自由立體3d顯示器的製作方法
2023-07-10 15:00:46 2
專利名稱：自由立體3d顯示器的製作方法
自由立體3D顯示器
本發明涉及自由立體3D顯示器。
自由立體3D顯示器(ASD)是一種能夠顯示立體圖像(也就是說，對一個或多個人表現為三維的圖像)的顯示屏。三維圖像被理解為與常規二維圖像相比附加地具有深度效果的圖像。在ASD的情形中，與常規的立體顯示器相反，觀看者不需要輔助，諸如眼鏡、稜鏡觀看器或其他光學輔助。
為了獲得三維印象，在自由立體顯示器中，兩個圖像被投射為使得藉助視差每個眼睛看見一個不同的圖像。在該情形中，在兩個不同方向上的投射需要被設計為使得圖像作為一個立體對到達觀看者的眼睛。在該情形中，這兩個投射方向通常在顯示器的背光單元中產生。
ASD及其個體部件的開發者旨在使得能夠以儘可能真實的方式空間性地呈現圖像，同時對觀看者具有聞的工效。在該情形中，逼真的聞品質圖像的基本先決條件包括聞的圖像解析度(這裡力求的標準是高清2D電視——HDTV)和高的圖像頻率。還包括3D編碼元件。通過將所謂的甜點(即最佳立體效果點)適配至一個或多個觀看者的當前位置，實現了好的工效。
現有技術中原則上已知兩種不同的用於實現這些目的的技術方案途徑:根據第一途徑，可以實現兩個投射方向(例如通過透鏡或稜鏡格柵)，所述透鏡或稜鏡格柵將個體顯示器像素的光在不同方向上遠離屏幕偏轉。在該情形中，豎直帶模(Streifenmaske)具有以方向選擇性方式運行的個體豎直像素帶。然而，由於在這樣一個ASD中具有左像素帶和右像素帶，所以圖像解析度與常規的2D顯示器相比減半。此外，藉助液晶元件(LCD)通過帶模的對應配置以原始解析度呈現2D圖像，在技術上是困難的。2D呈現的另一劣勢是帶模造成了視差障礙，該視差障礙阻擋了部分光線，從而使圖像變暗。
第二途徑涉及具有兩個光源和一個同步單元的ASD，該ASD顯示時間偏移振蕩圖像且保持最大解析度。這樣一個透光ASD中的無閃爍圖像的先決條件是足夠高的交替頻率。然而，如今這在現有技術中已經實現。該途徑的具體實施方案將在下文中更詳細地描述。
US2006/0164862公開了一種自由立體顯示器，其包括:具有稜鏡、折射偏轉結構的兩個分立的光導；兩個光源；一個擴散膜；一個透射顯示器面板；光吸收器和反射器。
US2005/0264717轉而公開了一種自由立體顯示器，其具有:位於一個具有稜鏡、折射偏轉結構的光導上的兩個分立的光源；同樣具有稜鏡、折射偏轉結構的一個第二光學膜；以及一個透射顯示器面板。
最後，US2007/0276071公開了一種自由立體顯示器，其具有:位於一個光導的不同側的兩個光源；一個雙稜鏡折射光元件；以及一個透射顯示器面板。該雙稜鏡折射光元件由一個三角稜鏡結構和一個球形透鏡結構組成，該三角稜鏡結構面向所述光導，該球形透鏡結構背向所述光導。這兩個光源藉助一個同步單元以如下方式被交替地驅動:該透射顯示器面板相繼再生待呈現的三維圖像內容的右立體圖像和左立體圖像。
上文描述的自由立體顯示器各自具備帶有折射偏轉結構的光引導元件。然而，當使用該類型的元件時圖像品質會受損，這歸咎於折射幹擾效應。該幹擾效應是由不期望的第二光路徑、多次反射或莫爾效應等導致的，莫爾效應由平行折射光學結構的交互引起。在整個系統中，幹擾效應可以導致條帶、解析度降低和/或用於3D呈現的信道分離不充分以及整體缺少清晰度。這可以進而導致觀看者的眼睛更加疲勞。此外，可以看出與市售2DHDTV (高畫質電視)相比明顯的視覺品質區別，這降低了這類自由立體顯示器的市場接受度。
當使用具有由折射偏轉結構組成的多個層的光引導元件時的另一缺陷是，難以確保個體折射光學表面元件相對於彼此的必要的高的橫向定位準確度。如果這裡出現了很小的偏差，則會大大損害用於3D呈現的兩個或更多個信道的分離。此外，在該情形中，可能已經存在的光學幹擾效應(例如莫爾效應)被進一步加劇。
因此，本發明的一個目的是提供一種自由立體3D顯示器，其不具有所描述的光學幹擾效應，從而用該自由立體3D顯示器可以獲得在圖像品質方面得到改善的3D呈現。
該目的可以藉助如下一種自由立體3D顯示器來實現，該自由立體3D顯示器包括:一個照射單元，其具有兩個光源；一個光導；一個全息光學元件，其作為衍射光學光引導元件；一個透明顯示器面板；以及一個控制單元，其將所述光源交替地分別與呈現在所述顯示器面板上的右視差圖像和左視差圖像同步，所述光源被定向為分別從不同方向將光輻射進所述光導，且所述全息光學元件和所述顯示器面板被布置為使得從所述光導發出的光根據其優選方向被所述全息光學元件在兩個不同方向上衍射並被引導穿過所述顯示器面板，其中所述光導的至少一個表面具有折射表面。
在該情形中，根據本發明的自由立體3D顯示器主要旨在避免折射光學幹擾效應或將折射光學幹擾效應減小至一定程度，使得顯著降低眼睛疲勞狀態的危險。這變得可行，尤其是通過使用如下一種全息光學元件，該全息光學元件偏轉光，以確保自由立體視覺所要求的定向信道劃分。在該情形中，信道的數目也可以多於兩個，且可以是偶數或奇數。
此外，在根據本發明的自由立體3D顯示器的情形中，避免了對光學元件相對於彼此的橫向定位準確性的嚴格要求，這顯著簡化了這類顯示器的可生產性。
所述光導的折射表面具有如下效果:從所述光導發出的以及入射到所述全息光學元件中的光的角度帶寬是窄的。這是有利的，因為在為了滿足布拉格條件而要求的耦合角度附近的角度帶寬越窄，所述全息光學元件的衍射效率就越高。因此，首先，體積全息件的層厚度越大，基於該體積全息件的全息光學元件的衍射效率就越高。其次，角度選擇性增大，也就是說，對於體積全息件，隨著層厚度增大，在布拉格條件附近的可接受的角度帶寬減小。因此，入射到所述全息光學元件上的光的角度帶寬的減小是有利的，因為這使得用於產生高衍射效率的可允許層厚度的範圍更寬。這在
圖1和圖1I中示意性地示出。因此，圖1示出了一個帶有合適稜鏡結構的光導，其為所發射的光造成了窄的角度帶寬。圖1I示出了一個沒有相應稜鏡結構的光導。從該光導發出的光具有寬的角度帶寬。
所述折射表面具體地可以具有:基於橢球、多項式(Polynomen)、圓錐片段、雙曲線或這些基礎形體的組合的線性平移不變的稜鏡結構(lineare translat ions invar iantePrismenstrukturen)、多維稜錐稜鏡結構、線性平移不變的透鏡結構,基於橢球、多項式、圓錐片段、雙曲線或這些基礎形體的組合的多維半球透鏡結構，非周期性散射表面結構，其要麼平面地施加，要麼與非散射結構結合區域地施加。
所述折射表面可以藉助凸印、溼法凸印、注射模塑、擠壓、印刷、雷射構造和其他方法來製造。
同樣可行的是，根據本發明的自由立體3D顯示器還具有至少一個光學膜。所述光學膜具體地可以是漫射膜、微透鏡膜、稜鏡膜、透鏡膜或反射偏振膜。無疑，所述顯示器中也可以存在多個這樣的膜。
此外，尤其優選的是，所述全息光學元件是體積全息件。
所述全息光學元件具體地也可以被實現為使得它產生準直角度分布或發散角度分布。這樣的光學元件可以被用來，例如，提高觀看者的位置的亮度、對不同的觀看者尋址或改善3D印象。
還優選地是，所述全息光學元件是透射全息件和/或反射全息件，以及/或者透射側光全息件和/或反射側光全息件。
還可行的是，所述全息光學元件由彼此連接的多個個體全息件構成。在該情形中，具體地，所述個體全息件可以是體積全息件，所述體積全息件進而可以優選地通過復用獲得，並尤其優選地通過角分復用和/或波分復用獲得。在該情形中，所述個體全息件可以被用於左投射和右投射。同樣，在每一情形中，所述個體全息件具體地可以被實現為使得它們僅衍射三原色(紅、綠和藍)之一的輻射。還可行的是，使用多於三個的原色，例如四原色(例如「紅」 「綠」 「藍」和「黃」)。最後，這兩個效果可以被組合，使得例如六個個體全息件被用於三個原色和兩個立體方向中的每一個。
這樣的體積全息件的製造是已知的(H.M.Smith in 「Principles of Holography」，Wiley-1nterscience 1969),並可以例如藉助雙束幹擾來實現(S.Benton, 「HolographicImaging」 , John ffiley&Sons, 2008)。
用於大量複製反射體積全息件的方法在US6，824，929中描述，其中感光材料被定位在主全息件上，然後相干光被用來實現拷貝。透射全息件的製造同樣是已知的。因此，通過實施例，US4, 973，113描述了藉助輥複製的方法。
具體地，還應參考側光全息件的製造，這要求特定的曝光幾何學。除了 S.Benton的介紹(S.Benton, 「Holographic Imaging，，, John ffiley&Sons, 2008, Chapterl8)以及對傳統的雙級和三級製造方法的概覽(見 Q.Huang, H.Caulfield, SPIE Vol.1600, InternationalSymposium on Display Holography (1991)，pagel82),還應參考 W094/18603,其描述了邊緣照射和波導全息件。此外，還應參考W02006/111384中的具體製造方法，其描述了基於特定光學適配塊的方法。
各種不同的材料適於製造體積全息件。細粒滷化銀乳劑或重鉻酸鹽明膠是合適的，其在曝光之後要求溼化學顯色工藝。此外，光聚合物是合適的，例如Omnidexli光聚合物膜(來自Neymours的DuPont),其要求熱力後處理，以及Bayfol HX光聚合物膜(來自Bayer MaterialScience AG),其不要求進一步的化學或熱力後處理來用於全息件的完全顯色。理想的材料展現出高透明度和低渾濁度。因此，光聚合物對於該應用是優選的。不要求熱力後處理的光聚合物是尤其優選的。
所述全息光元件可以優選地要麼由具有至少兩個全息件(它們通過藉助角分復用或波分復用曝光來引入)的一個層構成，要麼由彼此層疊且各自具有至少一個全息件的至少兩個層構成。每層的多個全息件可以進而通過角分復用或波分復用來獲得。
為了優化均勻照射，可行的是改變全息光學元件的寬度上的各層中的個體全息件的衍射效率和/或衍射角度。衍射效率和/或衍射角度的該變化可以逐步地和/或連續地實現。
根據又一優選實施方案，所述光導是平行六面體。
所述光導可以通過工業上的常規方法來製造。在該情形中，注射模塑方法和片材擠壓方法是常規的。光學上透明的塑料(例如聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯)通常被用作材料。優選地，在注射模塑方法中通過注射模具來實現成形，或者在片材擠壓方法中藉助特定形狀的輥通過噴嘴形狀以及可能的熱凸印變形來實現成形。
然而，光導具有斜切邊緣也是可行的。這使得能夠優化光的耦合以及隨之獲得的照射角度。
所述光源具體地可以是氣體放電燈(優選地是冷氣體放電燈)、發光二極體(優選地是紅色、綠色、藍色、黃色和/或白色發光二極體)以及/或者多個雷射二極體。
所述光源發出的光可以具有寬的波譜分布(白光)或帶狀譜。在極端情形中，甚至可以涉及單色光。然而優選地，所述光源發出的光具有帶狀發射譜。
優選地，所述光源被布置在所述平行六面體的兩個對立的側表面。
所述光源可以與所述平行六面體的側表面直接接觸(線性地或平面地)或相鄰。
同樣可行的是，在所述光導上配置折射或衍射光學元件，以使得光更有效地並且/或者具有更多角度或頻率選擇性地光學耦合到所述全息光學元件中。
因此，與所述光導具有相同(或幾乎相同)折射率的稜鏡結構也適合該目的。在該情形中，所述光源被定位為以避免部分反射或全反射的方式使得光儘可能深地耦合，折射光學元件也可以在所述光導本身的製造期間同時製造。衍射光學元件可以被實現為體積全息件或凸印全息件(一種薄的透射全息件，可以藉助凸印、溼凸印或者例如藉助平版工藝來製造)。
在一個優選的自由立體3D顯示器中，所述全息光學元件、所述光導和所述顯示器面板以下列次序之一布置:a)全息光學兀件、光導和顯不器面板,或者b)光導、全息光學兀件、顯示器面板。在該情形中，所述全息光學元件、所述光導和所述顯示器面板可以平面地彼此連接。
然而，所述全息光學元件也可以被放置為要麼直接毗鄰所述光導，要麼以自支撐方式與所述光導相距一定距離。
同樣，所述顯示器面板可以被放置為要麼直接毗鄰所述光導，要麼以自支撐方式與所述光導相距一定距離。
在下文中參考附圖更詳細地介紹本發明。在附圖中:
圖1示出了本發明的第一實施方案的示意性俯視圖，
圖2示出了本發明的第二實施方案的示意性俯視圖，
圖3示出了本發明的第三實施方案的示意性俯視圖，
圖4a示出了運行中的本發明的第四實施方案的示意性俯視圖，
圖4b示出了運行中的本發明的第四實施方案的示意性俯視圖，
圖5a示出了運行中的本發明的第五實施方案的示意性俯視圖，
圖5b示出了運行中的本發明的第五實施方案的示意性俯視圖，
圖6a示出了運行中的本發明的第一實施方案的立體圖，
圖6b示出了運行中的本發明的第一實施方案的另一立體圖，
圖7a示出了運行中的本發明的第六實施方案的立體圖，
圖7b示出了運行中的本發明的第六實施方案的另一立體圖，
圖8a示出了本發明的第七實施方案的示意性俯視圖，
圖8b示出了本發明的第八實施方案的示意性俯視圖，
圖9示出了本發明的第九實施方案的示意性俯視圖。
圖1以俯視圖示意性地示出了根據本發明的自由立體3D顯示器(ASD)的第一實施方案。這裡示出的ASDl包括具有兩個光源3和4的一個照射單元2、一個平行六面體光導5、作為衍射光學元件的一個全息光學元件6、一個透明顯示器面板7以及一個控制單元8。顯示器面板7可以是，例如，現有技術中已知的透光IXD顯示器。控制單元8經由電引線9連接至燈3和4以及顯示器面板7。光源3和4被定向和布置為使得它們分別從不同方向(即一次從右方，一次從左方)將光福射進平行六面體光導5的分別與它們對立的側表面。全息光學元件6和顯示器面板7以該次序在該圖的平面中依序布置在光導5的下方並平行於光導5。全息光學元件6在這裡被實現為一個透射全息件。這類全息件在例如「P.Hariharan, Optical Holography, Cambridge Studies in Modern Optics, CambridgeUniversity Press, 1996」 中描述。
在ASDl的運行期間，控制單元8將光源3和4與顯示器面板7呈現的右視差圖像和左視差圖像(由)同步，在每一情形中具有大於50赫茲的高頻率。該控制單元的最優切換周期在例如W02008/003563中描述。
來自光源3、4的光進入光導5，在光導5的在該圖的平面中的上部示出的界面處被反射，並在光導5的對立底面處耦合出。因此，根據其源自右光源3還是左光源4，在全息光學兀件6的方向上從光導5發出的光具有一個不同的優選方向，然後相應地被該全息兀件在兩個不同方向上衍射，並被引導到顯示器面板7上。
以此方式，ASDl交替地產生兩個視差圖像，一個視差圖像被觀看者的右眼感知，一個視差圖像被觀看者的左眼感知，從而向觀看者提供具有全解析度的高品質三維圖像。
同樣可行的是，全息光學元件6由多個個體全息件構成，這些個體全息件以一個在另一個頂部或彼此有距離的方式被定位在多個層中。同樣可行的是，全息光學元件6被設計為在每一情形中僅衍射一個顏色的光(也就是說，處於人類可見光的一個特定窄頻率範圍中的光)，或者在每一情形中僅衍射來自一個光源的光，或者事實上僅衍射一個顏色的光和/或僅衍射來自一個方向的光。
圖2以俯視圖示出了圖1中的ASDl的一個替代變型。區別是:這裡的全息光學元件6在該圖的平面中被布置在光導5的上方而非在光導5與顯示器面板7之間，且這裡的全息光學元件6是反射全息件而非透射全息件。
在該ASDll的情形中，光導5在全息光學兀件6的方向上將福射進其中的光發出，然後該光被衍射回到光導5中。在穿過光導5之後，該光撞擊在顯示器面板7上。
圖3以示出了圖1中示出的構造的又一變型。這裡表現了兩個全息光學元件6a和6b,其中全息光學兀件6a在布置和功能上對應於圖1的ASDl的全息光學兀件6,全息光學元件6b在布置和功能上對應於圖2的ASDl的全息光學元件16。因此，圖3中的ASD21既具有透射全息件(6a)又具有反射全息件(6b)。
在圖3中的ASD21的運行期間，在切換周期中，首先光源4發出光，而光源3不發出光。光進入光導5,並從光導5進入全息光學兀件6a,並在全息光學兀件6a處在顯不器面板7的方向上衍射。控制單元8現在斷開光源4，同時接通光源3，或者在時間上稍微重疊地或或帶有時間間隔地接通光源3。從光源3發出的光經由光導5在顯示器面板7的方向上衍射穿過全息光學元件6b，其中該光沒有或沒有顯著被光導5和全息光學元件6a所偏轉。在這兩個切換周期中，來自ASD21的光分別到達觀看者的左眼和右眼。
同樣可行的是，互換全息光學兀件6a和6b的光引導次序。同樣可行的是,全息光學元件6a和6b中的每一個在每一情形中僅對一個顏色或多個顏色具有衍射效應，也就是說，光引導次序是，例如對於兩個顏色:「紅色」光由全息光學元件6a來實現，「綠色」光和「藍色」光由全息光學元件6b來實現。其他組合同樣是可行的。這裡可以有利的是，光源3和4由不同的結構單元組成，這些結構單元分別發出原色並被定位為相對於彼此在豎直方向上稍微不同。此外，當然可行的是，這兩個全息光學元件6a和6b對來自光源3和4並被引導穿過光導5的光具有衍射效果，且通過顯示器面板5分別將兩個立體圖像中的一個投射進觀看者的相應眼中。該過程具有發光效率更高的優勢。
圖4a和圖4b再次以俯視圖示出了運行中的圖1的ASDl的變型。在該情形中，圖4a不出了右光源3發出光進入光導5的一個切換狀態，圖4b不出了光源4被啟動的一個狀態。
圖1的ASDl與圖4a和圖4b的裝置31的一個區別是，在ASD31的情形中，全息光學元件36直接平面地連接至光導5。此外，在ASD31的情形中，全息光學元件36被實現為一個透射側光全息件。
同樣可行的是，全息光學元件36由多個個體全息件製成，這些個體全息件以一個在另一個頂部或彼此有距離的方式被定位在多個層中。同樣可行的是，該全息光學元件被設計為在每一情形中僅衍射一個顏色的光(也就是說，處於人類可見光的一個特定窄頻率範圍中的光)，或者在每一情形中僅衍射來自一個光源的光，或者事實上僅衍射一個顏色的光和/或僅衍射來自一個方向的光。
圖5a和圖5b示出了圖4a和圖4b的ASD31的變型。這裡，一方面光源3和4在該圖的平面中稍微進一步向上移位，另一方面使用了光導45，在光導45的內部幾乎不發生輻射進的光的(全)反射，而是該光被直接引導穿過光導45至全息光學元件46。全息光學元件46 (透射側光全息件)被實現為:它根據來自光導45的光的優選方向，在兩個不同方向上再次衍射來自光導45的光，並將其引導到顯示器面板7上。
圖6a和圖6b是運行中的圖4a和圖4b的ASD31的立體圖。圖6a示出了 ASD31具有一個已啟動的光源3的狀態,在圖6b中，左光源4啟動。在每一,清形中，通過實施例不出了來自光源3或4之一的光束穿過光導5至全息光學元件36並被全息光學元件36衍射到顯示器面板7上的路徑。該情形中，全息光學元件6被設計為使得衍射發生在如下一個平面中，該平面平行於被觀看者的雙眼跨越的平面且法向於顯示器面板7的表面。
作為本發明第六實施方案，圖7a和圖7b分別以立體圖示出了運行中的圖4a和圖4b的ASD31的變型。這裡的區別是，光源3和4沒有被布置在光導5的左側和右側，而是被布置在光導5的上方和下方。此外，這裡的全息光學元件56被設計為使得衍射發生在如下一個平面中，該平面垂直於被觀看者的雙眼跨越的平面且法向於顯示器面板7的表面。
原則上，圖6a、圖6b和圖7a、圖7b中的實施方案的組合也是可行的。
圖8a示出了根據本發明的ASD的第七實施方案。該ASD對應於圖1的ASD1，只有一個區別。僅有的區別是，光導5在該圖的平面中的上側設置有折射表面結構10。
在ASD61的運行期間，表面結構10的效果是:輻射進的光的更大部分可以在光導5中被反射，然後在全息光學元件6的方向上被發出。
此外，可以有利的是，表面結構10被反射性地塗覆(例如藉助真空金屬噴鍍方法)，以例如獲得ASD61的更均勻的照射和/或改善的亮度。
在ASD61的情形中，也可行的是，全息光學元件6直接毗鄰光導5或者直接毗鄰顯不器面板7。
圖8b示出了圖8a的ASD61的一個變型，其中折射表面結構10在該圖的平面中被布置在光導5的下側。這具有的效果是，光更有效地有針對性地從光導5耦合出，然後被全息光學元件6偏轉。以此方式，ASD71的亮度增加，且實現了該ASD的更均勻的照射。
最後，在圖9中以俯視圖示意性地示出了根據本發明的ASD的第九實施方案。這裡示出的ASD81在構造上基於圖1的設備。然而，這裡還表現了兩個光學膜11和12，其中一個膜被布置在光導5與全息光學兀件6之間，一個膜被布置在全息光學兀件6與顯不器面板7之間。膜11和12彼此獨立，可以是漫射膜、微透鏡膜、稜鏡膜、透鏡膜或反射偏振膜。此外，ASD81的光導5不同於圖1中的ASD1，不同之處在於:ASD81的光導5在該圖的平面中的上側和下側都設置有折射表面結構10。
光學膜11和12的使用以及折射表面10的存在帶來了均勻化和發光效率的提高。
在ASDl的設計以及從中衍生的ASD31、41、51、61、71和81的設計中，可以有利的是，該光導的背離該顯示器面板的側面主要以反射方式配置，或者被反射性地塗覆。這使得能夠實現該顯示器的更高的亮度和更均勻的照射。
附圖標記列表
(1、11、21、31、41、51、61、71、81) ASD
(2)照射單元
(3)光源
(4)光源
(5、45)光導
(6、6a、6b、16、36、46、56)全息光學兀件
(7)顯示器面板
(8)控制單元
(9)電引線
(10)折射表面
(11、12)光學膜
權利要求
1.一種自由立體3D顯不器(I),包括: 一個照射單元(2)，其具有兩個光源(3、4)； 一個光導(5)； 一個全息光學元件(6)，其作為衍射光學光引導元件； 一個透明顯示器面板(7);以及 一個控制單元(8)，其將所述光源(3、4)交替地分別與呈現在所述顯示器面板(7)上的右視差圖像和左視差圖像同步； 所述光源(3、4)被定向為分別從不同方向將光輻射進所述光導(5)，且所述全息光學元件(6)和所述顯示器面板(7)被布置為使得從所述光導(5)發出的光根據其優選方向被所述全息光學元件(6)在兩個不同方向上衍射並被引導穿過所述顯示器面板(7)，特徵在於所述光導(5)的至少一個表面具有折射表面(10)。
2.根據權利要求1所述的自由立體3D顯示器(I)，其特徵在於所述折射表面(10)具有:基於橢球、多項式、圓錐片段、雙曲線或這些基礎形體的組合的線性平移不變的稜鏡結構、多維稜錐稜鏡結構、線性平移不變的透鏡結構，基於橢球、多項式、圓錐片段、雙曲線或這些基礎形體的組合的多維半球透鏡結構，非周期性散射表面結構，其要麼平面地施加，要麼與非散射結構結合區域地施加。
3.根據權利要求1或2所述的自由立體3D顯示器(I)，其特徵在於還具有至少一個光學膜(11、12)。
4.根據權利要求3所述的自由立體3D顯示器(I)，其特徵在於所述光學膜(11、12)是漫射膜、微透鏡膜、稜鏡膜、透鏡膜或反射偏振膜。
5.根據權利要求1至4中任一項權利要求所述的自由立體3D顯示器(I)，其特徵在於所述全息光學兀件(6)是體積全息件。
6.根據權利要求1至5中任一項權利要求所述的自由立體3D顯示器(I)，其特徵在於所述全息光學元件(6)被實現為使得它產生準直角度分布或發散角度分布.
7.根據權利要求1至6中任一項權利要求所述的自由立體3D顯示器(I)，其特徵在於所述全息光學元件(6)是透射全息件和/或反射全息件，以及/或者透射側光全息件和/或反射側光全息件。
8.根據權利要求1至7中任一項權利要求所述的自由立體3D顯示器(I)，其特徵在於所述全息光學元件(6)由以毗 鄰方式彼此連接的多個個體全息件構成。
9.根據權利要求1至8中任一項權利要求所述的自由立體3D顯示器(I)，其特徵在於所述全息光學元件(6)或所述彼此連接的多個個體全息件由體積全息件構成，所述體積全息件優選地是通過復用可獲得的，尤其優選地是通過角分復用和/或波分復用可獲得的。
10.根據權利要求1至9中任一項權利要求所述的自由立體3D顯示器(I)，其特徵在於所述光導(5)是平行六面體。
11.根據權利要求1至10中任一項權利要求所述的自由立體3D顯示器(I)，其特徵在於所述光源(3、4)是氣體放電燈——優選地是冷氣體放電燈，發光二極體——優選地是紅色、綠色、藍色、黃色和/或白色發光二極體，以及/或者雷射二極體。
12.根據權利要求10或11所述的自由立體3D顯示器(1)，其特徵在於所述光源(3、4)被布置在所述平行六面體的兩個對立的側表面處。
13.根據權利要求10至12中任一項權利要求所述的自由立體3D顯示器(I)，其特徵在於所述全息光學元件(6)、所述光導(5)和所述顯示器面板(7)以下列次序之一布置:全息光學兀件(6)、光導(5)和顯不器面板(7),或者光導(5)、全息光學兀件(6)、顯不器面板(7)。
14.根據權利要求 13所述的自由立體3D顯示器(1)，其特徵在於所述全息光學元件(6 )、所述光導(5 )和所述顯示器面板(7 )平面地彼此連接。
全文摘要
本發明涉及一種自由立體3D顯示器(1)，包括照射單元(2)，其具有兩個光源(3、4)；光導(5)；全息光學元件(6)，其作為衍射光學光引導元件；透明顯示器面板(7)；以及控制單元(8)，其用於將所述光源(3、4)交替地與呈現在所述顯示器面板(7)上的右視差圖像和左視差圖像同步，其中所述光源(3、4)被定向為從不同方向將光輻射進所述光導(5)，且所述全息光學元件(6)和所述顯示器面板(7)被布置為使得從所述光導(5)發出的光根據其優選方向被所述全息光學元件(6)在兩個不同方向上衍射並被引導穿過所述顯示器面板(7)，其中所述光導(5)的至少一個表面具有折射表面(10)。
文檔編號G02F1/13357GK103221873SQ201180055164
公開日2013年7月24日 申請日期2011年9月14日 優先權日2010年9月17日
發明者T·法克, 夫裡德裡克-卡爾·布魯德, R·哈根, G·沃爾茲 申請人:拜耳智慧財產權有限責任公司