自动立体显示装置制造方法及图纸

一种具有不同的颜色层（20r）、（20g）、（20b）的堆叠的显示器，所述不同的颜色层相对于透镜焦点的波长依赖性而排序，使得在对那些颜色进行调制的显示层上具有更佳的颜色的聚焦。光学系统（30）、（32）可以被设计成具有匹配于每个光调制层的位置的依赖于波长的焦点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及基于透镜式（lenticular)透镜阵列的自动立体显示器。
技术介绍
最常见的彩色显示器具有带有彼此靠近的多种颜色分量的像素结构。这种像素结 构的示例是RGB条纹和所谓的"PenTile"布置。这些布置需要子像素化，使得显示器（即子 像素）的原始分辨率高于图像(即像素）的分辨率。-种替代方案是利用同样是透明的发射层。像素由多个层形成，每个层能够以选 定的颜色发射光。有机发光二极管（OLED)技术是允许形成这样的显示器的一个示例。通 过堆叠透明的子像素层，每个子像素层的分辨率仅需与显示器的最终像素分辨率一样高。反射显示器技术也是已知的，例如电润湿显示器和电泳显示器。如果在层中与诸 如青-品红-黄（CMY)的减色系统结合，它们原则上能够提供近乎全色域的颜色。 限色显示器也是已知的，其仅具有两个颜色分量。一个示例是具有黑和红的减色 系统。另一个示例是仅具有蓝和绿的加色系统。 诸如玻璃和塑料的光学材料的折射率（IOR)不是恒定的，而是由于色散的缘故而 取决于波长。描述材料的色散的一种方式是借助阿贝数。透镜中的色散产生色差。红和蓝 的焦距差称作轴向色差。焦平面中的色差是横向色差。在照相机透镜中，利用诸如使用消 色差双合透镜的技术来避免两种类型的色差。 图1示出基于衍射的替代类型的透镜。这些透镜依赖于重复结构中光的干涉。 衍射组件改变光的相位和/或振幅。 图I(a)中示出菲涅耳波带片，以及图I(b)示出分形波带片。这些是平坦的结 构，但是它们可以聚焦光。光子筛(例如图I(c)中示出的分形光子筛）是具有有利属性的 类似结构。 波带片（f)的第一焦距由Oi给出，Rni的是第m个环的半径。因此，焦距具有 与波长直接但是相反的关系。对衍射透镜来说，蓝(例如，475nm)因为这种关系而具有比红 (例如，650nm)更长的焦点。最外侧波带的宽度（A疋）可以近似为/?/2?。 这种波带宽度是针对大的m工作的近似，因而在这种情况下，Rni通常将是最外侧波 带。波带的宽度随着半径而减少，因而最外侧的波带确定所需的制造精度。 图2示出针对穿过透镜结构的红、绿和蓝光的、随着距透镜式透镜结构的轴向距 离变化的光强度。图2 (a)是针对菲涅耳波带片，以及图2(b)是针对菲涅耳光子筛。强度 峰值对应于光被聚焦的位置，并且可以看出，不同的颜色在距离透镜的不同距离处被聚焦。 在基于透镜式透镜的自动立体显示器中，透镜位于一组行方向上的子像素上方。 这样，该组中的每个子像素的输出通过透镜而成像到不同的观看方向上。在意中的观看距 离处，相邻的像素被成像到以60mm左右的眼间（inter-ocular)距离隔开的位置，以便不同 的眼睛看到不同的子像素集合。这样，能够实现自动立体观看，其中不同的图像被同时提供 到双眼。 如果从厚的堆叠显示器产生透镜式透镜显示器，则透镜的焦点（g卩，带有显示器像 素平面处的焦平面）仅对小范围波长（即，对应于位于焦平面处的堆叠颜色的波长）是最佳 的。这可以例如是所有饱和的偏绿的颜色。其他的颜色和白色产生3D串扰。
技术实现思路
本专利技术由权利要求定义。根据本专利技术，提供一种自动立体显示装置，包括： 用于提供像素化的显示输出的显示布置；以及 透镜布置，用于在不同的方向上指引不同的视图，由此能够实现自动立体观看， 其中所述显示布置包括显示层的堆叠体，所述显示层的堆叠体至少包括第一和第二显 示层，每个层用于调制一种颜色或颜色的集合， 其中所述透镜布置具有针对第一颜色的第一焦距和针对第二颜色的第二焦距，并且其 中所述第一显示层与所述第二焦距相比更接近所述第一焦距并且调制所述第一颜色，并且 所述第二显示层与所述第一焦距相比更接近所述第二焦距并且调制所述第二颜色。诸如堆叠的红、绿和蓝OLED层以及电泳的青、品红和黄层之类的彩色显示技术从 多个像素化的层构成全色图像。当在3D透镜式显示器中应用这样的显示面板时，以及当这 些层相对于光学系统的焦距是厚的时，则焦点并且因而3D图像质量会受损。光学色散意味 着透镜的焦点是依赖于波长的。本专利技术的系统关于透镜焦点的波长依赖性对光调制层进行排序，使得每种颜色都 是焦点对准的。特别地，对RGB系统来说，绿处于层的中间，而对于CMY系统来说，品红（M) 位于中间。因此，更一般地讲，如果存在三个显示层，则中央层调制最趋中于可见光谱的颜 色。注意，术语"调制"意在涵盖期望强度的光输出的生成（S卩，生成调制的输出）以及 入射光的处理以改变特定频率分量(即颜色）的强度。 像素分量的"调制颜色"可以被定义为对应于最大调制的波长范围。例如，在不发 射红和发射红之间切换的发射显示层可以在600nm至700nm的范围中调制，在640nm处具 有最大调制。例如，在黄（590nm)和透明之间切换的非发射（即减色）像素分量针对450nm (的蓝）可具有最强的调制，并且可在400nm至500nm的波长范围中强烈地调制。光学系统 优选地具有匹配每个光调制层的位置的依赖于波长的焦点。 这样，每个光调制层可以针对调制颜色(如以上定义的)而处于焦距处。这意味着， 就设定的观看距离处的观看者而言，透镜的焦点最接近该显示层，并且优选在该显示层内。 特别地，观看者距透镜的距离相比于透镜的焦距是如此之大，使得透镜的焦平面可以被认 为是针对向外的平行光（即，到无限远）而不是针对到观看者位置的向外的光的焦平面。焦 距的位置应当被理解成指的是在光学结构的显示面板侧上（即，在显示像素所在的区域中） 的处于距光学(透镜）结构的距离处的平面。 因此，在第一示例中，显示层包括用于生成红光输出的光发射层、用于生成绿光输 出的光发射层，以及用于生成蓝光输出的光发射层。透镜布置可以包括折射透镜布置，并且然后在透镜布置开始的方向上，显示层依 照蓝、绿、然后红排序。 这意味着透镜焦距匹配于光发射层的位置。 透镜布置可替代地包括衍射透镜布置，并且然后在透镜布置开始的方向上，显示 层依照红、绿、然后蓝排序。 这再次意味着透镜焦距匹配于光发射层的位置，这是因为与折射透镜相比，该透 镜焦距具有关于频率的相反的依赖性。因此，在两种情况下，绿层处于中间。 衍射透镜布置例如可以包括菲涅耳波带片、分形波带片或分形光子筛。 在另一示例的集合中，显示层包括用于减去红光输出的青减光层、用于减去绿光 输出的品红减光层，以及用于减去蓝光输出的黄减光层。该减光布置例如可以使用电泳显 示技术。 透镜布置可再次包括折射透镜布置，并且在透镜布置开始的方向上，显示层依照 黄、品红、然后青排序。 透镜布置可替代地包括衍射透镜布置，并且在透镜布置开始的方向上，显示层依 照青、品红、然后黄排序。 衍射透镜布置例如可以包括菲涅耳波带片、分形波带片或分形光子筛。 减色显示器可以是反射显示器，该反射显示器在显示层的与透镜布置相对的侧上 具有反射器。这意味着光通过减色层完成两条路径。替代性地，可以提供背光，在这种情况 下，光仅传输通过光调制层一次。 在另一布置中，显示层包括第一减光层和第二减光层，所述第一减光层包括来自 于青、品红、黄和黑中的两种颜色的组合；并且所述第二减光层包括来自于青、品红、黄和黑 中的其它两种颜色的组合。 一个层可以包括青和品红的组合，以及另一个层可以包括黄和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动立体显示装置，包括：用于提供像素化的显示输出的显示布置（20r，20g，20b）；以及透镜布置（30,32），用于在不同的方向上指引不同的视图，由此能够实现自动立体观看，其中所述显示布置包括显示层的堆叠体，所述显示层的堆叠体至少包括第一（20r）和第二（20b）显示层，每个层用于调制一种颜色或颜色的集合，其中所述透镜布置具有针对第一颜色的第一焦距和针对第二颜色的第二焦距，其中所述第一显示层（20r）与所述第二焦距相比更接近所述第一焦距并且调制所述第一颜色，并且其中所述第二显示层（20b）与所述第一焦距相比更接近所述第二焦距并且调制所述第二颜色。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B克鲁恩，MT约翰逊，
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