CN101681023A - 光学系统和显示器 - Google Patents

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CN101681023A CN200880018205A CN200880018205A CN101681023A CN 101681023 A CN101681023 A CN 101681023A CN 200880018205 A CN200880018205 A CN 200880018205A CN 200880018205 A CN200880018205 A CN 200880018205A CN 101681023 A CN101681023 A CN 101681023A
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Abstract

提供了一种光学系统，例如用于显示设备(1)，以将来自显示设备(1)的平面图像转换为非平面图像。所述光学系统包括分隔开的第一和第二部分反射器(3，5)，至少一个部分反射器是非平面的。反射器(3，5)和偏振光学器件(2，4)一起提供了光路(6)，使得来自显示器(1)的光至少部分透过第一反射器(3)，被第二反射器(5)部分反射，被第一反射器(3)部分反射，以及部分透过第二反射器(5)，使得观察者(8)感知到非平面的(例如弯曲的)图像。避免未沿光路(6)传播的光离开光学系统。

Description

光学系统和显示器
技术领域
本发明涉及一种用于将平面图像转换为非平面图像的光学系统。本发明还涉及一种用于产生非平面图像的显示器。这样的显示器可以例如被用于为所显示的图像提供弯曲的外观。这样的显示器可以例如被用于信息显示应用以及用户可能希望更加美观的任何应用中，所述信息显示应用包括汽车(例如作为仪表显示器)、广告、电视、游戏或其他娱乐应用、浸入式显示应用。
背景技术
众所周知，诸如汽车和飞机等交通工具包括电子显示器，所述电子显示器提供例如工具集的图像，以代替分立的机械或电子刻度盘。然而，由于这样的显示器不能产生与显示在显示器面板中的标准(2D)图像有所区别的图像，通常不够美观。除了使这样的显示器美观程度下降以外，不具备产生看上去并非平面图像的能力还可能使这样的显示器的真实感受到局限。虽然立体视觉和自动立体视觉显示器已为人们所知，并且可以制造三维图像的感觉，但由于观察位置的潜在有限的自由度和聚焦问题，这样的显示器可能使眼睛疲劳，引起头疼的问题。
此外，旨在吸引人们注意力的、诸如购物中心内的大面积公共显示器和高速公路上的数字标志显示器等广告显示器也是众所周知的。虽然这样的显示器变得越来越为普遍，但除了使它们出众并使它们易于被接受的大尺寸以外，它们通常不具有任何有美感的吸引人的特征。因此，克服这样的显示器无法产生与显示在显示器平面上的标准平面2D图像不同的图像可以有助于人们对它们的广泛接受。
第一大类的现有技术教导了如何通过单个面板显示立体视觉和自动立体视觉。例如，如EP0829744中所公开的，附图的图1示出了基于一种基于使用视差栅(parallax barrier)的可开关2D/3D(二维/三维)显示器。视差栅包括：带有交替孔径区51和栅区(barrier)52的偏振改变层50、以及可以被禁用偏振片形式的偏振器53。视差元件提供了以宽视野全分辨率2D模式或方向性3D自动立体视觉模式操作显示器的可能性。然而，该设备生成立体图像对以产生3D图像而不是具有弯曲外观的图像。自动立体视觉显示器的缺陷包括有限的头部自由度以及来源于立体系统和来自其他线索(头部运动、聚焦)的3D感知间的不一致，从而导致用户的混乱，并使用户有时感到视觉疲劳并且头痛。
第二大类现有技术涉及弯曲或保角显示器。例如，附图的图2示出了WO94/11779中公开的类型的显示器。弯曲的液晶显示器是通过将液晶层54夹在两个弯曲的预成形的透明基板55或两个柔性基板间制造的。
如附图的图3所示，US2006/0098153A1公开了一种相同类型的显示设备，但在该显示设备中，弯曲的显示器是通过制造平板显示层56并且此后通过在显示器层上附着附加膜57来使显示器层本身弯曲从而形成的。例如，附加膜可以已进行了预延展，并且其在附着至显示器之后所释放的收缩力导致显示器的弯曲。
虽然这些弯曲的显示设备能够产生弯曲的图像，但为了产生期望的弯曲，它们都依赖于进行了物理弯曲的显示器。这样的弯曲的显示器具有多种缺陷，如成本极高、材料效率和材料种类有限、以及制造困难。此外，由于可能的弯曲形状种类有限，并且一旦显示器已被制造为具有特定的弯曲，将无法进行改变，因此这种显示器的设计极其有限。此外，由于每条生产线需要适应特定的弯曲设计，弯曲的显示器尚不适于大量生产。
最后一类现有技术涉及利用在弯曲表面上投影的显示器。例如，US6727971和US6906860公开了附图图4a和4b分别示出的类型的显示器。在两种情况下，显示器包括至少一投影器58和图像被投影在其上的弯曲屏幕59。
这样的显示器在公共场所极为常见，并且被用于多种应用，如来自数字仪表板的可重复配置显示器或浸入式显示器(immersive display)。然而，它们具有需要较大空间并且单纯受限于投影技术的缺陷。此外，当结合与弯曲屏幕有关的投影系统进行考虑时，它们通常被定义为构成显示器，而不是投影系统本身。
GB2437553公开了一族双深度和多深度显示器，其中，由单个显示器面板产生多深度图像。光学元件被置于显示器平面前部距显示器平面较短的位置，以通过不同的光路产生不同的深度效果。通过利用偏振效果和部分反射，使不同的图像与不同长度的光路相关联，并且不同的图像看上去源自不同的平面。通过按时间先后顺序地或空间上隔行显示这些图像，实现多深度效果。
附图的图5a和5b示出了来自GB2437553的实施例。第一和第二部分反射器61和62被置于液晶显示器(LCD)面板60的前部，并在第一和第二反射器61和62之间部署偏振改变光学器件63。第一和第二反射器61和62彼此隔开适当空隙，以产生深度移位图像。来自由LCD面板60所显示的两幅不同图像的光沿不同的光路传播至观察者。如图5b所示，对第一图像进行编码的光直接透过光学系统到达观察区域，反之如图5a所示，对第二图像进行编码的光在到达观察者之前沿“之字形”路径64传播。由于不同路径64和65的长度不同，第一图像看上去位于LCD 60的位置，而LCD的第二图像在深度上发生移位，从而看上去位于LCD以下。因此，观察者观察到位于不同深度平面内的图像。
同使用多显示器面板的多深度显示器相比，这类显示器在例如成本、亮度和体积方面具有明显的优点。然而，这些显示器的主要目的是创建两个或多个在深度上分离的图像。此外，这样的显示器的光学系统中的部分反射器彼此平行并且同显示器的图像表面平行。
当必须从相同的底部显示设备向观察者独立呈现两个图像时，在视点间存在一些泄漏或串扰，并且该泄漏或串扰可以通过改变被发送至显示器的图像数据得到校正。虽然可以有效地移除串扰，但仍存在对比度的损失。
EP0953962公开了3D和双视点显示器中的串扰校正。对于这两类显示器，串扰往往是对称的和颜色无关的。换言之，从图像1到图像2的泄漏与从图像2到图像1的泄漏相同，并且图像的红、绿和蓝色分量也是相同的。
GB2437553公开了基本原理相同但适用于双深度显示器的串扰校正。对于这类显示器，串扰往往取决于泄漏的方向以及颜色。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种光学系统，用于将平面图像转换为非平面图像的光学系统，所述光学系统包括分隔开的第一和第二部分反射器，至少一个部分反射器是非平面的，并且为入射在所述第一反射器上的光提供第一光路，所述第一光路包括：通过第一反射器至少部分透射至第二反射器，从第二反射器至少部分反射至第一反射器，从第一反射器至少部分反射至第二反射器，以及至少部分透过第二反射器，所述光学系统实质上被配置为，避免在第一和第二反射器反射期间未被反射的第一光从第二反射器出射，其中第一次入射在第二部分反射器上的光不离开光学系统。
所述光学系统可以被配置为：在第一光沿第一路径传播期间，改变第一光的偏振。所述光学系统可以被配置为：在第一光沿入射在第二反射器上和从第一反射器反射间的第一路径传播期间，改变第一光的偏振。
所述光学系统能够转换至平面图像模式，以提供与第一路径不同的第二光路。所述第二光路可以包括：通过第一反射器至少部分透射至第二反射器，以及至少部分透过第二反射器。所述光学系统可以实质上被配置为：避免在平面图像模式下未透射过第二反射器的第二光从第二反射器出射。
所述的系统，包括：透镜结构，用于至少部分校正由第一和第二反射器中的所述或每个非平面反射器引起的图像失真。
第一和第二反射器中的至少一个可以是沿至少个一方向连续弯曲的，以产生凸起或凹入的图像。
第一和第二反射器中的至少一个可以包括：多个平面部分，其中，相邻的平面部分沿边缘彼此相邻，并且对着大于0°小于180°的角。
第一和第二反射器中的至少一个可以具有蜿蜒的横截面。
第一和第二反射器可以都是非平面的。第一和第二反射器可以具有镜像形状。
所述系统可以包括至少一个1/4波片。所述1/4波片或1/4波片中的第二个可以被部署在第一和第二反射器间。所述1/4波片或1/4波片中的第二个可以被部署在与第二反射器相对的第一反射器侧。
所述第一反射器可以包括第一部分镜。所述第一部分镜可以包括与会聚透镜阵列相关的带图案镜。
所述第一反射器可以包括第一反射偏振器。
所述第二反射器可以包括第二反射偏振器。所述第二反射偏振器可以包括胆甾型液晶反射器。所述胆甾型液晶反射器可以是可禁用的。所述第二反射偏振器可以是非平面的，并且所述系统可以包括：第一棱镜，被配置为将来自第一部分反射器的光重定向为基本垂直入射在第二反射偏振器上。所述系统可以包括第二棱镜膜，被配置为将来自第二反射偏振器的光重定向为入射在第一棱镜膜上的光的方向。
所述第二反射器可以包括第二部分镜。
所述系统可以包括半波片。所述半波片可以是可禁用的。所述半波片可以是方向性半波片。
所述系统可以包括法拉第旋光器。所述法拉第旋光器可以被配置为提供45°的偏振旋转。
第一和第二反射器中的至少一个可以具有可控的可变形状。
所述系统可以包括输入线偏振器。
所述系统可以包括输出线偏振器。
根据本发明的第二方面，提供了一种显示器，包括：显示设备，用于在所述设备的图像显示器表面处以图像或图像序列对第一光进行调制；以及光学系统，用于改变显示器表面上的感知图像深度。
所述系统可以是根据本发明第一方面的系统，并且所述第一反射器可以被部署在所述设备和第二反射器之间。
所述显示器表面可以是基本平面的。
所述设备可以包括液晶设备、投影显示设备、有机发光二极管设备、等离子发光设备和阴极射线管之一。
所述显示器可以包括仪表显示器、广告显示器、浸入式显示器和娱乐显示器中的至少一种。
所述显示器可以包括：图像处理器，用于重新映射图像像素，以至少部分校正第一和第二反射器中所述或每个非平面反射器引起的图像失真。
所述显示器可以包括：图像处理器，用于对图像像素的颜色通道进行重新映射，以至少部分校正沿非期望光路离开光学系统的光。
所述显示器可以包括：图像处理器，用于操纵图像像素的灰度级，以至少部分增强图像的至少一部分的表观亮度。
所述光学系统可以包括附着至所述设备的可移除附件。
所述显示器可以包括触摸板。
因此，可以提供一种结构，使得能够以现对简单的方式创建非平面图像。例如，可以使用传统的或未经修改的显示设备，并且可以将由这样的设备产生的平面或基本平面的图像转换为非平面图像(如弯曲图像)。这可以利用常用并且成本相对较低的光学元件来实现。观察自由度和图像分辨率可以与基本显示设备的观察自由度和图像分辨率相同或基本相同。从而，可以提供符合美学要求或更吸引人的外观。
附图说明
图1是示出了用于创建可在2D模式和3D模式间转换的自动立体视觉显示器的已知技术的图；
图2是示出了一种已知类型的弯曲显示器的图；
图3是示出了一种用于创建弯曲显示器的已知方法的图；
图4a和4b是示出了利用在弯曲表面投影的已知类型显示器的图；
图5a和5b是示出了双深度显示器的图；
图6a和6b是示出了构成本发明的一般化实施例的显示器的图；
图7是示出了构成本发明第一实施例的显示器的图；
图8a和8b是示出了图7显示器的结构和操作的图；
图9a和9b是示出了本发明第一实施例的另一示例的改变结构和操作的图；
图10是示出了本发明第一实施例的又一示例的另一改变结构和操作的图；
图11a至11d是示出了用于本发明的实施例的反射器形状示例的图；
图12a至12d是示出了利用了图11a至11d的反射器的、感知图像深度的示例的图；
图13是示出了构成本发明第一实施例的另一改变示例的显示器的图；
图14a和14b是示出了构成本发明第二实施例的显示器的图；
图15a和15b是示出了构成本发明第三实施例的显示器的图；
图16a和16b是示出了本发明第三实施例的另一示例的改变的结构和操作的图；
图17a和17b是示出了本发明第三实施例的又一示例的另一改变的结构和操作的图；
图18a和18b是示出了构成本发明第四实施例的显示器的图；
图19a和19b是示出了本发明第四实施例的另一示例的改变的结构和操作的图；
图20a和20b是示出了构成本发明第五实施例的显示器的图；
图21是示出了构成本发明第六实施例的显示器的图；
图22是示出了构成本发明第七实施例的显示器的图；
图23a和23b是示出了构成本发明第八实施例的显示器的图；
图24是示出了构成本发明第九实施例的图；
图25是示出了本发明第九实施例的另一示例的改变的结构；
图26a至26d是示出了图25的显示器的光学元件的示例的图；
图27a和27b是示出了构成本发明第十实施例的显示器的图；以及
图28a和28b是示出了串扰机制以及用于减小这样的串扰的图。
在所有附图中，相同的参考数字和字符表示相同的部件。
具体实施方式
有关本发明实施例的所有附图仅仅示出了到达观察者的射线路径。为使附图清楚起见，省略了未对显示设备的主要操作作出贡献的其他射线。
此外，R用于表示右旋圆偏振光，L用于表示左旋圆偏振光。符号被用于图中，表示其电场矢量平行于图面的线极化光，
Figure G2008800182055D00072
用于表示电场垂直于图面的线偏振。
此外，此处所用的术语“弯曲的”指非基本平面的任何形式的失真。例如，诸如“弯曲的外观”还可以只“楔形外观”。
图6a和6b所示的显示器包括能够输出光并具有基本平面的显示器表面的电子显示器1。第一和第二部分反射器3和5被部署在(位于观察者侧的)电子显示器1的前面，偏振改变光学器件2和4分别部署于电子显示器1和第一反射器3之间以及反射器3和5之间。以适当方式使反射器3和5成形，以产生具有弯曲外观的图像。
例如，部分反射器3和5可以被配置为反射光的一个偏振态并透射正交态，或者可以是某些其他类型的部分反射镜(或反射元件的组合)。偏振改变光学器件2和4被配置为改变沿一个或两个方向通过光学器件2和4的光的至少一个偏振态。
可选地，所述显示器的工作方式可以是，在显示标准2D-图像的模式和显示具有弯曲外观的图像的模式间转换。
在弯曲外观模式下，如图6a所示，元件1至5被配置为使得来自电子显示器1所显示的图像或图像序列的光传播至一个或多个观察者8可能处于的广阔的观察区域。
第一反射器3将光至少部分透射至第二反射器5。第二反射器5将所述光的至少一部分反射至第一反射器3，第一反射器3将入射光的至少一部分反射回第二反射器5。第二反射器5将反射光的至少一部分透射至观察区域，使得图像光在到达观察者8之前沿“之字形”第一路径6传播。显示器被配置为使得对图像或图像序列进行编码的光不直接透过反射器3和5并到达观察者8。反射器3和5被配置为使得对图像或序列进行编码的光在不同的方向上不具有相同的路径长度，并优选地描述为弯曲形状的函数。因此，所述显示器具有虚拟弯曲的外观，使得观察者8能够看到具有弯曲外观的图像。
在弯曲外观模式下，包括元件2至5的光学系统被配置为，避免在第一和第二反射器3和5的反射期间未被反射的“第一”光由第二反射器5出射到观察者8。对这样的光的阻挡可以发生在第二反射器5或可能存在于第二反射器5和观察者8之间的其他元件处。稍后，将详细描述这样的配置的特定示例。所述光学系统还避免使第一次入射在第二反射器5上的光(例如已由电子显示器1发出并部分透过第一反射器3的光)离开所述光学系统。再次地，稍后，将详细描述用于实现该配置的特定示例。
在标准2D模式(或“平面图像模式”)下，如图6b所示，来自电子显示器1所显示的图像或图像序列的光至少部分透过反射器3和5，从而沿基本上直的第二路径7到达观察区域。赋予反射器3和5的弯曲不影响从显示器1发出的光沿其传播的路径，并且图像看起来实质上位于电子显示器1的位置。
可以以多种不同的方式控制光沿路径6还是路径7传播。在对于本发明的可行实施例的进一步的详细描述中将描述这些方式的示例。
电子显示器1可以具有不同的类型，并且仍实现相同的功能。诸如液晶显示器(LCD)和投影显示器系统等空间光调制器显示器、诸如阴极射线管显示器(CRT)、等离子显示器面板(PDP)和有机发光二极管显示器(OLED)等发射显示器都是但并非专门的适于用作虚拟弯曲外观显示器的显示设备的示例。
图7示出了图6a和6b所示类型的显示器。在该实施例中，如图7所示，电子显示器1被部署在光学层的叠层以下。以下是这些连续的层。
第一吸收线偏振器9被部署在电子显示器1前面。吸收线偏振器是透射光的一种线偏振态(例如水平偏振光)并吸收正交线偏振态(例如垂直偏振光)的元件。
第一固定1/4波片10被部署在第一线偏振器9上，并在通过第一固定1/4波片的光的两个偏振态间引入了1/4周期的相差。这样的膜被取向为将输入线偏振光转换为圆偏振光或者将输入圆偏振光转换为线偏振光。虽然第一1/4波片10可以简单地包括一个适当厚度的双折射材料的膜，但这样的膜实际上对单波长执行四分之一波长功能。第一1/4波片10可以由多个双折射层形成，以提供对于可见光谱的波长范围起理想1/4波片作用的元件。这样的膜可由日本的日东电工公司、日本的三立公司或其他公司制造。
第一部分反射器3包括部分反射和部分透射镜。由于其反射大致一半的入射光并透射大致一半的入射光，第一部分镜3又被称为“50％”镜。
第一部分镜3可以通过在透明基板上涂覆诸如铝等金属薄层或通过透明电介质层覆层(又被称为电介质镜)来实现。部分反射可以通过使反射层均匀地部分透明或通过使用具有透明缝隙或孔的完全反射镜来实现。如果这些缝隙或孔小于肉眼可见的尺寸，那么所述缝隙或孔将是不可见的，并且所述镜将看起来部分反射并且部分透明。另一种可选方案是形成密度改变的部分镜，从而有助于减小由于规则图案导致的潜在的莫尔条纹。可以通过使金属层变薄或小规模地进行空间图案形成，来改变部分镜的反射率。
对于由金属层构造的镜，由于以下两个原因，使用孔或缝隙可能优于均匀部分反射器：难以精确地控制层的厚度以在均匀层中实现可再现的并且均匀的反射率；并且与在均匀部分反射镜中相比，在带有孔的镜中，反射率对偏振态的依赖可能要弱。
然而，在下述所有实施例中，第一部分反射器3可以是前述任意类型的部分镜，并且为了控制所要显示的期望弯曲图像的相对亮度，可以改变从第一部分镜3透射或反射的光的一部分。
第二1/4波片11被部署在第一部分反射器3上方。该第二1/4波片11具有与第一1/4波片10相同的光学特性。然而，1/4波片10和11两者可以被置于其快轴具有不同取向的光学系统中。
第二部分反射器5包括(“第二”)反射偏振器。反射偏振器是透射光的一种线偏振态而反射正交态的光学层。例如，这样的偏振器可以包括由Moxtek公司制造的线栅偏振器类型或由3M制造的方向性亮度增强膜(DBEF)。如果电子显示器1需要出射偏振器，反射偏振器5可以被用作出射偏振器或者可以在出射偏振器以外进一步提供反射偏振器5。
光学系统中的最终元件是第二吸收线偏振器12。该第二线偏振器12被用作出射偏振器，并且它具有与第一吸收线偏振器9相同的光学特性。此外，该第二吸收线偏振器12被用作清除偏振器，吸收可能已从反射偏振器5泄露而不是被其反射的具有错误偏振态的光。该线偏振器12还被用作减小显示器对环境光的反射。如果没有吸收偏振器12，偏振正交于反射偏振器5透射轴(transmission axis)的光将从显示器的顶端被反射。该反射光可能会干扰对显示器的观察。吸收偏振器12避免或极大地衰减这样的反射光。为了进一步衰减该环境光反射，可以在出射线偏振器12的顶端上添加抗反射覆层。在所有下述实施例中，由于其清除偏振器的作用对于显示器的良好操作并不是必要的而仅仅是推荐的，因此可以省略出射偏振器12。
至于所有下述实施例，构成弯曲外观显示器的光学系统的光学组件可以被空中接口彼此隔开，也可以通过使用具有适当折射率的元件(如胶膜或流体)借助于层间折射率匹配彼此接触。虽然为了减小系统中的菲涅耳折射从而减小潜在损耗和成像问题，折射率匹配是优选的，但根据应用的不同实际上一种配置可能优于另一种配置。如果在系统中使用空气间隙，一个或多个相邻表面上的抗反射覆层也许是人们期望的。
图8a和8b示出了显示器的操作。已作为示例给出了光的偏振态以及光学系统的大多数元件的光轴取向的细节。然而，虽然多种其他配置也是可行的，但应当理解，以下所有实施例的其他附图可能仅仅示出一种取向。
线偏振器9具有沿图面取向的透射轴15，并且第一1/4波片10具有与透射轴15成45°取向的快轴16。从电子显示器1输出的光透过线偏振器9，并被偏振为使得其电场矢量位于图面内。然后，该光被第一1/4波片10转换为左旋圆偏振光，并到达部分镜3，部分镜3向第二1/4波片11透射一半的光，并向电子显示器1反射一半的光。
如果LCD被用作电子显示器1，已对离开显示器的光进行了线偏振，并且可以省略偏振器9。一旦线偏振器9被用作入射偏振器，以上陈述将是真实的，并且可以适用于该实施例，以及以下所有其他实施例。
部分镜3对反射施加180°相位改变，使左旋圆偏振反射光改变为右旋圆偏振光。接着，由第一1/4波片10将该光转换回线偏振光，但此次线偏振光沿正交于图面的方向。接着，该线偏振光被线偏振器9吸收，并进而被其阻挡，并且被看作系统内损耗。
第二1/4波片11具有与第一1/4波片10的快轴15正交的快轴17，因此1/4波片10和11的透射是相减的。第二1/4波片11将所透射的左旋圆偏振光转换回线偏振光，其电场矢量位于图面内。在这种情况下，入射光具有与反射偏振器5所反射的光相同的偏振态，并且继而被反射回顶部1/4波片11。该线偏振光被1/4波片11转换回圆偏振光，并再次到达部分镜3。
底部1/4波片10将透射过部分镜3的那部分光转换为沿平行于图面的方向线偏振的光。该光通过线偏振器9传输回电子显示器1，并且随后被看作系统内损耗。
部分镜3所反射的光的部分因反射经历180°相位改变，引起原偏振方向的改变。在这种情况下，入射的左旋圆偏振光被改变为右旋圆偏振光。该反射右旋圆偏振光透过顶部1/4波片11，并被变回其电场矢量垂直于图面的线偏振光。反射偏振器5和线偏振器12都使其透射轴18和19的取向垂直于图面。由于入射光此时具有与透过反射偏振器5和吸收偏振器12的光相同的偏振态，它可以离开设备，从而到达观察者8。
因此传递至观察者8的唯一的光是沿上述双反射路径6传输的光。如图7以及图8a和8b所示，反射偏振器5被弯向显示器的边缘。因此，由于光传向显示器的边缘，光路变得更长。观察者8观察到看起来弯曲并且位于其真实位置以下的电子显示器1的图像。
在第一实施例以及基于相似配置的所有以下实施例中，可以以多种方式改变显示器系统的细节和配置，从而针对不同的应用来优化性能。
例如，如上所述，部分镜3大致反射50％的入射在其上的光，并大致透射50％的入射在其上的光。这导致观察者8看到的最终的弯曲图像13(如图7所示)具有的亮度大致为由电子显示器1显示的其原始亮度的1/4。虽然该1/4的亮度值是使用该实施例的系统配置可以达到的最高亮度，但应当理解，对于本发明的其他实施例，可以改变部分镜3的光学特性(反射率/透射率)，从而选择所显示图像的相对亮度。换言之，针对系统的最佳性能设计部分镜3。
不改变设备的本质特性和显示器的工作方式，对光学元件进行重新排序和重新取向也是可行的。例如，可以交换或旋转第一和第二1/4波片10和11，只要它们的快轴的取向保持相交即可。同样地，可以交换或旋转线偏振器9和12，只要它们的透射轴相交并且反射偏振器5被旋转为使其透射轴与出射偏振器12的透射轴匹配即可。
以稍有不同的方式工作的光学元件的候选取向也是可行的。第一和第二1/4波片10和11的快轴16和17可以彼此正交或者平行，只要入射偏振器9、反射偏振器5和出射偏振器12的透射轴15、18和19沿适当的方向取向，使得显示器操作不发生改变即可。
图9a和9b示出了使用光学元件的一种不同配置的另一可选实现。该实现也以与图8a和8b所示的配置稍有不同的方式运作，但显示器本身仍执行相同的功能。如图9a和9b所示，该系统使用相同的、但以相反配置重新排序了的光学组件。
线偏振器9将从电子显示器1发出的光转换为线偏振光。由于膜的透射轴18沿与下方入射偏振器9的透射轴15相同的方向取向，该光透过(“第一”)反射偏振器5。接着，光被第一1/4波片10转换为左旋圆偏振光，并到达(“第二”)部分镜3。一半的光透过出射线偏振器12并被其吸收，另一半因反射发生180°相位改变，并被转换为右旋圆偏振光。该反射光再次透过第一1/4波片10并变为线偏振光，其电场矢量垂直于图面。接着，线偏振光被反射偏振器5所反射，并在通过第一1/4波片10时被转换为右旋圆偏振光。该右旋圆偏振光到达部分镜3，并且，再一次地，一半的光被反射并返回至电子显示器1，而另一半光透过部分镜3。该透射光穿过第二1/4波片11，并被改变为具有与透过线偏振器12的光相同的偏振态。因此，光可以离开系统并到达观察者8。由于反射偏振器被弯向显示器的边缘，朝向该方向，双反射光路径6更长，并且在观察区中观察到具有弯曲外观的图像。
原理上，光学元件顺序的上述改变不影响显示器的性能，然而由于光学元件实际行为与理想行为间的偏差或由于光学元件特性对波长和/或视角的依赖性，实际上一种配置可能优于另一种配置。
图10示出了一显示器，其中，为了增强电子显示器1的被感知到的弯曲外观13，部分反射器3和5均被赋予了弯曲形状。从电子显示器1发出的光穿过如前所述的整个光学系统。再一次地，发生光学系统内的部分反射，并且光沿双反射路径6传输。然而本次，由于部分镜3和反射偏振器5均被弯向显示器的边缘并且沿相反方向，朝向显示器边缘，光路6变得更长，并且强化了显示器的弯曲的外观。
在该配置中，部分镜3和反射偏振器5被弯向显示器的边缘。应当理解的是，它们可以被弯成的形状可以随期望应用所要求的优选弯曲外观而改变。
图11a至11d示出了可选实现，但潜在的可行实现不仅仅局限于这些示例。例如，图11a示出了部分镜3和反射偏振器5均被弯向显示器边缘，但沿与图10所示相反方向的配置。在图11b中，仅使部分镜3变弯，但反射偏振器5是平的。在图11a和11b所示的配置中以及在前述实施例中，弯曲的反射沿朝着观察者平滑凸起或凹入中的至少一方向连续弯曲。
被赋予相应膜3和5中至少一个的弯曲形状可以更加复杂，而不必是弯曲的，如图11c和11d所示，分别为波浪形弯曲和棱镜形弯曲。图11c示出了具有蜿蜒的横截面的反射器，以提供平滑或连续弯曲的波浪状反射器。图11d示出了包括多个平面部分的反射器，其中，相邻部分沿边缘彼此相邻，并且对着大于0°小于180°的角。
图11a和11c还示出了两个反射器都是非平面的并具有镜像形状的反射器。这样的镜像形状关于反射器之间的中间平面对称。
被赋予相应膜3和5的弯曲的不同组合将导致显示器的感知图像13的不同外观。图12a至12d给出了看上去位于它们的真实位置以下的不同弯曲图像的少数示例。例如，图像可以看上去弯向显示器的边缘，或者可以看上去弯向显示器的中心。
具有至少一弯曲反射层的另一优势在于，由于可以获得弯曲的多种组合，可以使显示器看上去弯曲成多种不同的形状，并且潜在地位于显示器14平面的下方或前部。
然而，被赋予反射层3和5的某些弯曲配置可能导致成像问题。例如，如果反射膜中的至少一个以稍有差错的方式进行了弯曲和/或如果反射膜未被精确地部署在所需的相对位置，则可能发生诸如所显示图像发生放大或缩小等一些成像问题。为了校正这样的潜在的成像问题，如图13所示，可以将精心选择的透镜系统20部署在光学系统内。
所选择的透镜系统20可以被置于光学系统内的任何位置，并被设计为使校正受益最佳化。例如，透镜系统20可以被置于上反射偏振器5和出射线偏振器12之间，并且可以包括单个透镜、菲涅耳透镜或微透镜阵列。
借助特定示例，如图13所示，反射偏振器5可以被弯向显示器的边缘，而部分镜3基本是“平”的。在这种情况下，并且在光学系统中没有附加透镜系统20，观察者8所感知到的显示器13b的图像通常将被放大。当把适当选择的透镜系统20添加在反射偏振器5和线偏振器12之间时，对于图7所示的显示器，在光通过反射偏振器5之前显示器的操作不会改变。然而，在反射偏振器5处出现的经放大的光通过透镜系统20，透镜系统20通过调整光路纠正图像放大。利用该透镜系统20，离开该系统的光沿经校正的双反射光路径6传播，并且观察者8所感知的显示器13a的图像具有预期的弯曲外观。
图14a和14b示出了本发明的第二实施例。该实施例提供了可选地将电子显示器1用作标准2D显示器或弯曲显示器的能力。例如，这样的能力也许有利于大面积广告显示器，当显示文本信息或普通标语时，大面积广告显示器可以以2D模式如同一般的传统显示器那样工作，而当试图为特定广告视频吸引观察者注意力时，其可以通过转换至“弯曲模式”利用增强的富有美感的外观。
如图14a和14b所示，系统使用与第一实施例中所描述的相同的组件。此外，在输入线偏振器9和第一1/4波片10之间部署可开关半波(“可开关λ/2”)片21。这样的可开关半波片21可以包括液晶晶胞，液晶晶胞能够电启闭。当开启时，片21起半波片的作用，但可以禁用，就能够关闭片21从而不提供实质延迟。
半波片在通过自身的光的两个偏振态间引入半个周期的相差。如果取向正确，这样的元件当其电场矢量位于图面中的输入线偏振光转换为其电场矢量与图面正交的线偏振光，或者与此相反。
存在用于制造能够利用液晶层进行电启闭的半波片的多种已知方法。适于该应用的这样的晶胞的示例包括：TN(扭曲向列型)晶胞、VAN(垂直对齐向列型)晶胞、弗雷德里克兹晶胞、以及pi晶胞或OCB(光学波长双折射)晶胞。其他可选液晶模式可以例如包括工作于莫金区的较厚层的液晶；这具有在同轴和较高角度处提供较低偏振误差的优点，从而减小了系统中潜在的成像问题。这样的晶胞是众所周知的，并且公开与关于液晶显示器的标准参考出版物中，如Pochi Yeh和Claire Gu所作的“Optics ofLiquid Crystal Displays”(Wiley Series in Pure and Applied Optics，1999)以及Ernst Lueder所作的“Liquid Crystal Displays：Addressing Schemes andElectro-optic Effects”(Wiley-SID Series in Display Technology，2001)。
图14a示出了半波片21关闭的显示器的操作。在该操作模式下，半波片21不对输入其上的光的偏振态起作用。因此，从电子显示器1发出的光沿与第一实施例所描述的相同的双反射光路径6传播。光经历的该双反射以及反射偏振器5的弯曲方式导致光路变长，并且使显示器看起来是弯曲的位于其实际位置以下。该操作模式对应于弯曲的显示器外观模式。
图14b示出了半波片21开启的显示器的操作。从电子显示器1输出的光通过线偏振器9，并被线偏振为偏振方向位于图面中。由于半波片21处于开启状态，该线偏振光被旋转90°，从而被转换为其电场矢量与图面正交的线偏振光。接着，光被第一1/4波片10改变为右旋圆偏振光，并被部分镜3部分反射部分透射。
反射光因在部分镜3上反射经历180°相位改变，并被底部的1/4波片10从左旋圆偏振转换为其偏振方向位于图面内的线偏振。半波片21再次将该光旋转90°，从而将其改变为沿与图面正交的方向偏置的光。接着，该光被线偏振器9系统吸收，线偏振器9具有沿平行于图面的方向取向的透射轴15。
透射光通过第二1/4波片11，并由右旋圆偏振光改变为其电场矢量与图面正交的线偏振光。此时，该光具有与反射偏振器5和线偏振器12所透射的光相同的偏振态，因此它能够直接通过这两个组件，到达观察区。虽然反射偏振器5被弯向显示器的边缘，但光不经历反射并通过沿直射光路7传播到达观察者8。在与电子显示器1相同的位置观察到显示器，并且显示器看上去处于标准2D模式。
如前所述，可以改变光学元件的顺序和取向而不改变显示器工作的方式。然而，虽然原理上这些改变不会改变显示器的性能，但实际上组件时间行为与理想行为的某些偏差可能导致任意特定示例中元件的“最佳”顺序。
除了之前在第一实施例中描述的以外，可开关半波片21的其他候选顺序也是可能的，并且可以是有用的。例如，通过减少光通过可开关半波片21的次数，还可以减小其操作中任意瑕疵的影响。虽然以下全部配置都是可行的，但同部署在部分镜3和第二1/4波片11之间或第二1/4波片11和反射偏振器5之间相比，优选将可开关半波片21部署在线偏振器9和第一1/4波片10之间或第一1/4波片10和部分镜3之间。
如果液晶晶胞被用作可开关半波片21，可以通过附加一个或多个补偿膜来改进性能。例如，将视角补偿膜部署在晶胞上方和/或下方可以改进弯曲外观显示器的视角特性。
作为更详细的示例，通常当将电压施加于晶胞的液晶层上，液晶晶胞名义上被“关闭”时，可能具有一些残留延迟。作为特定示例，当晶胞被转换为提供名义上的零延迟时，已被设计为可以在零延迟和275nm延迟间改变的晶胞实际上可能显示50nm数量级的残留延迟。这样的残留延迟将在系统中引起某些可见的成像问题。这可以通过将晶胞配置为在“开启”状态具有325nm的延迟，并通过与可开关液晶晶胞相串联地提供50nm固定延迟器同时使其快轴垂直于晶胞快轴的方式而被基本移除。此时，在“开启”状态下两层的总延迟是所期望的275nm，并且消除了残留延迟从而在“关闭”状态下提供零延迟。此外，可以通过改变所施加的电压来调节两种状态下的实际延迟，从而实现所期望的或最佳性能。
为了转换决定弯曲模式和2D模式的可开关半波片21的状态，可以改变。例如，某些光学元件相对于垂直于显示器平面的轴的取向。例如，将第一1/4波片10或第二1/4波片11旋转90°导致，当半波片开启时得到弯曲图像的显示器，而当半波片关闭时得到2D图像显示器。通过将入射线偏振器9或反射偏振器5和出射线偏振器12同时旋转90°可以获得类似的效果。虽然原理上这样的旋转不影响设备的性能，但由于元件实际行为与理想行为的偏差或由于波长依赖性或视角依赖性的缘故，实际上一种取向可能优于另一种取向。
在第二实施例的另一实现中，部分透射镜3是可开关的。当显示器用于弯曲模式时，部分镜3被开启并起部分反射镜的作用，从而发生基本的双折射。然而，当显示器用于2D模式时，关闭部分透射镜，从而直接离开设备的光不受其部分透射的影响，因而可以观察到具有全部亮度的2D图像。举例而言，US06961105中公开了适当类型的电可开关镜。
如前所述，但对于所有其他实施例有效，不只反射偏振器5是可以弯曲的。根据应用，并且为了产生所期望的弯曲外观产生所期望的弯曲外观，必须弯曲反射层3和5中的至少一个，并且不必弯向显示器的边缘。
图15a和15b示出了本发明的第三实施例。在前面的实施例中尚未描述的该实施例中的唯一元件是胆甾型液晶反射器22。这是具有天然螺旋结构的液晶层，天然螺旋结构使其反射一圆偏振态而透射另一圆偏振态。这样的反射器是公知的，并且被公开于有关液晶技术的标准教科书，如前述Lueder所写的书中。这样的反射器可以被制造为，可以通过施加电场将其关闭，或者可以仅仅是固定并且不可开关的。如果令它们是不转换的，则可以通过液晶分子自身的聚合或通过伴随单体的聚合固定液晶层。
在图15a和15b所示的显示器中，第一部分反射器包括部分镜3，而第二部分反射器包括固定胆甾型液晶反射器22。该胆甾型层22是不转换的，并且被选为反射例如左旋圆偏振光并且透射右旋圆偏振光。电子显示器1被置于透射轴15平行于图面的线偏振器9的下方，并且1/4波片10被取向为其快轴16与透射轴15成45°。可以为显示器的光学元件赋予其他取向，而不改变设备的实质特性。
从电子显示器1发出的光通过入射线偏振器9，并被线偏振为其电场矢量沿平行于图面的方向取向。接着，光被1/4波片10改变为左旋圆偏振光并到达部分镜3。光的一部分透过部分镜3，而另一部分被反射至电子显示器1。反射光因在部分镜3上反射经历180°的相位改变，然后被改变为右旋圆偏振光，右旋圆偏振光被1/4波片10转换为其电场矢量垂直于图面的线偏振光，并且被线偏振器9所吸收。透过部分镜3的左旋圆偏振光被固定胆甾型液晶反射器22反射，并回到部分镜3上。再次地，该光的一部分透过部分镜3，并被1/4波片10转换为其电场矢量位于图面中的线偏振光，并透过线偏振器9回到电子显示器1中。部分镜3所反射的那部分光的偏振态经历180°的相位改变。因此，剩余的光被右旋圆偏振，并且可以沿观察区方向通过固定胆甾型液晶反射器22。
由于部分镜3被弯向显示器的边缘，朝向该方向，到达观察者8的光所遵循的双反射光路径6也更长。显示器的图像看上去是弯曲的并且位于其真实位置以下。
为了向显示器提供附加的2D模式并实现在标准2D模式和弯曲外观模式间的转换，可以将在第二实施例中描述的类型的可开关液晶晶胞添加至光学系统。例如，可以将可开关半波片21部署在线偏振器9和固定胆甾型液晶反射器22间的任何位置。
图16a和16b所示的显示器与图15a和15b所示的显示器的不同之处在于，胆甾型液晶反射器22是可开关类型的。当没有对其施加电场时，其被“开启”，并且起固定胆甾型液晶反射器的作用；例如反射左旋圆偏振光并透射右旋圆偏振光。然而，可以通过施加电场来禁用胆甾型反射器，使它对光不产生影响，并且不论其偏振态如何都将其透射。通过使用可开关胆甾型液晶反射器，提供了在2D模式和弯曲外观模式间进行转换的可能，而无需前述附加的可开关半波片。
在弯曲外观模式下，如图16a所示，开启胆甾型液晶反射器。胆甾型液晶反射器反射左旋圆偏振光并透射右旋圆偏振光。
从电子显示器1发出的光通过入射线偏振器9，并且被线偏振为其电场矢量沿图面取向。接着，在该光到达部分镜3前，被1/4波片10转换为左旋圆偏振光。在因在部分镜3上的反射经历180°相位改变后，光的一部分被反射至1/4波片10，因而被转换为右旋圆偏振光。1/4波片10将该反射光改变为其矢量垂直于图面的线偏振光，并且该光被入射线偏振器9吸收。透过部分镜3到达胆甾型液晶反射器22的光被左旋圆偏振，因而胆甾型液晶反射器22将其反射而不对其偏振态进行任何实质改变。该剩余的光到达部分镜3，并被部分反射部分透射。由于透射部分具有与线偏振器9所透射的相同的偏振态，透射部分被1/4波片10转换为其电场矢量平行于图面的线偏振光，并回到电子显示器1中。光的反射部分的偏振态经历180°相位改变，因而变为右旋圆偏振的。因此，透过胆甾型液晶反射器22到达观察区。观察者8唯一可用的光沿双反射光路径6传播，并且由于部分镜3被弯向显示器的边缘，朝向该方向光路更长，并且观察者8观察到看起来弯曲并且位于其真实位置以下的显示器的图像。
在标准2D模式下，如图16b所示，通过施加电场关闭胆甾型液晶反射器22。从电子显示器1发出的光在到达部分镜3前通过线偏振器9和1/4波片10。如前所述，光的一部分在系统中反射并被损耗，而另一部分被传输至胆甾型液晶反射器22，胆甾型液晶反射器22处于关闭状态无论光的偏振态如何都将其透射。因此，光离开光学系统并经由直的光路7到达观察者8。虽然部分镜3被弯向显示器的边缘，但由于光实质上是从电子显示器1的图像产生平面的实际位置发出的，因此不发生系统内反射，并且以其标准2D模式感知所显示的图像。
输出圆偏振光的显示设备可能遭遇对比度减小的问题。为了校正这种局限，可以在胆甾型液晶反射器22的顶部添加第二1/4波片11和出射线偏振器12，胆甾型液晶反射器22是固定或可开关类型的，以将圆偏振光转换为线偏振光。图17a和17b示出了该可替换实现的示例。第二1/4波片11被取向为使其快轴17与第一1/4波片10的快轴16正交，并且出射线偏振器12使其透射轴19垂直于图面。虽然原理上向光学系统添加这两种组件11和12可以改进显示器的性能，但在任意应用示例中，一种配置可能优于另一种配置。
图15a至17b示出了其中部分镜3被弯向显示器边缘的弯曲外观显示器。还可以通过改变胆甾型液晶反射器22而不是部分镜3的形状来获得相同的弯曲的外观效果。正如本发明所有实施例的情形那样，根据应用并且为了产生所期望的弯曲外观，必须弯曲反射层中的至少一个，并且不必弯向显示器的边缘。
使用部分反射器导致较大的系统内亮度损失。理论上，如果与线偏振器9组合的电子显示器1的亮度是100％，那么由于设备工作方式的缘故，在第一实施例中描述的设备的亮度仅仅是25％。
图18a和18b示出了本发明的第四实施例，并且本发明的第四实施例包括可以对光的利用效率提供实质改进的设备，因此实质性地增加弯曲外观显示器的整体亮度。
在该实施例中描述的显示器与前述显示器的区别在于：位于电子显示器1前面的光学配置包括两个反射偏振器23和5，两者之间部署了固定法拉第旋光器24。入射线偏振器9被部署在反射偏振器23下方，并且出射线偏振器12被部署在反射偏振器5上方。例如，线偏振器9和反射偏振器23的透射轴15和25彼此平行，并沿图面取向，而反射偏振器5和线偏振器12的透射轴18和19彼此平行，并且相对于透射轴15和25成-45°取向。当光沿任意方向通过旋光器24时，法拉第旋光器将线偏振光的偏振旋转+45°。
对于系统的良好操作，线偏振器9和12不是必须的，并且它们的存在不改变系统的本质属性。例如，显示器的另一实现可以省略这两个吸收偏振器9和12或其中的任意一个，而仍完成相同的功能。原理上，这些变型不改变显示器的性能，但实际上一种配置可能优于另一种配置。
法拉第旋光器24包括由某种材料形成的层，该材料将通过的光的偏振态旋转与施加于所述层上的磁场成正比的角度。这样的设备的操作原理是公知的，并且被描述于标准参考课本，例如E.Hecht和A.Zajac所写的Optics(第四版，Addison Wesley，2003)中。
法拉第旋光器和旋转光的偏振态的其他元件间的重要差别是法拉第旋光器是非互易的。换言之，如果光束通过法拉第旋光器被发送至镜上，然后通过法拉第旋光器返回，则其偏振总的被旋转2θ，其中，θ是通过法拉第旋光器一次所引起的旋转角度。这与诸如手性液晶之类的光学有源材料相反，在手性液晶中在两次通过材料一次反射后得到的最终结果在偏振态方面将不改变。
如图18a和18b所示，从电子显示器1发出的光通过入射线偏振器9，并被线偏振为使其电场矢量位于图面中。线偏振器9以及下部反射偏振器23的透射轴15和25也被取向为与图面平行，使得光到达固定法拉第旋光器24。接着，法拉第元件24将偏振面旋转+45°，使光从上部反射偏振器5被反射。在第二次通过法拉第旋光器24时，反射光的偏振面被再次旋转+45°，因而出射时其电场矢量垂直于图面，从而接着该光被下部反射偏振器23反射，并再次通过法拉第旋光器24，法拉第旋光器24将又将偏振面旋转+45°，使得剩余光的电场矢量取向为-45°。最终，光透过上部反射偏振器5和出射线偏振器12。
因此到达观察者8的光沿双反射光路径6传播。由于反射偏振器23和5都被弯向显示器的边缘，朝向该方向，双反射光路径6更长，并且观察者8看到具有弯曲外观的显示器。
如前所述，可以通过在光学系统内引入可开关半波片21，将上述显示器制成可以在弯曲外观模式和标准2D模式间转换。图19a和19b示出了这样的可选实现的示例。
作为示例，可开关半波片被部署在法拉第旋光器24和上部反射偏振器5之间。然而，它可以被置于下部反射偏振器23和法拉第旋光器24之间，并仍将实现相同的功能。当被开启时，半波片21具有垂直于下部反射偏振器23的透射轴25的快轴26。
图19a示出了显示器在其弯曲外观模式下的操作。半波片21被关闭，并且实质上对通过它的光不起作用。因此，显示器以类似于图18a和18b的方式工作。光沿双反射路径6传播，并且观察者8观察到具有弯曲外观的图像。
图19b示出了标准2D模式下的操作。在该模式下，半波片21开启。电场矢量沿图面取向的、从下部反射偏振器23发出的光通过法拉第旋光器24，法拉第旋光器24对偏振面进行选择使得电场矢量取向为+45°。半波片21进一步将偏振面旋转90°，使得从半波片21发出的光具有取向为-45°的电场矢量。该光透过上部反射偏振器5和出射线偏振器12，传输至观察区。因此，到达观察者8的光沿直的光路7传播，并且在电子显示器1平面中，所显示的图像被观察为标准2D-图像。
该配置的优势在于：它在任意操作模式下提供基本上完全亮度的图像。实际上，由于光通过或被各种光学元件反射，将发生一些损耗。然而，由于光学元件的预期操作的缘故，不发生衰减。
图20a和20b示出了本发明的第五实施例。这些图还示出了对设备的修改，该修改可以对光的利用效率提供实质的改进，因此实质性地增加弯曲外观显示器的整体亮度。
来源于该实施例的显示器与前述实施例的不同之处在于：被部署在电子显示器1前方的光学结构包括：作为部分反射器的两个反射偏振器23和5、以及可开关方向性半波(λ/2)延迟器27。反射偏振器23和5被配置为透射电场矢量沿图面取向的光，并反射正交偏振态。可开关方向性延迟器27可以在“关闭”状态和“开启”状态间转换，在“关闭”状态下，其实质上不对通过它的光的偏振产生作用。举例而言，这样的元件可以包括可开关液晶晶胞，在“开启”状态下，可开关液晶晶胞对沿与显示器平面法线成+30°的方向传播的光起半波片的作用。方向性延迟器27实质上不对以其他角度特别是沿与显示器平面法线成-30°传输的光线的偏振起作用。专利GB2405516公开了可以如何使用液晶材料构造这样的方向相关波片以及它们是如何工作的细节。使用这样的可开关方向性半波延迟器27使得在以所有角度观察到的2D模式和仅仅以接近于+30°的角度观察到的弯曲模式间进行转换成为可能。
如在前述实施例中一样，入射线偏振器9被部署在反射偏振器23下方，出射线偏振器12被部署在反射偏振器5上方。例如，线偏振器9和反射偏振器23的透射轴15和25彼此平行，并沿图面取向，反射偏振器5和线偏振器12的透射轴18和19也是如此。对于系统的良好操作，线偏振器9和12都不是必须的，并且它们的存在不改变系统的本质属性。例如，显示器的另一实现可以省略吸收偏振器9和12或其中的任意一个，而仍完成相同的功能。原理上，这些变型不改变显示器的性能，但实际上一种配置可能优于另一种配置。
图20a和20b示出了显示器在方向性延迟器27开启的弯曲外观模式下的操作。观察条件必须是观察者以接近于+30°的角度观察显示器。从电子显示器1发出的光被线偏振器9线偏振。光被偏振为其电场矢量位于图面内，并通过反射偏振器23。
如在图20a中由光路6在右侧示出的那样，当考虑角度接近于+30°的光束时，方向性半波延迟器27将通过其自身的光的偏振旋转90°，使得电场矢量变为垂直于图面。接着，该光从上部反射偏振器5被反射，并以与法线平面成接近于-30°的角度向下传回电子显示器1。因此，其偏振态不受方向性半波延迟器27的影响，并且接着再次被下部反射偏振器23反射。光以+30°角传回观察者8，其偏振面再次被方向性半波延迟器27旋转，因而能够通过上部反射偏振器5和出射线偏振器12。结果光以+30°的角度从显示器发向观察者8。由于双反射光路径6和被赋予反射偏振器23的弯曲形状的缘故，朝向显示器的边缘光路更长，并且所观察到的显示器具有弯曲的外观。
对于当方向性延迟器27开启时以+30°以外的角度从电子显示器1发出的光，以及当方向性延迟器27关闭时以所有角度发出的光，观察到在其标准2D模式下的图像。如针对图20a中间和左侧的光路示出的那样，方向性半波延迟器27对通过其自身的光的偏振态不起作用。因此，从电子显示器1发出并通过线偏振器9和下部反射偏振器23的光也通过上部反射偏振器5和线偏振器12。因此，光直接通过整个系统而不被反射，并且虽然下部反射偏振器23被弯向显示器的边缘，但观察者8看到的显示器的图像是标准平面2D-图像。
如前述实施例中一样，该第五实施例的优势在于，它也以基本完全的亮度工作。光不因各种光学元件的操作受损失，因此在弯曲外观模式和2D模式下所显示的图像相对较亮。实际上，由于光通过或被各种光学元件反射，将发生一些损耗。然而，由于光学元件的预期操作(如在第一实施例中描述的部分透射镜的内在特性)的缘故，不发生衰减。
图21示出了本发明的第六实施例。在某些实施例获得显示器的弯曲外观的方式的缺陷在于，使用了在系统内产生较大亮度损失的部分反射器。理论上，如果与线偏振器9组合的电子显示器1的亮度是100％，那么由于设备工作的基本方式的缘故，在第一实施例中描述的设备的亮度仅仅是25％。
该第六实施例示出于对设备的修改，此修改可以对光的利用效率提供实质的改进，因此实质性地增加弯曲外观显示器的整体亮度。在该实施例中，将透镜阵列28与输出准直光1的显示器和高反射的带图案镜29结合使用。带图案镜29被设计为主要以小透明区反射。带图案镜29被设计为基本位于透镜阵列的焦平面中。
如图21所示，来自电子显示器1的相对准直的光基本垂直于图像平面，并在到达透镜阵列28前通过线偏振器9。阵列中的透镜被设计为将通过带图案镜29的透明区域的光聚焦。因此，该系统对通过带图案镜29的光产生高透射。从反射偏振器5反射的光入射在带图案镜29上。由于带图案镜29主要是反射的，因此可以实现高反射率。
系统的其余部分以类似于前述实施例的方法工作。由于光在系统内的双反射和被赋予至少一个反射层的弯曲形状，产生具有弯曲外观的图像。
就被用作电子显示器1的LCD而言，已对离开显示器的光进行了线偏振，因而可以从系统中省去偏振器9。假设来自电子显示器1的准直光以90％的效率透过带图案镜29，并以90％的效率从同一带图案镜29被反射，那么弯曲图像的亮度将从25％增至80％。
阵列元件28的透镜可以是球状会聚透镜或圆柱形会聚透镜。然而，透镜的光学参数被选择为，使得来自电子显示器1的输入准直光通过带图案镜29中的孔聚焦。例如，透镜阵列28可以包括圆柱形或方形透镜。最重要的是，透镜系统28被设计为对通过带图案镜29孔径的光进行聚焦。
为了根据应用产生所期望的弯曲外观，显示器可以以前述任一方式工作，比如使至少一个反射层弯曲，并且不一定弯向显示器的边缘。再次地，为了实现在标准2D-图像和弯曲外观图像间的转换，可以在光学系统中引入可开关半波片21，并且光学元件的某些重新排序和重新取向也是可行的，不会改变设备的本质属性。
图22示出了本发明的第七实施例，其中，显示器是与在前述实施例中所描述的同一大类的显示器，但提供随时间变化的弯曲图像。反射层3和5至少之一具有可控的可变形状。例如，在时刻to反射层3和5中的至少一个可以被弯向显示器的边缘，并在时刻tn被弯向相反的方向。反射膜3和5随时间的振荡可通过压电制动器或被粘贴在反射层上并对其施加适当电场的压电膜来控制。
在该实施例的特定示例中，被赋予反射偏振器5的弯曲形状可以如图22所示随时间改变。受控振荡可以是，反射偏振器5迅速从位置1(具有时刻t0时的弯曲1)振荡至位置2(具有时刻tn时的弯曲2)，两位置不同并且描述了不同的弯曲形状，因此在中间时刻提供中间位置和弯曲。
例如，对于通过随时间改变所显示图像的弯曲外观的有美感的广告显示器的有美感的外观而言，以这种方式工作的显示器可能是令人感兴趣的。例如，显示器弯曲外观的缓慢运动可能是一种重要的引人注目的效果。
图23a和23b示出了本发明的第八实施例。该显示器与前述实施例的不同之处在于，前部线偏振器12也以特定形状弯曲。该变型既不改变显示器的工作方式也不改变它的性能，但对显示器自身提供更强的美感。
图23a和23b示出了虚拟弯曲的外观显示器，其中，部分镜3是平的并且平行于电子显示器1平面，而反射偏振器5弯向显示器的边缘。这样的配置对观察者8产生看上去突起并且位于其真实位置下方的显示器的图像。
如图23a所示，例如，可以沿与反射偏振器5相反的方向(即以观察者8看到的凸起方式)弯曲前部线偏振器12。在这种情况下，所感知到的显示器的图像13和显示器30的正表面将遵循相同的弯曲形状。然而，弯曲图像不会被显示在线偏振器12的平面内。对于例如汽车应用尤其是需要显示器服从汽车内部曲线的仪表板显示器而言，可能期望得到这样的感知效果。
图23b所示的另一示例包括显示器，其中前部线偏振器12具有与反射偏振器5相同的弯曲。这样的结构产生沿相反方向弯曲的显示器的感知图像13和显示器30的正表面。对于观察者8而言这样的感知效果是不平常并且令人吃惊的，因此可以作为增强的吸引眼球的效果应用于广告显示器中。
图24示出了本发明的第九实施例，其中，该显示器与在第一实施例中描述的显示器属于同一大类，但其中将图8a和8b中的10和11的四分之一波长功能和3的部分镜功能集成于单个集成晶胞35中。
带图案镜29被设计为部分透射通过小的透明区部分的光，并部分反射入射在反射率相对较高的区域上的光。为了避免边缘问题并使其上的液晶层对其，对带图案镜29的设计进行优化。
如图24所示，带图案镜29被部署在底部基板31和顶部基板33之间，底部基板31和顶部基板33可以是玻璃或塑料基板。接着，在带图案镜29的反射率相对较高的所有区域上部署带图案的四分之一波长延迟器34，而在带图案镜29的所有透明区域上部署透明材料块32。例如，带图案的四分之一波长延迟器34可以是固定液晶层，并且晶胞内的每个透明材料块32可以是其高度使得液晶区域的厚度与1/4波片相对应的聚合物壁。
从电子显示器1发出的光通过入射线偏振器9，并被偏振为使其电场矢量位于图面中。光的一部分到达带图案镜29的反射区，并被反射回电子显示器1，而另一部透过带图案镜29的透明区域并透过透明材料块32。接着，透射光被反射偏振器5反射回至该集成晶胞35。该反射光的一部分直接通过晶胞35的透明区域，并在系统中损耗。另一部分第一次通过带图案的四分之一波长延迟器34，带图案的四分之一波长延迟器34将光从线偏振转换为左旋圆偏振。接着，光被带图案镜29反射，带图案镜29对其偏振态施加180°相位改变，并将其转换为右旋圆偏振光。该光通过带图案的四分之一波长延迟器34返回，离开晶胞35，并且其偏振态的取向垂直于图面。接着，该光透过反射偏振器5和出射线偏振器12并到达观察者8。
对于前述实施例，双反射光路径6和被赋予反射偏振器5的弯曲形状产生了对于观察者8看起来弯曲的显示器图像。
利用这样的集成晶胞35具有减少系统内光学组件数量的优势，因而可以对制造成本产生影响。它还减少了光必须通过延迟器的次数，从而可以有助于减少由于偏振误差导致的潜在的成像问题。
为了实现在标准2D模式和弯曲外观模式间的转换，图25示出了本发明第九实施例的可选实现。这种配置使用稍稍改变了的集成晶胞35的结构。在这种情况下，用带图案的可开关半波延迟器36替换图24中的透明材料区域，并且透明材料块32被部署在带图案镜29的反射区域的下方。
在图右侧所示的弯曲外观模式下，关闭半波延迟器区域32，并且光沿与之前针对图24描述的相同的双反射光路径6传播。
在图左侧所示的标准2D模式下，开启半波延迟器区域32。其电场矢量与图面平行的、从线偏振器9发出的光被旋转90°，并被转换为其电场矢量与图面垂直的线偏振光。光的该偏振态透过反射偏振器5和线偏振器12，因而能够离开系统。观察者8看到光沿直射光路7传播，并且所显示的图像被感知为实质上是从电子显示器1的图像产生平面的实际位置发出的。因此在观察区中观察到标准2D-图像。
可以用多种方式制造诸如图24所示的延迟器34和图25所示的延迟器36等带图案延迟器，图26a至26d示出了这些带图案延迟器中的若干形式。
例如，如图26a所示，可以在不需要提供延迟功能的区域中破坏到延迟器功能。虽然图26a涉及四分之一波长延迟器，但可以对半波或其他延迟器使用相同的原理。因此诸如37等区域保持它们的延迟器功能，而诸如38等区域通过例如暴露于紫外线辐射(UV)的方式使其延迟器功能被破坏。因此，在透明基板39上形成初始均匀的延迟层，然而通过适当的掩膜暴露于紫外线辐射下，以提供带图案延迟器。作为可选方案，可以按图26b所示的那样移除不需要延迟器功能的区域。移除延迟器材料的方法示例包括：蚀刻、光刻显影、以及激光切削。
带图案延迟器还可以用液晶材料形成，并且图26c示出了第一示例。带图案延迟器形成于透明基板39之间，并且包括与透明树脂或光致抗蚀剂条41相交织或交替的液晶材料条40。为了使双折射轴沿所期望的方向对齐，为透明基板39的端面提供适当的对齐层。这样的对齐层(未示出)可以是任意适当的类型，并且可以通过已知的对齐层摩擦工艺或任意其他适当的技术来提供对齐方向。
如果需要带图案延迟器来旋转光的线偏振电场矢量，可以使用偏振旋转配置来代替延迟器。例如，液晶材料40和相邻对齐层可以比被配置为提供扭曲向列型晶胞，以提供90°的偏振旋转或任意其他期望旋转角度的偏振旋转。
对于图25中的带图案的半波延迟器36，可能需要带图案层可以在使偏振态旋转的模式和不改变偏振态的模式间转换。在这种情况下，如图26d所示，为透明基板39提供带图案的透明电极42，带图案的透明电极42由例如铟锡氧化物形成。在电极上形成的对齐层间提供液晶层40。该设备所使用的液晶模式为：当没有电压被施加在带图案电极42之间时，液晶晶胞起带图案的半波或其他延迟器的作用。当在电极间施加电压时，与带图案电极相邻的液晶分子基本垂直于液晶层平面对齐，使得这些区域基本不存在延迟。
如果使用液晶材料提供无需转换能力的带图案延迟器(如图24中的带图案的四分之一波长延迟器34)，液晶材料在制造期间可以是固定的，从而无需对液晶材料施加电场。例如，液晶材料可以包括诸如由Merck制造的反应型液晶。这样的材料可以在制造过程中聚合，从而降低液晶晶胞对湿度、温度和机械损伤的敏感度。
图27a和27b示出了本发明的第十实施例。该实施例涉及弯曲外观显示器的另一种应用，该应用对观察者8产生浸入感。例如，当观察者8站得离具有虚拟弯曲外观43的大面积显示器足够近使得所显示的图像基本覆盖观察者的视野44，并且当弯曲外观显示器被设计为产生看上去弯入显示器14面板的感知弯曲图像13时(仍如图12b所示)，那么当观看显示器43时，观察者8可能感觉到强烈的浸入感。
在所有前述实施例中，可能发生某些成像问题，并且这些成像问题干扰由显示器产生的弯曲图像的外观。
例如，观察者8可能上下移动而正确地感知所显示的图像。然而，观察者的侧向移动可能导致成像问题，从而破坏弯曲外观效果。某些意在沿“双反射”路径6传播的光可能经由直射光路7直接漏出光学系统，并搞乱所显示图像的弯曲外观。这样的泄漏导致成像问题(称为串扰)，应减少串扰以使观察者8基本察觉不到串扰。这样的串扰可能发生的主要原因在于，在系统中使用的偏振操控光学元件通常是不理想的，特别地不是离轴的。例如，线和反射偏振器同透射一些“错误偏振”，延迟器具有依赖于取向、波长和加工条件的行为，并且液晶元件通常不仅仅透射具有正确偏振态的光。
校正此类串扰的一种可能的方法是通过操纵所要显示的原始图像数据。例如，如果通过直射光路7泄露的光的百分比较小，并且对于每种原色分量是已知的，则可以对图像数据值应用校正功能，使得在平面中形成的不希望看到的图像变弱并几乎无法被观察者8察觉到。根据所需的校正等级，该校正功能可以是线性类型的或非线性类型的。然而，这样的串扰校正方法的缺陷在于显示器的图像质量可能恶化。
如前所述，偏振操纵光学元件(如反射偏振器5)并不是理想的，并且可能显示出糟糕的离轴光学性能。如图28a所示，当受到弯曲时，即使同轴传入光47也可能以某一角度到达反射偏振器5，从而引起串扰。如图28b所示，可以通过使用设计好的位于反射偏振器5各侧的棱镜膜45和46，来减小起源于此的串扰，所述棱镜膜改变了光通过弯曲反射偏振器5的光的方向。这些棱镜膜可以被设计为具有不同的或变化的顶角，并且可以在它们的棱镜侧之一上对棱镜膜进行金属化，以提供光的循环和均匀性。第一棱镜膜45用于将同轴传入光47重定向为基本或接近于垂直入射在其被弯曲的区域中的反射偏振器5上，并且第二棱镜膜46将光重定向为以与入射光47基本相同的方向(即同轴)离开系统。通过添加这两个优化棱镜膜45和46，反射偏振器5对同轴光起作用，就好像它是理想平面或者至少更为平面的，从而减小了同轴成像问题。系统的其余部分按前述方式工作。由于光在系统中的双反射以及被赋予至少一个反射层的弯曲形状，产生了具有弯曲外观的图像。
虚拟弯曲外观显示技术可能发生的成像问题的另一示例涉及部分反射器的弯曲形状。如之前在第一实施例中所述的那样，被赋予反射层3和5的某些弯曲配置可能导致对所显示图像的放大或缩小问题。对这类成像问题的校正可以通过改变光学系统的硬件来实现，例如添加图13所示的透镜系统。然而，更简单的方法可以基于软件实现。
还可以以多种方式应用在由软件控制的图像图处理器中对图像弯曲或失真进行校正。以下是两个示例。
在第一示例中，利用对失真的了解获得描述图像弯曲的函数，理想情况下，以在输出图像表面上的“x”和“y”坐标为参数。为了避免校正图像中的“空洞”(即未从失真原始图像映射得到的像素)，对输出上的每个像素应用该过程。利用描述失真的函数提供源图像上的位置，以针对每个输出像素进行采样。该可能涉及对所指示的源像素附近的多个像素进行采样，以保持图像质量。接着，按常规方式显示输出图像。
在第二示例中，利用对失真或引起失真的表面的了解来创建代表失真的3D对象。可以使用计算机图形硬件中的纹理映射使输入图像扭曲至表面上，使得当被正确投影在显示器上时，图像看起来没有失真。可以通过投影源图像来实现所述扭曲，从观察显示器的人的角度来看就好像扭曲至代表失真的表面上。
从而，可以通过重新映射图像像素至少部分地校正第一和第二反射器3、5中所述或每个非平面反射器引起的图像失真。
由于显示器操作的基本方式，在前述大多数实施例中的弯曲外观显示器受到亮度限制。理论上，如果与线偏振器9组合的电子显示器1的亮度是100％，那么由于设备工作方式的缘故，在第一实施例中描述的设备的亮度仅仅是25％。为了有助于补偿该亮度问题，通过元件修改原始图像可能是有用的。
有助于校正这类亮度问题的一种可行方法是通过操纵被提供给显示器的原始图像数据。可以对图像或图像序列至少一部分的图像数据值应用根据所需校正等级的线性类型的或非线性类型的校正功能。例如，可以使用调整原始图像中伽马值的图像处理技术来提高弯曲外观显示器的表观亮度。伽马值描述了图像中灰度级数据和被施加于显示器的实际电压进而最终显示的亮度间的对应关系。因此，可以例如通过提高伽马值来提高中间灰度级的显示亮度，反之纯黑和/或纯白的级别保持不变。总体效果是提高了图像的表观亮度。然而，这样的表观亮度增加的可能的缺陷在于较大的校正可能导致显示器原始图像质量的恶化。
另一种有助于补偿该亮度问题的技术方案可以由硬件实现。由于诸如前述潜在的成像问题，与标准显示器相比，弯曲外观显示器的水平和/或垂直视角可能减小了。因此，亮度增加方法可以利用这些视角限制。例如，可以通过在基面板显示器的照明系统中引入单亮度增强膜(BEF)或交叉BEF来实现亮度增加。这样的BEF可用3M购得。这将把离轴光的大部分重定向至同轴方向，从而减小在不必要的水平和/或垂直视窗中的亮度，因而使得当同轴观察时整个显示器看上去较亮，而当离轴观察时，看上去较暗。显示器的其余部分可以按前述方式中的任一方式工作，如使至少一反射层弯曲，并且不一定向显示器的边缘弯曲，以根据应用产生期望的弯曲外观。
就本发明的所有实施例而言，根据应用并为了将现有的平板显示器修改为弯曲外观显示器，可以就构成弯曲外观显示器的光学系统的光学组件作为基面板的外壳直接固定在基面板上，或者可以将其配置在作为可移除的显示器附件的分离单元中。可移除附件配置具有多种优势，例如使用灵活，可以适配不同显示器，以及使得无需改变原始的基面板。然而，实际上，根据应用，一种配置可以优于另一种配置。
弯曲外观显示器可以有利地同触摸板相结合，以提供附加的交互功能。这可以利用安装在显示系统前端的任何类型的触摸板(例如阻性的或容性的)。可选地，优选使用投射电容式触摸板。由于这种类型的触摸板检测手指的靠近，并且不需要直接接触，因此如果需要可以将其安装在用于弯曲外观系统的某些光学膜以下。
为了更全面的理解本发明的实质以及优势，应当参考结合附图详细描述。
虽然本发明是如此描述的，但是显而易见，同一方式可以用多种方式来改变。这样的变型不应被看作背离于本发明的精神和范围，并且所有对于所属领域技术人员显而易见的这样的修改都意在包含于以下权利要求的范围内。

Claims (42)

1.一种用于将平面图像转换为非平面图像的光学系统，所述光学系统包括分隔开的第一和第二部分反射器，至少一个部分反射器是非平面的，并且为入射在所述第一反射器上的第一光提供第一光路，所述第一光路包括：通过第一反射器至少部分透射至第二反射器，从第二反射器至少部分反射至第一反射器，从第一反射器至少部分反射至第二反射器，以及至少部分透过第二反射器，所述光学系统实质上被配置为，避免在第一和第二反射器反射期间未被反射的第一光从第二反射器出射，其中第一次入射在第二部分反射器上的光不离开光学系统。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述光学系统被配置为：在第一光沿第一路径传播期间，改变第一光的偏振。
3.如权利要求2所述的系统，其中，所述光学系统被配置为：在第一光沿入射在第二反射器上和从第一反射器反射间的第一路径传播期间，改变第一光的偏振。
4.如前述任一权利要求所述的系统，其中，所述光学系统能够转换至平面图像模式，以提供与第一路径不同的第二光路。
5.如权利要求4所述的系统，其中，所述第二光路包括：通过第一反射器至少部分透射至第二反射器，以及至少部分透过第二反射器。
6.如权利要求5所述的系统，其中，所述光学系统实质上被配置为：避免在平面图像模式下未透射过第二反射器的第二光从第二反射器出射。
7.如前述任一权利要求所述的系统，包括：透镜结构，用于至少部分校正由所述第一和第二反射器或所述第一和第二反射器中的每个非平面反射器引起的图像失真。
8.如前述任一权利要求所述的系统，其中，第一和第二反射器中的至少一个是沿至少一个方向连续弯曲的，以产生凸起或凹入的图像。
9.如权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，第一和第二反射器中的至少一个包括：多个平面部分，其中，相邻的平面部分沿边缘彼此相邻，并且对着大于0°小于180°的角。
10.如权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，第一和第二反射器中的至少一个具有蜿蜒的横截面。
11.如前述任一权利要求所述的系统，其中，第一和第二反射器都是非平面的。
12.如权利要求11所述的系统，其中，第一和第二反射器具有镜像形状。
13.如前述任一权利要求所述的系统，包括至少一个1/4波片。
14.如权利要求13所述的系统，其中，所述1/4波片或1/4波片中的第二个被部署在第一和第二反射器间。
15.如权利要求13或14所述的系统，其中，所述1/4波片或1/4波片中的第一个被部署在与第二反射器相对的第一反射器侧。
16.如前述任一权利要求所述的系统，其中，所述第一反射器包括第一部分镜。
17.如权利要求16所述的系统，其中，所述第一部分镜包括与会聚透镜阵列相关的带图案镜。
18.如权利要求1至15中任一项所述的系统，其中，所述第一反射器包括第一反射偏振器。
19.如前述任一权利要求所述的系统，其中，所述第二反射器包括第二反射偏振器。
20.如权利要求19所述的系统，其中，所述第二反射偏振器包括胆甾型液晶反射器。
21.如权利要求20所述的系统，其中，所述胆甾型液晶反射器是可禁用的。
22.如权利要求19至21中任一项所述的系统，其中，所述第二反射偏振器是非平面的，并且所述系统包括：第一棱镜，被配置为将来自第一部分反射器的光重定向为基本垂直入射在第二反射偏振器上。
23.如权利要求22所述的系统，包括第二棱镜膜，被配置为将来自第二反射偏振器的光重定向为入射在第一棱镜膜上的光的方向。
24.如权利要求1至18中任一项所述的系统，其中，所述第二反射器包括第二部分镜。
25.如前述任一权利要求所述的系统，包括半波片。
26.如权利要求25所述的系统，其中，所述半波片是可禁用的。
27.如权利要求25或26所述的系统，其中，所述半波片是方向性半波片。
28.如前述任一权利要求所述的系统，包括法拉第旋光器。
29.如权利要求所述的系统28，其中，所述法拉第旋光器被配置为提供45°的偏振旋转。
30.如前述任一权利要求所述的系统，其中，第一和第二反射器中的至少一个具有可控的可变形状。
31.如前述任一权利要求所述的系统，包括输入线偏振器。
32.如前述任一权利要求所述的系统，包括输出线偏振器。
33.一种显示器，包括：显示设备，用于在所述设备的图像显示器表面处以图像或图像序列对第一光进行调制；以及光学系统，用于改变显示器表面上的感知图像深度。
34.如权利要求33所述的显示器，其中，如权利要求1至32中任一项所述的系统和第一反射器被部署在所述设备和第二反射器之间。
35.如权利要求33或34所述的显示器，其中，所述显示器表面是基本平面的。
36.如权利要求33至35中任一项所述的显示器，其中，所述设备包括液晶设备、投影显示设备、有机发光二极管设备、等离子发光设备和阴极射线管之一。
37.如权利要求33至36中任一项所述的显示器，包括仪表显示器、广告显示器、浸入式显示器和娱乐显示器中的至少一种。
38.如权利要求33至37中任一项所述的显示器，包括：图像处理器，用于重新映射图像像素，以至少部分校正由所述第一和第二反射器或所述第一和第二反射器中的每个非平面反射器引起的图像失真。
39.如权利要求33至38中任一项所述的显示器，包括：图像处理器，用于对图像像素的颜色通道进行重新映射，以至少部分校正沿非期望光路离开光学系统的光。
40.如权利要求33至39中任一项所述的显示器，包括：图像处理器，用于操纵图像像素的灰度级，以至少部分增强图像的至少一部分的表观亮度。
41.如权利要求33至40中任一项所述的显示器，其中，所述光学系统包括附着至所述设备的可移除附件。
42.如权利要求33至41中任一项所述的显示器，包括触摸板。
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