專利名稱：多視圖顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)置為提供多個(gè)視圖的顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
多視圖顯示器可以設(shè)置為向兩個(gè)或多個(gè)用戶呈現(xiàn)不同的信息。圖1表示了由常規(guī)多視圖顯示設(shè)備1生成兩個(gè)視圖的布置。這種顯示器1可以設(shè)置在汽車的儀表盤區(qū)域中，并且用于向駕駛員2呈現(xiàn)路線圖，同時(shí)向一個(gè)或多個(gè)乘客3顯示電子郵件信息或者來自數(shù)字通用盤(DVD)的圖像。如果駕駛員2位于第一觀察區(qū)域4中，則該路線圖對(duì)于他/她而言是可見的，而當(dāng)乘客3位于第二觀察區(qū)域5中時(shí)能夠觀看他們的信息。
在圖1的布置中，區(qū)域6位于觀察區(qū)域4和5之間，在該區(qū)域6中，同時(shí)可以看到兩組信息，即顯示給駕駛員2的信息以及打算為乘客3顯示的信息。換句話說，在區(qū)域6中，觀察區(qū)域4和觀察區(qū)域5中顯示的信息之間存在串?dāng)_。在已知的多視圖顯示器中，觀察區(qū)域4、5的尺寸與串?dāng)_區(qū)域6的尺寸相比較小。典型的是，觀察區(qū)域4、5的開度角(opening angle)？約為10°。這樣就約束了駕駛員2和乘客3能夠觀察信息的位置。此外，增大了駕駛員2或者乘客3移動(dòng)到串?dāng)_區(qū)域6中的位置的可能性。
對(duì)于汽車用途而言，特別不希望存在串?dāng)_區(qū)域6，這是因?yàn)樽诤笈抛醒氲某丝?可能會(huì)位于該區(qū)域6中，并且會(huì)看到混亂的信息。此外，出于安全的原因，顯示器1應(yīng)當(dāng)防止駕駛員2看到呈現(xiàn)給乘客3的信息。因此，觀察區(qū)域4、5應(yīng)當(dāng)物理分離，并且應(yīng)當(dāng)使區(qū)域6中的串?dāng)_最小化。
用于生成多個(gè)視圖的常規(guī)方法基于與自動(dòng)立體3D顯示器中所使用的類似的原理，其中不同的信息對(duì)準(zhǔn)觀看者的左、右眼。在一種現(xiàn)有技術(shù)中，透鏡狀屏幕8置于顯示板9前，該顯示板例如液晶顯示器(LCD)，如圖2所示。該顯示器生成兩個(gè)視圖10、11。目前可利用的LCD設(shè)備具有0.7或1.1mm的玻璃厚度t，以便生成大的視角?；趫D2的布置的多視圖顯示器具有這種厚度是不可行的。例如，如果顯示器的子像素間距p為0.042mm，則從兩個(gè)相鄰子像素9a、9b產(chǎn)生的光線分隔開4°的角度，而不管透鏡狀屏幕8中透鏡的強(qiáng)度如何。這種間隔對(duì)于多視圖顯示器而言是不足的。此外，這種顯示器生成的串?dāng)_區(qū)域與觀察區(qū)域相比較大。
另一種常規(guī)的方法利用位于顯示板9前的前擋板12，如圖3所示。該擋板12具有多個(gè)狹縫13，允許來自顯示板9的光通過，從而生成觀察區(qū)域4、5以及明顯更大的串?dāng)_區(qū)域6。觀察區(qū)域4、5的尺寸取決于擋板12的透射率(transmission)。例如，如果擋板11的透射率接近零，即如果狹縫13具有最小的寬度，則觀察區(qū)域4、5的開度角？約為40°。然而，如果擋板11的透射率為25％，則該開度角？減小到約為10°，并且串?dāng)_區(qū)域6相當(dāng)大，從而使得開度角？’約為20°。因此，為了生成大的觀察區(qū)域4、5，則必須限制擋板12的透射率。然而，這種布置的缺陷在于光效率差，甚至是使用具有高透射率的擋板也是如此，這是因?yàn)閺娘@示板9發(fā)出的光的絕大部分受到阻擋。
另一種已知的技術(shù)(未示出)使用了后擋板，其包括多個(gè)狹縫并且位于背光源與顯示板之間。這種布置由于狹縫的有限寬度，因而產(chǎn)生了相當(dāng)多的串?dāng)_。如結(jié)合圖3的擋板布置所述的，通過降低狹縫的寬度能夠減少串?dāng)_，但是這樣會(huì)降低該顯示器的光效率。
為了生成以例如與法線成±30°的角度精確分開的兩個(gè)視圖，后擋板與顯示板之間的間隔應(yīng)當(dāng)小于p/0.3536，其中p是顯示板子像素的間距。通常通過由中間玻璃片來提供該間隔。然而，由于典型的子像素尺寸約為99μm，因此需要玻璃片的厚度為280μm，目前是不可行的。
總之，目前已知的多視圖顯示技術(shù)提供了有限尺寸的觀察區(qū)域4、5，這兩個(gè)觀察區(qū)域被存在串?dāng)_的一個(gè)或多個(gè)較大區(qū)域6分開。本發(fā)明的目的是提供一種多視圖顯示器，與現(xiàn)有技術(shù)的顯示器相比，其生成兩個(gè)或多個(gè)較大的觀察區(qū)域，在該顯示器中避免了串?dāng)_或者將串?dāng)_限制為較小的區(qū)域。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種多視圖顯示器配置為顯示兩個(gè)或多個(gè)分別對(duì)準(zhǔn)兩個(gè)或多個(gè)觀察區(qū)域的視圖，該顯示器包括顯示板，其包括多個(gè)成像單元和多個(gè)濾色片，其中所述濾色片中的每一個(gè)與所述成像單元之一相關(guān)，根據(jù)第一間距并且以第一顏色順序設(shè)置該濾色片；擋板，其包括多個(gè)顏色部分，這些部分包括濾色材料，根據(jù)基本上等于第一間距的兩倍的第二間距并且以與第一顏色順序相反的第二顏色順序設(shè)置該顏色部分，其中定位該擋板，使得光在通過一個(gè)顏色部分和一個(gè)所述濾色片之后射出顯示板，并且該擋板的顏色部分設(shè)置為協(xié)同濾色片選擇性地將所述光引導(dǎo)到第一和第二觀察區(qū)域。
該成像單元可以是像素或者子像素或者二者的組合。
該第二間距例如可以相對(duì)于第一間距的兩倍略微變化，以便提供觀察點(diǎn)校正或者提高觀察區(qū)域之間的間隔。
按照與濾色片的顏色順序相反的顏色順序設(shè)置這些顏色部分，并且按照彼此相反的顏色順序設(shè)置這些顏色部分。例如，可以按照紅、綠和藍(lán)色濾光片的周期順序排列這些濾色片，而按照藍(lán)、綠和紅色濾色片的第二周期順序排列這些顏色部分。
該顏色擋板相對(duì)于觀看者可以位于成像單元前，使得光在通過擋板之前通過濾色片?？蛇x擇的是，該顏色擋板可以是位于成像單元后的后擋板，在這種情況下這些顏色部分可以包括膽甾型濾光材料。
該多視圖顯示器可以包括設(shè)置成為顯示板的成像單元提供背光的光源。該光源可以包括多個(gè)發(fā)光二極管，其中至少兩個(gè)所述發(fā)光二極管配置為分別發(fā)射第一和第二顏色的光，以便有助于光根據(jù)顏色選擇性透射通過擋板和濾色片。可選擇的是，如果顏色擋板置于成像單元前，則該成像單元可以包括光發(fā)射設(shè)備。
利用黑矩陣可以將擋板的顏色部分和/或?yàn)V色片彼此分開。
可以將顏色部分和濾色片對(duì)準(zhǔn)，使得該顯示器產(chǎn)生的觀察區(qū)域非對(duì)稱設(shè)置。
這個(gè)方面還提供了一種顯示系統(tǒng)，其包括多視圖顯示器和音頻輸出裝置，該音頻輸出裝置配置為輸出與一個(gè)或多個(gè)所述觀察區(qū)域中顯示的信息相對(duì)應(yīng)的音頻信號(hào)。
根據(jù)這個(gè)方面的顯示器或顯示系統(tǒng)可以設(shè)置為向汽車中的觀看者顯示信息。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，設(shè)置一種制造根據(jù)本發(fā)明第一方面的多視圖顯示器的方法，從而定位顏色擋板，使得光在通過擋板之前通過濾色片，該方法包括在透光襯底上提供多個(gè)顏色部分，將透光材料片置于所述多個(gè)顏色部分上，并且在所述透光材料片上提供顯示板的多個(gè)濾色片。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，設(shè)置一種制造根據(jù)本發(fā)明第一方面的多視圖顯示器的方法，從而定位顏色擋板，使得光在通過濾色片之前通過顏色部分，該方法包括在透光襯底上提供所述多個(gè)顏色部分，將透光材料片置于所述多個(gè)顏色部分上，并且提供配置為控制所述片上的所述成像單元的裝置。
在根據(jù)第二和第三方面的方法制造的多視圖顯示器中，由該片的厚度確定顏色擋板與成像單元之間的間隔。這個(gè)厚度可以小于液晶顯示設(shè)備的典型襯底的厚度。與現(xiàn)有技術(shù)的布置相比，該間隔的減小可能有助于顯示器生成的觀察區(qū)域的尺寸的增大。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，一種多視圖顯示器包括顯示板，其包括配置為具有第一間距的多個(gè)成像單元，設(shè)置為照射顯示板的光源，和設(shè)置為將光源發(fā)射的光聚焦從而在所述多個(gè)成像單元處生成亮線(light lines)的圖像的透鏡狀屏幕，該透鏡狀屏幕包括配置為具有第二間距的多個(gè)透鏡，其中所述第二間距基本上等于所述第一間距的整數(shù)倍，使得所述透鏡在相互分開的兩個(gè)所述成像單元上生成圖像，并且利用不同透鏡生成的圖像照射相鄰的成像單元。
該光源可以設(shè)置為在根據(jù)第三間距設(shè)置的位置生成亮線，其中該第三間距基本上等于第二間距。該位置可以與所述透鏡的相鄰?fù)哥R之間的邊界對(duì)準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，一種多視圖顯示器包括顯示板，其包括配置為具有第一間距的多個(gè)成像單元，設(shè)置為在配置為具有第二間距的多個(gè)位置處生成多個(gè)亮線的光源，以及設(shè)置為將光源發(fā)射的光聚焦從而在所述多個(gè)成像單元處生成亮線的圖像的透鏡狀屏幕，該透鏡狀屏幕包括配置為具有第三間距的多個(gè)透鏡，該第三間距基本上等于第二間距，并且設(shè)置該屏幕，使得相鄰?fù)哥R之間的邊界與生成亮線的位置對(duì)準(zhǔn)，其中所述第二間距基本上等于所述第一間距的整數(shù)倍，使得所述透鏡在相互分開的兩個(gè)所述成像單元上生成圖像，并且利用不同透鏡生成的圖像照射相鄰的成像單元。
根據(jù)第四或第五方面的多視圖顯示器可以包括設(shè)置為散射顯示板輸出的光的散射片，從而使觀察區(qū)域的尺寸進(jìn)一步增大。該散射片可以是具有預(yù)定散射輪廓的受控散射片。例如，該散射片可以具有包括周期性結(jié)構(gòu)特征的散射表面。
根據(jù)第四或第五方面的多視圖顯示器可以包括可切換漫射片，以及配置為使所述漫射片在漫射狀態(tài)與透光狀態(tài)之間切換的模式切換裝置，其中所述漫射片位于光源與成像單元之間，因此當(dāng)該漫射片處于其透光狀態(tài)下時(shí)，在成像單元處對(duì)亮線成像，并且當(dāng)該漫射片出于其漫射狀態(tài)下時(shí)，向該成像單元提供基本上均勻的照射。這樣允許顯示器切換到第一模式和第二模式，在第一模式下顯示器生成多個(gè)視圖，在第二模式下該顯示器呈現(xiàn)單一視圖。
該漫射片可以配置為響應(yīng)于模式切換裝置施加或去除電場而在這些狀態(tài)之間進(jìn)行切換。
根據(jù)第四或第五方面的多視圖顯示器可以包括在顯示系統(tǒng)中，該顯示器還包括設(shè)置為輸出音頻信號(hào)的音頻輸出裝置，該音頻信號(hào)對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)所述觀察區(qū)域中顯示的信息。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，一種多視圖顯示器包括顯示板，其包括設(shè)置為向第一觀察區(qū)域顯示第一視圖的多個(gè)第一成像單元，以及設(shè)置為向第二觀察區(qū)域顯示第二視圖的多個(gè)第二成像單元，所述第一成像單元和第二成像單元被多個(gè)第三成像單元分開；以及照明布置，其用于利用多個(gè)亮線照射顯示板，該顯示器的設(shè)置使得當(dāng)顯示所述第一和第二視圖時(shí)，所述第三成像單元未用于顯示信息。
按照這種方式，該成像單元有效地用作將光導(dǎo)向觀察區(qū)域的擋板。
當(dāng)顯示所述第一和第二視圖時(shí)，該第三成像單元可以關(guān)閉。
可以按列設(shè)置多個(gè)第一、第二和第三成像單元，從而構(gòu)成部分二維陣列成像單元。該多個(gè)第一成像單元可以包括設(shè)置在該陣列相鄰列中的成像單元。類似的是，該多個(gè)第二成像單元包括可以設(shè)置在顯示板的相鄰列中的成像單元。多個(gè)第一、第二和第三成像單元可以按照列的周期性順序設(shè)置在所述陣列中。
該顯示板可以包括多個(gè)濾色片，其按照在不同于與三原色對(duì)應(yīng)的常規(guī)周期性順序的多列濾光片的布局來設(shè)置。例如，該濾光片可以設(shè)置在二維陣列中，和/或可以基于四個(gè)或多個(gè)原色。
該照明布置可以包括光源和擋板，該擋板位于光源與顯示板之間，并且包括以給定間距設(shè)置的多個(gè)透光部分，使得利用多個(gè)亮線照射該顯示板。該多視圖顯示器可以包括擋板，該擋板包括多個(gè)透光部分，從而有選擇性地使光進(jìn)入，以第一間距設(shè)置所述透光部分，并且定位該擋板，使得從成像單元發(fā)出的光入射到該擋板上。
如果提供擋板，則其可以是能夠在選擇性透射模式和透光模式之間進(jìn)行切換的可切換設(shè)備的形式，例如液晶盒，在選擇性透射模式下該擋板有選擇性地使光進(jìn)入，在透光模式下該擋板基本上是透光的，以便對(duì)顯示板提供均勻照射。這樣就允許該顯示器在多視圖和單一視圖模式這兩種模式下工作?？蛇x擇的是，或者此外，該擋板可以是能夠以第一模式和第二模式工作的可切換設(shè)備，例如液晶盒，在第一模式下該透光部分以第一間距設(shè)置，在第二模式下該透光部分以第二間距設(shè)置。
該顯示板可以包括多個(gè)濾色片?？梢栽O(shè)置該濾色片和擋板，使得它們相互不對(duì)準(zhǔn)。換句話說，該擋板可以相對(duì)于濾色片傾斜。這種布置可以用于克服第一和/或第二成像單元的布置與濾色片的布置之間的不兼容性。
該照明布置可以包括設(shè)置為生成亮線的光源和設(shè)置為將亮線成像到顯示板內(nèi)的透鏡狀屏幕。
擋板的透光部分和第三成像單元對(duì)準(zhǔn)，使得顯示板輸出的光按照非對(duì)稱的布置生成觀察區(qū)域。
可以設(shè)置該多視圖顯示器，從而在汽車中顯示信息。
這個(gè)方面還提供了一種顯示系統(tǒng)，其包括多視圖顯示器，以及設(shè)置為輸出音頻信號(hào)的音頻輸出裝置，該音頻信號(hào)對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)所述觀察區(qū)域中顯示的信息。


參照以下附圖，通過示例性實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明，在附圖中圖1表示了常規(guī)多視圖顯示器生成的觀察區(qū)域和串?dāng)_區(qū)域；圖2表示了包括透鏡狀屏幕的已知多視圖顯示器；圖3表示了包括前擋板的另一種已知的多視圖顯示器；圖4表示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的多視圖顯示器；圖5是圖4的多視圖顯示器的擋板的平面圖；圖6是圖4的多視圖顯示器的部分放大圖；
圖7是用于根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的多視圖顯示器中的擋板的平面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的多視圖顯示器的部分放大圖；圖9是表示圖4的多視圖顯示器中作為擋板透射率函數(shù)的觀察區(qū)域范圍的曲線圖；圖10是表示圖4的多視圖顯示器中作為擋板與成像設(shè)備之間的距離的函數(shù)的觀察區(qū)域的范圍的曲線圖；圖11表示了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的多視圖顯示器的一部分；圖12表示了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的多視圖顯示器的一部分；圖13表示了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的多視圖顯示器；圖14表示了圖13的顯示器中的顯示板的濾光層；圖15表示了根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的多視圖顯示器；圖16表示了光線通過圖15的顯示器的路徑；圖17表示了根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的多視圖顯示器；圖18a和18b表示了圖16的多視圖顯示器中使用的普通散射片和受控散射片的散射輪廓；圖19a和19b表示了用于圖16的多視圖顯示器中的適當(dāng)控制的散射片的表面；圖20表示了根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的多視圖顯示器；圖21表示了用于根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的多視圖顯示器中的子像素陣列；圖22表示了根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的多視圖顯示器；圖23是表示重疊區(qū)域開始和結(jié)束的角度與圖22的多視圖顯示器的尺寸之間的關(guān)系的曲線圖；圖24表示了根據(jù)本發(fā)明第十實(shí)施例的多視圖顯示器；圖25表示了根據(jù)本發(fā)明第十一實(shí)施例的多視圖顯示器；圖26表示了圖25的多視圖顯示器中雜散光的成像；圖27表示了用于根據(jù)本發(fā)明第十二實(shí)施例的多視圖顯示器中的子像素陣列；圖28表示了根據(jù)本發(fā)明第十二實(shí)施例的多視圖顯示器；圖29表示了用于根據(jù)本發(fā)明第十三實(shí)施例的多視圖顯示器中的子像素陣列；
圖30表示了根據(jù)本發(fā)明第十四實(shí)施例的多視圖顯示器；圖31表示了根據(jù)本發(fā)明第十五實(shí)施例的多視圖顯示器；圖32表示了包括根據(jù)第一到第十五實(shí)施例中任意一個(gè)實(shí)施例的多視圖顯示器的顯示系統(tǒng)；圖33表示了裝配有圖32的顯示系統(tǒng)的汽車；圖34表示了包括根據(jù)第一到第十五實(shí)施例中任意一個(gè)實(shí)施例的多視圖顯示器的另一種顯示系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D4，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的多視圖顯示器包括顯示板14和背光源15。
在本實(shí)例中，顯示板14包括夾在兩個(gè)透光襯底17、18之間的電光活性材料層(active material)16，該材料例如液晶材料。該襯底17、18可以由玻璃或者其它適當(dāng)?shù)耐腹獠牧蠘?gòu)成，例如塑料或石英。如果使用了液晶材料，則層16的工作可以基于扭轉(zhuǎn)向列(TN)、超扭轉(zhuǎn)向列(STN)、垂直對(duì)準(zhǔn)向列(VAN)、光學(xué)補(bǔ)償雙折射(OCB)、平面內(nèi)切換向列(IPS)或者用于調(diào)制入射光偏振方向的鐵電效應(yīng)中的任意一種。
該顯示板14按照本身公知的方式分成子像素陣列，并且設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)該陣列的有源矩陣或無源矩陣布置(未示出)，以便顯示圖像。
提供了濾光層19，其包括沿垂直方向在該顯示器上延伸的紅、綠和藍(lán)色濾光片的多個(gè)列。該濾光片確定了觀看者觀看時(shí)子像素的顏色。濾光層19中的每個(gè)濾光片通過黑矩陣與其相鄰的濾光片分開。在圖4中以及隨后的附圖中，分別利用線、陰影和剖面線表示了紅、綠和藍(lán)色濾光片，而利用全部陰影表示了黑矩陣。
在濾光層19前，提供了擋板20。該擋板20位于襯底17上，并且通過玻璃或者其它適當(dāng)?shù)耐腹獠牧系钠?1與濾光層19相分離。
圖5中以平面圖表示的擋板20包括由黑矩陣22分開的紅、藍(lán)和綠色濾光片的多個(gè)列。該濾色片按照與濾光層19中所使用的相反的順序排列。在圖4的布置中，按照紅、綠和藍(lán)色濾光片的周期順序配置濾光層19，而擋板20包括藍(lán)、綠和紅色濾光片列的順序。需要在擋板20中使用相反的順序，以便確保不同顏色的光以相同的角度從顯示板發(fā)射出來。如果濾光層19和擋板20使用相同的濾色片順序，則來自紅、綠和藍(lán)色子像素的光將遵循不同的方向，并且將產(chǎn)生其各自的觀察區(qū)域。
在該特定實(shí)施例中，為了避免生成串?dāng)_，擋板20的每列的寬度w等于2p，即子像素間距的兩倍。如果需要，如關(guān)于本發(fā)明其它實(shí)施例所述的，這些列可以配置為具有更小的寬度w，或者略微較大的寬度w。
在該特定實(shí)施例中，配置濾光層19和擋板20，使得每列中的濾光片與其覆蓋的子像素的顏色不相符。然而，濾光層19和擋板20不必按照這種方式配置。在根據(jù)本發(fā)明的其它布置中，濾光層18和擋板20的多個(gè)重疊部分的顏色可以相符。
可以利用光刻術(shù)制造該擋板20，從而形成感光聚合物材料的多個(gè)列，其中散布了相關(guān)顏色的顏料。紅、綠和藍(lán)色列可以由與濾光層19中相應(yīng)的濾光片顏色相同的顏色的濾光材料(filter material)構(gòu)成，但不必是這樣的。
為了避免串?dāng)_，應(yīng)當(dāng)配置用于濾光層19和擋板20中的紅、綠和藍(lán)色濾光片，使得各個(gè)顏色的濾光片的透光光譜不重疊。在這種情況下，從電光活性材料層16發(fā)出的光僅能夠通過濾光層19和擋板20中顏色相符的區(qū)域。換句話說，光不能通過擋板20中給定顏色的列，除非其已經(jīng)預(yù)先通過了濾光層19中相同顏色的濾光片。這限制了如圖6所示的顯示器發(fā)出的光的方向，其中通過濾光層18中的綠色濾光片19b、19e的光通過擋板20的綠色列20b。然而，該綠色列20b將遮擋從紅和藍(lán)色濾光片19a、19c、19d、19f發(fā)出的光。
利用發(fā)射具有明確波長的光的背光源15，能夠促進(jìn)光選擇性透過擋板20，并且因此有助于避免串?dāng)_。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的一種方式是利用包括多個(gè)發(fā)光二極管(LED)的背光源。當(dāng)紅、綠和藍(lán)色LED的光譜準(zhǔn)確分離時(shí)，透射由特定顏色的LED生成的光而不透射其它光的一個(gè)或多個(gè)濾色片的結(jié)構(gòu)比較簡單。
仍然參照?qǐng)D6，從綠色濾光片19b發(fā)出的光通過列20b，并且生成右觀察區(qū)域23。同時(shí)，來自另一綠色濾光片19e的光通過同一列20b，并且生成左觀察區(qū)域24，利用虛線表示了該左觀察區(qū)域。當(dāng)擋板20限制了子像素19b、19e發(fā)出的光傳播的方向時(shí)，位于觀察區(qū)域22、23之間的中間區(qū)域25無串?dāng)_。
提供黑矩陣22使得中間區(qū)域25的尺寸增大，并且進(jìn)一步減小或防止了串?dāng)_。
圖7表示了不具有黑矩陣的擋板26，其包括紅、綠和藍(lán)色濾光材料的多個(gè)列。注意，實(shí)際上可能存在將濾色片分開的黑矩陣，其對(duì)于擋板26的性能的影響可以忽略。圖8表示了由包括擋板26和濾光層27的顯示器生成的觀察區(qū)域23’、24’和中間區(qū)域25’，其中類似擋板26，濾光層27也不包括具有有效寬度的黑矩陣。中間區(qū)域25’的尺寸受到擋板26中列26a的尺寸的限制。在該特定實(shí)例中，該擋板26配置有列26a，該列的寬度w等于或小于子像素間距p的兩倍。對(duì)于99μm大小的典型子像素而言，列間距至多為198μm。
圖8還表示了附加觀察區(qū)域28的形成。如前所述，在該圖中，所示的通過紅色濾光片27b和27c的光繼續(xù)通過擋板26的紅色列26a，從而形成左、右觀察區(qū)域23’、24’。然而，來自紅色子像素的光也可以通過擋板26的其它紅色列，從而生成其它觀察區(qū)域。如虛線所示，表示了一個(gè)實(shí)例，其中來自紅色濾光片27b的光也通過紅色列26b，從而形成附加的觀察區(qū)域28。盡管未示出，但是通過紅色濾光片27c的一部分光也將通過紅色列26b，從而形成另一個(gè)觀察區(qū)域，而來自紅色濾光片27a和27d的光通過紅色列26a、26b等等。按照這種方式，可以通過該擋板26的單一列26a、26b形成多個(gè)附加的觀察區(qū)域。
盡管已經(jīng)討論了涉及第二實(shí)施例的附加觀察區(qū)域28的形成，但是也可以由圖4的顯示器形成該側(cè)視圖。
對(duì)于第一實(shí)施例的顯示器而言，能夠按照以下公式計(jì)算當(dāng)在襯底17內(nèi)相對(duì)于法線測量時(shí)主觀察區(qū)域23、24開始和結(jié)束的角度 α~=arctan(6jp2p-b2+w2d)---(1)]]>β~=arctan(6jp+b2-w2d)]]>其中w表示單一列20a到20c的寬度，b是濾光層19的黑矩陣的寬度，p是子像素19a到19f的間距，d是濾光層19與擋板20之間的間隔，在這種情況下該間隔是薄片22的厚度，j表示列的數(shù)量。
如果襯底17由折射率n為1.5的玻璃制成，則在襯底17與空氣之間的界面處的折射之后，實(shí)際觀察區(qū)域22、23開始和結(jié)束的角度α、β由以下等式給出α=max(-1,min(1,arcsin(1.5sin(α~))))]]>β=max(-1,min(1,arcsin(1.5sin(β~))))]]>(2)上述等式中的最小和最大函數(shù)用于避免由于全內(nèi)折射而產(chǎn)生的復(fù)合角。
角度α、β取決于擋板20和濾光層19的透射率，如下v=(β-α)=p-bpw6p---(3)]]>其中包括系數(shù)6，因?yàn)槊總€(gè)濾色片的透射率約為1/3，并且列20a到20c的寬度w是子像素19a到19f的間距p的兩倍。
圖9表示了對(duì)于d＝0.7mm、p＝0.1mm和b＝0.025mm的實(shí)施例而言，角度α、β與濾光層19和擋板20的透射率之間的關(guān)系。在本實(shí)例中，生成了兩對(duì)觀察區(qū)域23和24、28和29，前提是透射率小于0.18。第一和第三觀察區(qū)域23、28包含相同的信息。類似的是，在第二和第四觀察區(qū)域24、29中呈現(xiàn)了相同的信息。觀察區(qū)域23、24、28、29不重疊，因此防止了串?dāng)_。
觀察區(qū)域23、24、28、29的尺寸取決于濾光層19與擋板20之間的間隔d，因此間隔d小的顯示器將生成較大的觀察區(qū)域。圖10表示了對(duì)于列寬w是子像素間距p的兩倍并且其余參數(shù)未變的布置而言，角度α、β與間隔d之間的關(guān)系。如果間隔d為1mm，則如各個(gè)符號(hào)所示，生成了六個(gè)觀察區(qū)域23、24、28、28’、29、29’，每個(gè)符號(hào)分別表示了各個(gè)觀察區(qū)域開始和結(jié)束的角度，即α和β。如果厚度d在例如0.35到0.7mm范圍內(nèi)，則生成四個(gè)觀察區(qū)域23、24、28、28’、29、29’。如果d小于0.35mm，則顯示器僅生成兩個(gè)觀察區(qū)域23、24。盡管間隔的該最小范圍產(chǎn)生了少量的觀察區(qū)域，但是這種結(jié)構(gòu)對(duì)于僅需要有限數(shù)量的觀察區(qū)域的汽車用途中使用的顯示器而言，可能是最為有效的。
如果子像素間距p減少了給定的倍數(shù)，換句話說，如果提高了分辨率，則觀察區(qū)域23、24的尺寸可能保持不變，前提是間隔d、黑矩陣寬度b和列寬度w縮放了相同的倍數(shù)。因此，如果使用更小的子像素，例如間距p為42μm的子像素，則能夠保持觀察區(qū)域23、24的尺寸，前提是薄片22的厚度d相應(yīng)減小到以下值d=0.0420.1×0.35=0.150mm---(5)]]>仍然參照?qǐng)D7和8，在擋板26和濾光層27不包括黑矩陣的布置中，或者如果黑矩陣的大小對(duì)于該顯示器的性能僅具有可忽略的影響，則觀察區(qū)域23、24的開度角為v=asin(1nsin(atan(3pd)))---(6)]]>因此，為了獲得開度角至少為20°的兩個(gè)觀察區(qū)域，所需要的間隔d為d<p0.0781---(7)]]>對(duì)于子像素的間距p為42μm的布置，該間隔d應(yīng)小于或等于0.538mm。
如上所述，在已知的LCD中，襯底17的厚度為0.7mm或者1.1mm。為了獲得希望的觀察區(qū)域，位于電光活性材料層16與擋板20之間的薄片22必須比較薄。能夠獲得如下的適當(dāng)結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D4，通過在襯底17上沉積濾色材料以及如果需要沉積黑矩陣來生成擋板20。如果濾光材料是感光聚合物，則利用光刻方法可以實(shí)現(xiàn)上述過程，從而形成濾色材料的多個(gè)列。該襯底17可以是用于LCD中的常規(guī)襯底，其厚度為0.7mm或者1.1mm。然后，將諸如玻璃、石英或者透光塑料之類的透明材料薄片22放置到擋板20的頂部。在本實(shí)例中，該薄片22的厚度約為150μm。然后在薄片22的頂部形成濾光層19。利用類似的光刻方法可以形成用于擋板20的濾光層19。如果需要，該濾光層19可以包括黑矩陣。
圖11表示了本發(fā)明的第三實(shí)施例。不同于第一和第二實(shí)施例中擋板20位于濾光層18之前，該擋板20位于背光源15與電光活性材料層16之間。通過按照與上述類似的方式在襯底18上沉積濾色材料以及(如果需要)沉積黑矩陣來生成這種擋板20。該襯底18可以是用于LCD的常規(guī)襯底。將透明材料的薄片22a放置到擋板20的頂部。然后，在薄片22a上提供用于操縱電光活性材料層16的裝置，例如電極陣列和TFT，通常以16a表示。
由于存在擋板20，入射到電光活性材料層16上的光僅能夠沿著某些預(yù)定方向通過子像素。圖11表示了光通過一個(gè)列20a和兩個(gè)濾光片18a、18e的過程，其中列20a和濾光片18b、18e具有相符的顏色。因此，生成兩個(gè)視圖23、24，以及沒有串?dāng)_的中間區(qū)域25。
在該特定實(shí)施例中，對(duì)于擋板20的列而言有利的是其為膽甾型濾光片。由于膽甾型濾光片具有光反射性質(zhì)，因此能夠提高顯示器的光效率，這是因?yàn)槟軌驅(qū)⒚苛?0a遮擋的光反射到背光源15中加以利用。
以上結(jié)合第一和第二實(shí)施例描述了觀察區(qū)域開始和結(jié)束的角度(分別為α和β)與擋板20和濾光層19之間的間隔d、列20a的寬度w、子像素間距p和黑矩陣寬度b之間的關(guān)系。
以上的各個(gè)實(shí)施例產(chǎn)生了對(duì)稱排列的觀察區(qū)域23、24。然而，在一些應(yīng)用中，可能希望非對(duì)稱排列的觀察區(qū)域23、24。例如，在汽車用途中，優(yōu)選的是該顯示器朝駕駛員旋轉(zhuǎn)。通過配置具有相對(duì)適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)的擋板20的列20a到20c以及顏色相符的濾光層19的濾光片19a到19f的顯示器，能夠?qū)崿F(xiàn)這一點(diǎn)。非對(duì)稱排列可以基于以上實(shí)施例中的任意一個(gè)。圖12表示了用于根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的多視圖顯示器的濾光層19和擋板20，該濾光層和擋板設(shè)置為提供這種非對(duì)稱排列的觀察區(qū)域23、24。
圖13表示了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的多視圖顯示器，其設(shè)置為提供兩個(gè)視圖。該顯示器包括背光源15、顯示板14和透鏡狀屏幕30。該背光源15設(shè)置為輸出準(zhǔn)直光。然而，在可選實(shí)施例中，該背光源可以改為發(fā)射亮線。
該透鏡狀屏幕30位于背光源15與顯示板14之間，并且使背光源15發(fā)出的光聚焦，使得多個(gè)亮線照亮該顯示板14。透鏡狀屏幕30的透鏡的間距P是子像素的間距p的兩倍。在該特定實(shí)施例中，子像素的間距p是0.15mm，透鏡狀屏幕30的透鏡間距P是0.3mm。將透鏡狀屏幕30與電光活性材料層16分開的襯底18的厚度t是0.7mm。
圖14表示了用于顯示板14的濾光層31的平面圖。還表示了四列位于下面的子像素列32a到32d的位置。配置該濾光層31，使得當(dāng)該顯示器在使用時(shí)，將濾光片設(shè)置成一連串水平的行?？蛇x的子像素列用于呈現(xiàn)每個(gè)視圖，使得子像素列32a和32c向第一觀察區(qū)域23顯示信息，同時(shí)子像素列32b和32d顯示第二觀察區(qū)域24的信息。
圖13表示了通過透鏡狀屏幕30的一個(gè)透鏡30a的光線。該透鏡30a將亮線成像到子像素上，使得通過一個(gè)子像素列32a的光線導(dǎo)向第一觀察區(qū)域23，并且使通過另一個(gè)子像素列32f的光線導(dǎo)向第二觀察區(qū)域24。利用透鏡30b成像的光照射與子像素列32a相鄰的子像素列32b，如利用虛線所示的。利用透鏡30c成像的光照射與子像素列32b相鄰的下一子像素列32c。按照這種方式，利用通過該透鏡狀屏幕30的不同透鏡30a、30b、30c的光照射相鄰的子像素列32a、32b、32c、32f。根據(jù)將要觀看到子像素列32a、32b中顯示的信息的觀察區(qū)域23、24，通過子像素列32a及其相鄰子像素列32b的光沿著不同方向傳播。
圖13的多視圖顯示器還生成多個(gè)串?dāng)_區(qū)域25、33、34。通過顯示板14的光的有限光點(diǎn)直徑造成了位于觀察區(qū)域23、24之間的一個(gè)串?dāng)_區(qū)域25。
在觀察區(qū)域23、24的外側(cè)邊緣處形成串?dāng)_區(qū)域33、34，該區(qū)域是由雜散光造成的。在與觀察區(qū)域24相鄰的串?dāng)_區(qū)域34中，觀看者能夠感覺到已經(jīng)通過子像素32并且顯示其它觀察區(qū)域23的信息的光。由圖13中的虛線表示，其表示了來自透鏡30a的光通過與子像素32f相鄰的子像素32g。該雜散光被導(dǎo)向第二觀察區(qū)域24。子像素32g顯示擬用于第一觀察區(qū)域23的信息。因此，該雜散光將為串?dāng)_區(qū)域34中的第一觀察區(qū)域23產(chǎn)生信息顯示。類似的是，在串?dāng)_區(qū)域33中，可以看到在觀察區(qū)域23中可見的信息，以及已經(jīng)穿過子像素32的光顯示擬用于觀察區(qū)域24的信息，如圖13中的另一條虛線所示。
觀察區(qū)域23、24的尺寸取決于背光源15和透鏡狀屏幕30產(chǎn)生的亮線的開度角，因此具有較小開度角的亮線的布置生成尺寸減小的觀察區(qū)域23、24。同時(shí)，由亮線的寬度確定串?dāng)_區(qū)域25、33、34的尺寸。襯底17、18的厚度t和子像素的間距p確定了包括觀察區(qū)域23、24和串?dāng)_區(qū)域25的最大可利用視角f。在襯底17、18的厚度t為0.7mm并且像素如圖13所示那樣定向的布置中，最大可利用視角f是72°。如果亮線的寬度是100μm，則串?dāng)_區(qū)域25的開度角？’為24°，觀察區(qū)域23、24各具有24°的開度角。然而，通過選擇適當(dāng)?shù)牧辆€和透鏡狀屏幕30的尺寸，可以獲得開度角為30°的觀察區(qū)域23、24。
盡管與現(xiàn)有技術(shù)的顯示器相比，圖13的顯示器生成的觀察區(qū)域23、24較大，但是還產(chǎn)生了顯著的串?dāng)_區(qū)域25、33、34。在根據(jù)第六實(shí)施例的多視圖顯示器中，如圖15中所示，通過防止顯示器上呈現(xiàn)的信息在區(qū)域25、33、34中可見來避免串?dāng)_。
在圖15所示的顯示器中，背光源35設(shè)置為例如利用多個(gè)適當(dāng)配置的光源和/或利用掩模來發(fā)射亮線。該亮線的間距l(xiāng)約為子像素間距p的兩倍。透鏡狀屏幕30位于背光源35與顯示板14之間。為了簡化該附圖，未示出電光活性材料層16。在該圖中，子像素32的位置由濾光層31中與其相對(duì)應(yīng)的濾光片的位置來表示。
由于圖15所示的透鏡30a、30b與亮線之間對(duì)準(zhǔn)，因此沒有產(chǎn)生由圖13的布置中的透鏡成像的光的有限光點(diǎn)直徑s造成的問題。因此，沒有產(chǎn)生中心串?dāng)_區(qū)域25。
透鏡狀屏幕30的間距p約等于背光源35產(chǎn)生的亮線的間距l(xiāng)。該透鏡位于亮線之間，并且配置有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，從而將亮線聚焦到子像素上。當(dāng)亮線成像到子像素上時(shí)，該亮線的寬度優(yōu)選小于像素間距p，以便避免對(duì)相鄰像素的無意照射，并且因此避免觀察區(qū)域23、24的邊緣處形成串?dāng)_區(qū)域。
與圖14的顯示器一樣，利用由透鏡狀屏幕30的不同透鏡成像的沿對(duì)應(yīng)于觀察區(qū)域23、24的不同方向傳播的光照射相鄰像素，在該觀察區(qū)域中各個(gè)子像素顯示信息。
如果襯底17、18的玻璃厚度為0.7mm，那么多視圖顯示器生成視角？為30°的觀察區(qū)域23、24。該觀察區(qū)域23、24被中間區(qū)域25分開，在該中間區(qū)域中沒有串?dāng)_。圖16表示了光線通過圖15的顯示器的路徑，以便顯示來自兩個(gè)各自的子像素的信息。左邊的陰影區(qū)域?qū)?yīng)于用于在觀察區(qū)域24中顯示信息的光線，右邊的陰影區(qū)域?qū)?yīng)于用于觀察區(qū)域23的相當(dāng)?shù)墓饩€。
在圖15的多視圖顯示器中，每個(gè)亮線聚焦到與實(shí)施所述聚焦的透鏡狀屏幕30的透鏡相鄰的子像素上。例如，將透鏡30a聚焦的亮線成像到子像素32a上，同時(shí)將透鏡30b聚焦的亮線成像到子像素15b上。對(duì)于子像素32a、32b和透鏡30a、30b而言，按照這種方式相互對(duì)應(yīng)是沒有必要的?？梢允褂闷渌渲?，其中每個(gè)透鏡30a、30b將亮線聚焦到不與其相鄰的子像素上。在這種配置中，與圖15的多視圖顯示器產(chǎn)生的尺寸相比，其中沒有信息可見的中間區(qū)域25的尺寸增大。
與觀看者與多視圖顯示器之間的距離相比，如果顯示板14提供大屏幕面積，則在配置該顯示器時(shí)必要的是應(yīng)用“觀察點(diǎn)校正”。如果透鏡狀屏幕30的間距P和亮線的間距l(xiāng)是子像素間距p的兩倍，則觀看者不能從單一位置看到所顯示的整個(gè)圖像。利用透鏡狀屏幕30和間距P、l大于子像素間距p的兩倍的亮線來進(jìn)行觀察點(diǎn)校正。所需要的對(duì)于透鏡狀屏幕和亮線的間距P、l的調(diào)整小于1％，即小于0.02p。例如，約為0.002p的校正就足夠了。這種配置允許觀看者觀察整個(gè)顯示器。觀察點(diǎn)校正的原理還能夠用于通過選擇亮線和透鏡狀屏幕30的適當(dāng)間距l(xiāng)、P來生成具有希望尺寸的觀察區(qū)域23、24。
現(xiàn)在參照?qǐng)D17描述進(jìn)一步增大觀察區(qū)域尺寸的另一種技術(shù)，該圖表示了根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的雙視圖顯示器。如圖15一樣，未示出電光活性材料層16。
在圖15的雙視圖顯示器中，在第一與第二觀察區(qū)域23、24之間生成中間區(qū)域25，其中不能看到信息。利用專用散射片36能夠放大該第一和第二觀察區(qū)域23、24，該散射片置于顯示板14前面，如圖17所示。這允許在中間區(qū)域25中呈現(xiàn)可觀看的信息。這個(gè)特征可以用來取代優(yōu)化亮線和透鏡狀屏幕30的間距l(xiāng)、P，或者作為其補(bǔ)充，以便生成具有希望尺寸的觀察區(qū)域23、24。
為了避免串?dāng)_，該散射片36應(yīng)當(dāng)在有限角度范圍內(nèi)散射入射光，該角度范圍小于或等于中間區(qū)域25的開度角？’。換句話說，散射輪廓應(yīng)當(dāng)較窄。圖18a表示了標(biāo)準(zhǔn)的散射輪廓。在標(biāo)準(zhǔn)散射片中，絕大部分光大角度散射，如該輪廓的“肩”37所示。通過對(duì)比，該散射片36具有如圖17b所示的散射輪廓，其中在相對(duì)有限的角度范圍內(nèi)散射光。
該散射片36可由粗糙表面構(gòu)成，該表面包括配置為提供有限范圍的散射角的許多小平面。圖18a表示了具有適當(dāng)結(jié)構(gòu)的散射表面38的實(shí)例。圖18b表示了結(jié)構(gòu)化的可選散射表面39的實(shí)例。對(duì)于該結(jié)構(gòu)化散射表面而言，沒有必要包括如圖所示的球狀元件39a、39b等，然而，無論提供何種結(jié)構(gòu)，其應(yīng)當(dāng)具有與子像素的間距p相比很小的尺寸，例如10到50μm。
在圖20所示的本發(fā)明的第八實(shí)施例中，配置多視圖顯示器，使其能夠在雙視圖模式與單一視圖模式之間切換。當(dāng)以雙視圖模式工作時(shí)，每個(gè)觀看者能夠看到的子像素達(dá)到一半。在單一視圖模式下，對(duì)于所有觀看者而言所有子像素都是可見的，換句話說，為每個(gè)觀看者呈現(xiàn)相同的信息。
在圖20的顯示器中，漫射片40位于透鏡狀屏幕30與電光活性材料層16(未示出)之間。利用透光特性隨施加到其上的電場變化的材料構(gòu)成該漫射片40。例如，可以利用聚合物擴(kuò)散液晶(PDLC)構(gòu)成該漫射片40，當(dāng)施加電場時(shí)其為透明的，但是在沒有電場的情況下其漫射。漫射片40的另一種適當(dāng)材料是液晶凝膠，其通常為透明的，但是當(dāng)施加電壓時(shí)變?yōu)槁涞摹?br> 通過施加電場，該漫射片40能夠在至少兩種狀態(tài)之間切換。由電壓源41提供電場，并且利用開關(guān)42對(duì)電場進(jìn)行控制。在其第一狀態(tài)下，漫射片40為透明的，因此利用背光源35產(chǎn)生的亮線照射該子像素。該顯示器按照上述涉及第六實(shí)施例的方式生成多個(gè)視圖。當(dāng)漫射片40切換到第二狀態(tài)時(shí)，其漫射背光源36生成的亮線，從而均勻照射子像素。該顯示器生成單一視圖，使得觀看者能夠感覺到所有子像素顯示的信息，而不管它們位于第一或第二觀察區(qū)域23、24，還是位于中間區(qū)域25。
如上所述，關(guān)于現(xiàn)有的布置，串?dāng)_和觀察區(qū)域的尺寸有限的問題部分是由于子像素的間距p相對(duì)于擋板與顯示板之間的間隔d小而造成的。該間隔d通常受到置于擋板與顯示板之間的玻璃或類似材料的薄片厚度t控制。在本發(fā)明的第九實(shí)施例中克服了這個(gè)問題，現(xiàn)在將對(duì)其進(jìn)行描述。
在常規(guī)的多視圖顯示器中，呈現(xiàn)信息的顯示板的相鄰子像素列對(duì)準(zhǔn)不同的觀察區(qū)域。例如，如果將圖14所示的濾光層31和下面的子像素32用于已知的雙視圖顯示器中，第一列子像素32a將為第一觀察區(qū)域顯示信息，而第二列子像素32b將為第二觀察區(qū)域顯示信息等等?，F(xiàn)在將描述與常規(guī)不同的多個(gè)實(shí)施例。
圖21表示了用于圖22所示的根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的多視圖顯示器的子像素陣列的一部分，其設(shè)置在列32a到32d中，等等。
在圖21中，標(biāo)記為“A”或“B”的子像素分別表示子像素向第一觀察區(qū)域23呈現(xiàn)信息，還是向第二觀察區(qū)域24呈現(xiàn)信息。中間子像素列32c、32f將“A”子像素列32a、32b和“B”子像素列32d、32e分開，該中間子像素列保持關(guān)閉或?yàn)椤鞍怠?，同時(shí)為觀察區(qū)域23、24顯示信息。
在該特定實(shí)施例中，相鄰的子像素列用于向給定觀察區(qū)域呈現(xiàn)信息。列32a和32b中的子像素設(shè)置為向第一觀察區(qū)域23呈現(xiàn)信息，而子像素32d和32e用于為第二觀察區(qū)域23顯示信息。
在圖22的顯示器中，包括狹縫44的后擋板43位于背光源15與顯示板14之間。該狹縫44與中間暗像素列32c、32f對(duì)準(zhǔn)，并且具有與子像素間距p相等的寬度w。
按照這種方式，該子像素陣列用作第二擋板，因?yàn)楣鈨H能夠通過“A”和“B”子像素列32a、32b、32d、32e。出現(xiàn)中間列32c、32f防止觀察區(qū)域23、24之間的區(qū)域25中的串?dāng)_。
在該特定實(shí)施例中，狹縫44的寬度w匹配子像素32的間距p。然而，在狹縫44的寬度w小于子像素的間距p的可選布置中，也能夠防止串?dāng)_。觀察區(qū)域23、24的開度角取決于狹縫43的寬度w，以及擋板42與子像素32之間的間隔d和與每個(gè)狹縫44相關(guān)的視圖數(shù)量。然而，如果該擋板包括寬度w大于子像素間距p的狹縫，則所得到的觀察區(qū)域23、24將重疊，從而產(chǎn)生串?dāng)_。
在圖22中利用虛線表示了觀察區(qū)域23’的結(jié)構(gòu)，其中由子像素列32g和32h顯示的信息是可見的。在觀察區(qū)域23’內(nèi)，存在僅可以看到來自子像素列32g、32h之一的信息的區(qū)域。這些區(qū)域分別標(biāo)記為23’a和23’b。在這些區(qū)域之間是重疊區(qū)域23’c，其中能夠同時(shí)觀察到由這兩個(gè)子像素列32g、32h顯示的信息。
對(duì)于該特定實(shí)例而言，如果將兩個(gè)相鄰子像素列32a和32b、32d和32e用于為每個(gè)觀察區(qū)域23、24呈現(xiàn)信息，并且狹縫44的寬度w等于子像素的間距p，能夠按照以下方式計(jì)算重疊區(qū)域23’c的范圍。分別用α和β表示重疊區(qū)域23’c開始和結(jié)束的角度。然而，在襯底18與空氣之間的界面處發(fā)生折射之前，開始和結(jié)束的角度為
α~=arctan(pd);]]>β~=arctan(2pd)]]>圖23是表示作為pld的函數(shù)的角度α和β。對(duì)于子像素間距p為0.099mm并且間隔d為0.7mm的顯示器而言，α等于12°，并且β等于24°。因此，重疊區(qū)域23’c的開度角？為12°。
可以采用多個(gè)可選措施來增大該重疊區(qū)域23’c的開度角。例如，在本發(fā)明的第十實(shí)施例中，能夠?qū)⒙淦?5置于顯示板14前，如圖24所示。如果該漫射片45具有例如10°的角展度，則重疊區(qū)域23’c的尺寸增大是以產(chǎn)生有限串?dāng)_區(qū)域、垂直方向分辨率的一定損失和顯示板14的日光對(duì)比度減少為代價(jià)的。然而，如果提供僅在水平方向上散射的漫射片45，則可以降低垂直分辨率的損失或者完全避免這種損失。此外，能夠使用僅在特定方向上散射光的漫射片45，例如Madico制造的Lumisty薄片。這種漫射片對(duì)于以相對(duì)于法線±15°的入射角入射的光是透明的，但是散射以該范圍之外的入射角入射的光。使用這種漫射片35產(chǎn)生了比普通漫射片更少的串?dāng)_，并且顯示板14的日光對(duì)比度的降低程度更小。在任何情況下，任意類型的漫射片45的存在會(huì)放大重疊區(qū)域23’c。此外，存在漫射片45會(huì)使所顯示的圖像子像素化，由于僅將該陣列的三分之一的子像素用于提供給定視圖，因此使得該圖像對(duì)于觀看者更不明顯。
通過例如減小襯底18的厚度，從而減小擋板43與子像素32之間的間隔d，也能夠增大觀察區(qū)域23、24與重疊區(qū)域23’c的尺寸。
通過在更接近電光活性材料層(未示出)的位置有效地生成亮線，也能夠獲得類似的結(jié)果。將這個(gè)概念應(yīng)用于圖25所示的根據(jù)本發(fā)明第十一實(shí)施例的多視圖顯示器中。
在該實(shí)施例中，透鏡狀屏幕46位于背光源35與子像素32之間，該背光源設(shè)置為生成亮線。該透鏡狀屏幕46將亮線成像到距子像素的距離為c的位置。透鏡狀屏幕46的間距P等于背光源35生成的亮線的間距l(xiāng)。定位該透鏡狀屏幕46，使其透鏡與亮線對(duì)準(zhǔn)。在該實(shí)例中，如圖21所示操縱該子像素32，使得“A”子像素列32a、32b、“B”子像素列32d、32e和暗子像素列32c、32e的排列具有6個(gè)子像素的周期。出于這個(gè)原因，透鏡狀屏幕46的間距是子像素間距p的六倍。
在該特定實(shí)施例中，暗子像素列32c、32f與背光源35生成的亮線對(duì)準(zhǔn)，但是該暗子像素列32c、32f與亮線沒有必要按照這種方式對(duì)準(zhǔn)。如果多視圖顯示器設(shè)置為消除中間區(qū)域25中的串?dāng)_，則該亮線的寬度應(yīng)當(dāng)小于或者等于子像素的間距p。
因?yàn)橥哥R的間距P是子像素間距p的六倍，所以c的最大值是襯底18的厚度的5/11。這實(shí)際上強(qiáng)p/d的比率減小了5/11倍。對(duì)于子像素間距p為0.099mm的情況而言，有效的p/d是0.064。這種布置將提供α為26°、β為52°的重疊區(qū)域23’c，換句話說，開度角？為26°。這優(yōu)于圖22的多視圖顯示器獲得的12°的開度角。
理想情況下，背光源35產(chǎn)生的亮線的開度角使得來自給定亮線的光通過與其對(duì)準(zhǔn)的透鏡。例如，為了滿足這個(gè)要求，來自在35b處生成的亮線的光僅通過透鏡46b，而不通過相鄰的透鏡46a、46c。因此，為了提供薄的多視圖顯示器，亮線的開度角應(yīng)當(dāng)小。實(shí)際上，該開度角可以大于單透鏡46a的間距。這就造成來自35a處的亮線的光通過相鄰的透鏡46b，并且產(chǎn)生其它的、不需要的亮線。
通過配置背光源35與透鏡狀屏幕46之間的距離e，使得透鏡46a到46d提供了等于正整數(shù)的放大系數(shù)，能夠防止具有大開度角的亮線造成的問題。圖26表示了這種成像方式的一個(gè)實(shí)例，該圖表示了圖25的多視圖顯示器，其中背光源35與透鏡狀屏幕46之間的距離e使得透鏡46a到46d的放大系數(shù)等于1。這使得來自35d處的亮線的光進(jìn)入相鄰?fù)哥R46c，從而在與來自35b處的亮線的光相同的位置成像。換句話說，雜散光在距子像素32的距離為c、與透鏡46b、來自32b的亮線以及在該特定實(shí)施例中的覆蓋暗像素列32g對(duì)準(zhǔn)的位置成像。
當(dāng)根據(jù)圖21中的方式操縱該子像素陣列時(shí)，僅將三分之一的子像素用于呈現(xiàn)給定的視圖，如上所述，這能導(dǎo)致觀看者正在觀看的顯示圖像的子像素化。此外，這種布置與常規(guī)的濾光片布局不相兼容，在常規(guī)濾光片布置中，該濾光片設(shè)置為一連串的紅、綠和藍(lán)色列。這是因?yàn)樵谥丿B區(qū)域23’c內(nèi)，僅能夠觀看到三個(gè)可利用原色中的兩個(gè)。
利用濾色層47的特殊布局，能夠克服這個(gè)問題。例如，濾光層47中的濾光片可以配置為多個(gè)水平行，而不是垂直列或者二維濾色片陣列。在任意一種布置中，來自單一列32a中的不同子像素的光可以通過不同的濾色片，使得重疊區(qū)域23’c中可見的信息包括所有可以利用的原色。另一種選擇是使用具有不同數(shù)量的原色的濾光層47。例如，如果該濾光層47設(shè)置為一連串紅、綠、藍(lán)和黃色濾光片列，則濾光層與子像素排列之間不存在不兼容性。
在包括例如圖22所示的擋板的實(shí)施例中，另一種可能的解決方案是將濾光層47定位在與擋板43成一定角度的位置，盡管這可能導(dǎo)致一些串?dāng)_的生成。例如，通過將濾光層47和/或擋板43設(shè)置為與子像素陣列成一定角度，該濾光層47和擋板43可以設(shè)置成使得它們之間的夾角的正切值為1/3，即約為18.4°。
以上的討論假設(shè)從狹縫44發(fā)出的亮線的開度角小于或等于6p，即在圖21所示的子像素排列的一個(gè)周期之內(nèi)。實(shí)際上，光的角展度可以更大，盡管這將造成觀察區(qū)域23、24的重疊。例如，圖22表示了兩個(gè)光線，如虛線所示，該光線通過子像素32i、32j。這就產(chǎn)生了另一個(gè)觀察區(qū)域(未示出)，在該區(qū)域內(nèi)觀察區(qū)域23中所示的信息重疊。
圖27表示了用于根據(jù)本發(fā)明第十二實(shí)施例的多視圖顯示器中的子像素的可選排列。換句話說，列32a用于向第一觀察區(qū)域23呈現(xiàn)信息，而列32c用于顯示第二觀察區(qū)域24中觀察的信息。位于“A”子像素(例如列32a)與“B”子像素(例如列32c)之間的列32b、32d在該多視圖顯示器使用時(shí)保持關(guān)閉。盡管這種排列具有與子像素的間距p相等的有效間距，但是暗子像素32b、32d的存在抑制了串?dāng)_。
圖28表示了包括根據(jù)圖27工作的子像素陣列的多視圖顯示器。在該特定實(shí)例中，狹縫43的寬度w等于子像素的間距p。該多視圖顯示器生成兩個(gè)觀察區(qū)域23、24，以及不存在串?dāng)_的中間區(qū)域25。
盡管圖28的多視圖顯示器減少或防止了串?dāng)_，但是由于每四個(gè)子像素中僅有一個(gè)用于提供給定的視圖，因而顯示板14的分辨率下降。此外，由于子像素陣列的交替列32b、32d關(guān)閉，因此多視圖顯示器的光效率下降。
圖29表示了用于根據(jù)本發(fā)明第十三實(shí)施例的多視圖顯示器中的子像素陣列。在這種排列中，將三個(gè)相鄰的子像素列32a、32b、32c用于向第一觀察區(qū)域呈現(xiàn)信息，并且將三個(gè)列32e、32f、32g用于向第二觀察區(qū)域顯示信息。提供中間列32d、32h，當(dāng)該多視圖顯示器使用時(shí)該中間列保持關(guān)閉。在該實(shí)施例中，將每八個(gè)子像素中的三個(gè)子像素用于向給定觀察區(qū)域顯示信息。因此，本實(shí)施例與第九到第十二實(shí)施例相比具有更高的光效率，此外，本實(shí)施例允許使用常規(guī)的紅、綠和藍(lán)色濾色片的布局。然而，在本實(shí)施例中，以及在使用不只三個(gè)相鄰像素列提供給定視圖的其它實(shí)施例中，在各列之間存在較大的間隔i，以用于提供特定的視圖。在本特定實(shí)例中，該間隔i在列32c和32i之間延伸。間隔i增大會(huì)造成可見的贗像。
在上述第九到第十三實(shí)施例中，子像素有效地用作擋板，從而允許光通過選定的子像素，以便防止串?dāng)_和/或提供尺寸增大的觀察區(qū)域23、24。由于圖21、27和29的排列在如何采用單個(gè)的子像素列32a到32h，即關(guān)閉還是打開給定子像素列32a到32h，以及如果打開將要顯示哪些信息的方面不同。因此，通過相應(yīng)操縱子像素陣列，能夠?qū)蝹€(gè)的多視圖顯示器設(shè)置為在根據(jù)這些排列中的兩個(gè)或多個(gè)排列的操作模式之間切換，或者在一個(gè)或多個(gè)多視圖模式與單一視圖模式之間切換，其中可以對(duì)后擋板43進(jìn)行相應(yīng)的修改。
在這方面，可以用可切換的擋板取代后擋板43，該擋板例如液晶盒或者其它光閘類型的器件，從而提供能夠在多視圖與單一視圖模式之間切換的顯示器。一種顯示器包括液晶盒47形式的擋板。能夠?qū)⒁壕Ш?8切換到第一狀態(tài)，該狀態(tài)下其按照與擋板43類似的方式工作。該液晶盒48的像素或子像素用于形成透光部分，該部分利用垂直線表示，還用于形成暗部分，其對(duì)應(yīng)于第九實(shí)施例中的狹縫44和擋板43的不透明部分。在這種狀態(tài)下，該顯示器生成如上所述的多個(gè)觀察區(qū)域23、24。當(dāng)切換到第二狀態(tài)時(shí)，該液晶盒48變?yōu)榛就该骰蛘咄耆该鞯摹Ｒ虼?，該顯示器可以用于呈現(xiàn)單一視圖，其中可以照射顯示板14的所有子像素32。
如果需要，該液晶盒48和濾光層47可以彼此成角度排列，如以上結(jié)合具有六列周期的子像素排列所述的。
該顯示器可以配置成當(dāng)液晶盒48處于其第一狀態(tài)時(shí)能夠通過相應(yīng)操縱液晶盒48來改變所生成的透光部分和暗部分的排列。例如，圖30的顯示器使用了圖21所示的子像素32的排列，其具有六個(gè)子像素的周期?？梢灾匦屡渲迷擄@示器，從而通過如圖29所示操縱子像素32并且通過操縱液晶盒48以提供具有適當(dāng)周期的擋板，來使用具有八個(gè)子像素周期的排列。在這種情況下，操縱該液晶盒48使得每四個(gè)子像素列32是透光的。
上述第九、第十、第十二和第十三實(shí)施例分別包括位于背光源15和子像素32之間的擋板43、48。然而，這些排列中的擋板43、48可以改為置于子像素32前。圖31表示了根據(jù)本發(fā)明第十四實(shí)施例的具有前擋板的顯示器的實(shí)例。該顯示器類似第十三實(shí)施例的顯示器，其中該擋板是能夠在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間切換的液晶盒48，在第一狀態(tài)下，僅有部分液晶盒48是透光的，用于呈現(xiàn)多個(gè)視圖，而在第二狀態(tài)下，該液晶盒主要或者完全是透光的，其中該顯示器用于生成單一視圖。如先前實(shí)施例一樣，如果需要，該擋板48和濾光層47可以配置成使得擋板與濾光層47中濾光片的透光部分相對(duì)彼此傾斜，從而來自通過給定子像素列32a到32g的亮線的光繼而通過濾光層的兩個(gè)或多個(gè)相鄰的濾光片，從而根據(jù)不只一個(gè)原色產(chǎn)生視圖。
如以上結(jié)合第十一實(shí)施例所述的，通過提供漫射片和/或透鏡狀屏幕，可以進(jìn)一步增大第十和第十一實(shí)施例的觀察區(qū)域23、24或者重疊區(qū)域23’c的開度角。
在第九到第十四實(shí)施例中，分別根據(jù)具有六個(gè)、四個(gè)和八個(gè)子像素周期的排列操縱該子像素陣列，能夠?qū)⑦x定子像素列保持暗的排列的原理用于提供具有其它周期的排列。此外，相同數(shù)量的子像素列用于每個(gè)視圖是沒有必要的，并且圖21、27和29的子像素布局可以分開，以便提供非對(duì)稱的顯示器。例如，可以使用一個(gè)周期包括三個(gè)“A”子像素列、兩個(gè)“B”子像素列和兩個(gè)中間列的排列。
圖32表示了根據(jù)本發(fā)明的顯示系統(tǒng)。該顯示系統(tǒng)包括根據(jù)第一到第三、第五和后來的實(shí)施例中的任意一個(gè)的多視圖顯示器49，該顯示器設(shè)置為生成兩個(gè)觀察區(qū)域23、24，在這兩個(gè)區(qū)域中顯示了用于觀看者50、51的信息。該顯示器49包括或者連接到控制器52，該控制器設(shè)置為操縱該顯示板14。例如，如果顯示板14包括受到TFT陣列控制的液晶材料層16，則控制器52將根據(jù)將要顯示的圖像數(shù)據(jù)操縱TFT。如果顯示器49包括可切換漫射片36，則控制器52也可以控制電壓源41和切換裝置42。如果該顯示器49包括可切換擋板，例如結(jié)合第十四和十五實(shí)施例描述的液晶盒47，則控制器52還可以例如利用專用TFT陣列控制該液晶盒47，以提供具有希望配置的擋板。
該圖像數(shù)據(jù)由一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)源54生成或接收。例如，該顯示系統(tǒng)可以安裝在汽車53中，如圖5所示，并且一個(gè)數(shù)據(jù)源54可以是設(shè)置為在與駕駛員50相關(guān)的觀察區(qū)域23中生成并呈現(xiàn)路線信息的處理器。可選擇的是，或者此外，可以從諸如數(shù)字通用盤(DVD)播放器、視頻緊湊盤(VCD)播放器或者接收器的數(shù)據(jù)源54獲得圖像數(shù)據(jù)，該接收器設(shè)置為通過陸地或衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)接收視頻或音頻-視頻信號(hào)，例如電視接收器或者視頻電話接收器。適當(dāng)數(shù)據(jù)源54的另一個(gè)實(shí)例是設(shè)置為連接到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(例如互聯(lián)網(wǎng))的終端。
如果需要，可以提供音頻輸出裝置，以呈現(xiàn)與所顯示的信息相關(guān)的音頻信號(hào)。可以由外部源和/或控制器52提供音頻信號(hào)。例如，可以提供擴(kuò)音器55或者配置為通過一組或多組頭戴耳機(jī)提供聲音的輸出(未示出)。
圖33表示了包括根據(jù)本發(fā)明的多視圖顯示器56的另一種顯示系統(tǒng)。在該圖中，未示出處理器52、數(shù)據(jù)源54和音頻輸出裝置55。在本實(shí)例中，顯示器56設(shè)置為生成觀察區(qū)域23、24的非對(duì)稱排列，使得觀察區(qū)域23朝向一個(gè)觀看者50。例如，在汽車用途中，可以對(duì)準(zhǔn)該觀察區(qū)域23，使得駕駛員50可以在視線不離開道路的情況下觀看所述信息。已經(jīng)結(jié)合第四實(shí)施例討論了非對(duì)稱排列的觀察區(qū)域23、24的產(chǎn)生。然而，也能夠修改多個(gè)其它實(shí)施例以生成這種排列。例如，可以修改第一、第二、第九、第十和第十二到第十五實(shí)施例，以通過按照適當(dāng)方式對(duì)準(zhǔn)擋板20、26、43、47和濾光層19、27、41而生成非對(duì)稱分布的觀察區(qū)域23、24。
通過閱讀本說明書，其它的變化和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。這種變化和修改可以涉及在包括液晶顯示板或其它顯示板及其組件的顯示設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造和使用中已經(jīng)公知的相同和其它特征，并且可以用來取代或添加到本文中已經(jīng)描述的特征的相同和其它特征。
尤其是，以上實(shí)施例是適用于汽車用途的雙視圖顯示器。本發(fā)明可以用于同時(shí)提供不只兩個(gè)不同的視圖。例如，可以提供按照與本發(fā)明的第九到第十三實(shí)施例相似的方式提供“A”、“B”、“C”和“D”的子像素布局。此外，本發(fā)明不限于用于汽車環(huán)境中的多視圖顯示器，并且能夠用于在觀看者可能仍在給定觀察區(qū)域內(nèi)的其它用途中向多個(gè)觀看者呈現(xiàn)不同信息。這些其它用途包括飛機(jī)座艙、大客車、等候室、階梯教室中的顯示器等等。
已經(jīng)結(jié)合顯示板14的子像素并且特別是其間距p描述了以上實(shí)施例的特征。然而，可以配置根據(jù)以上實(shí)施例中的任意一個(gè)實(shí)施例的多視圖顯示器，使得任意亮線透鏡狀屏幕的間距或者其它參數(shù)根據(jù)像素的間距p改變。如果顯示板14是單色顯示器，則這是特別適當(dāng)?shù)摹?br> 如上所述，顯示板14為液晶設(shè)備不是必須的。也可以使用其它顯示板，其不必是光閘類型。適當(dāng)?shù)目蛇x顯示板包括電泳顯示器、電鉻顯示器、電潤濕顯示器和微機(jī)械顯示器，例如微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)顯示器。在包括前擋板的排列中，例如本發(fā)明的第一、第二、第四和第十五實(shí)施例，該顯示板14可以是透光顯示設(shè)備，例如陰極射線管(CRT)、發(fā)光二極管陣列、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器、場發(fā)光顯示器(FED)等。
如果合適，可以將結(jié)合各個(gè)實(shí)施例所述的特征組合起來。例如，盡管已經(jīng)關(guān)于各個(gè)實(shí)施例描述了通過選擇亮線的適當(dāng)間距I和透鏡狀屏幕來使用專用的散射片和可切換漫射片以及觀察區(qū)域的配置，但是可以結(jié)合使用這些特征，從而提供其各自的優(yōu)點(diǎn)。
在包括擋板的實(shí)施例中，擋板狹縫的寬度w不必等于給定正整數(shù)與像素或者子像素的間距p的乘積。如上所述，寬度w可以小于該值，以便增大觀察區(qū)域的間隔，或者該寬度w可以更大，以便實(shí)現(xiàn)觀看點(diǎn)校正或者獲得希望尺寸的觀察區(qū)域，如以上結(jié)合本發(fā)明的選定實(shí)施例所討論的。
此外，已經(jīng)僅結(jié)合本發(fā)明的第七和第八實(shí)施例描述了提供專用的散射片和可切換漫射片，以便允許多視圖顯示器在多視圖與單一視圖模式之間切換。然而，如果合適，這種漫射片可以包含在本發(fā)明其它實(shí)施例中的任意一個(gè)中。此外，可以操縱該可切換漫射片，從而利用用于多個(gè)視圖的亮線照射顯示板的一個(gè)區(qū)域，同時(shí)在顯示板的另一個(gè)區(qū)域上同時(shí)提供均勻照射，以提供單一視圖。
已經(jīng)僅結(jié)合第四實(shí)施例描述了使用多視圖顯示器生成非對(duì)稱觀察區(qū)域排列。然而，可以將上述的其它實(shí)施例設(shè)置為生成這種非對(duì)稱排列。例如，在第二和第三實(shí)施例中可以進(jìn)行修改，使得顏色擋板和濾光層可以對(duì)準(zhǔn)以按照與圖12所示類似的方式產(chǎn)生非對(duì)稱觀察區(qū)域。類似的是，在基于本發(fā)明第九、第十和第十二到第十五實(shí)施例的排列中，也按照這種方式對(duì)準(zhǔn)擋板和濾光層。
盡管在本申請(qǐng)中已經(jīng)將權(quán)利要求明確表述為特征的特定組合，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明公開的范圍還包括本發(fā)明中明確或隱含公開的新穎特征或特征的新穎組合或者其任何概括，無論其是否涉及如任何權(quán)利要求目前所要求保護(hù)的相同發(fā)明以及無論其是否減輕了本發(fā)明所涉及的任意一個(gè)或者所有相同的技術(shù)問題。因此，本申請(qǐng)人預(yù)先告知在實(shí)施本申請(qǐng)或者由本申請(qǐng)獲得的任何其它申請(qǐng)過程中，可以將新的權(quán)利要求明確表述為這些特征和/或這些特征的組合。
權(quán)利要求
1.一種多視圖顯示器(49)，配置為顯示兩個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)兩個(gè)或多個(gè)相應(yīng)觀察區(qū)域(23、24)的視圖，該顯示器包括顯示板(14)，其包括多個(gè)成像單元(32)和多個(gè)濾色片(19a、19b、19c、19d)，其中所述濾色片中的每一個(gè)與所述成像單元之一相關(guān)，根據(jù)第一間距并且以第一顏色順序設(shè)置該濾色片；擋板(20)，其包括多個(gè)顏色部分(20a、20b、20c)，這些部分包括濾色材料，根據(jù)基本上等于第一間距的兩倍的第二間距并且以與第一顏色順序相反的第二顏色順序設(shè)置該顏色部分，其中定位該擋板，使得光在通過一個(gè)顏色部分和一個(gè)所述濾色片之后射出顯示板，并且該擋板的顏色部分設(shè)置為協(xié)同濾色片選擇性地將所述光引導(dǎo)到第一和第二觀察區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多視圖顯示器(49)，設(shè)置為使得光在通過所述一個(gè)顏色部分(20a)之前通過一個(gè)所述濾色片(19a)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多視圖顯示器(49)，設(shè)置為使得所述光在通過一個(gè)所述濾色片(19a)之前通過所述一個(gè)顏色部分(20a)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多視圖顯示器(49)，其中該顏色部分(20a、20b、20c)的濾色材料是膽甾型濾光材料。
5.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的多視圖顯示器(49)，包括設(shè)置為照射顯示板(14)的成像單元(32)的光源(15)。
6.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的多視圖顯示器(49)，其中擋板(20)與濾色片(19a、19b、19c)以小于p/0.0781的間隔分開，其中p是第一間距。
7.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的多視圖顯示器(49)，其中所述擋板(20)的顏色部分(20a、20b、20c)由黑矩陣(21)彼此分開。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多視圖顯示器(49)，其中多個(gè)濾色片(19a、19b、19c)由黑矩陣彼此分開。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多視圖顯示器(49)，其中該擋板(20)與濾色片(19a、19b、19c)以小于0.35mm的間隔分開。
10.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的多視圖顯示器(49)，其中擋板(20)的顏色部分(20a、20b、20c)和濾色片(19a、19b、19c)對(duì)準(zhǔn)，使得從顯示板(14)射出的光產(chǎn)生非對(duì)稱排列的觀察區(qū)域(23、24)。
11.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的多視圖顯示器(49)，其中所述光源(15)包括多個(gè)發(fā)光二極管，其中所述發(fā)光二極管中的至少兩個(gè)配置為分別發(fā)射第一和第二顏色的光。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的多視圖顯示器(49)，其中所述成像單元(32)是發(fā)光設(shè)備。
13.一種顯示系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的多視圖顯示器(49)；音頻輸出裝置(55)，其配置為輸出與一個(gè)或多個(gè)所述觀察區(qū)域(23，24)中顯示的信息相對(duì)應(yīng)的音頻信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的多視圖顯示器(49)或者根據(jù)權(quán)利要求13所述的顯示系統(tǒng)，其設(shè)置為在汽車(53)中顯示信息。
15.使用根據(jù)權(quán)利要求1-12或14中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的多視圖顯示器(49)或者根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的顯示系統(tǒng)來在不同的所述觀察區(qū)域(23、24)中顯示不同的信息。
16.一種制造根據(jù)權(quán)利要求2所述的多視圖顯示器(49)的方法，包括在透光襯底(17)上提供所述多個(gè)顏色部分(20a、20b、20c)；將透光材料片(22)置于所述多個(gè)顏色部分上；在所述透光材料片上提供顯示板(14)的多個(gè)濾色片(19a、19b、19c、19d)。
17.一種制造根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的多視圖顯示器(49)的方法，包括在透光襯底(18)上提供所述多個(gè)顏色部分(20a、20b、20c)；將透光材料片(22a)置于所述多個(gè)顏色部分上；提供配置為控制所述透光材料片上的所述成像單元(32)的裝置(16a)。
18.一種多視圖顯示器(49)，包括顯示板(14)，其包括配置為具有第一間距的多個(gè)成像單元(32a)；光源(15)，其設(shè)置為照射顯示板；透鏡狀屏幕(30)，其設(shè)置為將光源發(fā)射的光聚焦，從而在所述多個(gè)成像單元處生成亮線的圖像，該透鏡狀屏幕包括配置為具有第二間距的多個(gè)透鏡(30a、30b、30c)；其中所述第二間距基本上等于所述第一間距的整數(shù)倍，使得所述透鏡(30a、30b、30c)在相互分開的兩個(gè)所述成像單元(32a、32f)上生成圖像，并且利用不同透鏡(30a、30b)生成的圖像照射相鄰的成像單元(32a、32b)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的多視圖顯示器(49)，其中光源(35)設(shè)置為以第三間距生成所述亮線，該第三間距基本上等于所述第二間距。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的多視圖顯示器(49)，其中光源(35)設(shè)置為在與透鏡(30a、30b、30c)之間的邊界對(duì)準(zhǔn)的位置處生成亮線。
21.一種多視圖顯示器(49)，包括顯示板(14)，其包括配置為具有第一間距的多個(gè)成像單元(32)；光源(15)，其設(shè)置為在配置為具有第二間距的多個(gè)位置處生成多個(gè)亮線；透鏡狀屏幕(30)，其設(shè)置為將光源發(fā)射的光聚焦，從而在所述多個(gè)成像單元處生成亮線的圖像，該透鏡狀屏幕包括配置為具有第三間距的多個(gè)透鏡(30a、30b、30c)，該第三間距基本上等于第二間距，并且設(shè)置該屏幕，使得相鄰?fù)哥R(30a、30b、30c)之間的邊界與生成亮線的位置對(duì)準(zhǔn)；其中所述第二間距基本上等于所述第一間距的整數(shù)倍，使得所述透鏡(30a、30b、30c)在相互分開的兩個(gè)所述成像單元(32a、32f)上生成圖像，并且利用不同透鏡(30a、30b)生成的圖像照射相鄰的成像單元(32a、32b)。
22.根據(jù)權(quán)利要求18-21中任一項(xiàng)所述的多視圖顯示器(49)，包括設(shè)置為散射顯示板(14)輸出的光的散射片(36)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的多視圖顯示器(49)，所述散射片(36)是具有預(yù)定散射輪廓的受控散射片。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的多視圖顯示器(49)，其中所述散射片(36)具有包括周期性結(jié)構(gòu)特征(39a、39b)的散射表面。
25.根據(jù)權(quán)利要求19、20或21所述的多視圖顯示器(49)，包括可切換漫射片(40)；模式切換裝置(41、42)，其配置為在擴(kuò)散狀態(tài)與透光狀態(tài)之間切換所述漫射片；其中所述漫射片位于光源(35)與成像單元(32)之間，因此當(dāng)該漫射片處于透光狀態(tài)下時(shí)，在成像單元(32)處對(duì)亮線成像，并且當(dāng)該漫射片處于其擴(kuò)散狀態(tài)下時(shí)，向該成像單元(32)提供基本上均勻的照射。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的多視圖顯示器(49)，其中所述模式切換裝置(41、42)配置為通過向該漫射片(40)施加和去除電場而在所述狀態(tài)之間切換該漫射片(40)。
27.一種顯示系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求18-26中任一項(xiàng)所述的多視圖顯示器(49)；音頻輸出裝置(55)，設(shè)置為輸出與一個(gè)或多個(gè)所述觀察區(qū)域(23、24)中顯示的信息相對(duì)應(yīng)的音頻信號(hào)。
28.根據(jù)權(quán)利要求18-26中任一項(xiàng)所述的顯示器(49)或者根據(jù)權(quán)利要求27所述的顯示系統(tǒng)，其配置為在汽車(53)中顯示信息。
29.使用根據(jù)權(quán)利要求18-26或28中任一項(xiàng)所述的顯示器(49)或者根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的顯示系統(tǒng)來在不同的所述觀察區(qū)域(23、24)中顯示不同的信息。
30.一種多視圖顯示器(49)，包括顯示板(14)，其包括設(shè)置為向第一觀察區(qū)域(23)顯示第一視圖的多個(gè)第一成像單元(32a)，以及設(shè)置為向第二觀察區(qū)域(24)顯示第二視圖的多個(gè)第二成像單元(32b)，所述第一成像單元和第二成像單元被多個(gè)第三成像單元(32c)分開；以及照明布置(15、43、35)，其配置成利用多個(gè)亮線照射顯示板(14)；顯示器，該顯示器的設(shè)置使得顯示所述第一和第二視圖時(shí)，所述第三成像單元未用于顯示信息。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的多視圖顯示器(49)，其中當(dāng)顯示所述第一和第二視圖時(shí)關(guān)閉所述第三成像單元(32c)。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的多視圖顯示器，其中所述多個(gè)第一、第二和第三成像單元(32a、32b、32c)中的每一個(gè)按列配置，并且構(gòu)成了成像單元(32)的二維陣列的一部分。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的多視圖顯示器，其中所述多個(gè)第一成像單元包括設(shè)置在顯示板(14)的相鄰列(32a、32b)中的成像單元(32)。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的多視圖顯示器，其中所述多個(gè)第二成像單元包括設(shè)置在顯示板(14)的相鄰列(32c、32d)中的成像單元(32)。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的多視圖顯示器，其中所述多個(gè)第一、第二和第三成像單元(32a、32b、32c)按照周期性列序設(shè)置在所述陣列中。
36.根據(jù)權(quán)利要求32-35中任一項(xiàng)所述的多視圖顯示器，其中該顯示板(14)包括按照二維陣列設(shè)置的多個(gè)濾色片(47)。
37.根據(jù)權(quán)利要求32-35中任一項(xiàng)所述的多視圖顯示器，其中所述顯示板(14)包括基于至少四種原色的多個(gè)濾色片(47)。
38.根據(jù)權(quán)利要求30-37中任一項(xiàng)所述的多視圖顯示器(49)，包括光源(15)；擋板(43、48)，其位于光源與顯示板(14)之間，并且包括以給定間距設(shè)置的多個(gè)透光部分(44)，并且設(shè)置為使得利用多個(gè)亮線照射該顯示板。
39.根據(jù)權(quán)利要求30-37中任一項(xiàng)所述的多視圖顯示器(49)，包括擋板(48)，該擋板包括多個(gè)透光部分，從而有選擇性地使光進(jìn)入，以第一間距設(shè)置所述透光部分，并且定位該擋板(48)，使得從成像單元(32)發(fā)出的光入射到該擋板上。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的多視圖顯示器(49)，其中所述擋板(38)是能夠在選擇性透射模式和透光模式之間進(jìn)行切換的可切換設(shè)備，在選擇性透射模式下該擋板有選擇性地使光進(jìn)入，在透光模式下該擋板(48)基本上是透光的，以便對(duì)顯示板(14)提供均勻照射。
41.根據(jù)權(quán)利要求38或39所述的多視圖顯示器(49)，其中所述擋板(48)是能夠以第一模式和第二模式工作的可切換設(shè)備，在第一模式下該透光部分以第一間距設(shè)置，在第二模式下該透光部分以第二間距設(shè)置。
42.根據(jù)權(quán)利要求40或41所述的多視圖顯示器(49)，其中所述擋板(48)是液晶盒。
43.根據(jù)權(quán)利要求38-42中任一項(xiàng)所述的多視圖顯示器(49)，其中所述顯示板(14)包括多個(gè)濾色片(47)，并且其中所述擋板(43、48)和所述多個(gè)濾色片以非平行配置進(jìn)行設(shè)置。
44.根據(jù)權(quán)利要求38所述的多視圖顯示器(49)，其中該照明布置(15、46)包括設(shè)置為生成亮線的光源(15)和設(shè)置為將亮線成像到顯示板(14)內(nèi)的透鏡狀屏幕(46)。
45.根據(jù)權(quán)利要求30-44中任一項(xiàng)所述的多視圖顯示器(56)，其中該擋板(43、48)的透光部分與所述第三成像單元(32c、32f)對(duì)準(zhǔn)，使得顯示板(14)輸出的光生成非對(duì)稱排列的觀察區(qū)域(23、24)。
46.一種顯示系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求30-45中任一項(xiàng)所述的多視圖顯示器(49、56)；以及音頻輸出裝置(55)，其設(shè)置為輸出與一個(gè)或多個(gè)所述觀察區(qū)域(23、24)中顯示的信息相對(duì)應(yīng)的音頻信號(hào)。
47.根據(jù)權(quán)利要求30-45中任一項(xiàng)所述的多視圖顯示器(49、56)或者根據(jù)權(quán)利要求46所述的顯示系統(tǒng)，其設(shè)置為在汽車(53)中顯示信息。
48.使用根據(jù)權(quán)利要求30-45或47中任一項(xiàng)所述的顯示器(49)或者根據(jù)權(quán)利要求47所述的顯示系統(tǒng)來在各個(gè)所述觀察區(qū)域(23、24)中顯示不同的信息。
全文摘要
一種多視圖顯示器(49)，配置為提供大觀察區(qū)域(23、24)，同時(shí)產(chǎn)生少量串?dāng)_，或者沒有串?dāng)_。該顯示器可以包括擋板(20)，其包括多個(gè)顏色部分(20a、20b、20c)，這些顏色部分協(xié)同顯示板(14)中的濾色片(19a－19f)選擇性地將光引導(dǎo)到觀察區(qū)域(23、24)?？梢栽O(shè)置透鏡狀屏幕(30)，從而生成亮線，或者將亮線成像到顯示板(14)的相互分開的成像單元(32a、32f)上，使得來自不同透鏡(30a、30b、30c)、導(dǎo)向不同觀察區(qū)域(23、24)的光照射相鄰的單元(32a、32f)。光源(35)可以在與相鄰?fù)哥R(30a、30b、30c)之間的邊界對(duì)準(zhǔn)的位置處生成光?？梢圆倏v該成像單元，使得為第一觀察區(qū)域(23)顯示信息的單元(32a、32b)與為第二觀察區(qū)域(24)顯示信息的單元(32d、32e)被未用于顯示信息的單元(32c、32f)分開?？梢詫⑾噜彽膯卧?32a、32b)列用于向一個(gè)觀察區(qū)域(23)顯示信息。利用散射片(36)可以放大該觀察區(qū)域(23、24)?？梢允褂每汕袚Q的漫射片(40)或者擋板(48)。
文檔編號(hào)B60K35/00GK1856813SQ200480027942
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2004年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月27日
發(fā)明者W·L·伊澤爾曼, H·J·科恩利森, T·德克, G·P·卡曼 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司