專利名稱：自動立體顯示設(shè)備及其濾光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動立體顯示設(shè)備，包括但不限于彩色自動立體顯示設(shè)備以及可在自動立體顯示模式和二維(2-D)顯示模式之間切換的自動 立體顯示設(shè)備。立體顯示器提供了由不同視點(diǎn)處的不同子圖像構(gòu)成的圖像。如果向 觀看者的左眼和右眼提供適當(dāng)調(diào)整的不同子圖像(即，具有合適的雙 眼不一致性)，觀看者將整體圖像感知為三維圖像。 一種提供差異化 圖像的已知方法是通過改變色彩內(nèi)容，其中觀看者需要戴上在每個目 鏡上具有不同色彩吸收透鏡的特殊眼鏡。提供由不同視點(diǎn)處的不同子圖像構(gòu)成的圖像而無需觀看者戴上特 殊眼鏡的立體顯示器已知為自動立體顯示器。典型的自動立體顯示器 包括矩陣液晶顯示器(LCD)面板，其包括按行和列排列的顯示元件的陣示面板上的給定點(diǎn)提供的視覺輸出依賴于視角的裝置。這意味著觀看 者的右眼和左眼將看到不同的視圖，從而提供了期望的立體或者三維 圖像。輸出光引導(dǎo)裝置的公知形式是覆蓋顯示面板的透鏡片。例如以聚合 物材料的模制或機(jī)制片形式的透鏡片利用其透鏡元件覆蓋顯示面板的 輸出端，該透鏡片包括在列方向上延伸的(半)柱鏡元件，其中每個 透鏡元件與顯示元件的兩個或更多個相鄰列的各個組相關(guān)聯(lián)，并與顯 示元件列平行地延伸。在其中每個微透鏡與兩列顯示元件相關(guān)聯(lián)的布 置中，驅(qū)動顯示面板以顯示包括兩個垂直交錯的2-D子圖像的組合圖 像，其中顯示元件的相隔列顯示兩個圖像，并且每列中的顯示元件提 供各個2-D子圖像的垂直片斷(slice)。透鏡片將這兩個片斷、以及來 自與其它微透鏡相關(guān)聯(lián)的顯示元件列的對應(yīng)片段分別引導(dǎo)到鏡片前的 觀看者的左眼和右眼，以便通過具有適當(dāng)?shù)碾p眼不一致性的子圖像， 使觀看者感知到單個立體圖像。在其它(所謂多視圖)布置中，其中 每個孩i透鏡與沿行方向的超過兩個相鄰顯示元件的組相關(guān)聯(lián)，并且適 當(dāng)?shù)夭贾妹拷M中的顯示元件的對應(yīng)列，以提供來自各個2-D(子)圖像的垂直片段，然后，隨著觀看者的頭移動，感知到一系列連續(xù)、不同、 立體的視圖，以創(chuàng)建(例如)更高的觀看自由度和/或環(huán)顧印象。此類自動立體顯示設(shè)備可用于各種應(yīng)用，例如醫(yī)學(xué)成像、虛擬現(xiàn)實、游戲、移動電話和CAD領(lǐng)域。已知可在2-D和自動立體操作之間切換的自動立體顯示設(shè)備。例射狀態(tài)抵消掉^:透鏡的光引導(dǎo)效應(yīng)，由此將自動立體視^;爭低為2-D視圖。典型地，在自動立體模式下，由于沿著給定像素的行方向為不同視 圖提供分離的、給定色彩的可單獨(dú)尋址顯示元件而損失了空間分辨率。 而且，在自動立體模式下，在顯示器(即，沿行方向)上出現(xiàn)了亮度變化。如例如在EP-A-0791847中所公開的，已4吏用雙凸透4竟相對于^f象素 列方向的傾斜定向來減輕如上所述的自動立體顯示器中的空間分辨率 損失效應(yīng)。 一般說來，這樣的布置傾向于在行和列方向之間"分享" 分辨率的損失，由此(尤其是對于多視圖顯示的較大量視圖而言)降 低4亍方向上的分辨率不足(starkness)。雙凸透4竟相對于^f象素列方向的 傾斜定向的使用還降低了行方向上的亮度變化；但是，這不會消除亮 度變化。在文章"Image preparation for 3D-LCD，，， Cees Van Berkel， proc SPIE, vol.3639, pages 84-91, 1999中討論了使用雙凸透鏡的 傾斜定向的其它細(xì)節(jié)。圖l是示出按行方向4和列方向6排列的、傳統(tǒng)彩色濾光器1中的 各個顏色如紅、藍(lán)和綠(分別表示為R、 G或B)的可單獨(dú)尋址顯示元 件2的典型傳統(tǒng)形狀和布局的示意圖(未按比例)。每個可單獨(dú)尋址 的顯示元件2的形狀近似為矩形，單獨(dú)尋址顯示元件 的形狀不是矩形，例如，如以下參考文獻(xiàn)中的;青 況那樣。US 5,833，507 /^開了l象素被這樣定形(shape)和排列，以^使兩 列或更多列像素開口 (即，像素之間的間距)的組被定義為每組中的 列基本鄰接。W0 2005/006777A公開了一種像素形狀，其垂直高度在中 心部分是平的，并向著邊緣而增加。EP-A-0 833 184 />開了一種自動 立體顯示器，其中像素水平重疊，以便存在重疊區(qū)域和非重疊區(qū)域。WO 97/02709公開了一種自動立體顯示器，其成形為非矩形平行四邊形 或三角形、相繼的形狀反向、或互相交叉、或排列為兩行或更多行。 US 2005/0036221A公開了以三角形排列布置的彩色濾光器的八角形色 彩元件，而且在元件之間沒有間隙。本發(fā)明人已經(jīng)意識到自動立體顯示器的可單獨(dú)尋址元件的傳統(tǒng)形 狀和排列引起行方向上的亮度變化，尤其是在盡管使用了雙凸透鏡的 傾斜定向仍保留的行方向的亮度變化。本發(fā)明人還意識到可通過對自這樣的亮度變化。在第一方面，本發(fā)明提供了一種自動立體顯示設(shè)備，包括多個可 單獨(dú)尋址顯示元件，以行和列的陣列排列；以及光引導(dǎo)裝置，包括多 個光引導(dǎo)元件；在光引導(dǎo)元件和可單獨(dú)尋址顯示元件的陣列的列方向 之間具有傾角；該顯示器在操作時提供在陣列上方延伸的、與光引導(dǎo)元 件的長軸平行的多個光收集線路；其中，可單獨(dú)尋址顯示元件的形狀 基本包括在去除一個或多個切除區(qū)域時矩形覆蓋區(qū)所剩余的形狀；相 對于光引導(dǎo)元件的所述傾角來定位所述一個或多個切除區(qū)域，以便各 個光收集線路中的每一個重疊所述可單獨(dú)尋址顯示元件的程度比其中 根據(jù)矩形覆蓋區(qū)而定形的可單獨(dú)尋址顯示元件的情況更均等。在另一方面中，本發(fā)明提供了一種自動立體顯示設(shè)備，包括多個 可單獨(dú)尋址顯示元件，以行和列的陣列排列；以及光引導(dǎo)裝置，包括 多個光引導(dǎo)元件；在光引導(dǎo)元件和可單獨(dú)尋址顯示元件的陣列的列方 向之間具有傾角；該顯示器在操作時提供在陣列上方延伸的、與光引導(dǎo) 元件的長軸平行的多個光收集線路；其中，可單獨(dú)尋址顯示元件的形 狀基本包括在去除一個或多個切除區(qū)域時矩形覆蓋區(qū)所剩余的形狀； 相對于光引導(dǎo)元件的所述傾角來定位所述一個或多個切除區(qū)域，以便 各個光收集線路中的每一個重疊所述可單獨(dú)尋址顯示元件的程度對于 所有的光收集線路基本均等。各個光收集線路中的每一個重疊所述可單獨(dú)尋址顯示元件的程度 在任何兩個光收集線路之間的變化可小于25%、小于10%、或小于5%。在另一方面，本發(fā)明提供了一種自動立體顯示設(shè)備，包括多個可 單獨(dú)尋址顯示元件，以行和列的陣列排列；以及光引導(dǎo)裝置，包括多之間具有傾角；其中，可單獨(dú)尋址顯示元件的形狀基本包括在去除一個 或多個切除區(qū)域時矩形覆蓋區(qū)所剩余的形狀；相對于光引導(dǎo)元件的所 述傾角來定位所述一個或多個切除區(qū)域，以便與根據(jù)矩形覆蓋區(qū)而定 形的可單獨(dú)尋址顯示元件將會提供的、沿著行方向的亮度變化相比， 減少該亮度變化。在另一方面，本發(fā)明提供了一種自動立體顯示設(shè)備，包括多個可 單獨(dú)尋址顯示元件，以行和列的陣列排列；以及光引導(dǎo)裝置，包括多 個光引導(dǎo)元件；在光引導(dǎo)元件和可單獨(dú)尋址顯示元件的陣列的列方向 之間具有傾角；其中，可單獨(dú)尋址顯示元件的形狀基本包括在去除一個 或多個切除區(qū)域時矩形覆蓋區(qū)所剩余的形狀； 一個或多個切除區(qū)域的 高度基本等于行方向上的掩模間隙尺寸除以傾角的正切值， 一個或多 個切除區(qū)域的寬度基本等于列方向上的掩模間隙尺寸乘以傾角的正切 值。在每一個上述方面中，可單獨(dú)尋址顯示元件的形狀可基本包括在從 矩形覆蓋區(qū)的 一 角去除單個基本為矩形的切除區(qū)域時該矩形覆蓋區(qū)所 剩余的形狀。在每一個上述方面中，可單獨(dú)尋址顯示元件的形狀可基本包括在從 矩形覆蓋區(qū)的中心去除單個基本為矩形的切除區(qū)域時該矩形覆蓋區(qū)所 剩余的形狀。在每一個上述方面中，可單獨(dú)尋址顯示元件的形狀可基本包括在從 矩形覆蓋區(qū)的第 一角去除第 一切除區(qū)域并從該矩形覆蓋區(qū)的第二角去 除第二切除區(qū)域時該矩形覆蓋區(qū)所剩余的形狀，該第二角與該第一角 對角相對。第一切除區(qū)域和第二切除區(qū)域可一起形成有效矩形切除區(qū) 域。在每一個上述方面中，可單獨(dú)尋址顯示元件的形狀和可單獨(dú)尋址顯 示元件之間的間距滿足以下準(zhǔn)則每個光收集線路僅僅覆蓋每行上的 一個可單獨(dú)尋址顯示元件。在另一方面中，本發(fā)明提供了一種在顯示器中使用的單色或彩色濾 光器，該濾光器包括以行和列的陣列排列的多個單獨(dú)濾光器元件；其 中單獨(dú)濾光器元件的形狀包括在去除一個或多個切除區(qū)域時矩形覆蓋 區(qū)所剩余的形狀；沿著跨越所述矩形覆蓋區(qū)的對角線方向來定位一個或多個切除區(qū)域。單獨(dú)濾光元件的形狀可基本包括在從矩形覆蓋區(qū)的 一 角去除單個 基本為矩形的切除區(qū)域時該矩形覆蓋區(qū)所剩余的形狀。單獨(dú)濾光器元件的形狀可基本包括在從矩形覆蓋區(qū)的中心去除單 個基本為矩形的切除區(qū)域時該矩形覆蓋區(qū)所剩余的形狀。單獨(dú)濾光器元件的形狀可基本包括在從矩形覆蓋區(qū)的第 一 角去除 第一切除區(qū)域并從該矩形覆蓋區(qū)的第二角去除第二切除區(qū)域時該矩形 覆蓋區(qū)所剩余的形狀，其中該第二角與該第一角對角相對。第一切除 區(qū)域和第二切除區(qū)域可一起形成有效矩形切除區(qū)域。參照附圖，現(xiàn)在將通過示例來描述本發(fā)明的實施例，附圖中

圖1是示出可單獨(dú)尋址顯示元件的典型傳統(tǒng)形狀和布局的示意圖 (未按比例)；圖2是可切換(在自動立體操作和2-D操作之間)彩色顯示設(shè)備的 第一實施例的示意透視圖(未按比例)；圖3是示出圖2的彩色顯示設(shè)備中的彩色濾光器13和透鏡片15 的進(jìn)一步細(xì)節(jié)的示意圖(未按比例)；圖4a是示出兩個傳統(tǒng)矩形的、可單獨(dú)尋址顯示元件的示意圖(未 按比例)；圖4b是示出被定形為減少亮度變化的兩個可單獨(dú)尋址顯示元件2 的示意圖(未按比例)；圖5是示出第一行中的兩個可單獨(dú)尋址顯示元件和第二相鄰行中 的兩個可單獨(dú)尋址顯示元件的示意圖(未按比例)；圖6a是示出被定形為減少亮度變化的三個可單獨(dú)尋址顯示元件的 示意圖(未按比例)；圖6b是示出根據(jù)經(jīng)由等式達(dá)到的尺度而布置的實施例的三個可單 獨(dú)尋址顯示元件的示意圖(未按比例)；圖7是示出另一實施例的可單獨(dú)尋址顯示元件的示意圖(未按比 例)；圖8是示出另一實施例中的兩個的示意圖(未按比例)； 圖9是示出另一實施例的兩個可單獨(dú)尋址顯示元件的示意圖(未按 比例)；圖10a是示出另一實施例的兩個可單獨(dú)尋址顯示元件的示意圖(未 按比例)；圖10b示意性地示出圖10a中的元件的操作； 圖lla是示出另一實施例的兩個可單獨(dú)尋址顯示元件的示意圖(未 按比例)；以及圖llb示意性地示出圖lla的元件的操作。圖2是可切換(在自動立體操作和2-D操作之間)彩色顯示設(shè)備8 的第一實施例的示意透視圖(未按比例)，該可切換彩色顯示設(shè)備8 包括自動立體顯示裝置IO和電可切換光散射器80。自動立體顯示器10包括有源彩色矩陣液晶顯示(AMLCD)面板11， 其用作空間光調(diào)制器，并具有以相互垂直的對齊行和列排列的可單獨(dú) 尋址顯示元件2的平面陣列，即，給定行(除了第一行之外)中的每 個可單獨(dú)尋址顯示元件2就在該給定行上面一行的可單獨(dú)尋址顯示元 件2的下方。由彩色濾光器13提供用于每個可單獨(dú)尋址顯示元件2的 各個顏色。為了簡潔起見，僅僅以每行和每列中的相對稍少的數(shù)目來 示意性地示出可單獨(dú)尋址顯示元件2。由光源14照射顯示面板11，光 源14可以是任何適當(dāng)?shù)念愋?，并且在此例中，其包括與顯示元件陣列 的區(qū)域具有共同邊界的平面背光。入射到面板上的光由可單獨(dú)尋址顯 示元件2利用向其施加的適當(dāng)驅(qū)動電壓來調(diào)制，以便產(chǎn)生期望的圖像 顯示輸出。在顯示面板11的輸出側(cè)上方布置了透鏡片15,其提供細(xì)長、平行 的透鏡元件16陣列。透鏡元件16包括光學(xué)上為柱形的會聚透鏡，例 如4皮形成為相互平行地延伸的凸柱4竟，并且在此實施例中，其與可單 獨(dú)尋址顯示元件2的列成一個傾角，并且用來以已知方式向面對遠(yuǎn)離 顯示面板11的透鏡片15側(cè)的觀看者的兩眼提供分離的圖像(其以垂 直交錯的方式在顯示面板11的陣列中生成)，以便可感知到立體或3-D 圖像。使用透鏡片結(jié)合矩陣顯示面板的自動立體顯示設(shè)備是公知的， 并且不必在此詳細(xì)描述其操作。在US-A1-2003/0011884和 GB-A-2196166中描述或引用了這樣的設(shè)備和它們的操作的示例，它們 兩者的內(nèi)容都通過引用合并于此。每個透鏡元件16可覆蓋包括可單獨(dú) 尋址顯示元件2的兩個、三個或更多個相鄰列在內(nèi)的各個組，以提供相應(yīng)數(shù)目的-見圖。每個透鏡元件以彼此不同的傾角(angular)方向從每個相關(guān)聯(lián)像素 列提供空間離散的輸出光束。驅(qū)動顯示面板，以便通過所產(chǎn)生的、包 括多個要分別由觀者的左眼和右眼看到的交錯2-D(子)圖像的顯示， 來由每列子像素產(chǎn)生2-D(子)圖像的窄垂直片斷。由此，每個透鏡元 件16提供多個輸出光束，其中每個光束來自其相關(guān)子像素列中的每個 列，這些光束的光軸在相互不同的方向上，并且圍繞透鏡元件的長軸 傾角擴(kuò)展。通過將適當(dāng)?shù)?-D圖像信息施加到顯示元件的各個列、然 后施加到其眼睛接收不同光束之一的觀看者，感知到3-D圖像。通過 將每個透鏡元件與幾個子像素列中的多個相關(guān)聯(lián)，則可在觀看者的頭 部沿行方向移動時觀看到不同的立體圖像或圖像對。在其它實施例中， 透鏡元件可以基本上與子像素列對齊，然而在此實施例中，如下面參 照圖3更詳細(xì)描述的那樣，并且如在EP-A-0791847 (其內(nèi)容通過引用 合并于此)中描述的那樣，它們相對于列是傾斜的。圖3是示出彩色顯示設(shè)備8的彩色濾光器13和透鏡片15的進(jìn)一步 細(xì)節(jié)的示意圖(未按比例)?？蓡为?dú)尋址顯示元件2以行和列排列。 為簡潔起見，僅僅示出了兩行和六列，但顯示器包括多得多的行和列。 彩色濾光器13向每個可單獨(dú)尋址顯示元件2提供顏色紅(表示為R)、 綠(表示為G)或藍(lán)(表示為B)之一。 一行中的三個相鄰可尋址顯示 元件2提供2-D操作模式下的彩色像素。透鏡片15包括縱長透鏡元件16。透鏡元件16相對于可單獨(dú)尋址 顯示元件2列傾斜布置，即，透鏡元件16的主長軸7與可單獨(dú)尋址顯 示元件2的陣列的列方向6成角度a。根據(jù)所需視圖的數(shù)目，與可單獨(dú)尋址顯示元件2沿行方向4的節(jié)距 (pitch)相關(guān)地選擇透鏡元件16的節(jié)距，并且除了位于顯示元件陣列 邊上的那些透鏡元件16之外，每個透鏡元件16從顯示元件陣列的頂 部延伸到底部。注意到，在圖3中僅僅示意性地而沒有按照比例顯示 出這些尺度和關(guān)系。在此實施例中，tan a=l/3，并且自動立體顯示 器10是5視圖顯示器，即，透鏡元件16具有與行中的可單獨(dú)尋址顯 示元件2的節(jié)距相關(guān)的寬度，并且傾角a使得提供5視圖排列。在通 過引用合并于此的EP-A-0 791 847中給出了關(guān)于視圖數(shù)目的其它細(xì)節(jié)。在此實施例中，可單獨(dú)尋址顯示元件2不是基本為矩形的形狀。相反，可單獨(dú)尋址顯示元件的形狀包括(使用從圖3的例子來看而表示 的術(shù)語"右，，和"左"，并使用從圖3的例子來看在頁面更上邊而表 示的術(shù)語"上方")位于第二矩形2b上方的第一矩陣2a,第一矩陣 2a寬度小于第二矩陣2b，而且第一矩陣2a位于第二矩陣2b的右手側(cè)， 以使得第一矩陣2a的右手側(cè)和第二矩陣2b的右手側(cè)形成可單獨(dú)尋址 顯示元件2的連續(xù)的基本直線的右手側(cè)?？蓡为?dú)尋址顯示元件2的形 狀的另一種描述是，除了已經(jīng)從右上角去除了的基本或近似矩形的部 分2c (下文中稱為切除區(qū)域2c)之外，可單獨(dú)尋址顯示元件2為基本 或近似矩形的形狀。下面將描述此形狀的其它細(xì)節(jié)。如下面將更詳細(xì) 描述的那樣，這個形狀結(jié)合可單獨(dú)尋址顯示元件之間的間距，趨向于 提供沿行方向4的亮度變化的減少。通過首先考慮已經(jīng)由本發(fā)明人實現(xiàn)且在圖4a中示出的、現(xiàn)有技術(shù) 可單獨(dú)尋址顯示元件2的操作的特征，可最佳地理解此實施例的可單 獨(dú)尋址顯示元件2的形狀的效果。圖4a是示出兩個傳統(tǒng)的矩形可單獨(dú) 尋址顯示元件2的示意圖(未按比例)。傳統(tǒng)的矩形可單獨(dú)尋址顯示 元件2位于透鏡片15的透鏡元件16的焦平面上(如上參照圖.3所述， 但為了簡潔，未在圖4a中示出)。因而，通過考慮透鏡元件16沿著 連續(xù)的多個光收集線路收集光以便發(fā)射到特定方向(例如，對應(yīng)于觀 看者眼睛的遠(yuǎn)端位置的方向)中的方式，可最佳地理解透鏡元件16的 操作。每個光收集線路與透鏡元件16的長軸7平行，即，每個光收集 線路與可單獨(dú)尋址顯示元件2的陣列的列方向6成角度a。例如，讓 我們考慮圖4a中由附圖標(biāo)記21表示的第一光收集線路。透鏡元件16 有效地收集沿著第一光收集線路21 (其在陣列的所有行上都疊加可單 獨(dú)尋址顯示元件2上)的整個部分的光，但是為了便利，在圖4a中僅 僅顯示了一行?，F(xiàn)在，讓我們再考慮再圖4a中由附圖標(biāo)記22表示的 第二光收集線路。如可從圖4a中看到的，第二光收集線路22重疊可 單獨(dú)尋址顯示元件2的量小于第一光收集線路21重疊可單獨(dú)尋址顯示 元件2的量。換言之，由透鏡元件16在第二光收集線路22 (即，對應(yīng) 于第二方向)的情況下收集的光量小于在第一光收集線路21 (即，對 應(yīng)于第一方向)的情況下收集的光量。因而，在自動立體模式下，顯 示器10在對應(yīng)于第二光收集線路22的第二方向下看到的顯示器部分 比在對應(yīng)于第一收集線路21的第一方向下看到的顯示器10的部分中顯得更暗。這本身表現(xiàn)為行方向4上的亮度變化。
圖4b是示出如上參照圖3所述的、被定形來減少亮度變化的兩個 可單獨(dú)尋址顯示元件2的示意圖(未按比例)。如同圖4a的傳統(tǒng)布置 那樣，可單獨(dú)尋址顯示元件2近似位于透4竟片15的透4竟元件16的焦 平面上(如上參照圖3所述，但為簡潔，未在圖4b中示出)。如同上 面現(xiàn)有技術(shù)操作的分析那樣，讓我們考慮在圖4b中由附圖標(biāo)記31 - 33 表示的、平行于透鏡元件16的主長軸7的多個光收集線路。透鏡元件 16有效地收集沿著疊加在可單獨(dú)尋址顯示元件2之上的第一光收集線 路31的整個部分的光。類似地，透鏡元件收集沿著在圖4b中由附圖 標(biāo)記32表示的第二光收集線路的光。
如可從圖4b中看到的那樣，由于可單獨(dú)尋址顯示元件2的形狀， 第二光收集線路32重疊可單獨(dú)尋址顯示元件2的量與第一光收集線路 31重疊可單獨(dú)尋址顯示元件2的量近似相同。換言之，由透鏡元件16 在第二光收集線路32的情況下收集的光量與由透鏡元件16在第一光 收集線路31的情況下收集的光量近似相同。因此，由于可單獨(dú)尋址顯 示元件2的形狀，在自動立體模式下，顯示器IO在對應(yīng)于第二光收集 線路32的第二方向下觀看到的顯示器部分的亮度與在對應(yīng)于第一光收 集線路31的第一方向上觀看到的顯示器10的部分的亮度相同。這本 身表現(xiàn)為在利用傳統(tǒng)形狀的可單獨(dú)尋址顯示元件2時出現(xiàn)的行方向4 上的前述亮度變化的減少或消除。
事實上，在本實施例中，即使在對應(yīng)于第三光收集線路33的第三 方向下觀看到的顯示器IO的第三部分也具有與第一和第二方向近似相 等的亮度，其中該第三亮度收集線路33穿過兩個相鄰的可單獨(dú)尋址顯 示元件2，即，其中對應(yīng)的第三方向收集來自兩個相鄰可單獨(dú)尋址顯示 元件2的光。
已經(jīng)通過僅僅考慮一行而方便地描述了上述效果，在此實施例中， 上述效果通過為此實施例的特定幾何形狀逐行重復(fù)對稱結(jié)構(gòu)而成為可 能。然而，應(yīng)理解，此單個行的闡述給出了如何使由例如整個光收集 線路31收集的光基本等于通過例如整個光收集線路32收集的光(即， 每個線路都在所有行上擴(kuò)展)的簡化說明。
注意，可通過返回參照圖3并注意長軸7 (對應(yīng)于圖4b的光收集 線路31-33)如何穿過第一行和第二行中的可單獨(dú)尋址顯示元件2的相同部分(例如，為觀察到這一點(diǎn)，跟隨單長軸7穿過第一行中的綠 色(G)可單獨(dú)尋址顯示元件2和第二行中的藍(lán)色(B)可單獨(dú)尋址顯示元 件2時的路徑，并注意兩種情況下長軸7如何從切除區(qū)域的左下角穿 到可單獨(dú)尋址顯示元件的右下角)，來理解在上一段中提到的逐行對
稱結(jié)構(gòu)。
由此，通過"去除"傳統(tǒng)的矩形可單獨(dú)尋址顯示元件2的一部分來 增加亮度均勻性。這導(dǎo)致了不期望的像素孔徑的損失，但與改善的亮 度均勻性的權(quán)衡在許多應(yīng)用中仍然將是所期望的。
現(xiàn)在將參照圖5描述該實施例的可單獨(dú)尋址顯示元件2的形狀和它 們之間的間距的其它細(xì)節(jié)，其中示出了第 一行的兩個可單獨(dú)尋址顯示 元件2和第二相鄰行的兩個可單獨(dú)尋址顯示元件2的示意圖(未按比 例)，并且如上參照圖3所述，對可單獨(dú)尋址顯示元件2進(jìn)行定形來 減少亮度變化。總而言之，切除區(qū)域2c的尺寸的適當(dāng)尺度(即如圖5 所示的切除高度41和切除寬度42)將取決于透鏡片15中的透鏡元件 16的傾角a，并取決于在圖5中所示的以下尺度可單獨(dú)尋址顯示元 件2的主高度43，即，從中去除了切除區(qū)域2c以提供可單獨(dú)尋址顯示 元件2的完整矩形覆蓋區(qū)(footprint)的高度；可單獨(dú)尋址顯示元件2 的主寬度44,即，從中去除了切除區(qū)域2c以提供可單獨(dú)尋址顯示元件 2的完整矩形覆蓋區(qū)的寬度；可單獨(dú)尋址顯示元件2之間的間距的尺度， 即，可單獨(dú)尋址顯示元件2之間的黑掩模(mask)間隙，更具體地，水 平掩模間隙45和垂直掩模間隙46。
在此實施例中，通過如下公式提供切除尺度。切除高度41等于水 平掩模間隙45除以tana。切除寬度42等于水平掩模間隙46乘以tan a。在此實施例中，顯示器是5視圖自動立體顯示器，并且傾角是oc =arctan(l/3)，即，tana=l/3。另外，水平掩模間隙45是12 ju m，并 且垂直掩模間隙46是24. 3pm。因此，在此實施例中，切除高度41是 36jum,而切除寬度42是8. 1 iam。
盡管在此方法中，主要基于黑掩模間隙45和46來得出適當(dāng)?shù)那谐?尺度，但仍然有設(shè)計約束，即，可單獨(dú)尋址顯示元件2的主尺度43和 44必須大到足以容納切除尺度41和42。在此實施例中，可單獨(dú)尋址 顯示元件2的主高度43是89. 7 n m,而可單獨(dú)尋址顯示元件2的主寬 度44是26jam。在另一實施例中，通過考慮選擇水平掩模間隙45和/或垂直掩模間 隙46的尺度以改善或優(yōu)化所需性能的方式，來進(jìn)一步采取犧牲孔徑以 達(dá)到更好的3D性能的想法。這通常涉及與傳統(tǒng)布置相比增加或進(jìn)一步 增加水平掩模間隙45和/或垂直掩模間隙46的尺寸，從而進(jìn)一步減小 孔徑。另一方面，在某些情況下，切除本身可使得水平掩模間隙45的 尺寸減少。暫時不考慮后一點(diǎn)，現(xiàn)在將參照圖6a和6b來描述自動立 體性能的這樣優(yōu)化方法的一個實施例(盡管孔徑有很大的權(quán)衡損失),。
圖6a是示出如上參照圖3所述、被定形以減少亮度變化的三個i 單獨(dú)尋址顯示元件2的示意圖(未按比例)。圖6a示出可單獨(dú)尋址l 示元件2之間的節(jié)距50、以及上述水平掩模間隙45。圖6a中還示出 了類型與如上參照圖4b所述的光收集線路31、 32、 33相同的三個視 圖光收集線路51、 52、 53。更具體地，在圖6a中，光收集線路51、 52、 53表示將自動立體顯示器10的觀看者所看到的視圖劃分為"純視 圖，，區(qū)域54和"混合視圖"區(qū)域55。在純視圖區(qū)域54中，僅僅從每 行上的一個可單獨(dú)尋址顯示元件2中對光進(jìn)行采樣。在混合視圖區(qū)域 55中，從每行上的兩個相鄰可單獨(dú)尋址顯示元件2中對光進(jìn)行采樣。
由此，由于切除形狀，光收集線路全部覆蓋像素面積中基本相等的 量，但在對應(yīng)于"混合視圖"區(qū)域的觀看方向上，觀看者看到兩個視 圖的混合。如果這些視圖之間的立體差異(不一致性)相對平淡，則 這種串?dāng)_可能有利于在觀看者的眼睛相對于顯示器8移動時、從一個 視圖到另一視圖的混和或過渡。然而，如果不一致性較大，則此"串 擾"可能成為限制自動立體性能的非常不利的假象(artifact)。在此 實施例中，優(yōu)化像素孔徑以完全消除"混合視圖"區(qū)域。通過執(zhí)行需 要"混合視圖，，區(qū)域為零且同時需要孔徑本身必須盡量大的計算，我 們獲得兩個未知量，即，水平掩模間隙45和垂直掩模間隙46的兩個 等式，其可被如下所述求解來提供設(shè)計尺度。
使水平掩模間隙45為h。使垂直掩模間隙46為v。使節(jié)距50為p。 而且，再次地，傾角a是使得tanoc=l/3。
混合視圖區(qū)域55(l/3)v-h
純視圖區(qū)域54的寬度—l/3)v+h
我們試圖獲得混合視圖區(qū)域54的寬度=0，
即，(l/3)v+h=p同時，我們試圖使得孔徑盡量大，孔徑=[(p-h) (3p-v) - (3h (1/3) v) ] /3p2即，孔徑—p-h)h/p其得到h=p/2,(并注意還有v=(3/2)p)其得到 孔徑=25%。由此，求解等式得到水平掩模間隙45是可單獨(dú)尋址顯示元件2的 節(jié)距的一半，并且垂直掩模間隙46是可單獨(dú)尋址顯示元件2的垂直節(jié) 距的一半。總孔徑則是25%。這是相對低的孔徑值，但在需要改善的 3D性能的自動立體顯示應(yīng)用中，這是值得的權(quán)衡，這是因為其中最小 化了混合視圖區(qū)域。圖6 b是示出根據(jù)經(jīng)由以上等式達(dá)到的尺度而布置的實施例中的三 個可單獨(dú)尋址顯示元件2的示意圖(未按比例)。光收集線路61、 62 與上面參照圖4b所述的光收集線路31、 32和33具有相同類型，即， 這些光收集線路對應(yīng)于不同觀看方向。更具體地，在圖6b中，光收集 線路61和62顯示了在此實施例中由自動立體顯示器10的觀看者看到 的視圖如何僅僅包括純視圖區(qū)域(如純視圖區(qū)域64)而沒有混合一見圖 區(qū)域。圖7是示出其中如上面參照圖3所述、可單獨(dú)尋址顯示元件2再次 定形來減少亮度變化的另一實施例的示意圖(未按比例)。在此實施 例中，傾角a使得tana=l/6。例如，圖7示出了三行乘三列的可單獨(dú) 尋址顯示元件(在底部行的情況下，僅僅示出了每個可單獨(dú)尋址顯示 元件的頂部)。再次用"R，，(紅)、"G"(綠)和"B"(藍(lán))來指 示可單獨(dú)尋址顯示元件的顏色，更具體地，在第一行中用Rl、 Gl、 Bl; 在第二行中用R2、 G2、 B2;以及在第三行中用R3、 G3、 B3。讓我們再 次考慮在圖7中由附圖標(biāo)記71 - 73中通過示例表示的、與透鏡元件16 的主長軸7平行的多個光收集線路。在此實施例中，存在每兩行的對稱結(jié)構(gòu)，即，我們需要考慮在兩個 連續(xù)行的路線(course)上、光收集線路和可單獨(dú)尋址顯示元件的重疊。 如可從圖7中看到的，(i)第一光收集線路71重疊可單獨(dú)尋址顯示元 件Rl和R2的量(當(dāng)相加各個重疊時)、(ii)第二光收集線路72重疊可單獨(dú)尋址顯示元件Rl和G2的量(當(dāng)相加各個重疊時)、以及(iii) 第三光收集線路73重疊可單獨(dú)尋址顯示元件Gl和G2的量中的每個都 近似相等。
而且，這本身表現(xiàn)為利用傳統(tǒng)形狀的可單獨(dú)尋址顯示元件2時出現(xiàn) 的行方向4上的前述亮度變化的減少或消除。
已經(jīng)通過僅僅考慮兩行而參照圖7方便地描述了上述效果，在此實 施例中，通過為此實施例的特定幾何形狀、在兩4亍接兩行的基礎(chǔ)上對 稱地重復(fù)上述效果是可能的。然而，應(yīng)理解，此兩行的闡述表示了如 何使由每個光收集線路71、 72和73 (當(dāng)在所有行上擴(kuò)展時)整體收集 的各個光量基本相等的簡化說明。
在上述實施例中，如相對于附圖的定向所看到的，通過從矩形可單 獨(dú)尋址顯示元件2的覆蓋區(qū)的左上角去除切除區(qū)域2c來提供可單獨(dú)尋 址顯示元件2的形狀。這具有的制造優(yōu)點(diǎn)在于，這是諸如薄膜晶體管、 存儲電容器、接觸孔等之類的有源矩陣組件可位于的方便位置。但是， 在其它實施例中，可提供其它形狀的可單獨(dú)尋址顯示元件2,其中這些 形狀包括當(dāng)從矩陣覆蓋區(qū)的其它部分"去除" 一個或多個切除區(qū)域時、 從矩陣的覆蓋區(qū)剩余的形狀?，F(xiàn)在將參照圖8-11描述這樣的實施例 的例子。
圖8是示出另一實施例的兩個可單獨(dú)尋址顯示元件2的示意圖(未 按比例)。在此實施例中，如從與先前附圖中的定向相同定向(例如， 就傾角a等而言)所看到的，矩形切除區(qū)域2c位于可單獨(dú)尋址顯示元 件2的右下角。此實施例按照上述實施例的相同方式來操作。
事實上，根據(jù)諸如圖4b中所示的光收集線路31、 32、 33之類的前 述光收集線路的意義或方向，矩形切除區(qū)域原則上可位于任何位置， 即，在前面附圖的定向的情況下，沿著從傳統(tǒng)矩形可單獨(dú)尋址顯示元 件2的覆蓋區(qū)的左上方到右下方的對角線的任何位置，現(xiàn)在將參照圖9 描述其例子。
圖9是示出另一實施例的兩個可單獨(dú)尋址顯示元件2的示意圖(未 按比例)。在此實施例中，從與前面附圖相同的定向來看，矩形切除 區(qū)域2c近似位于可單獨(dú)尋址顯示元件2的中心。此實施例的優(yōu)點(diǎn)在于 采用了對稱形狀的可單獨(dú)尋址顯示元件2。后面將更詳細(xì)地討論此有利 特征?，F(xiàn)在將參照圖10和ll描述以下例子，其中，可單獨(dú)尋址顯示元件 2包括當(dāng)"去除"兩個分離的切除區(qū)域時、從傳統(tǒng)矩形可單獨(dú)尋址顯示 元件的覆蓋區(qū)保留的形狀。
圖10a是示出另 一實施例中的兩個可單獨(dú)尋址顯示元件2的示意圖 (未按比例)。在此實施例中，從與前面附圖相同的定向(例如，就 傾角ot等而言)來看，第一矩形切除區(qū)域2d位于可單獨(dú)尋址顯示元件 2的左上角，而第二矩形切除區(qū)域2e位于可單獨(dú)尋址顯示元件2的右 下角。圖10b示意性地示出了在操作中第一矩形切除區(qū)域2d和第二矩 形切除區(qū)域2e的組合效果如何近似等于在前述實施例中采用的單個切 除區(qū)域2c的效果。
圖11a是示出另一實施例中的兩個可單獨(dú)尋址顯示元件2的示意圖 (未按比例)。在此實施例中，從與前面附圖相同的定向(例如，就 傾角a等而言)來看，第一三角形切除區(qū)域2f位于可單獨(dú)尋址顯示元 件2的左上角，而第二三角形切除區(qū)域2g位于可單獨(dú)尋址顯示元件2 的右下角。圖lib示意性地示出了在操作中第一三角形切除區(qū)域2f和 第二三角形切除區(qū)域2g的組合效果如何近似等于在前述實施例中采用 的單個切除區(qū)域2c的效果。
在另一實施例中，實現(xiàn)了以下顯示細(xì)節(jié)?？蓡为?dú)尋址顯示元件的形 狀如圖lla所示。顯示裝置是4. 57cm (即，1. 8")四分之一一見頻圖形 陣列(QVGA) 564點(diǎn)每厘米(222點(diǎn)每英寸)透射孔徑有源矩陣液晶顯 示器，配有傾角a-arctan(l/3)的4視圖可切換2D/3D透鏡系統(tǒng)。在 3D模式下，透鏡具有在玻璃中的1. 5mm的焦長，其與液晶顯示器圖像 平面恰好一致。視點(diǎn)被設(shè)計為在顯示器前面的400mm處，但是由于顯 示器的多視圖性質(zhì)，可近得多地感受到3D效果。3D模式下的分辨率是 每視圖120 x 160三聯(lián)圖(triplet)。 2D分辨率是240 x 320。顯示器在 2D和3D模式下都提供了基本完全的亮度。
已經(jīng)模擬了上述各個實施例中的 一些的性能。每個模擬結(jié)果都顯示 出與傳統(tǒng)矩形可單獨(dú)尋址顯示元件的比較模擬相比、沿著行方向的更 均勻亮度。
如現(xiàn)在將解釋的那樣，模擬結(jié)果顯示出由圖9 (即，其中切除區(qū)域 2c位于或近似位于可單獨(dú)尋址顯示元件2的中心)所示的可單獨(dú)尋址 顯示元件提供了另一特定改進(jìn)。在由其它實施例提供的模擬圖像中，存在以帶狀出現(xiàn)的殘余像素結(jié)構(gòu)。此像素結(jié)構(gòu)不帶來亮度變化，并且 從合適的距離看不到，但如果從近旁觀看顯示器，則可能注意到。此像素結(jié)構(gòu)假象的原因可通過再次參照圖6a來闡述。如所提及的，在"混 合視圖"區(qū)域中，透鏡元件從相鄰的像素收集光，在此之間，其從黑 掩模收集光(沒有光)。這意味著透鏡元件填有由水平黑帶分隔的兩 個明亮區(qū)域。除了垂直像素分隔的黑帶之外，出現(xiàn)此黑帶。在"純視 圖"區(qū)域中，透鏡元件簡單地填有單個明亮區(qū)域和單個水平黑區(qū)域。 圖9所示的可單獨(dú)尋址顯示元件形狀通過在"純視圖"區(qū)域中產(chǎn)生類 似分開的明亮區(qū)域而減少此假象。上述實施例中的可單獨(dú)尋址顯示元件的各個尺度、掩模間隙尺寸、 切除區(qū)域尺寸、傾角、視圖數(shù)目等僅僅是示例方式的，并且在其它實 施例中，這些值的一個或多個可不同于上述的那些。在上面的一些實施例中，在每個可單獨(dú)尋址顯示元件中存在一個切 除區(qū)域。在其它實施例中，在每個可單獨(dú)尋址顯示元件中存在兩個切 除區(qū)域(例如，圖10a和圖lla)。在其它實施例中，在每個可單獨(dú)尋 址顯示元件中可存在超過兩個的切除區(qū)域。在上述實施例中，傾角使得在示意圖中，對于如所示定向的附圖， 透鏡元件和結(jié)果得到的光收集線路從頁面的左邊向右下傾斜。然而， 不需要是這種情況，在其它實施例中，對于如所示定向的附圖，透鏡 元件和結(jié)果得到的光收集線路從頁面的右邊向左下傾斜。在此情況下， 可單獨(dú)尋址顯示元件將被成形為使得切除區(qū)域(或多個切除區(qū)域)也 位于從矩形可單獨(dú)尋址顯示元件的覆蓋區(qū)的右上到左下的近似對角線 方向上。在上述實施例中，通過與透鏡片15的整體矩形形狀相比是傾斜的 透鏡元件16來提供透鏡元件16的長軸和列方向6之間的傾角；可單 獨(dú)尋址顯示元件2的陣列的行方向4和列方向6相互垂直(即，傳統(tǒng) 的行和列方向)。然而，在其它實施例中，相反，可通過行方向和列 方向傾斜的陣列、同時讓透鏡片包括未傾斜的透鏡元件，來提供透鏡 元件和可單獨(dú)尋址顯示元件的陣列的列方向之間的傾角。實際上，甚 至可能由傾斜透鏡元件和傾斜列方向的組合來提供整體傾角。在以上描述中，為方便和簡潔起見，經(jīng)常按照當(dāng)"去除" 一個和多 個切除區(qū)域時從矩形覆蓋區(qū)剩余的形狀來描述可單獨(dú)尋址顯示元件的件的不同形狀和它們的功能的示例。將理解，此術(shù)語的使用不暗示或 意味著實際通過首先產(chǎn)生矩形可單獨(dú)尋址顯示元件、然后按字面意思 去除切除區(qū)域(或多個切除區(qū)域)來制造這樣的可單獨(dú)尋址顯示元件。 相反，可按照任何方便或適當(dāng)?shù)姆绞絹懋a(chǎn)生非矩形的可單獨(dú)尋址顯示 元件，例如，直接使用具有最終非矩形形狀的掩模。
在上述實施例中，可單獨(dú)尋址顯示元件的形狀不同于傳統(tǒng)的矩形形 狀達(dá)到從所有不同的光收集線路收集的光相等、近似相等或基本相等 的程度。然而，在其它實施例中，可僅僅在較低的程度上使用這樣的 形狀，例如，較小的切除尺寸，以便從不同光收集線路收集的光比矩 形可單獨(dú)尋址顯示元件的情況更均等，但僅僅達(dá)到不如上述實施例中 那樣多地減少亮度變化的程度。
然而，總體上有利地是，提供以下實施例，其中每個相應(yīng)光收集線 路與可單獨(dú)尋址顯示元件重疊的程度在任何兩個光收集線路之間的變
化小于25%。更有利的是，提供以下實施例，其中每個相應(yīng)光收集線路 與可單獨(dú)尋址顯示元件重疊的程度在任何兩個光收集線路之間的變化 小于10%。并且更加有利的是，提供以下實施例，其中每個相應(yīng)光收集 線路與可單獨(dú)尋址顯示元件重疊的程度在任何兩個光收集線路之間的 變化小于5%。
在前述實施例中，存在光收集線路如何穿過可單獨(dú)尋址顯示元件的 逐行的對稱性(例如，圖4b實施例)，或者光收集線路如何穿過可單 獨(dú)尋址顯示元件的基于2行的對稱性(例如，圖7實施例)。然而， 其它對稱性也是可能的，例如，對于tan a =1/9，將存在三行的對稱性。 而且，在其它實施例中，當(dāng)考慮所有行時，可使光收集線路穿過可單 獨(dú)尋址顯示元件的程度更加相同，即使可能行之間不存在這種對稱性 也是如此。
在以上說明中引用的光收集線路在實踐中可具有有限寬度，并且， 如果透鏡元件由于制造公差、溫度效應(yīng)等而散焦，則此寬度可能是比 如10jum。上面說明中的分析和描述性方法仍保持有效，例如，其中將 術(shù)語"線路"理解為表示例如"窄條"或"窄帶"。另一看待這一點(diǎn) 的方法是，可將寬線路當(dāng)作許多窄線路的光集合。本發(fā)明的功能性意 味著每個窄線路上的重疊在觀看方向上基本不變，因此與相應(yīng)或總寬線路的整體重疊也在觀看方向上基本不變。實際上，在極端情況下， 即使透鏡元件使得每個觀看方向?qū)?yīng)于每個(雙焦)透鏡下方的兩個 或更多個線路，本發(fā)明也起作用。每個線路上的重疊是恒定的，并因 此在每個線路集合上也是恒定的。在上述實施例中，可單獨(dú)尋址顯示元件的顏色是紅、綠和藍(lán)。不需 要是這種情況，在其它實施例中，可使用其它顏色，例如青、品紅和 黃。另外，在其它實施例中，可存在超過三種的色彩，例如，在其它實 施例中，可單獨(dú)尋址顯示元件可具有四種顏色，例如，紅、綠、藍(lán)和在其它實施例中，顯示器可以是單色顯示器，并且每個可單獨(dú)尋址 顯示元件具有相同顏色，例如，白。在上述實施例中，使用包括縱長透鏡元件的透鏡片(透鏡)來將光 引導(dǎo)到不同的位置，以提供自動立體操作。然而，在其它實施例中，在上述實施例中，根據(jù)可單獨(dú)尋址顯示元件沿行方向的節(jié)距來選取 透鏡片中的透鏡元件的節(jié)距，以提供多視圖(即，超過兩個的視圖)自動立體操作。特別是，上面描述了 5視圖顯示器的示例。然而，不 需要是這種情況，而且在其它實施例中，自動立體顯示器僅僅提供"2 視像"，即，單個3-D圖像。而且，再次考慮多視圖實施例，可 提供除了 4或6個之外的視圖數(shù)目，例如，7視圖、9視圖，甚至分?jǐn)?shù) 數(shù)目的視圖，例如4. 5。在以上實施例中，在可切換(在自動立體操作和2-D操作之間)彩 色顯示設(shè)備中采用各種形式的彩色濾光器。然而，應(yīng)當(dāng)理解當(dāng)僅僅對 自動立體模式使用上述彩色濾光器布局，即，即使不在2-D操作中實際使用時，仍然得到這些優(yōu)點(diǎn)，因此也可在包括這樣的彩色濾光器的 自動立體顯示設(shè)備中實施本發(fā)明，即使這樣的自動立體彩色顯示設(shè)備 不能切換到2-D模式，即這樣的設(shè)備不包括可切換散射器也是如此。在以上實施例中，當(dāng)以可在2-D模式和立體模式之間切換的形式提 供顯示設(shè)備時，通過可切換散射器來提供這樣的切換能力。然而，不 需要是這種情況，而且在其它實施例中提供其它可切換裝置，例如， 如通過引用合并于此的US 6,069,650中描述的有源透鏡(例如液晶透鏡)。
此外，還以具有諸如在以上實施例中描述的那些形狀之類的彩色濾 光器元件形狀的彩色濾光器(和單色)本身來實施本發(fā)明。在此情況 下，使用上面的術(shù)語"可單獨(dú)尋址顯示元件"來指示從彩色濾光器本 身的有關(guān)區(qū)域的存在而得到的有效彩色顯示元件，在離散彩色濾光器
的情況下，可將單獨(dú)彩色元件2方便地稱為"單獨(dú)彩色濾光器元件2",
并且在以上實施例中描述的有關(guān)可單獨(dú)尋址顯示元件的形狀的細(xì)節(jié)以 對應(yīng)于上述的方式而施加到這樣的彩色濾光器實施例中的單獨(dú)彩色濾 光器元件上。
將理解，對自動立體顯示設(shè)備的各種已知改進(jìn)可容易地應(yīng)用于本發(fā) 明的實施例。例如，為進(jìn)一步減少亮度變化，透鏡可被布置為以散焦 方式進(jìn)行操作。
在上述實施例中，在有源彩色矩陣液晶顯示器中實施本發(fā)明。然而， 在其它實施例中，可以其它形式的彩色陣列顯示設(shè)備來實施本發(fā)明，
例如，有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示裝置或"電子墨水"顯示設(shè)備。
在上述實施例中，在直接觀看顯示設(shè)備中實施本發(fā)明。然而，在其
它實施例中，可在投影顯示設(shè)備中實施本發(fā)明，如在通過引用合并于
此的EP-A-0 791 847中描述的投影顯示設(shè)備。
根據(jù)上述實施例將清楚地得知不同實施例的共同特征在于，結(jié)合透
以提供從穿過;單獨(dú)尋址顯示元件的^同光收集線路更均等地收集 光。 一般地說，這通過提供相對于矩形形狀的一個或多個切除區(qū)域來 實現(xiàn)。更具體地，切除區(qū)域有效地避免或減少從傳統(tǒng)矩形可單獨(dú)尋址 顯示元件的一部分收集光，否則由于光收集線路穿過可單獨(dú)尋址顯示 元件的幾何形狀或區(qū)域的角度方向、其將代表與可單獨(dú)尋址顯示元件 的另一部分相比增加的光收集量。上述實施例代表了用于實現(xiàn)這一點(diǎn) 的形狀的某些實例，但將理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員一旦理解了此方法， 則可基于常規(guī)而得到其它確切的形狀。具體地，注意到，通過由上述 實施例及其分析所提供的理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可按照多種方法中的 任一個，例如，通過使用模擬、試驗和誤差等來容易且常規(guī)地評估其 它想象形狀的合適性。根據(jù)本說明書，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易試出不同 形狀的可單獨(dú)尋址顯示元件，然后建?；蛳喾丛u估所得到的自動立體性能(例如，在亮度均勻性方面)，以評估他已經(jīng)考慮的任何特定形 狀的可用性，并且實現(xiàn)示出合適結(jié)果的任何形狀。通過考慮在以上說明書的介紹性部分中提及的現(xiàn)有技術(shù)文檔(即，US 5,833,507; WO 2005/006777A; EP-A-0 833 184; WO 97/02709A;和US 2005/0036221A ) 中公開的各種自動立體設(shè)備的可單獨(dú)尋址顯示元件形狀，這將更加明 顯。首先，不提供傾角的規(guī)定。其次，即使考慮了假定的傾斜光收集 線路，顯而易見的是像素形狀不提供使得每個這樣的各個傾斜光收集 線路所收集的光更均等的本發(fā)明的效果，事實上，其中公開的大部分 或全部現(xiàn)有技術(shù)的非矩形實際使得這方面更差。
權(quán)利要求
1、一種自動立體顯示設(shè)備，包括多個可單獨(dú)尋址顯示元件(2)，以行和列的陣列排列；以及光引導(dǎo)裝置(15)，包括多個光引導(dǎo)元件(16)；在光引導(dǎo)元件(16)和可單獨(dú)尋址顯示元件(2)的陣列的列方向(6)之間具有傾角(α)；該顯示器在操作時提供在陣列上延伸的、與光引導(dǎo)元件(16)的長軸(7)平行的多個光收集線路(31-33；71-73)；其中，所述可單獨(dú)尋址顯示元件(2)的形狀基本包括在去除一個或多個切除區(qū)域(2c)時矩形覆蓋區(qū)所剩余的形狀；所述一個或多個切除區(qū)域(2c)相對于光引導(dǎo)元件(16)的傾角(α)定義，以使得各個光收集線路(31-33；71-73)的每一個重疊所述可單獨(dú)尋址顯示元件(2)的程度比根據(jù)矩形覆蓋區(qū)而定形的可單獨(dú)尋址顯示元件的情況更均等。
2、 一種自動立體顯示設(shè)備，包括多個可單獨(dú)尋址顯示元件(2)，以行和列的陣列排列；以及光引導(dǎo)裝置(15),包括多個光引導(dǎo)元件(16);在光引導(dǎo)元件(16)和可單獨(dú)尋址顯示元件(2)的陣列的列方向(6) 之間具有傾角(a);該顯示器在操作時提供在陣列上延伸的、與光引導(dǎo)元件(16)的長軸 (7)平行的多個光收集線路(31-33; 71-73);其中，所述可單獨(dú)尋址顯示元件(2)的形狀基本包括在去除一個或 多個切除區(qū)域(2 c)時矩形覆蓋區(qū)所剩余的形狀；所述一個或多個切除區(qū)域(2c)相對于光引導(dǎo)元件(16)的所述傾角 (a)來定位，以使得各個光收集線路(31-33; 71-73)的每一個重疊所述 可單獨(dú)尋址顯示元 件(2)的程度對于所有光收集線路(31-33; 71-73)是 基本均等的。
3、 如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的自動立體顯示設(shè)備，其中各 個光收集線路(31-33; 71-73)的每一個重疊所述可單獨(dú)尋址顯示元件 (2)的程度在任何兩個光收集線路之間的變化小于25%。
4、 如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的自動立體顯示設(shè)備，其中各 個光收集線路(31-33; 71-73)的每一個重疊所述可單獨(dú)尋址顯示元件(2)的程度在任何兩個光收集線路之間的變化小于10%。
5、 如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的自動立體顯示設(shè)備，其中各 個光收集線路(31-33; 71-73)的每一個重疊所述可單獨(dú)尋址顯示元件 (2)的程度在任何兩個光收集線路之間的變化小于5%。
6、 一種自動立體顯示設(shè)備，包括多個可單獨(dú)尋址顯示元件(2)，以行和列的陣列排列；以及光引導(dǎo)裝置(15)，包括多個光引導(dǎo)元件(16);在光引導(dǎo)元件(16)和可單獨(dú)尋址顯示元件(2)的陣列的列方向(6) 之間具有傾角(oc);其中，所述可單獨(dú)尋址顯示元件(2)的形狀基本包括在去除了 一個 或多個切除區(qū)域(2 c)時矩形覆蓋區(qū)所剩余的形狀；所述一個或多個切除區(qū)域(2c)相對于光引導(dǎo)元件(16)的所述傾角 (a)來定位，以便與根據(jù)矩形覆蓋區(qū)而定形的可單獨(dú)尋址顯示元件將 會提供的沿著行方向(4)的亮度變化相比，減少該亮度變化。
7、 一種自動立體顯示設(shè)備，包括多個可單獨(dú)尋址顯示元件(2)，以行和列的陣列排列；以及光引導(dǎo)裝置(15)，包括多個光引導(dǎo)元件(16);在光引導(dǎo)元件(16)和可單獨(dú)尋址顯示元件(2)的陣列的列方向(6) 之間具有傾角(ot);其中，所述可單獨(dú)尋址顯示元件(2)的形狀基本包括在去除了 一個 或多個切除區(qū)域(2 c)時矩形覆蓋區(qū)所剩余的形狀；所述一個或多個切除區(qū)域(2c)的高度基本等于沿所述行方向(4)上 的掩模間隙尺寸(45)除以傾角(a)的正切值，而且所述一個或多個切 除區(qū)域(2c)的寬度基本等于沿所述列方向(6)上的掩模間隙尺寸(46) 乘以傾角(a)的正切值。
8、 如權(quán)利要求1至7中的任一個所述的自動立體顯示設(shè)備，其中 所述可單獨(dú)尋址顯示元件(2)的形狀基本包括在從矩形覆蓋區(qū)的一角 去除單個基本為矩形的切除區(qū)域(2c)時該矩形覆蓋區(qū)所剩余的形狀。
9、 如權(quán)利要求1至7的任一個所述的自動立體顯示設(shè)備，其中所除i個基本為矩形的切除區(qū)域(2c)^該矩形覆蓋區(qū)所剩余的形狀。
10、 如權(quán)利要求1至7的任一個所述的自動立體顯示設(shè)備，其中所述可單獨(dú)尋址顯示元件(2)的形狀基本包括在從矩形覆蓋區(qū)的第一角 去除第 一切除區(qū)域(2d)并從該矩形覆蓋區(qū)的第二角去除第二切除區(qū)域 (2e)時該矩形覆蓋區(qū)所剩余的形狀，其中該第二角與該第一角對角相對。
11、 如權(quán)利要求10所述的自動立體顯示設(shè)備，其中所述第一切除 區(qū)域(2d)和第二切除區(qū)域(2e) —起形成有效矩形切除區(qū)域(2c)。
12、 如權(quán)利要求1至11的任一個所述的自動立體顯示設(shè)備，其中 所述可單獨(dú)尋址顯示元件(2)的形狀和所述可單獨(dú)尋址顯示元件(2)之 間的間距滿足以下準(zhǔn)則每個光收集線路僅僅覆蓋每行上的 一 個可單 獨(dú)尋址顯示元件(2)。
13、 一種在顯示器中使用的單色或彩色濾光器，該濾光器包括以行 和列的陣列排列的多個單獨(dú)濾光器元件；其中所述單獨(dú)濾光器元件的形狀包括在去除了一個或多個切除區(qū) 域時矩形覆蓋區(qū)所剩余的形狀；沿著跨越所述矩形覆蓋區(qū)的對角線方向來定位所述一個或多個切 除區(qū)域。
14、 如權(quán)利要求13所述的濾光器，其中所述單獨(dú)濾光器元件的形 狀基本包括在從矩形覆蓋區(qū)的 一角去除單個基本為矩形的切除區(qū)域時 該矩形覆蓋區(qū)所剩余的形狀。
15、 如權(quán)利要求13所述的濾光器，其中所述單獨(dú)濾光器元件的形 狀基本包括在從矩形覆蓋區(qū)的中心去除單個基本為矩形的切除區(qū)域時 該矩形覆蓋區(qū)所剩余的形狀。
16、 如權(quán)利要求13所述的濾光器，其中所述單獨(dú)濾光器元件的形 狀基本包括在從矩形覆蓋區(qū)的第一角去除第一切除區(qū)域并從該矩形覆 蓋區(qū)的第二角去除第二切除區(qū)域時該矩形覆蓋區(qū)所剩余的形狀，其中 該第二角與該第一角對角相對。
17、 如權(quán)利要求16所述的濾光器，其中所述第一切除區(qū)域和第二 切除區(qū)域一起形成有效矩形切除區(qū)域。
全文摘要
一種自動立體顯示設(shè)備(8)，包括多個可單獨(dú)尋址顯示元件(2)，以行和列的陣列排列；以及光引導(dǎo)裝置(15)，包括與列方向(6)成傾角(α)的多個光引導(dǎo)元件(16)；其中可單獨(dú)尋址顯示元件(2)的形狀基本包括在去除一個或多個切除區(qū)域(2c)時矩形覆蓋區(qū)所剩余的形狀；相對于光引導(dǎo)元件(16)的傾角(α)來定位一個或多個切除區(qū)域(2c)，以便與根據(jù)矩形覆蓋區(qū)而定形的可單獨(dú)尋址顯示元件將會提供的沿著行方向(4)的亮度變化相比，減少該亮度變化。
文檔編號H04N13/00GK101263722SQ200680033881
公開日2008年9月10日 申請日期2006年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月16日
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