。然而，需要提到的是，透鏡柵自身優(yōu)選地具有恒定的柵尺寸，就像背景照明自身也具有恒定的柵尺寸一樣。
此外，需要提到的是，各個透鏡帶的光軸和各個光帶組的中心軸之間存在一定的偏移，在優(yōu)選的示例實施例中，這個偏移在顯示器的有效表面內(nèi)變化。優(yōu)選地，在顯示器中心中，光帶組的中心軸和透鏡柵的相關(guān)聯(lián)透鏡帶的光軸之間的偏差是最小的，并且向著顯示器邊緣向外增加。可以實現(xiàn)不同的光帶組照射觀看平面中的相同區(qū)域(“眼盒”)，而與它們在顯示器內(nèi)的空間位置無關(guān)。此外，本申請還包括進(jìn)一步的方面，其涉及背景照明相對于透鏡柵的調(diào)節(jié)。因此，背景照明必須相對于透鏡柵正確地安置，以實現(xiàn)所期望的三維視覺印象。為了調(diào)節(jié)便易，在一個示例性實施例中，背景照明的至少一個光帶長于其它光帶，并且沿著縱向方向從背景照明突出。這個突出的光帶可以用于相對于透鏡柵來對背景照明進(jìn)行調(diào)節(jié)。在本申請的優(yōu)選示例實施例中，用于使調(diào)節(jié)便易的較長光帶被精確地布置在背景照明的中心。此外，在本申請的上下文中還存在這樣的可能性將較長的光帶從外部布置在背景照明的邊緣上，以便于在不同情況下調(diào)節(jié)便易。此外，本申請還包括另一方面，其涉及光帶的供電。因此，光帶的供電優(yōu)選地通過導(dǎo)軌來進(jìn)行，其中，用于調(diào)節(jié)便易的光帶和其余光帶優(yōu)選地通過分離的導(dǎo)軌來進(jìn)行供電。這提供了一種可能性，與用于對其余光帶進(jìn)行供電的導(dǎo)軌相比而言，對用于調(diào)節(jié)便易的光帶進(jìn)行供電的導(dǎo)軌具有較小的載流截面。需要提到的是，背景照明優(yōu)選地被劃分成多個區(qū)域，這些區(qū)域可以彼此間獨立地受控。優(yōu)選地，這些可單獨控制的區(qū)域是四個象限。這個技術(shù)手段的背景是LED顯示器的有限刷新率，其需要背景照明的設(shè)計的相應(yīng)適應(yīng)，在于背景照明實現(xiàn)明顯簡化的“滾動背光”。根據(jù)本申請的自動立體顯示器優(yōu)選地還具有控制器，該控制器以時間同步方式一方面控制背光照明，并且控制光調(diào)制器(例如，LCD)。這種時間同步式控制是重要的，使得背景照明與透鏡柵一起在某個時間點精確地照明光調(diào)制器(例如，LCD顯示器)當(dāng)前正在向其顯示圖像的觀看者的眼睛?？刂破饕虼艘赃@樣的方式來對光調(diào)制器(例如，IXD顯示器)進(jìn)行控制，光調(diào)制器以時序方式為觀看者的雙眼顯示不同圖像。此外，控制器以這樣的方式來對背景照明進(jìn)行控制不同的光帶以時序方式來照明觀看者的雙眼。此外，還需要提到的是，關(guān)于光調(diào)制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和功能，本申請不限于IXD顯示器，而是也可以通過其它類型的光調(diào)制器來基本實現(xiàn)。進(jìn)一步，需要提到的是，優(yōu)選地，背景照明是OLED照明，所述OLED照明優(yōu)選地具有可以相互獨立地進(jìn)行控制的多個光帶。最后，需要注意的是，根據(jù)本申請的顯示器特別適用于醫(yī)學(xué)成像。不過，本申請還包括在娛樂業(yè)中的應(yīng)用。舉例而言，根據(jù)本申請的顯示器可以用于游戲平臺中。


本申請的其它優(yōu)選實施例在從屬權(quán)利要求中進(jìn)行了表征，或者以附圖為基礎(chǔ)，與本申請的優(yōu)選示例實施例的說明一起更為詳細(xì)地在下文中進(jìn)行了說明。在附圖中圖I示出了根據(jù)本申請的自動立體顯示器的簡化透視圖，所述自動立體顯示器具有OLED背景照明，透鏡柵，和IXD顯示器，圖2示出了根據(jù)圖I的自動立體顯示器的圖，圖3示出了根據(jù)圖I的自動立體顯示器的中心區(qū)域的放大圖，所述中心區(qū)域具有不同的光帶組，以及圖4示出了用于闡明透鏡柵的不同柵尺寸和背景照明的簡化示意圖。
具體實施例方式附圖示出了自動立體顯示器I，其在某種程度上對應(yīng)于DE 10 2005 029 431A1中所披露的自動立體顯示器，因此，為了避免重復(fù)，參考該專利申請，其內(nèi)容全部并入本文。自動立體顯示器I具有OLED背景照明2，透鏡柵3和IXD顯示器4，在不同情況下，它們都以平面方式進(jìn)行構(gòu)造，并且以平行并且一個在另一個之前的層的方式進(jìn)行布置。OLED背景照明2具有許多平行的光帶組5 (參見圖4)，其中，在不同單情況下，各個光帶組5中的每一個都具有一對平行的光帶6和7，以用于照明觀看者的不同眼睛。然而，也有可能，各個光帶組5中的每一個都具有多對光帶，以實現(xiàn)多用戶操作。這意味著相應(yīng)地，多個觀看者同時接收三維視覺印象。進(jìn)一步，需要提到的是，各個光帶組5以柵尺寸rml彼此平行布置。相反，透鏡柵3具有多個透鏡帶8，這些透鏡帶8以特定的柵尺寸rm2彼此平行布置。此處，重要的是，OLED背景照明2的柵尺寸rml稍大于透鏡柵3的柵尺寸rm2。結(jié)果是在透鏡帶8的光軸9和光帶組5的中心軸10之間產(chǎn)生橫向偏移V。此處，透鏡柵3是按照以下方式來相對于OLED背景照明2進(jìn)行定位和定向的在顯示器中心11中，透鏡帶8的光軸9和光帶組5的中心軸10之間的偏移V是最小的，并且從顯示器中心11到顯示器邊緣，偏移V隨著距離a的增加而向外增加。此處，OLED背景照明2的柵尺寸rml和透鏡柵3的柵尺寸rm2之間的差的尺寸按照以下方式進(jìn)行設(shè)置光帶組5靠近邊緣，與透鏡柵3配合，照明與靠近顯示器中心11的中心光帶組所照明的觀看者平面中的相同區(qū)域。此外，從圖3還可看到，各個光帶組5的不同光帶6，7是通過分離的導(dǎo)軌12_15來進(jìn)行供電的。此外，OLED背景照明具有光帶16，17，光帶16，17用于顯示器中心中的調(diào)節(jié)目的，雖然從圖3中直接看出，但是相對于其它的光帶而言，光帶16，17被拉長。用于調(diào)節(jié)目的的光帶16，17是通過分離的導(dǎo)軌18-21來進(jìn)行供電的。與用于向光帶16和17(僅用于調(diào)節(jié)目的)供電的導(dǎo)軌18-21相比而言，用于向正常光帶6和7供電的導(dǎo)軌12-15具有較大的載流截面。此外，在外側(cè)的橫向邊緣處，OLED背景照明還具有兩個拉長光帶22和23，同樣用于調(diào)節(jié)目的，從圖2中可以看出。此外，還需要提到的是，根據(jù)本申請的自動立體顯示器I具有控制器24(參見圖I)，控制器24 —方面控制OLED背靜照明2，并且另一方面控制IXD顯示器4，其中，所述控制是以時間同步方式來進(jìn)行的。
因此，控制器24通過以下方式來控制IXD顯示器4 :IXD顯示器4以時序方式顯示針對觀看者雙眼的圖像。在這種情形下，OLED背景照明2是由控制器24按照以下方式來進(jìn)行控制的用于照明IXD顯示器4當(dāng)前正在向其顯示圖像的眼睛的光帶6和7是以時序方式來激活的。如果，例如，IXD顯示器4向觀看者右眼顯示圖像，那么OLED背景照明2對觀看者的右眼位于其中的觀看者平面中的區(qū)域(“眼盒”)進(jìn)行照明。相反，不對觀看者的左眼位于其中的觀看者平面中的區(qū)域進(jìn)行照明，因此左眼就不能感受到針對右眼的圖像。如果，相反，IXD顯示器4向觀看者左眼顯示圖像，那么OLED背景照明2對觀看者的左眼位于其中的觀看者平面中的區(qū)域(“眼盒”)進(jìn)行照明。相反，不對觀看者的右眼位于其中的觀看者平面中的區(qū)域進(jìn)行照明，因此右眼就不能感受到針對左眼的圖像。因此，結(jié)合OLED背景照明2的時序控制，通過IXD顯示器4的這種時序圖像顯示實現(xiàn)了所期望圖像分離。進(jìn)一步，需要提到的是，從圖2可以看出，自動立體顯示器I的有效表面(activesurface)被劃分成四個象限I，II，III和IV。各個象限I，II，III和IV可以彼此間分離地并且獨立地受控，并且因此實現(xiàn)明顯簡化的“滾動背光”，以補(bǔ)償IXD顯示器4的有限刷新率。本申請的特別優(yōu)勢在于因為IXD顯示器4的時序圖像顯示，光學(xué)分辨率沒有損失。此外，根據(jù)本申請的自動立體顯示器I實現(xiàn)了多用戶操作，其中，多個觀看者可以同時觀看三維畫面，并且在過程中接收三維視覺印象。為此，如前面已經(jīng)簡單提到的，每個光帶組5中的每個光帶組具有多對光帶。最后，OLED背景照明2的逐列控制實現(xiàn)了針對觀看者雙眼的有效圖像分離。本申請不限于之前所描述的本申請的優(yōu)選示例性實施例。而是，多種變化和修改是可能的，這些變化和修改同樣使用了本申請的創(chuàng)造性構(gòu)思，并且因此落入本申請的保護(hù)范圍。參照表I自動立體顯示器20LED背景照明3透鏡柵4LCD 顯示器5光帶組6 光帶7 光帶8透鏡帶9光帶的光軸
10光帶組的中心軸11顯示器中心rml光帶組的柵尺寸rm2透鏡組的柵尺寸12-15 導(dǎo)軌16，17用于調(diào)節(jié)目的的光帶 18-21用于調(diào)節(jié)目的的光帶的導(dǎo)軌22，23用于調(diào)節(jié)目的的光帶24控制器
權(quán)利要求
1.一種自動立體顯不器(I)，包括 a)背景照明(2)，其具有多個平行的光帶組(5)，所述光帶組(5)中的每一個具有至少兩個平行的光帶(6，7)，其中，各個所述光帶組(5)被布置成以第一柵尺寸(rml)彼此相鄰，以及 b)透鏡柵(3)，其被布置在所述背景照明(2)之前的光路中，并且具有多個平行的透鏡帶(8)，其中，所述透鏡帶⑶被布置成以第二柵尺寸(rm2)彼此相鄰，以及 c)光調(diào)制器(4)，其被布置在所述透鏡柵(3)之前的光路中，并且顯示圖像信息， 其特征在于 d)所述背景照明(2)的所述第一柵尺寸(rml)與所述透鏡柵(3)的所述第二柵尺寸(rm2)不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動立體顯示器(I)，其特征在于 a)所述背景照明(2)的各個所述光帶組(5)中的每一個都具有中心軸(10)， b)所述透鏡柵(3)的各個所述透鏡帶(8)中的每一個都具有一個光軸(9)， c)在所述透鏡帶⑶的所述光軸(9)和所述光帶組(5)的所述中心軸(10)之間存在特定的偏移(V)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動立體顯示器(I)，其特征在于 a)所述透鏡帶⑶的所述光軸(9)和所述光帶組(5)的所述中心軸(10)之間的所述偏移(V)從顯示器中心(11)向顯示器邊緣向外增加，和/或 b)在所述顯示器中心(11)中，所述透鏡帶(8)的所述光軸(9)和所述光帶組(5)的所述中心軸(10)之間的所述偏移(V)是最小的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的自動立體顯示器(I)，其特征在于 所述透鏡帶⑶的所述光軸(9)和所述光帶組(5)的所述中心軸(10)之間的所述偏移(V)的尺寸按照以下方式進(jìn)行設(shè)置不同的所述光帶組(5)照明視平面中相同區(qū)域，而與它們在所述顯示器(I)內(nèi)的位置無關(guān)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的自動立體顯示器(I)，其特征在于 a)所述背景照明(2)的至少一個光帶(16，17;22，23)長于其它光帶(6，7)，并且在縱向上從所述背景照明(2)突出，以使所述透鏡柵(3)相對于所述背景照明(2)的調(diào)節(jié)便易，和/或 b)所述用于使調(diào)節(jié)便易的較長光帶(16，17)被布置在所述顯示器的中心中，和/或 c)較長的光帶(22，23)從外部布置在所述背景照明(2)的各條邊緣上，以使調(diào)節(jié)便易。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的自動立體顯示器(I)，其特征在于 a)提供多個導(dǎo)軌(12-15，18-21)，以用于對所述光帶(6，7)進(jìn)行供電，并且 b)所述用于使調(diào)節(jié)便易的光帶(16，17)和其余光帶(6，7)是通過分離的導(dǎo)軌(12-15，18-21)來進(jìn)行供電，并且 c)與對所述其余光帶(6，7)進(jìn)行供電的所述導(dǎo)軌(12-15)相比，對所述用于使調(diào)節(jié)便易的光帶(16，17 ;22，23)進(jìn)行供電的所述導(dǎo)軌(18-21)具有較小的截面。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的自動立體顯示器(1)，其特征在于 a)所述背景照明(2)被劃分成彼此間獨立受控的多個區(qū)域(I，II，III，1￥)，和/或 b)所述背景照明(2)的所述多個區(qū)域(I，II，III，IV)是四個象限。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的自動立體顯示器(1)，其特征在于所述光帶組(5)中的每一個都包括多對光帶出，7)，以同時給予多個觀看者自動立體視覺印象。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的自動立體顯示器(I)，其特征在于 a)被提供有控制器(24)以便于對所述背景照明(2)和所述光調(diào)制器(4)進(jìn)行控制， b)所述控制器(24)以時間同步方式來對所述背景照明(2)和所述光調(diào)制器(4)進(jìn)行控制， c)所述控制器(24)以如下的方式來對所述光調(diào)制器(4)進(jìn)行控制所述光調(diào)制器(4)以時序方式來向觀看者雙眼顯示不同圖像， d)所述控制器(24)以時序方式來激活所述背景照明(2)中的各個所述光帶組(5)的不同光帶(6，7)，所述光帶以時序方式來照明觀看者雙眼。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的自動立體顯示器(I)，其特征在于 a)所述光調(diào)制器(4)是LCD顯示器，和/或 b)所述背景照明(2)是OLED照明。
全文摘要
本申請涉及一種自動立體顯示器(1)，包括背景照明(2)，其具有多個平行的光帶組，每一個具有至少兩個平行的光帶(6，7)，其中，各個光帶組被布置成以第一柵尺寸彼此相鄰；透鏡柵(3)，其被布置在背景照明(2)之前，并且具有多個平行的透鏡帶(8)，其中，透鏡帶被布置以第二柵尺寸彼此相鄰；以及光調(diào)制器(4)，其被布置在透鏡柵(3)之前并且顯示圖像信息。建議背景照明(2)的第一柵尺寸與透鏡柵(3)的第二柵尺寸不同。
文檔編號G02B27/22GK102770795SQ201080059900
公開日2012年11月7日 申請日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者C·赫申, M·克拉夫頓, O·蒂申科, 拉爾斯·克羅克爾, 真斯·諾比, 邁克爾·斯科爾斯 申請人:健康與環(huán)境慕尼黑德國研究中心赫姆霍茨中心(有限公司)