[发明专利]具有降低的条带效应的反射式或透反式自动立体显示器

说明书

技术领域

本发明涉及自动立体显示器，尤其是涉及条带问题，所述条带问题涉及以不同的亮度显示的不同的视图。本发明与反射式或透反式显示器特别相关。

背景技术

自动立体3D显示器使用视差屏障或者柱状透镜生成多个视图。对于其中外界光用来照射显示器的像素的反射式或透反式显示器而言，这样的光学元件引入不均匀的像素光照。该效应尤其在例如但不限于阳光或室内聚光灯的（半）定向照明条件下是可见的。作为不均匀像素光照的结果，某些视图将不那么明亮或者甚至完全缺失。

反射式显示器具有通常被认为看起来比发射式显示器更自然的纸状外观。发射式和反射式显示器之间的主要差异是采用的光源。在发射式显示器中，背光和液晶像素或者发射式像素本身的组合用来生成图像。另一方面，反射式显示器选择性地反射外界光以便显示其内容。结果，在发射式显示器的可见性通常在外界光下降低的情况下，反射式显示器在这些自然照明条件下表现良好。此外，由于反射式显示器不采用其自身的光源，因而它们仅仅消耗低量的功率，这尤其在其中它们促进例如高达数周的异常长的电池寿命的移动设备中给予它们强大的优势。

这两种类型的显示器的组合是透反式显示器，其可以操作于不使用背光的反射模式下，或者可以调节到暗条件从而切换到具有背光的像素操作的透射模式。在这种情况下，显示器由透射和反射类型的像素组成。

取决于反射式显示器的类型（电泳、电湿润、堆叠式电湿润等等），像素可以主要通过它们自己反射进入的光，可以在反射模式与透射模式之间切换，或者改变它们的透射率。在后两种情况下，通过像素传播之后的光从显示器内侧的后向反射器反射。该反射器可以是镜面反射镜、表面结构化镜或者漫反射部件。

在3D显示器中，通过将视差屏障或者柱状透镜放置在2D显示器之上，可以创建在空间中生成多个视图的自动立体3D显示器。用户通过利用左右眼观察不同的视图而被提供图像中的深度错觉。通过创建超过两个视图，系统可以甚至对于有限的运动适应视差，从而增强深度感知。

现有的3D显示器主要采用发射式显示器。视差屏障或者柱状透镜用于反射式显示器是非常不平凡的并且由于光照差异的原因而内在地不同于发射式显示器。该差异由以下事实引起：外界光必须既在照射像素时，又在从像素朝用户反射光时行经相同的光学元件两次。

图1用图形示出了该问题。显示器是覆盖有柱状箔2的反射式显示器。图1(a)示出了定向外界光照1下的显示器。外界光聚焦到反射层上，从而仅仅照射可用像素3的小子集4。图1(b)示出了受照射像素的子集可以仅仅生成有限数量的视图5（图1(b)忽略了其它观看锥体内的来自相同像素的视图）。

这是因为照射光在柱状透镜间距的方向上非均匀分布在显示器上而出现的。结果，负责对应视图的某些像素将较少被照射或者根本不被照射。所述对应视图因此将不那么明亮，并且将被用户感知为暗条带。该效应将在诸如直射阳光或者室内顶灯之类的（半）定向外界光照条件下是显著的。

为了估计光照的定向性的影响，可以考虑用于自动立体3D显示器的典型设备参数。大约1/6至1/8的透镜间距同像素平面与透镜顶点之间的距离的典型比值导致一个观察锥体的7度至9.5度的角宽度。对于利用顶灯（3m高天花板处的灯尺寸10cm至20cm，例如下射灯或者TL管）的办公室光照而言，设备处的照射光线的典型角展度将为2度至4度，这意味着只有小比例的视图（1/5至1/2）将对于观看者可见。

对于典型的手持式设备而言，该问题可能变得甚至更加显著，因为典型地具有7度的发散度的光将照射大约一个像素。因此，需要额外的措施和解决方案以便将半定向照射光散布在多个像素上。

发明内容

本发明提供了一种如独立权利要求所限定的显示器和方法。

依照本发明，提供了一种反射式或透反式自动立体显示器，该显示器包括：

- 显示面板，其具有像素的阵列；

- 视图形成装置，其用于提供来自不同方向的不同像素组的图像；以及

- 非对称光漫射装置，其处于入射到显示器的光以及在由显示像素调制之后从显示器反射的光的光路中，其中与反射的光相比，该光漫射装置为入射光提供更大程度的光漫射。

非对称指的是漫射性质对于穿过光漫射装置的光的相反方向是不同的。

该装置通过采用散布入射的外界光的漫射器而降低非均匀像素光照。为了防止漫射器由此也混合不同的出射视图，使用根据光的传播方向具有不同的散射轮廓（profile）的非对称漫射器。