CN107148645A - 具有漫反射模式和镜面反射模式的显示系统 - Google Patents

具有漫反射模式和镜面反射模式的显示系统 Download PDF

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CN107148645A CN201580057972.7A CN201580057972A CN107148645A CN 107148645 A CN107148645 A CN 107148645A CN 201580057972 A CN201580057972 A CN 201580057972A CN 107148645 A CN107148645 A CN 107148645A
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Abstract

本发明公开显示系统，该显示系统包括第一图像显示器；第二图像显示器；反射起偏器，其设置在第一图像显示器和第二图像显示器之间，其中第二图像显示器设置在显示系统的观看侧；以及控制器，其用于将图像数据编址到第一图像显示器和第二图像显示器，其中控制器、第一图像显示器和第二图像显示器经配置根据以下选择性地操作：第一显示功能，其中第一图像显示器通过第二图像显示器对观看者是可见的，并且第二图像显示器对于第一图像显示器显现得基本上透明；第二显示功能，其中显示系统处于向用户传达信息的反射模式；以及第三显示功能，其中将图像编址到第一图像显示器和第二图像显示器。可以通过利用漫反射元件产生第二显示功能，使得显示系统对于观看显现为图案化的漫反射。

Description

具有漫反射模式和镜面反射模式的显示系统
技术领域
本申请是于2012年6月25日提交的序列号为13/532,154的美国申请的部分继续申请，其内容通过引用整体并入本文。
本发明涉及具有两个显示器的显示系统，该显示系统具有多个显示10模式，包括基本上低功率消耗反射显示模式。
背景技术
可切换镜显示专利EP0933663B1(Sekiguchi等人；1999年8月4日)和JP3419766(Adachi等人；2001年11月16日)描述了夹在第一图像显示器和第二图像显示器之间的反射起偏器膜(例如，双亮度增强膜或“DBEF”)的使用。这些显示装置可以在正常图像显示模式和反射镜模式之间电切换，由此环境光从DBEF反射以产生反射镜模式。
US7495719B2(Adachi等人；2009年2月24日)描述了能够在显示高质量图像的状态(正常模式)和反射镜模式之间电切换的显示装置。反射镜模式产生适合于人物观看他/她自己的脸部或身形的易于观看的反射图像。参照Adachi的图1，显示装置具有连续设置的图像显示部分1000、反射偏振选择构件300、透射偏振轴可变部分400和吸收偏振选择构件500。图像显示部分1000包括吸收偏振选择构件208，吸收偏振选择构件208透射预定方向的线性偏振分量并吸收与其正交的方向的线性偏振分量，并且吸收偏振选择构件208设置在反射偏振选择构件300侧。US5686979(Weber等人；2011年11月11日)描述了标准背光源、反射起偏器膜(DBEF)、能够显示图像的第一简单可切换液晶(LC)面板和第二液晶显示器(LCD)的使用。组装这些部件以产生可以在利用背光源的透射显示模式和不使用背光源的反射显示模式之间切换的显示系统。反射LCD对于在高环境照明条件下观看图像特别有用。
US5686979还描述了使用反射起偏器膜(DBEF)和单个图像显示器产生能够传达文本和单色图片的显示系统。
WO2014002402A1(Smith等人；2014年1月3日)描述了夹在第一图像显示器和第二图像显示器之间的反射起偏器膜(DBEF)的使用。显示系统能够具有多重图像功能。
在来自日本德岛大学的论文(“使用视差屏障的立体全色LED显示器的最佳参数和观看区域(Optimum parameters and viewing areas of stereoscopic full color LEDdisplay using parallax barrier)”，Hirotsugu Yamamoto等人，IEICE trans electron，vol.E83-c no 10Oct 2000)中很好地描述了用于观看3D图像的视差屏障技术的设计和操作。
图1示出与图像显示器结合使用以用于产生3D显示器的视差屏障技术的基本设计和操作。用于左眼和右眼的图像在图像显示器的交替像素列上交错。视差屏障中的狭缝允许观看者仅从他们的左眼位置看见左图像像素和仅从他们的右眼位置看见右图像像素。
可以通过使用双凸透镜实现与图1所示的自动立体3D效果相同的自动立体3D效果。每个透镜基本上等同于视差屏障狭缝。图2示出由双凸透镜和图像显示器组成的常规3D系统。
图1和图2中所示的技术可以经配置提供高质量的3D模式。然而，存在许多应用，由此还需要显示器以高质量2D模式操作。使用图1和图2中所示的技术将产生具有图像显示器的一半原始分辨率的2D图像——这是非常不期望的。为了图像显示器在2D模式下显示具有100％原始分辨率的图像，视差光学器件(视差屏障、双凸透镜等)必须在第一模式(2D模式)与第二操作模式(3D模式)之间可切换，该第一模式基本上不提供成像功能，该第二操作模式提供成像功能。
在US7813042B2(Mather等人；2010年10月12日)中公开了可切换视差屏障技术的示例。然而，可切换视差屏障技术具有以下缺点：视差屏障在3D模式下吸收光，将透射减少～65％。这种低效率的光使用是不利的，因为2D模式和3D模式将具有明显不同的亮度。可以以增加的功率消耗为代价实现提高3D模式的亮度，这是不期望的，尤其对于移动产品。
液晶渐变折射率透镜(LC GRIN透镜)是使用常规液晶显示器(LCD)制造工艺的可切换透镜。已经由US2007296911A1(Hong；2007年12月27日)、US7375784(Smith等人；2008年5月20日)和Takagi等人的“30.3自动立体局部2-D/3-D可切换显示器(30.3Autostereoscopic Partial 2-D/3-D Switchable Display)”(SID DIGEST 2010 pp436)公开了使用LC GRIN透镜的3D显示系统。
在GB1103815.5(Smith等人；于2011年3月7日提交)中公开了提供高质量2D模式和高质量3D模式的光学元件的另一示例。为了实现3D模式，GB1103815.5中公开的光学元件包括GRIN透镜阵列，其中每个GRIN透镜与下一个GRIN透镜通过视差屏障的区域分离。
双稳态液晶显示器在以下中描述：Bryan-Brown等人的“光栅对准双稳态向列装置(Grating Aligned Bistable Nematic Device)”，Proc SID XXVIII 5.3，pp 37-40(1997)和专利US6249332(Bryan-Brown等人；2001年6月19日)、US7019795(Jones；2006年3月28日)和US6992741(Kitson等人，2002年5月21日)。双稳态LCD具有两个能量稳定的液晶分子配置。仅需要功率以从第一能量稳定状态切换到第二能量稳定状态。因此，双稳态LCD可以利用第一图像无源编址，并且仅需要功率以显示不同于第一图像的第二图像。双稳态LC模式可以与光学部件组合以实现反射双稳态LCD。反射双稳态LCD对于在高环境照明条件下观看图像特别有用。反射双稳态LCD对于需要非常低功率消耗的显示器应用特别有用。
超扭曲向列(STN)显示器的原理和操作已经由许多不同的来源充分描述，该来源包括Yeh和Gu的“液晶显示器的光学器件(Optics of Liquid Crystal Displays)”pp.194(Wiley，1999)。超扭曲向列显示器采用可以无源编址以便产生图像的液晶模式。
双稳态扭曲向列(BTN)显示器的原理和操作已经由许多不同的来源完全描述。在X.L.Xie等人的“具有大的dΔn的0°-360°双稳态向列液晶显示器(0°-360°bistablenematic liquid crystal display with large dΔn)”，Journal of Applied Physics，Vol.88，No.4，p.1722中描述了BTN LC模式的综述。双稳态扭曲向列显示器采用可以无源编址以便产生图像的液晶模式。
已经由许多不同来源充分描述了铁电液晶显示器(FLC)的原理和操作，该来源包括US4840463(Clark等人；1989年6月20日)和US4958916(Clark等人；1990年9月25日)。铁电液晶显示器采用可以无源编址以便产生图像的液晶模式。
US6445434描述了使用额外的液晶层以实现在广角公共观看模式和窄角私密观看模式之间切换。
发明内容
根据一方面，提供了显示系统，该显示系统包括：第一图像显示器；第二图像显示器；反射起偏器，其设置在第一图像显示器和第二图像显示器之间，其中第二图像显示器设置在显示系统的观看侧；以及控制器，其用于将图像数据编址到第一图像显示器和第二图像显示器，其中控制器、第一图像显示器和第二图像显示器经配置选择性地根据以下操作：第一显示功能，其中第一图像显示器通过第二图像显示器对于观看者是可见的，并且第二图像显示器对于第一图像显示器显现得基本上透明；第二显示功能，其中显示系统处于向用户传达信息的反射模式；以及第三显示功能，其中图像被编址到第一图像显示器和第二图像显示器。可以通过利用漫反射元件产生第二显示功能，使得显示系统对于观看者显现为图案化的漫反射。
根据另一方面，提供了显示系统，该显示系统包括：第一图像显示器；第二图像显示器；反射起偏器，其设置在第一图像显示器和第二图像显示器之间，其中第二图像显示器设置在显示系统的观看侧；以及控制器，其用于将图像数据编址到第一图像显示器和第二图像显示器，其中控制器、第一图像显示器和第二图像显示器经配置选择性地根据以下操作：第一显示功能，其中第一图像显示器通过第二图像显示器对于观看者是可见的，并且第二图像显示器对于第一图像显示器显现得基本上透明；第二显示功能，其中显示系统对观看者显现为平面镜；以及第三显示功能，其中显示系统对观看者显现为图案化的反射镜。
根据本发明的另一方面，提供了显示系统，该显示系统包括从观看侧开始的：第二图像显示器、光学漫射器、反射起偏器以及第一图像显示器。例如，第一图像显示器可以是任何合适的显示器，例如液晶显示器(LCD)或有机发光二极管(OLED)，并且能够显示高分辨率的全色图像。第二图像显示器是液晶显示器。第二图像显示器不包含不透明薄膜晶体管(TFT)，并且经由无源编址方案(占空型(Duty-type)驱动)或不采用不透明晶体管或任何其它基本上不透明的特征的另一编址方案在第二图像显示器上显示图像。第二图像显示器不包含滤色器或将在第一图像显示器和第二图像显示器之间提供显著的、不可切换的视差效应或显著的莫尔效应的任何特征。第二图像显示器与第一图像显示器结合使用以产生显示系统，该显示系统具有多种图像显示功能，包括具有优异的阳光可读性的低功率显示模式。
为了实现前述和相关目的，则本发明包括在下文中充分描述并在权利要求中具体指出的特征。以下描述和附图详细阐述了本发明的某些说明性实施例。然而，这些实施例仅指示其中可以采用本发明的原理的各种方式中的几种。从结合附图考虑的本发明的以下详细描述中，本发明的其他目的、优点和新颖特征将变得显而易见。
附图说明
在附图中，相似的参考标号指示相似的零件或特征：
图1示出用于产生3D显示器的视差屏障技术的常规设计和操作；
图2示出包括双凸透镜和图像显示器的常规3D系统；
图3示出具体的顶点双稳态液晶显示器(ZBD)的常规设计和操作；
图4示出显示系统；
图5示出液晶型第一图像显示器，侧视图；
图6示出有机发光型第一图像显示器，侧视图；
图7示出第二图像显示器，侧视图；
图8a示出偏振元件和反射起偏器的组合；
图8b示出偏振元件和反射起偏器的组合；
图8c示出偏振元件和反射起偏器的组合；
图8d示出偏振元件和反射起偏器的组合；
图8e示出偏振元件和反射起偏器的组合；
图9示出与第二图像显示器相关的电极；
图10示出与第二图像显示器相关的电极；
图11示出与第二图像显示器相关的电极；
图12示出在第二图像显示器上显示的信息，平面图；
图13示出在第二图像显示器上显示的信息，平面图；
图14示出在第二图像显示器上显示的信息，平面图；
图15示出用于自动立体3D图像观看的显示系统；
图16示出第一图像显示器和第二图像显示器的光学布置，分解侧视图；
图17示出第一图像显示器和第二图像显示器的光学布置，分解侧视图；
图18示出包括透镜和视差屏障的光学器件；
图19示出第一图像显示器和第二图像显示器的光学布置，分解侧视图；
图20示出图20是显示系统的详图；
图21示出图21是表示第一图像显示器、第二图像显示器和背光源(如果适用)的控制的表格；
图22a示出同时采用多种显示功能；
图22b示出同时采用多种显示功能；
图22c示出同时采用多种显示功能；
图22d示出同时采用多种显示功能；
图22e示出同时采用多种显示功能；
图22f示出同时采用多种显示功能；
图23示出对于2个不同的域的处于TN模式的ZBD的表面对准方向；
图24示出高于LC切换阈值的处于TN模式的ZBD的锥光亮度图；
图25示出替代的显示系统实施例；
图26示出液晶型第一图像显示器的替代实施例，侧视图；
图27示出有机发光型第一图像显示器的替代实施例，侧视图；
图28示出有机发光型第一图像显示器的附加替代实施例，侧视图；
图29示出有机发光型第一图像显示器的附加替代实施例，侧视图；
图30示出第二图像显示器的替代实施例，侧视图；
图31示出具有光学漫射器的第一图像显示器和第二图像显示器的光学布置的替代实施例，分解侧视图；
图32示出具有光学漫射器的第一图像显示器和第二图像显示器的光学布置的附加替代实施例，分解侧视图。
具体实施方式
因为显示器消耗大量的功率，所以移动显示装置上的电池，具体地智能手机上的电池需要定期再充电。然而，对于许多智能手机使用情形，观看者不需要全色高分辨率图像，例如，查看时间、阅读文本消息或电子邮件等。除了全色、高分辨率图像显示模式之外，还提供可以传达诸如文本或简单图片的信息的低功率显示系统将因此使智能手机用户能够降低智能手机功率消耗，并且延长电池再充电之间所需的时间。如常规技术中所讨论的，反射双稳态LCD非常适合于需要非常低功率消耗的显示器应用。
当阳光照射到显示器上时，图像和文本变得难以阅读。提供不管环境阳光的强度如何都可以向用户清楚地传达信息的显示系统将有益于各种应用，诸如移动电话、膝上型PC、自动柜员机、广告显示器等。如在传统技术中所讨论的，反射LCD对于在高环境照明条件下观看图像特别有用。
如在传统技术中所讨论的，结合可切换光学元件使用第一图像显示器可以用于实现能够实现全分辨率、全亮度正常图像模式和第二指向图像显示模式的显示器。指向显示模式可以是自动立体3D显示模式。指向显示模式可以是私密显示模式，其中信息仅基本上在轴上才可辨别。尽管自动立体3D显示模式和/或私密显示模式是有吸引力的光学特征，但是可切换光学元件为显示装置附加了显著的额外厚度、重量和成本。对于许多显示器应用，难以证明附加的可切换光学元件的附加厚度、重量和成本的正确性。
根据本发明的示例性实施例，提供了显示器，该显示器包括第一图像显示器和第二图像显示器，其中反射起偏器(例如，DBEF)夹在第一图像显示器和第二图像显示器之间。第一图像显示器和第二图像显示器和DBEF被堆叠，使得第二图像显示器设置在观看侧。第一图像显示器可以是液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)等，并且能够显示高分辨率、全色图像。第二图像显示器是液晶显示器。第二图像显示器不包含不透明薄膜晶体管(TFT)，并且经由无源编址方案(占空型驱动)或者不采用不透明晶体管或具有基本不透明特征的任何其它编址部件的另一编址方案在第二图像显示器上显示图像。第二图像显示器优选地不包含滤色器或将在第一图像显示器和第二图像显示器之间提供固有的、不可切换的视差效应或莫尔效应的任何特征。第二图像显示器与第一图像显示器结合使用以产生显示系统，该显示系统具有多种图像显示功能，包括具有优异的阳光可读性的低功率显示模式和3D模式。
根据一方面，可以实现第一显示功能，由此第二图像显示器均匀地切换到第一透明状态并且展现由第一图像显示器显示的信息。
根据一方面，可以实现第二显示功能，由此没有图像编址到第一图像显示器，并且第二图像显示器均匀地切换到第二状态，使得显示系统起类似于平面镜的作用并且对于观看者显现为反射表面。如果第一图像显示器具有相关联的背光源，则关断背光源。
根据一方面，可以实现第三显示功能，由此没有图像编址到第一图像显示器，并且将图像编址到第二图像显示器，以产生可以传达诸如文本或简单图片的信息的图案化的反射镜。如果第一图像显示器具有相关联的背光源，则关断背光源。
根据一方面，可以实现第四显示功能，由此将图像编址到第二图像显示器以产生可以传达诸如文本或简单图片的信息的图案化的反射镜，并且将图像编址到第一图像显示器，使得通过在第一图像显示器上显示的图像增强图案化的反射镜的视觉效果。如果第一图像显示器具有相关联的背光源，则接通背光源。
根据一方面，可以实现第五显示功能，由此将自动立体三维(以下称为“3D”)图像编址到第一图像显示器，并且将图像编址到第二图像显示器，该第二图像显示器产生视差光学器件，使得第一显示器上的三维图像用肉眼可观看。视差光学器件可以形成视差屏障。视差光学器件可以形成透镜阵列。视差光学器件可以形成透镜阵列，由此视差屏障设置在透镜元件之间。
根据一个方面，可以实现第六显示功能，由此将图像编址到第一图像显示器，并且将图像编址到第二图像显示器，使得第二图像显示器变成模糊光学器件，以便第一显示器的图像基本上在显示系统的轴上可观看，但是从离轴观看基本上是模糊的，并因此产生私密观看模式。
参照图4，显示系统40包括第一图像显示器10、第二图像显示器20和诸如双亮度增强膜(DBEF)的反射起偏器30。反射起偏器30可以具有镜面反射特性或漫反射特性。显示系统40还可以包括用于输入对于第一图像显示器10和第二图像显示器20是固有的或非固有的信息的触摸屏(未示出)。反射起偏器30夹在第一图像显示器10和第二图像显示器20之间。第二图像显示器20设置在显示系统40的观看侧50。例如，反射起偏器30可以层压到第一图像显示器10或第二图像显示器20。例如，通过使用光学粘合剂可以将反射起偏器30粘附到第一图像显示器10或第二图像显示器20。第一图像显示器10可以是液晶显示器(LCD)11(图5)或有机发光显示器(OLED)60(图6)或任何其他类型的图像显示器。第一图像显示器10是像素化的，并且能够显示高分辨率、全色图像。第一图像显示器10可以是无源编址显示器，或者可以是有源编址显示器。第二图像显示器20是也是像素化的液晶显示器。第二图像显示器不包含不透明薄膜晶体管(TFT)，并且经由无源编址方案(占空型驱动)或不采用不透明晶体管的另一编址方案在第二图像显示器20上显示图像。第二图像显示器20不包含滤色器或将在第一图像显示器10和第二图像显示器20之间提供固有的、不可切换的视差效应或莫尔效应的任何特征。
参照图5，第一图像显示器10可以是液晶显示器11，该液晶显示器11包括背光源12、第一起偏器13、第一基板14、液晶层15、第二(最上的)基板16和第二起偏器17。第二起偏器17设置在液晶显示器11的观看侧50。改善液晶显示器11的视角性能和对比度的光学延迟膜可以设置在第一起偏器13和第一基板14之间，和/或设置在第二基板16和第二起偏器17之间。为了图示的清楚，已经省略了改善第一图像显示器10的视角性能和对比度等的对准层、控制电子器件、光学延迟膜。
参照图6，第一图像显示器10可以是有机发光显示器60，该有机发光显示器60包括第一基板14、有机电致发光层61和第二基板16。有机发光显示器60可以具有设置在有机发光显示器60的观看侧50的起偏器17。
参照图5和图6，起偏器17可以是圆起偏器或者可以是线起偏器。如果起偏器17由延迟膜和线起偏器构成以便产生圆起偏器，则该构成器件的线起偏器部分设置在第一图像显示器10的观看侧50。因此，从第一图像显示器10发射的光将是线偏振的。
参照图7，第二图像显示器20是液晶显示器，该液晶显示器包括第一(最下的)基板24、液晶层25、第二基板26和第二起偏器27。改善第二图像显示器20的视角性能和对比度的光学延迟膜可以设置在第一基板24的外表面上，和/或设置在第二基板26和第二起偏器27之间。为了图示的清楚，已经省略了改善第二图像显示器20的视角性能和对比度的光学延迟膜。为了图示的清楚，还从图7中省略了与第二图像显示器20相关的LC对准层、控制电子器件等。
由图4、图5和图7示出包括作为第一图像显示器10的LCD 11的显示系统40的优选配置。由图4、图6和图7示出包括作为第一图像显示器10的OLED 60的显示系统40的优选配置。偏振光学器件领域技术人员将理解，还可以经由诸如起偏器和延迟膜的控制光的偏振状态的光学膜的替代布置实现显示系统40的优选配置的功能。参照图8a、图8b、图8c、图8d和图8e，在相关部分中示出起偏器17(图8c、图8d和图8e)、反射起偏器30(图8a、图8b、图8c、图8d和图8e)和延迟膜(图8b、图8d和图8e)19a、19b、19c、19d的各种组合，可以设计所述各种组合以便实现各种实施例中的显示系统40。通常，与起偏器17相关联的透射轴和反射起偏器30的透射轴彼此平行对准，以便使显示系统40内的光学部件的数量最小化。然而，如果与起偏器17相关联的透射轴和反射起偏器30的透射轴不彼此平行对准，可以将诸如半波片的延迟膜插入在起偏器17和反射起偏器30之间。如果半波片插入在起偏器17和反射起偏器30之间，则布置半波片的光轴以将与起偏器17相关联的透射轴和反射起偏器30的透射轴二等分。
参照图8a，显示系统40可以包括定位在第一图像显示器10的第二基板16和第二图像显示器20的第一基板24之间的反射起偏器30。在该实施例中，已经从第一图像显示器10省略了起偏器17。当第一图像显示器10是OLED 60时，起偏器17对于第一图像显示器60的操作不是必不可少的，但是通常包括起偏器17以便减少降低图像质量的来自图像显示层61的反射。如果图像显示层61包含至少第一反射电极，则可以发生来自图像显示层61的显著反射。如果起偏器17与第一图像显示器60结合使用，则起偏器17通常是圆起偏器。当第一图像显示器10是LCD 11时，为了最佳的显示特性，例如对比度和视角，优选存在起偏器17。然而，为了降低成本并减小显示系统40的整体厚度，可以移除起偏器17，并且起偏器27使得能够在第一图像显示器11上显示图像。
参照图8b，显示系统40可以包括定位在第一图像显示器10的第二基板16和第二图像显示器20的第一基板24之间的延迟膜19a和反射起偏器30。同样可以省略起偏器17。延迟膜19a可以是光学四分之一波片。如果延迟膜19a是相对于反射起偏器30的透射轴定向为45°的光学四分之一波片，则入射在第一图像显示器10上的环境光将是圆偏振的。优选的是，圆偏振光入射到第一图像显示器10上，特别是如果第一图像显示器10是具有反射电极的OLED 60时。用圆偏振光照射第一图像显示器10可以提高图像显示器10的对比度。延迟膜19a可以是光学半波片，并且用于旋转从第一图像显示器10到第二图像显示器20的线偏振光的取向，并且反之亦然。
参照图8c，显示系统40可以包括直接在第一图像显示器10的第二基板16和第二图像显示器20的第一基板24之间的起偏器17和反射起偏器30。如前所述，这是偏振光学器件的优选配置，并出于完整性被包括在此。实质上，图8c简单地突出显示系统40的优选实施例中的部件的顺序，将注意力集中在第一图像显示器10的最上层和第二图像显示器20的最下层。
参照图8d，显示系统40可以包括在第二图像显示器20的第一基板24正下方的起偏器17、延迟膜19b和反射起偏器30。延迟膜19b可以是光学半波片，并且用于旋转线偏振光的取向。例如，延迟膜19b可以经配置使得透射通过起偏器17的线偏振光旋转并与反射起偏器30的透射轴对准。在该实施例中，布置半波片的光轴以将与起偏器17相关联的透射轴和反射起偏器30的透射轴二等分。
参照图8e，显示系统40可以包括在第一图像显示器10的第二基板16和第二图像显示器20的第一基板24之间的起偏器17、延迟膜19c、反射起偏器30和延迟膜19d。延迟膜19c可以是光学半波片并且用于旋转线偏振光的取向。例如，延迟膜19c可以经配置使得透射通过起偏器17的线偏振光旋转并与反射起偏器30的透射轴对准。延迟膜19d可以是光学半波片或光学四分之一波片或最优化显示质量度量的预定值的波片。
参照图8a、图8b、图8c、图8d和图8e，有利的是，显示系统40具有尽可能少的光学部件，使得显示系统40薄、轻、制造成本低。然而，通常，由于第一图像显示器10的显示度量和第二图像显示器20的显示度量可以独立地最优化，所以使用更多的光学部件将改善显示系统40在视角、对比度等方面的度量。因此，图8a示出被最优化为薄、轻且制造成本低的显示系统40，而图8e示出可具有比图8a改善的显示度量的显示系统40。图8b、图8c和图8d示出旨在最优化显示度量同时将部件的数量保持为最小的显示系统40。当第一图像显示器10是常规OLED显示器60时，图8b是特别好的配置。对于与作为常规LCD 11的第一图像显示器10一起使用，图8c和图8d是特别好的配置。如图8a、图8b、图8c、图8d和图8e所示的显示系统40中的光学元件的各种配置不是详尽的，并且偏振光学器件和显示器领域的技术人员将能够构思其他基本上等同的配置。
参照图9，第二图像显示器20包括基本上透明的电极24e、26e(未按比例示出)的矩阵阵列。电极布置在无源矩阵布置中并且用作编址部件。电极由氧化铟锡或任何其它合适的透明材料制成。通过利用具有透明电极24、26的常规无源编址方案，第二图像显示器20避免了附加的编址部件，例如可以不透明并从而降低来自第一图像显示器10的图像的质量的TFT。当然，在不脱离本发明的保护范围的情况下，可以利用其他类型编址部件和方案。第二图像显示器20的第一基板24可以具有多个行电极24e，而第二图像显示器20的第二基板26可以具有多个列电极26e。合适的LC对准层(未示出)设置在电极24e和26e的顶部。当基板24和基板26组装在一起时，电极24e和电极26e形成电极的矩阵阵列，其中LC层25夹在基板24和基板26之间。以标准无源编址的方式(例如，使用行和列驱动器(未示出))将合适的电子波形施加到电极24e和电极26e以空间地切换LC材料。第二图像显示器20的各个像素由电极24e和电极26e的重叠区域限定。电极24e的宽度24ew1可以是均匀的。电极26e的宽度26ew1可以是均匀的。电极24e的宽度24ew1可以与电极26e1的宽度26ew1相同。电极24e的宽度24ew1可以不同于电极26e的宽度26ew1。连续的电极24e之间的间隙24eg可以是均匀的。连续的电极26e之间的间隙26eg可以是均匀的。由重叠的电极24e和电极26e限定的像素可以是正方形或矩形。
参照图10，根据另一实施例，第二图像显示器20的第一基板24可以具有均匀宽度24ew1的多个行电极24e，而第二图像显示器20的第二基板26可以具有交替宽度26ew1和26ew2的多个列电极26e。替代地，第二图像显示器20的第一基板24可以具有均匀宽度24ew1的多个列电极24e，而第二图像显示器20的第二基板26可以具有交替宽度26ew1和26ew2的多个行电极26e。电极26e1和电极26e2的宽度26ew1、26ew2可以经配置以便实现周期视差屏障，其继而可以引导来自第一图像显示器10的光，以使得能够在第一取向上观看自动立体图像。替代地，电极26e1和电极26e2的宽度26ew1、26ew2可以经配置以便实现周期性透镜阵列，其继而可以引导来自第一图像显示器10的光，以使得能够在第一取向上观看自动立体图像。作为另一替代方案，电极26e1和电极26e2的宽度26ew1、26ew2可以经配置以便实现透镜和视差元件的周期性阵列，其继而可以引导来自第一图像显示器10的光，以使得能够在第一取向上观看自动立体图像。透镜和视差元件的周期性阵列可以具有设置在每个透镜元件之间的视差屏障元件。
参照图11，第二图像显示器20的第一基板24可以具有交替宽度24ew1和24ew2的多个行电极24e，而第二图像显示器20的第二基板26可以具有交替宽度26ew1和26ew2的多个列电极26e。电极26e1和电极26e2的宽度26ew1、26ew2可以经配置以便实现周期视差屏障，其继而可以引导来自第一图像显示器10的光，以使得能够在第一取向上观看自动立体图像。电极24e1和电极24e2的宽度24ew1、24ew2可以经配置以便实现周期视差屏障，其继而可以引导来自第一图像显示器10的光，以使得能够在第二取向上观看自动立体图像。替代地，电极26e1和电极26e2的宽度26ew1、26ew2可以经配置以便实现周期性透镜阵列，其继而可以引导来自第一图像显示器10的光，以使得能够在第一取向上观看自动立体图像。作为另一个替代方案，电极24e1和电极24e2的宽度24ew1、24ew2可以经配置以便实现周期性透镜阵列，其继而可以引导来自第一图像显示器10的光，以使得能够在第二取向上观看自动立体图像。作为又一替代方案，电极26e1和电极26e2的宽度26ew1、26ew2可以经配置以便实现透镜和视差元件的周期性阵列，其继而可以引导来自第一图像显示器10的光，以使得能够在第一取向上观看自动立体图像。透镜和视差元件的周期性阵列可以具有设置在每个透镜元件之间的视差屏障元件。电极24e1和电极24e2的宽度24ew1、24ew2可以经配置以便实现透镜和视差元件的周期性阵列，其继而可以引导来自第一图像显示器10的光，以使得能够在第二取向上观看自动立体图像。
显示系统40的第一显示功能使得观看者能够观看第一图像显示器10，犹如第二图像显示器20不存在。更特定地，第二图像显示器20被切换到使其对于由第一图像显示器10发射的光基本上透明的状态。通过基本上透明，旨在透射从反射起偏器30入射到第二图像显示器20上的光的至少75％。优选地，透射从反射起偏器30入射到第二图像显示器20上的光的至少90％。与第二图像显示器20相关的LC模式可以是常白模式。当没有电压施加在LC层25上时，常白模式将透射从第一图像显示器10发射的光。与第二图像显示器20相关的LC模式可以是常黑模式。当在LC层25上施加适当的电压时，常黑模式将透射从第一图像显示器10发射的光。通常，对于第二图像显示器20有利的是使用偏振光学器件的常白配置，以便避免由电极间隙24eg和/或26eg引起的不期望的视差效应。如果在第二图像显示器20中采用双稳态LC模式，则不需要电压来保持黑色图像或白色图像(仅需要电压以在黑色和白色状态之间切换)。然而，仍然有利的是，在这种双稳态LCD中布置偏振光学器件，使得电极间隙24eg和/或26eg不引起从第一图像显示器发射的光的吸收(即，电极间隙24eg和/或26eg不引起不期望的视差效应)。由于第二图像显示器20必须能够切换到基本上透明的状态，所以第二图像显示器20不包括不透明薄膜晶体管(TFT)或任何其他不透明元件(至少对任何观看者可感知的程度)，所述任何其他不透明元件直接可见或在由第一图像显示器10呈现的图像中表现可见伪像，例如视差或莫尔纹。
显示系统40的第二显示功能是使观看者能够观看反射的图像的反射模式。通过使用常规无源编址技术施加合适的驱动电压，第二图像显示器20具有影响环境光的偏振状态的液晶配置，使得其基本上从反射起偏器30反射。由显示系统的观看者观察从反射起偏器30反射的光。当激活第二显示功能时，可以关断第一图像显示器10以便节省功率消耗。第二显示功能可以用作梳妆镜。第二显示功能可以用作用于美容目的的“备用”显示模式。
显示系统40的第三显示功能使得观看者在第一图像显示器关断(或不显示图像)的同时能够观看第二图像显示器20上的信息。通过再次通过常规的无源编址技术施加合适的驱动电压，第二图像显示器20具有用于修改环境光的偏振状态的至少两个液晶配置。第一液晶配置影响环境光的偏振状态，使得其基本上透射通过反射起偏器30朝向第一图像显示器10。透射通过反射起偏器30的光被第一图像显示器10的光学部件(例如，起偏器17)吸收。因此，该第一液晶配置对观看者显现黑色。第二液晶配置影响环境光的偏振状态，使得其基本上从反射起偏器30反射。显示器40系统的观看者观察到从反射起偏器30反射的光。因此，与第二图像显示器20相关的像素可以经配置显现黑色或反射环境光。通过施加合适的电压，进一步的液晶配置是可以的，所述进一步的液晶配置使得显著比例的入射光能够从反射起偏器30反射，并且显著比例的入射光能够被第一图像显示器10的光学部件(例如，起偏器17)吸收，即可以实现部分反射像素。
显示系统40的第三显示功能使得观看者在第一图像显示器关断(或不显示图像)的同时能够观看第二图像显示器20，且因此可以用作低功率显示模式。显示系统40的第三显示功能可以在第一图像显示器处于“备用”模式(即，第一图像显示器打开，但不传达信息)时用作显示信息的“备用”显示模式。显示系统40的第三显示功能可以用于在诸如强阳光的高环境照明条件下传达信息。高环境照明条件通常降低许多显示器的可读性；然而，显示系统40的第三显示功能可以容易地向观看者传达即使在最强环境光条件下都可读的信息。
参照图12，第二图像显示器20用于实现显示系统40的第三显示功能，以传达诸如时间、日期、新消息提醒(文本、电子邮件、语音邮件等)的信息101、显示任何新消息、电池电量、网络信号强度、Wi-Fi、装置锁定/解锁、来自应用软件(“apps”)的信息、标识、装饰特征、广告、几何形状、非几何形状等。参照图12，可以在显示装置20P的纵向取向和/或显示装置20L的横向取向上观看第二图像显示器20。可以经由触摸屏、手势、按钮、滑动器等通过来自观看者的输入来控制由第二图像显示器20显示的信息101的访问和/或操纵。出于样式和/或易于使用的目的，在第二图像显示器20上显示的信息可以具有基本类似于第一图像显示器10所属的信息布局的布局。
使用上述第一至第三显示功能的任何组合，显示系统40的第四显示功能使得观看者能够同时观看第二图像显示器20和第一图像显示器10。因此，显示系统40可以传达是黑色、白色、彩色和反射区域的组合的信息。在图13中示出第四显示功能的第一示例。第二图像显示器20，20P、20L用于传达信息101，例如如前所述的时间、日期、新消息等。信息101可以由指定的空间区域102包围。第一图像显示器10可以在指定的空间区域102中显示可以是或可以不是彩色的图像。指定的空间区域102可以是或可以不是动画的。当结合指定的空间区域102观看信息101时，实现了意想不到的有吸引力的显示模式。图14中示出第四显示功能的第二示例。除了由指定的空间区域102包围的信息101之外，可以实现以标准方式传达来自第一图像显示器10的信息的进一步的区域103。在区域103中，第二图像显示器20切换到透明状态。
显示系统40的第四显示功能可以用于在诸如强阳光的高环境照明条件下传达信息。高环境照明条件通常降低许多显示器的可读性；然而，显示系统40的第四显示功能可以容易地向观看者传达即使在最强环境光条件下都可读的信息。
显示系统40的第五显示功能使得观看者能够观看3D图像。交错3D图像以标准方式编址到第一图像显示器10，而第二图像显示器20将立体图像引导到观看者的相应的眼睛。以预定的方式编址第二图像显示器20以便实现成像功能。可以由视差屏障阵列执行第二图像显示器20的成像功能。替代地，可以由液晶透镜阵列执行第二图像显示器20的成像功能。替代地，可以由液晶透镜阵列执行第二图像显示器20的成像功能，其中每个透镜邻接视差屏障元件。
触摸输入装置或功能可以并入显示系统40，使得观看者可以与在第一图像显示器10上显示的信息互动。触摸输入装置或功能可以并入显示系统40，使得观看者可以与在第二图像显示器20上显示的信息互动。与第一图像显示器10和第二图像显示器20相关的触摸输入装置或功能可以是相同的触摸输入装置或功能，或者可以是不同的触摸输入装置和/或功能。
图15中示出能够进行3D自动立体模式的显示系统40。根据(e.s)/(n.Pi)计算3D(或三维的)观看距离Vd，其中e是眼间距离，Pi是第一图像显示器10的像素间距，n是第一图像显示器10的液晶层15或有机电致发光层61与第二图像显示器20的液晶层25之间的材料的平均折射率，并且s是第一图像显示器10的液晶层15或有机电致发光层61与第二图像显示器20的液晶层25之间的距离。在第一图像显示器10上显示三维自动立体图像。2视图3D自动立体显示器向观看者呈现不同视角的两个图像。第一图像被引导朝向观看者的左眼，并且第二图像被引导朝向观看者的右眼。参照图15，左图像和右图像可以编址到第一图像显示器10的交替像素。左图像和右图像分别被引导到观看者的左眼9b和观看者的右眼9a。为了将正确的图像引导到正确的眼睛，第二图像显示器20可以用于形成视差屏障的周期性阵列或透镜元件的周期性阵列或透镜和视差屏障元件的周期性阵列。对于2视图3D自动立体显示模式，与第二图像显示器20相关的光引导光学器件的间距或周期Pe(图15中未示出)可以大约是第一图像显示器的像素间距或周期Pi的两倍。为了校正视点，与第二图像显示器20相关的光引导光学器件的精确间距或周期Pe被布置为等于(2*Pi)/(1+s/e)。
在2视图3D自动立体系统中使用的通常视差屏障设计具有在光引导光学器件间距或周期Pe的20％和50％之间的孔径(即，视差屏障与孔径的比分别在4:1和1:1之间)。在2视图3D自动立体系统中使用的优选视差屏障设计具有光引导光学器件间距或周期Pe的～35％的孔径。
3D自动立体显示器领域的技术人员将理解，显示系统40可以经配置为N视图3D自动立体显示系统(多视图显示系统)，其中在第一图像显示器10上显示N个不同视角的N个图像，并且N个图像各自由光引导光学器件引导到唯一的角度观看区中。如文献中所述，N视图(多视图)3D自动立体显示系统(N>5)具有相比2视图3D系统的优点在于，3D图像可以同时呈现给多个观看者，并且对于每个观看者，3D头部观看自由度相对较大。如文献中所述，N视图(多视图)3D自动立体显示系统(N>5)具有相比2视图3D系统的缺点在于，呈现给每个观看者的3D图像具有较低的分辨率。
优选实施例使用也可以被称为顶点双稳态向列(ZBN)的顶点双稳态液晶显示器(ZBD)70(图16)作为第二图像显示器20和具有镜面反射特性的反射起偏器30。在文献中已经广泛公开ZBD 70的操作。ZBD具有至少第一双稳态LC对准表面。双稳态LC对准表面可以由具有形状和/或取向的孔构成，以在基本上相同的方位角方向上引起两个不同的LC倾斜角。替代地，双稳态LC对准表面可以由可以引起两个不同的LC倾斜角的光栅构成。此后，将仅讨论具有由光栅构成的双稳态LC对准表面的ZBD，但是应当理解，光栅不是可以用于实现优选实施例的唯一的双稳态液晶对准表面。
参照图3(常规技术)，ZBD 70具有单稳态表面基板6，在单稳态表面基板6上具有可以提供单稳态、低表面倾斜的LC 2分子的LC对准层(未示出)，例如聚酰亚胺。参照图3，ZBD具有双稳态表面基板4，在双稳态表面基板4上具有提供LC双稳态表面的双稳态LC对准层8。双稳态LC对准层8可以是可以提供LC双稳态表面的光栅(如图3所示)。具有单稳态LC对准层(未示出)的单稳态表面基板6可以是显示系统40中的第一基板24，而具有双稳态LC对准层8的双稳态表面基板4可以是显示系统40中的第二基板26。具有单稳态LC对准层(未示出)的单稳态表面基板6可以是显示系统40中的第二基板26，而具有双稳态LC对准层的双稳态表面基板4可以是显示系统40中的第一基板24。可以对于第二图像显示器20的边缘平行、垂直或以预定角度布置ZBD单稳态表面6的对准方向。可以图案化ZBD单稳态表面6的对准方向，使得对于第二图像显示器20的至少第一空间区域，单稳态对准方向以第一角度与第二图像显示器20的边缘对准，并且对于第二图像显示器20的至少第二空间区域，单稳态对准方向以第二角度与第二图像显示器20的所述边缘对准。图案化的第一和第二单稳态对准方向可以彼此垂直。第一和第二单稳态对准方向可以相对于第二图像显示器20的给定边缘分别布置成+45°和-45°。在上述所有情况下，相对于单稳态表面对准方向布置ZBD 70的光栅对准方向，以实现ZBD装置的正确操作。因此，如果图案化单稳态对准方向，则也必须适当地图案化光栅方向。
给定的ZBD 70中的LC分子的第一能量稳定配置是混合对准向列状态(HAN状态)25a(图3)。在HAN状态25a中，双稳态LC对准层8使得LC分子在双稳态LC对准层8附近采取高倾斜。给定的ZBD 70中的LC分子的第二能量稳定配置是扭曲向列状态(TN状态)25b。在TN状态25b中，双稳态表面使得LC分子在双稳态LC对准层8附近采取低倾斜。如在图3中示意性地示出并在文献中详细描述的，通过施加合适的波形实现在HAN状态25a和TN状态25b之间的切换。在是选择HAN状态25a还是选择TN状态25b时，脉冲的极性是关键因素。通过以标准方式采用电极的矩阵阵列，ZBD 70内的像素可以在HAN状态25a和TN状态25b之间单独切换。驱动ZBD 70不需要使用不透明的TFT。在ZBD 70内使用不透明TFT或任何其他基本上不透明的特征将与由第一图像显示器10呈现的图像产生莫尔效应，该莫尔效应将显著地减损显示系统40的外观。
参照图16，现在将描述被布置以实现显示系统40的光学部件的特定示例，该显示系统40实现第一、第二、第三、第四、第五和第六显示功能。应当理解，图16是显示系统40的部分分解图；第一图像显示器10、反射起偏器30和第二图像显示器20被布置并且优选地彼此光学接触地粘合在一起(以最小化不期望的反射)，以便形成显示系统40。
第一图像显示器10发射平行于反射起偏器30的透射轴30T偏振的线偏振光10P。线偏振光10P的取向可以是第一图像显示器10的设计固有或非固有的。延迟膜(例如，19a、19b或19c(未示出))可以是半波延迟膜，并且被采用以旋转离开第一图像显示器10的光的线偏振状态，使得从第一图像显示器10入射在反射起偏器30上的光是平行于反射起偏器30的透射轴30T偏振。第二图像显示器20是顶点双稳态液晶显示器(ZBD)70。在ZBD 70切换到TN状态25b的情况下，与第一基板24相关联的液晶对准方向24A与反射起偏器30的透射轴30T平行布置。在TN状态25b中，与第二基板26相关联的液晶对准方向26A与LC对准方向24A垂直布置。起偏器27的透射轴27T与反射起偏器透射轴30T垂直布置。反射起偏器30的反射轴30R可以与起偏器27的透射轴27T平行布置。
替代地，参照图17，在ZBD 70切换到TN状态25b的情况下，与最下的基板24相关联的液晶对准方向24A可以与反射起偏器30的透射方向30T垂直布置。在TN状态25b中，与最上的基板26相关联的液晶对准方向26A与对准方向24A垂直布置。起偏器27的透射轴27T与反射起偏器透射轴30T垂直布置。
参照图16和图17，现在将描述实现第一、第二、第三和第四显示功能的显示系统40的光学操作。
显示系统40的第一显示功能使观看者能够观看第一图像显示器10，犹如第二图像显示器20不在那里一样。通过将ZBD 70切换到TN状态25b实现第一显示功能。从图像显示器10发射的线偏振光基本上无衰减地透射通过反射起偏器30并且进入ZBD 70。在离开ZBD 70时，光基本上是线偏振的并且基本上平行于偏振元件27的透射轴27T定向(即ZBD基本上将线偏振轴旋转90°)。
显示系统40的第二显示功能是使观看者能够观看反射的图像的反射模式。可以通过将ZBD 70均匀地切换到HAN状态25a实现第二显示功能。第一图像显示器10被布置为不发射光(即，第一图像显示器10被关闭，或处于备用模式，或显示黑色图像)。为了降低功率消耗，优选的是关闭第一图像显示器10。基本上平行于显示系统40的法线(即，与显示器法线的θ＝±～15°)入射的环境光在穿过切换到HAN状态25a的ZBD 70的液晶层25时基本上不经历偏振改变。因此，该环境光被反射起偏器30反射，并且基本上透射通过起偏器27，以产生反射镜功能。
或者，可以通过将ZBD 70均匀地切换到TN状态25b实现第二显示功能，并且跨TN状态25b施加电压，使得基本上平行于显示系统40的法线(即，与显示器法线的θ＝±～15°)入射的环境光在穿过ZBD70的液晶层25时基本上不经历偏振改变。第一图像显示器10被布置为不发射光(即，第一图像显示器10被关闭，或处于备用模式，或显示黑色图像)。为了降低功率消耗，优选的是，关闭第一图像显示器10。因此，环境光(与显示器法线的θ＝±～15°)被反射起偏器30反射，并且基本上透射通过起偏器27，以便产生反射镜功能。通过改变跨TN状态25b的电压，可以调节反射镜的反射率。通过增加跨TN状态25b的电压，可以增加反射镜的反射率。
使用HAN状态25a实现反射镜功能的优点是，在LC层均匀地切换到HAN状态25a时不消耗功率(即，不需要电压来保持反射镜功能)。使用TN状态25b实现反射镜功能的优点是可以实现可变反射率的反射镜(即，需要电压来保持反射镜功能，并且电压的大小与反射镜功能的反射率相关)。
显示系统40的第三显示功能是可以向观看者传达信息的反射模式。第一图像显示器10被布置为不发射光(即，第一图像显示器10被关闭或处于备用模式或显示黑色图像)。为了降低功率消耗，优选的是，关闭第一图像显示器10。通过将ZBD 70的像素切换到HAN状态25a或TN状态25b将信息传达给观看者。如前所述，在ZBD 70切换到HAN状态25a的情况下，环境光基本上从显示系统40反射。在ZBD 70切换到TN状态25b的情况下，环境光基本上透射通过反射起偏器30，并且被第一图像显示器10的光学部件吸收。因此，可以经由反射像素和黑色像素的组合将图像(以及因此将信息)传达给观看者。第三显示功能实质上是可以经由编址方案在像素的分辨率下被图案化的反射镜。
显示系统40的第四显示功能是反射模式，该反射模式可以通过将图像编址到第一图像显示器10和第二图像显示器20以引人注目和有吸引力的方式向观看者传达信息。如前所述，在ZBD 70切换到HAN状态25a的情况下，环境光基本上从显示系统40反射。在ZBD 70切换到TN状态25b的情况下，环境光基本上透射通过反射起偏器30，并且被第一图像显示器10的光学部件吸收。如前所述，当ZBD 70切换到TN状态25b时，观看者可以观看第一图像显示器10，犹如第二图像显示器20不在那里一样(即，ZBD 70显现得基本上透明)。在ZBD 70切换到TN状态25b的情况下，第一图像显示器10的像素清楚地展现给观看者。在ZBD 70切换到HAN状态25a情况下，来自第一图像显示器10的一小比例的光可以透射通过第二显示器20以被观看者观察。该效果可以用于增加显示模式的吸引力。在ZBD 70切换到TN状态25b的情况下，经由跨TN状态25b施加电压，可以调节从第一图像显示器10透射通过第二显示器20的光的比例和从反射起偏器30反射的光的比例。该效果还可以用于增加显示模式的吸引力。因此，信息可以经由反射像素(来自ZBD 70)和来自第一图像显示器的像素的组合传达给观看者。ZBD 70的反射像素和来自第一图像显示器10的像素可以横向分离和/或横向一致(即，观看者可以感知反射像素和来自第一图像显示器10的像素从显示系统40的不同的空间位置发出，和/或观看者可以感知反射像素和来自第一图像显示器的像素从显示系统40的相同空间位置发出)。显示系统40的第五显示功能使得观看者能够观看3D图像。交错3D图像以标准方式编址到第一图像显示器10，而第二图像显示器20将立体图像引导到观看者的相应眼睛。参照图10和图15，现在将描述使得能够观看自动立体3D图像的电极设计的特定示例。在ZBD 70切换到TN状态25b的情况下，可以选择LC层25的厚度(d)和LC层25的双折射率(Δn)，使得对于波长λ的光，满足Gooch-Tarry第一最小或第二最小TN条件等(即，对于第一最小TN条件，√3＝2dΔn/λ，并且对于第二最小TN条件，√15＝2dΔn/λ，等)。参照图10，通过使用电极26e2将ZBD 70切换到HAN状态25a并且使用电极26e1将ZBD 70切换到TN状态25b，可以形成由透射区域和非透射区域构成的视差屏障。与偏振元件(27、30、19)协作，HAN状态25a形成防止来自第一图像显示器10的光到达观看者的眼睛的非透射区域的周期性阵列。与偏振元件(27、30、19)协作，TN状态25a形成使得来自第一图像显示器的光能够到达观看者的眼睛的透射区域的周期性阵列。对于如图15所示的2视图3D系统，形成视差屏障的电极26e的间距或周期Pe由26ew1+2*26eg+26ew2给定，并且基本上等于第一图像显示器10的像素间距或周期Pe的两倍(即，26ew1+2*26eg+26ew2＝2*pi)。为了校正视点，形成视差屏障的电极的精确间距或周期Pe被布置为使得Pe＝26ew1+2*26eg+26ew2＝(2*Pi)/(1+s/e)，其中e是眼间距离，Pi是第一图像显示器10的像素间距或周期pi，并且s是第一图像显示器10的液晶层15或有机电致发光层61与第二图像显示器20的液晶层25之间的距离。TN状态25b(透射区域)的宽度可以被布置为间距或周期Pe的～35％。电极26e的垂直布置使得能够在水平取向上观看3D图像。
替代地，可以通过使用ZBD 70形成透镜和视差屏障的周期性阵列，使得视差屏障(对于第一图像显示器不透射)设置在每个透镜元件之间来实现第五显示功能。参照图18，视差屏障区域112(对于第一图像显示器不透射)的宽度主要由用于将LC层25切换到HAN状态25a的电极26e的宽度控制，例如，电极26e1(已经忽略电极间间隙26eg)。透镜元件111(对于第一图像显示器透射)的宽度主要由用于将LC层25切换到TN状态25b的电极26e的宽度控制，例如26e2(已经忽略电极间间隙26eg)。然后将电压施加到电极26e1，使得在电极26e1和24e之间形成边缘电场。该边缘电场形成基本上位于连续电极26e1之间并且基本上位于电极26e2下方的被称为渐变反射率(GRIN)的透镜元件111。透镜元件111的焦距f(未示出)可以近似满足方程f＝a2/8Δnd，其中a(未示出)是透镜孔径(透镜孔径～电极26e2的宽度)，Δn是LC的双折射率，并且d是LC层25的厚度。当f/n～s时，发生优选的3D成像性能，其中n是第一图像显示器10的液晶层15或有机电致发光层61与第二图像显示器20的液晶层25之间的材料的平均折射率，并且s是第一图像显示器10的液晶层15或有机电致发光层61与第二图像显示器20的液晶层25之间的距离。当满足条件3<a/d<9时，也发生优选的3D成像性能。现在将执行电极设计的工作示例。如果第一图像显示器具有100μm的像素间距或周期Pi，则Pe＝26ew1+2*26eg+26ew2＝200μm。对于～300mm的3D观看距离，则s～700μm。因此f～470μm且a～120μm且Δnd～3.8μm。如果选择Δn为～0.2，则d～20μm。因此，如果我们假定26eg～20μm，则26ew1～45μm和26ew2～115μm的电极26e1、26e2的宽度可以用于形成用于观看3D图像的透镜和视差屏障元件的阵列。
替代地，ZBD 70可以用于通过将LC层25均匀地切换到TN状态25b来形成透镜和视差屏障的周期性阵列。然后如前所述，将电压施加到电极26e1，使得在电极26e1和24e之间形成边缘电场，以产生基本上位于连续电极26e1之间并基本上位于电极26e2下方的GRIN透镜元件111。
通过改变电极26e1和电极26e2的宽度，可以控制视差屏障区域和透镜区域的比例以适合显示系统40的特定要求。例如，如果需要具有高亮度3D模式的显示系统40，则可以最小化形成视差屏障的电极(例如26e1)的宽度(例如26ew1)。然而，如果需要具有相等尺寸的反射像素的显示系统40，则可以将26e1和26e2设计为具有相同的宽度。
可以选择26eg的宽度以最优化3D成像性能。如由第二和第三显示功能所描述的，可以选择26eg的宽度以最优化反射光的量。
关于3D功能(第五显示功能)，仅视差屏障设计相对于透镜+视差屏障设计的优点在于可以实现更薄的LC层25。透镜+视差屏障设计相对于仅视差屏障设计的另一个优点在于可以实现更亮的3D模式，因为透射区域与非透射区域的比增大。如果显示系统40需要具有3D功能和其中反射像素具有相等尺寸的反射功能，则透镜+视差屏障设计可以是优选的，因为电极26e1和电极26e2可以被布置为具有相等的宽度，并且仍然形成用于3D功能的良好质量的成像光学器件。
显示系统40的第六显示功能使得能够在轴上观看图像，而所述图像从离轴观看是模糊的，并因此产生私密观看模式。图像可以包括图片、文本或图片和文本的组合。参照图23，通过在至少两个方向上图案化ZBD单稳态表面6的对准方向和图案化双稳态表面8的对准方向，以便产生两个不同的LC域(域1和域2)来实现第六显示功能。可以图案化单稳态对准方向，使得对于第二图像显示器20的至少第一空间区域(域1)，单稳态对准方向以第一角度与第二图像显示器20的边缘对准，并且对于第二图像显示器20的至少第二空间区域，单稳态对准方向以第二角度与第二显示器20的所述边缘对准。图案化的第一和第二单稳态对准方向可以彼此垂直。优选的是，图案化单稳态表面，使得域1与第二图像显示器20的边缘成+45°，并且域2与第二图像显示器20的所述边缘成-45°。在上述所有情况下，相对于单稳态表面对准方向布置双稳态表面8的对准方向，以实现ZBD装置的正确操作。优选的是，相对于单稳态对准方向布置双稳态表面的对准方向，使得当ZBD装置70切换到TN模式时，在整个第二图像显示器20中保持相同的LC扭曲的旋向性。通过将ZBD 70切换到TN状态25b实现第六显示功能，并且跨ZBD施加电压，使得重新定向LC分子，但是仍然保持在TN状态25b(即，ZBD装置不切换到HAN状态25a)。跨LC层施加的电压足以部分地重新定向LC分子，使得大部分LC分子具有平行于单稳态表面法线对准的分量。因此，必须跨LC层施加的电压高于TN阈值电压，但低于TN饱和电压，并低于将ZBD从TN状态25b切换到HAN状态25a的电压。如果TN层用作图像显示器，则跨LC层施加的电压将因此对应于中间灰度级。参照图24，这种电压对TN状态25b的光学效应是域1和域2在轴上具有相同的亮度。然而，域1和域2对于离轴角度范围具有不同的亮度值。因此，对于第一范围的离轴角度，域1将显现为亮，而域2将显现为暗，并且对于第二范围的离轴角度，域1将显现为暗，而域2将显现为亮。域1和域2之间的离轴亮度对比度通过模糊在图像显示器10上展示的信息来执行私密功能。优选的是，域1和域2是相同的尺寸。域1和域2可以是正方形。如果是正方形，则域1和域2的尺寸可以是1mm2至10mm2，并且优选地是3mm2至6mm2。使用如上所述的2个远距LC域实现对于显示器用户的左侧和右侧的隐私功能(即，对于与显示器用户相邻的人信息是模糊的)。使用4个远距LC域实现360°离轴私密功能。
参照图19，进一步的实施例使用作为第二图像显示器20的超扭曲向列液晶显示器(STN)71和具有镜面反射特性的反射起偏器30。在文献中已经广泛地公开了STN的操作。驱动STN 71不需要使用不透明的TFT。在STN 71内使用不透明的TFT或任何其他基本上不透明的特征将与第一图像显示器10产生莫尔效应，该莫尔效应将显著地减损显示系统40的外观。实质上，STN具有相关的两个LC配置。第一LC配置(跨STN层的施加的电压V＝0V)具有第一相位延迟量，并且第二LC配置(跨STN层的施加的电压V>～2V)具有第二相位延迟量。在穿过第一LC配置之后离开STN 71的光的偏振状态基本上正交于穿过第二LC配置之后离开STN71的光的偏振状态。
显示系统40的第一显示功能使得观看者能够观看第一图像显示器10，犹如第二图像显示器20不在那里一样。这可以通过以第一LC配置(0V)操作的STN 71来实现。从第一图像显示器发射的光穿过LC层25并且基本上透射通过起偏器27。
显示系统40的第二显示功能是使得观看者能够观看反射的图像的反射模式。这可以通过以第二LC配置(V>～2V)操作的STN来实现。第一图像显示器10被布置为不发射光(即，第一图像显示器10关闭，或处于备用模式，或者显示黑色图像)。为了降低功率消耗，优选的是，关闭第一图像显示器10。基本上平行于显示系统40的法线(即，与显示器法线的θ＝±～15°)入射的环境光被反射起偏器30反射，并且基本上透射通过起偏器27，以便产生反射镜功能。
显示系统40的第三显示功能是可以向观看者传达信息的反射模式。第一图像显示器10被布置为不发射光(即，第一图像显示器10关闭或处于备用模式或显示黑色图像)。为了降低功率消耗，优选的是，关闭第一图像显示器10。通过将STN 71的像素切换到第一LC配置(V＝0V)或第二LC配置(V>～2V)将信息传达给观看者。在STN71切换到第一LC配置(V＝0V)的情况下，环境光基本上透射通过反射起偏器30，并且被第一图像显示器10的光学部件吸收。在STN 71切换到第二LC配置(V>～2V)的情况下，环境光从反射起偏器30反射并且基本上返回透射通过起偏器27，以便产生反射镜功能。因此，可以经由反射像素和黑色像素的组合将图像(以及因此将信息)传达给观看者。
显示系统40的第四显示功能是反射模式，该反射模式可以通过将图像编址到第一图像显示器10和第二图像显示器20以引人注目和有吸引力的方式向观看者传达信息。如前所述，在STN 71切换到第二LC配置(V>～2V)的情况下，环境光基本上从显示系统40反射。在STN 71切换到第一LC配置(V＝0V)的情况下，环境光基本上透射通过反射起偏器30并且被第一图像显示器10的光学部件吸收。如前所述，当STN 71切换到第一LC配置(V＝0V)时，观看者可以观看第一图像显示器10，犹如第二图像显示器20不在那里一样(即，STN 71显现得基本上透明)。因此，信息可以经由反射像素(来自STN 71)和来自第一图像显示器10的像素的组合传达给观看者。
显示系统40的第五显示功能使得观看者能够观看3D图像。交错3D图像以标准方式编址到第一图像显示器10，而第二图像显示器20将立体图像引导到观看者的相应眼睛。参照图10和图15，现在将描述使得能够观看自动立体3D图像的电极设计的特定示例。电极26e2用于将STN 71切换到第二LC配置(V>～2V)。当处于第二LC配置(V>～2V)时，来自第一图像显示器10的穿过第二基板层26的光基本上被起偏器27吸收。电极26e1用于将STN 71切换到第一LC配置(V＝0V)。来自第一图像显示器10的穿过第一LC配置(V＝0V)的光基本上透射通过起偏器27。因此，电极26e1和电极26e2与STN 71层和偏振元件结合产生视差屏障，用于观看在第一图像显示器10上显示的3D图像。
继续参照图19，进一步的实施例使用作为第二图像显示器20的双稳态扭曲向列液晶显示器(BTN)72和具有镜面反射特性的反射起偏器30。在文献中已经广泛公开BTN 72的操作。驱动BTN 72不需要使用不透明的TFT。在BTN 72内使用不透明的TFT或任何其他基本上不透明的特征将与由第一图像显示器10呈现的图像产生莫尔效应，该莫尔效应将显著地减损显示系统40的外观。实质上，BTN 72具有两个相关的LC配置。第一LC配置(总LC扭曲角＝0°)具有第一延迟量，并且第二LC配置(总LC扭曲角＝360°)具有第二延迟量。在穿过第一LC配置之后离开BTN 72的光的偏振状态基本上正交于穿过第二LC配置之后离开BTN 72的光的偏振状态。
显示系统40的第一显示功能使观看者能够观看第一图像显示器10，犹如第二图像显示器20不在那里一样。这可以通过以第一LC配置操作的BTN 72来实现。从第一图像显示器发射的光穿过LC层25并且基本上透射通过偏振元件27。
显示系统40的第二显示功能是使观看者能够观看反射图像的反射模式。这可以通过以第二LC配置操作的BTN 72来实现。第一图像显示器10被布置为不发射光(即，第一图像显示器10关闭，或处于备用模式，或显示黑色图像)。为了降低功率消耗，优选的是，关闭第一图像显示器10。基本上平行于显示系统40的法线(即，与显示器法线的θ＝±～15°)入射的环境光由反射起偏器30反射，并且基本上透射通过起偏器27，以便产生反射镜功能。
显示系统40的第三显示功能是可以向观看者传达信息的反射模式。第一图像显示器10被布置为不发射光(即，第一图像显示器关闭或处于备用模式或显示黑色图像)。为了降低功率消耗，优选的是，关闭第一图像显示器10。通过将BTN 72的像素切换到第一LC配置或第二LC配置将信息传达给观看者。在BTN 72切换到第一LC配置的情况下，环境光基本上透射通过反射起偏器30，并且被第一图像显示器10的光学部件吸收。在BTN 72切换到第二LC配置的情况下，环境光从反射起偏器30反射并且基本上返回透射通过起偏器27，以便产生反射镜功能。因此，可以经由反射像素和黑色像素的组合将图像(以及因此将信息)传达给观看者。
显示系统40的第四显示功能是反射模式，该反射模式可以通过将图像编址到第一图像显示器10和第二图像显示器20以引人注目和有吸引力的方式向观看者传达信息。如前所述，在BTN 72切换到第二LC配置的情况下，环境光基本上从显示系统40反射。在BTN 72切换到第一LC配置的情况下，环境光基本上透射通过反射起偏器30，并且被第一图像显示器10的光学部件吸收。如前所述，当BTN 72切换到第一LC配置时，观看者可以观看第一图像显示器10，犹如第二图像显示器20不在那里一样(即，BTN 72显现得基本上透明)。因此，可以经由反射像素(来自BTN 72)和来自第一图像显示器10的像素的组合将信息传达给观看者。
显示系统40的第五显示功能使观看者能够观看3D图像。交错3D图像以标准方式编址到第一图像显示器10，而第二图像显示器20将立体图像引导到观看者的相应眼睛。参照图10和图15，现在将描述使得能够观看自动立体3D图像的电极设计的特定示例。电极26e2用于将BTN 72切换到第二LC配置。来自第一图像显示器10的穿过第二LC配置的光基本上被起偏器27吸收。电极26e1用于将BTN 72切换到第一LC配置。来自第一图像显示器10的穿过第一LC配置的光基本上透射通过起偏器27。因此，电极26e1和电极26e2与BTN 72层和偏振元件结合产生视差屏障，用于观看在第一图像显示器10上显示的3D图像。
再次参照图19，进一步的实施例使用作为第二图像显示器20的铁电液晶显示器(FLC)73和具有镜面反射特性的反射起偏器30。在文献中已经广泛公开FLC的操作。驱动FLC不需要使用不透明的TFT。在FLC 73内使用不透明的TFT或任何其他基本上不透明的特征将与第一图像显示器10呈现的图像产生莫尔效应，该莫尔效应将显著地减损显示系统40的外观。实质上，FLC 73具有两个相关的LC配置。第一LC配置具有第一延迟量(LC对准基本上平行于输入线偏振方向)，并且第二LC配置具有第二延迟量(LC对准基本上相对于输入线偏振方向成45°)。在穿过第一LC配置之后离开FLC 73的光的偏振状态基本上正交于穿过第二LC配置之后离开FLC 73的光的偏振状态。
显示系统40的第一显示功能使观看者能够看到第一图像显示器10，犹如第二图像显示器FLC 73不在那里一样。这可以通过以第一LC配置操作的FLC 73来实现。从第一图像显示器发射的光穿过LC层25，并且基本上透射通过偏振元件27。
显示系统40的第二显示功能是使观看者能够观看反射的图像的反射模式。这可以通过以第二LC配置操作的FLC 73来实现。第一图像显示器10被布置为不发射光(即，第一图像显示器关闭，或处于备用模式，或显示黑色图像)。为了降低功率消耗，优选的是，关闭第一图像显示器10。基本上平行于显示系统40的法线(即，与显示器法线的θ＝±～15°)入射的环境光由反射起偏器30反射，并且基本上透射通过起偏器27，以便产生反射镜功能。
显示系统40的第三显示功能是可以向观看者传达信息的反射模式。第一图像显示器10被布置为不发射光(即，第一图像显示器10关闭或处于备用模式或显示黑色图像)。为了降低功率消耗，优选的是，关闭第一图像显示器10。通过将FLC 73的像素切换到第一LC配置或第二LC配置将信息传达给观看者。在FLC 73切换到第一LC配置的情况下，环境光基本上透射通过反射起偏器30，并且被第一图像显示器10的光学部件吸收。在FLC 73切换到第二LC配置的情况下，环境光从反射起偏器30反射并且基本上返回透射通过起偏器27，以便产生反射镜功能。因此，可以经由反射像素和黑色像素的组合将图像(以及因此将信息)传达给观看者。
显示系统40的第四显示功能是反射模式，该反射模式可以通过将图像编址到第一图像显示器10和第二图像显示器20以引人注目和有吸引力的方式向观看者传达信息。如前所述，在FLC 73切换到第二LC配置的情况下，环境光基本上从显示系统40反射。在FLC 73切换到第一LC配置的情况下，环境光基本上透射通过反射起偏器30，并且被第一图像显示器10的光学部件吸收。如前所述，当FLC 73切换到第一LC配置时，观看者可以观看第一图像显示器10，犹如第二图像显示器20不在那里一样(即，FLC 73显现得基本上透明)。因此，可以经由反射像素(来自FLC 73)和来自第一图像显示器10的像素的组合将信息传达给观看者。
显示系统40的第五显示功能使观看者能够观看3D图像。交错3D图像以标准方式编址到第一图像显示器10，而第二图像显示器20将立体图像引导到观看者的相应眼睛。参照图10和图15，现在将描述使得能够观看自动立体3D图像的电极设计的特定示例。电极26e2用于将FLC 73切换到第二LC配置。来自第一图像显示器10的穿过第二LC配置的光基本上被起偏器27吸收。电极26e1用于将FLC 73切换到第一LC配置。来自第一图像显示器10的穿过第一LC配置的光基本上透射通过起偏器27。因此，电极26e1和电极26e2结合FLC 73层和偏振元件产生视差屏障，用于观看在第一图像显示器10上显示的3D图像。图20是示出包括控制电子器件的整个显示系统40的框图。特定地，系统包括控制器120，该控制器120经配置向第一图像显示器10和第二图像显示器20提供本文所述的各种控制和数据电压。控制器120可以是根据常规编程技术编程的数字处理器，并且因此为了简洁起见已经省略了进一步的细节。包括功能选择器122，其可以是用户选择的输入装置(例如，小键盘、触摸屏等)、基于应用的选择器(由利用显示系统40的具体应用自动选择)等，其使得能够在显示系统40旨在操作的本文所述的第一至第六显示功能中的任何一个之间选择。基于从功能选择器122接收的选择，控制器120向第一图像显示器10和第二图像显示器20提供控制和显示数据124。如本文所述，根据常规技术提供控制和显示数据124使显示器的相应行和列驱动器改变显示器内的相应像素的状态，以便显示图像、提供反射像素、关闭显示器等。在显示系统40包括背光源12的情况下，控制器120还用于如本文所述的打开和关闭背光源。
图21概括了显示系统40的操作。在根据第一显示功能的操作期间，控制器120向第一图像显示器10提供图像数据(例如，文本、视频等)，以便向观看者显示。同时，控制器120向第二图像显示器20提供数据，以将第二图像显示器20均匀地切换到第一、透明的状态，并且展现由第一图像显示器10显示的信息。在显示系统40包括背光源12的情况下，例如根据用户部分、环境光条件、省电模式等，控制器120打开或关闭背光源12。
当根据第二显示功能选择操作时，控制器120不将图像编址到第一图像显示器10(从而使第一图像显示器10不工作)。同时，控制器120向第二图像显示器20提供数据以将第二图像显示器20均匀地切换到第二状态，使得与反射起偏器30组合的第二图像显示器起类似于平面镜的作用。如果第一图像显示器10具有相关联的背光源，则控制器120关断背光源12。
在选择了根据第三显示功能的操作的情况下，控制器120再次不将图像编址到第一图像显示器10。同时，控制器120将图像数据编址到第二图像显示器20，以产生可以向观看者传达诸如文本或简单图片的信息的图案化的反射镜。如果第一图像显示器具有相关联的背光源12，则控制器120关断背光源12。
在选择第四显示功能的情况下，控制器120再次将图像编址到第二图像显示器20，以产生可以传达诸如文本或简单图片的信息的图案化的反射镜，并将图像编址到第一图像显示器10，使得由第二图像显示器20产生的图案化的反射镜的视觉效果被在第一图像显示器10上显示的图像增强。如果第一图像显示器10具有相关联的背光源12，则控制器120可以接通或关断背光源12。
在选择第五显示功能的情况下，控制器120将自动立体三维图像编址到第一图像显示器10。同时，控制器120将图像编址到第二图像显示器20，该第二图像显示器20产生如本文所述的视差光学器件，使得对于观看者第一显示器上的三维图像用肉眼可观看。如果第一图像显示器10具有相关联的背光源12，则控制器120可以接通或关断背光源12。
在选择第六显示功能(第二图像显示器20是ZBD 70)的情况下，控制器120将图像编址到第一图像显示器10。同时，控制器120将图像编址到第二图像显示器20，该第二图像显示器20将变成如本文所述的模糊光学器件，使得第一显示器10的图像基本上在显示系统40的轴上可观看，但是从离轴观看基本上是模糊的，并因此产生私密观看模式。如果第一图像显示器10具有相关联的背光源12，则控制器120可以接通或关断背光源12。
控制器120、功能选择器122和显示数据124可以用于实现显示系统40，该显示系统40在显示系统40的多于一个空间区域中同时采用多于一个所述显示功能。例如，图22a示出在显示系统40的第一空间区域中采用第一显示功能并且在第二空间区域中采用第二显示功能。例如，图22b示出在显示系统40的第一空间区域中采用第三显示功能并且在第二空间区域中采用第二显示功能。例如，图22c示出在显示系统40的第一空间区域中采用第三显示功能并且在第二空间区域中采用第四显示功能。例如，图22d示出在显示系统40的第一空间区域中采用第一显示功能，并且在第二空间区域中采用第二显示功能，并且在第三空间区域中采用第四显示功能。例如，图22e示出在显示系统40的第一空间区域中采用第四显示功能并且在第二空间区域中采用第五显示功能。例如，图22f示出在显示系统40的第一空间区域中采用第一显示功能，并且在第二空间区域中采用第五显示功能，并且在第三空间区域中采用第六显示功能。给定空间区域的尺寸和形状以及所述空间区域的相关联的显示功能1至6可以由用户或由基于应用的选择器(由利用显示系统40的具体应用自动选择)来配置。
如以上参照图4所述，反射起偏器30可以具有镜面反射特性或漫反射特性。上述实施例一般并入了具有镜面反射特性的反射起偏器。以下实施例并入了具有漫反射特性的反射起偏器。在第一一般实施例中，图4的反射起偏器30被视为这种漫反射元件。
在其他实施例中，可以与漫反射元件组合地提供镜面反射元件，以便提供具有镜面反射特性和漫反射特性两者的双层光学膜。图25示出以上图4的变型，但图25并入了这种双层光学膜。参照图25，修改显示系统40以便包括第一图像显示器10、具有镜面反射特性的反射起偏器30(诸如双亮度增强膜(DBEF)、光学漫射器130、以及第二图像显示器20。显示系统40还可以包括用于输入可以是第一图像显示器10和/或第二图像显示器20的固有的或非固有的信息的触摸屏(未示出)。还示出了显示系统40的观看侧50。
反射起偏器30和光学漫射器130可以组合成单个光学膜。在示例性实施例中，光学膜由镜面反射DBEF 30和具有光学漫射器功能以形成光学漫射器130的粘合剂层构成。提供光学漫射器功能130的部件可以基本上保持通过光学漫射器130的光的偏振状态。如果从第一图像显示器10发射的光被偏振，则基本上保持偏振度的光学漫射器具有以下优点：更多的光可以从第一图像显示器10透射到观看者。换句话说，如果从第一图像显示器10发射的光被偏振，则偏振维持漫射器通过使更多来自第一图像显示器10的光到达观看者来提高显示系统的光效率。
光学漫射器130可以是偏振敏感光学漫射器，并且因此漫射第一偏振状态的光而不漫射第二偏振状态的光。第一偏振状态和第二偏振状态可以彼此正交。第一偏振状态和第二偏振状态可以是线偏振。第二偏振状态可以与从第一图像显示器10发射的偏振状态基本上相同。换句话说，透射通过光学漫射器130的来源于第一图像显示器10的偏振光不被光学漫射器60漫射。第一偏振状态可以与已经透射通过第二图像显示器20的环境光的偏振状态基本上相同。当第二图像显示器切换到HAN状态25a时，第二偏振可以与已经透射通过第二图像显示器20的环境光的偏振状态基本上相同。换句话说，当第二图像显示器20处于HAN状态25a时，透射通过第二图像显示器20的环境光被偏振，使得其被光学漫射器130漫射。
第一图像显示器10可以是如图26所描绘的液晶显示器(LCD)10a，或可以是如图27至图29所描绘的有机发光显示器(OLED)10b，或可以是任何其他类型的图像显示器。第一图像显示器配置10a和10b可以与先前描述的第一图像显示器10相似。LCD 10a可以是透射LCD或反射LCD或半透反射LCD。第一图像显示器10a或10b是像素化的，并且可以能够显示高分辨率、全色图像。第一图像显示器10a或10b可以是无源编址显示器，或者可以是有源编址显示器。
第二图像显示器20可以是液晶显示器。第二图像显示器可以是顶点双稳态液晶显示器。第二图像显示器不包含不透明的薄膜晶体管(TFT)，并且可以经由无源编址方案(占空型驱动)或不采用不透明的晶体管的另一编址方案在第二图像显示器上显示图像。选择第二图像显示器20以最小化可以在第一图像显示器10a或10b与第二图像显示器20之间出现的任何莫尔伪像。人眼对莫尔伪像特别敏感，并且因此如果不使用光学漫射器130，则可以难以完全抑制在第一图像显示器10a或10b与第二图像显示器20之间的所有莫尔伪像。与常规配置相比，实现了意想不到的和增强的优点：光学漫射器130可以显著地减少或消除莫尔伪像，同时保持来自第一图像显示器10a或10b的高度的图像清晰度。换句话说，在不显著降低第一图像显示器10a或10b的感知分辨率的情况下，可以显著减少或消除莫尔伪像。利用反射起偏器30和光学漫射器130的双层光学膜特别好地实现了该显著的优点。
参照图26，第一图像显示器10可以是液晶显示器10a，该液晶显示器10a包括背光源12、第一起偏器13、第一基板14、液晶层15、第二基板16和第二起偏器17。第二起偏器17设置在液晶显示器10a的观看侧50。起偏器13和17可以是线起偏器或圆起偏器。改善液晶显示器10a的视角性能和对比度的光学延迟膜可以设置在第一起偏器13和第一基板14之间，和/或设置在第二基板16和第二起偏器17之间。为了图示的清楚，已经省略改善第一图像显示器LCD 10a的视角性能和对比度的光学延迟膜。从观看侧50的偏振元件离开的光被线偏振，其中与偏振元件17相关联的透射轴和反射起偏器30的透射轴基本上彼此平行对准。
参照图27，第一图像显示器10可以是有机发光显示器(OLED)10b，该有机发光显示器(OLED)10b包括第一基板14、有机电致发光层61和第二基板16。
参照图28，第一图像显示器10可以是有机发光显示器(OLED)10b，该有机发光显示器(OLED)10b包括第一基板14、有机电致发光层61、第二基板16和设置在OLED 10b的观看侧50的偏振元件17。偏振元件17可以是线起偏器或圆起偏器。圆起偏器的优点是防止来自OLED 10b内的电极的不期望的环境光反射，并且因此改善OLED 10b的对比度。从观看侧50的偏振元件离开的光被线偏振，其中与偏振元件17相关联的透射轴和反射起偏器30的透射轴基本上彼此平行对准。
参照图29，第一图像显示器10可以是有机发光显示器(OLED)10b，该有机发光显示器(OLED)10b包括第一基板14、有机电致发光层61、第二基板16和设置在OLED 10b的观看侧50的四分之一波长延迟膜18。四分之一波长延迟膜18被布置为使得从观看侧50入射在四分之一波长延迟膜18上的线偏振光产生圆偏振光。因此，四分之一波长延迟膜的光轴被布置为与来自观看侧50的入射光的线偏振状态基本上成45°。圆偏振光的优点是防止来自OLED10b内的电极的不期望的环境光反射，并因此改善OLED 10b的对比度。
参照图30，第二图像显示器20可以是液晶显示器，该液晶显示器包括第一基板24、液晶层25、第二基板26和起偏器27。改善第二图像显示器20的视角性能和对比度的光学延迟膜可以设置在第一基板24的外表面上，和/或设置在第二基板26和起偏器27之间。为了图示的清楚，已经省略了改善第二图像显示器20的视角性能和对比度的光学延迟膜。为了图示的清楚，还从图30中省略了与第二图像显示器20相关的LC对准层、控制电子器件和其他部件。第二图像显示器20是液晶显示器，在示例性实施例中该液晶显示器是低功率液晶显示器。如在先前的实施例中那样，第二图像显示器20可以是如本领域中已知的并且在上面结合对现有技术的描述所述的顶点双稳态液晶显示器(ZBD)70。
参照图31和图32，其示出实现显示系统40所需的光学部件的特定示例。图31和图32与上述图16和图17具有相似性，其中差异在下面指示。具体地，图31和图32的实施例包括光学漫射器130，该光学漫射器130在先前的实施例中不存在。如上所述，图31和图32是包括第一图像显示器10、反射起偏器30、光学漫射器130和第二图像显示器20的显示系统40的分解图。部件可以彼此光学接触地粘合在一起，以便形成显示系统40。彼此光学接触的显示系统40部件具有最小化不期望的环境反射的优点。
参照图31，第一图像显示器10发射平行于反射起偏器膜30的透射轴30T偏振的线偏振光10P。垂直于反射起偏器膜30的透射轴30T的是反射轴30R。在通过光学漫射器130时，可以基本上保持光的偏振状态。基本上保持偏振状态的光学漫射器130的优点是更多的来自第一图像显示器10的光传达给用户。换句话说，第一图像显示器10显现得更亮，因为避免了来自第一图像显示器10的光被随后的偏振元件吸收和/或反射。基本上保持偏振状态的光学漫射器130的进一步的优点是，可以更有效地防止透射通过第二图像显示器20的环境光离开显示系统40，并因此为编址到第二图像显示器20的图像提供良好质量的暗状态(即，第二图像显示器20可以展示黑色和白色状态之间的改善的对比度)。换句话说，基本上保持偏振状态的光学漫射器130的所述进一步的优点是，可以更有效地防止透射通过第二图像显示器20并透射通过反射起偏器30的光离开显示系统40，并因此为编址到第二图像显示器20的图像提供良好质量的暗状态(即，第二图像显示器20可以展示黑色和白色状态之间的改善的对比度)。
参照图31，线偏振光10P的取向可以是第一图像显示器10的设计固有或非固有的。可以采用半波延迟器(未示出)以旋转离开第一图像显示器10的光的线偏振状态，使得从第一图像显示器10入射在反射起偏器30上的光平行于反射起偏器30的透射轴30T偏振。第二图像显示器20是顶点双稳态液晶显示器(ZBD)70。在ZBD 70切换到TN状态25b的情况下，与最下的基板24相关联的液晶对准方向24A与反射起偏器30的透射方向30T平行布置。在TN状态25b中，与最上的基板26相关联的液晶对准方向26A总是与对准方向24A垂直布置。起偏器27的透射轴27T与反射起偏器透射轴30T垂直布置。
参照图32，替代地，在ZBD 70切换到TN状态25b的情况下，与最下的基板24相关联的液晶对准方向24A可以与反射性起偏器30的透射方向30T垂直布置。在TN状态25b中，与最上的基板26相关联的液晶对准方向26A总是与对准方向24A垂直布置。起偏器27的透射轴27T与反射起偏器透射轴30T垂直布置。
显示系统40的第一显示功能使得用户能够观看第一图像显示器10，犹如第二图像显示器20不在那里一样。通过将ZBD 70切换到TN状态25b实现第一显示功能。从图像显示器10发射的线偏振光基本上无衰减地透射通过反射起偏器30和光学漫射器130并进入ZBD70。在离开ZBD时，光基本上是线偏振的并且基本上平行于偏振元件27的透射轴定向，即ZBD使线偏振轴可持续地旋转90°。
显示系统40的第二显示功能是可以向用户传达信息的漫反射模式(不是类似反射镜的)。第一图像显示器被布置为不发射光(即，第一图像显示器关闭或处于备用模式，或显示黑色图像或使背光源14(如果适用)关闭)。为了降低功率消耗，优选的是，关闭第一图像显示器10。通过将ZBD 70的像素切换到HAN状态25a或TN状态25b将信息传达给用户。在ZBD70切换到HAN状态25a的情况下，环境光基本上从显示系统40漫反射。光学漫射从光学漫射器层130发生，并且反射从反射起偏器30发生。光学漫射器130和反射起偏器30的组合功能用于提供漫反射特性。环境光在穿过切换到HAN状态25a的ZBD 70的液晶层25时基本上不经历偏振改变。如果光学漫射器130是偏振保持光学漫射器，则环境光在穿过光学漫射器130时基本上不经历偏振改变。因此，当ZBD 70切换到HAN状态25a时，该环境光被漫反射，并且基本上透射通过起偏器27，以产生漫反射模式。在ZBD70切换到TN状态25b的情况下，环境光基本上透射通过反射起偏器30，并且被第一图像显示器10的光学部件吸收。因此，经由漫反射像素和非反射黑色像素的组合可以将图像(以及因此将信息)传达给用户。相对于镜面反射(类似反射镜的)像素，漫反射(不是类似反射镜的)像素的优点是由漫反射像素构成的图像更容易从较大的视角范围中辨别。换句话说，如果反射模式是漫反射的(不是类似反射镜的)，则具有反射模式的显示系统40具有更宽的视角。显示系统40的第三显示功能可以通过将图像编址到第一图像显示器10和第二图像显示器20以引人注目和有吸引力的方式向用户传达信息。如前所述，在ZBD70切换到HAN状态25a的情况下，环境光基本上从显示系统40反射。在ZBD 70切换到TN状态25b的情况下，环境光基本上透射通过反射起偏器30，并且被第一图像显示器10的光学部件吸收。如前所述，当ZBD 70切换到TN状态25b时，用户可以观看第一图像显示器10，犹如第二图像显示器20不在那里一样(即，ZBD 70显现得基本上透明)。在ZBD 70切换到TN状态25b的情况下，第一图像显示器10的像素清楚地展现给用户。在ZBD 70切换到HAN状态25a情况下，来自第一图像显示器10的小比例的光可以透射通过第二显示器20以由用户观察。这些效果可以用于增加显示模式的吸引力。在ZBD 70切换到TN状态25b的情况下，经由跨TN状态25b施加电压，可以调整从第一图像显示器10透射通过第二显示器20的光的比例和从反射起偏器30反射的光的比例。该效果还可以用于增加显示模式的吸引力。因此，可以经由反射像素(来自ZBD 70)和来自第一图像显示器的像素的组合将信息传达给用户。来自第二图像显示器20的反射像素和来自第一图像显示器的像素可以横向分离和/或横向一致(即，观看者可以感知来自第二图像显示器20的反射像素和来自第一图像显示器10的像素从显示系统40的不同的空间位置发出，和/或观看者可以感知来自第二图像显示器20的反射像素和来自第一图像显示器10的像素从显示系统40的相同空间位置发出)。显示系统40的第四显示功能使得用户能够观看自动立体3D图像。交错3D图像可以以标准方式编址到第一图像显示器10，而第二图像显示器20将立体图像引导到用户的相应眼睛。替代地，3D图像可以以标准方式编址到第二图像显示器20，而第一图像显示器10将立体图像引导到用户的相应眼睛。对于将立体图像引导到相应眼睛的第一图像显示器10或第二图像显示器20，第一图像显示器10或第二图像显示器20必须执行成像功能。可以由视差屏障阵列执行第一图像显示器10的成像功能或第二图像显示器20的成像功能。通过用黑色图像编址一些像素并用白色图像编址其他像素以产生非透射部分(黑色像素)和透射部分(白色像素)的周期性阵列，从而在第一图像显示器或第二图像显示器中形成视差屏障阵列。可以由液晶透镜阵列执行第一图像显示器10或第二图像显示器20的成像功能。可以由液晶透镜阵列执行第一图像显示器10和第二图像显示器20的成像功能，其中每个透镜邻接视差屏障元件。
根据一方面，提供了显示系统，该显示系统包括第一图像显示器；第二图像显示器；设置在第一图像显示器和第二图像显示器之间的反射起偏器，其中第二图像显示器设置在显示系统的观看侧；以及用于将图像数据编址到第一图像显示器和第二图像显示器的控制器，其中控制器、第一图像显示器和第二图像显示器经配置选择性地根据以下操作：第一显示功能，其中第一图像显示器通过第二图像显示器对于观看者是可见的，并且第二图像显示器对于第一图像显示器显现得基本上透明；第二显示功能，其中显示系统对观看者显现为平面镜；以及第三显示功能，其中显示系统对观看者显现为图案化的反射镜。
根据另一方面，控制器、第一图像显示器和第二图像显示器进一步经配置根据第四显示功能选择性地操作，其中来自第一显示器的图像数据通过第二图像显示器对于观看者是可见的，并且图案化的反射镜对于观看者从第二图像显示器是可见的。
根据另一方面，控制器、第一图像显示器和第二图像显示器进一步经配置根据第五显示功能选择性地操作，其中第二图像显示器起可切换视差光学器件的作用以向观看者呈现自动立体观看由第一图像显示器呈现的三维数据。
根据另一方面，第二图像显示器是顶点双稳态液晶显示器(ZBD)，其也可以被称为顶点双稳态向列(ZBN)。根据另一方面，控制器、第一图像显示器和第二图像显示器进一步经配置根据第六显示功能选择性地操作，其中第二图像显示器起可切换模糊光学器件的作用，以便由第一图像显示器呈现的图像基本上在显示系统的轴上可观看，但是从离轴观看基本上是模糊的。
根据另一方面，控制器编址ZBD以在第一和第二稳定状态之间切换像素。
根据又一方面，处于第一稳定状态的像素对于第一图像显示器基本上是透明的，并且处于第二稳定状态的像素对于观看者是反射的。
根据另一方面，第二图像显示器是超扭曲向列液晶显示器(STN)。
在另一方面，第二图像显示器是双稳态扭曲向列液晶显示器(BTN)。
根据另一方面，第二图像显示器是铁电液晶显示器(FLC)。
在另一方面，反射起偏器具有镜面反射特性。
根据另一方面，反射起偏器是双亮度增强膜(DBEF)。
根据另一方面，延迟膜设置在第一图像显示器的最上的基板和反射起偏器之间。
在又一方面，延迟膜设置在反射起偏器和第二图像显示器的最下的基板之间。
根据另一方面，延迟膜是四分之一波片。
在又一方面，延迟膜是半波片。
根据另一方面，起偏器定位在第一图像显示器的最上的基板和反射起偏器之间。
在另一方面，第二图像显示器的编址方案不利用不透明晶体管。
根据另一方面，背光源用于向第一图像显示器提供背光，并且控制器经配置根据具体显示功能来打开或关闭背光源。
在另一方面，控制器、第一图像显示器和第二图像显示器经配置在不同的对应空间区域中根据两种或更多种显示功能同时操作。
本发明的另一方面是显示系统。在示例性实施例中，显示系统包括第一图像显示器、第二图像显示器、漫反射元件以及控制器，所述漫反射元件设置在第一图像显示器和第二图像显示器之间，其中第二图像显示器设置在显示系统的观看侧，所述控制器用于将图像数据编址到第一图像显示器和第二图像显示器。控制器、第一图像显示器和第二图像显示器经配置根据以下选择性地操作：第一显示功能，其中第一图像显示器通过第二图像显示器对观看者是可见的，并且第二图像显示器对于第一图像显示器显现地基本上透明；以及第二显示功能，其中显示系统以反射模式操作，使得显示系统对观看者显现为图案化的漫反射。
在显示系统的示例性实施例中，漫反射元件是光学漫射器。
在显示系统的示例性实施例中，控制器、第一图像显示器和第二图像显示器经配置根据第三显示功能选择性地操作，其中将图像编址到第一图像显示器和第二图像显示器。
在显示系统的示例性实施例中，第一图像显示器和第二图像显示器经配置根据使用户能够观看自动立体3D图像的第四显示功能选择性地操作。
在显示系统的示例性实施例中，显示系统包括第一图像显示器、第二图像显示器、反射起偏器以及控制器，所述反射起偏器设置在第一图像显示器和第二图像显示器之间，其中第二图像显示器设置在显示系统的观看侧，所述控制器用于将图像数据编址到第一图像显示器和第二图像显示器。控制器、第一图像显示器和第二图像显示器经配置根据以下选择性地操作：第一显示功能，其中第一图像显示器通过第二图像显示器对观看者是可见的，并且第二图像显示器对于第一图像显示器显现得基本上透明；以及第二显示功能，其中显示系统对观看者显现为图案化的漫反射。
在显示系统的示例性实施例中，控制器、第一图像显示器和第二图像显示器进一步经配置根据第三显示功能选择性地操作，其中第二图像显示器起可切换视差光学器件的作用，以向观看者呈现自动立体观看由第一图像显示器呈现的三维数据。
在显示系统的示例性实施例中，控制器、第一图像显示器和第二图像显示器进一步经配置根据第四显示功能选择性地操作，其中第二图像显示器起可切换模糊光学器件的作用，以便由第一图像显示器呈现的图像基本上在显示系统的轴上可观看，但是从离轴观看基本上是模糊的。
在显示系统的示例性实施例中，第二图像显示器是顶点双稳态液晶显示器(ZBD)。
在显示系统的示例性实施例中，控制器编址ZBD以在第一和第二稳定状态之间切换像素。
在显示系统的示例性实施例中，处于第一稳定状态的像素对于第一图像显示器基本上是透明的，并且处于第二稳定状态的像素对于观看者是反射的。
在显示系统的示例性实施例中，第二图像显示器是超扭曲向列液晶显示器(STN)。
在显示系统的示例性实施例中，第二图像显示器是双稳态扭曲向列液晶显示器(BTN)。
在显示系统的示例性实施例中，第二图像显示器是铁电液晶显示器(FLC)。
在显示系统的示例性实施例中，延迟膜设置在第一图像显示器的最上的基板和反射起偏器之间。
在显示系统的示例性实施例中，延迟膜设置在反射起偏器和第二图像显示器的最下的基板之间。
在显示系统的示例性实施例中，延迟膜是四分之一波片。
在显示系统的示例性实施例中，延迟膜是半波片。
在显示系统的示例性实施例中，第二图像显示器的编址方案不利用不透明晶体管。
在显示系统的示例性实施例中，反射起偏器包括光学漫射器。
在显示系统的示例性实施例中，显示系统包括第一图像显示器、第二图像显示器、反射起偏器以及光学漫射器层，所述反射起偏器设置在第一图像显示器和第二图像显示器之间，其中第二图像显示器设置在显示系统的观看侧，所述光学漫射器层设置在第二图像显示器和反射起偏器之间。
尽管已经关于某个实施例或某些实施例示出和描述了本发明，但是在阅读和理解本说明书和附图时，本领域技术人员可以想到等同的变化和修改。具体地，关于由上述元件(部件、组件、装置、构成器件等)执行的各种功能，除非另有说明，用于描述这样的元件的术语(包括对“设备”的引用)旨在对应于执行所描述的元件的指定功能(即，功能上等同)的任何元件，尽管在结构上不等同于执行本发明的一个或多个本文的示例性实施例中的功能的所公开的结构。另外，尽管上文仅关于几个实施例中的一个或多个描述了本发明的具体特征，但是如对于任何给定或具体应用可以是期望的和有利的，这样的特征可以与其他实施例的一个或多个其他特征组合。
工业实用性
适用于移动电话、手持游戏机、便携式PC和电视机的显示系统。
附图标记说明
2 液晶
4 双稳态表面基板
6 单稳态表面基板
8 双稳态液晶对准层
9a 右眼
9b 左眼
10 第一图像显示器
10a 第一图像显示器LCD
10b 第一图像显示器OLED
10P 离开第一图像显示器的线偏振光
11 液晶显示器
12 背光源
13 第一图像显示器10的起偏器
14 第一图像显示器10的第一基板
15 第一图像显示器10的液晶层
16 第一图像显示器10的第二(最上的)基板
17 第一图像显示器10的起偏器
18 四分之一波长延迟膜
19a 延迟膜
19b 延迟膜
19c 延迟膜
19d 延迟膜
20 第二图像显示器
20P 以纵向取向的显示装置
20L 以横向取向的显示装置
24 第二图像显示器20的第一(最下的)基板
24A 液晶对准方向
24e 与第二图像显示器20的第一基板相关的行配置中的电极
24e1 与第二图像显示器20的第一基板相关的第一电极24e
24ew1 与第二图像显示器20的第一基板相关的第一电极24e1的宽度
24e2 与第二图像显示器20的第一基板相关的第二电极24e
24ew2 与第二图像显示器20的第一基板相关的第二电极24e2的宽度
24eg 与第二图像显示器20的第一基板相关的电极之间的间隙
25 第二图像显示器20的液晶层
25a 混合对准向列状态
25b 扭曲向列状态
26 第二图像显示器20的第二基板
26A 液晶对准方向
26a 第二图像显示器20的第二基板26的液晶对准方向
26e 与第二图像显示器20的第二基板相关的列配置中的电极
26e1 与第二图像显示器20的第二基板相关的第一电极26e
26ew1 与第二图像显示器20的第二基板相关的第一电极26e1的宽度
26e2 与第二图像显示器20的第二基板相关的第二电极26e
26ew2 与第二图像显示器20的第二基板相关的第二电极的宽度
26eg 与第二图像显示器20的第二基板相关的电极之间的间隙
27 第二图像显示器20的起偏器
27T 起偏器的透射轴
30 反射起偏器(双亮度增强膜)
30T 反射起偏器30的透射轴
30R 反射起偏器30的反射轴
40 显示系统
50 显示系统的观看侧
60 有机发光显示器
61 有机电致发光层
70 顶点双稳态显示器(ZBD)
71 超扭曲向列液晶显示器(STN)
72 双稳态扭曲向列液晶显示器(BTN)
73 铁电液晶显示器(FLC)
101 信息
102 显示器的指定空间区域
103 显示器的进一步的指定空间区域
111 透镜元件
112 视差屏障区域
120 控制器
122 功能选择器
124 显示数据
130 光学漫射器
Vd 3D观看距离
e 眼间距离
Pi 第一图像显示器10的像素间距或周期
n层(15，61)和LC层25之间的材料的平均折射率
s层(15，61)和LC层25之间的距离
d LC层25的厚度
Δn LC层25的双折射率
Pe 光引导光学器件的间距或周期
f 焦距
a 透镜孔径
n 平均折射率

Claims (20)

1.一种显示系统，所述显示系统包括：
第一图像显示器；
第二图像显示器；
反射起偏器，其设置在所述第一图像显示器和所述第二图像显示器之间，其中所述第二图像显示器设置在所述显示系统的观看侧；以及
光学漫射器层，其设置在所述第二图像显示器和反射起偏器之间。
2.根据权利要求1所述的显示系统，其中所述光学漫射器层是偏振保持光学漫射器。
3.根据权利要求1至权利要求2中任一项所述的显示系统，其中所述反射起偏器和所述光学漫射器层组合成单个膜，其中所述光学漫射器层设置在所述显示系统的观看侧，并且所述反射起偏器设置在所述第一图像显示器和反射起偏器之间。
4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的显示系统，其中所述光学漫射器层具有粘合性。
5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的显示系统，其中所述反射起偏器是双亮度增强膜(DBEF)。
6.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的显示系统，其中所述第二图像显示器是顶点双稳态液晶显示器(ZBD)，并且进一步包括控制器，所述控制器经配置编址所述ZBD以在第一稳定状态和第二稳定状态之间切换像素。
7.根据权利要求6所述的显示系统，其中处于所述第一稳定状态的像素对于所述第一图像显示器是基本上透明的，并且处于所述第二稳定状态的像素对于观看者是反射的。
8.根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的显示系统，其中延迟膜设置在所述第一图像显示器的最上的基板和所述反射起偏器之间。
9.根据权利要求1至权利要求8中任一项所述的显示系统，其中延迟膜设置在所述反射起偏器和所述第二图像显示器的最下的基板之间。
10.根据权利要求1至权利要求9所述的显示系统，其中起偏器定位在所述第一图像显示器的最上的基板和所述反射起偏器之间。
11.根据权利要求1至权利要求10中任一项所述的显示系统，其中所述第二图像显示器的编址方案不利用不透明晶体管。
12.一种显示系统，所述显示系统包括：
第一图像显示器；
第二图像显示器；以及
控制器，其经配置将图像数据编址到所述第一图像显示器和所述第二图像显示器；
其中所述控制器、所述第一图像显示器和第二图像显示器经配置根据第一显示功能选择性地操作，其中所述第一图像显示器通过所述第二图像显示器对观看者是可见的，并且所述第二图像显示器对于所述第一图像显示器显现得基本上透明。
13.根据权利要求12所述的显示系统，其中所述控制器、所述第一图像显示器和第二图像显示器经配置根据第二显示功能选择性地操作，其中所述显示系统对所述观看者显现为图案化的漫反射。
14.根据权利要求12至权利要求13中任一项所述的显示系统，所述第一图像显示器和第二图像显示器经配置根据第三显示功能选择性地操作，其中所述显示系统对所述观看者显现为未图案化的漫反射。
15.根据权利要求12至权利要求14中任一项所述的显示系统，其中所述控制器、所述第一图像显示器和第二图像显示器经配置根据第四显示功能选择性地操作，其中来自所述第一图像显示器的图像数据通过所述第二图像显示器对观看者是可见的，并且来自所述第二图像显示器的图案化的漫反射对所述观看者是可见的。
16.根据权利要求12至权利要求15中任一项所述的显示系统，其中所述控制器、所述第一图像显示器和第二图像显示器经配置根据第五显示功能选择性地操作，其中所述第二图像显示器起可切换视差光学器件的作用，以向所述观看者呈现自动立体观看由所述第一图像显示器呈现的三维数据。
17.根据权利要求12至权利要求16中任一项所述的显示系统，其中所述控制器、所述第一图像显示器和第二图像显示器经配置根据第六显示功能选择性地操作，其中所述第一图像显示器起可切换视差光学器件的作用，以向所述观看者呈现自动立体观看由所述第二图像显示器呈现的三维数据。
18.根据权利要求12至权利要求17中任一项所述的显示系统，其中所述控制器、所述第一图像显示器和所述第二图像显示器经配置根据两种或更多种显示功能在不同的对应空间区域中同时操作。
19.一种显示系统，所述显示系统包括：
第一图像显示器；
第二图像显示器；
反射起偏器，其设置在所述第一图像显示器和所述第二图像显示器之间，所述第二图像显示器设置在所述显示系统的观看侧；
光学漫射器层，其设置在所述第二图像显示器和反射起偏器之间；以及
控制器；
其中所述控制器、所述第一图像显示器和第二图像显示器经配置根据多种显示功能选择性地操作以使光通过所述反射起偏器和所述光学漫射器，其中所述第一图像显示器和所述第二图像显示器对于观看者具有不同的观看特性。
20.根据权利要求19所述的显示系统，其中所述反射起偏器和所述光学漫射器层组合成单个膜，其中所述光学漫射器设置在所述显示系统的观看侧，并且所述反射起偏器层设置在所述第一图像显示器和光学漫射器之间。
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