用于自動立體顯示器的防帶化層的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動立體顯示器，包括用于提供由一個陣列中的像素組成的顯示輸出的顯示面板和包括布置在該顯示面板的顯示側(cè)處的雙凸裝置的光學(xué)堆疊體(opticalstack)。本發(fā)明還涉及像這樣的光學(xué)堆疊體。本發(fā)明還涉及包括這樣的自動立體顯示器的電子設(shè)備。本發(fā)明還涉及制造這樣的自動立體顯示器的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]3D顯示器，且尤其是裝配有3D顯示器的電視機(jī)，在消費(fèi)者中日益受歡迎，因為它們?yōu)橛^看者提供了深度立體感知。所謂的自動立體顯示器提供了所述深度立體感知，而無需觀看者佩戴偏光眼鏡或基于快門的眼鏡。出于此目的，使用了光學(xué)組件，諸如雙凸透鏡陣列(或一般而言雙凸裝置)，其使得顯示器能夠從3D顯示器上的每個給定點(diǎn)發(fā)出一個視錐(viewing cone)，所述視錐至少包括一個場景的左視圖和右視圖。這使得當(dāng)該觀看者在視錐中相應(yīng)地定位時能夠用每只眼睛看到一個不同的圖像。某些自動立體顯示器(有時稱為自動多視野顯示器)提供了同一場景的多個視圖而不是僅一個左視圖和一個右視圖。這允許觀看者假定在視錐中的多個位置，即，在顯示器前面左-右移動，同時仍然獲得該場景的立體感知。
[0003]在由C.van Berkel等人在1996年的SPIE會議記錄第2653卷，第32到39頁和在GB-A-2196166中公布的標(biāo)題為“Multiview 3D-LCD”的文件中描述了這樣的自動立體顯示器的實(shí)施例。在這些實(shí)施例中，自動立體顯示器包括矩陣LC(液晶)顯示面板，該矩陣LC顯示面板具有像素(顯示元件)行和列并且用作空間光調(diào)制器來對從光源引導(dǎo)通過其的光進(jìn)行調(diào)制。該顯示面板可以是其他顯示應(yīng)用(例如，用于以二維形式呈現(xiàn)顯示信息的計算機(jī)顯示屏幕)中使用的種類。雙凸片(例如，以模塑的或機(jī)械加工的聚合物材料片形式)覆在顯示面板的輸出側(cè)上面，其中該顯示面板的雙凸元件一一包括(半)圓柱形透鏡元件一一在列方向上延伸，其中每個雙凸元件與顯示元件的對應(yīng)一組兩個或更多個相鄰的列相關(guān)聯(lián)，且在與該顯示元件列平行的平面內(nèi)延伸。在每個微透鏡與顯示元件的兩列相關(guān)聯(lián)的布置中，顯示面板被驅(qū)動以顯示包括兩個豎向交錯的2D子圖像的復(fù)合圖像，其中顯示元件的交替的列顯示所述兩個圖像，且每列中的顯示元件提供對應(yīng)的2D(子)圖像的豎向片段(slice)。該雙凸片將這兩個片段以及來自與其他微透鏡相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)片段引導(dǎo)到所述片的前方的觀看者的左眼和右眼，使得通過具有適當(dāng)?shù)碾p眼視差的子圖像，觀看者感知到單個立體圖像。在其他多視角布置中，其中每個微透鏡在行方向上與一組多于兩個的相鄰顯示元件相關(guān)聯(lián)，且每組中的顯示元件的相應(yīng)的列被適當(dāng)?shù)夭贾靡蕴峁﹣碜詫?yīng)的2-D(子)圖像的豎向片段，然后隨著觀看者的頭移動，一系列連續(xù)的不同的立體視圖被感知以用于創(chuàng)建例如環(huán)視印象(look-around impress1n)。
[0004]鑒于雙凸元件需要與顯示像素準(zhǔn)確地對準(zhǔn)，習(xí)慣上，將雙凸屏幕以永久的方式安裝在顯示面板之上，使得雙凸元件的位置關(guān)于像素陣列固定。
[0005]上述種類的自動立體顯示器可用于多種應(yīng)用，例如，在家庭或便攜式娛樂、醫(yī)療成像和計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)中。
[0006]優(yōu)選地，以這樣的方式設(shè)計自動立體顯示器:當(dāng)觀看者觀看自動立體顯示器時，與雙凸裝置和/或其他光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)結(jié)合的像素的結(jié)構(gòu)不會導(dǎo)致觀看者清楚地注意到(重復(fù))圖案。
[0007]這樣的圖案的實(shí)施例是所謂的帶化效應(yīng)(banding effect)。帶化效應(yīng)是至少部分地通過雙凸裝置以如下方式引起的。因為顯示面板的子像素(且因此像素)未完全相鄰，所以在子像素之間存在一個不發(fā)出或幾乎不發(fā)出任何光的區(qū)域。此區(qū)域被稱為黑矩陣或防護(hù)帶。如果觀看者沿著自動立體顯示器移動，不同的子像素是可見的，一起形成一個視圖。然而，子像素之間的防護(hù)帶之后被交替地看到，這引起所述帶化效應(yīng)。直觀地，帶化可被理解為由防護(hù)帶形成的柵格(grid)和由雙凸裝置形成的柵格之間相互作用的波紋效應(yīng)(m0ir6effect)ο

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到，用于自動立體顯示器的當(dāng)前設(shè)計和解決方案仍不是令人滿意的，因為使用者在觀看自動立體顯示器時，常常可以清楚地注意到諸如由上述帶化效應(yīng)引起的那些圖案。
[0009]本發(fā)明的一個目的是減少自動立體顯示器中的這樣的顯著圖案和/或降低這樣的顯著圖案對觀看者的可視性。
[0010]本發(fā)明的第一方面提供了一種自動立體顯示器，包括i)顯示面板，提供由一個陣列中的像素組成的顯示輸出；以及ii)光學(xué)堆疊體，被布置在該顯示面板的顯示側(cè)處，該光學(xué)堆疊體包括:
[0011]-雙凸裝置，包括一個成型表面(profiledsurface)，該成型表面限定一個雙凸元件陣列，用于在相互不同的方向上引導(dǎo)來自對應(yīng)組的所述像素的輸出，以便使立體圖像能夠被感知；以及
[0012]-防帶化層，被布置為用于產(chǎn)生沿著每個雙凸元件的周邊的光折射變化。
[0013]在從屬權(quán)利要求中限定了一些實(shí)施方案。
[0014]一種根據(jù)本發(fā)明的第一方面的光學(xué)堆疊體，包括諸如從自動立體顯示器領(lǐng)域本來已知的雙凸裝置。根據(jù)本發(fā)明，該光學(xué)堆疊體包括產(chǎn)生沿著每個雙凸元件的周邊的光折射變化的防帶化層。因此，由雙凸元件(重新)引導(dǎo)的光沿著該雙凸元件的周邊不同地折射。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，沿著每個雙凸元件的周邊的這樣的折射變化導(dǎo)致顯著圖案(諸如由帶化效應(yīng)引起的那些圖案)對觀看者不那么可見。有利地，該自動立體顯示器給觀看者提供了更好的圖畫質(zhì)量。
[0015]在一個實(shí)施方案中，該防帶化層被布置在該雙凸裝置的成型表面上，該防帶化層包括主層和用于將該防帶化層粘附到該成型表面的膠粘層，并且該防帶化層被布置在該成型表面上，以使得該膠粘層粘附到所述雙凸元件中的每個的突出部分同時不接觸(ke印clear of)所述雙凸元件中的相鄰的雙凸元件之間的凹陷，以便在所述雙凸元件中的相鄰的雙凸元件與該防帶化層之間形成間隙。
[0016]因此，該防帶化層被不連續(xù)地附接到該雙凸裝置，S卩，通過粘附到所述雙凸元件中的每個的突出部分同時不接觸毗連所述雙凸元件中的相鄰的雙凸元件之間的凹陷的部分。這樣的不連續(xù)附接在防帶化層與雙凸元件之間的界面處提供第一類型的折射，其中該第一類型的折射是由雙凸元件和防帶化層的折射率確定的，并且在雙凸元件與該間隙之間的界面處提供第二類型的折射，其中該第二類型的折射是由雙凸元件和該間隙內(nèi)部的介質(zhì)(例如，空氣)的折射率確定的。此實(shí)施方案提供了產(chǎn)生沿著每個雙凸元件的周邊的光折射變化的一種有效方式，即通過上述將防帶化層不連續(xù)地附接到雙凸裝置的方式。因此，可不需要修改防帶化層自身的光學(xué)特性來產(chǎn)生所述的光折射變化。
[0017]另一個益處是，可以通過將防帶化層按壓到具有按壓表面的雙凸裝置上來便利地實(shí)現(xiàn)此類型的不連續(xù)附接，因為當(dāng)這樣按壓時，防帶化層首先附接到每個雙凸元件的突出部分。然后可以通過控制按壓表面將防帶化層按壓到雙凸裝置上的按壓壓力(例如，通過將所述壓力限制到最大值)來生成和/或維持防帶化層和雙凸裝置之間的間隙。
[0018]在另一個實(shí)施方案中，該防帶化層被布置為用于通過被附接到每個雙凸元件的第一部分同時不接觸每個雙凸元件的第二部分來產(chǎn)生該光折射變化。此實(shí)施方案還建立了防帶化層到每個雙凸元件的不連續(xù)附接，從而提供一種產(chǎn)生沿著每個雙凸元件的周邊的光折射變化的有效方式。
[0019]在另一個實(shí)施方案中，該第一部分是圍繞每個雙凸元件的光學(xué)軸線居中的中心部分，并且該第二部分是在該中心部分的一側(cè)處的周邊部分。每個雙凸元件的中心部分通常是雙凸元件的最突出的部分。因此，可以通過將防帶化層按壓到具有按壓表面的雙凸裝置上來便利地實(shí)現(xiàn)該不連續(xù)附接。
[0020]在另一個實(shí)施方案中，該防帶化層被布置為用于基于以下至少之一來產(chǎn)生該光折射變化:該防帶化層的材料變化、該防帶化層的厚度變化、該防帶化層局部變形，以及該防帶化層局部經(jīng)受機(jī)械應(yīng)力。對于提供防帶化層到雙凸裝置的不連續(xù)附接附加地或替代地是，防帶化層自身可適于建立光折射變化。前述布置良好地適合于建立所述光折射變化。
[0021]在另一個實(shí)施方案中，該光學(xué)堆疊體還包括頂層，該頂層被布置在該成型表面之上，以便大體上避免與該成型表面接觸，該頂層包括面向下的表面，該面向下的表面面向該顯示面板，該防帶化層被布置在該頂層的該面向下的表面上，并且該防帶化層包括主層和用于將該防帶化層粘附到該面向下的表面的膠粘層。此實(shí)施方案提供了一種將防帶化層包括在該自動立體顯示器中的替代方式，即通過將防帶化層附接到自動立體顯示器的頂層，諸如保護(hù)頂層，而不是將它直接附接到雙凸裝置。
[0022]本發(fā)明的另一方面提供了一種用于將防帶化層附接或應(yīng)用到