[發明專利]定向顯示設備

有效

• 申請號: 201380026064.2
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN104487877A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: J·哈羅德;M·G·魯賓遜;G·J·伍德蓋特;M·H·舒克;A·J·希爾
• 申請（專利權）人: 瑞爾D股份有限公司
• 主分類號: G02B6/10
• 分類號: G02B6/10;G02B27/22;G02F1/1335
• 代理公司: 北京嘉和天工知識產權代理事務所(普通合伙) 11269
• 代理人: 嚴慎

技術領域

本發明整體涉及光調制裝置的照明，并且更具體地講，涉及用于從局部光源提供大面積照明的光導，以便在2D、3D和/或自動立體顯示裝置中使用。

背景技術

空間多路復用自動立體顯示器通常使視差組件諸如透鏡狀屏幕或視差屏障與圖像陣列對準，所述圖像陣列被布置用于空間光調制器例如LCD上的至少第一組像素和第二組像素。視差組件將來自所述組像素中每組的光導向至各自不同的方向以在顯示器前面提供第一觀察窗和第二觀察窗。眼睛置于第一觀察窗中的觀察者用來自第一組像素的光可看到第一圖像；并且眼睛置于第二觀察窗中的觀察者用來自第二組像素的光可看到第二圖像。

與空間光調制器的原始分辨率相比，此類顯示器具有降低的空間分辨率，并且此外，觀察窗的結構由像素孔形狀和視差組件成像功能決定。像素之間的間隙(例如對于電極而言)通常產生不均勻的觀察窗。不期望的是，當觀察者相對于顯示器橫向移動時，此類顯示器呈現圖像閃爍，因此限制了顯示器的觀察自由度。此類閃爍可通過使光學元件散焦而減少；然而，此類散焦會導致增加的圖像串擾水平并增加觀察者的視覺疲勞。此類閃爍可通過調整像素孔的形狀而減少，然而，此類改變可降低顯示器亮度并且可包括對空間光調制器中的電子設備進行尋址。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供包括顯示裝置的定向顯示設備，該顯示裝置可包括透射式空間光調制器。透射式空間光調制器可包括像素陣列，該像素陣列可被布置用于調制從其中通過的光。顯示裝置也可包括波導，該波導具有輸入端和用于沿波導引導光的相對的第一引導表面和第二引導表面。相對的第一引導表面和第二引導表面可從輸入端跨空間光調制器延伸。顯示裝置也可包括在橫向方向上跨波導輸入端的不同輸入位置處的光源陣列。波導可被布置用于將來自跨輸入端的不同輸入位置處的光源的輸入光作為輸出光導向穿過第一引導表面，以供通過空間光調制器在分布在橫向方向中的輸出方向上進入各自的光學窗，所述輸出方向取決于輸入位置。自動立體顯示設備也可包括傳感器系統和控制系統，該傳感器系統可被布置用于檢測觀察者相對于顯示裝置的位置，該控制系統可被布置用于操作光源以基于被檢測到的觀察者的位置將光導向進入包括至少一個光學窗的一個或多個觀察窗中。控制系統可被布置用于基于傳感器系統的輸出來更改一個或多個觀察窗的光學窗的數量。

通過更改用于形成觀察窗的光學窗的數量，定向顯示設備可以在減少顯示器閃爍和控制功率消耗之間實現所需的平衡。

定向顯示設備可為自動立體顯示設備，其中控制系統還被布置用于控制空間光調制器以使用時間多路復用左圖像和右圖像調制光，并且同步被布置用于基于被檢測到的觀察者的位置操作光源以將通過左圖像和右圖像調制的光導向進入左眼觀察窗和右眼觀察窗，所述左眼觀察窗和右眼觀察窗包括在對應于觀察者的左眼和右眼的位置中的至少一個光學窗。在這種情況下，更改用于形成觀察窗的光學窗的數量可以減少顯示器閃爍同時基本上保持減少的圖像串擾。

控制觀察窗中的光學窗的數量可以基于多種方式的傳感器系統的輸出，其一些例子如下。

控制系統可以響應于在橫向方向上被檢測到的觀察者的位置來更改一個或多個觀察窗的光學窗的數量，例如通過響應于被檢測到的觀察者的位置而使光學窗的數量增加，觀察者處于在橫向方向上以預先確定的量遠離顯示裝置的法線移位的位置中。

控制系統可以響應于沿顯示裝置的法線的被檢測到的觀察者的位置來更改一個或多個觀察窗的光學窗的數量，例如通過響應于被檢測到的觀察者的位置而使光學窗的數量增加，觀察者處于沿顯示裝置的法線以預先確定的量遠離標稱窗平面朝顯示裝置移位的位置中。

控制系統可以響應于觀察者在橫向方向上離開顯示裝置的法線的速度或加速度來更改一個或多個觀察窗的光學窗的數量，例如通過響應于觀察者在橫向方向上離開顯示裝置的法線的超過預先確定的量的速度或加速度而使光學窗的數量增加。