透明自动立体显示器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及透明显示器，并且具体涉及透明自动立体显示器。
【背景技术】
[0002]透明显示器使得显示器后面的背景能够被观看并且实现了显示器输出。因此显示器具有一定水平的透光率。透明显示器具有许多可能的应用，比如用于建筑物或汽车的窗户和用于大型购物中心的橱窗。除了这些大设备应用之外，诸如手持平板电脑之类的小设备也可以受益于透明显示器，例如使得用户能够通过屏幕观看地图和前面的风景。
[0003]据预期，例如，在建筑、广告和公共信息领域，许多现有的显示器市场将被透明显示取代。透明显示器尚未具有3D观看能力，并且具体地尚未使用比如利用柱状透镜的无眼镜自动立体方法。
[0004]透明显示器典型地在观看者意在观看显示内容时具有显示模式，并且在显示器关闭且观看者意在能够看穿显示器时具有窗口模式。如在自动立体3D显示器中常见的，如果显示器是透明的，则显示器顶部的柱状透镜的传统组合导致问题，因为柱状透镜将引起显示器后面图像的失真视图。因此，窗口模式并未提供窗口后面的场景的适当视图。
【发明内容】
[0005]本发明由权利要求限定。
[0006]根据本发明的一个方面，提供了一种自动立体显示器，包括:
显示面板，具有显示模式和透明模式，在透明模式下显示面板基本上是透明的；以及可切换光学装置，用于在不同空间方向上定向不同视图以实现自动立体观看，其中该光学装置在多视图模式和透明非透镜化模式之间可切换，
其中该显示器具有至少3D自动立体显示模式和透明显示模式，在3D自动立体显示模式下显示面板被驱动到显示模式并且光学装置被驱动到多视图模式，在透明显示模式下显示器被驱动到透明模式并且光学装置被驱动到透明模式。
[0007]本发明提供了一种显示器，其能够在2D模式下显示2D内容，在自动立体模式下显示3D内容，并且还具有透明模式。基本上透明意指可能看穿面板并观看后面的场景。在实践中，跨越可见光谱的平均50%透明度对于该目的来说足够了，尽管透明度可以更高，比如60%、70%或80%。光学装置的切换实现了 3D模式与2D或透明模式之间的切换，因为二者均要求不存在透镜化功能。
[0008]自动立体模式是这样的模式，其中在不同方向上显示至少两个不同的图像，使得一个图像到达观看者的一只眼睛，并且不同的图像到达另一只眼镜。可以仅存在一个立体图像(即，两个不同的图像)，或可以存在许多立体图像，比如3、7或10个。在柱状透镜的情况下，每个透镜将在行方向上叠加在一组像素上，使得不同的像素与不同的光路方向相关联。视图的数目可以对应于每个透镜下方像素的数目，或者不同的透镜可以共享多个视图(如果透镜间距不是像素间距的整数倍的话)。这些问题是自动立体显示器领域中技术人员公知的。
[0009]光学装置功能优选地与光的偏振无关，使得显示器的总透光率可以保持高。该装置可能对通过它传播的光线没有影响，或者可能充当视图定向装置，该视图定向装置可以是视差屏障、柱状透镜或微透镜阵列。
[0010]显示面板具有处于至少一种状态的像素，这些像素对于看穿模式而言是足够透明的。这种透明度可能是因为像素层在关闭时是透明的或因为像素孔径小。小像素孔径例如是占用小于50%显示区或甚至小于30%显示区的不透明像素。
[0011]在小像素孔径的情况下，可以使用反射像素、非透明OLED像素或背光像素，并且孔径比允许通过显示器的总体显著透光率。可以为像素提供后反射器。
[0012]显示面板可以包括:
透明有机发光二极管显示面板；
电润湿像素显示面板；
电流体像素显示面板；
平面内电泳像素显示器；或辊平(roll-out) MEMS像素显示器。
[0013]可切换光学装置可以包括:
电润湿微透镜单元；
电润湿柱状透镜单元；
光学调节器波束成形器，其包括一对双折射柱状透镜阵列，其中在柱状透镜阵列之间有可切换LC材料；
可切换视差屏障；或者
双折射透镜加可切换偏振器或者偏振器和可切换延迟器。
[0014]这些不同的显示器和光学装置可以以不同方式组合。
[0015]可切换光学漫射器或吸收器可以在显示面板的可切换光学装置的相对侧上提供。对于使用透射像素的显示器设计，可以使用漫射器来混合通过显示器透射到显示器背侧的光。该漫射器还将提供显示面板背面的更均匀光照。在透明模式下，漫射器可以关闭。
[0016]对于使用发射像素的显示器设计，可以使用吸收器来阻挡光。在3D模式下，不希望在背面方向上发送图像，因为在那里没有光学装置形成视图。在2D模式下，典型地不希望在背面方向上发送图像，因为它将呈现为反转的。吸收器可以防止这些视图，并且它可以增加所显示的图像的对比度。吸收器也可以是可切换的。
[0017]显示面板可以包括透明OLED像素，并且可切换光学装置可以包括电润湿透镜。这种布置具有高切换速度的可能性的优点。
[0018]控制器可以被提供用于同步控制可切换光学装置和像素的切换，并且控制该切换的占空比以改变显示透明度与所显示的图像亮度的比值。这种驱动方案优选地使用快速响应光学装置，比如电润湿透镜。然后可以调节占空比，使得显示器后面的风景可以被不失真地看到，但是仍然具有相当大的显示亮度。
[0019]可切换光学装置可以包括形成菲涅耳(Fresnel)透镜阵列的微流体透镜分段，其中每个菲涅耳透镜由一组透镜分段形成。这实现了透镜形状的控制。例如，可以提供控制器用于控制微流体透镜分段的切换，从而通过改变形成每个菲涅耳透镜的透镜分段的数目来改变菲涅耳透镜的间距。
[0020]如以上提到的，可以在不同模式下控制显示器。
[0021]例如，显示器是可控的以被驱动到:
透明模式；
自动立体显示模式；或
2D显示模式，其中可切换光学装置关闭并且显示面板开启。
[0022]这些模式可以适用于设备的所有不同实施方式。
[0023]显示器还可以是可控的以被驱动到:
第一混合模式，包括一个或多个2D显示内容区域和透明区域；或第二混合模式，包括一个或多个3D显示内容区域和透明区域。
[0024]还可以存在第三混合模式，其包括一个或多个2D显示内容区域、一个或多个3D显示内容区域和透明区域。
【附图说明】
[0025]现在将参考附图详细描述示例，其中:
图1示出了已知的电润湿透镜设计；
图2示出了已知的偏振无关的可切换波束导向装置；
图3示出了本发明的显示器的第一示例；
图4示出了可以驱动显示器的不同模式；
图5示出了可能的透明度/亮度控制方法；
图6示出了本发明的显示器的第二示例；
图7示出了本发明的显示器的第三示例；
图8示出了本发明的显示器的第四示例；
图9示出了本发明的显示器的第五示例；以及图10示出了具有关联的控制系统的显示器。
【具体实施方式】
[0026]本发明提供了一种自动立体显示器，其将具有透明模式的显示面板与可切换光学装置组合，该可切换光学装置用于在不同空间方向上定向不同视图以实现自动立体观看并且其也具有透明模式。该显示器具有至少3D自动立体显示模式和透明显示模式，在3D自动立体显示模式下显示器被驱动并且光学装置被用于生成视图，而在透明显示模式下显示器和光学装置被驱动到透明模式。
[0027]在描述各种示例之前，下面讨论用于具有不失真的且偏振无关的透明模式的透明3D显示器的设计的选项和问题中的一些。
[0028]—种提供不失真透明模式的方式是使用可切换透镜系统。
[0029]—种类型的可切换透镜系统使用由显示器发射的光的偏振来控制观看模式(SP，透明或3D)。然后可以使用偏振切换来在模式之间交替。将被光源或偏振元件偏振的光集成到透镜中或光学切换装置中。这本质上限制了显示器的总透光率(至少50%)，而高透光率是看穿显示器的关键参数之一。因此，优选的是以偏振无关的方式实现切换功能，并且这对于透明显示器来说是特别重要的。
[0030]实现偏振