自动立体显示设备制造技术

一种自动立体显示器包括像素化显示面板和视图形成设置，所述像素化显示面板包括单色像素的阵列或者不同颜色的子像素的阵列，所述视图形成设置包括透镜元件的阵列。所述像素形成六边形网格，并且所述透镜同样在六边形网格中重复。定义涉及像素网格与透镜网格之间的映射的矢量

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动立体显示设备
本专利技术涉及自动立体显示设备以及用于此类显示设备的驱动方法。
技术介绍
已知的自动立体显示设备包括具有显示像素（其中一个“像素”通常包括一个“子像素”集合，并且“子像素”是最小的单独可寻址的单色画面单元）的行列阵列的二维液晶显示面板，其中所述显示像素阵列充当图像形成装置以便产生显示。彼此平行地延伸的细长透镜的阵列覆盖在所述显示像素阵列上并且充当视图形成装置。这些透镜被称作“柱状透镜（lenticularlens）”。来自显示像素的输出透过这些柱状透镜被投影，所述柱状透镜的功能是修改输出的方向。像素包括可以被寻址以便产生所有可能的颜色的最小子像素集合。出于本说明书的目的，还定义“单位单元格（unitcell）”。单位单元格被定义成重复以形成完全子像素图案的最小子像素集合。单位单元格可以是与像素相同的子像素安排。但是单位单元格可以包括比像素更多的子像素。例如如果存在具有不同指向的子像素的像素，就会出现这种情况。总体子像素图案于是以比像素更大的基本单位（单位单元格）重复。柱状透镜被提供作为透镜元件的薄板，其中每一个透镜元件包括一个细长的、部分地成圆柱形（例如半圆柱形）的透镜元件。柱状透镜在显示面板的列方向上延伸，其中每一个柱状透镜覆盖对应的一组两个或更多邻近的显示子像素列。每一个柱状透镜可以与两列显示子像素相关联，从而允许用户观察到单幅立体图像。相反，每一个柱状透镜可以与行方向上的一组三个或更多邻近的显示子像素相关联。每一组中的相应的各列显示子像素被适当地安排成提供来自对应的二维子图像的一个垂直切片。随着用户的头部从左向右移动，将会观察到一系列相继的不同立体视图，从而例如产生环视印象。图1是已知的直视自动立体显示设备1的示意性透视图。已知的设备1包括有源矩阵类型的液晶显示面板3，所述液晶显示面板3充当空间光调制器以便产生显示。显示面板3具有显示子像素5的各行和各列的正交阵列。为了清楚起见，在图中仅示出了少数的显示子像素5。在实践中，显示面板3可以包括大约一千行和几千列的显示子像素5。在黑白显示面板中，子像素实际上构成全像素。在彩色显示器中，子像素是全彩色像素的一个颜色分量。根据一般的术语，全彩色像素包括对于产生所显示的最小图像部分的所有颜色所必要的所有子像素。因此，例如全彩色像素可以具有可能通过白色子像素或者通过一个或更多其他原色子像素而得到加强的红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）子像素。液晶显示面板3的结构完全是传统式的。具体来说，面板3包括一对间隔开的透明玻璃基板，在其间提供对准的扭曲向列或其他液晶材料。所述基板在其彼此相向的表面上承载有透明氧化铟锡（ITO）电极的图案。在所述基板的外表面上还提供有偏振层。每一个显示子像素5包括所述基板上的相对电极以及其间的液晶材料。显示子像素5的形状和布局由电极的形状和布局决定。显示子像素5通过间隙彼此规则地间隔开。每一个显示子像素5与一个开关元件相关联，比如薄膜晶体管（TFT）或薄膜二极管（TFD）。显示像素被操作来通过向开关元件提供寻址信号而产生显示，并且适当的寻址方案将是本领域技术人员已知的。显示面板3由光源7照明，所述光源7在本例中包括在显示像素阵列的区域内延伸的平面状背光。来自光源7的光被引导穿过显示面板3，其中各个单独的显示子像素5被驱动来调制光并且产生显示。显示设备1还包括被安排在显示面板3的显示侧的柱透镜薄板9，所述柱透镜薄板9实施光引导功能并且从而实施视图形成功能。柱透镜薄板9包括彼此平行地延伸的一行柱透镜元件11，为了清楚起见仅以夸大的规格示出了其中的一个。柱透镜元件11采取分别具有垂直于元件的圆柱形弯曲延伸的细长轴12的圆柱形凸透镜的形式，并且每一个元件充当光输出引导装置以便把不同的图像或视图从显示面板3提供到位于显示设备1前方的用户的眼睛。所述显示设备具有控制器13，所述控制器13控制背光和显示面板。图1中示出的自动立体显示设备1能够在不同方向上提供几个不同的透视图，也就是说能够把像素输出引导到显示设备的视场内的不同空间位置处。具体来说，每一个柱透镜元件11覆盖每一行中的一小组显示子像素5，其中在本例中，行垂直于柱透镜元件11的细长轴延伸。柱透镜元件11在不同方向上投射一组当中的每一个显示子像素5的输出，从而形成几个不同的视图。随着用户的头部从左向右移动，他/她的眼睛将会依次接收到所述几个视图当中的不同视图。本领域技术人员将认识到，必须结合前面描述的阵列使用光偏振装置，这是因为液晶材料是双折射的，并且折射率切换仅仅适用于具有特定偏振的光。可以作为所述设备的显示面板或者视图形成设置的一部分来提供光偏振装置。图2示出了前面描述的柱透镜类型视图形成设置的操作原理，并且示出了光源7、显示面板3和柱透镜薄板9。所述设置提供分别在不同的方向上被投影的三个视图。显示面板3的每一个子像素利用对应于一个特定视图的信息来驱动。在前面的设计中，背光生成静态输出，并且通过提供空间多路复用方法的柱透镜设置实施所有视图引导。使用视差屏障（parallaxbarrier）实现了类似的方法。所述柱透镜设置仅对于显示器的一个特定指向提供自动立体效果。但是许多手持式设备能够在人像和风景观看模式之间旋转。因此，固定的柱透镜设置不允许不同观看模式下的自动立体观看效果。因此，特别是用于平板设备、移动电话和其他便携式设备的3D显示器将具有从不同方向以及对于不同屏幕指向观察3D图像的可能性。采用现有像素设计的现今的LCD和OLED显示器不适合于这种应用。这一问题已经被认识到，并且存在多种解决方案。动态解决方案涉及提供可以在不同模式之间切换的可切换透镜设置，以便在不同指向中激活视图形成效果。基本上可以有两种柱透镜设置，一种在贯穿模式（passthroughmode）下动作，另一种在透镜模式（lensingmode）下动作。可以通过切换柱透镜设置本身（例如使用LC可切换透镜阵列）或者通过控制入射在柱透镜设置上的光的偏振来控制对应于每一种柱透镜设置的模式。静态解决方案涉及设计在不同指向中运作的透镜设置。一个简单的实例可以把显示器中的正方形子像素的矩形网格与微透镜的矩形网格相组合（其中透镜网格方向关于像素网格方向是倾斜或非倾斜），从而在全部两个显示器指向中产生多个视图。子像素形状优选地接近1:1长宽比，因为这样将允许避免对应于人像/风景指向中的单独视图的不同角度宽度的问题。一种替换的网格设计可以是基于棋盘格六边形（tessellatedhexagon），并且本专利技术特别涉及这样的设计。对应于显示面板像素并且对应于视图形成设置（透镜）的六边形网格可以给出附加的对称性和紧凑的包装。这种方法的一个可能的缺点是条带化效应（bandingeffect），其中子像素之间的黑色矩阵区域作为规则图案被投影到观看者。这可以部分地通过倾斜透镜阵列而得以解决。具体来说，为了减少由于周期性黑色像素矩阵的投影而导致的条带化效应，需要关于像素寻址方向（行/列）选择视图形成设置。
技术实现思路
本专利技术由权利要求书限定。根据本专利技术，提供一种自动立体显示器，包括：包括单色像素的阵列或者不同颜色的子像素的阵列的像素化显示面板，其中所述不同颜色的子像素的阵列具有一起定义全彩色像素的对应的各组子像素；以及包括位于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动立体显示器，包括：包括单色像素的阵列或者不同颜色的子像素的阵列的像素化显示面板（3），其中所述不同颜色的子像素的阵列具有一起定义全彩色像素的对应的各组子像素；以及包括位于显示面板之上的透镜元件（44）的阵列的视图形成设置（42），所述透镜元件的阵列用于把来自不同像素或子像素的光导向不同的空间位置，从而允许在不同的空间位置处显示三维场景的不同视图，其中，所述显示面板的像素形成具有与120度相差20度或更少的最大内角偏差的六边形网格，并且其中所述六边形网格以基本平移矢量

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.24 EP 14200331.81.一种自动立体显示器，包括：包括单色像素的阵列或者不同颜色的子像素的阵列的像素化显示面板（3），其中所述不同颜色的子像素的阵列具有一起定义全彩色像素的对应的各组子像素；以及包括位于显示面板之上的透镜元件（44）的阵列的视图形成设置（42），所述透镜元件的阵列用于把来自不同像素或子像素的光导向不同的空间位置，从而允许在不同的空间位置处显示三维场景的不同视图，其中，所述显示面板的像素形成具有与120度相差20度或更少的最大内角偏差的六边形网格，并且其中所述六边形网格以基本平移矢量和重复，并且基本平移矢量和的长度具有处于0.66到1之间的较短者与较长者的长宽比，其中，所述视图形成设置包括以基本平移矢量和在六边形网格中重复的透镜（44）的二维阵列；其中，将无量纲矢量定义成(pa,pb)，其满足下式：并且对于整数n如下定义分量pb和pa的空间中的圆形区段：，其中其中n是整数，其中定义每一个圆形的半径，定义圆心，并且如下定义包括对应于两个坐标矢量的矢量函数的N：基本平移矢量、、和的数值被选择成使得落在排除具有r0=0.1和γ=0.75的集合E1、E3或E4的矢量空间中。2.如权利要求1所述的显示器，其中，基本平移矢量、、和具有使得落在排除具...

【专利技术属性】
技术研发人员：OV维多温，B克鲁恩，MT约翰逊，EG范普坦，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL