自动立体显示设备的制作方法

专利名称：自动立体显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动立体显示设备，该类型的自动立体显示设备 包括显示面板和多个成像装置，所述显示面板具有用于产生显示的显
示像素阵列，所述成像装置例如是透镜光栅元件(lenticular element), 设置在显示面板之上，并通过其观看显示像素。
背景技术：
一种已知的自动立体显示设备包括具有显示像素的行列阵列的二 维液晶显示面板，作为产生显示的空间光调制器。相互平行而延伸的 细长透镜光栅元件阵列位于显示像素阵列之上，通过这些透镜光栅元 件而观看显示像素。
透镜光栅元件设置为元件的板(sheet)，其中的每一个包括细长 的半圓柱透镜元件。透镜光栅元件沿着显示面板的列方向而延伸，每 个透镜光栅元件在两个或更多 个相邻列的显示像素的相应组之上。在 其中例如每个透镜光栅元件与两列显示像素关联的装置中，每一列中 的显示像素提供各二维子图像的垂直片段(slice)。所述透镜光栅板将 这两个片段和来自与其他透镜光栅元件关联的显示像素列的对应片段 引导至位于所述板前方的用户的左眼和右眼，从而用户观察到单个的 立体图像。因此透镜光栅元件的板提供光输出引导功能。
在其他的装置中，每个透镜光栅元件与行方向的一組四个或更多 个相邻显示像素关联。适当地设置每一组中相应的显示像素列以提供 来自各个二维子图像的垂直片段。随着用户的头从左边移动到右边，
感觉到一系列连续的、不同的、立体的视图，产生例如环顾的印象。

发明内容
上述设备提供了一种有效的三维显示器。然而，将理解的是，为 了提供立体视图，牺牲设备的水平分辨率是必要的。对于诸如用于近 距离观看的小文本字符显示的某些应用来说，这种对分辨率的牺牲是 不能接受的。不得不在每个角度的视图数量和每个视图的分辨率之间实现折
中，对于好的3D印象而言，每个角度的视图数量应该高，对于较少量 的视图而言，每个视图的分辨率更高。为数不多的透视图将给出具有 很小的景深感觉的浅3D图像。每个角度的视图数量越大，3D感觉将 更加类似于真正的3D图像(例如全息图像)的感觉。
在具有垂直双凸透镜(lenticular lenses )的n-视图3D显示器的情 况下，每个视图沿着水平方向的被感觉到的分辨率将相对于2D情况减 少到n分之一。在垂直方向上，分辨率将保持不变。
已经建议使用倾斜的透镜光栅元件，这可以用来减少水平方向分 辨率和垂直方向分辨率之间的不同。在这个情况下，可以在水平和垂 直方向之间均匀地分摊分辨率损失。
与使用透镜光栅阵列(lenticular array )关联的另一个问题在于存 在亮度的损失，图象清晰度也会降低。
由于光被透镜表面折射以及随后的全内反射，光可以被捕获在透 镜光栅阵列内，因而可能导致亮度损失。光可以在透镜光栅阵列的材 料内穿透(tunneled)并因而对输出的整体亮度并无贡献。
该穿透的光也可以从透镜光栅阵列以不同的位置逸出，这产生像 素之间的串扰，降低了显示器的对比度，同时显示器的黑输出状态的 质量劣化。这样的结果特别是模糊了输出图像亮区域和暗区域之间的 边缘。
本发明由独立权利要求限定。从属权利要求限定了有利的实施例。 根据本发明的自动立体显示设备是基于这样的认识变得在透镜 光栅阵列内穿透的光量可以通过限制被引导至透镜光栅阵列的光的入 射角范围来减少。这可以通过提供部分准直的背光输出来实现。
该部分准直功能优选地将光会聚至期望的角度范围内，但是维持 所述期望的范围内的全部角度的光，使得可以从显示器的单个部分照 亮多个透镜光栅元件。因此该光会聚功能可以认为是角度覆盖(angle capping)功負巨。
光引导装置可以是减小在垂直于透镜光栅(lenticular)的方向上 的光分布宽度的单个理想的会聚装置。
然而，所述光引导装置还可以包括第二光会聚装置，第二光会聚 装置用于将光朝垂直于显示面板的方向会聚，并具有第一轴和第二垂直轴，横过(across)第一轴光会聚度最大，横过第二垂直轴光会聚度 最小，第二光会聚装置的第一和第二轴基本上垂直于第一光会聚装置 的第一和第二轴。
第一和第二光会聚装置每个都可以包括棱镜膜，例如亮度增强膜。 这些的获得途径广泛并提供能够容易地安装在显示结构中的薄的平面 装置，而不要求任何精确的像素对齐。这些具有不完美的光覆盖 (capping)性质，不完全消除大角度的光。两个交叉亮度增强箔的使 用改进了光学响应。
当使用两个交叉会聚装置时，使用两阶段会聚过程为来自背光的 光的会聚提供垂直主轴。因此，在一个方向上提供会聚，然后在垂直 方向上提供会聚。这些方向之一垂直于透镜光栅元件轴，这意味着， 每一側上从一个透镜光栅元件到相邻透镜光栅元件的光的侧向传播得 以减少。因此，光准直功能的轴取向与透镜光栅元件的物理结构匹配 (并且不必是行方向和列方向)，从而减小或消除了利用透镜光栅阵 列通过全内反射对光的最终捕获。这导致增强的对比度和亮度水平， 并导致由光学串扰引起的图像伪像的减少。
透镜光栅元件的细长轴优选地偏移像素的列方向。背光优选地为 平面背光。
所述设备可以适合于提供中心图像和许多被透镜光栅阵列引导至 不同空间位置的图像的副本，所述副本可以包括N对图像副本(即一 个中心图像和该中心图像每一侧上的N个側图像)，其中视图副本的 最大数量由等式定义为
^丽二 "薩
1 2
其中N,是图像副本对的最大数量，Il是透镜光栅阵列材料的折 射率，d是显示面板像素和透镜光栅阵列之间的有效垂直距离，P是透 镜光栅元件间距。
这个等式设置视图副本的最大数量，使得如果从像素到将提供视 图副本的透镜光栅元件的光的最终角度将导致透镜光栅阵列内的全内 反射，便不提供视图副本。
于是可以由等式定义从显示像素到将提供视图副本的透镜光栅元件的最大角度
"駆二 arctanl(7V瓶+ j^)卢J
这指定了像素能够照亮横向透镜光栅元件所需的来自像素的光发 射的最大角度，所述横向透镜光栅元件对于最后的视图副本是需要的。 然后可以使用这个最大角度来设计光会聚装置。特别地，所述光会聚 装置使其第二轴与透镜光栅元件的细长轴对齐，可以适合于提供光的 准直，使得透镜光栅阵列内的光基本上限于从法线的横向发散小于角 度aMAX的光。
上文中的"横向，，是指处于垂直于透镜光栅元件的细长轴的方向， 即处于透镜光栅元件的侧向方向。
本发明还提供一种提供自动立体显示器的方法，所述自动立体显 示器使用显示面板和显示面板的输出表面之上的透镜光栅阵列，所述 显示面板包括像素的行列阵列，所述透镜光栅阵列包括多个细长的透 镜光栅元件，该方法包括
提供来自背光的光输出；
使光输出穿过第一光会聚装置，第一光会聚装置用于将光朝垂直 于显示面板的方向会聚，并具有第一轴和垂直的第二轴，横过第一轴 光会聚度最大，横过第二垂直轴光会聚度最小，其中光会聚装置的第 二轴与透镜光栅元件的细长轴对齐。


现在将参考附图仅以示例的方式描述本发明的实施例，在附图中
图l是已知的自动立体显示设备的示意性透视图2是图1中所示已知显示设备的示意性平面图3用来表示怎样由已知的自动立体显示设备形成输出图像。
图4示出了光线穿过图1-3的结构的方式；
图5是图4的部分的放大视图6是本发明自动立体显示设备的示意性透视图；以及
8图7示出了光线穿过图6的结构的方式；
具体实施例方式
本发明提供了一种其中使用了部分准直的背光输出的自动立体显 示设备，该部分准直是通过光会聚功能实现的，该光会聚功能优选地 沿着垂直于透镜光栅元件细长轴的轴向内会聚光，这意味着在透镜光 栅元件之间侧向地以大角度引导的光量减至最小。这减小了在透镜光 栅阵列内穿透的光量，因此改进了显示输出，特别是亮度和对比度。
图1是已知的直视自动立体显示设备1的示意性透视图。该已知 的设备1包括作为产生显示的空间光调制器的有源矩阵类型的液晶显 示面板3。
显示面板3具有以行列布置的显示像素5的正交阵列。为了清楚 起见，在图中只示出了少量的显示像素5。实际上，显示面板3可能包 括约一千行和几千列的显示像素5。
液晶显示面板3的结构完全是常规的。特别地，面板3包括一对 隔开的透明玻璃基板，在它们之间设有配向扭曲向列(aligned twisted nematic)相液晶材料或其他液晶材料。所述基板在其相面对的表面上承 栽有透明氧化铟锡UTO)电极的图案。在基板的外表面上还设有偏振 层。
每个显示像素5包括在各基板上的对置电极，液晶材料置于其间。 显示像素5的形状和布局由电极的形状和布局确定。显示像素5通过 间隙彼此有规则地隔开。
每个显示像素5与诸如薄膜晶体管(TFT)或薄膜二极管(TFD) 之类的开关元件关联。通过向开关元件提供寻址信号来操作显示像素 以产生显示，合适的寻址方案对于本领域技术人员来说是已知的。
通过光源7来照亮显示面板3，在这个情况下，光源7包括在显示 像素阵列的区域上延伸的平面背光。来自光源7的光被引导穿过显示 面板3，使各个显示像素5被驱动从而调制光并产生显示。
显示设备1还包括设置在显示面板3的显示侧上的透镜光栅板9。 透镜光栅板9包括彼此平行而延伸的透镜光栅元件行。
在图2中更加清楚地示出了透镜光栅元件11和显示像素5的设置， 图2是图1中所示显示设备l的示意性平面图。同样，为了清楚起见，只示出了少量的显示像素5。
在图2中示出了透镜光栅元件的已知配置。透镜光栅元件ll(只 示出了其中之一)相对于显示像素5的列方向倾斜某个角度，即它们 的纵轴与显示像素5的列方向限定了锐角。这个锐角典型地小于25度， 更典型地小于15度。
图2还示出4象素#:划分成子<象素颜色三个一组(color triplet)。 在图2中标记像素的数字代表了九视图显示的视图数量，虚线15示出 了相对于透镜光栅元件ll的一个观看位置如何能够使仅一个视图(视 图4)被看到。这表明该显示设计可以提供大量的视图，尽管实际上分 辨率的损失意味着可能优选更少数量的视图。
透镜光栅元件11采用凸柱镜的形式，它们作为从显示面板3向位 于显示设备l前面的用户的眼睛提供不同图像或视图的光学引导装置。 透镜光栅元件11还当用户的头在显示设备1前面从左向右移动时向用 户的眼睛提供许多不同图像或视图。这个优选的透镜光栅装置允许如 上所解释的要匹配的垂直和水平分辨率的减小。
图3示出了上述透镜光栅型成像装置的操作原理，并示出了背光7、
诸如LCD的显示设备3和透镜光栅阵列9。
根据图3能够理解，像素通过透镜光栅阵列成像至此的位置的数 量对应于显示设备提供的不同视图的数量。
图4用于说明当来自不同角度的光落在透镜光栅阵列上时便会出 现的光穿透的问题。
图4示出了显示面板3和上覆的透镜光栅阵列9，并示出了穿过各 个透镜ll的行的横截面。因此，图像朝透镜光栅元件的细长轴的方向 向下看去。
示出的光以所有方向进入显示面板3。
到达特定像素40的光由像素来调制，光到像素40的入射角的范 围指示了被调制的光离开像素的角度范围。因此，对照明源的控制能 够实现对像素输出方向的控制。
在透镜光栅表面处发生光的折射，这进一步增大了随后行进到透 镜光栅阵列9内的光的角度范围。
如图4中所示，透镜光栅元件11的光学功能在于将来自像素的光 划分为中央观看方向和更大角度处的视图副本(repetition)(即相同的像素信息，但是通过不同的透镜光栅元件观看)。这些副本使多个用户 能够从不同的观看位置观看显示。
一些离开像素并进入透镜光栅阵列的光将具有足够的横向分量，
该横向分量会在透镜光栅阵列9的材料内被全内反射，该全内反射例 如在42处示出。
图5更清楚地示出了透镜输出，并示出了中央视图50，以及第一 副本52。在图5的实例中，第二副本54处于的角度大于进行全内反射 的角度，从而观看不到第二副本，图5的配置限于三个视图。
用于第二副本的光在透镜光栅阵列中被捕获并有助于上述亮度和
对比度的损失，导致模糊和其他图像伪像。
在图6中示出了本发明一个实例的显示设备。
该设备包括常规背光7、显示面板5和透镜光栅阵列9。在背光7 的输出表面处设有光引导装置以提供光准直功能，该光引导装置包括 第一光会聚装置60，第一光会聚装置60用于将光朝垂直于显示面板的 方向会聚，并具有第一轴和垂直的第二轴，横过第一轴光会聚度最大， 横过垂直的第二轴光会聚度最小。换言之，装置60提供单轴光会聚， 使得可以认为来自装置60的光输出位于垂直于背光输出表面的平行平 面阵列内。所述光会聚装置限制了光分布在垂直于透镜光栅的方向上 的角宽度。
第二光会聚装置62再次将光朝垂直于显示面板的方向会聚，并具 有第二轴和第二垂直轴，横过第二轴光会聚度最大，横过第二垂直轴 光会聚度最小。因此装置62也提供单轴光会聚，使得可以认为来自装 置60的光输出位于垂直于背光输出表面的平行平面阵列内。两个会聚 装置的平面是垂直的(交叉的)，使得整体结构是两个交叉的单轴光 会聚装置，交叉配置的效果在于提供了两轴会聚，即提供了部分准直 的光输出，而没有亮度的损失。
来自(单视图)液晶显示器的背光的光输出的准直是已知的。US 2004/0184145A1中也披露了准直的背光与自动立体显示器的各个透镜 的阵列一道的使用。
根据以上描述而清楚明白的是，完美准直的光对于自动立体显示 器不是期望的，因为来自一个像素的光需要在非法线方向发射以便穿 过横向透镜光栅元件以生成多个视图。本发明使用不完美的光准直功
ii能，该功能可被认为是光角度覆盖功能，从而视角范围没有减小，但 是不会有助于有用输出的宽角度光被重定向到期望的视角内。
因此本发明基于这个认识准直功能的角度响应(即沿着不同轴 的准直度)应该与透镜光栅阵列的光学功能相匹配。特别地，这种匹 配应该使得透镜光栅阵列内的全内反射量应得以最小化，同时允许光 经过相邻的透镜光栅元件以显示多个图像。
这通过使(一个或多个)光会聚装置(或其中之一)的第二轴与 透镜光栅元件的细长轴对齐来实现。这意味着存在光在对应于透镜光 栅元件宽度方向的方向上的会聚。这在图6中示意性地示出。以此方 式，所述准直功能尽可能有效地用来减小在透镜光栅阵列内横向经过 的光的角度，所述光是产生如上所述的全内反射的光线。
因此本发明提供了一种具有改善的亮度水平和分辨率的自动立体 显示器。
光会聚装置60、 62可以实现为亮度增强膜。
这些对于本领域技术人员而言是公知的，并广泛用来改善背光效 率。它们包括通过反射和折射提供光重定向的棱镜微结构(prismatic microstructure )。
每个亮度增强膜包括以一系列凹槽和尖峰设置的棱镜结构。棱镜 结构的凹槽沿着平行于亮度增强膜的透射轴的一个方向延伸。因而每 个亮度增强膜以上面解释的方式将光朝仅一个方向会聚。然而，也可 以采用其他的单轴准直设备，并以本发明的方式对齐这些设备。
本发明使由全内反射导致的不期望的伪像能够得以减少，从而在 显示区域上提供了改善的亮度一致性，并降低了模糊性。
图7示出了根据本发明的自动立体显示设备的光线路径，并示出 了来自背光的更均匀的照明以及透镜光栅阵列内横向光路径的减少。 虚线70图示了垂直于细长透镜光栅方向的单轴准直方向。
所述准直实现了避免或近似避免由透镜光栅表面折射的光超出全 内反射角。可以借助于抗反射涂层来避免/消除可能导致透镜光栅阵列 中的光捕获的任何残留的光反射(例如菲涅耳反射)。
全内反射要被避免的条件可以用来确定垂直于透镜光栅元件细长 轴的方向上所需的准直水平。
图7示出了透镜光栅元件间距p，以及显示像素和透镜光栅阵列之间的有效距离d。这个有效距离典型地取为LCD面板厚度的一半，a 被定义为表面法线和透镜光栅板内部给定观看方向的光线之间的角 度。图7示出了用于第一视图副本的角度ai，并对应于远离法线的第 一透镜光栅和有效像素位置之间的角度。
对于完美对齐的像素和中央透镜光栅，可以立即看到
tan aN=Np/d
实际上，所述透镜光栅元件可能不与中央像素完美对齐，使得视 图的第N个副本(N-O， 1, 2...)的视角取决于像素关于产生 =0视 图的透镜光栅的相对位置x (-0.5<x<0.5)。
在这个情况下，角度可以定义为
aA/=arctan(jY+x)/7/rf]
在图7中，x=0，从而使像素在透镜光栅的中心。
为了避免光被透镜光栅板捕获，角度 应该总是小于
aj7/ -arcsinl/w，n为透镜光栅板的折射率。超出这个全内反射角，光
将在透镜光栅阵列内穿透。
对于所有可能的x值考虑之，可以定义视图副本的最大允许数量
N
(1)
trunc函数四舍五入到最近的整数。 再次考虑所有可能的x值，可以定义板内光的
大允许角度:
等式(2)中参数的典型值是像素间距p=0.4mm， LCD到透镜光栅 间隔d-2mm，折射率n-1.5。这给出NMAx-l,只有主视图和每一側的 一个副本将没有全内反射损失。这产生a则,产31。。
以此方式，显示器的物理设计指示了视图副本的最大数量。于是 光准直功能需要保证生成的来自像素的光都不具有对于到达下一个 (禁止的)透镜光栅元件而言足够的角度。然而，光被允许以低于这 个临界角的角度通过，使得可以存在通过相邻透镜光栅元件的显示。 因此，故意使用不完美的准直功能，并且在本申请中术语"准直，，的
13使用应该相应地被理解为只表示光会聚功能，而不是提供单向输出的 功能。
在这个实例中，可以通过在垂直于透镜光栅的方向上在aM/IA=31。 的角度内准直光来避免全内反射损失，a脇;^31。约为最大全内反射角 (约为42°)的75%。
更一般地，最大角度将大于10度，通常大于25度。
这符合空气中50。的准直角，这是背光输出处的光准直器的要求。
为了说明起见，已经假设像素不提供来自背光的光的重定向。如 果像素确实引入一些将散布入射光的散射，这应当考虑在内，那么计 算的最大角是光已经离开像素后在LCD/透镜光栅阵列的玻璃内部的 角度。使用上述的棱镜亮度增强膜可以容易地实现上面要求的准直度。 这些可以从3M (商标)获得，并已知为Vikuiti (商标)亮度增强膜。
上迷实施例耒用了一种液晶显示面板，该液晶显示面板具有例如 50fim到100(Him范围中的显示像素间距。然而，对于本领域技术人员 显而易见的是，可以采用替换类型的使用背光照明的显示面板。
仅仅描述了一种类型的透镜光栅阵列，但是本发明也适用于其他 设计。例如，为了克服因使用透镜光栅阵列而引起的分辨率损失的缺 点，建议提供能在二维模式和三维(立体)模式之间切换的显示设备。
实现此的一种方式是提供电可切换透镜光栅阵列。在二维模式中， 可切换设备的透镜光栅元件以"穿过"模式操作，即它们以和光学透 明材料的平板相同的方式动作。最终的显示具有高分辨率，等于该显 示面板的原始分辨率(native resolution)，该分辨率适合于从近观看 距离显示小文本字符。当然二维显示模式不能提供立体图像。
在三维模式中，可切换设备的透镜光栅元件提供了如上所述的光 输出引导功能。最终的显示器能够提供立体图像，但是具有上面提到 的不可避免的分辨率损失。
为了提供可切换的显示模式，可切换设备的透镜光栅元件由诸如 液晶材料之类的、具有可在两个值之间切换的折射率的电光材料形成。 然后通过向设在透镜光栅元件之上和之下的平面电极施加合适的电势 来在各模式之间切换所述设备。所述电势相对于相邻的光学透明层的 折射率改变透镜光栅元件的折射率。可以在美国专利号6069650中找 到可切换设备的结构和操作的更详细的描述。本发明当然可以适用于这样的设备。
本发明可以适用于具有对齐于列方向的透镜光栅元件的显示器， 但是优选的实施方式适用于偏移的列。当透镜光栅元件偏移列方向时， 光会聚设备之一的轴或者可以垂直于列透镜光栅元件轴，或者可以处
于行方向。因此，两个会聚装置可以呈90度，但是替代地它们可以呈 (卯-P)度角，其中P是偏移角。这意欲处在术语"基本垂直"之内。
用于沿着一个轴会聚光的箔是商业可获得的，因此没有进行详细 描述。类似地，没有详细描述制造透镜光栅阵列的方法，以及没有真 正详细描述显示设备和背光的制造方法，因为这些是常规的，对于本 领域技术人员是已知的。
使用两个交叉的会聚装置与在期望方向上使用一个会聚装置相 比，改善了期望方向上、即横过透镜光栅的宽度的光学特性。这是因 为光会聚装置具有二维响应并且不执行完美单轴光会聚功能。另外， 两个亮度增强箔相对于背光的安装顺序改变整体的光学响应，从而将 选择所述顺序以给出最佳光学性能，特别是超出横过透镜光栅元件宽 度的期望最大角的最大衰减，以及期望视场内的最平响应。因此，横 过透镜光栅宽度的理想光学响应将是方波形状，具有超过期望的最大 允许角的完全衰减和期望视场内的均匀照明。然而，衰减不代表光的 吸收(即损失)，而代表角的重定向。
如上面提到的，单个光会聚装置可以提供期望的响应。
各种其他修改对于本领域技术人员而言也是明显的。
1权利要求
1. 一种自动立体显示设备(1)，包括-包括像素(5)的行列阵列的显示面板(3)；-在所述显示面板的输出表面上的透镜光栅阵列(9)，该透镜光栅阵列(9)包括多个细长的透镜光栅元件；-背光(7)；以及-与所述背光(7)关联的光引导装置(60)，其中所述光引导装置(60)包括光会聚装置，该光会聚装置用于将光朝垂直于所述显示面板(3)的方向会聚，并具有第一轴和垂直的第二轴，横过第一轴光会聚度最大，横过垂直的第二轴光会聚度最小，其中光会聚装置的第二轴与所述透镜光栅元件的细长轴对齐。
2. 如权利要求1所述的自动立体显示设备，其中所述透镜光栅元件的细长轴偏移所述像素列方向。
3. 如权利要求2所述的自动立体显示设备，其中所述细长透镜光栅轴以小于25度偏移所述像素列方向。
4. 如权利要求3所述的自动立体显示设备，其中所述细长透镜光栅轴以小于15度偏移所述像素列方向。
5. 如前面权利要求中任意一项所述的自动立体显示设备，其中所述光引导装置还包括第二光会聚装置(62)，该第二光会聚装置用于将光朝垂直于显示面板的方向会聚，并具有第一轴和第二垂直轴，横过第一轴光会聚度最大，横过第二垂直轴光会聚度最小，第二光会聚装置(62)的第一和第二轴基本上垂直于第一光会聚装置(60)的第一和第二轴。
6. 如前面权利要求中任意一项所迷的自动立体显示设备，其中所述或每一个光会聚装置(60， 62)包括棱镜膜。
7. 如权利要求6所述的自动立体显示设备，其中所述或每一个光会聚装置(60， 62)包括亮度增强膜。
8. 如前面权利要求中任意一项所述的自动立体显示设备，其中所述背光是平面背光。
9. 如前面权利要求中任意一项所迷的自动立体显示设备，适合于提供中央图像(50)和多个被所迷透镜光栅阵列(9)引导至不同空间位置的图像的副本(52)，副本的数量包括图像副本对的数量N，其中视图副本的最大数量由下面的等式限定:其中N腿是图像副本对的最大数量，n是透镜光栅阵列(9)的材 料的折射率，d是显示面板像素和透镜光栅阵列之间的有效垂直距离， p是透镜光栅元件间距，其中trunc函数包括四舍五入到最近的整数。
10.如权利要求9所述的自动立体显示设备，其中可以由下面等式 定义从显示像素到从像素提供视图副本的、垂直于所述显示面板的透 镜光栅元件的最大角度(a):
11. 如权利要求10所述的自动立体显示设备，其中具有与所述透 镜光栅元件的细长轴对齐的第二轴的光会聚装置(60)适合于提供光 准直，使得所述透镜光栅阵列内的光基本被限于具有从法线的横向发 散小于角度aM^的光。
12. 如前面权利要求中任意一项所述的自动立体显示设备，其中所 述或每一个光会聚装置(60, 62 )提供光到法线任一侧的期望最大角 度内的会聚，并使光路径能够以小于所述最大角度的所有角度从背光 形成。
13. 如权利要求12所述的自动立体显示设备，其中所述最大角度 大于10度。
14. 如权利要求13所述的自动立体显示设备，其中所述最大角度 大于25度。
15. —种提供自动立体显示器的方法，所述自动立体显示器使用显 示面板(3)以及在所述显示面板的输出表面上的透镜光栅阵列(9)， 所述显示面板包括像素(5)的行列阵列，所述透镜光栅阵列包括多个 细长的透镜光栅元件，所述方法包括-提供来自背光(7)的光输出；-使光输出穿过光会聚装置，该光会聚装置用于将光朝垂直于所 述显示面板的方向会聚，并具有第一轴和垂直的第二轴，横过第一轴 光会聚度最大，横过垂直的第二轴光会聚度最小；其中光会聚装置的第二轴与所述透镜光栅元件的细长轴对齐。
全文摘要
一种自动立体显示设备，它使用了会聚的背光输出，会聚是利用光会聚装置(60，62)实现的，该会聚装置优选地沿着垂直于透镜光栅元件(11)细长轴的轴向内会聚光，这意味着在透镜光栅元件(11)之间侧向地以大角度引导的光量减至最小。这减小了在透镜光栅阵列内穿透的光量，因此改进了显示输出，特别是亮度和对比度。
文档编号G02B27/22GK101512414SQ200780032421
公开日2009年8月19日 申请日期2007年8月23日 优先权日2006年8月31日
发明者M·C·J·M·维森伯格, W·L·伊泽曼 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司