CN106910426A - 视力矫正显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及视力矫正显示器。一种用于生成具有与图像像素的实际深度不同的图像像素的感知深度的图像的显示器，包括：微透镜阵列，该微透镜阵列具有沿着第一方向的第一间距；在该微透镜阵列下面的多个光源阵列102，光源阵列102具有沿着第一方向的第二间距，第二间距不同于第一间距；用于寻址该多个光源阵列102的装置。每一光源阵列102对应于一个感知图像像素，并且阵列中的每一光源102存在于不同的微透镜下面。用于寻址这些光源阵列102的装置被适配用于一致地寻址一个光源阵列中的每一光源102。

Description

视力矫正显示器
技术领域
本发明涉及电子显示器，并且更具体地涉及提供某水平的视力矫正的电子显示器。
背景技术
在我们的社会，越来越大数量的人遭受恶化的视力，并且由此需要某种形式的视力矫正。具体地，大量具有超过50岁年龄的人需要老花镜。在没有眼镜的情况下，他们对于读在小于50cm的距离处的文本具有困难。同时，人们被暴露于越来越多量的利用某种形式的电子显示器的设备(诸如，手表、电话、智能可佩戴物等)，并与其进行交互。由此，看并读这些显示器的能力变得越来越有意义，这些显示器一般位于相对较近的距离(<50cm)处。
在历史上，已使用矫正眼镜(诸如，眼镜和隐性眼镜)来解决该问题。更新近地，通过手术的矫正也已变得可能。然而，这些解决方案不是没有其自身的问题。实际上，尽管有近视(近视眼)的人可习惯于在其日常活动中都佩戴眼镜或隐形眼镜，但有远视(远视眼)或老花眼的人可能不会总是使其老花镜随时可用。当需要在其中佩戴矫正眼镜是不切实际或甚至不安全的活动期间读显示器(例如，在运动期间读出心率监视器或者在开车时看仪表板显示器)时，这尤其成问题。另一方面，手术是非常侵入性的，并且潜在地可能是危险的。
具体地，对于电子显示器，已提出了目标在于修改显示的信号使得特定用户感知经校正的图像而无需任何矫正眼镜的多种解决方案。这些方法包括：基于光场计算(F.C.Huang等人,美国计算机学会图形学汇刊,2012,31.6:185)来改变显示的信号，利用所谓的无眼镜3D显示器来创建多深度图像(V.Pamplona等人,美国计算机学会图形学汇刊,2012,31.4:81)以及两者的组合(F.C.Huang等人,美国计算机学会图形学汇刊,2014,33.4:59)。这些方法的共同点在于它们可在原理上产生适合于用户的个体需求的经校正的图像，并且它们可解决甚至更高量级的象差，这种象差当前不可通过矫正眼镜来矫正。然而，这些方法中的每一者都具有阻止在当前设备中实现这些方法的相当大的缺点，这些缺点分别包括：对比度的巨大损失、分辨率的大损失和当前在便携式设备中并不总是可行的计算需求。
由此，存在对可在当前现有技术内的设备中实现的为用户提供视觉矫正的电子显示器的需求。
发明内容
本发明的目的是提供用于读出电子显示器同时提供视觉矫正的良好的装置和方法。
上述目的通过根据本发明的各实施例的方法和设备来实现。
本发明的各实施例的一优点是可获得经视力矫正的图像，而没有对比度、分辨率方面的损失或者对附加计算要求的需要。
本发明的各实施例的一优点是可获得经视力矫正的图像，而没有电子器件的占用空间方面的显著增加。
本发明的各实施例的一优点是可获得视力矫正显示器，而在该显示器的驱动电子器件方面没有或具有最小的改变。
本发明的各实施例的一优点是取决于该显示器的设计选择，可获得适合于近视、远视和老花眼的视力矫正显示器。
本发明的各实施例的一优点是可创建具有正常和视力矫正操作模式的显示器。
在第一方面，本发明涉及用于生成具有与图像像素的实际深度不同的图像像素的感知深度的图像的显示器。该显示器包括：
微透镜阵列，该微透镜阵列具有沿着第一方向的第一间距；
在所述微透镜阵列下面的多个光源阵列，一光源阵列具有沿着所述第一方向的第二间距，所述第二间距不同于所述第一间距；以及
用于寻址所述多个光源阵列的装置。
每一光源阵列对应于一个感知图像像素，并且阵列中的每一光源存在于不同的微透镜下面。用于寻址所述光源阵列的装置被适配用于一致地寻址一个光源阵列中的每一光源。
本发明的各实施例的一优点在于可获得具有与图像像素的实际深度不同的图像像素的感知深度的图像，而没有分辨率的损失。
在本发明的各实施例中，光源阵列可包括三个或更多个光源，优选地包括20个或更多个光源，更优选地包括50个或更多个光源，最优地包括90个或更多个光源。每一光源各向同性地发射光。仅在光已通过微透镜后，该光才被准直到单个角度(或窄角度范围)。获得的针对阵列中的不同光源的不同角度是各光源和各微透镜之间的间距方面的差异的结果，从而导致光源相对于不同微透镜中的相应微透镜的相对位置方面的差异。在单个微透镜下面存在越多光源，则光可以越多角度被发送出去。
在本发明的各实施例中，一行图像像素可由两个或更多个光源阵列形成。
在本发明的各实施例中，用于一致地寻址一个光源阵列中的每一光源的装置包括该阵列中的每一光源被硬连线到单个驱动晶体管。通过将阵列中的光源硬连线到单个晶体管，关于晶体管的限制(尤其与其占用空间有关的限制)被减轻，代价是不具有图像像素的可选择的感知深度。图像像素的感知深度处于恒定值，在设计时间被固定。本发明的各实施例的一个优点是需要更少的晶体管。
在本发明的各实施例中，光源是以预定模式(诸如例如错开和/或移位模式)来布置的。这些光源通过接触线电接触。该模式是使得接触线不相交，从而不会彼此短路。
光源阵列可包括子群集，每一子群集包括多个光源。这些子群集可沿着第一方向相对于彼此移位，并且一子群集内的多个光源可垂直于第一方向以及沿着第一方向相对于同一子群集中的另一光源移位。光源在子群集内以及阵列内的最优放置可在考虑阵列中的光源需要通过硬连线连接被连接到单个晶体管，并且不同光源阵列的这样的连接线不应彼此触碰的情况下被确定。此处，连接光源子群组中的两个光源的接触线可与第一方向形成角度α，其中角度α小于H是该行图像像素的高度，m是该子群组中的光源的数目，并且P是第二间距的尺寸。在本发明的各实施例中，连接光源子群组中的两个光源的接触线可与第一方向形成角度α，其中角度α大于H是该行图像像素的高度，n是图像像素中存在的接触线的数目，且T是最小接触线间距。
在本发明的各实施例中，各光源之间的第二间距小于该阵列中的微透镜之间的第一间距。这允许显示器被用于老花眼。
在本发明的特定实施例中，图像像素的感知深度与这些图像像素的实际深度不同达10到200cm，更优选地达20到100cm，还要优选地达25到50cm。
在特定实施例中，微透镜阵列包括垂直于第一方向定向的圆柱形微透镜。这些实施例比具有椭圆形透镜的实施例实现起来更容易。
根据本发明的各实施例的显示器可包括有机发光二极管作为光源。这些有机发光二极管可以以高分辨率被容易并廉价地制造出。
此外，在根据本发明的各实施例的显示器中，每像素可提供一个或多个附加光源，使得在替换操作模式中，可创建具有等于该源的深度的感知深度的图像。通过这种方式，可提供一种具有双重功能的显示器：第一功能是图像的“正常”视觉化模式，并且第二功能是视觉增强模式。从一个模式切换到另一模式可例如通过按压按钮来实现。
在第二方面，本发明涉及一种用于生成具有与图像像素的实际深度不同的图像像素的感知深度的图像的方法。该方法包括，在包括显示器的电子设备(例如电子移动设备)中，一致地寻址一个光源阵列中的每一光源，该显示器包括具有沿着第一方向的第一间距的微透镜阵列以及在微透镜阵列下面的多个光源阵列，这些光源阵列具有沿着第一方向的第二间距，该第二间距不同于第一间距。一致地寻址多个光源放松了关于需要存在以驱动这些光源的晶体管的数目的要求，因此高分辨率图像可被获得。
在第三方面，本发明涉及一种用于设计用于生成具有与图像像素的实际深度不同的图像像素的感知深度的图像的显示器的方法。该设计方法包括选择显示器中每行数目x的像素以及数目y的行，其中这些行以第一方向定向；选择用于构造感知像素的数目n的发射角；以及，选择每一物理像素中数目m行的光源。选择显示器中每行数目x个像素以及数目y个行一般涉及对屏幕的尺寸和像素密度的选择。随后，一旦以上设计参数被选择，该方法包括提供在第一方向X具有第一间距的微透镜阵列。在第一方向X具有不同于第一间距的第二间距P的多个光源阵列被提供，其中每一阵列包括n个光源并且接触线电接触该n个光源。这些光源可一致地寻址。它们被排序为有m个光源的子群组。这些子群组在第一方向X中相对于彼此移位。子群组中的m个光源既在第一方向X中又垂直于第一方向X移位，使得接触子群组中的m个光源的接触线与第一方向X形成角α，从而其中H是一行图像像素的高度，并且T是最小接触线间距。多个光源阵列被布置，而无需使其交迭，使得每一光源阵列中仅一个光源存在于一微透镜下面，同时n个光源阵列被表示在物理像素中。
本发明的具体和优选方面在所附独立权利要求和从属权利要求中阐述。来自从属权利要求的特征可适当地与独立权利要求的特征且与其他从属权利要求的特征组合，并且不只是如在权利要求中明确阐述的。
本发明的以上及其他特性、特征和优点将在结合作为示例示出本发明原理的附图考虑以下详细描述时变得显而易见。给出本描述仅仅是出于示例的目的，而并不限制本发明的范围。以下引用的参考图涉及附图。
附图说明
图1示出根据本发明的各实施例的从9个物理像素构造的单个感知像素的示意表示，该单个感知像素具有不同于这些物理像素的实际深度的深度。
图2示出根据本发明的各实施例的在微透镜阵列下面的光源阵列。
图3和图4在本发明的具体实施例中示出接触线的角度要求。
图5示出根据本发明的具体实施例的从同一物理像素发射的不同光线的轨迹。
图6示出在本发明的具体实施例中可用作光源的OLED条带。
图7示出将多个光源阵列布置在三个物理像素上的方式，这三个物理像素各自包括二十个光源。
图8和图9示出根据本发明的具体实施例的用于以视力矫正或非视力矫正模式操作显示器的不同连接方案。
在不同的附图中，相同的附图标记指代相同或类似的元素。
具体实施方式
本发明将针对具体实施例且参考一些附图进行描述，但是本发明不限于此，而是只通过权利要求限定。所描述的附图只是示意性的并且是非限制性的。在附图中，一些元件的尺寸可放大并且出于解说性的目的不按比例绘制。维度和相对维度不一定对应于本发明实践的实际缩减。
说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等等被用于区分相似元件，而不一定用于描述时间上、空间上、等级上或其它方式上的顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的环境下是可互换的，并且本文中所描述的本发明的实施例能够以不同于本文中所描述或所解说的其他顺序操作。
此外，说明书和权利要求中的术语顶部、底部、上方、下方等等用于描述性的目的并且不一定用于描述相对位置。应当理解，如此使用的术语在适当的环境下是可互换的，并且本文中所描述的本发明的实施例能够以不同于本文中所描述或所解说的其他取向操作。
应当注意，权利要求中所使用的术语“包括”不应被解释为限于此后列出的手段；它不排除其他元件或步骤。它由此应当被解释为指定存在所声明的特征、整数、如所称谓的步骤或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤或部件、或者它们的组。因此，措词“一种包括装置A和B的设备”的范围不应当被限定于仅由组件A和B构成的设备。这意味着该设备的唯一与本发明有关的组件是A和B。
贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合实施例所描述的具体特征、结构、或者特性被包括在本发明的至少一个实施例中。由此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”在贯穿本说明书的各个地方的出现不一定都引用相同的实施例，但是可以如此。此外，在一个或多个实施例中，具体特征、结构、或者特性可以任何合适的方式组合，如根据本公开对本领域普通技术人员将是显而易见的。
类似地，应当领会在本发明的示例性实施例的描述中，出于流线型化本公开和辅助对各个发明性方面中的一个或多个发明性方面的理解的目的，本发明的各个特征有时被一起归组在单个实施例、附图、或者其描述中。然而，公开的该方法不应被解释为反映要求保护的本发明需要多于在每一项权利要求中明确叙述的特征的意图。相反，如所附权利要求反映的，发明性方面在于少于单个在前公开的实施例的所有特征。因此，详细描述之后的权利要求由此被明确地结合到该详细描述中，其中每一项权利要求本身代表本发明的单独实施例。
此外，尽管此处描述的一些实施例包括其他实施例中所包括的一些特征但没有其他实施例中包括的其他特征，但是不同实施例的特征的组合意图落在本发明的范围内，并且形成如本领域技术人员所理解的不同实施例。例如，在所附的权利要求书中，所要求保护的实施例中的任何实施例均可以任何组合来使用。
在本文中所提供的描述中，阐述大量具体细节。然而，应当理解可在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施例。在其他实例中，为了不混淆对本说明书的理解，未详细地示出熟知的电路、结构和技术。
在第一方面，本发明涉及用于生成具有与图像像素的实际深度103不同的图像像素的感知深度104的图像的显示器100。显示器100包括：
微透镜阵列101，该微透镜阵列101具有沿着第一方向X的第一间距；
在所述微透镜阵列101下面的多个光源阵列102，一光源阵列102具有沿着所述第一方向X的第二间距，所述第二间距不同于所述第一间距；以及
用于寻址所述多个光源阵列102的装置。
每一光源阵列102对应于一个感知图像像素，并且阵列中的每一光源102存在于不同的微透镜101下面。用于寻址所述光源阵列102的装置被适配用于一致地寻址一个光源阵列102中的每一光源102。
图像像素的感知深度104是如由这些图像像素的观察者所感知到的这些像素表现为所位于的表面深度；相反，这些图像像素的实际深度103是在观察者和图像像素之间的实际物理距离。
此外，需要作出在感知像素105和物理像素之间的区分：感知像素105是图像的基本单元，因为感知像素105在观察者看来位于感知深度104处；另一方面，物理像素300是显示器100的基本单元，并且位于实际深度103处。在本发明中，物理像素300通常具有菱形形状，并且包括多个光源102。物理像素300通常具有基本上等于或甚至等于微透镜101的宽度的宽度，并且通常在两个相对侧与微透镜101的各侧对准。
第一方向X通常为水平方向，但是本发明不限于此。第一间距和第二间距之间的差别是使得阵列中的每一光源102存在于不同的微透镜101下面。此外，第一间距和第二间距之间的差别通常是使得阵列中的每一光源102存在于后续微透镜101下面。第二间距由此通常在第一间距的0.5和2倍之间，优选地在0.75和1.5倍之间，更优选地在0.85和1.15倍之间，最优选地在0.95和1.05倍之间且不同于1。
对图1作出参考。在激活光源阵列102之际，来自阵列中的每一光源102的光在通过其相应的微透镜101之后在不同的角度下行进，由此模拟将由处于预定感知深度104的单个像素105发射的光。由两个或更多个光源102组成的阵列由此有利地允许观察者看见处于与这两个或更多个光源102的实际深度103不同的感知深度104处的相应感知像素105。
一致地寻址光源阵列102中的每一光源102有利地导致对寻址装置的相当大的简化，从而导致寻址装置的占用空间方面的明显减小。
在本发明的各实施例中，光源阵列102可包括三个或更多个光源，优选地包括20个或更多个光源，更优选地包括50个或更多个光源，最优地包括90个或更多个光源。
尽管与两个光源102相对应的两个角度的光发射在原理上可足以创建不同的深度感知，但它还严重地限制了用于正确地观察该深度感知的查看角。此外，尽管人类大脑能够将两个角度下的此发射编译为感知像素105，但与位于感知距离处的实际光源(其在有限数目的角度下发射光)的差异尤其在长期的查看内导致某些用户头疼。因此，增加光源102的数目，由此增加发射角度的数目，有利地接近对感知像素105的更逼真的模拟，这导致更大的查看角以及更愉悦的查看体验。不预期当阵列中的光源的数目被增加为超过180个时，人类观察者能够感知发射角(即阵列中的光源102)的量方面的差异。光源阵列120由此可包括例如高达180个光源120。
在本发明的各实施例中，一行图像像素可由两个或更多个光源阵列102形成。
由于一个光源阵列102对应于一个感知像素105，一行像素可有利地通过使用与该行中的像素的数目相对应的数目的光源阵列来形成。通过扩展，2D图像可通过使用多行像素来获得。
在优选实施例中，至少两个光源阵列102部分地存在于单个微透镜101下面。
通过适当地布置这些阵列，使得其光源102不彼此交迭，各自对应于不同的阵列的多个光源102可存在于单个微透镜101下面。这有利地允许创建彼此足够接近的感知像素105，使得可观察到没有间隙的连续图像。
在本发明的各实施例中，用于一致地寻址一个光源阵列102中的每一光源102的装置可包括该阵列中的每一光源102被硬连线到单个驱动晶体管。
借助单个驱动晶体管来寻址阵列中的每一光源102有利地减少了所需的驱动晶体管的数目，并由此显著地减少了这些驱动电子器件的占用空间。
在本发明的各实施例中，光源102可按预定模式被布置，并且可通过接触线201电接触；该模式是使得接触线201不相交。
光源102可按使得接触这些光源的接触线201不过度交迭的方式来布置，从而有利地允许各光源阵列被分开地寻址。这在对应于多个阵列的多个光源102存在于单个微透镜101下面时尤其相关。
在本发明的各实施例中，光源阵列102可包括子群组202，这些子群组202各自包括多个光源102；这些子群组202沿着第一方向X相对于彼此移位，并且一子群组202内的多个光源102既垂直于第一方向X又沿着第一方向X相对于同一子群组202中的另一光源102移位。
参考图2，用于布置光源102的良好模式可有利地通过沿着由一系列斜线组成的路径将光源102布置在光源阵列中来达成。
在本发明的各实施例中，连接光源102子群组202中的两个光源102的接触线201可与第一方向X形成角α。光源需要被放置在像素300的高度H内。角α小于其中H是该行图像像素的高度，m是子群组202中的光源的数目(在图3中示出的示例中为四个)，并且P是第二间距的尺寸。角α优选地大于其中H是该行图像像素的高度，n是图像像素中存在的接触线201的数目(在图3所示的示例中为20个，并且在图4所示的示例中为5个)，并且T是最小接触线间距。
参考图4，由于接触线201具有有限的宽度，并且由于该宽度以及这些接触线201在制造期间的放置无法被完美地控制，因此接触线201的角α有利地大于在其他情况下，存在两个不同的接触线201之间短路或交迭的风险。最小接触线间距T在本文中被定义为接触线宽度和两个接触线201之间的最小间隔距离之和。此最小间隔距离是防止由制造期间接触线宽度和/或接触线放置方面的微小变化造成的各接触线201之间的短路或交迭所需的距离。一般来说，最小接触线间距T取决于用于制造光源和接触线的制造技术。
在各实施例中，第二间距可比第一间距小。
当第二间距比第一间距小时，图像像素的感知深度104比实际深度103大；由此创建了被感知为进一步远离的图像，从而有利地允许具有老花眼和/或远视的人更正确地观察到该图像。
在其他实施例中，第二间距可比第一间距大。
当第二间距比第一间距大时，图像像素的感知深度104比实际深度103小；由此创建了被感知为更接近的图像，从而有利地允许具有近视的人更正确地观察到该图像。
在各实施例中，图像像素的感知深度104可与这些图像像素的实际深度不同达10到200cm，更优选地达20到100cm，还要优选地达25到50cm。
对于具有老花眼、远视或近视的大多数用户而言，感知图像的深度与屏幕上的图像的实际深度相比的差异(处于几个分米的量级)有利地导致观察到的图像方面(例如，其可读性方面)的显著改善。
在本发明的各实施例中，微透镜阵列101可包括垂直于第一方向X定向的圆柱形微透镜。
一般来说，景深感觉由人类观察者通过用双眼看见的水平(方向X)角度差异在被称为双眼视差的效果方面进行区分。此外，当附加深度信息被需要时，人类观察者一般将本能地尝试通过水平移位(即水平地移动和/或转动其头部和/或身体)来获得该信息。由此，对于大多数实施例而言，与例如椭圆形微透镜相反，水平方向中由垂直于其定向的圆柱形微透镜提供的角度感知有利地足以创建深度感知。
在各实施例中，光源阵列102可包括有机发光二极管。有机发光二极管可有利地被制造得非常小(处于几个微米的量级)，从而允许多个个体光源适合于正常像素尺寸。
在各实施例中，光源102可被约束为使得这些光源102各自仅发射光通过直接覆盖其的微透镜101。
在优选实施例中，光源102可通过吸收材料的装置被如此约束，该吸收材料吸收将发射通过不同微透镜的光。在图5中的示图中，每一光源102与直接覆盖它的微透镜101对准，以在该光源所需的特定角度下发射光。然而，对于其他微透镜101而言，情况并不是这样的。由此，光源102有利地仅发射光通过直接覆盖其的微透镜101，从而避免了串扰。这可有利地通过在不同的像素之间提供吸收材料500来达成。吸收材料500吸收将由提供在不同的微透镜101下面(因此在不同的像素中)的光源102发射的光，以便防止那个光被第一微透镜101接收到。
在本发明的各实施例中，显示器100可进一步包括每个像素300的一个或多个附加光源，使得在替换操作模式中，可创建具有等于该源的深度的感知深度的图像。
可在视力矫正模式和正常的非视力矫正模式两者中操作的屏幕有利地允许该屏幕既被要求视力矫正的人又被不需要视力矫正的那些人使用。在本发明的各实施例中，切换操作模式可用软件实现来达成。在其他实施例中，切换操作模式可用硬件实现来达成。例如，包括该屏幕的设备可包括触发操作模式的改变的视力矫正按钮或开关。
在第二方面，本发明涉及一种用于生成具有与图像像素的实际深度不同的图像像素的感知深度的图像的方法。该方法包括，在包括显示器的电子设备(例如电子移动设备)中，一致地寻址一个光源阵列102中的每一光源102，该显示器包括具有沿着第一方向的第一间距的微透镜阵列101以及在微透镜阵列101下面的多个光源阵列102，这些光源阵列102具有沿着第一方向的第二间距，该第二间距不同于第一间距。
在第三方面，本发明涉及一种用于设计用于生成具有与图像像素的实际深度103不同的图像像素的感知深度104的图像的显示器的方法。该设计方法包括选择显示器中每行数目x的像素以及数目y的行，其中这些行以第一方向定向；选择用于构造感知像素的数目n的发射角；以及，选择每一物理像素中数目m行的光源。选择显示器中每行数目x个像素以及数目y个行一般涉及对屏幕的尺寸和像素密度的选择。
随后，一旦以上设计参数被选择，该方法包括提供在第一方向X具有第一间距的微透镜阵列101。在第一方向X具有不同于第一间距的第二间距P的多个光源阵列102被提供，其中每一阵列包括n个光源102并且接触线201电接触该n个光源102。这些光源可一致地寻址。它们被排序为有m个光源102的子群组202。子群组202在第一方向X中相对于彼此移位。子群组202中的m个光源102既在第一方向X中又垂直于第一方向X移位，使得接触子群组202中的m个光源102的接触线201与第一方向X形成角α，从而其中H是一行图像像素的高度，并且T是最小接触线间距。多个光源阵列102被布置，而无需使其交迭，使得每一光源阵列102中仅一个光源102在一微透镜101下面，同时n个光源阵列被表示在物理像素中。
用于构造感知像素的越高数目的发射角通常导致感知像素的增加的查看角，以及观察者的更愉悦的查看体验。
在每一物理像素内选择数目m行的光源102涉及通过使多行光源102交错来桥接一行中两个毗邻光源102之间的非发射间隙。例如，15μm宽的光源102可具有为5μm的发射区域以及为5μm的与毗邻光源的最小间隔距离，使得在某行中的2个毗邻光源的发射区之间存在为15μm的间隙。在该情况下，该间隙可完全通过错开在第一行之上或之下的附加的3行光源102来桥接，每一行相对于前一行移位5μm。
布置多个光源阵列102而无需使其交迭需要按以下方式来布置此多个光源阵列102：使得第一光源阵列102不通过第一光源阵列102和第二光源阵列102包括的光源102和/或接触线来直接形成到第二光源阵列102的电接触。
本发明现将通过对本发明的若干实施例的详细描述来进一步阐明。显然，根据本领域技术人员的知识能够配置本发明的其它实施例而不背离本发明的真实精神和技术示教，本发明仅受限于所附权利要求书的各条款。
示例1：适合于正常视力和老花眼/远视的具有双操作模式的视力矫正显示器
为了构建该显示器，多个OLED条带被用作光源102，其定位在圆柱形微透镜阵列101之下，具有为500μm的焦距fL和为300μm的间隔L。
对图6作出参考。OLED条带600包括顶部电极601以及在底部电极603顶部的电致发光区域602，例如测量为90μm乘5μm。
参考图2，多个OLED条带600被划分成诸OLED条带阵列，这些阵列被基本上垂直于圆柱形微透镜101地定向。例如，各圆柱形微透镜可被垂直地放置，从而覆盖一列图像像素，而各OLED条带阵列可被基本上水平地定向，从而覆盖一行图像像素。如图2中所指示的，OLED条带阵列可包括这样的OLED条带的多个子群组202，其中子群组202中的各OLED在相对于水平线的某角度之下被定位在各斜线上，同时该阵列中的所有子群组202的组合具有基本上水平的方向。如本文中展示的为垂直和水平的方向仅用于固化意见，而不一定涉及实际的物理定向或方向。这意味着在本发明的各实施例中，各列图像像素可被水平地放置或者被放置在不同的角度下，并且各行像素可被垂直地放置或者被放置在不同的角度下。
每一阵列由以为295μm的间距P被一起硬连线到单个驱动晶体管的20个OLED条带组成。图2总示出了仅一个阵列。这20个OLED条带中的每一者都被定位在单个圆柱形微透镜下面，并且该阵列一起形成具有感知深度104的单个感知像素105。
基于关于超透镜的Gabor理论(1941)并在给定微透镜的焦距fL、其间距L和OLED条带阵列的间距P的值的情况下，感知深度改变F可通过以下公式计算出：
利用微透镜阵列和OLED条带阵列的以上参数，由此创建出与物理像素的深度相比具有30.5cm的附加深度的感知图像像素。
具有充分类似于20个OLED条带600的组合面积的面积的附加OLED 203被定位在OLED条带阵列下面，并朝向该OLED条带阵列的中间。该附加光源203在显示器以其正常非视力矫正模式操作时被使用。
这在图7中示出。显示器100包括多个OLED条带阵列600：显示器中的每一感知像素一个OLED条带阵列。同样，显示器中的每一像素可存在一个附加的OLED203，即正常模式光源。由此，显示器100的每一物理像素包括单个圆柱形微透镜101的一部分、对应于20个不同的OLED阵列的20个OLED条带以及一个附加的非视力矫正OLED 203。
为了避免不同的OLED条带阵列600之间的过度电接触，这些阵列相对于彼此略微转移(参见图7)并且一阵列内的OLED条带600被按预定模式布置(参考图2)。该模式由各子群组202组成，各子群组包括沿着该阵列的长度(X方向)彼此相邻地布置的各OLED条带600，而子群组202内的后续OLED条带600既沿着该阵列的长度又垂直于该阵列的长度移位；换言之，OLED条带是沿着一系列斜线放置的。连接子群组202内的各OLED条带600的接触线201被定位在高于这些OLED条带的水平中，并且跨该子群组202对角地行进。另一方面，连接不同的子群组202的接触线201垂直于该阵列的长度(X方向)地运行，并且被定位在与OLED顶部电极601相同的平面中。
图8示出可被用来在正常视力模式和矫正视力模式之间切换的晶体管配置的示例。所示的示例中使用的方法使用两根接地线：老花眼模式接地线(P-GND)和正常接地线(N-GND)。图8示出通过选择合适的接地线，正常或视力矫正像素可被激活，并且通过扩展，显示器100可在正常或视力矫正模式中操作。除了该选择机制以外，驱动电子器件可与传统电子显示器中的相同。
示例2：适合于正常视力和近视的具有双操作模式的视力矫正显示器
示例1被重复，只是每一OLED条带阵列600现在具有为315μm的间距P。感知深度改变F再次被计算：
由此，通过改变OLED条带的间距P，现在创建了与物理像素的深度相比具有9.5cm的减少深度的感知图像像素。
通过选择不同的间距，不同的感知图像深度被获得。例如，对于OLED条带之间为305μm的间距P而非为315μm的间距P，以及微透镜之间为300μm的间距L，感知图像在显示器前之前29.5cm处。对于视力矫正而言这可能十分多，但它可对其他应用有用。
示例3：使用不同的方式来选择模式的具有双操作模式的视力矫正显示器
现对图9作出参考。示例1被再次重复，但晶体管配置现在为使得模式是通过选择合适的电源输入来选择的。在图9所示的示例中使用的方法使用两根电源线：老花眼模式电源线(P-VDD)和正常电源线(N-VDD)。图9示出通过选择合适的电源线，正常或视力矫正像素可被激活，并且通过扩展，显示器100可在正常或视力矫正模式中操作。除了该选择机制以外，驱动电子器件可与传统电子显示器中的相同。
示例4：光源的具体预定模式
将从单个物理像素的角度描述用于在视力矫正显示器中组织光源102(诸如示例1中的OLED条带600)的具体方式。由于物理像素内的光源各自对应于不同的阵列，该组织通过扩展还导致该阵列的组织。
对图6和图7作出参考。OLED条带的顶部电极601为15μm宽，并且在为5μm的顶部电极之间存在最小间隔距离。由于OLED条带600的电致发光区域602为5μm，因此两个毗邻OLED条带600的电致发光区域602之间存在为15μm的最小间隙。该间隙限制可适合于单个物理像素的OLED条带600的量，并由此限制可用于构造感知图像像素105的角度的量。为了克服这个，第二OLED条带600被放置在第一OLED条带之上或之下，并且被移位超过电致发光区域602的宽度。该方法被对第三和第四条带重复，由此桥接两个相邻条带600之间的距离。第五条带600随后被再次移位超过电致发光区域602的宽度，但回到处于与第一条带相似的高度。该模式被对后续条带重复。由于这些OLED条带600各自对应于不同的OLED条带阵列，并且由此全部都通过分开的接触线201接触，因此这些OLED条带上的接触区域与其相应的接触线201对准是重要的。由此，在本发明的情况中，例如，第五条带不被定位成与第一条带正好处于相同的高度，而略微较低。
由此，模式被创建，其中对应于不同的阵列的接触线可彼此平行地行进，并且接触对应于合适的发射角的其合适的OLED条带，使得每一阵列可在特定深度处创建单个感知图像像素。
从该一般模式导出，并且由于这些接触线具有有限的宽度，因此可推导出关于这些接触线可相对于一行像素的长度形成的角度的限制(参见上文)。
可以理解，尽管本文针对根据本发明的设备讨论了优选实施例、具体结构和配置以及材料，但是可做出形式和细节上的各种改变或更改而不背离本发明的范围和精神。例如，上面给出的任何分子式仅代表可被使用的步骤。可从框图中增删功能，且可在功能框之间互换操作。在本发明范围内可对所述方法增删步骤。

Claims (10)

1.一种用于生成具有与图像像素(300)的实际深度(103)不同的图像像素的感知深度(104)的图像的显示器(100)，包括：
微透镜阵列(101)，所述微透镜阵列(101)具有沿着第一方向(X)的第一间距；
在所述微透镜阵列(101)下面的多个光源阵列(102)，光源阵列(102)具有沿着所述第一方向(X)的第二间距，所述第二间距不同于所述第一间距；
用于寻址所述多个光源阵列(102)的装置；
其中每一光源阵列(102)对应于一个感知的图像像素，并且阵列中的每一光源(102)存在于不同的微透镜(101)下面；
其特征在于，用于寻址这些光源阵列(102)的装置被适配用于一致地寻址一个光源阵列(102)中的每一光源(102)。
2.根据权利要求1所述的显示器(100)，其特征在于，用于一致地寻址一个光源阵列(102)中的每一光源(102)的装置包括所述阵列中的每一光源被硬连线到单个驱动晶体管。
3.根据权利要求2所述的显示器(100)，其特征在于，所述光源(102)按预定模式布置，并且通过接触线(201)电接触；所述模式是使得所述接触线(201)不相交。
4.根据权利要求3所述的显示器(100)，其特征在于，光源阵列(102)包括子群组(202)，所述子群组(202)各自包括多个光源(102)；所述子群组(202)沿着所述第一方向(X)相对于彼此移位，并且一子群组(202)内的多个光源(102)既垂直于所述第一方向(X)又沿着所述第一方向(X)相对于同一子群组中的另一光源(102)移位。
5.根据权利要求4所述的显示器(100)，其中连接光源(102)的子群组(202)中的两个光源(102)的接触线(201)与所述第一方向(X)形成角α；
其特征在于，角α小于其中H是该行图像像素(300)的高度，m是所述子群组(202)中的光源(102)的数目，并且P是所述第二间距的尺寸。
6.根据权利要求4或5中的任一项所述的显示器(100)，其中连接光源(102)的子群组(202)中的两个光源(102)的接触线(201)与所述第一方向形成角α；
其特征在于，角α大于其中H是该行图像像素的高度，n是存在于图像像素中的接触线(201)的数目，并且T是最小接触线间距。
7.根据权利要求1或2中的任一项所述的显示器(100)，其特征在于，所述图像像素的感知深度(104)与所述图像像素的实际深度(103)不同达10到200cm，更优选地达20到100cm，还要优选地达25到50cm。
8.根据权利要求1或2中的任一项所述的显示器(100)，其特征在于，进一步包括每个像素(300)的一个或多个附加光源(203)，使得在替换操作模式中，可创建具有等于所述源(102)的深度的感知深度(104)的图像。
9.一种用于生成具有与图像像素(300)的实际深度(103)不同的图像像素(300)的感知深度(104)的图像的方法，包括：
在包括显示器的电子设备中，所述显示器包括具有沿着第一方向(X)的第一间距的微透镜阵列(101)以及在所述微透镜阵列(101)下面的多个光源阵列(102)，所述光源阵列(102)具有沿着所述第一方向(X)的第二间距，所述第二间距不同于所述第一间距，
一致地寻址一个光源阵列(102)中的每一光源(102)。
10.一种用于设计用于生成具有与图像像素(300)的实际深度(103)不同的图像像素(300)的感知深度(104)的图像的显示器的方法，包括：
选择所述显示器中每行数目x的像素(300)以及数目y的行，其中所述行以第一方向(X)定向；
选择用于构造感知像素的数目n的发射角；
选择每一物理像素中的数目m行的光源(102)；
提供在所述第一方向(X)具有第一间距的微透镜阵列(101)；
构造在所述第一方向(X)具有第二间距P的多个光源阵列(102)，所述第二间距不同于所述第一间距，其中每一阵列包括n个光源(102)以及接触所述n个光源(102)的接触线(201)，所述n个光源(102)可一致地寻址，并且被排序在m个光源的子群组中，所述子群组(202)在所述第一方向(X)中相对于彼此移位，并且子群组(202)中的m个光源(102)既在所述第一方向(X)中又垂直于所述第一方向(X)移位，使得接触所述m个光源(102)的接触线(201)与所述第一方向(X)形成角α，且其中H是一行图像像素(300)的高度，并且T是最小接触线间距；
布置所述多个光源阵列(102)，而不使其交迭，使得每一光源阵列(102)中仅一个光源(102)存在于微透镜(101)下面，并且n个光源阵列(102)被表示在物理像素(200)下面。
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