显示设备和在其上显示数据的方法技术

本发明专利技术涉及一种具有方向背光的显示设备。通过在两个被限定和限制的角锥内发射光来产生立体图像。与在高速开关ＬＣＤ上切换左眼和右眼图像同步地交替将光发送到观察者的左眼和右眼。可选择地，可以为两个或更多个观察者产生图像，并将图像导向多个方向。该显示设备包括：显示面板（１），用于将光引导穿过显示面板（１）的光变向元件（８），用于将光导向光变向元件（８）的光导（６），耦合到光导（６）的第一光源（４），以便在第一方向上将光耦合进光导（６），和耦合到光导（６）的第二光源（５），以便在第二方向上将光耦合进光导（６）。光变向元件（８）具有第一凹槽结构（９），并且光导（６）具有第二凹槽结构（７），第一和第二凹槽结构（９，７）以下述结构排列，该结构能将来自第一光源（４）的光以第一角分布（２）引导穿过显示面板（１），将来自第二光源（５）的光以第二角分布（３）引导穿过显示面板（１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种，具体的涉及一种适于移动使用的显示设备。
技术介绍
在移动设备的屏幕上显示图像常用的方法是使用含有液晶显示器(LCD)的屏幕。在LCD彩色屏幕中，从光源发射实质上的白光，并穿过屏幕，就是说LCD是背后照明的。该屏幕包括像素阵列，每个像素进一步包括与三个彩色滤色器，红色、绿色和蓝色滤色器连接的三个电容器。通过仔细控制每个电容器的电压，在单个像素上能够产生特定的颜色，并且通过控制所有像素来产生屏幕图像。这种显示器一般产生2D图像。每个眼睛观看两个稍微不同的图像可产生3D视觉。这就是所谓的立体效果。欧洲专利申请1001300中显示了产生立体图像的一个方法。这里，与一个镜面系统一起设置两个光源。由一个光源发射的光导向右眼，由另一个光源发射的光导向左眼。控制装置在图像再现元件上交替显示右眼图像和左眼图像。仅当显示右眼图像时，控制装置才激励光源发射用于右眼的光，且仅当显示左眼图像时，控制装置才激励光源发射用于左眼的光。现有技术的这种显示设备和其它显示设备包括复杂的光学系统，体积大，不易弯曲，昂贵和/或难以实现。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种具有相对简单和便宜的光学系统的显示设备。在本专利技术的第一个方面中，通过这样一种显示设备来获得该目的，所述显示设备包括显示面板；用于将光引导通过显示面板的光变向元件；用于将光导向光变向元件的光导；耦合到光导的第一光源，以在第一方向上将光耦合进光导；和耦合到光导的第二光源，以在第二方向上将光耦合进光导；其中光变向元件具有第一凹槽结构，光导具有第二凹槽结构，并且第一和第二凹槽结构以下述结构排列，该结构能将来自第一光源的光以第一角分布引导穿过显示面板，将来自第二光源的光以第二角分布引导穿过显示面板。本专利技术提供了一种适于产生方向图像的显示设备。该显示设备可以是柔性的，易于实现和/或具有小的体积。具体地说，本专利技术提供了一种具有集成光学系统的显示设备，其适于移动使用。该显示设备可以是液晶显示器(LCD)，并且优选是用于一个或几个相对于显示器具有或多或少公知位置的使用者的显示设备。该设备可以是膝上型电脑、桌上型PC、平坦屏幕设备、移动电话、个人数字助理(PDA)、手持组织器、全球定位(GPS)设备、手持游戏电脑等。第一和第二光源是背光源，即向显示面板后侧发射光的光源。如果显示面板是LCD面板或其它类型的透射型图像再现面板，则背光是必需的。显示设备进一步可包括用于交替第一和第二光源照明的装置，以及用于与交替第一和第二光源照明基本上同步地在显示面板上交替显示第一和第二图像的装置。显示设备能在第一和第二图像间如此快地切换，以致使用者没有察觉，就是说如此快使得使用者没有察觉由于第一和第二图像间的切换产生的任何闪烁。这就提供了一种显示设备，其上可以给使用者发送不同的图像，例如给使用者的左眼和右眼发送不同的图像。此外，这允许超过一个的使用者使用单个显示设备。显示设备可包括具有以相对结构排列的第一和第二凹槽结构的光学系统。因为附加的组件对于在两个凹槽结构之间传导光没有必要，所以这可以是排列第一和第二凹槽结构的稳健和灵活的方式。第一凹槽结构可以是具有基本上三角形横截面的棱镜结构，其中形成棱镜结构的三角形横截面的邻边的角可以在10°和70°之间，并且优选地为60°，或接近60°。60°的角可适于将光引导穿过显示面板。第二凹槽结构可以是具有基本上三角形横截面的棱镜结构，其中形成棱镜结构的三角形横截面的邻边的角可以在150°和179°之间，并且优选地为175°，或接近175°。175°的角可适于将光导向光变向元件。当显示设备保持在使用位置时，第一和第二凹槽结构在基本上垂直指向一个轴的方向上延伸，所述轴在显示面板使用者的眼睛之间延伸。显示设备可以是手持设备，其使用位置通常很好确定。例如，移动电话通常如此保持，即从显示器延伸到键盘的轴基本上垂直于在使用者眼睛之间延伸的轴。如果使用位置不好确定，则使用者可重新定位和/或重新定向该设备，直到凹槽结构的方向在基本上垂直指向使用者眼睛之间延伸的轴的方向上延伸。如果该设备不是手持设备，举例来说，用于显示图像(如视频影片)的平坦屏幕，则该设备可包括用于改变其定向和位置的装置。如果显示面板是LCD面板，则第一和第二凹槽结构可在基本上垂直于LCD面板中行的方向上延伸。第一和第二光源可以产生第一和第二锥形光束。这些锥形光束可包含具有特定角分散的光，即锥形光束的特征在于第一和第二角分布。第一角分布可包含在显示面板正显示第一图像时穿过显示面板的光，第二角分布可包含在显示面板正显示第二图像时穿过显示面板的光。可以在主要包含来自第一光源的光的第一观看区域内发射具有第一角分布的光，并且可以在主要包含来自第二光源的光的第二观看区域内发射具有第二角分布的光。通过分离第一和第二观看区域以使它们不重叠，可分离地观看第一和第二图像。第一和第二图像是3D立体图像的第一和第二图像。这可以通过在具有第一角分布的锥形光束中发送第一图像并在具有第二角分布的锥形光束中发送第二图像来实现。这样，可以将第一图像发送到使用者的一个眼睛，并将第二图像发送到使用者的另一个眼睛。第一图像还可以专用于第一使用者，第二图像可以专用于第二使用者，由此至少第一和第二使用者可从单个显示设备观看不同的图像。这可以通过在具有第一角分布的锥形光束中发送第一图像并通过在具有第二角分布的锥形光束中发送第二图像来实现。这样，可将第一图像发送到第一使用者，并且将第二图像发送到第二使用者。如果第一和第二图像相同的话，则还可以给至少第一和第二使用者发送相同的图像。第一和第二光源可同时点亮，这样可在显示设备上显示2D图像，因为可以给使用者的两个眼睛发送相同的图像。显示设备可包括用于同时在点亮第一和第二光源之间切换的装置，并且点亮第一和第二光源与在显示面板上显示第一和第二图像基本上同步。这样，可提供用于在显示面板上显示2D图像和3D立体图像之间切换的装置。切换装置可通过使用者或通过电子控制系统来操作。第一和第二光源可以是发光二极管(LED)或冷阴极荧光灯。依照本专利技术第二个方面，在显示设备上显示数据的方法包括下述步骤将来自第一和第二光源的光耦合进光导，以便将来自第一光源的光在第一方向上耦合进光导，并将来自第二光源的光在第二方向上耦合进光导；通过具有第一凹槽结构的出耦合(out-coupling)表面将光从光导耦合出来，从而将耦合进光导的光向着光变向元件变向；通过具有第二凹槽结构的入耦合(in-coupling)表面将光耦合进光变向元件，从而进一步将耦合进光变向元件的光变向，以使来自第一光源的光以第一角分布引导穿过显示面板，并将来自第二光源的光以第二角分布引导穿过显示面板。显示面板的图像可在第一和第二图像之间切换。第一和第二光源可与在显示面板上显示第一和第二图像同步地顺序操作。本专利技术的这些和其它方面、特征和/或优点将参照之后描述的实施例来阐述，从而变得显而易见。附图说明将仅通过参照附图的例子的方式描述本专利技术的实施例，其中图1是该显示设备优选实施例的示意性横截面图；图2是光源以及第一和第二图像顺序的示意性表示；图3图解了锥形光束的角距要求的例子；图4图解了第一和第二棱镜结构的细节；图5图解了显示设备原型的角分布图表；和图6是从相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示设备，包括：　　　　显示面板（１）；　　　　用于将光引导穿过显示面板（１）的光变向元件（８）；　　　　用于将光导向光变向元件（８）的光导（６）；　　　　耦合到光导（６）的第一光源（４），以便在第一方向上将光耦合进光导（６）；和　　　　耦合到光导（６）的第二光源（５），以便在第二方向上将光耦合进光导（６）；　　　　其中光变向元件（８）具有第一凹槽结构（９），并且光导（８）具有第二凹槽结构（７），第一和第二凹槽结构（９，７）以下述结构排列，该结构能将来自第一光源（４）的光以第一角分布（２）引导穿过显示面板（１），并且将来自第二光源（５）的光以第二角分布（３）引导穿过显示面板（１）。

【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：HJ科内里斯森，
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]