具有透明操作模式的自動(dòng)立體顯示設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]該發(fā)明涉及帶有具有顯示像素陣列的顯示面板和用于將不同視圖引導(dǎo)到不同物理位置的裝置的自動(dòng)立體顯示設(shè)備。本發(fā)明特別地涉及透明顯示器，其可以例如在被關(guān)斷時(shí)起窗戶的作用。
【背景技術(shù)】
[0002]自動(dòng)立體顯示設(shè)備是眾所周知的。最常見的示例包括具有充當(dāng)產(chǎn)生顯示的圖像形成構(gòu)件的顯示像素的行和列陣列的二維發(fā)射液晶顯示面板。平行于彼此延伸的細(xì)長透鏡狀透鏡的陣列覆蓋顯示像素陣列并且充當(dāng)視圖形成構(gòu)件。來自顯示像素的輸出通過這些透鏡狀透鏡投射，所述透鏡狀透鏡起作用以修改輸出的方向。
[0003]透鏡狀透鏡被提供為元件片，每一個(gè)元件包括細(xì)長半圓柱形透鏡元件。透鏡狀透鏡在顯示面板的列方向上延伸，其中每一個(gè)透鏡狀透鏡覆蓋顯示像素的兩個(gè)或更多相鄰列的相應(yīng)組。
[0004]如果透鏡狀透鏡與顯示像素的兩列相關(guān)聯(lián)，每一列中的顯示像素提供相應(yīng)二維子圖像的豎直片段。透鏡狀片將這兩個(gè)片段，以及來自與其它透鏡狀透鏡相關(guān)聯(lián)的顯示像素列的對應(yīng)片段投射到定位于片前方的用戶的左眼和右眼，使得用戶觀察到單個(gè)立體圖像。
[0005]在其它裝置中，每一個(gè)透鏡狀透鏡與行方向上的三個(gè)或更多相鄰顯示像素的組相關(guān)聯(lián)。每一組中的顯示像素的對應(yīng)列被適當(dāng)?shù)夭贾贸商峁﹣碜韵鄳?yīng)二維子圖像的豎直片段。當(dāng)用戶的頭部從左向右移動(dòng)時(shí)，一系列連續(xù)的、不同立體視圖被觀察到創(chuàng)建例如環(huán)視印象。
[0006]用于在這種類型的顯示器中使用的成像裝置的另一示例是例如具有縫隙的屏障，與顯示器的底層像素有關(guān)地對所述縫隙進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)和定位。在雙視圖設(shè)計(jì)中，如果觀看者的頭部處于固定位置，則他/她能夠感知到3D圖像。屏障定位在顯示面板前方并且設(shè)計(jì)成使得來自奇數(shù)和偶數(shù)像素列的光分別朝向觀看者的左眼和右眼引導(dǎo)。
[0007]根據(jù)由Displaybank 新近發(fā)布的報(bào)告Display Technology andMarket Forecast 5透明顯示器將會(huì)在2012年首次上市并且急劇增長到2025年創(chuàng)建$ 872億的市場，其從傳統(tǒng)扁平面板顯示器爭取到一些市場份額，而且增加市場的總體大小。
[0008]透明顯示器是具有以下特性的顯示器類型:由于顯示器本身具有某個(gè)水平的透射率而顯示出顯示器后面的背景。透明顯示器具有許多可能的應(yīng)用，諸如用于建筑物或機(jī)動(dòng)車的窗戶以及購物中心中的顯示窗口。
[0009]尚不存在用于為所提出的透明顯示器提供3D觀看能力并且特別地不使用以上所概述的無鏡片透鏡狀透鏡或視差屏障3D方案的任何技術(shù)。當(dāng)試圖在常規(guī)透明顯示器的頂部上組合透鏡狀透鏡或視差屏障時(shí)出現(xiàn)問題。不僅由顯示器生成的光，而且通過顯示器透射的光都受到透鏡狀透鏡或視差屏障的影響，這阻礙顯示器后面的圖像的未失真視圖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明在獨(dú)立權(quán)利要求中限定。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，提供如獨(dú)立權(quán)利要求中所限定的顯示設(shè)備和方法。
[0012]本發(fā)明提供一種顯示設(shè)備，包括:
具有顯示輸出面的發(fā)射顯示面板；
在顯示輸出面之上的偏振敏感視圖形成裝置，其用于將來自不同像素的給定第一偏振的光引導(dǎo)到不同方向上，從而使得能夠同時(shí)在不同方向上顯示多個(gè)視圖，其中視圖形成裝置在不明顯改變方向的情況下傳遞第二正交偏振的光；
-布置在顯示輸出面后面的用于阻擋第一偏振的光的偏振濾光器，
其中顯示設(shè)備具有至少兩個(gè)操作模式:
第一、透視操作模式，其中顯示面板不發(fā)射光并且顯示設(shè)備阻擋第一偏振的光但允許第二偏振的光在兩個(gè)相反方向上穿過；以及
第二、3D顯示模式，其中發(fā)射像素從顯示輸出面輸出第一偏振的光并且視圖形成裝置在一個(gè)輸出方向上形成多個(gè)視圖。
[0013]視圖形成裝置僅影響光的一個(gè)偏振狀態(tài)，第一狀態(tài)。垂直于第一偏振狀態(tài)的第二偏振狀態(tài)可以不受干擾地通過視圖形成裝置傳播。這樣，當(dāng)發(fā)射顯示器被關(guān)斷時(shí)，啟用透視操作模式。通過接通顯示器，啟用3D模式。在該模式中，光僅從一側(cè)輸出顯示，因?yàn)榈谝黄癖伙@示器后面的偏振濾光器阻擋。
[0014]本發(fā)明因而提供一種顯示器，其中觀察者可以恰當(dāng)?shù)卦?D顯示模式中看到來自顯示器的3D內(nèi)容并且在穿過模式中看到顯示器后面的布景的未失真視圖。
[0015]不同設(shè)計(jì)使得能夠?qū)崿F(xiàn)不同顯示效果。例如，3D模式可以僅呈現(xiàn)3D顯示輸出，或者后方布景的視圖可以與被覆蓋的3D視圖組合。
[0016]在第一示例集合中，發(fā)射顯示面板包括間隔開的像素的陣列，其中像素區(qū)域小于總顯示區(qū)域的50%(并且優(yōu)選地小于30%，或甚至20%或甚至10%)。該間隔然后在透視模式中提供對第二偏振的光的顯示器的透明性。像素可以包括用于阻擋第二偏振的光以確保像素輸出具有第一偏振的輸出偏振器。這樣，像素在透視模式中阻擋光，并且因而小像素孔是所期望的。
[0017]當(dāng)處于3D模式中時(shí)，該裝置將透視方面與主動(dòng)顯示輸出組合。因而，觀看者可以看到顯示內(nèi)容(例如廣告)以及顯示器后面的場景(例如商店中的實(shí)際物品)。
[0018]在一個(gè)版本中，視圖形成裝置包括具有雙折射透鏡元件和復(fù)制品裝置的透鏡狀透鏡裝置，其被布置成使得在透鏡元件和復(fù)制品界面處僅針對第一偏振的光提供透鏡功能。
[0019]在另一版本中，視圖形成裝置包括屏障元件的裝置，其中屏障元件被形成為阻擋第一偏振的光的偏振器。通過使用作為偏振器的屏障，它們僅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，發(fā)射顯示面板包括間隔開的像素的陣列，其中像素區(qū)域大于總顯示區(qū)域的60% (或甚至大于70%)，并且其中顯示面板包括在光發(fā)射層的每一側(cè)上的可切換偏振器。
[0021]在該裝置中，像素蓋住全部(或幾乎全部)顯示區(qū)域。當(dāng)處于穿過模式中時(shí)，它們需要傳遞第二偏振的光。出于此目的，在第一、透視操作模式中，可切換偏振器阻擋第一偏振的光，并且在第二、3D顯示模式中，可切換偏振器阻擋第二偏振的光。
[0022]在該示例中，3D模式不與透視功能組合，因?yàn)榇嬖趦蓚€(gè)相對的偏振器。因而，在一側(cè)上存在正常3D顯示模式，并且在相對側(cè)上顯示器是黑的。
[0023]該裝置可以與第三、雙向2D操作模式一起使用，其中可切換偏振器阻擋第一偏振的光并且顯示面板被控制成顯示單個(gè)2D圖像。
[0024]該2D圖像在顯示器的前方和后面發(fā)射。
[0025]再次，對于該第二示例集合，視圖形成裝置可以包括透鏡狀透鏡裝置或屏障元件的裝置。
[0026]在所有示例中，第一和第二偏振中的一個(gè)可以包括線性水平偏振并且另一個(gè)可以包括線性豎直偏振?？商鎿Q地，第一和第二偏振中的一個(gè)可以包括順時(shí)針圓偏振并且另一個(gè)可以包括逆時(shí)針圓偏振。
[0027]本發(fā)明還提供操作顯示設(shè)備的方法，該設(shè)備包括:
具有顯示輸出面的發(fā)射顯示面板；
在顯示輸出面之上的偏振敏感視圖形成裝置，其用于將來自不同像素的給定第一偏振的光引導(dǎo)到不同方向上，從而使得能夠同時(shí)在不同方向上顯示多個(gè)視圖，其中視圖形成裝置在不明顯改變方向的情況下傳遞第二正交偏振的光；
布置在顯示輸出面后面的用于阻擋第一偏振的光的偏振濾光器，
其中該方法包括在不同時(shí)間處在至少兩個(gè)操作模式中操作顯示設(shè)備:
第一、透視操作模式，其中顯示面板不發(fā)射光并且顯示設(shè)備阻擋第一偏振的光但允許第二偏振的光在兩個(gè)相反方向上穿過；以及
第二、3D顯示模式，其中顯示面板從顯示輸出面輸出第一偏振的光并且視圖形成裝置在一個(gè)輸出方向上形成多個(gè)視圖