具有光学放大的自动立体显示装置制造方法及图纸

一种自动立体显示装置具有显示元件，每个显示元件具有输出光强度分布，该输出光强度分布具有至少两个非零光强度水平，包括显示元件区域的中心处的第一光强度和显示元件区域的外围处的第二更低光强度。这意味着光强度在像素边缘处更缓慢地下降，使得尽管自动立体显示设备的透镜布置提供了放大，但突出的像素边缘是不那么可见的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有光学放大的自动立体显示装置
本专利技术涉及具有由显示面板产生的图像的光学放大的显示装置。最普通的示例是在显示面板上具有透镜状片(lenticular sheet)的自动立体显示装置。
技术介绍
自动立体显示器提供了由在不同的观看点处的不同子图像构成的图像。如果将适当调整的不同子图像(即，利用适当的双眼视差)提供给观看者的左眼和右眼，则整体图像被观看者感知为三维图像。一种已知的提供不同图像的方法是通过改变颜色含量进行，其中观看者需要佩戴在每个目镜中具有不同的颜色吸收透镜的特殊眼镜。在观看者不需要佩戴特殊眼镜的情况下提供由在不同观看点处的不同子图像构成的图像的立体显示器被称为自动立体显示器。典型的自动立体显示器包括矩阵液晶显示器(LCD)面板，该面板包括以行和列布置的显示元件阵列。该显示器进一步包括用于引导来自显示元件阵列的输出光以使得从显示面板上的给定点提供的视觉输出取决于观看角度的装置。这意味着观看者的右眼将看到与左眼所看到的视图不同的视图，从而提供期望的立体或三维图像。输出光引导装置的一种公知形式是覆盖显示面板的透镜状片。例如聚合物材料的模制的或机械加工的片形式的透镜状片覆盖显示面板的输出侧，该透镜状片的透镜状元件(包括(半)柱面透镜元件)在列方向上延伸，其中每个透镜状元件与显示元件的两个或更多相邻列构成的相应组相关联并且与这些显示元件列平行地延伸。在其中每个微透镜(Ienticule)与两列显示元件相关联的布置中，显示面板被驱动以显示包括两个垂直交错的2D子图像的合成图像，其中显示元件的交替列显示这两个图像并且每列中的显示元件提供相应2-D子图像的垂直切片。透镜状片将这两个切片以及来自与其他微透镜相关联的显示元件列的对应切片分别引导到该透镜状片前面的观看者的左眼和右眼，使得由于这些子图像具有适当的双眼视差，观看者感知到单个立体图像。在其他所谓的多视图布置(其中每个微透镜与在行方向上超过两个相邻显示元件构成的组相关联并且每个组中显示元件的对应列被适当地布置成提供来自相应2-D (子)图像的垂直切片)中，则随着观看者的头移动，一系列连续的不同立体视图被感知以便创建例如更大的观看自由度和/或环视印象。这种自动立体显示装置可以用于各种应用，例如用在医学成像、虚拟现实、游戏、移动电话和CAD领域。可在2-D与自动立体操作之间切换的自动立体显示装置是已知的。这例如通过提供可在漫射与非漫射状态之间切换的漫射层来提供，使得漫射状态抵消透镜状透镜的光定向效应，从而将自动立体视图降低到2-D视图。典型地，在自动立体模式中(或在仅具有3D模式的显示器中)，由于提供了沿着给像素中行方向用于不同视图的给定颜色的单独的可个别寻址的显示元件，所以损失了空间分辨率。同样，跨越显示器(即在行方向上)发生亮度变化。如上文所讨论的自动立体显示器中空间分辨率损失的效应已经通过使用透镜状透镜相对于像素的列方向的倾斜的取向而减轻。这样的布置倾向于在行和列方向之间“分配”分辨率的损失，从而降低行方向上的分辨率的显著度(starkness)，特别是对于更大数量视图的多视图显示器。然而，通过以相对于显示像素的列成一定角度倾斜透镜状元件，引入了其他问题或使其他问题恶化。随着用户的头从左向右移动，观察到光强度的变化。这些强度变化是由于透镜状元件成像限定显示面板像素区域的不透明黑色掩模的变化量造成的。所述变化被用户观察为莫尔条纹干涉。光强度变化的问题可以通过改变透镜状元件的焦轴来解决，使得显示面板的更宽的带被成像。然而，这样引入了不同视图之间的串扰，这也是不期望的。US7800703公开了一种布置，其中显示像素的显示区域具有基本平行于透镜状元件轴的边缘。通过向具有显示像素区域的设备提供平行于透镜状元件轴的边缘，光强度变化和各视图之间的串扰的问题得到减轻或消除。然而，透镜状元件轴保持以相对于显示像素列成一定角度倾斜，并且因此仍然有可能“消耗”竖直和水平分辨率，以增加设备显示的视图的数量。像素子结构(比如黑色矩阵)对观看者可见的问题是任何具有对显示面板输出的光学放大的显示装置中潜在的问题。在像素输出处具有光学透镜布置的自动立体显示器的另一个示例是近来由 申请人:提出(但尚未公布)的免聚焦(free focus)自动立体显示器设计。在该免聚焦布置中，显示系统具有含有像素阵列的显示设备和包括位于显示设备上方的显微透镜阵列的光学系统，其中每个像素与显微透镜相关联。该光学系统将像素的子阵列成像到观看者的一个瞳孔上，其中该子阵列的不同像素被成像到瞳孔的不同区域。通过这种方式，显示器有意地将多个图像(一个图像包括来自所有子阵列的对应像素的组合)成像到单个瞳孔。这种手段向每个瞳孔提供了附加信息，特别是多个视图被同时提供给每个瞳孔，并且其被提供到该瞳孔内的不同位置。这提供了可以由大脑解释的深度信息。例如，即使所述显示仅被提供给一个瞳孔(或相同的信息被提供给两个瞳孔)，大脑也能够感知更真实的图像，因为小的图像差异(以跨越瞳孔的区域的不同观看位置的规模)编码深度信息。光学系统优选地基于瞳孔跟踪系统来驱动，其中通过显微透镜阵列被成像到瞳孔的给定区域的像素的组合的光输出一起限定了场景的图像。这提供了光束操控(steer)解决方案。这意味着光可以仅被提供给瞳孔(或多个瞳孔)，从而创建高效系统。然而，对于基于单用户护目镜的显示系统，可以不需要瞳孔跟踪。在此情况下，更少数量的视图可以填充视域。显示器以相对恒定的相对位置位于眼睛上方，并且轻微的相对移动不会妨碍操作，因为对于观看者而言存在其他视图。通过向两个瞳孔提供不同的视图，形成自动立体显示。可以在空间与时间分辨率之间进行权衡。这在诸如TV之类的其中事先不知道观看者的数量的应用中是特别重要的。系统可以逐个地服务每一个观看者(或者甚至瞳孔)，或者以较低分辨率图像服务所有用户，或者可以在二者之间进行权衡。在该类型的光束操控系统中，对于每个子像素可能存在一个发射器和透镜系统，或者对于每个像素存在像素化发射器系统和透镜系统。利用合适的参数，光束操控显示器的光学放大处于200到500的典型范围内，该范围显著地大于透镜状显示器。更具体而言，像素的形状将影响观看者会在屏幕上显示的脱焦内容中观察到的焦外成像(bokeh)(图像的脱焦模糊部分的审美质量的度量)。因此，像素形状是显示器的(可感知)质量的一部分。该(未公布的)手段将不会进一步描述。然而，应当领会，子像素结构的光学放大的问题不限于透镜状自动立体显示器，并且本专利技术提供的解决方案适用于许多不同的显示设计，包括上文简要概述的手段。各种现有技术的参考文献公开了其中单独可寻址的显示元件不同于矩形地被成形的自动立体显示设备。例如，EP1929796公开了一种布置，其中子像素(或像素)的形状包括在一个或多个切去部分(cut-outs)被移除时从矩形足迹残留的形状；所述一个或多个切去部分相对于光引导元件的倾斜角度定位，从而使得每个相应光收集线与单独可寻址的显示元件重叠的程度更均匀。对于诸如HDTV和蜂窝电话之类的大多数显示应用而言，像素小到对子像素结构而言足以实际上“不可见”。然而，如果显示器与放大光学装置(比如自动立体显示器中的透镜状箔或上面简要概述的免聚焦系统)组合，则子像素结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动立体显示装置，包括：??以行和列的阵列布置的多个单独可寻址的显示元件（2），其中每个显示元件包括用于显示单个颜色的图像数据的单个像素的最小区域；以及??透镜布置（9），其用于将显示元件（2）同时显示的不同视图引导到不同的空间位置，其中每个显示元件具有输出光强度分布，该输出光强度分布具有至少两个非零光强度水平，包括在显示元件区域的中心（40）处的第一光强度和在显示元件区域的外围（42）处的第二更低光强度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.22 EP 11170982.01.一种自动立体显示装置，包括: -以行和列的阵列布置的多个单独可寻址的显示元件(2)，其中每个显示元件包括用于显示单个颜色的图像数据的单个像素的最小区域；以及 -透镜布置(9)，其用于将显示元件(2)同时显示的不同视图引导到不同的空间位置， 其中每个显示元件具有输出光强度分布，该输出光强度分布具有至少两个非零光强度水平，包括在显示元件区域的中心(40)处的第一光强度和在显示元件区域的外围(42)处的第二更低光强度。2.如权利要求1所述的装置，其中每个显示元件包括跨越显示元件区域具有均匀光输出强度的电致发光材料和用于调整输出光强度分布的光学组件(30)。3.如权利要求1所述的装置，其中每个显示元件包括至少两个电致发光材料区域(40，42)，每个区域与相应的驱动晶体管相关联。4.如权利要求3所述的装置，其中每个显示元件与用于每个电致发光材料区域的驱动电极(50，52)和单个寻址电极(53)相关联。5.如权利要求3所述的装置，其中每个显示元件与用于每个电致发光材料区域的寻址电极和单个驱动电极相关联。6.如权利要求3所述的装置，其中每个显示元件与单个驱动电极(44)和单个寻址电极...

【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：
国别省市：