自动立体显示设备的制作方法
【专利摘要】一种基于柱状透镜的自动立体显示装置，其使用诸如发射型显示装置或反射型显示装置之类的显示装置。邻近的柱状透镜（49）之间的界面被光屏蔽装置（50）中断，其至少从所述界面处的透镜表面延伸到透镜结构中，从而提供在所述透镜表面下方延伸的屏蔽。这样减少了光在柱状透镜装置中的侧向前进，并从而减少了由于透镜材料中的波导而导致的串扰。
【专利说明】自动立体显示设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种包括显示面板和成像装置的自动立体显示设备，所述显示面板具有用于产生显示的显示像素阵列，所述成像装置用于将不同的视图引导到不同的空间位置。
【背景技术】
[0002]用在前述类型的显示器中的成像装置的第一实例是挡板，其例如具有关于显示器的下层像素确定尺寸和位置的狭缝。在双视图设计中，如果观看者的头部处在固定位置，则他/她能够感知到3D图像。所述挡板放置在显示面板前方，并且被设计成使得来自奇数和偶数像素列的光分别被引导朝向观看者的左眼和右眼。
[0003]这种双视图显示设计的一个缺陷在于，观看者不得不处在固定位置，并且只能向左或向右移动大约3cm。在一个更加优选的实施例中，每一条狭缝下方的子像素列不是两个而是若干个。这样就允许观看者向左和向右移动并且在他/她的眼中始终感知到立体图像。
[0004]所述挡板装置易于生产，但是光效率不高。因此，一种优选的替换方案是使用透镜装置作为所述成像装置。例如，可以提供彼此平行地延伸并且覆在显示像素阵列上方的细长柱透镜元件阵列，并且透过这些柱透镜元件观察显示像素。
[0005]所述柱透镜元件被提供为元件片，其中每一个元件包括细长半圆柱形透镜元件。所述柱透镜元件在显示面板的列方向上延伸，其中每一个柱透镜元件覆在对应组的两个或更多邻近显示像素列上方。
[0006]在其中例如每一个微柱透镜(Ienticule)与两列显示像素相关联的装置中，每一列中的显示像素提供对应的二维子图像的纵向切片。所述柱透镜片把这两个切片以及来自与其他微透镜相关联的显示像素列的相应切片引导至位于该片前方的用户的左眼和右眼，从而使得用户观察到单一立体图像。因此所述柱透镜元件片提供光输出引导功能。
[0007]在其他装置中，每一个微透镜与行方向上的一组四个或更多邻近显示像素相关联。每一组中的相应的显示像素列被适当设置用来提供来自对应的二维子图像的纵向切片。随着用户的头部从左向右移动，感知到一系列连续的、不同的立体视图，从而例如产生环视印象。
[0008]已知的自动立体显示器使用液晶显示器来生成图像。
[0009]对于使用诸如电致发光显示器之类的发射型显示器的兴趣日益增加，例如有机发光二级管(OLED)显示器，这是因为这些显示器不需要偏振器并且潜在地应当能够提供增加的效率，因为与使用连续光照的背光的LCD面板相比，其像素在不被用来显示图像时会被关断。
[0010]对于使用反射型显示器的兴趣也日益增加，诸如电泳显示器和电润湿显示器之类。
[0011]本发明基于在自动立体显示系统内使用发射型或反射型显示装置。[0012]诸如OLED显示器之类的发射型显示器和诸如电泳显示器之类的反射型显示器与IXD显示器的显著不同之处在于光如何从像素发射。OLED像素是在宽范围的方向上发光的发射器，电泳像素是在宽范围的方向上反光的反射器。在本发明的情境中，这样的发射器和反射器也分别被称作漫发射器和漫反射器。对于常规的(2D)显示器，OLED显示器相比于需要背光并且在不采取特殊措施的情况下仅仅发射狭窄光束的LCD显示器具有明显优势。但是OLED材料的漫发射也造成挑战，因为许多光在各个有机层内部循环而不会被发射，从而导致低效率。为了改进这一点，已经寻求了各种解决方案来改进离开OLED的光的输出耦
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[0013]但是对于2D显不器的这一改进对于3D自动立体OLED显不器实际上是一个问题。针对增加光输出的解决方案无法被用在自动立体柱透镜显示器中，因为意图从一个柱状透镜发射的光可以在玻璃中被反射到相邻的透镜。这样会降低对比度并增加串扰。
[0014]诸如电泳和电润湿显示器之类的反射型显示器可能会引起类似于前面对于OLED显示器形式的发射型显示器所讨论的缺陷。
[0015]因此，在对于使用发射型和反射型显示器的期望与对于3D自动立体显示器内的低串扰的期望之间存在冲突。
【发明内容】
[0016]根据本发明，提供一种自动立体显示设备，其包括:
-包括间隔开的像素的阵列的显示装置；
-包括处在显示装置上方的平行柱状透镜阵列的自动立体透镜装置，其中在每一个柱状透镜下方提供多个像素，
其中，邻近柱状透镜之间的界面配备有光屏蔽装置，其至少从邻近柱状透镜之间的界面处的透镜表面延伸到透镜结构中，从而提供在透镜表面下方延伸的屏蔽。
[0017]在本发明的一个实施例中，所述显示装置是诸如电致发光显示器之类的发射型显示器，例如OLED显示器。在本发明的另一个实施例中，所述显示装置是反射型显示器，诸如电泳显示器或电润湿显示器之类。
[0018]所述光屏蔽装置的顶部中断透镜表面，因此当提到所述屏蔽“在透镜表面下方”延伸时，这意味着将由透镜定义该表面并且没有光屏蔽中断该表面。所述透镜(或其垂直于其长轴的横截面)具有确定透镜形状的单一焦点。因此虽然透镜表面被光屏蔽装置打断，但是仍然可以从透镜的其余部分确定(最初设计的)透镜表面。
[0019]光屏蔽装置的效果是阻挡(或反射)原本将导致透镜结构中的波导的低角度光。
[0020]所述光屏蔽装置可以包括用以吸收光的光阻挡材料，或者用以导致这些低角度射线的全内反射增加的气隙。
[0021]所述光屏蔽装置可以完全延伸穿过透镜结构，并且这样于是可以完全防止透镜之间的侧向光通路。这样还将防止出现多个视锥。
[0022]因此，对于所述光屏蔽装置可能优选的是在透镜表面下方延伸一定的距离，该距离处于最大透镜厚度的0.1到0.3倍之间。这意味着可能导致波导的低角度光被阻挡，但是多个视锥仍然被允许。
[0023]所述光屏蔽装置可以在透镜表面下方延伸距离h，其中h满足以下条件:
【权利要求】
1.一种自动立体显示设备，其包括:-包括间隔开的像素(44)的阵列的显示装置；-包括处在所述显示装置上方的平行柱状透镜阵列的自动立体透镜装置(49)，其中在每一个柱状透镜下方提供多个像素，-其中，邻近的柱状透镜之间的界面配备有光屏蔽装置(50)，其至少从邻近柱状透镜之间的界面处的透镜表面延伸到透镜结构中，从而提供在透镜表面下方延伸的屏蔽。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述显示装置是发射型显示装置。
3.如权利要求2所述的设备，其中，所述发射型显示装置是电致发光显示装置。
4.如权利要求1所述的设备，其中，所述显示装置是反射型显示装置。
5.如权利要求1到4当中的任一项所述的设备，其中，所述柱状透镜在像素列方向上延伸，或者与所述像素列方向成锐角倾斜，其中每一个透镜覆盖多个像素列。
6.如权利要求1到5当中的任一项所述的设备，其中，所述光屏蔽装置(50)包括光阻挡材料。
7.如权利要求1到5当中的任一项所述的设备，其中，所述光屏蔽装置包括气隙(70)。
8.如任一项在前权利要求所述的设备，其中所述光屏蔽装置完全延伸穿过所述透镜结构。
9.如权利要求1到7当中的任一项所述的设备，其中，所述光屏蔽装置在透镜表面下方延伸一定的距离，该距离处于最大透镜厚度的0.1到0.3倍之间。
10.如权利要求1到7当中的任一项所述的设备，其中，所述光屏蔽装置在透镜表面下方延伸满足h〈0.6(印/f)的距离，其中e是最大透镜厚度，P是透镜间距，并且f是透镜的焦距。
【文档编号】H04N13/04GK103562777SQ201280026296
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2012年5月15日 优先权日:2011年5月30日
【发明者】B.克鲁恩, M.T.约翰逊, M.H.W.M.范德登, P.S.纽顿 申请人:皇家飞利浦有限公司