專利名稱：可切換裸眼式立體顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
與本發(fā)明一致的設(shè)備涉及可切換裸眼式立體顯示器(autostereoscopicdisplay)，尤其是涉及這樣的一種可切換裸眼式立體顯示器，該顯示器可以利用透明的彈性件輕易在二維和三維之間切換。
背景技術(shù)：
裸眼式立體顯示器將用于左眼的圖像和用于右眼的圖像分離，并分別顯示所分離的圖像，從而為用戶的左眼和右眼提供雙眼視差。用于提供過(guò)兩眼的視網(wǎng)膜觀察從裸眼式立體顯示器提供的左眼圖像和右眼圖像。裸眼式立體顯示器大致分成視差屏障顯示器(parallax barrier display)和微透鏡陣列顯示器。通常，微透鏡陣列顯示器包括顯示右眼圖像和左眼圖像的顯示屏以及安裝在顯示屏之前的透鏡元件，該透鏡元件將左眼圖像和右眼圖像的視野區(qū)分開。
近年來(lái)，對(duì)可以根據(jù)顯示圖像的信號(hào)選擇性提供2D圖像和3D圖像的二維/三維(2D/3D)可切換裸眼式立體顯示器的需求激增，從而，已經(jīng)研制了各種2D/3D可切換裸眼式立體顯示器。
例如，美國(guó)專利US5500765公開了一種裸眼式立體顯示器，其包括透鏡片和互補(bǔ)的透鏡片。在2D模式下，互補(bǔ)透鏡片放置在透鏡片上，以消除透鏡片的光折射特性，而在3D模式下，互補(bǔ)透鏡片從透鏡片上移去，以允許入射光被折射。但是，在3D模式下，互補(bǔ)透鏡片必須被完全移開，以便從透鏡片發(fā)出的光線不會(huì)穿過(guò)互補(bǔ)透鏡片。如果互補(bǔ)透鏡片安裝在鉸鏈元件上，則該互補(bǔ)透鏡片必須旋轉(zhuǎn)大于90度的角度。于是，傳統(tǒng)的裸眼式立體顯示器易受到振動(dòng)或震動(dòng)。
另外，美國(guó)專利US6069650公開了一種裸眼式立體顯示器，該顯示器基于電光介質(zhì)的折射率變化來(lái)在2D和3D模式之間切換。但是，由于電光介質(zhì)的折射率僅能針對(duì)偏振光控制，傳統(tǒng)的裸眼式立體顯示器僅可以應(yīng)用于諸如液晶顯示面板(LCD)的產(chǎn)生偏振光的顯示面板，而不能應(yīng)用于產(chǎn)生非偏振光的顯示面板，如陰極射線管(CRT)顯示面板、等離子體顯示面板(PDP)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示面板或場(chǎng)發(fā)射顯示(FED)面板。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，美國(guó)專利申請(qǐng)公開第2003-0085850號(hào)公開了一種裸眼式立體顯示器，該顯示器通過(guò)將折射率匹配流體引入到儲(chǔ)池中/將折射率匹配流體從儲(chǔ)池中排出來(lái)在2D模式和3D模式之間切換。
圖1是美國(guó)專利申請(qǐng)第2003-0085850中公開的傳統(tǒng)裸眼式立體顯示器的橫截面圖。參照?qǐng)D1，裸眼式立體顯示器10包括背光單元11、包括多個(gè)象素的LCD面板12、和切換裝置20，其中該切換裝置在2D模式下透射入射光，而在3D模式下將左眼圖像和右眼圖像分開。切換裝置20包括透明材料做成的儲(chǔ)池21。雙凸透鏡23形成在儲(chǔ)池21的底面22上。不會(huì)通過(guò)它發(fā)光的黑屏蔽24沿著儲(chǔ)池21頂面的邊緣涂敷。
在這種結(jié)構(gòu)中，如圖1的左側(cè)所示，儲(chǔ)池21在3D模式下具有空的空間26，使得顯示面板12發(fā)出的圖像因雙凸透鏡23非常左眼圖像和右眼圖像。然而，如圖1中左側(cè)所示，在2D模式下，具有與雙凸透鏡23相同折射率的流體25引入到儲(chǔ)池21中。那么，由于雙凸透鏡23不再具有透鏡功能，因此，顯示面板12發(fā)出的圖像不被折射，而是穿過(guò)儲(chǔ)池21。
但是，當(dāng)引入到儲(chǔ)池21中的流體從儲(chǔ)池21中排出時(shí)，流體不能完全排出，并且一些液滴會(huì)留在儲(chǔ)池21內(nèi)側(cè)。尤其是，在雙凸透鏡23的透鏡元件之間的空間由于引入液體時(shí)產(chǎn)生的氣泡而不能被完全填充。當(dāng)流體排出時(shí)，一些液滴會(huì)保留在雙凸透鏡23的透鏡元件之間的空間內(nèi)。在這些情況下，圖像會(huì)扭曲，或左眼圖像和右眼圖像不會(huì)精確分離。此外，由于引入/排出流體需要相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間，2D/3D切換時(shí)間增加。如果引入/排出流體的時(shí)間縮短，則流體中產(chǎn)生的氣泡量不可避免地增加。另外，振動(dòng)或震動(dòng)增加了在流體中產(chǎn)生氣泡的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
與本發(fā)明一致的設(shè)備提供了一種二維/三維(2D/3D)可切換裸眼式立體顯示器，該顯示器易于在2D模式和3D模式之間切換，并耐震動(dòng)或振動(dòng)。
與本發(fā)明一致的設(shè)備還提供了一種2D/3D可切換裸眼式立體顯示器，該顯示器在2D模式下可以使圖像扭曲最小，并且在3D模式下可以使光損失最小。
與本發(fā)明一致的設(shè)備還提供了一種2D/3D可切換裸眼式立體顯示器，該顯示器可以利用發(fā)出非偏振光的顯示面板以及發(fā)出偏振光的顯示面板。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種2D/3D可切換裸眼式立體顯示器，該顯示器包括顯示圖像的顯示面板、將圖像分成左眼圖像和右眼圖像的雙凸透鏡片、一側(cè)面對(duì)雙凸透鏡片的透鏡襯底、以及附著到透鏡襯底上、透明襯底的面對(duì)雙凸透鏡片的那側(cè)上的透明彈性件。
透明襯底可以是平的，而透明彈性件和雙凸透鏡片具有相同的折射率。
雙凸透鏡片和透明彈性件在3D模式下可以彼此分離，而在2D模式下，透明彈性件被壓到雙凸透鏡片上，使得透明彈性件的表面接觸雙凸透鏡片的整個(gè)表面。透明彈性件可以被壓到雙凸透鏡片上，使得透明彈性件變形。
透明襯底可以安裝到顯示面板的一側(cè)上，以便圍繞鉸鏈元件樞轉(zhuǎn)。
透明襯底可以在第一角度和第二角度的范圍內(nèi)樞轉(zhuǎn)，在該第一角度，雙凸透鏡片和透明彈性件彼此分離，而在第二角度，透明彈性件的表面與雙凸透鏡片的整個(gè)表面彼此接觸。
第一角度和第二角度的差可以使得第一和第二角度不超過(guò)大約10度。
為了防止在2D模式下在透明彈性件和雙凸透鏡片之間產(chǎn)生氣泡，透明彈性件和雙凸透鏡片之間的接觸可以在雙凸透鏡片上端的邊緣處開始。
使透明襯底能夠可樞轉(zhuǎn)地與顯示面板耦合的鉸鏈元件的軸可以垂直于雙凸透鏡片的雙凸透鏡元件。
透明彈性件可以由硅樹脂制成。


通過(guò)參照附圖對(duì)特定示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他方面將變得更清楚，圖中圖1是傳統(tǒng)二維/三維(2D/3D)可切換裸眼式立體顯示器的橫截面圖；
圖2A是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的2D/3D可切換裸眼式立體顯示器的橫截面圖，該顯示器處于3D模式；圖2B是圖2A的2D/3D可切換裸眼式立體顯示器在2D模式下的橫截面圖；圖3是圖2A的2D/3D可切換裸眼式立體顯示器的透視圖；圖4A是圖2A的2D/3D可切換裸眼式立體顯示器在3D模式下的縱剖面圖；以及圖4B是圖2A的2D/3D可切換裸眼式立體顯示器在2D模式下的縱剖面圖。
具體實(shí)施例方式
將參照附圖更全面描述本發(fā)明，圖中示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
圖2A是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的二維/三維(2D/3D)可切換裸眼式立體顯示器的橫截面圖，該顯示器處于3D模式下。圖2B是圖2A的2D/3D可切換裸眼式立體顯示器在2D模式下的橫截面圖。參照?qǐng)D2A和2B，裸眼式立體顯示器30包括顯示圖像的顯示面板31、形成在顯示面板上的雙凸透鏡片32、面對(duì)雙凸透鏡片32的平的透明襯底34、以及附著到透明襯底34的底面上并面對(duì)雙凸透鏡片32的透明彈性件33。
顯示面板31可以是任何顯示面板，其中多個(gè)象素布置成行列，如液晶顯示(LCD)面板、等離子體顯示面板(PDP)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示面板、陰極射線管(CRT)顯示面板、場(chǎng)發(fā)射顯示(FED)面板、或其他現(xiàn)有技術(shù)中公知類型的顯示面板。
雙凸透鏡片32包括平行布置的長(zhǎng)圓柱形雙凸透鏡。雙凸透鏡片32設(shè)置在顯示面板31的顯示屏幕上。如所公知的，雙凸透鏡片32根據(jù)它的光折射特性將顯示面板31所顯示的圖像分離成左眼圖像L和右眼圖像R。
透明襯底34由平的材料制成，如玻璃、透明塑料、或其他現(xiàn)有技術(shù)中公知的材料，并面對(duì)雙凸透鏡片32。透明彈性件33附著到透明襯底34的底面上，使得透明彈性件33也面對(duì)雙凸透鏡片32。透明彈性件33和雙凸透鏡片32具有基本上相等的折射率，并且透明彈性件33可以由具有高彈性和高回復(fù)力的材料制成。例如，透明彈性件33可以由硅樹脂制成，或其他現(xiàn)有技術(shù)中公知的材料。由軟的硅樹脂制成的透明彈性件33具有平坦、光滑的表面，當(dāng)外力施加到該表面上時(shí)，該表面變形，并在外力去除時(shí)回復(fù)到原始的平坦?fàn)顟B(tài)。
當(dāng)裸眼式立體顯示器30處于3D狀態(tài)時(shí)，如圖2A所示，透明襯底34和透明彈性件33與雙凸透鏡片32隔開預(yù)定距離。于是，在雙凸透鏡片32和透明彈性件33之間存在間隙。右眼圖像R由顯示面板的偶數(shù)列(或奇數(shù)列)象素顯示，而左眼圖像L由顯示面板31的奇數(shù)列(或偶數(shù)列)象素像是。而且，在雙凸透鏡片32中的一個(gè)透鏡覆蓋用其顯示左眼圖像L和右眼圖像R的兩列象素。然后，在顯示面板31所顯示的圖像中的左眼圖像L被雙凸透鏡片32中的透鏡元件所折射，然后穿過(guò)透鏡彈性件33和透鏡襯底34，從而入射到觀察者35的左眼上。同樣，在顯示面板31所顯示的圖像中的右眼圖像R被雙凸透鏡片32中的透鏡元件所折射，然后穿過(guò)透明彈性件33和透明襯底34，以入射到觀察者35的右眼上。于是，觀察者35可以看到3D圖像。
另外，當(dāng)裸眼式立體顯示器30處于2D模式時(shí)，如圖2B所示，透明襯底34向雙凸透鏡片32移動(dòng)，使得透明彈性件33壓到雙凸透鏡片32上。當(dāng)透明襯底34向雙凸透鏡片32移動(dòng)足夠的距離時(shí)，透明彈性件33的平的表面變形而與雙凸透鏡片32的整個(gè)表面完全接觸。一旦發(fā)生接觸，透明彈性件32的變形表面與雙凸透鏡片32的表面具有互補(bǔ)的輪廓，如圖2B所示。如上所述，由于透明彈性件33和雙凸透鏡片32具有相同的折射率，因此，雙凸透鏡片32和透明彈性件33可以作為一個(gè)平板。結(jié)果，雙凸透鏡片32不再具有透鏡的功能，且入射到雙凸透鏡片32上的光線不被反射，而是透射過(guò)雙凸透鏡片32和透明彈性件33。顯示面板31顯示2D圖像，且由顯示面板31的每列象素所顯示的圖像可以被觀察者35用雙眼同時(shí)觀察到，于是，觀察者35可以看到2D圖像。
可以以多種方式執(zhí)行透明彈性件33向雙凸透鏡片32的移動(dòng)或者透明彈性件33與雙凸透鏡片32分離開的操作。例如，該操作可以利用機(jī)械裝置手工實(shí)現(xiàn)，或者可以由電動(dòng)機(jī)械裝置，如馬達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖3是圖2A的2D/3D可切換裸眼式立體顯示器的透視圖，該顯示器包括2D/3D切換裝置。參照?qǐng)D3，透明襯底34安裝到顯示面板31的邊緣上，以便圍繞鉸鏈元件36樞轉(zhuǎn)。透明彈性件33向透明襯底34移動(dòng)，以通過(guò)圍繞鉸鏈元件36樞轉(zhuǎn)透明襯底34來(lái)與雙凸透鏡片32接觸或與雙凸透鏡片32分離。
參照?qǐng)D3，使透明襯底34能夠可樞轉(zhuǎn)地耦合到顯示面板31上的鉸鏈元件36的軸可以垂直于構(gòu)成雙凸透鏡片32的雙凸透鏡元件。即，當(dāng)縱向圓柱形雙凸透鏡元件彼此平行地在水平方向上排列時(shí)，鉸鏈元件36的軸沿水平方向設(shè)置在雙凸透鏡片32上端邊緣的附近。當(dāng)透鏡襯底34轉(zhuǎn)動(dòng)而使得透明彈性件33接觸雙凸透鏡片32時(shí)，接觸在雙凸透鏡片32的上端邊緣處開始。如果透鏡襯底34完全轉(zhuǎn)動(dòng)，則透明彈性件33最終接觸雙凸透鏡片32的下端。由于透明彈性件33以這種方式從雙凸透鏡片32的上端到下端逐漸接觸，可以幾乎全部排出在雙凸透鏡片32的透鏡元件之間存在的空氣。于是，當(dāng)透明彈性件33和雙凸透鏡片32彼此完全接觸時(shí)，不會(huì)在透明彈性件33和雙凸透鏡片33之間產(chǎn)生氣泡。
圖4A和4B是帶有鉸鏈元件36的圖2A的裸眼式立體顯示器的縱剖面圖，其中分別說(shuō)明了透明襯底34在3D模式下和2D模式下的位置。參照?qǐng)D4A，當(dāng)裸眼式立體顯示器30處于3D模式下時(shí)，透明襯底34設(shè)置在第一角度處，使得雙凸透鏡片32和透明彈性件33彼此分離。參照?qǐng)D4B，當(dāng)裸眼式立體顯示器30處于2D模式時(shí)，透明襯底34設(shè)置在第二角度處，使得透明彈性件34的表面與雙凸透鏡片32的整個(gè)表面緊密接觸。透明襯底34可以僅在第一角度和第二角度范圍內(nèi)樞轉(zhuǎn)。由于在2D模式下透明襯底34和透明彈性件33不改變光的傳播方向，因此它們不影響2D圖像的觀察。于是，在2D模式下透明襯底34不需要完全拉出。例如，第一角度和第二角度之間的差可以不超過(guò)大約10度。
如上所述，該裸眼式立體顯示器具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，并且耐振動(dòng)或震動(dòng)。而且，由氣泡造成的圖像扭曲和光損失幾乎不會(huì)發(fā)生。此外，裸眼式立體顯示器可以利用發(fā)出非偏振光的顯示面板以及發(fā)出偏振光的顯示面板。
2D/3D裸眼式立體顯示器可以有效地應(yīng)用于移動(dòng)電話或小型顯示裝置。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的特定實(shí)施例具體圖示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解到在不背離如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍和精髓下可以在細(xì)節(jié)和形式上對(duì)本發(fā)明作出各種變化。
權(quán)利要求
1.一種可切換裸眼式立體顯示器，包括顯示圖像的顯示面板；將圖像分成左眼圖像和右眼圖像的雙凸透鏡片；一側(cè)面對(duì)雙凸透鏡片的透明襯底；以及在透明襯底的面對(duì)所述雙凸透鏡片的那一側(cè)上附著到透明襯底的透明彈性件。
2.如權(quán)利要求1所述的可切換裸眼式立體顯示器，其中，透明彈性件和雙凸透鏡片各自的折射率相同。
3.如權(quán)利要求2所述的可切換裸眼式立體顯示器，其中，所述透明襯底是平的。
4.如權(quán)利要求2所述的可切換裸眼式立體顯示器，其中，所述雙凸透鏡片和透明彈性件在三維(3D)模式下彼此分離，而所述透明彈性件在二維(2D)模式下被壓在雙凸透鏡片上，使得所述透明彈性件的表面接觸所述雙凸透鏡片的整個(gè)表面。
5.如權(quán)利要求4所述的可切換裸眼式立體顯示器，其中，所述透明彈性件被壓使得透明彈性件變形。
6.如權(quán)利要求2所述的可切換裸眼式立體顯示器，其中，所述透明襯底安裝到所述顯示面板的一側(cè)上，以便圍繞鉸鏈元件樞轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求6所述的可切換裸眼式立體顯示器，其中，所述透明襯底在第一角度和第二角度的范圍內(nèi)樞轉(zhuǎn)，在該第一角度處，所述雙凸透鏡片和所述透明彈性件彼此分離，而在第二角度處，所述透明彈性件的表面與所述雙凸透鏡片的整個(gè)表面彼此接觸。
8.如權(quán)利要求7所述的可切換裸眼式立體顯示器，其中，所述第一角度和所述第二角度之間的差不超過(guò)10度。
9.如權(quán)利要求6所述的可切換裸眼式立體顯示器，其中，為了防止在二維模式下在所述透明彈性件和所述雙凸透鏡片之間產(chǎn)生氣泡，所述透明彈性件和所述雙凸透鏡片之間的接觸在所述雙凸透鏡片的上端邊緣處開始。
10.如權(quán)利要求6所述的可切換裸眼式立體顯示器，其中，使所述透明襯底能夠可樞轉(zhuǎn)地耦合到所述顯示面板上的鉸鏈元件的軸垂直于所述雙凸透鏡片的雙凸透鏡元件。
11.如權(quán)利要求2所述的可切換裸眼式立體顯示器，其中，所述透明彈性件由硅樹脂制成。
12.如權(quán)利要求2所述的可切換裸眼式立體顯示器，其中，所述顯示面板包括液晶顯示(LCD)面板、等離子體顯示面板(PDP)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示面板、和陰極射線管(CRT)顯示面板中的一種。
13.一種圖像顯示器，包括顯示圖像的顯示面板；將圖像分離成左眼圖像和右眼圖像的雙凸透鏡片；一側(cè)面對(duì)雙凸透鏡片的透明襯底；在透明襯底的面對(duì)雙凸透鏡片的一側(cè)上附著到透明襯底上的透明彈性件。
14.如權(quán)利要求13所述的圖像顯示器，其中，所述透明彈性件和所述雙凸透鏡片各自的折射率相同。
15.如權(quán)利要求13所述的圖像顯示器，其中，所述透明襯底安裝到顯示面板的一側(cè)上以便圍繞鉸鏈元件樞轉(zhuǎn)，使得雙凸透鏡片和透明彈性件彼此分離，或者透明彈性件可以接觸雙凸透鏡片。
16.如權(quán)利要求15所述的圖像顯示器，其中，所述透明彈性件被壓使得該透明彈性件變形。
17.如權(quán)利要求14所述的圖像顯示器，其中，所述透明襯底安裝到顯示面板的一側(cè)上以便圍繞鉸鏈元件樞轉(zhuǎn)，使得雙凸透鏡片和透明彈性件彼此分離，或者透明彈性件可以接觸雙凸透鏡片。
18.如權(quán)利要求17所述的圖像顯示器，其中，所述透明彈性件被壓使得該透明彈性件變形。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用透明彈性件的可切換裸眼式立體顯示器，該顯示器易于在二維(2D)模式和三維(3D)模式之間切換。該可切換裸眼式立體顯示器包括顯示圖像的顯示面板；將圖像分成左眼圖像和右眼圖像的雙凸透鏡片；一側(cè)面對(duì)雙凸透鏡片的透明襯底；以及附著到透明襯底、透明襯底的面對(duì)所述雙凸透鏡片的那一側(cè)上的透明彈性件。
文檔編號(hào)H04N13/00GK1896799SQ200610103070
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2006年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月11日
發(fā)明者瑟奇·謝斯塔克, 金大式 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社