自動立體顯示設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種基于柱狀透鏡的自動立體顯示裝置，其使用諸如發(fā)射型顯示裝置或反射型顯示裝置之類的顯示裝置。鄰近的柱狀透鏡（49）之間的界面被光屏蔽裝置（50）中斷，其至少從所述界面處的透鏡表面延伸到透鏡結(jié)構(gòu)中，從而提供在所述透鏡表面下方延伸的屏蔽。這樣減少了光在柱狀透鏡裝置中的側(cè)向前進(jìn)，并從而減少了由于透鏡材料中的波導(dǎo)而導(dǎo)致的串?dāng)_。
【專利說明】自動立體顯示設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種包括顯示面板和成像裝置的自動立體顯示設(shè)備，所述顯示面板具有用于產(chǎn)生顯示的顯示像素陣列，所述成像裝置用于將不同的視圖引導(dǎo)到不同的空間位置。
【背景技術(shù)】
[0002]用在前述類型的顯示器中的成像裝置的第一實例是擋板，其例如具有關(guān)于顯示器的下層像素確定尺寸和位置的狹縫。在雙視圖設(shè)計中，如果觀看者的頭部處在固定位置，則他/她能夠感知到3D圖像。所述擋板放置在顯示面板前方，并且被設(shè)計成使得來自奇數(shù)和偶數(shù)像素列的光分別被引導(dǎo)朝向觀看者的左眼和右眼。
[0003]這種雙視圖顯示設(shè)計的一個缺陷在于，觀看者不得不處在固定位置，并且只能向左或向右移動大約3cm。在一個更加優(yōu)選的實施例中，每一條狹縫下方的子像素列不是兩個而是若干個。這樣就允許觀看者向左和向右移動并且在他/她的眼中始終感知到立體圖像。
[0004]所述擋板裝置易于生產(chǎn)，但是光效率不高。因此，一種優(yōu)選的替換方案是使用透鏡裝置作為所述成像裝置。例如，可以提供彼此平行地延伸并且覆在顯示像素陣列上方的細(xì)長柱透鏡元件陣列，并且透過這些柱透鏡元件觀察顯示像素。
[0005]所述柱透鏡元件被提供為元件片，其中每一個元件包括細(xì)長半圓柱形透鏡元件。所述柱透鏡元件在顯示面板的列方向上延伸，其中每一個柱透鏡元件覆在對應(yīng)組的兩個或更多鄰近顯示像素列上方。
[0006]在其中例如每一個微柱透鏡(Ienticule)與兩列顯示像素相關(guān)聯(lián)的裝置中，每一列中的顯示像素提供對應(yīng)的二維子圖像的縱向切片。所述柱透鏡片把這兩個切片以及來自與其他微透鏡相關(guān)聯(lián)的顯示像素列的相應(yīng)切片引導(dǎo)至位于該片前方的用戶的左眼和右眼，從而使得用戶觀察到單一立體圖像。因此所述柱透鏡元件片提供光輸出引導(dǎo)功能。
[0007]在其他裝置中，每一個微透鏡與行方向上的一組四個或更多鄰近顯示像素相關(guān)聯(lián)。每一組中的相應(yīng)的顯示像素列被適當(dāng)設(shè)置用來提供來自對應(yīng)的二維子圖像的縱向切片。隨著用戶的頭部從左向右移動，感知到一系列連續(xù)的、不同的立體視圖，從而例如產(chǎn)生環(huán)視印象。
[0008]已知的自動立體顯示器使用液晶顯示器來生成圖像。
[0009]對于使用諸如電致發(fā)光顯示器之類的發(fā)射型顯示器的興趣日益增加，例如有機(jī)發(fā)光二級管(OLED)顯示器，這是因為這些顯示器不需要偏振器并且潛在地應(yīng)當(dāng)能夠提供增加的效率，因為與使用連續(xù)光照的背光的LCD面板相比，其像素在不被用來顯示圖像時會被關(guān)斷。
[0010]對于使用反射型顯示器的興趣也日益增加，諸如電泳顯示器和電潤濕顯示器之類。
[0011]本發(fā)明基于在自動立體顯示系統(tǒng)內(nèi)使用發(fā)射型或反射型顯示裝置。[0012]諸如OLED顯示器之類的發(fā)射型顯示器和諸如電泳顯示器之類的反射型顯示器與IXD顯示器的顯著不同之處在于光如何從像素發(fā)射。OLED像素是在寬范圍的方向上發(fā)光的發(fā)射器，電泳像素是在寬范圍的方向上反光的反射器。在本發(fā)明的情境中，這樣的發(fā)射器和反射器也分別被稱作漫發(fā)射器和漫反射器。對于常規(guī)的(2D)顯示器，OLED顯示器相比于需要背光并且在不采取特殊措施的情況下僅僅發(fā)射狹窄光束的LCD顯示器具有明顯優(yōu)勢。但是OLED材料的漫發(fā)射也造成挑戰(zhàn)，因為許多光在各個有機(jī)層內(nèi)部循環(huán)而不會被發(fā)射，從而導(dǎo)致低效率。為了改進(jìn)這一點，已經(jīng)尋求了各種解決方案來改進(jìn)離開OLED的光的輸出耦
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[0013]但是對于2D顯不器的這一改進(jìn)對于3D自動立體OLED顯不器實際上是一個問題。針對增加光輸出的解決方案無法被用在自動立體柱透鏡顯示器中，因為意圖從一個柱狀透鏡發(fā)射的光可以在玻璃中被反射到相鄰的透鏡。這樣會降低對比度并增加串?dāng)_。
[0014]諸如電泳和電潤濕顯示器之類的反射型顯示器可能會引起類似于前面對于OLED顯示器形式的發(fā)射型顯示器所討論的缺陷。
[0015]因此，在對于使用發(fā)射型和反射型顯示器的期望與對于3D自動立體顯示器內(nèi)的低串?dāng)_的期望之間存在沖突。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]根據(jù)本發(fā)明，提供一種自動立體顯示設(shè)備，其包括:
-包括間隔開的像素的陣列的顯示裝置；
-包括處在顯示裝置上方的平行柱狀透鏡陣列的自動立體透鏡裝置，其中在每一個柱狀透鏡下方提供多個像素，
其中，鄰近柱狀透鏡之間的界面配備有光屏蔽裝置，其至少從鄰近柱狀透鏡之間的界面處的透鏡表面延伸到透鏡結(jié)構(gòu)中，從而提供在透鏡表面下方延伸的屏蔽。
[0017]在本發(fā)明的一個實施例中，所述顯示裝置是諸如電致發(fā)光顯示器之類的發(fā)射型顯示器，例如OLED顯示器。在本發(fā)明的另一個實施例中，所述顯示裝置是反射型顯示器，諸如電泳顯示器或電潤濕顯示器之類。
[0018]所述光屏蔽裝置的頂部中斷透鏡表面，因此當(dāng)提到所述屏蔽“在透鏡表面下方”延伸時，這意味著將由透鏡定義該表面并且沒有光屏蔽中斷該表面。所述透鏡(或其垂直于其長軸的橫截面)具有確定透鏡形狀的單一焦點。因此雖然透鏡表面被光屏蔽裝置打斷，但是仍然可以從透鏡的其余部分確定(最初設(shè)計的)透鏡表面。
[0019]光屏蔽裝置的效果是阻擋(或反射)原本將導(dǎo)致透鏡結(jié)構(gòu)中的波導(dǎo)的低角度光。
[0020]所述光屏蔽裝置可以包括用以吸收光的光阻擋材料，或者用以導(dǎo)致這些低角度射線的全內(nèi)反射增加的氣隙。
[0021]所述光屏蔽裝置可以完全延伸穿過透鏡結(jié)構(gòu)，并且這樣于是可以完全防止透鏡之間的側(cè)向光通路。這樣還將防止出現(xiàn)多個視錐。
[0022]因此，對于所述光屏蔽裝置可能優(yōu)選的是在透鏡表面下方延伸一定的距離，該距離處于最大透鏡厚度的0.1到0.3倍之間。這意味著可能導(dǎo)致波導(dǎo)的低角度光被阻擋，但是多個視錐仍然被允許。
[0023]所述光屏蔽裝置可以在透鏡表面下方延伸距離h，其中h滿足以下條件:
【權(quán)利要求】
1.一種自動立體顯示設(shè)備，其包括:-包括間隔開的像素(44)的陣列的顯示裝置；-包括處在所述顯示裝置上方的平行柱狀透鏡陣列的自動立體透鏡裝置(49)，其中在每一個柱狀透鏡下方提供多個像素，-其中，鄰近的柱狀透鏡之間的界面配備有光屏蔽裝置(50)，其至少從鄰近柱狀透鏡之間的界面處的透鏡表面延伸到透鏡結(jié)構(gòu)中，從而提供在透鏡表面下方延伸的屏蔽。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述顯示裝置是發(fā)射型顯示裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述發(fā)射型顯示裝置是電致發(fā)光顯示裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述顯示裝置是反射型顯示裝置。
5.如權(quán)利要求1到4當(dāng)中的任一項所述的設(shè)備，其中，所述柱狀透鏡在像素列方向上延伸，或者與所述像素列方向成銳角傾斜，其中每一個透鏡覆蓋多個像素列。
6.如權(quán)利要求1到5當(dāng)中的任一項所述的設(shè)備，其中，所述光屏蔽裝置(50)包括光阻擋材料。
7.如權(quán)利要求1到5當(dāng)中的任一項所述的設(shè)備，其中，所述光屏蔽裝置包括氣隙(70)。
8.如任一項在前權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述光屏蔽裝置完全延伸穿過所述透鏡結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1到7當(dāng)中的任一項所述的設(shè)備，其中，所述光屏蔽裝置在透鏡表面下方延伸一定的距離，該距離處于最大透鏡厚度的0.1到0.3倍之間。
10.如權(quán)利要求1到7當(dāng)中的任一項所述的設(shè)備，其中，所述光屏蔽裝置在透鏡表面下方延伸滿足h〈0.6(印/f)的距離，其中e是最大透鏡厚度，P是透鏡間距，并且f是透鏡的焦距。
【文檔編號】H04N13/04GK103562777SQ201280026296
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月30日
【發(fā)明者】B.克魯恩, M.T.約翰遜, M.H.W.M.范德登, P.S.紐頓 申請人:皇家飛利浦有限公司