具有透明操作模式的自动立体显示设备的制造方法
【技术领域】
[0001]该发明涉及带有具有显示像素阵列的显示面板和用于将不同视图引导到不同物理位置的装置的自动立体显示设备。本发明特别地涉及透明显示器，其可以例如在被关断时起窗户的作用。
【背景技术】
[0002]自动立体显示设备是众所周知的。最常见的示例包括具有充当产生显示的图像形成构件的显示像素的行和列阵列的二维发射液晶显示面板。平行于彼此延伸的细长透镜状透镜的阵列覆盖显示像素阵列并且充当视图形成构件。来自显示像素的输出通过这些透镜状透镜投射，所述透镜状透镜起作用以修改输出的方向。
[0003]透镜状透镜被提供为元件片，每一个元件包括细长半圆柱形透镜元件。透镜状透镜在显示面板的列方向上延伸，其中每一个透镜状透镜覆盖显示像素的两个或更多相邻列的相应组。
[0004]如果透镜状透镜与显示像素的两列相关联，每一列中的显示像素提供相应二维子图像的竖直片段。透镜状片将这两个片段，以及来自与其它透镜状透镜相关联的显示像素列的对应片段投射到定位于片前方的用户的左眼和右眼，使得用户观察到单个立体图像。
[0005]在其它装置中，每一个透镜状透镜与行方向上的三个或更多相邻显示像素的组相关联。每一组中的显示像素的对应列被适当地布置成提供来自相应二维子图像的竖直片段。当用户的头部从左向右移动时，一系列连续的、不同立体视图被观察到创建例如环视印象。
[0006]用于在这种类型的显示器中使用的成像装置的另一示例是例如具有缝隙的屏障，与显示器的底层像素有关地对所述缝隙进行尺寸设计和定位。在双视图设计中，如果观看者的头部处于固定位置，则他/她能够感知到3D图像。屏障定位在显示面板前方并且设计成使得来自奇数和偶数像素列的光分别朝向观看者的左眼和右眼引导。
[0007]根据由Displaybank 新近发布的报告Display Technology andMarket Forecast 5透明显示器将会在2012年首次上市并且急剧增长到2025年创建$ 872亿的市场，其从传统扁平面板显示器争取到一些市场份额，而且增加市场的总体大小。
[0008]透明显示器是具有以下特性的显示器类型:由于显示器本身具有某个水平的透射率而显示出显示器后面的背景。透明显示器具有许多可能的应用，诸如用于建筑物或机动车的窗户以及购物中心中的显示窗口。
[0009]尚不存在用于为所提出的透明显示器提供3D观看能力并且特别地不使用以上所概述的无镜片透镜状透镜或视差屏障3D方案的任何技术。当试图在常规透明显示器的顶部上组合透镜状透镜或视差屏障时出现问题。不仅由显示器生成的光，而且通过显示器透射的光都受到透镜状透镜或视差屏障的影响，这阻碍显示器后面的图像的未失真视图。
【发明内容】
[0010]本发明在独立权利要求中限定。
[0011]根据本发明，提供如独立权利要求中所限定的显示设备和方法。
[0012]本发明提供一种显示设备，包括:
具有显示输出面的发射显示面板；
在显示输出面之上的偏振敏感视图形成装置，其用于将来自不同像素的给定第一偏振的光引导到不同方向上，从而使得能够同时在不同方向上显示多个视图，其中视图形成装置在不明显改变方向的情况下传递第二正交偏振的光；
-布置在显示输出面后面的用于阻挡第一偏振的光的偏振滤光器，
其中显示设备具有至少两个操作模式:
第一、透视操作模式，其中显示面板不发射光并且显示设备阻挡第一偏振的光但允许第二偏振的光在两个相反方向上穿过；以及
第二、3D显示模式，其中发射像素从显示输出面输出第一偏振的光并且视图形成装置在一个输出方向上形成多个视图。
[0013]视图形成装置仅影响光的一个偏振状态，第一状态。垂直于第一偏振状态的第二偏振状态可以不受干扰地通过视图形成装置传播。这样，当发射显示器被关断时，启用透视操作模式。通过接通显示器，启用3D模式。在该模式中，光仅从一侧输出显示，因为第一偏振被显示器后面的偏振滤光器阻挡。
[0014]本发明因而提供一种显示器，其中观察者可以恰当地在3D显示模式中看到来自显示器的3D内容并且在穿过模式中看到显示器后面的布景的未失真视图。
[0015]不同设计使得能够实现不同显示效果。例如，3D模式可以仅呈现3D显示输出，或者后方布景的视图可以与被覆盖的3D视图组合。
[0016]在第一示例集合中，发射显示面板包括间隔开的像素的阵列，其中像素区域小于总显示区域的50%(并且优选地小于30%，或甚至20%或甚至10%)。该间隔然后在透视模式中提供对第二偏振的光的显示器的透明性。像素可以包括用于阻挡第二偏振的光以确保像素输出具有第一偏振的输出偏振器。这样，像素在透视模式中阻挡光，并且因而小像素孔是所期望的。
[0017]当处于3D模式中时，该装置将透视方面与主动显示输出组合。因而，观看者可以看到显示内容(例如广告)以及显示器后面的场景(例如商店中的实际物品)。
[0018]在一个版本中，视图形成装置包括具有双折射透镜元件和复制品装置的透镜状透镜装置，其被布置成使得在透镜元件和复制品界面处仅针对第一偏振的光提供透镜功能。
[0019]在另一版本中，视图形成装置包括屏障元件的装置，其中屏障元件被形成为阻挡第一偏振的光的偏振器。通过使用作为偏振器的屏障，它们仅起用于第一偏振的屏障的作用，即用于3D模式。
[0020]在第二示例集合中，发射显示面板包括间隔开的像素的阵列，其中像素区域大于总显示区域的60% (或甚至大于70%)，并且其中显示面板包括在光发射层的每一侧上的可切换偏振器。
[0021]在该装置中，像素盖住全部(或几乎全部)显示区域。当处于穿过模式中时，它们需要传递第二偏振的光。出于此目的，在第一、透视操作模式中，可切换偏振器阻挡第一偏振的光，并且在第二、3D显示模式中，可切换偏振器阻挡第二偏振的光。
[0022]在该示例中，3D模式不与透视功能组合，因为存在两个相对的偏振器。因而，在一侧上存在正常3D显示模式，并且在相对侧上显示器是黑的。
[0023]该装置可以与第三、双向2D操作模式一起使用，其中可切换偏振器阻挡第一偏振的光并且显示面板被控制成显示单个2D图像。
[0024]该2D图像在显示器的前方和后面发射。
[0025]再次，对于该第二示例集合，视图形成装置可以包括透镜状透镜装置或屏障元件的装置。
[0026]在所有示例中，第一和第二偏振中的一个可以包括线性水平偏振并且另一个可以包括线性竖直偏振。可替换地，第一和第二偏振中的一个可以包括顺时针圆偏振并且另一个可以包括逆时针圆偏振。
[0027]本发明还提供操作显示设备的方法，该设备包括:
具有显示输出面的发射显示面板；
在显示输出面之上的偏振敏感视图形成装置，其用于将来自不同像素的给定第一偏振的光引导到不同方向上，从而使得能够同时在不同方向上显示多个视图，其中视图形成装置在不明显改变方向的情况下传递第二正交偏振的光；
布置在显示输出面后面的用于阻挡第一偏振的光的偏振滤光器，
其中该方法包括在不同时间处在至少两个操作模式中操作显示设备:
第一、透视操作模式，其中显示面板不发射光并且显示设备阻挡第一偏振的光但允许第二偏振的光在两个相反方向上穿过；以及
第二、3D显示模式，其中显示面板从显示输出面输出第一偏振的光并且视图形成装置在一个输出方向上形成多个视图