用于可视地重构图像的显示设备制造技术

本发明专利技术涉及用于根据编码图像（３２０）可视地重构图像（３３０）的显示设备，这种设备在视觉密码系统的领域特别有用。该显示设备具有两个层叠的液晶层（４１０、４２０），它们具有可单独寻址的像素。一层（４２０）呈现编码图像数据和随机图案，另一层（４１０）仅呈现随机图案。如果图案匹配，则显示设备显示可视重构图像（３３０）给观看者。在两个ＬＣ层之间提供用于改进所述ＬＣ层之间的光学匹配性的装置，例如双折射层（４１４）。或者，可以使用两个具有相反的扭转方向的扭转向列ＬＣ层。发现这种装置可以改进可视重构图像的图像质量，并且实际上可以被有益地应用于任何包括多个相互协作以形成图像的ＬＣ层的显示系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于根据编码图像可视地重构图像的显示设备。这种设备在视觉密码系统的领域尤其有用。
技术介绍
视觉密码系统可以如下简要描述。图像被分为两个随机部分，第一部分包含一编码图像，其优选地是原始图像加上随机图案，第二部分仅包含随机图案。任何一个部分都不包含关于原始图像的可识别的信息。然而，当编码图像和匹配的随机图案在一适当的设备中被组合在一起时，可以可视地重构原始图像。如果非匹配部分被组合在一起，即两个具有非匹配的随机图案的部分，那么不会泄漏关于原始图像的信息，并且在所述设备上显示一随机图像。如果双方想使用视觉密码系统进行通信，那么因此它们将必须共享表示正确的随机图案的密钥序列。例如，在国际专利申请WO 2003/066797A1中公开了一种视觉密码系统的实现。所使用的系统包括由两个液晶层构成的叠层，并且利用LC层的功能以有选择地旋转通过其的光的线性偏振方向。每个LC层包括多个可单独寻址的像素。可以独立地为每个像素设定穿过该像素的偏振光的旋转量。在最简单的情况下，对于黑白编码图像，像素可以被通电以将通过的偏振光旋转超过90度，或者可以被断电，在这种情况下，光可以在没有改变的情况下通过像素。应注意，通常，没有线性偏光镜存在于LC层之间。例如，密钥序列被提供给第一LC层，从而其像素被设置为表现随机图案。如果第一LC层被提供了错误的密钥序列，那么将以与第二LC层中的编码图像不匹配的随机图案来设置第一LC层的像素，从而设备将一随机图像显示给观看者。为了使原始图像变为可见的，在该例子中，提供给第二LC层的编码图像数据除了包括编码图像的数据以外，还要包括与由提供给第一LC层的密钥序列表示的随机图案相匹配的随机图案。因为LC层中的匹配的随机图案有效地互相抵消，因此，原始图像将显示在设备上。例如，可以通过将层叠的LC层放置于交叉的偏光镜之间，从而使图像可见。然而，重构图像的图像质量会相当差，尤其是在偏斜的观看角度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种显示设备，其适于根据编码图像可视地重构图像，其中，重构图像具有比较高的图像质量。该目的通过如独立权利要求1所述的，根据本专利技术的显示设备来实现。在从属权利要求中叙述了其它有益的实施例。根据本专利技术的显示设备包括用于改进两个LC层之间的光学匹配性的装置。已经发现，重构图像的相对较差的视觉质量会由重构图像中的暗像素引起，这些暗像素是由于第一和第二LC层的对应像素都被断电。例如，当LC层是常规的白色(NW)类型时，例如具有90度扭转角(twist angle)的扭转向列(twisted nematic)LC层，通过LC层的连续激活像素(通电的像素)的光基本上保持在相同的偏振态。在这种情况下，激活像素中的LC分子大多数沿通过像素的光的方向对齐。因此，通过的线偏振光不被任何显示器改变，并且具有与其进入时基本上相同的线偏振方向的光从LC叠层射出。当这种叠层被放置在交叉的偏光镜之间时，从两个层中的激活像素得到的重构图像的黑色像素将具有较暗的颜色。当两个层中的对应像素未被激活时(断电状态)，在该例子中，通过这些像素的光被旋转超过180度，并且在理想状态中，将从叠层射出并且具有基本上与其进入时相同的线偏振方向。然而，已发现，在实践中，所产生的编码图像的黑色像素显得相对明亮，并且还会发生变色。这些影响降低了在设备上可以看到的重构图像的视觉质量。假设通过的光在断电的LC层像素中的旋转导致通过的光中的微小扭曲，从而光被微小地椭圆偏振。在传统的LCD显示设备中，这不是什么问题，而在这里，断电的LCD像素通常表示显示图像中的白色像素，光的轻微的椭圆偏振会导致少量的光将在前偏光镜中被吸收，从而导致少量的或者是不显著的显示亮度的损失。然而，在根据本专利技术的设备中，光可以通过两个LC层中的连续的断电的像素，以生成重构图像中的黑色像素。在该情况中，通过叠层的线偏振光不仅使其偏振方向被旋转了超过180度，而且在其通过过程中，其被椭圆偏振到相对较大的程度。因此，当叠层被置于交叉的偏光镜之间时，大量的光将通过前偏光镜，这是不希望发生地。代替黑色像素，灰色像素出现在可视编码图像中，从而导致图像质量变差。当在歪斜的观察角度观察重构图像时，即，当观看者在偏离轴线的方向观察LC叠层时，这一效果尤其显著。此外，在通过叠层的光中的椭圆偏振的量依赖于波长，因此，对于可见光谱中的任意波长，通过前偏光镜的光的量不同。在光谱范围较宽的光(例如白光)被用于显示设备的情况下，该影响会导致可视编码图像中的像素的变色。为了减少这种影响，根据本专利技术的设备包括用于改进第一和第二层之间的光学匹配性的装置。专利技术者已经实验了许多解决方案以获取显示器之间的改进的光学匹配性，并且已经发现了两个效果特别好的实施例。在第一实施例中，在第一和第二LC层之间提供光学延迟器，用于改进光学匹配性。即，额外的光学双折射元件被设置在叠层中的两层之间。优选地，叠层被设置在交叉的偏光镜之间，即，在叠层的一边，提供具有第一偏振方向的第一线性偏光镜，并且在叠层的另一边，提供具有基本上垂直于第一偏振方向的第二偏振方向的第二线性偏光镜。该实施例是透射显示设备，其依赖于在面板后面的专用的背光源。在该实施例中，优选的光学延迟器是半波延迟器(半λ板)，更优选地是使其延迟轴与第一或第二偏振方向对齐的半波延迟器。在第二实施例中，LC层包括扭转向列(TN)液晶(LC)材料，并且通过在两层中设置TN LC材料以使得具有相反的扭转方向(twistdirection)，从而使第一层与第二层匹配。专利技术者显示，在这种情况下，在任何一层中导致的椭圆偏振基本上可以相互抵消。在另一个实施例中，显示设备是反射显示设备。这里，液晶层最好设置在线性偏光镜和反射装置之间，例如内部漫反射器(IDR)。根据以上所述，在反射显示设备中的LC层之间的光学匹配性或者通过LC层之间的光学延迟器来改进，在该情况下，优选地使用其延迟轴与第三偏振方向平行的四分之一波长延迟器，和/或通过LC层中的扭转向列LC材料之间的相反的扭转方向来改进。通常，包括两个或更多相互协作以生成图像的液晶层的任何显示系统都可以受益于上述的、用于改进多层之间的光学匹配性的装置。在所有这种显示系统中，这种装置将改进层叠的LC层的输出图像质量。优选地，所述装置包括相邻液晶层之间的延迟器层。或者，在液晶层是扭转向列LC层的情况下，相邻层中的扭转向列材料可以被设定相反的扭转方向。附图说明现在将进一步参照附图描述并说明本专利技术。在这里图1显示根据本专利技术的透射显示设备的一般实现；图2说明根据现有技术，依据编码图像和匹配的随机图案来重构图像；图3说明根据本专利技术的实施例，依据编码图像和匹配的随机图案来重构图像；图4显示了根据本专利技术的透射显示设备的另一个实施例；以及图5显示根据本专利技术的反射显示设备的一个实施例。具体实施例方式在图1中，显示了用于根据编码图像可视地重构图像的透射显示设备的一般实现。该设备包括第一液晶层110以及第二液晶层120。层110、120被设置在交叉的线性偏光镜131、132之间，即，在LCD叠层的一边，提供了具有第一偏振方向的第一线性偏光镜131，并且在LC叠层的另一边，提供了具有垂直于第一偏振方向的第二偏振方向的第二线性偏光镜132。LC层优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于根据编码图像（３２０）来可视地重构图像（３３０）的显示设备，包括：第一液晶层（４２０），用于接收所述编码图像，第二液晶层（４１０），用于接收密钥序列并且与所述第一液晶层（４２０）协作以根据所述编码图像和所述密钥序列重 构所述图像，以及用于改进所述第一液晶层和所述第二液晶层之间的光学匹配性的装置（４１４）。

【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：AGH维胡尔斯特，MT约翰逊，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]