CN110945417B - 显示单元及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

根据方面，提供了一种用于生成显示输出的显示单元，包括：第一光源；第一后偏振器，其被布置为将来自所述第一光源的光在第一偏振方向上偏振；第二光源；第二后偏振器，其被布置为将来自所述第二光源的光在与所述第一偏振方向正交的第二偏振方向上偏振；第一基板；第二基板；液晶层，其被定位于所述第一基板与所述第二基板之间，其中，所述第一基板、所述第二基板和所述液晶层被布置为接收来自所述第一光源的已经由所述第一后偏振器偏振的光，并且接收来自所述第二光源的已经由所述第二后偏振器偏振的光；以及前偏振器，其被布置为将光偏振，所述前偏振器用于将已经穿过所述液晶层的光偏振，其中，操作第一光源生成光生成正显示输出，并且操作第二光源生成光生成负显示输出。

Description

显示单元及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种例如用在诸如光装置的电子设备中的改进的显示单元，以及一种操作显示单元的改进的方法。
背景技术
作为标准闹钟或作为闹钟的电话的备选，可以在床头几或床头柜上放置所谓的唤醒灯。唤醒灯可以用于逐渐增加产生的光的强度，以帮助更自然地从睡眠中唤醒用户。在一些情况下，可以调节由唤醒灯产生的光的颜色，以模仿日出期间产生的颜色。除了提供这种照明或唤醒功能之外，唤醒灯通常还包括用于向用户显示信息的显示器，例如时间、警报时间、唤醒灯的设置等。该信息当唤醒灯关闭时和当唤醒灯正在产生光时应当可见。飞利浦唤醒灯HF3520是这种类型的唤醒灯的示例。
这些显示器通常位于靠近唤醒灯的主要照明部分的位置(以避免唤醒灯装置太大)，因此必须将显示单元设计为使用户在可能使用此类灯的所有情况下能够看到信息，并且尤其是在唤醒灯打开并生成光时。例如，无论唤醒灯是打开且生成光还是关闭，信息在白天和晚上都应该清晰可见。这些显示器通常使用背光的液晶显示器(LCD)面板，以使得在夜间当关闭唤醒光源时能够查看信息，且唤醒光源正在生成光时背光必须与唤醒光源“竞争”。
因此，需要改进可以用于唤醒灯的显示单元以及诸如光疗设备和情绪照明设备的其他设备，其中，可以集成显示器以改进所显示信息在不同的照明状况下对用户的可见性。
发明内容
根据第一方面，提供了一种用于生成显示输出的显示单元，所述显示单元包括：第一光源；第一后偏振器，其被布置为将来自所述第一光源的光在第一偏振方向上偏振；第二光源；第二后偏振器，其被布置为将来自所述第二光源的光在与所述第一偏振方向正交的第二偏振方向上偏振；第一基板；第二基板；液晶层，其被定位于所述第一基板与所述第二基板之间，其中，所述第一基板、所述第二基板和所述液晶层被布置为接收来自所述第一光源的已经由所述第一后偏振器偏振的光，并且接收来自所述第二光源的已经由所述第二后偏振器偏振的光；以及前偏振器，其被布置为将光偏振，所述前偏振器用于将已经穿过所述液晶层的光偏振，其中，操作第一光源生成光生成正显示输出，并且操作第二光源生成光生成负显示输出。
在一些实施例中，显示单元还包括控制单元。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为在所述第一光源正生成光时关闭或停用所述第二光源以生成所述正显示输出。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为在所述第二光源正生成光时关闭或停用所述第一光源以生成所述负显示输出。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为操作第一光源和第二光源同时生成光以生成混合显示输出。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为控制所述第一光源和/或所述第二光源以调节由其生成的所述光的强度，和/或控制所述第一光源和/或所述第二光源以调节由其生成的所述光的颜色。
根据第二方面，提供了一种光装置，所述光装置包括外部壳体，所述外部壳体包括半透明部分；如上所述的显示单元，其中，所述显示单元被布置为在外部壳体的一部分上生成显示输出，并且显示单元的第一光源被布置为使得由第一光源生成的光入射在半透明部分上且入射在第一基板、第二基板和液晶层上。
在一些实施例中，显示单元被布置为在外部壳体的半透明部分的一部分上生成显示输出。
在一些实施例中，显示单元的至少前偏振器被包括在外部壳体之中或之上。
根据第三方面，提供了一种操作显示单元以生成显示输出的方法，所述显示单元包括：第一光源；第一后偏振器，其被布置为将来自所述第一光源的光在第一偏振方向上偏振；第二光源；第二后偏振器，其被布置为将来自所述第二光源的光在与所述第一偏振方向正交的第二偏振方向上偏振；第一基板；第二基板；液晶层，其被定位于所述第一基板与所述第二基板之间，其中，所述第一基板、所述第二基板和所述液晶层被布置为接收来自所述第一光源的已经由所述第一后偏振器偏振的光，并且接收来自所述第二光源的已经由所述第二后偏振器偏振的光；前偏振器，其被布置为将光在所述第一偏振方向和所述第二偏振方向中的一个上偏振，所述前偏振器用于将已经穿过所述液晶层的光偏振；其中，所述方法包括操作第一光源生成光以生成正显示输出；并且操作第二光源生成光以生成负显示输出。
在一些实施例中，所述方法还包括以下步骤：在所述第一光源正生成光时关闭或停用所述第二光源以生成所述正显示输出。
在一些实施例中，所述方法还包括以下步骤：在所述第二光源正生成光时关闭或停用所述第一光源以生成所述负显示输出。
在一些实施例中，所述方法还包括以下步骤：操作第一光源和第二光源同时生成光以生成混合显示输出。
在一些实施例中，所述方法还包括以下步骤：控制所述第一光源和/或所述第二光源以调节由其生成的所述光的强度，和/或控制所述第一光源和/或所述第二光源以调节由其生成的所述光的颜色。
在一些实施例中，所述方法还包括以下步骤：通过逐渐降低由所述第一光源生成的所述光的亮度或强度和/或逐渐增加由所述第二光源生成的所述光的亮度或强度来提供从所述正显示输出到所述负显示输出的逐渐过渡。
在一些实施例中，所述方法进一步包括以下步骤：通过逐渐降低由所述第二光源生成的所述光的亮度或强度和/或逐渐增加由所述第一光源生成的所述光的亮度或强度来提供从所述负显示输出到所述正显示输出的逐渐过渡。
根据第四方面，提供了一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质具有在其中实现的计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为使得在由合适的计算机或处理器运行时，使所述计算机或处理器执行上述方法中的任何。
在一些实施例中，计算机或处理器被配置或适配为操作如上所述的显示单元。
参考下文描述的(一个或多个)实施例，本发明的这些方面和其他方面将变得显而易见并得到阐述。
附图说明
现在将参考以下附图仅通过示例的方式描述本发明的示例性实施方式，其中：
图1(a)示出了被布置成生成正显示输出的显示单元，并且图1(b)示出了正显示输出。
图2(a)示出了被布置成生成负显示输出的显示单元，并且图2(b)示出了负显示输出。
图3是飞利浦HF3520唤醒灯的前面的表示。
图4是示例性光装置的前面的表示。
图5是图示根据本发明的实施例的显示单元的图。
图6是图示操作图5的显示单元的方法的流程图。
图7是图示根据本发明的实施例的包括显示单元的光装置的图。
具体实施方式
众所周知，液晶显示(LCD)面板用于向用户显示信息，并且被并入到各种电子设备中。LCD面板可以被提供有背光，以用于提供光以照明LCD面板，偏振器用于根据由LCD面板所通过的光来创建显示的信息。图1和图2图示了LCD面板可以被用于显示信息的两种方式。
图1(a)示出了创建了所谓的“正”显示输出的常规的基于LCD的显示单元2的一种实施方式。显示单元2包括：光源4(也称为“背光”，从用户的视点，其也位于LCD面板的后面)和LCD面板6，LCD面板6包括夹在两个基板之间的液晶的层，LCD面板6位于两个偏振器之间，实施两个偏振器即：后偏振器8，其位于背光4和LCD面板6之间；以及前偏振器10，其是LCD面板6与背光4相对的侧。后偏振器8和前偏振器10被布置为使得其将光偏振的方向是正交的(即，相对于彼此成90°处)。例如，如图1(a)所示，后偏振器8可以具有垂直对准(因此来自背光4的光传递到已经在垂直方向上偏振的LCD面板6)，并且前偏振器10可以具有水平对准(因此仅来自LCD面板6的具有水平分量的光通过前偏振器10传递)。当没有电场施加到LCD面板6中的液晶层时，液晶充当光波导并且将偏振的平面旋转四分之一圈(90°)，使得到达前偏振器的光10可以穿过其。由该显示单元2产生的显示输出12的示例在图1(a)和图1(b)中示出。因此，该布置产生正显示输出12，其中，一起形成要显示的信息的分段14是暗的(因此来自背光4的光已经由这些分段14的偏振器8、12和LCD面板6阻挡了)，并且背景16被已经通过偏振器8、12和LCD面板6传递的来自背光4的光照明。LCD面板6基于要显示的信息来控制，以确定分段14中的哪些在正显示输出中12是暗的。
图2(a)示出了创建了所谓的“负”显示输出的常规的基于LCD的显示单元22的一种实施方式。负显示与正显示相反，其中，表示要显示的信息的分段被照明，并且背景是暗的。通过将前偏振器和后偏振器布置成使它们在相同方向上偏振光，可以获得负显示输出。更详细地，显示单元22包括光源/背光24和LCD面板26。LCD面板26位于两个偏振器之间，所述两个偏振器即在背光24和LCD面板26之间的后偏振器28和在LCD面板26的与背光24相对的一侧的前偏振器30。后偏振器28和前偏振器30被布置为使得其将光偏振的方向相同。例如，如图2(a)所示，后偏振器28和前偏振器30两者可以具有水平对准。由该显示单元22产生的显示输出32的示例在图2(a)和图2(b)中示出。因此，该布置产生负显示输出32，其中，一起形成要显示的信息的分段34被来自背光24的光点亮，其余分段和背景36是暗的(因此来自背光24的光在显示器32的这些部分中被阻挡)。基于要显示的信息来控制LCD面板26，以确定在负显示输出32中分段34中的哪些被点亮。
尽管在图形LCD(例如点矩阵显示器)的情况下，能够基于像素被驱动的方式提供正显示输出或负显示输出(例如，对于负显示，像素相对于正显示反转)，通常选择使用正显示输出还是负显示输出是在显示单元的设计期间完成，并且不能改变(对于背景不点亮的分段显示，这尤其如此)。然而，在特定应用中，例如在唤醒灯或类似装置中，操作显示单元在某些时间提供正显示输出而在某些时间提供负显示输出可能是有用的。
例如，在飞利浦唤醒灯HF3520中，提供了一个前壳(壳体)，该前壳由唤醒灯的主光源(即提供“唤醒”光的光源)照明，并且具有其自己的背光的基于LCD的显示单元被提供在装置的前部的未被主光源照射的下部中。这在图3中进行了图示。图3是飞利浦HF3520唤醒灯的前面的表示，唤醒灯42包括壳体43，该壳体具有照明部分44和显示部分46，该照明部分用于由灯42的主光源照明，在显示部分46上显示诸如时间的信息48。照明部分44和显示部分46两者是壳体43的半透明部分(并且实际上在飞利浦HF3520中，整个正面是单个半透明壳)，但是显示部分46没有被唤醒灯42的主光源照明。在飞利浦HF3520唤醒灯中，显示部分46后面的显示单元配置为生成负显示输出，使得当唤醒灯正在生成“唤醒”光时显示器的背景不与(未照明的)显示部分46相对地突出，并且诶使得当唤醒灯不生成光时(例如，在环境黑暗的夜晚)，显示部分46不发出比所需更多的光。
由于壳体43的显示部分46没有被照射照明部分44的光源照明，因此显示部分46的存在或者增加了唤醒灯42的整体尺寸(以将照明部分44保持在相同的亮度)或需要更亮的光以产生与较大的照明部分44相同水平的光输出(在这种情况下，可能还需要增加显示部分46的亮度，以确保当唤醒灯打开时其仍然可见)。
因此，期望能够提供一种光装置，其中，显示信息/显示输出可以示出在照明部分44上，而不是在单独的显示部分46中。在图4中示出了这种装置的前视图的表示。该光装置52包括具有半透明部分54(在该示例中为整个前表面)的壳体53或壳，并且信息56通过壳体53内部的显示单元显示在半透明部分54之中或之上，使得其对于看光装置52的使用者是可见的。将意识到，光装置52的前表面的圆形仅仅是示例性的，可以使用其他形状或配置。同样，尽管该示例示出了作为整个前表面的半透明部分54，但是将意识到，其他设计也是可能的，例如半透明部分54可以具有边框。
因此，在该示例性装置52中，为了在光装置52的主光源正照明半透明部分54时(即，未示出LCD面板的背景部分)提供信息56的“干净”显示，该装置52内部的显示单元应操作以提供正显示，其中，显示单元背光为正显示输出的背景提供光，该光具有与由光装置52的主光源照明的半透明部分54的周围部分相同的颜色和亮度。然而，实际上很难使由主光源输出的光与由显示单元输出的光相匹配，并且如上所述，主光源被关闭时(并且特别是当装置52周围的环境为暗时)正显示输出不是最佳的，并且负显示输出将是优选的。
本领域技术人员将意识到，驱动LCD显示器中的像素或分段的方式可以确定提供正显示输出还是负显示输出。在全像素/分段显示器的情况下(即，LCD面板的所有元素均受驱动/可控)，将驱动像素或分段的方式反转(因此，活动像素或分段将变为不活动像素或分段，反之亦然)仍然可以提供有用的信息显示(例如，如从图1(b)和2(b)中看到)。然而，对于背景16、36不是可驱动/不可控的显示器而言，情况并非如此，因为然后仅活动/不活动像素/分段将被反转，并且这能够导致信息变得不正确或不可读。另外，在光源并不是一直都在发光时将显示单元用在诸如唤醒灯的光装置中时，反转对活动/不活动像素/分段的控制以提供正显示输出和负显示输出是不合适的，并且因此需要在正显示输出和负显示输出之间切换的备选机制。此外，通过控制像素使其为正或负，提供逐渐变化的可能性将取决于灰度水平或颜色数量。当显示为单色时，只能一步从正切换为负，反之亦然。
因此，本发明通过提供一种显示单元来解决这些问题，该显示单元可以被控制以选择性地提供正显示输出和负显示输出，并且适合用于光装置中，其中，在光装置的主光源正在生成光时并且当光装置的主光源未在生成光时要显示信息。因此，包括根据本发明的显示单元的光装置，例如唤醒灯、光疗设备或情绪照明设备，可以在主光源处于活动时在装置的壳体的由主光源照明的一部分上以正显示输出的形式提供信息显示；并且在主光源处于非活动时以负显示输出的形式提供信息显示(反之亦然，取决于光装置的设计要求)。
根据本发明，LCD面板被提供有两个光源，所述两个光源被选择性地用于使显示单元提供正显示输出和负显示输出。图5示出了根据本发明的显示单元的示例性实施例。
因此，显示单元102包括LCD面板104，LCD面板104包括夹在或定位在两个基板105a、105b之间的液晶层。基板107a、107b可以由玻璃或任何其他合适的材料形成，并且基板105a、105b中的一个或两个可以包括多个电极，每个电极与LCD面板104的特定像素或显示分段相关联。如常规的，对应于特定像素或分段的基板105a、105b上的一个或多个电极可以用于改变或设置液晶层中该像素或分段的液晶的偏振方向，从而影响显示单元102的输出。在一些实施例中，液晶层可以是使得当没有电场(例如通过电极)施加到液晶层(或其一部分)上时，液晶充当光波导并将入射光的偏振平面旋转四分之一圈(90°)。在这些实施例中，当将电场施加到液晶层(或其一部分)时，液晶与电场对准，并且液晶不再使入射光的偏振平面旋转。在备选实施例中，液晶层可以使得当没有电场施加到液晶层(或其一部分)时，液晶充当光波导并且使入射光的偏振平面旋转除了四分之一圈以外的量(例如45°)，并且当施加电场时，液晶用于将入射光的偏振平面旋转对应的量(例如-45°)，以便实现与不施加电场时相比90°的光旋转。
显示单元102还包括第一光源106(也称为第一“背光”)和位于第一光源106和LCD面板104之间的第一后偏振器108。第一后偏振器108被布置为将来自第一光源106的光在第一偏振方向上偏振。在图5中所示的示例性布置中，第一后偏振器108具有垂直取向(因此将光在垂直方向上偏振)，但是将意识到，可以使用任何其他偏振方向。第一光源106可以是包括一个或多个发光二极管(LED)的基于LED的光源。一个或多个LED可以包括具有一种或多种颜色的LED，其可以被个体地和/或组合地控制以产生期望的颜色的光和/或期望的亮度或发光度的光。作为LED的备选，第一光源106可以是一个或多个有机LED(OLED)、卤素灯泡、白炽灯泡或低压汞灯泡。
显示单元102还包括定位于或放置于LCD面板104和第一后偏振器108之间的漫射器或漫射面板109。漫射器109用于漫射或“散布”入射在其上的光，使得LCD面板104被入射光更均匀点亮。将意识到，在一些实施例中，漫射器109可以在显示单元102中的不同位置，例如使得从LCD面板104出射的光穿过漫射器109。
第一光源106和第一后偏振器108被布置为使得由第一光源106发射或生成的光被第一后偏振器108偏振，并且该偏振光经由漫射器109入射在LCD面板104上。
除了第一光源106和第一后偏振器108之外，显示单元102还包括第二光源110和第二后偏振器112。第二光源110也被称为第二“背光”。第二后偏振器112被提供在第二光源110与漫射器109和LCD面板104之间。第二后偏振器112被提供为将来自第二光源110的光在第二偏振方向上偏振。第二光源110和第二后偏振器112被布置为使得由第二光源110发射或生成的光被第二后偏振器112偏振，并且该偏振光经由漫射器109入射在LCD面板104上。第二光源110可以是包括一个或多个发光二极管(LED)的基于LED的光源。一个或多个LED可以包括具有一种或多种颜色的LED，其可以被个体地和/或组合地控制以产生期望的颜色的光和/或期望的亮度或发光度的光。作为LED的备选，第二光源110可以是一个或多个有机LED(OLED)、卤素灯泡、白炽灯泡或低压汞灯泡。
因此，来自第二光源110的光可以用于以与第一光源106相反的显示模式形成显示，第二偏振方向与第一后偏振器108的第一偏振方向正交(即第二偏振方向相对于第一偏振方向旋转90°)。在图5所示的示例性布置中，第一后偏振器108具有垂直对准/垂直偏振方向，并且因此第二后偏振器112具有水平对准/水平偏振方向。当然，将意识到，可以使用其他偏振方向，只要第一后偏振器108的偏振方向与第二后偏振器112的偏振方向相对(即正交)。
应当注意，第一光源106和第一后偏振器108形成了到第二光源110和第二后偏振器112的单独的光路，在这种意义上，来自第一光源106的光不穿过第二后偏振器112朝向散射器109和LCD面板104，并且来自第二光源110的光不穿过第一后偏振器108朝向散射器109和LCD面板104。在一些实施方式中，第一光源106可以基本上是或完全与第二后偏振器112光学隔离，使得来自第一光源106的光不能够入射在第二后偏振器112上，而且同样，第二光源110可与第一后偏振器108基本或完全光学隔离，使得来自第二光源110的光不能入射在第一后偏振器108上。
显示单元102还包括前偏振器114，前偏振器114被布置在LCD面板104的与光源106、110相对的一侧。前偏振器114被布置为偏振已经透射或穿过LCD面板104的光以生成显示输出。前偏振器114的偏振方向以及LCD面板104的像素/分段被驱动的方式将确定第一光源106和第二光源110中的哪一个用于提供正显示输出和负显示输出。
在图5所示的示例性布置中，前偏振器114具有与第二后偏振器112相同的偏振方向，即，与第一后偏振器108的偏振方向相对的偏振方向(但是将意识到，前偏振器114的偏振方向可以取决于LCD面板104中的液晶对入射光具有的影响而不同)。因此，在适当地驱动LCD面板104中的像素/分段的情况下，来自第一光源106的光在其已经穿过第一后偏振器108、LCD面板104和前偏振器114之后可以形成正显示输出(例如，如图1(b)所示)，并且来自第二光源110的光在其已经穿过第二后偏振器112、LCD面板104和前偏振器114后可以形成负显示输出(例如，如图2(b)所示)。在LCD面板104中的像素/分段的驱动相对于上述被反转的情况下，来自第一光源106的光可以在其已经穿过第一后偏振器108、LCD面板104和前偏振器114之后形成负显示输出(例如，如图2(b)所示)，并且来自第二光源110的光可以在其已经穿过第二后偏振器112、LCD面板104和前偏振器114后形成正显示输出(例如，如图1(b)所示)。应当注意，在以上中的任何一种情况下，LCD面板104都以相同的方式被驱动，而不管第一光源106和第二光源110中的哪个正在生成光(即，当改变有源光源106、110时，LCD面板104被驱动的方式不会反转)。换句话说，用于显示特定信息(例如，特定时间)的控制信号将是相同的，而不管显示输出是正还是负。根据本发明，通过切换为LCD面板104生成光的光源106、110就可以简单地在正显示输出和负显示输出之间进行切换。
本领域技术人员将意识到，如果前偏振器114的偏振方向是与第一后偏振器108相同的偏振方向，并且因此与第二后偏振器112的偏振方向相对(LCD面板104以相同的方式驱动)，来自第一光源106的光将形成负显示输出(例如，如图2(b)所示)，来自第二光源110的光将形成正显示输出(例如，如图1(b)所示)。
最后，图5中的显示单元102包括控制单元116。控制单元116可以用于控制LCD面板104以引起所需信息的显示(例如，通过向第一基板105a和/或第二基板105b上的电极提供合适的控制信号)。在一些实施例中，控制单元116可以控制第一光源106和/或第二光源110。特别地，控制单元116可以控制第一光源106和/或第二光源110的启用和停用。另外，或者备选地，可以由显示单元102的用户控制第一光源106和第二光源110中的至少一个的启用和停用。
在另外的实施例中，控制单元116可以被配置为控制或调节由第一光源106生成的光和/或由第二光源110生成的光的亮度或强度。控制单元116也可以或备选地被配置成控制或调节由第一光源106生成的光和/或由第二光源110生成的光的颜色。
可以利用软件和/或硬件以多种方式来实施控制单元116，以执行本文描述的各种功能。控制单元116可以包括一个或多个微处理器或数字信号处理器(DSP)，其可以使用软件或计算机程序代码来编程以执行所需的功能和/或控制控制单元116的部件以实现所需的功能。控制单元116可以被实施为以下的组合：执行一些功能的专用硬件(例如，放大器、前置放大器、模数转换器(ADC)和/或数模转换器(DAC))和执行其他功能的处理器(例如，一个或多个编程的微处理器、控制器、DSP和相关联的电路)。可以在本公开的各种实施例中采用的部件的示例包括但不限于常规微处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。
在各种实施方式中，控制单元116可以与一个或多个存储单元(未示出)相关联或包括一个或多个存储单元(未示出)，诸如易失性和非易失性计算机存储器，诸如RAM、PROM、EPROM和EEPROM。控制单元116或相关联的存储器单元还可以用于存储能够由控制单元116中的处理器运行以执行本文描述的方法的程序代码。
图6中的流程图图示了根据本发明实施例的操作显示单元102的方法。
在该方法的第一步骤(步骤201)中，操作第一光源106以生成光，并且这生成来自显示单元102的正显示输出。在另一步骤(步骤203)中，操作第二光源110以生成光，并且这生成来自显示单元102的负显示输出。因此，光源的选择确定显示单元102生成正显示输出还是负显示输出。
将意识到，不必以所示顺序执行步骤201和203，并且显示单元102可以被操作为生成负显示输出，跟随有正显示输出。
在该方法的一些实施例中，对显示单元102的显示“模式”的控制(即，显示输出是正还是负)仅是第一光源106和第二光源110中的哪一个正在生成光的结果。因此，可以由用户手动启用光源106、110或通过用户选择显示输出的类型(即正或负)的偏好来提供该控制。在其他实施例中，该方法可以由控制单元116执行。在这些实施例中，控制单元116可以例如基于环境照明状况、警报计时器等来确定启用哪个光源。
在一些实施方式中，显示单元102可以被配置为使得当第一光源106被停用/关闭时，第二光源110被自动启用/开启，反之亦然。以这种方式，光源中的至少一个将一直处于活动中，从而为用户提供显示输出。
在一些实施例中，当操作第一光源106以生成光时，控制单元116可以关闭或停用第二光源110，使得来自第一光源106的光可以生成正显示输出。在一些实施例中，当第二光源110被操作以生成光时，控制单元116可以关闭或停用第一光源106，使得来自第二光源110的光可以生成负显示输出。
在一些实施例中，第一光源和第二光源可以同时操作。这将导致“混合”显示输出。在以下意义上显示输出是混合的：其不是纯正显示输出(如图1(b)所示)或纯负显示输出(如图2(b)所示)。例如，显示的背景可以具有第一光源106的颜色，并且活动分段/像素可以具有第二光源110的颜色(反之亦然)。在一些实施例中，当显示单元102用于主光源的亮度逐渐增加或减小的唤醒灯或其他光装置中时，这特别有用，控制单元116可以调节光源106、110中的每个的亮度或强度，以便提供从正显示输出到负显示输出的逐渐过渡(反之亦然)。
例如，为了提供从正显示输出到负显示输出的逐渐过渡，控制单元116可以逐渐降低由第一光源106生成的光的亮度或强度，同时逐渐增加由第二光源110生成的光的亮度或强度。为了提供从负显示输出到正显示输出的逐渐过渡，控制单元116可以逐渐降低由第二光源110生成的光的亮度或强度，同时逐渐增加由第一光源106生成的光的亮度或强度。将意识到，在这些示例中的任何一个中，可以调节光源之一的亮度或强度，而光源中的另一个的亮度或强度保持恒定。在光源之一具有比另一个光源高得多的默认亮度或强度水平的情况下，这可能会有用。
图7示出了在诸如唤醒灯的光装置中显示单元102的示例性使用。光装置120包括具有半透明部分的外部壳体或壳。信息(例如时间、警报时间或装置设置等)要通过壳体内部的显示单元102显示在半透明部分122的一部分中或上，使得其对于看着光装置120的用户可见。显示单元102的前偏振器114以及任选地显示单元102的LCD面板104可以被集成到壳体的半透明部分122中或者与半透明部分122相邻放置(在壳体内部或外部)。半透明部分122优选地具有漫射性质(除非显示单元102包括漫射面板109)。壳体的半透明部分122可以由诸如聚碳酸酯的塑料形成，该塑料可以包括填料或着色化合物，或者更加透明的材料，诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或玻璃。填料优选具有高反射性质，以使由于光在半透明部分122中吸收而造成的损失最小化。填料的一个示例是二氧化钛，但是本领域技术人员会知道可以使用的其他类型的填料。
如上所述，显示单元102的第一光源106可以提供正显示输出(因此，点亮的背景和暗的像素/分段)。当显示单元102用于光装置120中时，除了该功能之外，第一光源106还可以是光装置120的主光源。因此，第一光源106提供半透明部分122的主照明。以这种方式，当第一光源106被启用并生成光时，第一光源106将照明半透明部分122并且还为显示单元102中的LCD面板104提供背光。因此，正显示输出将由照明半透明部分122的其余部分的相同光源(即，具有相同的颜色和大约相同的亮度)进行背光照明，从而在半透明部分122上提供显而易见的“无缝”正显示输出。第二光源110被提供在显示单元102中，以在光装置120的主光源关闭时为LCD面板104提供背光。因此，当主光源被关闭时(例如，在夜间用于唤醒光)，第二光源110被打开并提供信息作为负显示输出。
在其中要在黑暗环境中使用负显示输出的光装置120中使用显示单元102的实施例中，可以选择第二光源110的颜色以优化可读性而不会导致高水平的照明。例如，第二光源110的颜色可以是琥珀色或红色，但是本领域技术人员将意识到，可以使用其他颜色，包括白色。
在一些实施例中(特别是在唤醒灯的情况下)，控制单元116(其在图6中未示出)可以控制由第一光源106生成的光的颜色，例如以模仿日出的颜色。控制单元116还可以或备选地控制由第二光源110生成的光的颜色。
如上所述，在一些实施例中，控制单元116可以被配置为调节由第一光源106和/或第二光源110生成的光的强度或亮度。这使得控制单元116能够实现从正显示输出到负显示输出的逐渐过渡，反之亦然，例如，当唤醒灯正在逐渐增加生成的光的亮度时。
将意识到，由第一光源106生成的光的颜色将确定正显示输出中的背景和非活动像素/分段的颜色，并且由第二光源110生成的光的颜色将确定负显示输出中活动分段/像素的颜色。因此，对于LCD面板104使用两个背光源意味着可以提供显示输出的不同颜色配置。这些颜色配置可以在制造期间预设，或者根据用户设置或用户偏好进行设置。在一个示例中，在负模式下，显示输出的背景可以是黑色的，其中，传达信息的分段或像素是选定的颜色(例如，白色、黄色、红色、蓝色等)。在另一示例中，在正显示模式中，传达信息的分段或像素(即，启用的像素/分段)可以是黑色的，而背景具有选定的颜色。在又一示例中，背景可以具有选定的颜色，并且传达信息的分段或像素(即，启用的像素/分段)可以具有不同的选定的颜色(其是针对混合输出的情况)。
因此，提供了一种改进的显示单元，其可用于提供正显示输出或负显示输出，基于其，该显示单元的两个背光源之一被启用。
通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。

Claims (16)

1.一种用于生成显示输出的显示单元，包括：
第一光源，其是用于所述显示单元的背光；
第一后偏振器，其被布置为将直接来自所述第一光源的光在第一偏振方向上偏振；
第二光源，其是用于所述显示单元的背光；
第二后偏振器，其被布置为将直接来自所述第二光源的光在与所述第一偏振方向正交的第二偏振方向上偏振；
其中，所述第一光源和所述第二光源被布置为使得来自所述第一光源的光不穿过所述第二后偏振器，并且来自所述第二光源的光不穿过所述第一后偏振器；
第一基板；
第二基板；
液晶层，其被定位于所述第一基板与所述第二基板之间，其中，所述第一基板、所述第二基板和所述液晶层被布置为接收来自所述第一光源的已经由所述第一后偏振器偏振的光，并且接收来自所述第二光源的已经由所述第二后偏振器偏振的光；以及
前偏振器，其被布置为将光偏振，所述前偏振器用于将已经穿过所述液晶层的光偏振以生成所述显示输出；
其中，来自所述第一光源的光生成所述显示输出作为正显示输出，并且来自所述第二光源的光生成所述显示输出作为负显示输出。
2.根据权利要求1所述的显示单元，其中，所述显示单元还包括控制单元。
3.根据权利要求2所述的显示单元，其中，所述控制单元被配置为在所述第一光源正生成光时关闭或停用所述第二光源以生成所述正显示输出。
4.根据权利要求2或3所述的显示单元，其中，所述控制单元被配置为在所述第二光源正生成光时关闭或停用所述第一光源以生成所述负显示输出。
5.根据权利要求2或3所述的显示单元，其中，来自所述第一光源和所述第二光源两者的光生成所述显示输出作为混合显示输出。
6.根据权利要求2或3所述的显示单元，其中，所述控制单元被配置为控制所述第一光源和/或所述第二光源以调节由所述第一光源和/或所述第二光源生成的光的强度，和/或控制所述第一光源和/或所述第二光源以调节由所述第一光源和/或所述第二光源生成的所述光的颜色。
7.一种光装置，所述光装置包括：
外部壳体，其包括半透明部分；
根据权利要求1-6中的任一项所述的显示单元，其中，所述显示单元被布置为在所述外部壳体的部分上生成所述显示输出；
其中，所述显示单元的所述第一光源被布置为使得由所述第一光源生成的光入射在所述半透明部分上，并且入射在所述第一基板、所述第二基板和所述液晶层上。
8.根据权利要求7所述的光装置，其中，所述显示单元被布置为在所述外部壳体的所述半透明部分的部分上生成所述显示输出。
9.根据权利要求7或8所述的光装置，其中，所述显示单元的至少所述前偏振器被包括在所述外部壳体中或所述外部壳体上。
10.一种操作显示单元以生成显示输出的方法，所述显示单元包括：第一光源，其是用于所述显示单元的背光；第一后偏振器，其被布置为将直接来自所述第一光源的光在第一偏振方向上偏振；第二光源，其是用于所述显示单元的背光；第二后偏振器，其被布置为将直接来自所述第二光源的光在与所述第一偏振方向正交的第二偏振方向上偏振；其中，所述第一光源和所述第二光源被布置为使得来自所述第一光源的光不穿过所述第二后偏振器，并且来自所述第二光源的光不穿过所述第一后偏振器；第一基板；第二基板；液晶层，其被定位于所述第一基板与所述第二基板之间，其中，所述第一基板、所述第二基板和所述液晶层被布置为接收来自所述第一光源的已经由所述第一后偏振器偏振的光，并且接收来自所述第二光源的已经由所述第二后偏振器偏振的光；前偏振器，其被布置为将光在所述第一偏振方向和所述第二偏振方向中的一个上偏振，所述前偏振器用于将已经穿过所述液晶层的光偏振以生成所述显示输出；其中，所述方法包括：
操作所述第一光源生成光以生成所述显示输出作为正显示输出；并且
操作所述第二光源生成光以生成所述显示输出作为负显示输出。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：
在所述第一光源正生成光时关闭或停用所述第二光源以生成所述正显示输出。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：
在所述第二光源正生成光时关闭或停用所述第一光源以生成所述负显示输出。
13.根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：
控制所述第一光源和/或所述第二光源以调节由所述第一光源和/或所述第二光源生成的光的强度，和/或控制所述第一光源和/或所述第二光源以调节由所述第一光源和/或所述第二光源生成的所述光的颜色。
14.根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：
通过逐渐降低由所述第一光源生成的所述光的亮度或强度和/或逐渐增加由所述第二光源生成的所述光的亮度或强度来提供从所述正显示输出到所述负显示输出的逐渐过渡。
15.根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：
通过逐渐降低由所述第二光源生成的所述光的亮度或强度和/或逐渐增加由所述第一光源生成的所述光的亮度或强度来提供从所述负显示输出到所述正显示输出的逐渐过渡。
16.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质具有在其中实现的计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为使得在由计算机或处理器运行时，使所述计算机或处理器执行根据权利要求10-15中的任一项所述的方法。
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