CN108020978A - 光场显示装置 - Google Patents

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CN108020978A CN201711007469.8A CN201711007469A CN108020978A CN 108020978 A CN108020978 A CN 108020978A CN 201711007469 A CN201711007469 A CN 201711007469A CN 108020978 A CN108020978 A CN 108020978A
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赵珠完
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Abstract

公开了一种光场显示装置,该光场显示装置包括显示面板和微透镜阵列。显示面板包括排列成矩阵的多个子像素。微透镜阵列布置在显示面板上。微透镜阵列包括多个微透镜。多个子像素中的每个发出一组原色中的单个颜色的光。微透镜阵列相对于显示面板的布置可避免多个子像素中的某些子像素的光被加强。微透镜阵列相对于显示面板排列成使得每个原色的子像素被加强到相同程度。

Description

光场显示装置
技术领域
本公开涉及显示装置,更具体地,涉及光场显示装置。
背景技术
诸如电影放映机、电视(TV)、移动电话等的显示装置可配置为显示传统的二维图像或三维(3D)图像。3D显示技术可能够通过提供类似于在真实环境中正常观看物体的立体效果来向用户提供浸入虚拟环境中的感觉。各种类型的技术被用于提供立体显示。在各种技术之中,与更传统的立体方法或多视点方法相比,光场方法可更准确地表达3D空间信息。
发明内容
光场显示装置包括显示面板和微透镜阵列。显示面板包括排列成矩阵的多个子像素。微透镜阵列布置在显示面板上。微透镜阵列包括多个微透镜。多个子像素中的每个发出一组原色中的单个颜色的光。微透镜阵列相对于显示面板的布置可避免多个子像素中的某些子像素的光被加强。微透镜阵列相对于显示面板排列成使得每个原色的子像素被加强到相同程度。
光场显示装置包括显示面板和微透镜阵列。显示面板包括排列成矩阵形式的多个子像素。微透镜阵列布置在显示面板上。微透镜阵列包括多个微透镜。多个子像素中的每个发出一组原色中的单个颜色的光。与彼此接触的三个或四个微透镜的相同位置对应的子像素的光组合为形成白光,或者与包括彼此接触的两个微透镜和以一个微透镜与该两个微透镜相隔开的一个微透镜的三个微透镜的相同位置对应的子像素的光组合为形成白光。
附图说明
当结合附图考虑时,通过参考以下详细描述,本公开的构思及更完整的理解及其许多附带的方面将变得更加显而易见,同时变得更好理解,在附图中:
图1A是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的分解立体图;
图1B是示出用户使用图1A的光场显示装置观看立体图像的概念图;
图1C是显示在图1A的光场显示装置上的立体图像的照片;
图2是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图;
图3是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图;
图4是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图;
图5A是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图;
图5B是示出实现图5A的光场显示装置的示例的平面图;
图6是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图;
图7是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图;
图8是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图;
图9是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图;
图10是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图;
图11是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图;
图12是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图;
图13A是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的示意图;
图13B是图13A的光场显示装置的平面图;
图14A是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的示意图;以及
图14B是示出图14A的光场显示装置的平面图。
具体实施方式
在描述附图中所示的本公开的示例性实施方式时,为了清楚起见,采用了具体术语。然而,本公开不旨在限于如此选择的具体术语,并且应当理解,每个具体元件包括以类似方式操作的所有技术等同物。
图1A是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的分解立体图。
参照图1A,光场显示装置100可包括显示面板110和微透镜阵列120。
显示面板110可包括多个像素。多个像素中的每个可包括多个子像素SP。子像素SP可包括例如红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B,但是也可使用其它颜色的子像素。子像素SP可在第一方向D1和第二方向D2上排列成矩阵形式,其中,第二方向D2与第一方向D1基本上垂直。例如,子像素SP可排列成行和列的正交矩阵。
显示面板110可为等离子体显示面板、液晶显示面板、有机发光显示面板等。
微透镜阵列120可布置在显示面板110上,以使得显示面板110可由用户通过微透镜阵列120来观看。微透镜阵列120可包括多个微透镜ML。来自显示面板110的子像素SP的光可穿过微透镜阵列120的微透镜ML,并且从而可产生光场。
将参照图2至图14B对显示面板110的子像素SP的布置、微透镜阵列120的微透镜ML的布置以及子像素SP与微透镜ML的相对位置进行详细描述。
图1B是示出用户使用图1A的光场显示装置观看立体图像的概念图。
参照图1B,短语“光场”是指光在由光射线分布来表示的空间中的分布状态。根据光场的概念,从物体反射或从物体产生的光在空间中以直线前进,并进入人眼。三维(3D)空间可包括大量的光场。例如,5维(5D)全视函数I(x,y,z,θx,θy)可用于在数学上表达单个的光场。例如,光场可由光射线经由空间中的特定平面所穿过的点的3D空间坐标(x,y,z)以及与光射线所指向的空间方向角(θx,θy)相关的亮度来表示。光场可通过以数据的形式表达穿过特定平面的光的全视函数值来捕获。例如,光场可由相对于预定区域中的坐标(x,y,z)的每个空间方向角(θx,θy)的亮度值来表达。光场相机是指适于拍摄光场的相机。尽管2D相机适于记录相对于空间中的一个特定点的每个空间方向角(θx,θy)的亮度值,但是光场相机可记录相对于预定区域中的所有坐标值的每个空间方向角(θx,θy)的亮度值。
因为由光场相机获得的光场被显示在光场显示装置100上,所以用户2可观看物体OJ1和OJ2的3D图像。因为光场显示装置100可创建光场,所以用户2可观看到看起来随着用户2的移动而变化的3D图像。因此,与传统的立体系统或多视点系统的3D图像显示装置相比,能够观看逼真的3D图像。
图1C是显示在图1A的光场显示装置上的立体图像的照片。
图2是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图。
参照图2,光场显示装置可包括显示面板和微透镜阵列,其中,显示面板包括多个子像素SP,并且微透镜阵列包括多个微透镜ML。
子像素SP可在第一方向D1和第二方向D2上排列成矩阵形式,其中,第二方向D2与第一方向D1基本上垂直。尽管在附图中线被示为使相邻的子像素SP分离,但是相邻的子像素SP之间可形成有阻挡光的黑矩阵。
子像素SP可包括发出红光的多个红色子像素R、发出绿光的多个绿色子像素G和发出蓝光的多个蓝色子像素B(例如,RGB结构)。红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B可沿着第一方向D1交替且重复地排列。红色子像素R可沿着第二方向D2连续地排列。绿色子像素G可沿着第二方向D2连续地排列。蓝色子像素B可沿着第二方向D2连续地排列。因此,红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B可排列成如所示出的条纹图案,但是也可使用其它布置。
微透镜ML中的每个可具有六边形形状。六边形形状可为对称的,并且两个边的长度可比其它四个边的长度长。在本发明的一些示例性实施方式中,六边形形状可为正六边形。在本发明的一些示例性实施方式中,六边形形状可为对称的,并且两个边的长度可比其它四个边的长度短。在本发明的一些示例性实施方式中,六边形形状可具有长度相同的两个边并且是不对称的,例如,如可在图5A的透镜形状中看到的。微透镜ML可排列成使得其相邻的边彼此接触以形成蜂窝结构。微透镜ML可以分别相对于第一方向D1和第二方向D2以倾斜角θ来排列。例如,微透镜ML的一个边可以相对于第二方向D2以倾斜角θ来倾斜。
倾斜角θ可由以下等式1确定。
[等式1]
倾斜角θ=tan-1[(子像素竖直间距)/((水平视点的数量)*(子像素水平间距))]。
这里,子像素竖直间距被定义为在第二方向D2上的两个相邻的子像素SP的中心之间的距离,子像素水平间距被定义为在第一方向D1上的两个相邻的子像素SP的中心之间的距离,并且水平视点的数量被定义为微透镜ML的水平间距(见下文)中的子像素SP的数量。
微透镜ML的水平间距被定义为在第一方向D1上的两个相邻的微透镜ML的中心之间的距离。微透镜ML的竖直间距被定义为在第二方向D2上的两个相邻的微透镜ML的中心之间的距离。
水平视点的数量可为2n+2(其中,n=1、2、3...)。因此,水平视点的数量可为4、6、8...。根据本发明的一个示例性实施方式,水平视点的数量可为14。水平视点的数量可与构成一个单位像素的子像素SP的数量有关地确定。因此,因为三个子像素SP(例如,红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B)形成一个单位像素,所以水平视点的数量是偶数。否则,相同颜色的子像素SP位于重复的微透镜ML的相同位置处,并且用户可能看到加重特定颜色的失真的立体图像。
竖直视点的数量可根据子像素SP的子像素水平间距和子像素竖直间距以及构成单位像素的子像素SP的数量来确定。例如,在RGB结构的情况下,一个单位像素由三个子像素SP构成,子像素SP的子像素竖直间距可为子像素SP的子像素水平间距的三倍。在这种情况下,竖直视点的数量可为接近水平视点的数量除以3的正整数。根据本发明的一个示例性实施方式,竖直视点的数量为5,其为最接近14(水平视点的数量)/3=4.67的正整数。
根据本发明的示例性实施方式,在各自彼此接触的三个微透镜ML中,每个微透镜ML的相同部分(例如,与每个微透镜ML的相同位置对应的子像素SP)的混合颜色光可为白色。因此,与附图中彼此最接近的三个微透镜ML的左上角(附图中的虚线圆圈)对应的子像素SP分别为红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B。并且,这些子像素SP的混合颜色光可为白色。光场显示装置可驱动为使得构成白色的三个子像素SP形成一个单位像素。
根据本发明的示例性实施方式,在光场显示装置中,因为发出不同颜色的光的子像素分别与微透镜的相同位置对应,所以用户能够观看不会将特定颜色加强到其它颜色之上的自然的3D图像。
图3是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图。
参照图3,除了微透镜ML的形状以外,光场显示装置可与图2的光场显示装置基本上相同。因此,任何经省略的细节可被假设为与在上文中参照先前附图所描述的细节相似或相同。
光场显示装置可包括显示面板和微透镜阵列,其中,显示面板包括多个子像素SP,并且微透镜阵列包括多个微透镜ML。
子像素SP可在第一方向D1和第二方向D2上排列成矩阵形式,其中,第二方向D2与第一方向D1基本上垂直。
子像素SP可包括发出红光的多个红色子像素R、发出绿光的多个绿色子像素G和发出蓝光的多个蓝色子像素B。红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B可沿着第一方向D1重复地排列,并且具有相同颜色的子像素SP中的每个可在第二方向D2上排列为形成条纹图案。
微透镜ML可具有圆形或椭圆形形状。圆形或椭圆形形状可通过使彼此相邻的两个微透镜ML中的任一个凹陷来形成,以最大化微透镜ML的填充因子。因此,圆形或椭圆形形状的边缘中的一些可具有凹陷形状。填充因子是指微透镜ML在其上形成有微透镜ML的平面中实际占据的面积的比率。根据本发明的一些示例性实施方式,因为微透镜ML之间没有空的空间,所以填充因子变为1。
微透镜ML可分别相对于第一方向D1和第二方向D2以倾斜角θ来排列。
倾斜角θ可由上述等式1确定。
根据本发明的一些示例性实施方式,微透镜ML的水平视点的数量为14,并且竖直视点的数量为5。
根据本发明的示例性实施方式,在各自彼此接触的三个微透镜ML中,每个微透镜ML的相同部分(例如,与每个微透镜ML的相同位置对应的子像素SP)的混合颜色光可为白色。因此,与附图中彼此最接近的三个微透镜ML的左上角(例如,附图中的虚线圆圈)对应的子像素SP分别为红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B。并且,这些子像素SP的混合颜色光可为白色。
图4是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图。
参照图4,除了微透镜ML的形状以外,光场显示装置可与图2的光场显示装置基本上相同。因此,任何经省略的细节可被假设为与在上文中参照先前附图所描述的细节相似或相同。
光场显示装置可包括显示面板和微透镜阵列,其中,显示面板包括多个子像素SP,并且微透镜阵列包括多个微透镜ML。
子像素SP可在第一方向D1和第二方向D2上排列成矩阵形式,其中,第二方向D2与第一方向D1基本上垂直。
子像素SP可包括发出红光的多个红色子像素R、发出绿光的多个绿色子像素G和发出蓝光的多个蓝色子像素B。红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B可沿着第一方向D1重复且交替地排列,并且具有相同颜色的子像素SP中的每个可在第二方向D2上排列为形成条纹图案。
微透镜ML可各自具有四边形形状。四边形形状可为正方形。在本发明的一些示例性实施方式中,四边形形状可为矩形。
微透镜ML的边缘可交错,以与相邻的微透镜的一个边的中心(或排除了两端的中间部分)相对应,其中,相邻的微透镜在第二方向D2上与微透镜ML相邻。微透镜ML可分别相对于第一方向D1和第二方向D2以倾斜角θ来排列。例如,微透镜ML的一个边可以相对于第二方向D2以倾斜角θ倾斜。
倾斜角θ可由上述等式1确定。
根据本发明的示例性实施方式,微透镜ML的水平视点的数量为14,并且竖直视点的数量为5。
根据本发明构思的示例性实施方式,在各自彼此接触的三个微透镜ML中,每个微透镜ML的相同部分(例如,与每个微透镜ML的相同位置对应的子像素SP)的混合颜色光可为白色。因此,与附图中彼此最接近的三个微透镜ML的左上角(附图中的虚线圆圈)对应的子像素SP分别为红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B。并且,这些子像素SP的混合颜色光可为白色。
图5A是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图。
参照图5A,光场显示装置可包括显示面板和微透镜阵列,其中,显示面板包括多个子像素SP,并且微透镜阵列包括多个微透镜ML。
子像素SP可在第一方向D1和第二方向D2上排列成矩阵形式,其中,第二方向D2与第一方向D1基本上垂直。黑矩阵BM可布置在显示面板的子像素SP之间。布置有黑矩阵BM的区域中不发光,并且黑矩阵BM可在第一方向(D1)和第二方向(D2)上相邻的子像素SP之间交替地形成。因此,黑矩阵BM可形成为与显示面板的一半的面积相对应。此外,尽管在附图中,在相邻的子像素SP之间仅示出了线,但是相邻的子像素SP之间也可形成有阻挡光的黑矩阵BM。
子像素SP可包括发出红光的多个红色子像素R、发出绿光的多个绿色子像素G和发出蓝光的多个蓝色子像素B。在第n行中,红色子像素R、黑矩阵BM、蓝色子像素B和黑矩阵BM可在第一方向D1上重复地排列。在第n+1行中,黑矩阵BM和绿色子像素G可在第一方向D1上重复地排列。这种布置可被称为RGBG波形瓦(pentile)结构。
这里,黑矩阵BM基本上不对应于一个子像素,并且子像素被划分为一个红色子像素R、一个绿色子像素G或一个蓝色子像素B,并且一个黑矩阵BM在第二方向D2上与子像素相邻。
微透镜ML可具有六边形形状。六边形形状的相对的边的长度均可彼此相同。六边形形状的左侧边和右侧边可平行于第二方向D2,并且连接上顶点与下顶点的线可相对于第二方向D2以预定角度α倾斜。例如,微透镜ML可具有不对称的六边形形状。例如,预定角度α可确定为使得六边形形状的所述上顶点与所述下顶点之间在第一方向D1上的距离小于子像素SP的子像素水平间距。
微透镜ML可布置成使得它们相邻的边彼此接触以形成蜂窝结构。微透镜ML可在第一方向D1和第二方向D2上排列。
水平视点的数量可为2n+3(n=0、1、2、3...)。因此,水平视点的数量可为3、5、7、9...。根据本发明的一些示例性实施方式,水平视点的数量为5。水平视点的数量可相对于构成一个单位像素的子像素SP的数量来确定。因此,因为红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和绿色子像素G,即,两个(或四个)子像素SP形成一个单位像素,所以水平视点的数量是奇数。否则,相同颜色的子像素SP位于重复的微透镜ML的相同位置处,并且用户可看到加重特定颜色的失真的立体图像。
竖直视点的数量可根据子像素SP的子像素水平间距和子像素竖直间距以及构成单位像素的子像素SP的数量来确定。例如,在RGBG波形瓦(pentile)结构的情况下,一个单位像素由两个(或四个)子像素SP构成,并且一个子像素SP与一个黑矩阵(例如,参见图5A中的BM)相邻。在这种情况下,竖直视点的数量可为水平视点的数量/2的值。
根据本发明的示例性实施方式,水平视点的数量为5,并且竖直视点的数量为2.5。
根据本发明的示例性实施方式,在三个微透镜ML(彼此接触的两个微透镜以及以一个微透镜与该两个微透镜相隔开的一个微透镜)中,每个微透镜ML的相同部分(例如,与每个微透镜ML的相同位置对应的子像素SP)的混合颜色光可为白色。因此,与附图中的三个微透镜ML的左上角(例如,附图中的虚线圆圈)对应的子像素SP分别为绿色子像素G、蓝色子像素B和红色子像素R,并且这些子像素SP的混合颜色光可为白色。光场显示装置可驱动为使得构成白色的三个子像素SP形成一个单位像素。
图5B是示出实现图5A的光场显示装置的示例的平面图。
参照图5B,光场显示装置可包括显示面板和微透镜阵列,其中,显示面板包括多个子像素SP和位于子像素SP之间的黑矩阵BM,并且微透镜阵列包括多个微透镜ML。
根据本发明的示例性实施方式,红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B可具有不同的形状,并且黑矩阵BM可具有单个连续的链接结构。
图6是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图。
参照图6,除了微透镜ML的形状以外,光场显示装置可与图5A的光场显示装置基本上相同。因此,任何经省略的细节可被假设为与在上文中参照先前附图所描述的细节相似或相同。
光场显示装置可包括显示面板和微透镜阵列,其中,显示面板包括多个子像素SP,并且微透镜阵列包括多个微透镜ML。
子像素SP可排列成RGBG波形瓦(pentile)结构。
微透镜ML可具有四边形形状。四边形形状可为正方形。微透镜ML的角可布置成与相邻的微透镜的一个边对应,其中,相邻的微透镜在第二方向D2上与微透镜ML相邻。这里,在第二方向D2上以一个微透镜相隔开的两个微透镜的左侧边(或右侧边)在第一方向D1上的距离可与子像素SP的子像素水平间距相同。
根据本发明的示例性实施方式,微透镜ML的水平视点的数量为5,并且竖直视点的数量为2.5。
根据本发明的示例性实施方式,在三个微透镜ML(彼此接触的两个微透镜以及以一个微透镜与该两个微透镜相隔开的一个微透镜)中,每个微透镜ML的相同部分(例如,与每个微透镜ML的相同位置对应的子像素SP)的混合颜色光可为白色。因此,与附图中的三个微透镜ML的左上角(例如,附图中的虚线圆圈)对应的子像素SP分别为蓝色子像素B、绿色子像素G和红色子像素R,并且这些子像素SP的混合颜色光可为白色。光场显示装置可驱动为使得构成白色的三个子像素SP形成一个单位像素。
图7是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图。
参照图7,除了微透镜ML的形状以外,光场显示装置可与图6的光场显示装置基本上相同。因此,任何经省略的细节可被假设为与在上文中参照先前附图所描述的细节相似或相同。
光场显示装置可包括显示面板和微透镜阵列,其中,显示面板包括多个子像素SP,并且微透镜阵列包括多个微透镜ML。
子像素SP可排列成RGBG波形瓦(pentile)结构。
微透镜ML可具有圆形或椭圆形形状。圆形或椭圆形形状可通过使彼此相邻的两个微透镜ML中的任一个凹陷来形成,以最大化微透镜ML的填充因子。
根据本发明的示例性实施方式,微透镜ML的水平视点的数量为5,并且竖直视点的数量为2.5。
根据本发明的示例性实施方式,在三个微透镜ML(彼此接触的两个微透镜以及以一个微透镜与该两个微透镜相隔开的一个微透镜)中,微透镜ML中的每个的相同部分(例如,与每个微透镜ML的相同位置对应的子像素SP)的混合颜色光可为白色。因此,与附图中的三个微透镜ML的左上角(例如,附图中的虚线圆圈)对应的子像素SP分别为蓝色子像素B、绿色子像素G和红色子像素R,并且这些子像素SP的混合颜色光可为白色。
图8是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图。
参照图8,光场显示装置可包括显示面板和微透镜阵列,其中,显示面板包括多个子像素SP,并且微透镜阵列包括多个微透镜ML。
子像素SP可在第一方向D1和第二方向D2上排列成矩阵形式,其中,第二方向D2与第一方向D1基本上垂直。子像素SP可包括发出红光的多个红色子像素R、发出绿光的多个绿色子像素G、发出蓝光的多个蓝色子像素B以及发出白光的多个白色子像素W。这种结构可在这里被称为RGBW结构。红色子像素R、绿色子像素G,蓝色子像素B和白色子像素W可排列成瓦片(tile)形式。例如,在第n行中,红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和白色子像素W可在第一方向D1上重复地排列。在第n+1行中,蓝色子像素B、白色子像素W、红色子像素R和蓝色子像素B可在第一方向D1上重复地排列。
微透镜ML可具有六边形形状。六边形形状的相对的边的长度可彼此相同。六边形形状的左侧边和右侧边可平行于第二方向D2,并且连接上顶点与下顶点的线可相对于第二方向D2以预定角度α倾斜。因此,微透镜ML可具有不对称的六边形形状。例如,预定角度α可确定为使得六边形形状的所述上顶点与所述下顶点之间在第一方向D1上的距离小于子像素SP的子像素水平间距。
微透镜ML可布置成使得它们相邻的边彼此接触以形成蜂窝结构。微透镜ML可在第一方向D1和第二方向D2上排列。
在本发明的示例性实施方式中,微透镜ML的水平视点的数量为15,并且竖直视点的数量为7。
根据本发明的示例性实施方式,在各自彼此接触的四个微透镜ML中,每个微透镜ML的相同部分(例如,与每个微透镜ML的相同位置对应的子像素SP)的混合颜色光可为白色。因此,与附图中彼此最接近的四个微透镜ML的左上角(例如,附图中的虚线圆圈)对应的子像素SP分别为白色子像素W、蓝色子像素B、绿色子像素G和红色子像素R。并且,这些子像素SP的混合颜色光可为白色。
图9是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图。
参照图9,除了子像素SP的形状以外,光场显示装置可与图8的光场显示装置基本上相同。因此,任何经省略的细节可被假设为与在上文中参照先前附图所描述的细节相似或相同。
光场显示装置可包括显示面板和微透镜阵列,其中,显示面板包括多个子像素SP,并且微透镜阵列包括多个微透镜ML。
子像素SP可在第一方向D1和第二方向D2上排列成矩阵形式,其中,第二方向D2与第一方向D1基本上垂直。子像素SP可包括发出红光的多个红色子像素R、发出绿光的多个绿色子像素G、发出蓝光的多个蓝色子像素B以及发出白光的多个白色子像素W。这里,子像素中的每个可为左倾斜或右倾斜的四边形形状。因此,子像素SP可在第二方向D2上交错。
图10是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图。
参照图10,除了微透镜ML的形状以外,光场显示装置可与图8的光场显示装置基本上相同。因此,任何经省略的细节可被假设为与在上文中参照先前附图所描述的细节相似或相同。
微透镜ML可具有四边形形状。四边形形状可为正方形。在本发明构思的一些示例性实施方式中,四边形形状可为矩形。微透镜ML可在第一方向D1和第二方向D2上排列。微透镜ML可在第二方向D2上交错。
根据本发明的示例性实施方式,微透镜ML的水平视点的数量为15,并且竖直视点的数量为7。
根据本发明的示例性实施方式,在各自彼此接触的四个微透镜ML中,每个微透镜ML的相同部分(例如,与每个微透镜ML的相同位置对应的子像素SP)的混合颜色光可为白色。因此,与附图中彼此最接近的四个微透镜ML的左上角(例如,附图中的虚线圆圈)对应的子像素SP分别为白色子像素W、蓝色子像素B、绿色子像素G和红色子像素R。并且,这些子像素SP的混合颜色光可为白色。
图11是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图。
参照图11,除了微透镜ML的形状以外,光场显示装置可与图8的光场显示装置基本上相同。因此,任何经省略的细节可被假设为与在上文中参照先前附图所描述的细节相似或相同。
微透镜ML可具有圆形或椭圆形形状。圆形或椭圆形形状可通过使彼此相邻的两个微透镜ML中的任一个凹陷来形成,以最大化微透镜ML的填充因子。
根据本发明的示例性实施方式,微透镜ML的水平视点的数量为15,并且竖直视点的数量为7。
根据本发明的示例性实施方式,在各自彼此接触的四个微透镜ML中,每个微透镜ML的相同部分(例如,与每个微透镜ML的相同位置对应的子像素SP)的混合颜色光可为白色。因此,与附图中彼此最接近的四个微透镜ML的左上角(例如,附图中的虚线圆圈)对应的子像素SP分别为白色子像素W、蓝色子像素B、绿色子像素G和红色子像素R。并且,这些子像素SP的混合颜色光可为白色。
图12是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的平面图。
参照图12,除了微透镜ML的形状以外,光场显示装置可与图2的光场显示装置基本上相同。因此,任何经省略的细节可被假设为与在上文中参照先前附图所描述的细节相似或相同。
光场显示装置可包括显示面板和微透镜阵列,其中,显示面板包括多个子像素SP,并且微透镜阵列包括多个微透镜ML。
微透镜ML可具有圆形形状。微透镜ML可彼此相隔开。因为在未形成有微透镜ML的部分处从子像素SP产生的光可能会干扰用于3D图像的期望的光场的形成(例如串扰),所以未形成有微透镜ML的部分可优选地被最小化。例如,如上所述,微透镜ML可具有1的填充因子。然而,在微透镜阵列包括彼此相隔开的多个圆形微透镜的情况下,微透镜ML的位置和子像素SP的位置可通过与使用理想的微透镜阵列的情况(例如,参见图2或图3等)相似的方式来彼此匹配。
根据本发明的示例性实施方式,在各自彼此接触的三个微透镜ML中,每个微透镜ML的相同部分(例如,与每个微透镜ML的相同位置对应的子像素SP)的混合颜色光可为白色。因此,与附图中彼此最接近的三个微透镜ML的左上角(例如,附图中的虚线圆圈)对应的子像素SP分别为蓝色子像素B、绿色子像素G和红色子像素R。并且,这些子像素SP的混合颜色光可为白色。
图13A是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的示意图。图13B是图13A的光场显示装置的平面图。
参照图13A和图13B,光场显示装置100可包括显示面板110和微透镜阵列120,其中,显示面板110包括多个子像素SP,并且微透镜阵列120包括多个微透镜ML。
子像素SP可包括多个红色子像素R、多个绿色子像素G和多个蓝色子像素B。子像素SP可在第一方向D1和第二方向D2上排列,其中,第二方向D2与第一方向D1基本上垂直。
在第二方向D2上彼此相邻的两个子像素SP可以相对于第一方向D1呈第一角度α(为锐角)排列。第一角度α可为60度。
相同颜色的子像素SP可在相对于第二方向D2呈第二角度β(为锐角)的对角方向上连续地布置。第二角度β可为30度。因此,红色子像素R可在对角方向上连续地排列,绿色子像素G可在对角方向上连续地排列,并且蓝色子像素B可在对角方向上连续地排列。红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B可重复地排列。
微透镜ML可具有六边形形状。六边形形状可为正六边形。微透镜ML可布置成使得它们相邻的边彼此接触以形成蜂窝结构。微透镜ML的两个边可与第一方向D1平行。
在各自彼此接触的三个微透镜ML中,绿色子像素G、红色子像素R和蓝色子像素B可与每个微透镜ML的相同位置(例如,附图中的小圆圈)对应。相同位置可形成等边三角形。
图14A是示出根据本发明构思的示例性实施方式的光场显示装置的示意图。图14B是图14A的光场显示装置的平面图。
参照图14A和图14B,除了微透镜ML的形状以及子像素SP的布置以外,光场显示装置可与图2的光场显示装置基本上相同。因此,任何经省略的细节可被假设为与在上文中参照先前附图所描述的细节相似或相同。
光场显示装置100可包括显示面板110和微透镜阵列120,其中,显示面板110包括多个子像素SP,并且微透镜阵列120包括多个微透镜ML。
子像素SP可包括多个红色子像素R、多个绿色子像素G和多个蓝色子像素B。子像素SP可在第一方向D1和第二方向D2上排列,其中,第二方向D2与第一方向D1基本上垂直。
在第二方向D2上彼此相邻的两个子像素和在第一方向D1上与该两个子像素相邻的一个子像素可以以为锐角的第一角度α1排列。例如,第一角度α1可为60度。因此,子像素SP可在第二方向D2上交错。
在第一方向D1上彼此相邻的三个子像素SP可以以为钝角的第二角度α2排列。例如,第二角度α2可为120度。
相同颜色的子像素SP可在第二方向D2上连续地排列。因此,红色子像素R可在第二方向D2上连续地排列,绿色子像素G可在第二方向D2上连续地排列,并且蓝色子像素B可在第二方向D2上连续地排列。
微透镜ML可具有六边形形状。六边形形状可为正六边形的形状。微透镜ML可布置成使得它们相邻的边彼此接触以形成蜂窝结构。微透镜ML的两个边可与第二方向D2平行。
在各自彼此接触的三个微透镜ML中,绿色子像素G、红色子像素R和蓝色子像素B可与每个微透镜ML的相同位置(例如,附图中的小圆圈)对应。相同位置可形成等边三角形。
根据本发明构思的示例性实施方式,光场显示装置包括显示面板和微透镜阵列,其中,显示面板包括多个子像素,并且微透镜阵列包括多个微透镜。具有不同颜色的子像素与微透镜中的每个的相同位置对应,并且它们的混合色光可为白色。因此,用户能够观看未加强特定颜色的自然的3D图像。
本文中所描述的示例性实施方式是说明性的,并且在不背离本公开的精神或所附权利要求书的范围的情况下,可引入许多变化。例如,在本公开和所附权利要求书的范围内,不同示例性实施方式的元件和/或特征可彼此组合和/或彼此替换。

Claims (22)

1.光场显示装置,包括:
显示面板,所述显示面板包括排列成矩阵的多个子像素;以及
微透镜阵列,所述微透镜阵列布置在所述显示面板上,所述微透镜阵列包括多个微透镜,
其中,所述多个子像素中的每个发出一组原色中的单个颜色的光,以及
其中,与相邻的所述微透镜中的每个的相同位置对应的所述子像素的混合颜色光为白色。
2.如权利要求1所述的光场显示装置,其中,所述微透镜具有六边形形状,并且两个相邻所述微透镜的相邻的边彼此接触以形成蜂窝结构。
3.如权利要求2所述的光场显示装置,其中,所述子像素包括在第一方向上交替地排列的多个红色子像素、多个绿色子像素和多个蓝色子像素,并且相同颜色的子像素在第二方向上连续地排列以形成条纹图案。
4.如权利要求3所述的光场显示装置,其中,所述微透镜分别相对于所述第一方向和所述第二方向以倾斜角来排列。
5.如权利要求4所述的光场显示装置,其中,所述倾斜角由以下等式确定,
倾斜角=tan-1[(子像素竖直间距)/((水平视点的数量)*(子像素水平间距))],
其中,所述子像素竖直间距是在所述第二方向上的两个相邻所述子像素的中心之间的距离,所述子像素水平间距是在所述第一方向上的两个相邻所述子像素的中心之间的距离,所述水平视点的数量是水平间距中的所述子像素的数量,并且所述水平间距是在所述第一方向上的两个相邻所述微透镜的中心之间的距离。
6.如权利要求5所述的光场显示装置,其中,所述水平视点的数量为2n+2,其中,n为正整数,
竖直视点的数量是竖直间距中的所述子像素的数量,所述竖直间距是在所述第二方向上的两个相邻所述微透镜的中心之间的距离,以及
所述竖直视点的数量是最接近所述水平视点的数量/3的值的正整数。
7.如权利要求6所述的光场显示装置,其中,所述水平视点的数量为14,并且所述竖直视点的数量为5。
8.如权利要求2所述的光场显示装置,其中,所述六边形形状的彼此相对的两个边具有相同的长度,并且所述六边形形状为不对称的六边形。
9.如权利要求8所述的光场显示装置,其中,所述六边形形状的上顶点与下顶点之间的在第一方向上的距离小于在所述第一方向上相邻的所述子像素的中心间的水平间距。
10.如权利要求1所述的光场显示装置,其中,所述微透镜具有圆形或椭圆形形状。
11.如权利要求1所述的光场显示装置,其中,所述微透镜具有四边形形状。
12.如权利要求1所述的光场显示装置,其中,所述子像素包括多个红色子像素、多个绿色子像素和多个蓝色子像素,以及
一个红色子像素和一个蓝色子像素对应于两个绿色子像素。
13.如权利要求12所述的光场显示装置,其中,所述微透镜具有六边形形状,所述六边形形状的彼此相对的两个边具有相同的长度,所述六边形形状为不对称的六边形形状,并且所述六边形形状的一个边与第二方向平行。
14.如权利要求1所述的光场显示装置,其中,在各自彼此接触的三个微透镜中,红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素分别与所述三个微透镜中的每个的相同位置对应。
15.如权利要求14所述的光场显示装置,其中,与所述相同位置对应的所述红色子像素、所述绿色子像素和所述蓝色子像素形成等边三角形的顶点。
16.如权利要求1所述的光场显示装置,其中,在各自彼此接触的四个微透镜中,红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素分别与所述四个微透镜中的每个的相同位置对应。
17.如权利要求16所述的光场显示装置,其中,与所述相同位置对应的所述红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素和所述白色子像素形成平行四边形的顶点。
18.如权利要求1所述的光场显示装置,其中,在包括彼此接触的两个微透镜以及以一个微透镜与所述两个微透镜相隔开的一个微透镜的三个微透镜中,红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素分别与所述三个微透镜中的每个的相同位置对应。
19.如权利要求1所述的光场显示装置,其中,所述子像素包括多个红色子像素、多个绿色子像素和多个蓝色子像素,
其中,在第二方向上彼此相邻的两个子像素以相对于第一方向的第一角度来布置,所述第一角度为锐角,
其中,相同颜色的子像素在对角方向上连续地排列,所述对角方向相对于所述第二方向呈第二角度,所述第二角度为锐角,
其中,所述微透镜具有六边形形状,并且所述六边形形状的一个边与所述第一方向平行,以及
其中,在各自彼此接触的三个微透镜中,所述红色子像素、所述绿色子像素和所述蓝色子像素分别与所述三个微透镜中的每个的相同位置对应。
20.如权利要求19所述的光场显示装置,其中,所述六边形形状为正六边形形状,
其中,所述第一角度为60度,以及
其中,所述第二角度为30度。
21.如权利要求1所述的光场显示装置,其中,所述子像素包括多个红色子像素、多个绿色子像素和多个蓝色子像素,
其中,在第一方向上彼此相邻的三个子像素布置成形成第一角度,所述第一角度为锐角,
其中,在第二方向上彼此相邻的两个子像素与在所述第一方向上与所述两个子像素相邻的一个子像素布置成形成第二角度,所述第二角度为钝角,
其中,相同颜色的子像素在所述第二方向上连续地排列,
其中,所述微透镜具有六边形形状,所述六边形形状的一个边与所述第二方向平行,以及
其中,在各自彼此接触的三个微透镜中,所述红色子像素、所述绿色子像素和所述蓝色子像素分别与所述三个微透镜中的每个的相同位置对应。
22.如权利要求21所述的光场显示装置,其中,所述六边形形状为正六边形形状,
其中,所述第一角度为60度,以及
其中,所述第二角度为120度。
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