3D显示器的制作方法

3d显示器
1.本发明涉及一种可产生合成光场的光场显示器，合成光场可向一个或多个观察者提供物体或场景的立体再现，同时提供环视能力，即，当观察者在显示器周围移动时，体验到的观察角度和视角以类似于自然光场的方式变化，所以看起来好像场景或物体真的在那里。光场显示器通常水平取向，因此观察者可在其周围走动，这完全受益于环视能力，尽管它可定位在许多取向上。
2.光场显示器依赖于方向性像素(有时称为全息像素)的基本原理。方向性像素能够以不同角度发射不同强度和颜色的光线。它通常包括微透镜和非常小子像素的阵列。透镜将单个子像素的光聚焦在对应的发射方向上。光场显示器通常被构造为具有叠加微透镜阵列的非常高分辨率的显示器。
3.传统的光场显示器从每个像素发射多个角度的光，无论观察的眼球是否定位在任何角度的方向上。在实践中，通常发射光线中的仅很小一部分被眼球接收。此类未被观察到的光线毫无价值，但它们导致子像素电路和图像渲染硬件非常复杂。
4.光场显示器可在一种模式下运行，其中单独的系统追踪观察者头部位置并仅渲染朝向观察者眼球发射的视图，即未观察到的视图不渲染或发送到显示器。此类配置被称为自动多视点显示器。这可简化向显示器提供静止或移动图像的图像生成方式，但它不一定降低显示器本身的复杂性，因为它仍然必须提供在眼球可能定位的任何方向上发射所需强度和可能颜色的光线的能力。
5.具有头部追踪功能的自动立体显示器可具有明显较低的复杂性，同时对位于受限观察区域的单个观察者保持高分辨率。这对于一些应用可能很有用，但不包括在诸如社交活动、小组展示和专业人员一起工作的许多情况下使用。
6.光场显示器的高角分辨率，即离散“视图”的数量(来自像素的基本上均匀辐照度的立体角间隔)是可取的，因为它可减少每个视图的视角差异，从而分散观察者的瞳孔从视图移动到相邻视图时的突然变化。此外，当观察者的瞳孔位于视图之间的边界时，它可减少物体的感知模糊，使得来自两个视图的光都进入瞳孔。此外，高角度分辨率增大了可观察到立体效果的距离和/或显示器的视野。
7.一个问题是角分辨率是以极端复杂性为代价的并且复杂性与角分辨率的平方成比例。考虑这样的显示器，它必须能够在5米的距离内观察并且像素应具有90度的视野。假设观察者的最小眼距为55mm，则显示器的角度分辨率必须为2x tan-1((55mm/2)/5000mm度)＝0.63度，以确保每只眼睛可看到不同视图。如果使用完美的光学器件，这将需要水平方向上最少143个视图并且竖直方向上最少143个视图，总计最小理论数量为1432＝20,449个视图，对应于每个像素20.449个子像素。这是针对单色显示器而言，每个像素的每种原色都有一个子像素的彩色显示器将需要该数字的三倍，即每个像素61.347个子像素。对于全hd显示器，这对应于1920x 1080x61.347＝超过1270亿个子像素。相比之下，目前市售的最高分辨率显示器(8k显示器)具有约1亿个子像素，少了一千倍以上。
8.实现极高分辨率的一种方法是平铺多个高分辨率微显示器。由于每个微显示器都需要高带宽连接器，因此在实践中要求以较小的距离放置微显示器，从而导致微显示器之
间具有暗隙。位于微显示器顶部的光学结构，例如中继光学结构，可在一定程度上降低暗隙的可见性，但实际上此类显示器并不是完全无缝的，并且中继光学器件很复杂并使得显示器无法具有薄外形。
9.任选地，可使用红外光来选择子像素，同时一个像素中的所有子像素接收相同的电信号以控制像素颜色值。例如，子像素可能对红外光敏感，使得它们仅在被红外光照射时启用，并且红外光可通过由连接到眼动追踪系统的控制系统控制的光学照明系统聚焦到子像素上。此类配置包括在包含oled层的有机堆叠中的红外上转换层。此类配置可显著降低电路的复杂性，但代价是包括能够将红外光聚焦在每个子像素上的红外照明和聚焦系统，并且光学公差和衍射现象可能限制小子像素的寻址方式，从而限制最终分辨率。
10.上述现有技术的缺点意味着，即使是当今最好的光场显示器和自动多视点显示器，也需要在分辨率、观察距离、视野、色彩再现、观察区域和/或观察者数量方面做出重大妥协，同时仍然表现出分散注意力的伪影，诸如在观察显示器时四处移动时离散视图之间的突然变化和/或观察边界上观察位置的边框模糊。尽管如此，自然深度感知和环视能力对于某些使用情况来说是非常重要的因素，尽管品质受到限制，但实际上在某些应用中存在光场和自动多视点显示器的市场。为了获得更广泛的市场接受度，需要对性能参数进行重大改进。
11.根据本公开的显示器具有在特定角度/方向或狭窄角度范围内显示图像的能力，使得图像例如由观察者的左眼而不是观察者的右眼可见。这样，显示器可在第一时隙或时间窗口以使得图像对观察者的左眼可见的角度显示图像，并且在第二时隙以使得图像对观察者的右眼可见的角度显示图像。两个图像可使得观察者感知三维图像。此类显示器具有自动立体能力，使得观察者不需要使用眼镜。此类显示器也可用于节能，例如仅以朝向观察者的角度照亮房间。此类显示器也可用于向显示器的观察者显示个人信息。
12.为了根据观察者的位置以不同角度发光，将每个图像像素划分为多个子像素，并且子像素的光被像素平面前面的透镜分成不同角度/方向。对于每个图像像素，选择在图像像素内具有意味着从观察者视点看对观察者可见的位置的子像素来发射光。这样，来自一个子像素的光线从子像素追踪到透镜，在该处被折射并继续从透镜到观察者。来自另一个子像素的与第一子像素的位置相比在其图像像素内具有不同位置的光线从子像素追踪到透镜，在该处被折射并继续从透镜到观察者。
13.可将显示器中的像素分组成形成显示器的段的像素组。段中的像素可以基本上相同的角度发光。因此，段中所有像素的子像素选择可能相同。这具有进一步降低复杂性的优点，因为可将单个公共子像素选择信号提供给整个段，而不是提供多个子像素选择信号，每个子像素一个。可选择知道发射光线的光束转向的段的尺寸，使得对于显示器的期望眼动范围内的任何第一点，从该段中基本上所有像素以基本上相同角度发射的光束可被引导以照亮该第一点并且同时不照亮位于离第一点比典型瞳孔间距离更远的第二点。
14.例如，可选择子像素尺寸和折射透镜，使光束具有0.5度的光束转向。段尺寸可以是例如6x6mm。例如，段中的像素数可以是布置在8x8像素网格中的64个像素。每个像素可以有一个红色子像素、一个绿色子像素和一个蓝色子像素。每个颜色的子像素可包括多个方向性子像素，例如布置在水平100和竖直12的网格中的1200个方向性子像素。
15.显示器可由可具有相同尺寸及像素数量和布置的多个此类段组成。段可是例如二
次的或矩形的。
16.没有此类段意味着需要更多数据处理和数据传输。
17.第一段内的所有图像像素以第一角度发光，并且第二段内的所有图像像素以不同于第一角度的第二角度发光。
18.因此，每个段接收用于寻址该段的每个图像像素中的相同子像素的数据信号，而不必渲染具有关于显示器所有图像像素中每个子像素的光强度的信息的图像。
19.这降低了对数据处理和数据传输的要求以及显示器电路中所需的晶体管数量，即，如果非分段显示器中的每个子像素有两个晶体管，则晶体管数量可通过收集段中的每隔一个图像像素来减半。
20.上述目的和优点以及从本发明的描述中可以明显了解的许多其他目的和优点根据本发明的第一方面通过以下获得：
21.一种用于以第一视点向观察者显示图像的显示器，所述显示器包括：
[0022]-构成图像像素的多个像素，每个图像像素包括子像素组并在所述显示器的预期操作期间显示所述图像的样本，
[0023]-包括多个像素电路的电路，每个像素电路被布置为用于驱动每个图像像素的所述子像素组，
[0024]
所述电路包括用于寻址所述子像素组的相应子像素的多个控制电路，
[0025]
每个控制电路具有存储器部件、地址信号输入和选择输入，
[0026]
所述控制电路被布置为使得在由所述选择输入选择了所述控制电路时所述地址信号被输入所述存储器部件中。
[0027]
根据本发明的第二方面，上述目的和优点通过以下获得：
[0028]
一种用于以第一视点向观察者显示图像的显示器，所述显示器包括：
[0029]-构成图像像素的多个像素，每个图像像素包括子像素组并在所述显示器的预期操作期间显示所述图像的样本，
[0030]
每个子像素组具有基本上水平定位的第一数量子像素诸如子像素行和基本上竖直定位的第二数量子像素诸如子像素列，
[0031]-包括多个像素电路的电路，每个像素电路被布置为用于驱动每个图像像素的所述子像素组，
[0032]-用于输出用于寻址每个像素电路的相应子像素的地址信号和亮度值集的控制系统，所述亮度值集包括针对每个像素电路的亮度值，
[0033]
所述电路通过多条电极线连接到所述控制系统，
[0034]
所述多条电极线小于所述第一数量子像素和所述第二数量子像素之和。
[0035]
根据本发明的第三方面，上述目的和优点通过以下获得：
[0036]
一种用于以第一视点向观察者显示图像的显示器，所述显示器包括：
[0037]-构成图像像素的多个像素，每个图像像素包括子像素组并在所述显示器的预期操作期间显示所述图像的样本，
[0038]-包括多个像素电路的电路，每个像素电路被布置为用于驱动每个图像像素的所述多个子像素，
[0039]
所述多个像素电路包括：
[0040]-具有用于驱动包括第一子像素的第一子像素组的第一像素驱动器的第一像素电路，以及
[0041]-具有用于驱动包括第二子像素的第二子像素组的第二像素驱动器的第二像素电路，
[0042]-所述第一子像素通过第一开关连接到用于驱动所述第一子像素的所述第一像素驱动器，使得所述第一子像素输出具有第一亮度的光，并且
[0043]-所述第二子像素通过第二开关连接到用于驱动所述第二子像素的所述第二像素驱动器，使得所述第二子像素输出具有第二亮度的光，
[0044]-所述第一开关具有用于切换所述第一开关的第一输入，并且所述第二开关具有用于切换所述第二开关的第二输入，
[0045]
所述电路包括控制电路，用于通过由所述控制电路在输出处输出的控制信号来切换所述第一开关和所述第二开关，
[0046]
所述输出连接到所述第一输入和所述第二输入。
[0047]
现在将参照附图通过示例在下文更详细地解释本发明。然而，本发明可以不同于下文所描述的形式来体现并且不应被理解为局限于本文所阐述的任何示例。而是提供任何示例，使得本公开将是详尽且完整的，并且将本发明的范围完全传达给本领域的技术人员。在本文中，类似的参考标号指代类似的要素。因此，在对每个图的描述中，将不详细描述类似的要素。
[0048]
图1示出了显示器系统的示意图。
[0049]
显示器1由第一观察者(具有第一只眼2和第二只眼3，即左眼和右眼)观察，并且从第一视点观察显示器。
[0050]
显示器被布置为向观察者显示图像。
[0051]
追踪系统4(诸如眼动追踪系统)可确定第一只眼2的位置。
[0052]
追踪系统还可通过测量或推断作为第一只眼的位置和平均瞳孔间距离的函数的第二只眼的位置来确定第二只眼的位置。
[0053]
一般来讲，追踪系统可追踪显示器前方任意数量的观察者。
[0054]
可将位置输入控制系统5，用于控制显示器显示可由第一观察者在第一视点处观察到的图像，即朝向第一观察者的方向上的输出光。
[0055]
在不同于第一视点的其他视点处，显示器可被布置为看起来是暗的，即，显示的图像仅指向观察者(或仅指向观察者的第一只眼)。
[0056]
第一图像可显示给左眼，并且第二图像可显示给右眼(例如在两个不同时隙中)。当两个图像具有略微偏移的视角时，观察者可感知到3d效果。显示器可在具有至少两个时隙的时间多路复用操作中操作。
[0057]
显示器可以是自动立体的(即多视图自动立体3d显示器)，因此不需要任何头戴式装备。
[0058]
显示器还可向双眼显示相同图像，这可能实现省电，但没有3d效果。因此，显示器也能够显示2d图像。
[0059]
控制器5可被布置为控制图像生成器6，该图像生成器可被布置为将图像(图像数据)输出到显示驱动器电路7，该电路可被布置为用于驱动显示器1以显示图像。
[0060]
在第一时隙，控制器可指示图像生成器6输出用于第一只眼2的第一图像，例如对应于第一只眼2的位置的透视图，并且在第二时隙，控制器可指示图像生成器6输出用于第二只眼3的第二图像，例如对应于第二只眼3的位置的透视图。
[0061]
图像生成器6可包括能够计算3d对象或3d场景的表示的透视图的图像渲染系统。因此，拥有第一只眼2和第二只眼3的观察者能够四处移动并从不同角度观察物体或场景。
[0062]
替代地或另外地，图像生成器6可包括回放系统，该回放系统能够在第一时隙输出立体图像的第一透视图图像并在第二时隙输出立体图像的第二透视图图像。立体图像可以是电影或传输中的图像序列中的图像。
[0063]
可选择时间多路复用操作的频率，使得人类视觉系统基本上无法注意到多路复用，例如多路复用可包括每秒60个或更多个完整占空比，例如每秒72个占空比，因此第一只眼2可感知到第一图像基本上稳定且无闪烁，而第二只眼3可感知到第二图像基本上稳定且无闪烁。因此，拥有第一只眼2和第二只眼3的观察者可感知到基本上无闪烁的立体图像。
[0064]
在多视图自动立体模式下，眼动追踪系统能够检测超过两个眼睛位置，并且控制器5能够指示显示器在方向上发光，使得在一个时隙中超过一只眼睛能够看到显示器上显示的图像。因此，例如属于一组观察者的左眼组可以看到第一图像，并且属于该组观察者的右眼组可以看到第二图像。因此，一组观察者可以同时感知到立体图像。
[0065]
所公开的发明的一个优点是，显示器能够在与显示对应图像同步的不同方向上发射光之间快速切换。因此，它能够具有高多路复用频率，从而允许在一个占空比中有超过两个时隙，同时避免感知到的闪烁。
[0066]
因此，与现有技术系统相反，在自动多视点模式下，多个观察者能够感知到取决于观察者位置的单个透视图。例如，显示器能够以每秒60次的占空比工作，其中每个占空比包括10个时隙，因此能够将单个透视图提供给10只眼睛，因此例如同时向5个观察者提供单个立体透视图像，而现有技术通常仅限于一个立体透视图。
[0067]
这种快速操作和多观察者优势通过有源矩阵显示器配置实现，该配置在有源矩阵显示背板中包括用于子像素切换控制的存储器部件，并且在该部件处用于子像素切换/选择/寻址控制的多路复用数据由背板中的传输线传输并由背板中具有像素颜色值的多路分解的电路同步多路分解，这显著减小了有源矩阵背板中电路所需的带宽，从而实现非常快速响应的显示配置，并且还实现像素相对于像素颜色和发射光方向的更新之间的良好同步，如下所述。
[0068]
图2a示出了从显示器的一个段输出的光的光线追踪，该段被布置为显示9个图像像素，即，由9个像素组成的图像。
[0069]
段具有可小于瞳孔间距离的尺寸，具体地，段的水平宽度可小于典型的瞳孔间距离，否则右眼可会观察到对左眼显示的图像，反之亦然。例如，一个段可以是6x 6mm。
[0070]
显示器具有诸如微透镜阵列8的前光学装置，即，在每个元件前方的透镜被布置为输出构成图像像素中的一个图像像素的光。
[0071]
输出构成图像像素中的一个图像像素的光的元件可以是oled或lcd元件。它可被称为像素，但它由若干可单独寻址的像素(或“子像素”，每个可单独寻址的像素将在下文中引用)组成，即，构成一个图像像素的光将由一个子像素组中的一个子像素输出，该子像素组中可单独寻址的子像素中的一个子像素将被寻址/选择以输出光。
[0072]
因此，显示器的段被布置为具有9个子像素组，每个组具有例如100个子像素。子像素可分布/布局为子像素网格/子像素矩阵。
[0073]
显示器可由多个段组成，每个段具有多个子像素组(每个组构成一个像素)，并且每个组(像素)可具有多个子像素。
[0074]
前光学装置具有至少一个光学元件，该光学元件具有光学功率以及第一焦点和第二焦点，第一焦点基本上位于平面或层上并输出光，第二焦点在前光学装置与位于前光学装置前方并无限远离前光学装置的点之间。它可位于面向观察者的一侧(在光输出层的前方，介于光输出层与观察者之间)。
[0075]
图2b示出了图2的光线追踪图示的特写，即，放大了在第一时隙期间输出构成图像像素中的一个图像像素的光的单个元件。
[0076]
由微透镜阵列8组成的第一前微透镜8a可位于观察者与子像素集/组46之间。
[0077]
子像素集/组46中的第一子像素可输出光，并且来自第一子像素的光可被微透镜8a在第一发光角度/方向上折射，因此第一像素具有基本上朝向观察者的第一只眼2的发光方向。
[0078]
示出了100个子像素，这意味着可朝向100个不同视点输出光，即，取决于观察者从100个视点中的哪个视点进行观察，该特定子像素可被寻址为输出光。
[0079]
图2c示出了图2的光线追踪图示的特写，即，放大了在第二时隙期间输出构成图像像素中的一个图像像素的光的单个元件。
[0080]
子像素集/组46中的第二子像素可被寻址为输出光，并且该光可被第一前微透镜8a折射。
[0081]
由于第二子像素在由输出构成图像像素中的一个图像像素的光的元件定义的区域内具有与第一子像素不同的位置，因此光将在第二发光角度/方向上折射，使得第一“像素”具有基本上朝向第二视点(例如观察者的第二只眼3)的发光方向。
[0082]
图3示出了来自显示器的光输出的光线追踪，该显示器被布置为显示81个图像像素，即，显示为由81个图像元素/图像像素组成的光栅图形/位图图像的图像。
[0083]
所示的显示器有9个段，每个段中有9个子像素组。每个组(或像素)有100个子像素。总共有8100个子像素。显示器可以是点阵显示器。
[0084]
在一个实际具体实施中，显示器可具有更多像素，例如约200万个像素布置在64个像素的段中，但为了图示清楚起见，我们将用81个像素描述此配置。
[0085]
图4a示出了结合图3描述的81像素显示器的前视图/示意图。
[0086]
每个子像素显示为灰色方块，并且从每个子像素组输出光的相应子像素显示为白色方块。
[0087]
每个像素(子像素组)前方的每个透镜显示为黑色圆圈。
[0088]
第一段1中的9个子像素组由带有条纹轮廓的正方形表示，即，第一段是左上角的段。
[0089]
每个子像素组显示为构成矩形区域，并且显示为与相邻子像素组具有一定距离。
[0090]
从段中的子像素组输出光的子像素被布置/定位为在一个组中具有相同的相对位置。
[0091]
子像素组中的多个/数个子像素可被定位为使得将存在多个基本上水平分布的视
点，即，视点的水平分辨率。此类多个子像素可以是子像素行，即，基本上水平布置/定位的子像素。子像素组具有的子像素行可多于子像素列(列是竖直布置/定位的子像素)。
[0092]
子像素组的子像素可布置/定位在2维空间中，即，子像素在子像素组中的位置可用一对坐标(第一坐标x和第二坐标y)来表征。
[0093]
可使用笛卡尔坐标系，即，x坐标指定子像素在子像素组内的水平位置(本图中为1-10)，并且y坐标指定子像素在子像素组内的竖直位置(本图中为1-10)。原点可以是左上角(第1行，第1列)，即，子像素(1,1)是左上子像素，子像素(10,10)是右下子像素(最后一行、最后一列)。
[0094]
对于一个段(即，在段内)，所有光输出子像素(例如，每组一个)在所有子像素组中具有相同的相对位置，即，第一子像素组(左上子像素组)中输出光的子像素可与第一子像素组右侧的子像素组中输出光的子像素具有相同的坐标对。
[0095]
或换句话讲，段内的每个子像素组占据一个区域(子像素组中的子像素在一个区域上具有物理分布)。输出光的子像素在每个区域内可具有基本上相同的位置，即，第一子像素组(左上组)中输出光的子像素在第一子像素组的区域内具有第一位置。在第一子像素组右侧的子像素组(上部左边第二个组)中输出光的子像素在该第二子像素组的区域内具有第二位置。为了从第一位置到达第二位置，执行第一位置的(线性)平移。
[0096]
这样，子像素的寻址比现有技术简单得多，在现有技术中，子像素的寻址方式与在有源矩阵驱动方案中寻址单个像素相同。
[0097]
更简单的寻址意味着晶体管的数量可减少和/或数据线的数量可减少。例如，不需要将单个像素值传输到每个子像素，并且每个段只需确定一个坐标对。
[0098]
多于一个子像素可从子像素组输出光，例如可确定测量/检测到的视点的相关子像素，并且也可对该子像素周围的子像素寻址以输出光。
[0099]
子像素组中可能存在未用于任何内容的子像素。
[0100]
显示器可具有用于传输亮度或灰度值/信号的一组(多条)数据线，每个子像素组接收亮度值(一个或多个子像素将随后以对应于所接收亮度值(即，由电流或电压表示)的亮度输出光)。
[0101]
在图4a的段中，数据线构成布置为列线(b0-0至b2-2)的电极线。
[0102]
显示器可具有用于将亮度值扫描到每个子像素组中的多条扫描线，即，显示器优选地为有源矩阵显示器，使得针对每个子像素组保留/存储所扫描亮度值，因此只要该亮度值被存储，每个子像素就将输出对应于所扫描亮度值的光。
[0103]
在图4a的段中，扫描线构成布置为行线(扫描0至扫描8)的电极线。
[0104]
为了描述清楚起见，显示器被描述为具有用于灰度显示器的此基本有源矩阵配置，然而，本发明的范围应考虑包括本领域中众所周知的修改和添加，诸如rgb颜色掩模以使显示器能够显示彩色图像以及用于增强、校准和补偿亮度随时间的变化及显示器表面例如由于制造公差而导致不同部分的变化的电路和其他装置，包括但不限于预充电线、复位线和查找表。
[0105]
可组成行驱动器(未显示)(有时也称为栅极驱动器)，并且行驱动器可连接到扫描线/行线。
[0106]
行驱动器可通过顺序输出活动行控制信号来扫描显示器，在扫描操作中从扫描线
0开始，到扫描线8结束，每次一条扫描线是活动的。当显示器处于活动状态时，可重复此扫描操作。
[0107]
可组成列驱动器(未显示)(有时也称为源极驱动器)，并且列驱动器可连接到数据线/列线。
[0108]
列驱动器可输出列控制信号，这些信号可以是与行驱动器同步的列线上的模拟亮度值并且在扫描操作期间使用新图像更新显示。
[0109]
显示器中的像素(每个子像素组的像素电路)可包括采样保持电路(存储电路)，并且可在对应的行控制信号处于活动状态时对列控制信号执行采样保持操作。
[0110]
段(像素组)可具有用于传输地址信号的多条地址线，诸如每个段一条、两条或例如15条地址线。子像素组中的(最大)子像素数量可以是扫描线数量与地址线数量的幂，即，1条地址线和9条扫描线意味着(最多)9个子像素可以是子像素组中的地址。2条地址线和4条扫描线意味着可寻址16个子像素。
[0111]
图4a示出了6条地址线(x0、y0、x1、y1、x2和y2)。段1有两条地址线，x0和y0。
[0112]
地址线可传输用于寻址子像素的地址控制信号。例如，x0和y0可传输用于显示段1中的第一段(像素组)的子像素地址控制信号。
[0113]
子像素地址控制信号可定义相对于子像素集46中第一子像素的第一前微透镜8a的位置，从而定义第一像素的第一发光角度。
[0114]
这样做的一个优点是，方向数据(发射角度数据/子像素寻址数据)可作为多路复用数据传输并例如使用与用于像素值控制的有源矩阵电路类似的电路存储在显示器中。
[0115]
可配置显示段1中的其他像素(子像素组)，使得它们具有与第一子像素基本上相同的子像素，因此它们可以基本上相同的发射角度(朝向视点的方向)发射光。因此，显示段1中的几乎所有前微透镜都可以由x0和y0定义的相同发光角度发光。子像素的发光区域可具有》0的面积，即，不是完美的数学点。因此，从微透镜发射的光束可具有》0的光束发散度，即，光束不完美准直。因此，即使显示段1中所有微透镜的发射角相同，从显示段1中的几乎所有前微透镜发出的光也可到达眼球，前提是(使用众所周知的几何代数)计算出光束发散度、段尺寸和眼球距离范围，使得光束发散度不太小、段尺寸不太大并且显示器到眼球的距离也不太小。例如，光束发散度可为约0.5度，段尺寸可为约6x 6mm，并且到眼球的距离可在0.3米至3米之间。因此，眼球可观察到段中的所有微透镜都被照亮，即使微透镜位于不同位置并且都以相同角度发光。
[0116]
换句话讲，地址控制信号x0和y0可控制用于显示段1的公共发光角度，并且列控制信号b0-0至b0-2可控制显示段1中每个像素的亮度水平。显示器中的其他显示段可发出不同角度的光，因此例如显示器可具有从显示器右上角朝向第一只眼2的第一发射角度以及从显示器的左下角朝向第一只眼2的第二发射角度，其中第一角度和第二角度不同。
[0117]
地址电极线可连接到列驱动器的输出。连接到地址电极线的列驱动器的输出可作为二进制信号工作，例如它们可以是模拟输出，因此它们实际上始终处于高电压水平或低电压水平。
[0118]
列驱动器可包括数模转换器，并且可选择数模转换器的对应于连接到地址电极线的输出的数字输入值，使得它实际上始终是高数字值或低数字值。数字值可例如存储在视频帧缓冲区中，该缓冲区还可存储列控制信号的数字像素亮度值。
[0119]
换句话讲，定义显示段的发光角度的子像素地址控制信号可包含在与像素值相同的视频帧缓冲区中。这种配置的一个优点是，可使用现有的标准有源矩阵外部电路(行驱动器、列驱动器、时序控制器、视频帧缓冲区和视频输入接口)向显示器发送方向数据(发射角度数据/子像素寻址数据)。
[0120]
例如，如果段为100x 100个像素并且每个段有2条地址电极线，则可使用标准有源矩阵外部部件，其中100条列线中仅有2条用于子像素地址数据，因此可保持98％的水平分辨率和100％的竖直分辨率，同时支持每个显示段具有100x 100＝10,000个不同发光角度的角分辨率。
[0121]
总之，该操作还可如下描述：当行驱动器扫描了行电极线扫描0至扫描2时，显示段1已完全更新并存储了6个二进制子像素地址寻址控制信号(3个用于x寻址并且3个用于y寻址)和9个像素亮度值。
[0122]
9个像素亮度值经由传统像素驱动器控制相应像素中被照亮的子像素的亮度，而6个二进制子像素地址控制信号值例如经由开关晶体管控制哪些子像素被照亮(输出光)。
[0123]
6个二进制子像素寻址控制信号值可分成控制哪些子像素列位置处于活动状态的3个x位置值和控制哪些子像素位置行处于活动状态的3个y位置值。列位置和行位置都处于活动状态的位置中的子像素将被照亮。
[0124]
在更新显示段1的更新间隔中，即，在任何行电极线扫描0至扫描2处于活动状态的间隔中，显示段1可保持已更新和未更新的子像素地址控制信号值的不期望的组合。因此，在更新间隔中，显示段1可能在不期望的方向上发光。可以假设更新间隔相对于显示器上显示的帧的持续时间较短，并且在不期望的方向上发射的光到达观察者眼睛的风险非常小。因此，可以假设更新间隔被视为太短而无法被眼睛注意到的暗间隔。例如，如果段高6mm并且活动显示表面高800mm，则段高度是显示高度的0.75％并且段更新时间将是显示更新时间的基本上0.75％。此外，在更新过程中，段将在不同方向上发光，因此在视频帧不太可能发生的最坏情况下，即，来自段的光被另一只眼球而不是期望的眼球接收，这将仅在非常短的间隔内，显著短于更新周期的1％，因此在视频帧期间将最大程度地产生显著低于段中像素值1％的不期望的串扰。换句话讲，可以决定在更新间隔期间不对潜在的不需要的发射方向执行任何操作并接受较小不良明显影响的较小风险。
[0125]
任选地，可包括能够在更新间隔期间关闭子像素的附加电路。附加电路可例如在扫描0从非活动状态变为活动状态时关闭所有像素驱动器电路的公共电压供应，并且在扫描2从活动状态变为非活动状态时再次开启公共电压供应。此类电路设计可使用熟知的电路设计技术来完成并且可例如包括sr触发器。
[0126]
显示段1中的像素可以类似于存储列控制信号的方式存储地址控制信号，例如通过由行控制信号控制的采样保持操作。替代地，可包括电子领域已知的其他存储装置，例如数据锁存器或其他触发器电路。任选地，为了通过行控制信号来控制存储功能，可包括电子领域已知的其他装置，例如可包括时钟信号并且地址控制信号可以是串行数据。
[0127]
可计算和选择显示段1中子像素的尺寸，使得来自前微透镜的光以具有发散形状的光束发射，例如光锥，其中光锥可具有发散性，使得第一只眼2实际上位于所有光锥的内部并且第二只眼3实际上位于所有光锥的外部，因此，第一只眼2可能看到从显示段1中的基本上所有前微透镜发出的光并且第二只眼3可能看不到从显示段1中的基本上任何前微透
镜发出的光。子像素尺寸的此类计算和选择在自动立体显示领域是众所周知的，并且可将显示段1的尺寸、第一眼2与第二眼3之间的瞳孔间距离以及从显示段1到观察者的距离作为输入。
[0128]
此外，子像素簇可一起被照亮，实际上形成更大的子像素，从而导致发射光锥的更大发散，这可适应观察者靠近显示段1。同样，此类簇的尺寸计算在自动立体显示领域是众所周知的。电极线可传输地址数据以寻址多于一个子像素，使得例如可寻址子像素的此类簇。
[0129]
图4b示出了具有比图4a所示显示器更少像素以及更少子像素的显示器的前视图/示意图。
[0130]
具体地，如图4b所示的显示器有9个段，并且每个段有四个像素，每个像素有四个子像素。
[0131]
每个子像素显示为灰色方块，并且从每个子像素组输出光的相应子像素显示为白色方块。
[0132]
每个像素(子像素组)前方的每个透镜显示为黑色圆圈。
[0133]
第一段1中的4个子像素组由带有条纹轮廓的正方形表示，即，第一段是左上角的段。
[0134]
从段中的子像素组输出光的子像素被布置/定位为在一个组中具有相同的相对位置。
[0135]
在图4b的段中，数据线构成布置为列线(b0-0至b2-1)的电极线。
[0136]
在图4b的段中，扫描线构成布置为行线(扫描0至扫描5)的电极线。
[0137]
图4b示出了6条地址线(x0、y0、x1、y1、x2和y2)。
[0138]
图5a至图5g示出了用于显示图像的电路。
[0139]
发光的部件可以是oled。
[0140]
该电路有4个像素或9个像素，并且每个像素可能有多个“子像素”。附图显示每个像素的4个或9个子像素。图5a至图5g中电路背后的概念是电路构成一个段，该段中布置有一个地址控制电路以用于寻址所有像素中的子像素，从而用于控制发射光的方向。电路中的不同部件可用于该寻址。
[0141]
电路可用薄膜技术实施。
[0142]
图5a示出电路用于显示由9个图像像素组成的图像。9个图像像素布置在3x 3矩阵中。
[0143]
电路驱动81个可寻址像素。对于本公开而言，每个可寻址像素被称为子像素。子像素以9为组布置，即9个组，每个组9个子像素。
[0144]
每个图像像素由子像素组中的9个子像素中的一个子像素显示，即，对于要显示的每个图像像素，对9个子像素中的一个子像素进行寻址以输出光，使得总共81个子像素中的9个子像素输出光。
[0145]
要寻址的子像素取决于观察者的视点，即，观察者从哪里查看显示器。
[0146]
追踪系统检测观察者的位置，使得从该视点可见的子像素被寻址以输出光。存在9个子像素，因此将有9个视点。从该视点以外的其他地方观察显示器时，显示器将看起来是暗的。
[0147]
电路被布置为使得每个子像素组有一个像素电路。像素电路被布置为向子像素注入电流，使其输出光。每个像素电路可包括用于输出电流的像素驱动器31。
[0148]
子像素组中的每个子像素通过第一部件和第二部件连接到像素驱动器，但用于控制到子像素的信号的部件可以其他方式布置，如图5a至图5g中的一些其他方式所示。
[0149]
图5a总共示出了像素电路中用于将像素驱动器信号寻址/切换到子像素的12个部件。每个部件具有由像素驱动器输出或从其衍生(例如放大)的信号构成的第一输入，以及用于寻址/控制部件的第二输入。输出由像素驱动器输出或从其衍生的信号构成。在下文中，部件被提及为开关或晶体管，但它也可作为布置为逻辑电路/门的晶体管组植入。
[0150]
一般来讲，当不考虑构成像素驱动器的部件时，像素电路可具有比部件更多的子像素。
[0151]
在图5a中，有9个子像素和12个部件。一般来讲，部件数不能大于r*(1+c)或c*(1+r)的乘积，其中r是行数并且c是列数。替代地，如果只有一行，则部件数不超过列数。
[0152]
电路还包括多个地址控制电路。总共有6个地址控制电路(42a、42b、42c、43a、43b、43c)。6个地址控制电路为每个像素电路中的12个开关输出6个控制信号，即，相同的6个控制信号被传输到每个像素电路。这减少了电路中的晶体管数量，并且减少了将控制信号传输到子像素所需的数据线数量，即，如果每个子像素都有自己的数据线，则需要81条数据线。
[0153]
图5a中的电路有8条数据线，被布置为三条扫描线(scan_0，scan_1，scan_2)、三条亮度数据线(b_0，b_1，b2)和两条地址数据线(x，y)。
[0154]
这样，当扫描线scan_0较高时，由亮度值线b_0、b_1和b_2传输的亮度值可被读入连接到scan_0及b_0、b_1和b_2的三个像素驱动器中。此外，通过地址数据线x和y传输的控制信号可被读入连接到scan_0及x和y的两个地址控制电路中。
[0155]
具体地，当行控制信号扫描0处于活动状态并且同样保持活动状态一帧的持续时间(记忆)时，第一地址控制电路42a(子像素地址数据采样保持电路)对地址电极线上y0上的高输出或低输出进行采样。
[0156]
第一子像素46a通过第一开关47a连接到像素驱动器31。开关/部件是图5a所示电路的一部分。
[0157]
第一开关具有用于切换第一开关的第一输入。第一输入连接到第二地址控制电路43a。图5a中的条纹线示出了信号路径。
[0158]
第二子像素46b通过第二开关47b(或晶体管或逻辑电路)连接到第二像素驱动器31b。第二开关具有用于切换第二开关的第二输入。第二输入连接到第二地址控制电路43a。虚线表示信号路径，在结49处，来自第一地址控制电路的线分成三部分。
[0159]
第一列中的所有子像素通过开关连接到第一像素驱动器，并且所有这些开关将其开关输入连接到第一地址控制电路42a，一般来讲，段的每个子像素组中第一列中的所有子像素通过开关连接到相应的像素驱动器，并且所有这些开关将其开关输入连接到第一地址控制电路，即，27个开关连接到第一地址控制电路的输出，第一地址控制信号用于选择子像素列(对于每个“图像”像素)。
[0160]
第一地址控制电路42a用于选择子像素行，即，子像素组的第一行中的所有子像素通过第三开关48连接到像素驱动器31。
[0161]
以多于1个维度布置/定位子像素的子像素组通过两个开关将其所有子像素连接到像素驱动器。
[0162]
从图中可以看出，其他像素中对应位置中的子像素通过开关类似地连接到子像素地址采样保持电路42a并且子像素地址采样保持电路43a连接到其相应的像素驱动器，因此不同像素中相同位置中的子像素将发光，并且发射光的亮度将由像素驱动器中对应于每个像素的存储像素值来控制。其他位置中的子像素类似地连接到其他子像素地址采样保持电路和相应的像素驱动器。
[0163]
换句话讲，记录到子像素地址采样保持电路中的存储值控制哪个子像素位置发光，从而控制从段发射光的角度，并且像素驱动器中的存储值控制每个像素发射光的亮度。
[0164]
因此，当子像素地址数据采样保持电路42a的输出和子像素寻址数据采样保持电路43a的输出都为高时，开关晶体管48和开关晶体管47a都导通，并且电流可从像素驱动器31流过有机发光二极管。
[0165]
现在来看第一个像素中的第一子像素集/组46，我们可以看到它布置为列和行，也可被称为x位置和y位置，并且存储在采样保持电路/寄存器43a、43b和43c中的地址控制信号控制哪些x位置具有活动信号，并且存储在采样保持寄存器42a、42b和42c中的该地址控制信号控制哪些y位置具有活动信号，并且仅位于活动x位置和活动y位置的子像素被照亮。
[0166]
我们可以对x位调用存储在43a、43b和43c中的值，并且对y位调用存储在42a、42b和42c中的值，其中高电压被认为是“1”值而低电压被认为是“0”值。因此，例如，如果x位是0、1、0并且y位是0、1、0，则每个像素中仅中间子像素将“开启”，即发光。亮度将取决于单个像素驱动器。同样，如果x位是1、0、0并且y位是1、0、0，则左上子像素将开启。
[0167]
我们还可以看到，可以开启多于一个子像素位置，例如子像素簇。例如，如果x位是1、1、0并且y位是1、1、0，则包括四个左上子像素的簇将在四个像素(左上、中上、左中和中中)中开启。从图中可以看出，如果多于一个子像素开启，则像素驱动器中的电流流过多于一个有机发光二极管。
[0168]
换句话讲，一组9个子像素被布置在二维坐标系中，即，一个子像素可被两个控制信号(一对地址坐标)寻址。因此，第一控制信号用于第一维度中的子像素地址，并且第二控制信号用于第二维度中的子像素地址。
[0169]
6个地址电路被布置为使得其中3个地址电路用于第一维度中的子像素地址并且另外3个地址电路用于第二维度中的子像素地址。
[0170]
像素电路的12个开关成组布置。其中三个开关用于第一维中的子像素地址。这三个开关分别连接到第一维的三个地址电路。剩下9个开关用于第二维中的子像素地址。
[0171]
这9个开关成组布置，每组三个开关，即：
[0172]-第一组三个开关连接到scan0/y0地址控制电路42a，用于在第二维中寻址，
[0173]-第二组三个开关连接到scan1/y0地址控制电路，
[0174]-第三组三个开关连接到scan2/y0地址控制电路。
[0175]
每个像素电路都是这种情况，将在下文中举例说明：
[0176]
电路具有包括通过第一对开关(第一x开关和第一y开关)连接到第一像素驱动器的第一子像素的第一像素电路，以及包括通过第二对开关(第二x开关和第二y开关)连接到第二像素驱动器的第二子像素的第二像素电路。
[0177]
第一像素电路用于输出第一图像像素的光，并且第二像素电路用于输出第二图像像素的光。
[0178]
第一子像素在第一像素电路中的子像素组中的地址与第二子像素在第二像素电路中的子像素组中的地址相同。并且该第一子像素通过与第二子像素可用来寻址的相同地址坐标对进行寻址，即，第一x开关(诸如第一像素电路中左上子像素之前的开关/晶体管，第一像素电路是左上像素电路，像素电路中有9个x开关)连接到地址电路组的用于第一维度的scan0/x0地址控制电路。
[0179]
第二x开关(第二个像素电路中的左上开关，第二像素电路位于第一像素电路的正下方)连接到该相同的地址控制电路。因此，第一x开关和第二x开关并联连接到相同地址电路(它是连接到地址控制电路的控制输入/端子)。对于晶体管，控制输入/端子通常表示为栅极或基极，具体取决于晶体管技术。
[0180]
类似地，第一y开关连接到地址电路组的用于第二维度的第一地址电路，并且第二y开关连接到相同地址电路。因此，第一y开关和第二y开关并联连接到相同地址电路(它是连接到地址控制电路的控制输入/端子)。
[0181]
开关可作为晶体管实施。两个晶体管也可用于形成开关。
[0182]
上述电路的布置是经过优化的实施方案，以最小化例如子像素组内的晶体管数量。然而，可使用更多的晶体管，例如每个子像素可使用两个晶体管，对于一组9个子像素，总共有18个晶体管(不包括在子像素组的驱动器电路中使用的晶体管)。
[0183]
每个子像素组都有驱动器电路，以确保无论哪个子像素被寻址/开启以输出光，都以由该子像素的驱动器电路控制的亮度输出光。无论哪个子像素输出光，它的亮度将与另一个已被寻址的子像素相同，子像素的目的是控制图像显示在朝向预期视点的方向上。
[0184]
像素驱动器31可包括采样保持电路和由采样保持电路的输出值控制的电流源。
[0185]
当行控制信号扫描0处于活动状态并且只要显示视频帧就基本上保持活动状态时，像素驱动器31对模拟列控制信号b0-0进行采样。
[0186]
电流强度由像素驱动器31控制。因此，第一子像素将发出由存储在像素驱动器31中的亮度值控制的亮度的光。
[0187]
子像素可以是薄膜中制造的有机发光二极管并且位于近距离位置，因此具有非常类似的特性，使得电流基本上在“开启”的子像素之间平均分配。在一种配置中，存储在像素驱动器中的像素值可补偿开启的子像素数量，因此例如四个子像素开启，计算出的电流比只有一个子像素开启并具有相同预期亮度的像素的电流强四倍。
[0188]
在另一种配置中，显示段1中开启的子像素数量可保持在恒定数量。
[0189]
如上所述，子像素簇的尺寸可基于距观察者的距离等因素来计算，使得观察者的第一只眼2看到来自段中所有像素的光，并且使得观察者的第二只眼3看不到来自段中任何像素的光。
[0190]
为了保持子像素数量不变，可根据簇所需的子像素数量来开启或关闭“无所谓”位置中的子像素。“无所谓”位置可被计算为子像素位置，该位置对应于不朝向任何观察者任何眼睛的发光方向。
[0191]
图5a中的开关晶体管显示为通用fet晶体管。在实践中，它们可以是薄膜晶体管，并且晶体管特性和结构(诸如n型或p型)以及包括电压水平的其他特性在实践中可被设计
为使得晶体管作为双向开关工作。此类薄膜电路设计在有源矩阵显示器、薄膜采样保持电路以及例如薄膜阵列上栅极驱动器电路等领域中是众所周知的。
[0192]
电路是可扩展的，因为一个段可用于数量多得多的图像像素，并且对于每个图像像素，可能具有数量多得多的子像素。
[0193]
图5b示出了高水平电路。
[0194]
该电路用于显示由4个图像像素组成的图像。4个图像像素布置在2x 2矩阵中。
[0195]
图5b中的电路的原理与图5a中的电路相同，但将离散的部件放置在逻辑门或块中。像素驱动器显示为框31，并且逻辑门50(可以是“与”门)和开关52控制将要驱动子像素的信号。
[0196]
每个逻辑门的输出接通和断开相关联的开关。当开关接通时，来自像素驱动器的信号驱动相关联的子像素。
[0197]
每个逻辑门具有两个输入，分别是来自第一地址控制电路42a的输出和来自第二地址控制电路43a的输出。
[0198]
当逻辑门的两个输入均为高时，开关52接通。
[0199]
至于图5a中的电路，有用于控制/寻址“行”的地址控制电路和用于控制/寻址列的地址控制电路。由于具有2x 2个子像素，因此具有2行和2列子像素。一个地址控制电路控制/寻址多于一个像素，即，在一段图像像素中，由单个地址电路控制的每个图像像素都有一个子像素。
[0200]
图5c示出了中水平电路。
[0201]
该电路用于显示由4个图像像素组成的图像。4个图像像素布置在2x 2矩阵中。
[0202]
图5c中的电路的原理与图5a和图5b中的电路相同，但驱动器显示为块并且控件显示为开关。像素驱动器显示为块31。
[0203]
每个子像素有一个相关联的开关，即，第一开关54位于第一子像素46a处/之前。这些开关中的每一个可被称为列开关，因为每个子像素的每个开关的控制输入连接到用于控制列寻址(即，在x方向或水平方向上的寻址(当显示器布置在其预期位置时))的地址控制电路的输出。
[0204]
第二组开关可被称为行开关，用于控制列开关，即，列开关的控制输入连接到地址控制电路的输出，用于控制行(行开关)的寻址。当行开关接通时，像素驱动器信号从所寻址的行开关输出并进入列开关。
[0205]
图5d对应于图5a，但仅用于显示由4个图像像素组成的图像，每个像素中有四个子像素。
[0206]
图5e示出了向每个地址控制电路添加放大器60，即，地址控制电路的输出被放大。
[0207]
放大器显示为两个晶体管，即，推挽放大器。
[0208]
每个地址控制电路(输出)看到一个电容性负载和一个电阻性负载，因为针对每个地址控制电路的输出可被导向/路由到多个开关。放大器可为此提供补偿，即，由于地址控制电路的输出必须经过许多导线，负载可能非常高，以至于没有放大器的地址控制电路可能无法驱动开关。
[0209]
图5f还示出了每个地址控制电路添加了一个放大器。
[0210]
在图5f中，放大器返回路径通过诸如oled的二极管62进入信号接地。
[0211]
图5g示出了一个电路。
[0212]
该电路用于显示由9个图像像素组成的图像。9个图像像素布置在3x 3矩阵中。
[0213]
该电路对应于结合上图描述的电路类型，并且图5g示出添加了虚拟或空像素(诸如第一虚拟像素55)，这些像素被布置为为了控制通过电路的光发射或电流的稳定性或平衡。
[0214]
例如，可能希望每个像素打开多于一个子像素/发光，但观察者只能看到一个子像素。
[0215]
因此，虚拟子像素可进行布置并具有使得虚拟子像素发出从由子像素网格内的子像素定义的任何位置不可见的光的位置。
[0216]
在图5g中，示出多个虚拟子像素(具体为每个像素有三个虚拟子像素)，以及多个虚拟地址控制电路(具体地为三个虚拟地址控制电路)。
[0217]
一般来讲，电路可具有多个子像素，并且可被寻址为在朝向观察者的方向上发光的子像素构成小于子像素总数的数量。
[0218]
每个像素电路的像素驱动器还驱动虚拟子像素，即，每个虚拟子像素可通过诸如第一部件58的部件连接到像素驱动器，用于将像素驱动器信号寻址/切换到虚拟子像素，其方式与子像素的寻址/切换方式相同。部件可以是开关或晶体管或一般的逻辑电路。
[0219]
部件/逻辑电路可从虚拟地址控制电路诸如第一虚拟地址控制电路56接收控制输入。虚拟地址控制电路用于对虚拟子像素寻址，使得在对虚拟子像素寻址时，其发光。
[0220]
图5g示了三个虚拟地址控制电路。
[0221]
可开启的子像素数量可能取决于观察者观察显示器的距离。
[0222]
如果观察者靠近显示器，则可能需要开启像素中的多于一个子像素，使得在观察者移动时，观察者仍将看到相同的图像。
[0223]
如果观察者离显示器很远，则只开启一个子像素可能就足够了，因为即使观察者移动，其也不太可能移动得如此之快，以至于显示器无法更新到观察者的新位置。
[0224]
对于靠近显示器的位置，如果只有一个子像素开启，则可能是显示器更新速度不够快，使得观察者移出图像，即，移动到没有图像指向的位置。
[0225]
由于开启和关闭的子像素(负载)数量如此不同，虚拟子像素可能随着时间推移而提供更均匀的负载，使得对于每个图像帧可开启相同数量的子像素。
[0226]
图6a示出了用于显示段1的电路配置的另一个示例。
[0227]
在此示例中，显示段1有16个像素，每个像素有4个子像素，布置在2x 2网格中，并且只有一条地址电极线xy0。该电路的操作与图5a中的电路类似，但这里的采样保持电路42a和42b用于子像素的x位置寻址，并且采样保持电路42c和42d用于子像素的y位置寻址，并且所有采样保持电路42a至42d连接到唯一的一条地址电极线xy0。
[0228]
图6b示出了用于显示段1的电路配置的另一个示例。
[0229]
在此示例中，显示段1有16个像素，4个子像素各自布置在一行中。采样保持电路42a至42d全部用于x位置寻址。在此配置，子像素可以是细长的和/或前微透镜阵列8可包括圆柱透镜。
[0230]
图7示出了一个电路。
[0231]
该电路用于显示由4个图像像素组成的图像以显示彩色图像。
[0232]
一般来讲，有两种用于显示颜色的技术。
[0233]
一种方法是提供彼此相邻的一个红色图像像素、一个绿色图像像素和一个蓝色图像像素。这示于图7中。
[0234]
另一种方法是在像素与观察者之间放置颜色掩模，使得第一图像像素具有使其发出红光的红色滤色片，第二图像像素具有使其发出绿光的绿色滤色片，第三图像像素具有使其发出蓝光的蓝色滤色片。第一图像像素、第二图像像素和第三图像像素彼此相邻。
[0235]
图8示出了包括81个像素的显示器的配置示例，这些像素布置在9个显示段中，每个段9个像素，其中子像素是细长的。
[0236]
在此配置中，子像素被布置为使相邻像素的子像素的距离与同一像素中的子像素之间的距离相同。
[0237]
优点是微透镜8a可具有更长的焦距，并且可透射和折射来自相邻像素中的子像素的发射光，因此提供大角度，而不需要可能难以高品质地制造的非常短焦距。
[0238]
图9a示出了彩色显示器的滤色片/掩模。
[0239]
颜色掩模是三种颜色的图案，并且具有用于传输蓝光的第一行蓝色滤色片、用于传输绿光的第二行(第一行下方)绿色滤色片以及用于传输蓝光的第三行(第二行下方)。
[0240]
前三行覆盖图像像素的第一条线。
[0241]
前三行中的图案沿颜色掩模向下重复。竖直方向上的图案/颜色序列可能不同，例如蓝色之后是绿色，然后是红色。
[0242]
因此，颜色掩模的(三种)不同颜色竖直排序，即，在竖直方向上的连续顺序。
[0243]
当显示器关闭时，相应滤色片可能不一定具有颜色，但当在显示器打开时观察显示器时，来自相应滤色片的光意味着相应滤色片可能被视为具有颜色。
[0244]
显示器可以是如上所述的方向性显示器，即，具有可寻址子像素的显示器，用于将光引导至观察者，具体地是朝向观察者的左眼和右眼，使得观察者感知到3d图像(如果要感知到3d图像，两只眼睛可能看不到相同的图像，左眼将看到针对左眼的图像并且右眼将看到针对右眼的图像)。
[0245]
显示器使用发射白光的光发射器。每个光发射器可以是led诸如oled或用于调制背光的lcd。
[0246]
可将每个像素分成三部分以生成颜色，即，第一子像素组(在像素内)可针对第一颜色，第二子像素组(在像素内)可针对第二颜色，并且第三子像素组(在像素内)可针对第三颜色。
[0247]
颜色可通过颜色掩模生成。
[0248]
颜色掩模被放置在显示器像素的前方，布置在像素与观察者之间。
[0249]
像素的第一部分前方可以是第一滤色片，用于传输入射光谱的第一颜色(诸如红色)并滤除(反射或吸收)入射光谱的其他部分。
[0250]
像素的第二部分的前方可以是第二滤色片，用于传输入射光谱的第二颜色(诸如绿色)。
[0251]
像素的第三部分的前方可以是第三滤色片，用于传输入射光谱的第三颜色(诸如蓝色)。
[0252]
图9b是单个像素的放大。
[0253]
第一滤色片布置在像素的上部部分/覆盖像素的上部部分(以红色表示)。布置在第一滤色片后方的子像素组构成第一“rgb子像素”。
[0254]
第二滤色片布置在像素的中部部分/覆盖像素的中部部分。第三滤色片布置在像素的底部部分/覆盖像素的底部部分。布置在第二滤色片后方的子像素组构成第二“rgb子像素”。
[0255]
第二滤色片介于第一滤色片与第三滤色片之间。布置在第三滤色片后方的子像素组构成第三“rgb子像素”。
[0256]
对于每个rgb子像素，都出现单个子像素(显示为比其他子像素更亮)。
[0257]
每个rgb子像素具有水平伸长率，即，水平方向上的子像素数量多于竖直方向的子像素数量，以便具有更高的水平分辨率，观察者的眼睛在正常观看情况下水平布置。
[0258]
每个滤色片具有宽度在水平方向上并且高度在竖直方向上的细长形状。宽度大于高度，例如宽度大于高度25％，诸如40％、50％、75％或100％。
[0259]
图9c示出了三个图像像素的透视图。
[0260]
三个图像像素中的每个图像像素有三个rgb子像素，每个rgb子像素前方都有滤色片。
[0261]
每个rgb子像素的前方布置有光学装置，显示为细长光学透镜。光学透镜在水平方向上是细长的，即，宽度(水平测量)大于高度(针对显示器的预期操作位置竖直测量，即，悬置在墙上或立于支架上)。
[0262]
因此，rgb子像素前方的光学装置形状沿循rgb子像素前方的滤色片的形状。
[0263]
接下来是一组要点，这些要点构成本发明的可被认为可独立获得专利的各方面，因此以下要点构成未来可能的权利要求集的基础：
[0264]
1.一种用于以第一视点向观察者显示图像的显示器，所述显示器包括：
[0265]-构成图像像素的多个像素，每个图像像素包括子像素组并在所述显示器的预期操作期间显示所述图像的样本，
[0266]
所述多个像素布置在平面中，
[0267]-包括多个像素电路的电路，每个像素电路被布置为用于驱动每个图像像素的所述子像素组，
[0268]-前光学装置，所述前光学装置具有至少一个光学元件，所述光学元件具有光学功率以及第一焦点和第二焦点，所述第一焦点基本上位于所述平面处，所述第二焦点在所述前光学装置与位于所述前光学装置前方并无限远离所述前光学装置的点之间。
[0269]
2.一种用于以第一视点向观察者显示图像的显示器，所述显示器包括：
[0270]-构成图像像素的多个像素，每个图像像素包括子像素组并在所述显示器的预期操作期间显示所述图像的样本，
[0271]-包括多个像素电路的电路，每个像素电路被布置为用于驱动每个图像像素的所述多个子像素，
[0272]
所述多个像素电路包括：
[0273]-具有用于驱动包括第一子像素的第一子像素组的第一像素驱动器的第一像素电路，以及
[0274]-具有用于驱动包括第二子像素的第二子像素组的第二像素驱动器的第二像素电
路，
[0275]-所述第一子像素通过第一开关连接到用于驱动所述第一子像素的所述第一像素驱动器，使得所述第一子像素输出具有第一亮度的光，并且
[0276]-所述第二子像素通过第二开关连接到用于驱动所述第二子像素的所述第二像素驱动器，使得所述第二子像素输出具有第二亮度的光，
[0277]-所述第一开关具有用于切换所述第一开关的第一输入，并且所述第二开关具有用于切换所述第二开关的第二输入，
[0278]
所述电路包括控制电路，用于通过由所述控制电路在输出处输出的控制信号来切换所述第一开关和所述第二开关，所述输出连接到所述第一输入和所述第二输入。
[0279]
3.一种用于以第一视点向观察者显示图像的显示器，所述显示器包括：
[0280]-构成图像像素的多个像素，每个图像像素包括子像素组并在所述显示器的预期操作期间显示所述图像的样本，
[0281]
每个子像素组具有基本上水平定位的第一数量子像素诸如子像素行和基本上竖直定位的第二数量子像素诸如子像素列，
[0282]-包括多个像素电路的电路，每个像素电路被布置为用于驱动每个图像像素的所述子像素组，
[0283]-用于输出用于寻址每个像素电路的相应子像素的地址信号和亮度值集的控制系统，所述亮度值集包括针对每个像素电路的亮度值，
[0284]
所述电路通过多条电极线连接到所述控制系统，
[0285]
所述多条电极线小于所述第一数量子像素和所述第二数量子像素之和。
[0286]
4.一种用于以第一视点向观察者显示图像的显示器，所述显示器包括：
[0287]-构成图像像素的多个像素，每个图像像素包括子像素组并在所述显示器的预期操作期间显示所述图像的样本，
[0288]-包括多个像素电路的电路，每个像素电路被布置为用于驱动每个图像像素的所述子像素组，
[0289]
所述电路包括用于寻址所述子像素组的相应子像素的多个控制电路，
[0290]
每个控制电路具有存储器部件、地址信号输入和选择输入，
[0291]
所述控制电路被布置为使得在由所述选择输入选择了所述控制电路时所述地址信号被输入所述存储器部件中。
[0292]
5.根据前述要点中任一项所述的显示器，每个子像素组具有基本上水平定位的第一数量子像素诸如子像素行和基本上竖直定位的第二数量子像素诸如子像素列。
[0293]
6.根据前述要点中任一项所述的显示器，控制电路的数量等于所述第一数量子像素和所述第二数量子像素之和。
[0294]
7.一种用于显示彩色图像的显示器，所述显示器包括：
[0295]-构成图像像素的多个像素，每个图像像素包括第一rgb子像素、第二rgb子像素和第三rgb子像素，
[0296]-布置在所述多个图像像素前方的颜色掩模，
[0297]
所述颜色掩模构成彩色滤色片的图案，包括布置在所述第一rgb子像素前方的第一滤色片，
[0298]
布置在所述第二rgb子像素前方的第二滤色片，
[0299]
布置在所述第三rgb子像素前方的第三滤色片，
[0300]
所述第一滤色片被布置用于传输入射光谱的第一颜色，
[0301]
所述第二滤色片被布置用于传输入射光谱的第二颜色，
[0302]
所述第三滤色片被布置用于传输入射光谱的第三颜色，
[0303]
所述颜色掩模的每个滤色片具有宽度在水平方向上并且高度在竖直方向上的细长形状，所述宽度大于所述高度，用于相比于竖直面上的衍射减少水平面中的衍射。
[0304]
8.根据前述要点中任一项所述的显示器，每个图像像素包括构成所述第一rgb子像素的第一子像素组、构成所述第二rgb子像素的第二子像素组以及构成所述第三rgb子像素的第三子像素组。
[0305]
9.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述宽度大于所述高度，使得所述显示器具有的针对相应颜色的子像素的竖直分辨率比针对所述相应颜色的子像素的水平分辨率高。
[0306]
10.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述多个图像像素包括第一图像像素，所述第一图像像素包括包含第一子像素的第一子像素组。
[0307]
11.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第一子像素组包括第二子像素。
[0308]
12.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第一子像素定义相对于所述观察者视点的第一方向或第一角度，
[0309]
所述第二子像素定义相对于所述观察者视点的第二方向或第二角度，
[0310]
所述第一角度或方向与所述第二角度或方向相比，大于0％且小于10％，诸如相差5％。
[0311]
13.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述多个图像像素包括第二图像像素，所述第二图像像素包括包含第三子像素的第二子像素组。
[0312]
14.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第一子像素和所述第三子像素优选地被公共或相同的地址控制信号寻址，使得从所述第一子像素和所述第二子像素发射或传播的光从所述观察者视点可见。
[0313]
15.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第三子像素定义相对于所述观察者视点的第三方向或第二角度。
[0314]
16.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第一角度或方向与所述第三角度或方向基本上相同或者与所述第三角度或方向相差小于10％，诸如相差5％。
[0315]
17.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述显示器包括控制系统，所述控制系统用于控制从所述多个像素发射或传播的光的光强度和角度或方向，使得从所述多个像素发射或传播的光从所述观察者视点可见。
[0316]
18.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述显示器为有源矩阵显示器。
[0317]
19.根据前述要点中任一项所述的显示器，每个子像素构成用于输出光的光输出元件。
[0318]
20.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述电路包括连接到所述第一输入的第一线，以及连接到所述第二输入的第二线。
[0319]
21.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第一线和所述第二线构成所述电
路的节点。
[0320]
22.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述电路包括结，所述第一线在所述结处连接到所述第二线。
[0321]
23.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述电极线包括：
[0322]
用于传输所述亮度值的多条数据线，
[0323]
用于传输所述地址信号的多条地址线，
[0324]
用于扫描所述亮度值或所述地址信号的多条扫描线。
[0325]
24.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述多条扫描线多路分解所述亮度值。
[0326]
25.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述电路构成有源矩阵背板。
[0327]
26.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述数据线的数量大于一。
[0328]
27.根据前述要点中任一项所述的显示器，相应图像像素的每个子像素定义朝向视点的方向，使得所述图像在所述第一子像素输出光时从第一视点可见并且所述显示器从所述第一视点以外的视点被感知为暗屏。
[0329]
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[0330]
28.一种对观察者进行图像方向性控制的显示器，所述观察者从所述显示器前方的观察者视点观察所述显示器，所述显示器包括：
[0331]-夹置在后电极层与前电极层之间的用于生成所述图像的液晶层，
[0332]-包括构成背光像素的第一像素的多个像素，
[0333]
所述多个像素布置在所述层后方，
[0334]
每个像素定义具有多个子像素的像素区域，
[0335]
所述第一像素具有包括第一子像素的第一多个子像素，
[0336]
每个子像素定义从所述显示器到视点的方向，
[0337]
或所述显示器的法线与视点之间的角度，
[0338]-前光学装置，所述前光学装置具有至少一个光学元件，所述光学元件具有光学功率以及第一焦点和第二焦点，所述第一焦点基本上位于所述层上，所述第二焦点在所述前光学装置与位于所述前光学装置前方并无限远离所述前光学装置的点之间，
[0339]-用于控制来自所述多个像素的发射光的光强度和角度或方向的控制系统，
[0340]
所述多个像素被控制为使得对于发射光的相应像素，每个像素发射具有基本上相同的光强度的光，使得由相应第一像素发射的光强度与由相应第二像素发射的光强度相差不超过20％。
[0341]
29.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述多个像素布置在覆盖所述显示器的段区域的第一段中。
[0342]
30.根据前述要点中任一项所述的显示器，
[0343]
所述控制系统被配置为使得
[0344]
所述多个像素的光强度针对所述第一段中的每个像素单独控制，并且
[0345]
所述多个像素的发射光的角度被共同控制，使得所述多个像素以基本上相同的角度发射光，使得从所述多个像素发射或传播的光从所述观察者视点可见。
[0346]
31.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述显示器包括包含所述多个像素的电路。
[0347]
32.根据要点31所述的显示器，所述电路在第一薄膜中实施。
[0348]
33.根据前述要点中任一项所述的显示器，
[0349]
所述控制系统被配置用于
[0350]
向所述电路输出一个输入亮度值集，使得所述段中的所述多个像素发射具有对应于所述输入亮度值集中的值的亮度的光，并且
[0351]
输出用于定义要被寻址的所述多个像素中的每个像素的子像素的地址控制信号，使得所述段中的所述多个像素以一定角度发射光，使得所述多个像素从所述观察者视点可见。
[0352]
34.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第一多个子像素被布置在具有诸如至少一行和多于一列的行和列的网格中。
[0353]
35.根据前述要点中任一项所述的显示器，其包括用于向所述电路传输用于寻址所述第一子像素组中的相应子像素的地址控制信号的地址线。
[0354]
36.根据要点35所述的显示器，所述地址线连接到有源矩阵列驱动器的输出。
[0355]
37.根据要点35或36所述的显示器，所述地址线构成电极线。
[0356]
38.根据要点35至37中任一项所述的显示器，所述地址线在所述第一薄膜或不同于所述第一薄膜的第二薄膜中实施。
[0357]
39.根据要点35至38中任一项所述的显示器，所述地址控制信号包括行控制信号和列控制信号。
[0358]
40.根据前述要点中任一项所述的显示器，其包括用于向所述第一像素传输用于寻址所述第一多个子像素中的相应子像素的子像素行控制信号的第一子像素地址线。
[0359]
41.根据要点40所述的显示器，所述第一子像素地址线构成电极线。
[0360]
42.根据要点40或41所述的显示器，所述第一子像素地址线在所述第一薄膜或不同于所述第一薄膜的第二薄膜中实施。
[0361]
43.根据前述要点中任一项所述的显示器，其包括用于向所述第一像素传输用于寻址所述第一多个子像素中的相应子像素的子像素列控制信号的第二子像素地址线。
[0362]
44.根据要点43所述的显示器，所述第二子像素地址线构成电极线。
[0363]
45.根据要点43或44所述的显示器，所述第二子像素地址线在所述第一薄膜或不同于所述第一薄膜的第二薄膜中实施。
[0364]
46.根据前述要点中任一项所述的显示器，其包括用于向所述第一子像素传输光强度值的数据线。
[0365]
47.根据要点46所述的显示器，所述数据线构成电极线。
[0366]
48.根据要点46或47所述的显示器，所述数据线在所述第一薄膜或不同于所述第一薄膜的第二薄膜中实施。
[0367]
49.根据前述要点中任一项所述的显示器，其包括用于绘制所述图像或更新所述图像的扫描线。
[0368]
50.根据要点49所述的显示器，所述扫描线构成电极线。
[0369]
51.根据要点49或50所述的显示器，所述扫描线在所述第一薄膜或不同于所述第一薄膜的第二薄膜中实施。
[0370]
52.根据前述要点中任一项所述的显示器，每个子像素构成诸如led或oled的电致
发光器件或诸如液晶电池的光调制器。
[0371]
53.根据要点46至48中任一项所述的显示器，所述第一子像素通过像素驱动器连接到所述数据线。
[0372]
54.根据要点53所述的显示器，所述像素驱动器包括存储器部件或诸如采样保持电路的电路。
[0373]
55.根据要点49至51中任一项所述的显示器，所述扫描线传输用于控制所述像素驱动器的扫描数据。
[0374]
56.根据要点53或54所述的显示器，所述第一子像素至少通过诸如晶体管的第一行开关连接到所述像素驱动器。
[0375]
57.根据要点56所述的显示器，所述第二子像素至少通过所述第一行开关连接到所述像素驱动器。
[0376]
58.根据要点35至42中任一项所述的显示器，所述地址线或所述第一子像素地址线传输用于切换所述行开关的所述子像素行控制信号。
[0377]
59.根据要点46至48中任一项所述的显示器，所述第一子像素至少通过诸如晶体管的第一列开关连接到所述像素驱动器。
[0378]
60.根据要点59所述的显示器，所述第二子像素至少通过诸如晶体管的第二列开关连接到所述像素驱动器。
[0379]
61.根据要点35至39或43至45中任一项所述的显示器，所述地址线或所述第二子像素地址线传输用于切换所述列开关的所述列控制信号。
[0380]
62.根据要点35至39中任一项所述的显示器，所述地址线向所述第一子像素和所述第二子像素传输所述地址控制信号，使得所述第一子像素发光并且所述第二子像素发光。
[0381]
63.根据要点35至39中任一项所述的显示器，
[0382]
所述地址线连接到所述多个像素中的每个像素，使得所述第一子像素组和所述第二子像素组通过所述地址控制信号进行切换，使得所述第一子像素和所述第三子像素在通过所述地址控制信号接通时从所述观察者视点可见。
[0383]
64.根据要点35至39中任一项所述的显示器，
[0384]
所述地址线优选通过存储器部件或电路连接到所述第一行开关和所述第二行开关，用于基本上同时切换所述第一行开关和所述第二行开关。
[0385]
65.根据前述要点中任一项所述的显示器，
[0386]
所述第一行开关和所述第二行开关连接到所述存储器部件或电路的输出，并且所述地址线连接到所述存储器部件或电路的输入。
[0387]
66.根据前述要点中任一项所述的显示器，
[0388]
所述地址线优选通过存储器部件或电路连接到所述第一列开关和所述第二列开关，用于基本上同时切换所述第一列开关和所述第二列开关。
[0389]
67.根据前述要点中任一项所述的显示器，
[0390]
所述第一列开关和所述第二列开关连接到所述存储器部件或电路的输出，并且所述地址线连接到所述存储器部件或电路的输入。
[0391]
68.根据前述要点中任一项所述的显示器，每个子像素具有用于电流的输入和用
于所述电流的输出。
[0392]
69.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第一子像素和所述第二子像素并联连接。
[0393]
70.根据要点68所述的显示器，
[0394]-子像素行中每个子像素的输出连接到一个存储器部件或电路，并且
[0395]
子像素列中每个子像素的输入连接到第二存储器部件或电路，或
[0396]-子像素列中每个子像素的输出连接到一个存储器部件或电路，并且
[0397]
子像素行中每个子像素的输入连接到第二存储器部件或电路，或
[0398]-子像素列中每个子像素的输入连接到一个存储器部件或电路，并且
[0399]
子像素行中每个子像素的输出连接到第二存储器部件或电路，或
[0400]-子像素行中每个子像素的输入连接到一个存储器部件或电路，并且
[0401]
子像素列中每个子像素的输出连接到第二存储器部件或电路。
[0402]
71.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述存储器部件或电路为采样保持电路、数据锁存器或触发器。
[0403]
72.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述控制系统被配置为使得多个子像素被寻址用于针对每个图像帧发射光，以便来自所述第一像素的光强度从一个图像帧到另一个图像帧是均匀的。
[0404]
73.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第一子像素组的子像素数量被寻址用于使从一个图像帧到另一个图像帧的发光差异不超过25％，从而使得通过相应子像素的电流从一个图像帧到另一个图像帧的偏差不超过25％。
[0405]
74.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第一子像素组的子像素数量被寻址用于从一个图像帧到另一个图像帧发射恒定的光。
[0406]
75.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第一子像素组包括虚拟子像素。
[0407]
76.根据要点75所述的显示器，所述虚拟子像素被寻址用于与所述第一子像素一起发射光，并且所述虚拟子像素定位在所述第一像素内，使得由所述第三子像素发射的光从所述观察者视点不可见。
[0408]
77.根据要点75至76所述的显示器，所述第二子像素与所述第一子像素一起开启，并且所述第二子像素被定位为靠近所述第一像素，使得由所述第二子像素发射的光从所述观察者视点可见。
[0409]
78.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述多个像素的发射光的角度通过地址控制信号控制每个像素来共同控制，所述地址控制信号定义所述多个像素的发射光的角度，使得所述第一像素接收所述地址控制信号并且所述第二像素接收所述地址控制信号。
[0410]
79.根据前述要点中任一项所述的显示器，来自所述第一子像素的发射光的角度和来自所述第二子像素的发射光的角度彼此之间的偏差不超过25％，诸如不超过1度或0.5度。
[0411]
80.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第一子像素布置在所述第一像素的区域内的第一位置，并且所述第三子像素布置在所述第二像素的区域内的第二位置，
[0412]
所述第二位置实际上构成所述第一位置的平移，使得
[0413]
所述第一子像素和所述第二子像素发射的光从所述视点可见，或
[0414]
所述第一子像素在所述第一像素的像素区域内具有与所述第三子像素在所述第二像素的像素区域内具有的位置基本上相同的位置，使得所述第一子像素和所述第三子像素发射的光从所述视点可见。
[0415]
81.根据前述要点中任一项所述的显示器，由相应像素发射的光的角度由所述控制系统通过光学或电子寻址子像素进行控制。
[0416]
82.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述显示器被配置为使得当所述观察者从所述视点观察所述显示器时
[0417]
所述控制系统向所述第一子像素和所述第二子像素发送地址控制信号，使得所述第一子像素和所述第二子像素以所述视点的角度发光。
[0418]
83.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述段区域具有小于10cm且大于0.5cm的宽度。
[0419]
84.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第一段具有多于两个像素，诸如10个或20个或50个像素。
[0420]
85.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第一段具有少于50000个像素。
[0421]
86.一种对观察者进行图像方向性控制的显示器，所述观察者从所述显示器前方的观察者视点观察所述显示器，所述显示器包括：
[0422]-包括构成图像像素的第一像素的多个像素，
[0423]
所述多个像素布置在平面中，
[0424]
每个像素定义具有多个子像素的像素区域，
[0425]
所述第一像素具有包括第一子像素的第一多个子像素，
[0426]
每个子像素定义从所述显示器到视点的方向，
[0427]
或所述显示器的法线与视点之间的角度，
[0428]
每个子像素是光学可寻址的并且包括：
[0429]
电致发光层和光敏层的薄膜堆叠，
[0430]
所述电致发光层和所述光敏层构成光学转换器，使得入射在相应子像素上的光导致产生通过所述光敏层并通过所述电致发光层的第一电流，使得在所述薄膜堆叠上施加电压时所述电致发光层从所述像素内的所述相应子像素的位置发光，
[0431]-前光学装置，所述前光学装置具有至少一个光学元件，所述光学元件具有光学功率以及第一焦点和第二焦点，所述第一焦点基本上位于所述平面处，所述第二焦点在所述前光学装置与位于所述前光学装置前方并无限远离所述前光学装置的点之间，
[0432]-控制系统，所述控制系统用于控制来自所述多个像素的发射光的光强度和角度或方向，使得由所述多个像素发射的光从所述观察者视点可见。
[0433]
87.根据前述要点中任一项所述的显示器，其包括：
[0434]
具有多个寻址像素的寻址光元件，用于从相应寻址像素向所述段发射光并光学寻址所述段的子像素，
[0435]
每个寻址像素定义从所述段朝向视点的方向。
[0436]
88.根据前述要点中任一项所述的显示器，其包括：
[0437]
位于所述寻址光元件与所述光学转换器之间的光学装置，所述光学装置结构包括具有光功率的至少一个光学元件，
[0438]
所述光学装置适于将光从所述相应寻址像素引导至所述段的子像素，使得所述段的子像素发出从所述视点可见的光。
[0439]
89.根据前述要点中任一项所述的显示器，来自所述多个寻址像素的光被调制，使得所述薄膜堆叠在定义所述薄膜堆叠与观察者的第一只眼之间的光学路径的第一图案中第一强度被照亮，并且使得所述薄膜堆叠在所述第一图案外部的区域以第二强度被照亮，其中所述第二强度低于所述第一强度。
[0440]
90.根据前述要点中任一项所述的显示器，来自所述多个光发射器或寻址像素的光被调制，使得所述薄膜堆叠在定义所述薄膜堆叠与所述第一观察者的第一只眼之间的光学路径的第一图案中以第一时间间隔被照亮，并且
[0441]
所述薄膜堆叠在定义所述薄膜堆叠与所述第二观察者的第二只眼之间的光学路径的第二图案中以第二时间间隔被照亮，
[0442]
使得在所述第一时间间隔中，针对所述第一观察者的所述第一只眼的所述第一图像被发射，并且在所述第二时间间隔中，针对所述第二观察者的所述第二只眼的所述第二图像被发射。
[0443]
91.根据前述要点中任一项所述的显示器，其包括：
[0444]
用于产生通过所述电致发光层的电流的电路，通过所述电致发光层的所述电流的电流密度具有相对于电流密度的平均幅值最大20％的幅值变化。
[0445]
92.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述光学转换器具有朝向所述观察者的正面，以及与所述正面相反的背面。
[0446]
93.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述电致发光层构成有机发光二极管或有机光发射器。
[0447]
94.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述光学装置和所述寻址光元件相对于所述视点布置在所述光学转换器后方。
[0448]
95.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述光学装置和所述寻址光元件相对于所述视点布置在所述光学转换器前方。
[0449]
96.根据前述要点中任一项所述的显示器，相应第一寻址像素定义从所述第一段朝向所述视点的第一方向，并且相应第二寻址像素定义从所述第一段朝向第二视点的第二方向，所述第一方向不同于所述第二方向。
[0450]
97.根据前述要点中任一项所述的显示器，其包括第二多个像素，所述第二多个像素布置在覆盖所述显示器的区域的第二段中，用于发出从所述视点可见的光。
[0451]
98.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第二段布置在所述第一段旁边。
[0452]
99.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第二段具有的从所述视点到所述第二段的视角不同于从所述视点到所述第一段的视角。
[0453]
100.根据前述要点中任一项所述的显示器，其包括具有第二多个寻址像素的第二寻址光元件，用于从相应寻址像素向所述第二段发射光并光学寻址所述第二段的子像素。
[0454]
101.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述光学装置包括多个光学元件。
[0455]
102.根据前述要点中任一项所述的显示器，光学元件的数量对应于像素的数量。
[0456]
103.根据前述要点中任一项所述的显示器，相应光学元件适于补偿所述光学元件相对于寻址光元件的中心轴的离轴位置。
[0457]
104.根据前述要点中任一项所述的显示器，相应光学元件具有棱镜特性和/或相对于寻址光元件的平面倾斜。
[0458]
105.根据前述要点中任一项所述的显示器，其包括位于相应光学元件与寻址光元件之间的光学路径中的补偿光学装置，所述补偿光学元件适于补偿所述光学装置相对于寻址光元件的中心轴的离轴位置。
[0459]
106.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述补偿光学装置位于由所述光学装置和寻址光元件组成的多于一个光学元件之间的光学路径中。
[0460]
107.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述补偿光学装置是准直透镜。
[0461]
108.根据前述要点中任一项所述的显示器，其包括位于所述寻址光元件与所述光学转换器之间的第二光学装置，所述第二光学装置具有光功率，所述第二光学装置适于将光从所述第二多个寻址像素的相应寻址像素引导至所述第二段的子像素，使得所述段的子像素发出从所述视点可见的光。
[0462]
109.根据前述要点中任一项所述的显示器，其包括具有多个寻址像素的寻址光元件层。
[0463]
110.根据前述要点中任一项所述的显示器，相应光学元件是会聚透镜或衍射光学元件。
[0464]
111.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述寻址像素被投射到观察者眼睛的周围区域并朝向所述光学装置反射。
[0465]
112.根据前述要点中任一项所述的显示器，其包括用于发出从所述视点可见的光的多个段。
[0466]
113.根据前述要点中任一项所述的显示器，其包括用于寻址所述多个段的像素的第二控制器，使得电压被施加到所述多个段的构成所述图像的像素。
[0467]
114.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第二控制器与所述第一控制器同步，使得寻址像素的同时寻址所述寻址光元件。
[0468]
115.根据前述要点中任一项所述的显示器，其包括：
[0469]
至少第一组第一薄膜、第二组薄膜和第三组薄膜的堆叠，
[0470]
所述第一组薄膜定义包括所述多个像素的电致发光层，
[0471]
所述第二组薄膜定义光敏层，
[0472]
所述电致发光层和所述光敏层构成光学转换器，使得入射在相应子像素上的光导致产生通过所述光敏层并通过所述电致发光层的第一电流，使得在所述薄膜堆叠上施加电压时所述电致发光层从所述像素内的所述相应子像素的位置发光，
[0473]
所述第三组薄膜定义包括针对每个像素的寻址阵列的寻址光层，用于从相应寻址像素发射光并光学寻址相应像素的子像素，
[0474]-所述控制系统被配置为寻址每个寻址阵列的相应寻址像素，使得来自所述相应寻址像素的光被引导至相应像素的相应子像素，使得所述图像从所述视点可见。
[0475]
116.一种对观察者进行图像方向性控制的显示器，所述观察者从所述显示器前方的观察者视点观察所述显示器，所述显示器包括：
[0476]-包括构成图像像素的第一像素的多个像素，
[0477]
所述多个像素布置在平面中，
[0478]
每个像素定义具有多个子像素的像素区域，
[0479]
所述第一像素具有包括第一子像素的第一多个子像素，
[0480]
每个子像素定义从所述显示器到视点的方向，
[0481]
或所述显示器的法线与视点之间的角度，
[0482]-前光学装置，所述前光学装置具有至少一个光学元件，所述光学元件具有光学功率以及第一焦点和第二焦点，所述第一焦点基本上位于所述平面处，所述第二焦点在所述前光学装置与位于所述前光学装置前方并无限远离所述前光学装置的点之间，
[0483]
至少第一组第一薄膜、第二组薄膜和第三组薄膜的堆叠，
[0484]
所述第一组薄膜定义电致发光层，所述电致发光层具有包括构成图像像素的第一像素的多个像素，
[0485]
每个像素定义具有多个子像素的像素区域，
[0486]
所述第一像素具有包括第一子像素的第一多个子像素，
[0487]
每个子像素是光学可寻址的，
[0488]
所述第二组薄膜定义光敏层，
[0489]
所述电致发光层和所述光敏层构成光学转换器，使得入射在相应子像素上的光导致产生通过所述光敏层并通过所述电致发光层的第一电流，使得在所述薄膜堆叠上施加电压时所述电致发光层从所述像素内的所述相应子像素的位置发光，
[0490]
所述第三组薄膜定义包括针对每个像素的寻址阵列的寻址光层，用于从相应寻址像素发射光并光学寻址相应像素的相应子像素，使得所述相应子像素发光，
[0491]
每个寻址像素定义从相应像素朝向视点的角度，
[0492]-控制器，所述控制器用于寻址每个寻址阵列的相应寻址像素，使得来自所述相应寻址像素的光被引导至相应像素的相应子像素，使得所述图像从所述视点可见。
[0493]
117.一种对观察者进行图像方向性控制的显示器，所述显示器包括：
[0494]-多个像素，每个图像像素定义具有多个子像素的区域，
[0495]
每个子像素是光学可寻址的并且包括：
[0496]-电致发光层和光敏层的薄膜堆叠，
[0497]
所述电致发光层和所述光敏层构成光学转换器，使得入射在相应子像素上的光导致产生通过所述光敏层并通过所述电致发光层的电流，使得在所述薄膜堆叠上施加电压时所述电致发光层从所述图像像素内的所述相应子像素的位置发光，
[0498]
所述显示器包括：
[0499]-前光学装置，所述前光学装置具有至少一个光学元件，所述光学元件具有光学功率以及第一焦点和第二焦点，所述第一焦点基本上位于所述平面处，所述第二焦点在所述前光学装置与位于所述前光学装置前方并无限远离所述前光学装置的点之间，
[0500]-具有多个寻址阵列的寻址光元件，每个寻址阵列具有多个寻址像素，用于向所述光学转换器发射光，
[0501]
所述多个寻址阵列被布置为使得每个图像像素被寻址阵列寻址，
[0502]
相应图像像素的相应寻址阵列中的每个寻址像素定义从所述相应图像像素朝向视点的方向，
[0503]-控制器，所述控制器用于寻址每个寻址阵列的相应寻址像素，使得来自所述相应
寻址像素的光被引导至每个图像像素的相应子像素，使得所述图像从所述视点可见。
[0504]
118.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述控制器远离所述显示器。
[0505]
119.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述控制器适于使得来自所述寻址像素的光被调制，使得所述光学转换器在定义所述段与所述观察者的左眼之间的光学路径的第一图案中以第一时间间隔被照亮并且在定义所述段与所述观察者的右眼之间的光学路径的第二图案中以第二时间间隔被照亮，从而以3d方式显示所述图像。
[0506]
120.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述光学转换器具有朝向所述观察者的正面，以及与所述正面相反的背面。
[0507]
121.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述寻址光元件相对于所述视点布置在所述光学转换器后方。
[0508]
122.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述寻址光元件相对于所述视点布置在所述光学转换器前方。
[0509]
123.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第二焦点实际上位于无穷远处。
[0510]
124.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述前光学装置相对于所述视点布置在所述光学转换器前方。
[0511]
125.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第一焦点位于距离所述光学转换器+/-2cm诸如+/-100微米(um)以内的平面内。
[0512]
126.根据前述要点中任一项所述的显示器，其包括用于追踪或检测所述观察者的位置的追踪系统。
[0513]
127.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述追踪系统构成用于追踪或检测所述观察者的眼睛的位置的眼动追踪系统。
[0514]
128.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述追踪系统包括可见光或红外相机或者能够用结构化或非结构化照明或激光雷达和/或无源红外检测器照亮所述观察者的照明系统。
[0515]
129.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述控制器适于寻址作为所述观察者的位置的函数的相应寻址像素。
[0516]
130.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述薄膜堆叠包括一对端子，所述薄膜堆叠的每一侧上一个，用于在所述薄膜堆叠上施加所述电压。
[0517]
131.根据前述要点中任一项所述的显示器，相应端子具有对应于图像像素面积的面积。
[0518]
132.一种对观察者进行图像方向性控制的无源阵列显示器，所述观察者从所述显示器前方的观察者视点观察所述显示器，所述显示器包括：
[0519]-包括构成图像像素的第一像素的多个像素，所述多个像素布置在平面中，每个像素定义具有包括第一子像素的第一多个子像素的像素区域，每个子像素定义从所述显示器到视点的方向或所述显示器的法线与视点之间的角度，
[0520]-前光学装置，所述前光学装置包括多个光学元件，其中至少一个光学元件具有光学功率以及第一焦点和第二焦点，所述第一焦点基本上位于所述平面处，所述第二焦点在所述前光学元件与位于所述前光学元件前方并无限远离所述前光学元件的点之间，
[0521]-控制系统，所述控制系统用于控制来自所述多个像素的发射光的光强度和角度
或方向，使得由所述多个像素发射的光从所述观察者视点可见。
[0522]-薄膜电路，所述薄膜电路包括多个像素并能够接收多条扫描线(行线)和多条数据线(列线)作为输入，其中所述薄膜电路能够在所述多条数据线的第一组数据线上接收灰度信号集并在所述多条数据线的第二组数据线上接收多个子像素寻址信号，其中所述薄膜电路能够照亮根据所接收的子像素寻址信号的位置上的多个子像素并以根据所接收的灰度信号集中的对应灰度信号的光强度照亮子像素。
[0523]
133.根据前述要点中任一项所述的显示器，
[0524]
所接收的寻址信号包括用于指示子像素行或子像素列的单热编码或多热编码二进制信号。
[0525]
134.根据前述要点中任一项所述的显示器，
[0526]
所述二进制信号由低于第一电压阈值或高于第二电压阈值的模拟电压进行编码。
[0527]
135.根据前述要点中任一项所述的显示器，
[0528]
所述第一电压阈值是最大电压的20％，并且所述第二电压阈值是最大电压的80％。
[0529]
136.根据前述要点中任一项所述的显示器，
[0530]
所述多条数据线(列线)连接到有源矩阵列驱动器(源驱动器/数据驱动器)。
[0531]
137.一种用于显示图片并且在向观察者显示所述图片的同时降低功耗的单视场显示器，所述单视场显示器包括：
[0532]
布置在网格中的多个图像像素，每个图像像素定义一个区域，用于从所述区域的一部分发射光，并且
[0533]
每个图像像素包括：
[0534]
电致发光层和光敏/二极管层的薄膜堆叠，所述电致发光层和所述光敏/二极管层构成光学转换器，
[0535]
所述单视场显示器包括：
[0536]
包括用于照亮所述薄膜堆叠的第一寻址像素和第二寻址像素的多个寻址像素，
[0537]
用于寻址所述第一寻址像素和所述第二寻址像素的控制器，用于从所述第一寻址像素和所述第二寻址像素发射光，
[0538]
所述第一寻址像素定义从相应图像像素朝向所述观察者的第一方向，
[0539]
所述第二寻址像素定义来从相应图像像素观察的第二方向，所述第一方向不同于所述第二方向，
[0540]
来自所述第一寻址像素的光具有比来自所述第二寻址像素的光更高的强度。

技术特征：
1.一种用于以第一视点向观察者显示图像的显示器，所述显示器包括：-构成图像像素的多个像素，每个图像像素包括子像素组并在所述显示器的预期操作期间显示所述图像的样本，每个子像素组具有基本上水平定位的第一数量子像素诸如子像素行和基本上竖直定位的第二数量子像素诸如子像素列，-包括多个像素电路的电路，每个像素电路被布置为用于驱动每个图像像素的所述子像素组，-用于输出用于寻址每个像素电路的相应子像素的地址信号和亮度值集的控制系统，所述亮度值集包括针对每个像素电路的亮度值，所述电路通过多条电极线连接到所述控制系统，所述多条电极线小于所述第一数量子像素和所述第二数量子像素之和。2.一种用于以第一视点向观察者显示图像的显示器，所述显示器包括：-构成图像像素的多个像素，每个图像像素包括子像素组并在所述显示器的预期操作期间显示所述图像的样本，-包括多个像素电路的电路，每个像素电路被布置为用于驱动每个图像像素的所述多个子像素，所述多个像素电路包括：-具有用于驱动包括第一子像素的第一子像素组的第一像素驱动器的第一像素电路，以及-具有用于驱动包括第二子像素的第二子像素组的第二像素驱动器的第二像素电路，-所述第一子像素通过第一开关连接到用于驱动所述第一子像素的所述第一像素驱动器，使得所述第一子像素输出具有第一亮度的光，并且-所述第二子像素通过第二开关连接到用于驱动所述第二子像素的所述第二像素驱动器，使得所述第二子像素输出具有第二亮度的光，-所述第一开关具有用于切换所述第一开关的第一输入，并且所述第二开关具有用于切换所述第二开关的第二输入，所述电路包括控制电路，所述控制电路用于通过由所述控制电路在输出处输出的控制信号来切换所述第一开关和所述第二开关，所述输出连接到所述第一输入和所述第二输入。3.一种用于以第一视点向观察者显示图像的显示器，所述显示器包括：-构成图像像素的多个像素，每个图像像素包括子像素组并在所述显示器的预期操作期间显示所述图像的样本，-包括多个像素电路的电路，每个像素电路被布置为用于驱动每个图像像素的所述子像素组，所述电路包括用于寻址所述子像素组的相应子像素的多个控制电路，每个控制电路具有存储器部件、地址信号输入和选择输入，所述控制电路被布置为使得在由所述选择输入选择了所述控制电路时所述地址信号被输入所述存储器部件中。4.根据前述要点中任一项所述的显示器，每个子像素组具有基本上水平定位的第一数
量子像素诸如子像素行和基本上竖直定位的第二数量子像素诸如子像素列。5.根据前述要点中任一项所述的显示器，控制电路的数量等于所述第一数量子像素和所述第二数量子像素之和。6.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述多个图像像素包括第一图像像素，所述第一图像像素包括包含第一子像素的第一子像素组。7.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第一子像素组包括第二子像素。8.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第一子像素定义相对于所述观察者视点的第一方向或第一角度，所述第二子像素定义相对于所述观察者视点的第二方向或第二角度，所述第一角度或方向与所述第二角度或方向相比，大于0％且小于10％，诸如相差5％。9.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述多个图像像素包括第二图像像素，所述第二图像像素包括包含第三子像素的第二子像素组。10.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第一子像素和所述第三子像素优选地被公共或相同的地址控制信号寻址，使得从所述第一子像素和所述第二子像素发射或传播的光从所述观察者视点可见。11.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第三子像素定义相对于所述观察者视点的第三方向或第二角度。12.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述第一角度或方向与所述第三角度或方向基本上相同或者与所述第三角度或方向相差小于10％，诸如相差5％。13.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述显示器包括控制系统，所述控制系统用于控制从所述多个像素发射或传播的光的光强度和角度或方向，使得从所述多个像素发射或传播的光从所述观察者视点可见。14.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述电极线包括：用于传输所述亮度值的多条数据线，用于传输所述地址信号的多条地址线，用于扫描所述亮度值或所述地址信号的多条扫描线。15.根据前述要点中任一项所述的显示器，所述多条扫描线多路分解所述亮度值。

技术总结
一种对观察者进行图像方向性控制的显示器，所述观察者从所述显示器前方的观察者视点进行观察。所述显示器包括多个像素，所述多个像素包括构成图像像素的第一像素。所述像素布置在平面中并且布置在覆盖所述显示器的段区域的第一段中。每个像素定义具有多个子像素的像素区域，并且所述第一像素具有包括第一子像素的第一多个子像素。每个子像素定义从所述显示器到视点的方向或所述显示器的法线与视点之间的角度。所述显示器还包括前光学装置，所述前光学装置具有至少一个光学元件，所述至少一个光学元件具有光学功率以及第一焦点和第二焦点，所述第一焦点位于所述平面处，所述第二焦点在所述前光学装置与位于所述前光学装置前方并无限远离所述前光学装置的点之间。所述显示器包括在第一薄膜中实施的电路，以及用于向所述电路传输用于寻址所述第一多个子像素中的相应子像素的地址控制信号的地址线。所述显示器还包括控制系统，所述控制系统用于控制来自所述多个像素的发射光的光强度和角度或方向，使得发射光从所述观察者视点可见。所述控制系统被配置用于向所述电路输出输入亮度值集，使得发射光的段具有对应于所述输入亮度值集中的所述值的亮度；以及输出定义要被寻址以发射光的所述多个像素中的每个像素的子像素的所述地址控制信号，使得所述段中的像素以一定角度发射光，从而使得所述像素从所述观察者视点可见。察者视点可见。察者视点可见。


技术研发人员：S
受保护的技术使用者：里尔菲克逊实验室有限责任公司
技术研发日：2021.09.17
技术公布日：2023/8/1