自動立體顯示設(shè)備和驅(qū)動方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種自動立體顯示設(shè)備，其中光阻擋布置被提供用于選擇性地阻擋已經(jīng)或者將在透鏡之間傳輸?shù)墓?。元件被提供在相鄰的透鏡位置之間，并且顯示可以被配置為使得到達(dá)這些元件的光或者被允許到達(dá)觀看者，或者被阻止到達(dá)觀看者。這意味著可以選擇公眾（多個(gè)錐體）觀看模式或者私人（單個(gè)的窄的觀看錐體）觀看模式。
【專利說明】自動立體顯示設(shè)備和驅(qū)動方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動立體顯示設(shè)備，該類型的自動立體顯示設(shè)備包括具有用于產(chǎn)生顯示的顯示像素的陣列的顯示面板和用于將不同的視圖引導(dǎo)至不同的空間位置的成像布置。

【背景技術(shù)】
[0002]用于該類型的顯示中的成像布置的第一示例是屏障，例如采用大小和定位與顯示的下層像素有關(guān)的縫隙。在雙視圖設(shè)計(jì)中，如果他的/她的頭處于固定的位置，觀看者則能夠感知3D圖像。屏障位于顯示面板的前面，并且被設(shè)計(jì)為使得來自于奇數(shù)和偶數(shù)的像素列的光分別被引導(dǎo)至觀看者的左眼和右眼。
[0003]這種類型的雙視圖顯示設(shè)計(jì)的缺陷在于觀看者必須處于固定的位置，并且只能夠向左或者向右移動大致3cm。在更優(yōu)選的實(shí)施例中，每個(gè)縫隙下面不是存在兩個(gè)子像素列，而是數(shù)個(gè)。這樣，觀看者被允許向左和向右移動，并且在他的/她的眼睛中始終感知立體的圖像。
[0004]屏障布置生產(chǎn)起來是簡單的但不是有光效率的。因此，優(yōu)選的替代是使用透鏡(lens)布置作為成像布置。例如，可以提供彼此平行地延伸并且覆蓋在顯示像素陣列上的伸長的透鏡式(lenticular)元件的陣列，并且通過這些透鏡式元件觀察顯示像素。
[0005]透鏡式元件被提供作為元件片，每個(gè)元件包括伸長的半圓柱形透鏡元件。透鏡式元件一般在顯示面板的列方向上延伸，每個(gè)透鏡式元件覆蓋在相應(yīng)的兩個(gè)或者更多的相鄰的顯示像素列的組上。
[0006]在布置中，其中例如每個(gè)微透鏡與兩列顯示像素關(guān)聯(lián)，每列中的顯示像素提供相應(yīng)的二維子像素的垂直切片(vertical slice)。透鏡式的片將這些兩個(gè)切片和來自于與其它的微透鏡關(guān)聯(lián)的顯示像素列的對應(yīng)的切片引導(dǎo)至位于片前面的用戶的左眼和右眼，使得用戶觀察單個(gè)的立體圖像。因而，透鏡式元件的片提供光輸出引導(dǎo)功能。
[0007]在其它的布置中，每個(gè)微透鏡與一組行方向上的四個(gè)或者更多的相鄰的顯示像素關(guān)聯(lián)。每個(gè)組中的對應(yīng)的顯示像素列被適當(dāng)?shù)夭贾靡蕴峁﹣碜杂谙鄳?yīng)的二維子圖像的垂直切片。當(dāng)用戶的頭從左向右移動時(shí)，感知到一系列連續(xù)的、不同的立體視圖，造成例如環(huán)視的印象。
[0008]增加視圖的數(shù)量改進(jìn)了 3D印象，但是減小了由觀看者感知到的圖像分辨率，因?yàn)樗械囊晥D都是通過本地的顯示被同時(shí)顯示。通常發(fā)現(xiàn)折衷，由此許多視圖(諸如9或15)被顯示在所謂的觀看錐體(viewing cone)中，并且這些觀看錐體跨視場重復(fù)。最終結(jié)果是具有大的視角的顯示，盡管觀看者在選擇他們觀看3D監(jiān)視器或者電視的位置中不是完全自由的:在觀看錐體之間的邊界處，3D效果是不存在的并且出現(xiàn)幻像。在顯示的用戶將不喜歡關(guān)于顯示內(nèi)容的所有或者某些部分的竊取的情況中，該寬視角是問題。一個(gè)通常的示例是在通勤期間閱讀郵件和文件。
[0009]已經(jīng)提出提供一種具有私人和公眾觀看模式的顯示。這也已經(jīng)針對3D自動立體顯示被提出，例如在US2011/0234605中。該文獻(xiàn)公開了通過驅(qū)動不同的子像素的布置能夠創(chuàng)建不同的模式。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]根據(jù)本發(fā)明，提供有一種如獨(dú)立權(quán)利要求中定義的顯示和方法。
[0011]在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種自動立體顯示設(shè)備，包括:
顯示面板；
布置在顯示面板前面的透鏡陣列；和
用于選擇性地阻擋在透鏡之間被引導(dǎo)的光的光阻擋布置，其中光阻擋布置包括提供在相鄰的透鏡位置之間的元件；
其中顯示可被配置于至少兩種不同的模式:其中光阻擋布置阻擋在透鏡之間被引導(dǎo)的光的第一私密模式；和其中光阻擋布置不阻擋在透鏡之間被引導(dǎo)的光的第二公眾模式。
[0012]“在透鏡之間被引導(dǎo)”的意思是具有在到達(dá)透鏡輸出之前從一個(gè)透鏡傳輸至相鄰的透鏡的方向的光。
[0013]因而本發(fā)明提供一種基于透鏡的自動立體顯示設(shè)備，其中可切換的私密模式能夠接通和關(guān)斷錐體重復(fù)(cone r印etit1n)。利用錐體重復(fù)，顯示功能酷似正常的基于透鏡的自動立體顯示。沒有錐體重復(fù)(由于透鏡之間的阻擋功能)，視角就局限于一個(gè)錐體。單個(gè)的觀看錐體的開度角是基于透鏡間距和片厚度之間的關(guān)系的透鏡設(shè)計(jì)選擇。
[0014]這種方式的優(yōu)勢在于即使在私密模式中，期望的觀看錐體的輸出視亮度不被減小，并且使用了滿顯示分辨率。
[0015]配置的設(shè)定可以基于從用戶接收到的輸入，例如經(jīng)由在兩種狀態(tài)之間切換的開關(guān)(或者是物理的，諸如膝上型電腦鍵，或者是軟件中的)。“私密模式”可以被分配至在設(shè)備上運(yùn)行的應(yīng)用，使得當(dāng)至少一個(gè)具有該私密模式的應(yīng)用在運(yùn)行時(shí)，視角局限于單個(gè)的錐體。
[0016]透鏡之間的元件可以是執(zhí)行光阻擋的元件，要不它們能夠處理(諸如，更改偏振)將由另外的光學(xué)元件阻擋的光。
[0017]在一個(gè)布置中，光阻擋布置可包括用于改變光偏振的可切換的延遲器布置和用于阻擋至少一個(gè)偏振的偏光器布置。
[0018]在一個(gè)實(shí)施方式中，提供在相鄰的透鏡之間的元件包括偏光器布置，并且可切換的延遲器布置在透鏡陣列之前被提供。這樣，通過使用延遲器選擇是否切換偏振，透鏡之間的偏光器元件將執(zhí)行吸收或者傳送功能。
[0019]可切換的延遲器布置可以是像素化的(作為無源的或者有源的矩陣)，以能夠?qū)崿F(xiàn)在本地設(shè)定的可切換的私密模式。在該情形中，設(shè)備能夠操作使得私密模式以對用戶而言清楚且方便的方式在本地被設(shè)定。針對圖形用戶接口的一個(gè)具體的解決方案是將應(yīng)用私密模式嵌入到⑶I元件中。
[0020]相反，可切換的延遲器布置可包括單個(gè)的可切換組件。
[0021]光阻擋布置還可包括第二偏光器布置，可切換的延遲器布置被提供在兩個(gè)偏光器布置之間。第二偏光器布置例如只是如果顯示面板輸出任意地被偏振才需要。
[0022]在替代性的布置中，提供在相鄰的透鏡之間的元件包括可切換的延遲器布置，并且偏光器布置是在透鏡陣列之后提供的(“之后”的意思是進(jìn)一步沿著從顯示面板輸出的光路)。
[0023]在該情形中，透鏡之間的元件不執(zhí)行光阻擋，這是由隨后的偏光器布置實(shí)施的。
[0024]光阻擋布置還可以再包括第二偏光器布置，可切換的延遲器布置提供在兩個(gè)偏光器布置之間(“之間”再參照光路)。
[0025]在上面概述的所有的示例中，對于已經(jīng)在透鏡之間傳輸?shù)墓?，即在寬的視角方向上傳輸?shù)墓?，存在由偏光器跟隨的可切換的延遲器。對于正常地從顯不傳輸?shù)墓?，存在僅通過兩個(gè)組件中的一個(gè)(取決于配置，可能為延遲器或者偏光器)的路徑，使得依賴于偏振的光阻擋不被實(shí)施。
[0026]在另一組示例中，提供在相鄰的透鏡之間的元件包括能夠在光阻擋和光傳送模式之間切換的可切換組件。這樣，每兩個(gè)鄰近的透鏡之間的光學(xué)元件是能夠在傳送和吸收狀態(tài)之間切換的。例如，每個(gè)元件可包括電泳單元。
[0027]顯示面板可包括液晶顯示或者光發(fā)射顯示。
[0028]透鏡陣列可包括彎曲的透鏡部分，其中:
彎曲的透鏡部分背向顯示面板，并且元件處于彎曲的透鏡部分之下的透鏡中；或者彎曲的透鏡部分面向顯示面板，透鏡部分和顯示面板之間具有復(fù)制結(jié)構(gòu)(replicastructure)，并且元件在復(fù)制結(jié)構(gòu)中。因而，當(dāng)從顯示面板看過去時(shí)，透鏡可能是凹面的或者凸面的。
[0029]在另一方面中，本發(fā)明提供了一種操作自動立體顯示設(shè)備的方法，該自動立體顯示設(shè)備包括顯示面板和布置在顯示面板前面的透鏡陣列，以及用于選擇性地阻擋在透鏡之間被引導(dǎo)的光的光阻擋布置，其中光阻擋布置包括提供在相鄰的透鏡位置之間的元件；
其中該方法包括將顯示配置于至少兩種不同模式中的一種:其中光阻擋布置阻擋在透鏡之間被引導(dǎo)的光的第一私密模式；和其中光阻擋布置不阻擋在透鏡之間被引導(dǎo)的光的第二公眾模式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]現(xiàn)在，將單純地通過示例的方式，參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中:
圖1是已知的自動立體顯示設(shè)備的示意性透視圖；
圖2示出了透鏡式陣列如何向不同的空間位置提供不同的視圖；
圖3示出了多視圖自動立體顯示的布局的橫截面；
圖4是圖4的特寫；
圖5示出了 9視圖系統(tǒng)，其中在錐體集合的每個(gè)錐體中產(chǎn)生的視圖是同等的；
圖6示出了實(shí)施透鏡式透鏡的第一種方式；
圖7示出了實(shí)施透鏡式透鏡的第二種方式；顯示的示例；
圖8示出了本發(fā)明的顯示設(shè)備的第一示例；
圖9示出了本發(fā)明的顯示設(shè)備的第二示例；以及圖10示出了本發(fā)明的顯示設(shè)備的第三示例。

【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明提供自動立體顯示設(shè)備，其中光阻擋布置被提供用于選擇性地阻擋由于大的側(cè)偏(即，非法線的)傳播角引起的已經(jīng)或者將在相鄰的透鏡之間傳輸?shù)墓狻Ｔ惶峁┰谙噜彽耐哥R位置之間，并且顯示能夠被配置成使得到達(dá)這些元件的光或者被允許到達(dá)觀看者，或者被阻止到達(dá)觀看者。這意味著能夠選擇公眾(多個(gè)錐體)觀看模式或者私人(單個(gè)的窄的觀看錐體)觀看模式。
[0032]圖1是已知的直接視圖的自動立體顯示設(shè)備1的示意性透視圖。已知的是設(shè)備1包括充當(dāng)空間光調(diào)制器以產(chǎn)生顯示的有源矩陣型液晶顯示面板3。
[0033]顯示面板3具有以行和列布置的顯示像素5的正交陣列。為了清楚起見，在圖中僅示出了少量的顯示像素5。實(shí)際上，顯示面板3可包括大約一千行和幾千列的顯示像素5。
[0034]液晶顯示面板3的結(jié)構(gòu)完全是常規(guī)的。特別地，面板3包括一對隔開的透明玻璃襯底，在它們之間提供對準(zhǔn)的扭曲向列相或者其它的液晶材料。襯底在它們的面對的表面上載有透明的氧化銦錫(ΙΤ0)電極的圖案。偏光層也被提供在襯底的外表面上。
[0035]每個(gè)顯示像素5包括襯底上的相反的電極，其間具有中間的液晶材料。顯示像素5的形狀和布局由電極的形狀和布局確定。顯示像素5通過間隙有規(guī)則地彼此隔開。
[0036]每個(gè)顯示像素5與諸如薄膜晶體管(TFT)或者薄膜二極管(TFD)的開關(guān)元件關(guān)聯(lián)。通過向開關(guān)元件提供尋址信號，顯示像素被操作來產(chǎn)生顯示，并且適當(dāng)?shù)膶ぶ贩桨笇Ρ绢I(lǐng)域技術(shù)人員將是已知的。
[0037]顯示面板3被光源7照射，在該情形中，光源包括在顯示像素陣列的區(qū)域上方延伸的平坦的背光。來自光源7的光被引導(dǎo)通過顯示面板3，個(gè)體的顯示像素5被驅(qū)動來調(diào)制光并且產(chǎn)生顯示。
[0038]顯示設(shè)備1還包括布置在顯示面板3的顯示側(cè)上方的透鏡式片9，其執(zhí)行視圖形成功能。透鏡式片9包括一行彼此平行地延伸的透鏡式元件11，為了清楚起見，只是以放大的尺寸示出了其中的一個(gè)。
[0039]透鏡式元件11是凸面的柱面透鏡的形式，并且它們充當(dāng)光輸出引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，以提供從顯示面板3到位于顯示設(shè)備1前面的用戶的眼睛的不同的圖像或者視圖。
[0040]設(shè)備具有控制背光和顯示面板的控制器13。
[0041]圖1中所示的自動立體顯示設(shè)備1能夠提供不同方向上的數(shù)個(gè)不同的透視圖。特別地，每個(gè)透鏡式元件11覆蓋在每行中的一小組的顯示像素5上。透鏡式元件11在不同的方向上投射組中的每個(gè)顯示像素5，以形成數(shù)個(gè)不同的視圖。當(dāng)用戶的頭從左向右移動時(shí)，他的/她的眼睛將依次接收數(shù)個(gè)視圖中的不同視圖。
[0042]技術(shù)人員將意識到光偏振機(jī)構(gòu)必須與上面描述的陣列共同使用，因?yàn)橐壕Р牧鲜请p折射的，折射率切換僅應(yīng)用于特定的偏振的光。光偏振機(jī)構(gòu)可被提供作為設(shè)備的顯示面板或者成像布置的一部分。
[0043]圖2示出了如上面描述的透鏡式類型的成像布置的操作的原理，并且示出了背光20、諸如IXD的顯示設(shè)備24和透鏡27的透鏡式陣列28。圖2示出了透鏡式布置28如何將不同的像素輸出弓丨導(dǎo)至三個(gè)不同的空間位置。
[0044]本發(fā)明涉及這樣的顯示中的視圖重復(fù)，下面對其進(jìn)行解釋。
[0045]圖3示出了多視圖自動立體顯示的布局的橫截面。某個(gè)透鏡式透鏡27下面的每個(gè)像素311至31νπ將促成具體的視圖321至32νπ。該透鏡下面的所有的像素將一起促成視圖錐體。該錐體(線37’和37’’之間)的寬度由數(shù)個(gè)參數(shù)的組合確定:其取決于從像素平面到透鏡式透鏡的平面的距離34 (D)，其還取決于透鏡間距35 (PL)0
[0046]圖4是圖3的特寫，并且示出了由顯示24的像素發(fā)射(或者調(diào)制)的光被最靠近該像素的透鏡式透鏡27收集，而且被透鏡式布置28的鄰近透鏡27’和27’’收集。這是重復(fù)的視圖錐體的發(fā)生的起源。例如，像素31IV促成如所示出的觀看錐體29’、29’’和29’’’。
[0047]在每個(gè)錐體中產(chǎn)生的對應(yīng)的視圖是同等的。該效果示意性地示出在針對9視圖系統(tǒng)(即，每個(gè)錐體中9個(gè)視圖)的圖5中。
[0048]對于3D效果和分辨率損失之間的可接受的折衷，視圖的總數(shù)量通常限于9或15。這些視圖具有通常1至2度的角寬度。視圖和錐體具有它們是周期性的性質(zhì)。
[0049]存在兩種基本的透鏡式設(shè)計(jì)。
[0050]圖6示出了最不復(fù)雜的設(shè)計(jì)，其中透鏡式陣列28的透鏡27的彎曲面背向顯示面板24。
[0051]圖7示出了在寬的視角上具有更佳的性能的替代性設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)在W0-2009/147588中詳細(xì)描述，并且牽涉具有不同于透鏡式透鏡陣列28的折射率的折射率的膠(通常是聚合物)的使用。玻璃或者聚碳酸酯板56具有與膠58類似的折射率并且被用來為透鏡式透鏡在顯示面板上聚焦創(chuàng)造足夠的距離。透鏡式陣列28的透鏡的彎曲面面向顯示面板24。
[0052]本發(fā)明是基于包括透鏡之間的元件的光學(xué)布置的使用。該布置作為整體(不一定是透鏡之間的部件)能夠被切換至光傳送或者阻擋模式。這樣，來自于像素的將從鄰近的透鏡離開顯示的光能夠被阻擋，而主要的觀看錐體是不變的。本發(fā)明能夠被實(shí)施為微透鏡和附加層之間的光學(xué)元件，其提供進(jìn)入/離開透鏡式透鏡的光的控制使得光阻擋功能能夠?qū)崿F(xiàn)或者禁用。
[0053]具有各不相同的復(fù)雜性和光效率的各種實(shí)施例是可能的，諸如:
(i)光阻擋結(jié)構(gòu)是偏光器，并且光路包括至少一個(gè)延遲器。這特別地適合于液晶顯示和具有短的上市時(shí)間的自發(fā)光顯示。
(ii)光阻擋結(jié)構(gòu)是延遲器并且光路包括偏光器。
(iii)光阻擋結(jié)構(gòu)是電泳單元。這可能特別適合于將來的自發(fā)光顯示。
[0054]圖8不出了基于將偏光器用作光阻擋兀件的第一實(shí)施例。
[0055]第一偏光器60被提供在顯不面板24和透鏡式陣列28之間。第二偏光器62的布置被提供在透鏡兀件之間。光學(xué)延遲器64被提供在偏光器60、62之間。
[0056]顯不面板24上面的偏光器60只是如果光沒有已經(jīng)被偏振是必要的，因此對于IXD顯不，該層60可以被去除。
[0057]該布置與正常的透鏡式片(圖6)以及倒置的方式(圖7)是兼容的。
[0058]圖8示出了圖6中所示的類型的透鏡式片的應(yīng)用。然而，相同的方式可以被應(yīng)用于圖7中所示的類型的透鏡式片。在該情形中，光阻擋偏光器延伸通過間隔層56和膠層58到達(dá)透鏡邊界。
[0059]透鏡式片可以通過隆起透鏡式片并且利用當(dāng)干燥時(shí)具有偏振功能的材料對其進(jìn)行填充來制造。替代方案是分別地生產(chǎn)透鏡和偏振條，并且然后將它們膠結(jié)在一起以形成透鏡式片。然后，將該片放置在其它的顯示層的上面。
[0060]延遲器64可以為兩側(cè)都覆蓋有單個(gè)的透明的(例如ΙΤ0)電極的單個(gè)的液晶盒，使得延遲器作為整體能夠在極性狀態(tài)之間切換。替代性地，延遲器64可以被圖案化使得LC盒覆蓋單個(gè)的子像素、像素或者像素集合。在該情形中，盒可以被獨(dú)立地切換。這允許了內(nèi)容、任務(wù)或者應(yīng)用私密模式，使得顯示上的敏感信息(例如郵件)僅在小的觀看錐體中是可見的，而不敏感的信息不是的。
[0061]圖9示出了替代性的版本，其中延遲層70被提供在透鏡式透鏡之間，并且第一偏光器72被提供在顯示面板24和透鏡式陣列28之間，并且第二偏光器74被提供在透鏡式陣列的輸出側(cè)上。這樣，可切換的延遲器再次被夾在兩個(gè)偏光器之間，但是可切換的延遲器在透鏡之間。圖9示出了該方式應(yīng)用于圖7的透鏡結(jié)構(gòu)的類型，以示出與圖6相比的垂直的阻擋元件的不同的位置。然而，圖9的方式也可以被應(yīng)用于圖6的基本的透鏡式設(shè)計(jì)。
[0062]由于偏光器和液晶盒中的吸收，液晶顯示是低效率的。當(dāng)使用IXD顯示時(shí)，光已經(jīng)被偏振，所以上面的這兩種方式將不會很大程度地進(jìn)一步減小光效率。然而，在通常發(fā)射所有的偏振的光的自發(fā)光顯示的情形中，添加偏光器至少讓光輸出減半。由于亮度與使用期和電池壽命具有負(fù)相關(guān)，所以這一點(diǎn)應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地被避免。
[0063]如果光學(xué)元件不依靠偏振而是能夠在(大部分地)吸收和(大部分地)傳送狀態(tài)之間切換，那么可避免低效率。通過使用電泳，其是可能做到的。
[0064]圖10示出了其中每個(gè)光學(xué)阻擋元件由含有帶電的吸光粒子的填充流體的單元80組成的示例。單元上面和下面的電極82允許電壓被施加以將所有的帶電粒子移動至容器84，這是公眾模式。在自然狀態(tài)下，粒子是分散在液體中的，這是私人模式。
[0065]粒子容器84還可以通過阻擋能夠以波導(dǎo)的方式在透鏡結(jié)構(gòu)內(nèi)行進(jìn)的全內(nèi)反射給予減少干擾的添加的優(yōu)勢。
[0066]特別是對于0LED顯示，透鏡結(jié)構(gòu)內(nèi)的全內(nèi)反射的問題出現(xiàn)，因?yàn)?LED像素是在所有方向上發(fā)射光的漫射發(fā)射器。對于常規(guī)的(2D)顯示，這在需要背光并且不采取特殊的措施僅發(fā)射窄的光束中的光的LCD顯示上是清楚的優(yōu)勢。然而，0LED材料的漫射發(fā)射也提出了挑戰(zhàn)，因?yàn)榇罅康墓庠谟袡C(jī)層內(nèi)部被循環(huán)利用并且沒有被發(fā)射，引起低效率。為了改進(jìn)，已經(jīng)尋求各種解決方案來改進(jìn)0LED外的光的外耦合。
[0067]然而，事實(shí)上，這種針對2D顯示的改進(jìn)對于3D自動立體0LED顯示是問題。用于增加光輸出的解決方案不能被用于自動立體透鏡式顯示，因?yàn)橐庠趶囊粋€(gè)透鏡式透鏡發(fā)射的光可能在玻璃中被反射至鄰近的透鏡。這減少了對比度并且增加了干擾。
[0068]因而，增加來自于0LED面板的光外耦合的期望和3D自動立體顯示內(nèi)的低干擾的期望之間存在沖突。
[0069]即使在公眾模式時(shí)，粒子容器也能夠被設(shè)計(jì)來阻擋透鏡之間的光的傳輸以減小干擾，但是仍然允許多個(gè)觀看錐體的生成。粒子容器延伸到透鏡結(jié)構(gòu)中的程度決定了它們在減少由透鏡結(jié)構(gòu)內(nèi)的波導(dǎo)導(dǎo)致的干擾方面具有多大影響。
[0070]為了該目的，在 申請人:的標(biāo)題為“Autostereoscopic Display Device (自動立體顯示設(shè)備)”的未公布的國際專利申請PCT/IB2012/05242中，討論了(非可切換的)光阻擋的使用。
[0071]透鏡式自動立體顯示可以使用用于顯示照射的不同技術(shù)。
[0072]例如，冷陰極熒光燈(“CCFL”)背光通常包括放置在排列有白的和漫射(朗伯(Lambertian))背板的腔中的一行CCFL燈。來自于CCFL燈的光或者直接地傳輸通過漫射器，或者經(jīng)由背襯傳輸通過漫射器，以隱藏?zé)舨⑶冶ＷC足夠均勻的屏亮度。
[0073]在一個(gè)示例中，使用排列有小的棱鏡的所謂的視亮度增強(qiáng)箔片來準(zhǔn)直光。為了防止由于偏振導(dǎo)致的過度的光損失，使用充當(dāng)反射偏光器的雙視亮度增強(qiáng)箔片。這樣，不需要的偏振的光被返回至燈，在漫反射之后，其可能在燈處再進(jìn)入光學(xué)元件。由于雙視亮度增強(qiáng)箔片是弱的偏光器，所以可以使用另一偏光器(叫做“偏振元件”)。
[0074]LC面板具有濾色器和另一叫做“檢偏振器”的偏光器。
[0075]除了在電壓被施加至液晶盒時(shí)，所有的光都被偏振元件和檢偏振器(這兩個(gè)偏光器)阻擋，在該情形中，偏振在偏光器之間被改變并且正因如此光能夠通過檢偏振器。從CCFL燈發(fā)射的白光通過濾色器被過濾，使得能夠產(chǎn)生彩色。
[0076]白LED可被用來代替CCFL背光以改進(jìn)能量效率。附加的優(yōu)勢在于LED能夠被快速地接通和關(guān)斷，并且由此允許基于幀的局部調(diào)光以改進(jìn)黑電平和功率效率。另一步驟使用具有可以增加色域的好處的RGB LED替代白LED。LED可以被放置在顯示面板的后面或者圖案化的波導(dǎo)的側(cè)邊上以產(chǎn)生側(cè)光式顯示。
[0077]—些新的發(fā)射技術(shù)，也就是有機(jī)發(fā)光二極管(0LED)、有機(jī)發(fā)光晶體管(0LET)和量子點(diǎn)LED(QLED)，尤其適于創(chuàng)建背光，因?yàn)檫@些技術(shù)允許創(chuàng)建均勻發(fā)射的表面。這去除了漫射器和波導(dǎo)的需要，并且因而能夠減少組件的數(shù)量并使得顯示器更加薄。
[0078]如果使用直接的發(fā)射顯示技術(shù)，那么可以免除背光。對于視頻中的18%的平均灰度級，82%的被偏振的光在LCD系統(tǒng)中被吸收。屏中所有的組合的層具有大約7%的透光度。因此，實(shí)際上平均只有7%的18% (等于1.6%)的發(fā)射的光離開屏。
[0079]與此相反，具有直接發(fā)射的像素的顯示器僅發(fā)射所需要的光，并且因而即使精加工將去除一半的光，對于平均內(nèi)容量(average content)，顯示器也將具有31倍(50%除以1.6%)的IXD的效率。對于白色，效率將是IXD效率的7倍(50%除以7%)。
[0080]有機(jī)發(fā)光二極管(0LED)和晶體管(0LET)以及量子點(diǎn)LED (QLED)是產(chǎn)生幾乎任何期望的形狀和大小的有效率的且大功率的平面發(fā)射器的新原理。一個(gè)選擇是使用具有這樣的背光的LCD設(shè)計(jì)。然而，要使用所提到的技術(shù)的全部潛力，像素自身應(yīng)當(dāng)是改進(jìn)效率的發(fā)射器。
[0081]0LED發(fā)射器可以被模擬為朗伯(Lambertian)發(fā)射器。朗伯表面從所有的角度看起來都是同樣明亮的。針對大的表面的0LED光亮度是足夠高的以允許LCD背光。基于7%的效率和300cd/m2的白輸出，0LED背光光亮度超過400cd/m2。對于小的發(fā)射器，較高的視売度應(yīng)當(dāng)不是問題。
[0082]本發(fā)明可應(yīng)用于所有的這些類型的顯示。
[0083]上面的示例說明了非可切換的自動立體顯示。
[0084]通過讓多視圖顯示的透鏡可切換，具有與3D模式組合的高的2D分辨率模式成為可能?？汕袚Q的透鏡的其它的使用是時(shí)間順序地增加視圖的數(shù)量(W0-2007/072330)和允許多種3D模式(W0-2007/072289)。已知的產(chǎn)生2D/3D可切換的顯示的方法用以下內(nèi)容代替透鏡式透鏡:
(i)填充有液晶材料的透鏡形狀的腔，其透鏡功能由控制LC分子的定向的電極接通/關(guān)斷或者通過更改光的偏振(通過可切換的延遲器)接通/關(guān)斷。
(ii)填充有液晶的盒子形狀的腔，電極在其中控制LC分子的定向來創(chuàng)建梯度指數(shù)的透鏡(例如，參見W02007/072330 )。
(iii)微滴形狀由電場控制的電潤濕透鏡。
(iv)填充有透明的在不同的折射率的流體中的電泳粒子的透鏡形狀的腔(W0-2008/032248)o
[0085]本發(fā)明可被應(yīng)用于可切換的自動立體顯示，例如，上面所概述的類型的自動立體顯不。
[0086]在實(shí)踐要求保護(hù)的發(fā)明時(shí)，依據(jù)繪圖、公開內(nèi)容和所附的權(quán)利要求的研究，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解和完成所公開的實(shí)施例的其它變型。在權(quán)利要求中，詞語“包括”不排除其它的元件或步驟，并且不定冠詞“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。某些手段被敘述在相互不同的從屬權(quán)利要求中這一純粹事實(shí)不表明不能有利地使用這些手段的組合。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)當(dāng)解釋為限制范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種自動立體顯示設(shè)備，包括: 顯示面板(24)； 布置在所述顯示面板(24)前面的透鏡(27)陣列(28)；和 用于選擇性地阻擋在所述透鏡(27 )之間被引導(dǎo)的光的光阻擋布置(60、62、64 ；70、72、74 $03234),其中所述光阻擋布置包括提供在相鄰的透鏡位置之間的元件； 其中所述顯示可被配置于其中所述光阻擋布置〔60、62、64 ；70、72、74 ；80?82?84?阻擋在所述透鏡之間被引導(dǎo)的光的私密模式，和其中所述光阻擋布置〔60、62、64 ；70、72、74 ；80、82、84?不阻擋在所述透鏡之間被引導(dǎo)的光的公眾模式。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述光阻擋布置包括用于改變光偏振的可切換的延遲器布置(64:70)和用于阻擋至少一個(gè)偏振的偏光器布置(62 ；74?。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中提供在所述相鄰的透鏡之間的所述元件包括所述偏光器布置(62),并且所述可切換的延遲器布置(64)在所述透鏡陣列之前被提供。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述可切換的延遲器布置(64)是像素化的。
5.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述可切換的延遲器布置(64)包括單個(gè)的可切換的組件。
6.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述光阻擋布置還包括第二偏光器布置(60),所述可切換的延遲器布置(64)被提供在兩個(gè)偏光器布置之間。
7.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中提供在所述相鄰的透鏡之間的所述元件包括所述可切換的延遲器布置(70),并且所述偏光器布置(74)在所述透鏡陣列之后被提供。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述光阻擋布置還包括第二偏光器布置(72),所述可切換的延遲器布置被提供在兩個(gè)偏光器布置之間。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中提供在相鄰的透鏡之間的所述元件包括可在光阻擋和光傳送模式之間切換的可切換組件(80，84 )。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述元件(80,84)每個(gè)都包括電泳單元。
11.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述顯示面板(24)包括液晶顯示。
12.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述顯示面板(24)包括光發(fā)射顯示。
13.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述透鏡(27)包括彎曲的透鏡部分，其中: 所述彎曲的透鏡部分背向所述顯示面板(24),并且所述光阻擋布置的所述元件處于所述彎曲的透鏡部分之下的透鏡中；或者 所述彎曲的透鏡部分面向所述顯示面板(24),所述透鏡部分和所述顯示面板之間具有復(fù)制結(jié)構(gòu)(56, 58),并且所述光阻擋布置的所述元件在所述復(fù)制結(jié)構(gòu)(56, 58)中。
14.一種操作自動立體顯示設(shè)備的方法，該自動立體顯示設(shè)備包括顯示面板(24)和布置在所述顯示面板(24)前面的透鏡(27)陣列(28),以及用于選擇性地阻擋在所述透鏡之間被引導(dǎo)的光的光阻擋布置〔60、62、64 ；70、72、74:8(^82,84),其中所述光阻擋布置包括提供在相鄰的透鏡位置之間的元件； 其中所述方法包括將所述顯示配置于至少兩種不同模式中的一種:其中所述光阻擋布置(604244 ；70、72、74 ；80?82?84?阻擋在所述透鏡之間被引導(dǎo)的光的私密模式；和其中所述光阻擋布置〔60、62、64 ；70、72、74 ；80?82?84?不阻擋在所述透鏡之間被引導(dǎo)的光的公眾模式。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述配置包括控制用于改變光偏振的可切換的延遲器布置(64, 70),其中偏光器布置(62 ；74?被提供用于阻擋至少一個(gè)偏振。
【文檔編號】H04N13/04GK104365093SQ201380028770
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月1日
【發(fā)明者】B.克魯恩 申請人:皇家飛利浦有限公司