多視圖顯示設備制造技術

本發明專利技術涉及一種多視圖照明設備，其包括像素化顯示面板和背光，所述背光包括光源（30）的設置，其中每一個光源在被接通時照明顯示面板的相關聯的像素區段。顯示控制器被適配成控制像素化顯示面板和光源設置，從而提供同時包括由至少三個2D視圖構成的集合并且沒有各個單獨的2D視圖的重復的部分顯示輸出。這種設置提供具有像素的受控照明方向的輸出，從而避免了視圖重復。所述輸出可以是單個視圖錐體，并且可以從該處觀看所述視圖錐體的位置取決于背光的被激活的光源與顯示面板之間的關系。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于在顯示設備的視場內提供多個視圖的多視圖顯示設備，其中所述顯示設備屬于包括顯示面板和成像設置的類型，所述顯示面板具有用于產生顯示器的像素并且所述成像設置用于將多個視圖引導到顯示設備的視場內的不同空間位置。
技術介紹
多視圖顯示設備的第一個例子包括具有視差屏障的形式的成像設置，所述視差屏障具有其尺寸和位置關于由顯示面板的各列和各行像素構成的下方陣列確定的狹縫。在二視圖設計中，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。視差屏障被放置在顯示面板前方，并且被設計成使得來自奇數和偶數像素列的光分別被導向觀看者的左眼和右眼。這種類型的二視圖顯示器設計的一個缺陷在于，觀看者必須處于固定位置，并且只能向左或向右移動近似3cm。在一個更加優選的實施例中，在每一條狹縫下方不是存在兩個子像素列而是存在幾個子像素列。這樣就允許觀看者向左和向右移動，并且總是在他/她的眼中感知到立體圖像。視差屏障設置易于生產但是光效率不高，特別在視圖的數目增加時尤其如此。因此，一種優選的替換方案是使用透鏡設置作為成像設置。舉例來說，可以提供彼此平行地延伸并且位于顯示面板像素陣列上方的細長雙凸透鏡元件陣列，并且透過這些雙凸透鏡元件來觀察顯示器像素。雙凸透鏡元件被提供為由各個元件構成的薄板，其中的每一個元件包括細長的半圓柱透鏡元件，其細長軸垂直于該透鏡元件的曲率。雙凸透鏡元件沿著其細長軸在顯示面板的列方向上延伸，其中每一個雙凸透鏡元件位于對應的一組兩個或更多個鄰近的顯示器像素列上方。在例如其中每一個小雙凸透鏡(Ienticule)與兩列顯示器像素相關聯的設置中，每一列中的顯示器像素提供對應的二維子圖像的垂直切片。雙凸透鏡薄板將這兩個切片以及來自與其他小雙凸透鏡相關聯的顯示器像素列的相應切片導向位于薄板前方的用戶的左眼和右眼，從而使得用戶觀察到單一立體圖像。因此，所述雙凸透鏡元件薄板就提供了光輸出引導功能。在其他設置中，每一個小雙凸透鏡與行方向上的一組四個或更多個鄰近的顯示器像素相關聯。每一組中的相應的顯示器像素列被適當地設置，以便提供來自對應的二維子圖像的垂直切片。隨著用戶的頭部從左向右移動，就感知到一系列相繼的不同立體視圖，從而產生例如環視印象。前面描述的設備提供了有效的三維顯示器。但是應當認識到，為了提供立體視圖，在設備的水平分辨率方面做出了必要的犧牲。這一分辨率犧牲會隨著所生成的視圖數目的增加而加大。因此，使用大量視圖的一個重要缺陷在于，每個視圖的圖像分辨率被降低。必須在各個視圖之間分配可用像素的總數。在利用垂直(即關于觀看者指向垂直)雙凸透鏡的N視圖3D顯示器的情況中，沿著水平方向的每一個視圖的所感知到的分辨率將是相對于2D像素分辨率的N分之一。在垂直方向上的分辨率將保持與2D像素分辨率相同。在自動立體模式下，通過使用傾斜的屏障或雙凸透鏡可以減小水平與垂直方向上的分辨率之間的這一差異。在這種情況下，分辨率損失可以均勻地分配在水平和垂直方向之間。通過增加視圖的數目會因此改進3D印象，但是會降低觀看者所感知到的3D圖像分辨率。各個單獨的視圖處于每一個所謂的觀·看錐體中，并且這些觀看錐體通常在視場上重復。觀看體驗受到以下事實的束縛觀看者在選擇其從該處觀看3D顯示設備的位置方面不是完全自由的，因為在觀看錐體之間的邊界處沒有3D效果并且會出現重影(ghostimage)ο本專利技術就涉及這一問題。
技術實現思路
本專利技術的一個目的是提供一種改進的多視圖顯示設備。具體來說，所述設備允許減少錐體邊界。所述目的是通過如在獨立權利要求中限定的本專利技術而實現的。從屬權利要求提供了有利實施例。如在權利要求I中限定的多視圖顯示設備提供這樣一種顯示設備，其允許具有受控像素照明方向的輸出，從而可以避免視圖重復。因此，顯示設備的輸出在其視場內可以是具有多個視圖的單一錐體。這樣就形成了部分顯示輸出，這或者是因為其僅僅被導向較窄視場，或者是因為按照時間順序提供多個部分輸出以便增大分辨率。在其中所述部分顯示輸出是部分輸出區段的情況下，可以從該處觀看各個視圖的錐體的位置取決于背光的所激活的光源與顯示面板之間的關系。將透鏡陣列設置在顯示面板的前方，并且每一個像素的光基本上對一個透鏡進行照明。這樣就避免了視圖重復，并從而避免了錐體邊界。所述透鏡陣列可以把顯示面板的像素平面成像到基本上無限遠。所述透鏡陣列可以是可切換的，從而可以在2D與3D操作模式之間和/或多種3D操作模式之間切換顯示，其中所述多種模式通過其視圖數目進行區分。在一個例子中，在所述設備的操作期間，利用圍繞一個共同方向的預定光散布來照明所有像素，從而在一次照明操作期間，在顯示設備的部分視場中生成一個或更多視圖。因此，在所期望的方向上提供了具有多個視圖的單一錐體。所選輸出區段的位置可以通過調節各個光源相對于顯示面板的位置來選擇。按照時間順序的方式可以建立更大的觀看范圍。當所述設備還包括頭部跟蹤系統時這一設置特別有意義，并且基于接收自頭部跟蹤系統的輸入來選擇輸出方向。各個光源可以是獨立可控的，并且顯示設備輸出包括通過致動光源的子集而得到的顯示輸出，其中來自每一個所致動的光源的輸出照明顯示面板的一個對應區段，其中沒有顯示面板的受操作區段由多于一個光源照明。對于光源設置的控制隨后可以確定在哪些方向上提供視圖。按照時間順序的方式同樣可以建立更大的觀看范圍。可以在光源與顯示面板之間提供一個間隔器，其被設置成限制對應于背光的每一個光源的所述對應區段。背光還可以包括與每一個光源相關聯的透鏡以便提供經過準直的定向輸出。該定向輸出于是決定可以從該處觀看顯示器的輸出區段。可以提供可切換的漫射器，以便將背光的輸出從定向輸出轉換成漫射輸出。這樣，所述設備可以被用來在所期望的方向上提供單一錐體輸出，或者漫射輸出導致更加傳統的多錐體設置。這對于在整個視場上有許多觀看者的情況可能更加適合。背光可以包括透明平板，其中所述平板的剖面被定形為具有切出部分的矩形形狀，其中所述切出部分被定位在光源之間的來自光源的光散布不到的區域中。這一設計通過去除對于背光的光學性能沒有貢獻的材料而減輕了背光的重量。如果像素平面與透鏡陣列之間的距離(其被轉換成穿過透鏡材料的有效光學距離)被定義為dl*，光源與像素平面之間的距離(其被轉換成穿過透鏡材料的有效光學距離)·被定義為d2*，則d2*=kdl*，其中k是整數。這在使用一個光源將顯示器的區段投影到多個透鏡時特別有意義，并且確保將可重復的像素圖案映射到每一個透鏡。在一種設置中，各個光源從顯示器的頂部到底部對準各個透鏡的長軸延伸，并且每一個光源被分段成各個獨立可驅動的節段。這樣就允許將背光所提供的照明與顯示器的逐行尋址更好地匹配，從而確保在像素的驅動電平穩定時對其進行照明，并且可以在串擾出現之前停止照明。在所有的例子中，顯示面板可以包括液晶(LC)顯示器像素陣列，并且所述光源可以包括發光二級管(LED)點或線。本專利技術還提供一種操作本專利技術的多視圖顯示設備的方法，其中對顯示面板進行控制并且對光源設置進行控制從而提供部分顯示輸出，所述部分顯示輸出同時包括由至少三個2D視圖構成的集合并且沒有各個單獨2D視圖的重復，并且其中每一個被照明的像素的光確切地到達一個透鏡。附圖說明下面將純粹通過舉例的方式參照附本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：F皮爾曼，OH威廉森，LRR德斯梅特，M斯魯伊特，ST德滋瓦特，MPCM克里恩，
申請(專利權)人：皇家飛利浦電子股份有限公司，
類型：
國別省市：