Dispositivo de visualización de modo único-multivista conmutable.

Un dispositivo de visualización (100) conmutable entre un modo de vista única y un modo multivista,

comprendiendo el dispositivo de visualización multivista:

- un panel de visualización (103) que tiene una matriz de elementos de píxel de pantalla (105) para producir una salida de pantalla; y

- una disposición de imágenes (109) proporcionada sobre el panel de visualización que puede conmutarse al menos en parte eléctricamente para proporcionar el modo de vista única o el modo multivista, en el que en el modo multivista la disposición de imágenes comprende áreas de lente lenticular que dirigen la salida de los diferentes elementos de pixel de pantalla a las diferentes posiciones espaciales dentro de un campo de visión del dispositivo de visualización, y en el que la disposición de imágenes (109) comprende:

- unos sustratos ópticamente transparentes primero y segundo, una capa de cristal líquido (150) intercalada entre los mismos, y los electrodos de conmutación en el plano (160) dispuestos en un lado de dicho primer sustrato que comprende unas líneas de electrodos paralelas coplanarias (162, 164), en el que las líneas de electrodos están dispuestas como una pluralidad de conjuntos de líneas paralelas, definiendo cada conjunto un área de lente lenticular, en el que cada conjunto comprende unas primeras líneas de electrodos (162) en los límites opuestos entre el área de lente lenticular y las áreas de lente lenticular adyacentes, y al menos un primer par de líneas de electrodos (164) dispuestas entre los límites opuestos y simétricas alrededor del centro del área de lente lenticular, en el que cada conjunto comprende a lo sumo seis líneas de electrodos entre los límites opuestos, además de las primeras líneas de electrodos (162) en los límites, en el que en el modo 2D, las moléculas de cristal líquido de la capa de cristal líquido están orientadas perpendiculares a las líneas de electrodos,

caracterizado por que las primeras líneas de electrodos (162) son más anchas que las líneas de electrodos del primer par de líneas de electrodos (164), y en el que la anchura de las líneas de electrodo es más estrecha progresivamente desde el límite del área de lente lenticular hacia el centro del área de lente lenticular.

Dispositivo de visualización de modo único-multivista conmutable Campo técnico

La presente invención se refiere a dispositivos de visualización conmutables entre un modo de vista única y uno multivista que usan un dispositivo de conformación del haz que puede controlarse entre los estados de conformación del haz para proporcionar el modo único y multivista.

Antecedentes de la invención

Se conoce la implementación de la conformación del haz en base a la orientación de alineación de las moléculas de cristal líquido en una celda de cristal líquido. Esta alineación puede controlarse aplicando un campo eléctrico a las mismas. La reorientación de las moléculas de cristal líquido da como resultado un gradiente de índice de refracción, que conduce un rayo de luz a pasar a través de la célula de cristal líquido que está redirigiéndose. De este modo, la dirección y/o la forma de un haz de luz pueden controlarse eléctricamente.

Los dispositivos de visualización autoestereoscópica incluyen un panel de visualización que tiene una matriz de píxeles de pantalla para producir una pantalla y una disposición de imágenes para dirigir diferentes visualizaciones a diferentes posiciones espaciales en frente de la pantalla. Es bien conocido el uso de una matriz de elementos lenticulares alargados que se proporcionan extendidos paralelamente entre sí y que recubren la matriz de píxeles de pantalla como la disposición de imágenes, y los píxeles de pantalla se observan a través de estos elementos lenticulares. Tales pantallas son ejemplos de pantallas multivisión.

En una disposición en la que, por ejemplo, cada lentícula está asociada con dos columnas de píxeles de pantalla, los píxeles de pantalla en cada columna proporcionan un corte vertical de una sub-imagen respectiva de dos dimensiones. La lámina lenticular dirige estos dos cortes y los cortes correspondientes de las columnas de píxeles de pantalla asociados con las otras lentículas, al ojo izquierdo y derecho de un usuario colocado en frente de la lámina, de manera que el usuario observa una sola imagen estereoscópica. Por lo tanto, la lámina de elementos lenticulares proporciona una función de dirección de salida de luz.

En otras disposiciones, cada lentícula está asociada con un grupo de cuatro o más píxeles de pantalla adyacentes en la dirección de la fila. Las columnas correspondientes de píxeles de pantalla en cada grupo están dispuestas apropiadamente para proporcionar un corte vertical desde una sub-imagen respectiva de dos dimensiones. Como la cabeza de un usuario se mueve de izquierda a derecha, se perciben una serie de sucesivas vistas estereoscópicas diferentes creando, por ejemplo, una impresión de mirada alrededor.

El dispositivo descrito anteriormente proporciona una visualización de tres dimensiones eficaz. Sin embargo, se apreciará que, con el fin de proporcionar vistas estereoscópicas, existe un sacrificio necesario en la resolución horizontal del dispositivo. Este sacrificio en la resolución es inaceptable para ciertas aplicaciones, tales como la visualización de pequeños caracteres de texto para ver desde distancias cortas. Por esta razón, se ha propuesto proporcionar un dispositivo de visualización que pueda conmutar entre un modo de dos dimensiones (modo de visualización único) y un modo (modo multivista) de tres dimensiones (estereoscópico).

Una forma de implementar esto es proporcionar una matriz lenticular conmutable eléctricamente. En el modo de dos dimensiones, los elementos lenticulares del dispositivo conmutable funcionan en un modo de "paso a través", es decir, actúan de la misma manera como lo haría una lámina plana de material ópticamente transparente. La pantalla resultante tiene una alta resolución, igual que la resolución nativa del panel de visualización, que es adecuada para la visualización de pequeños caracteres de texto desde distancias cortas de visualización. El modo de visualización de dos dimensiones no puede, por supuesto, proporcionar una imagen estereoscópica.

En el modo de tres dimensiones, los elementos lenticulares del dispositivo conmutable proporcionan una función de dirección de salida de luz, como se ha descrito anteriormente. La visualización resultante es capaz de proporcionar imágenes estereoscópicas, pero tiene la inevitable pérdida de resolución mencionada anteriormente.

Con el fin de proporcionar los modos de visualización conmutables, los elementos lenticulares del dispositivo conmutable pueden formarse como una disposición de conformación del haz de un material electro-óptico, tal como un material de cristal líquido, que tenga un índice de refracción que sea conmutable entre dos valores. A continuación, el dispositivo se puede conmutar entre los modos aplicando un potencial eléctrico apropiado a los electrodos planares proporcionados por encima y por debajo de los elementos lenticulares. El potencial eléctrico altera el índice de refracción de los elementos lenticulares en relación al de una capa ópticamente transparente adyacente.

Una descripción más detallada de la estructura y el funcionamiento del dispositivo conmutable pueden encontrarse en la patente de Estados Unidos número 6.69.65.

El documento WO 28/12649 divulga un dispositivo de conformación del haz que usa unos electrodos en el plano primero y segundo, que generan un campo eléctrico en el plano. Esto se encuentra para permitir un gradiente de índice de refracción más grande, y con ello puede lograrse una dlvergencia/convergencia más eficiente del haz. En las disposiciones preferidas, el dispositivo de conformación del haz tiene un conjunto de electrodos, el dispositivo de conformación del haz accionado. Este documento también divulga el uso de capas gruesas adicionales para aumentar la distancia focal influenciando en el campo eléctrico que se genera dentro de la capa de LC.

Este enfoque forma lenticulares en base a las llamadas lentes de índice de gradiente (GRIN). Estas lenticulares conmutables están basadas en una capa de cristal líquido (LC) intercalada entre un sustrato plano y una capa de cubierta plana. El sustrato está equipado con una estructura bastante complicada de electrodos. Al poner la correcta distribución de los potenciales en estos electrodos, se obtienen lentes con buena calidad óptica. En comparación con las lenticulares conmutables en base a réplicas, las lenticulares conmutables en base a GRIN tienen varias ventajas:

Su fabricación es compatible con la tecnología de fabricación del panel LC en las fábricas de paneles LC existentes y tienen un modo 2D perfecto.

El documento WO 27/72289 divulga una pantalla autoestereoscópica usando una matriz de lentes de índice graduado conmutable que es conmutable entre los modos 2D y 3D.

El documento JP 27-52.323 divulga una pantalla portátil que comprende una lente de cristal líquido controlable de manera que los píxeles de pantalla pueden enfocarse hacia el interior en modo de privacidad o como alternativa pueden cambiarse al modo de ángulo de visión ancho. El aparato comprende electrodos con diferente anchura usados en una lente de cristal líquido en la que la anchura de las líneas de electrodos es más estrecha progresivamente desde el límite del área de lente lenticular hacia el centro del área de lente lenticular.

La presente invención tiene por objeto reducir la complejidad de la estructura que implementa las lentes GRIN.

Sumario de la invención

El objetivo mencionado anteriormente se consigue mediante la presente invención. La invención se define por las reivindicaciones independientes. Las reivindicaciones dependientes proporcionan realizaciones ventajosas.

De acuerdo con la invención, se proporciona un dispositivo de pantalla como se define en la reivindicación 1. Esta disposición tiene una estructura de una sola capa simple para las líneas de electrodos controlables para controlar la función de conmutación lenticular (una lenticular se entiende que es una lente), y con a lo sumo 8 electrodos. Las líneas de electrodos en los límites de la lente pueden compartirse de manera que existan entonces, a lo sumo, 7 líneas de electrodos por lente de promedio.

Los elementos de píxel de pantalla pueden ser píxeles de pantalla en un panel de visualización monocromo o a color y pueden ser sub-píxeles de un panel de visualización a color. Los elementos de píxel de pantalla pueden estar dispuestos en filas y columnas. La capa de LC puede estar compuesta de un material de fase azul que tenga una fase isotrópica. Una disposición que tenga dicho material de fase azul se describe en detalle en la solicitud de patente europea no publicada anteriormente 9161377,8, número de expediente del mandatario... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo de visualización (1) conmutable entre un modo de vista única y un modo multivista, comprendiendo el dispositivo de visualización multivista:

- un panel de visualización (13) que tiene una matriz de elementos de píxel de pantalla (15) para producir una salida de pantalla; y

- una disposición de imágenes (19) proporcionada sobre el panel de visualización que puede conmutarse al menos en parte eléctricamente para proporcionar el modo de vista única o el modo multivista, en el que en el modo multivista la disposición de imágenes comprende áreas de lente lenticular que dirigen la salida de los diferentes elementos de pixel de pantalla a las diferentes posiciones espaciales dentro de un campo de visión del dispositivo de visualización, y en el que la disposición de Imágenes (19) comprende:

- unos sustratos ópticamente transparentes primero y segundo, una capa de cristal líquido (15) intercalada entre los mismos, y los electrodos de conmutación en el plano (16) dispuestos en un lado de dicho primer sustrato que comprende unas líneas de electrodos paralelas coplanarlas (162, 164), en el que las líneas de electrodos están dispuestas como una pluralidad de conjuntos de líneas paralelas, definiendo cada conjunto un área de lente lenticular, en el que cada conjunto comprende unas primeras líneas de electrodos (162) en los límites opuestos entre el área de lente lenticular y las áreas de lente lenticular adyacentes, y al menos un primer par de líneas de electrodos (164) dispuestas entre los límites opuestos y simétricas alrededor del centro del área de lente lenticular, en el que cada conjunto comprende a lo sumo seis líneas de electrodos entre los límites opuestos, además de las primeras líneas de electrodos (162) en los límites, en el que en el modo 2D, las moléculas de cristal líquido de la capa de cristal líquido están orientadas perpendiculares a las líneas de electrodos,

caracterizado por que las primeras líneas de electrodos (162) son más anchas que las líneas de electrodos del primer par de líneas de electrodos (164), y en el que la anchura de las líneas de electrodo es más estrecha progresivamente desde el límite del área de lente lenticular hacia el centro del área de lente lenticular.

2. Un dispositivo de visualización de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un solo electrodo contador (165) dispuesto en un lado del segundo sustrato.

3. Un dispositivo de visualización de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que cada conjunto comprende exactamente un par de líneas de electrodos (164) además de las primeras líneas de electrodos.

4. Un dispositivo de visualización de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que cada conjunto comprende exactamente dos pares de líneas de electrodos (164a, 164b), además de las primeras líneas de electrodos (162).

5. Un dispositivo de visualización de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que se aplica un conjunto de tensiones a los electrodos, y en el que se aplica una magnitud de tensión más alta a las primeras líneas de electrodos (162) que a las líneas de electrodos del primer par de líneas de electrodo (164).

6. Un dispositivo de visualización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el modo de vista única es un modo regular de dos dimensiones y el modo multivista es un modo autoestereoscópico de tres dimensiones.

7. Un dispositivo de visualización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el modo de vista única es un modo regular de dos dimensiones y el modo multivista es un modo para proporcionar al menos dos imágenes diferentes a al menos dos espectadores diferentes encontrándose ambos en el campo de visión del dispositivo de visualización.

8. Un método para controlar la función de lente de una lente lenticular de un dispositivo de visualización autoestereoscópica que puede conmutarse entre un modo de vista única y un modo multivista, en el que el dispositivo de visualización tiene un panel de visualización y una disposición de imágenes proporcionada sobre el panel de visualización que comprende unos sustratos ópticamente transparentes primero y segundo, una capa de cristal líquido (15) intercalada entre los mismos, y unos electrodos de conmutación en el plano (16) dispuestos en un lado de dicho primer sustrato,

en el que el método comprende:

- controlar la disposición de imágenes entre los estados de conformación del haz, usando electrodos de conmutación en el plano dispuestos en un lado de dicho primer sustrato que comprende unas líneas de electrodos paralelas coplanarias, en el que las líneas de electrodos están dispuestas como una pluralidad de conjuntos de líneas paralelas, definiendo cada conjunto un área lenticular, en el que cada conjunto comprende unas primeras líneas de electrodos (162) en los límites opuestos entre el área lenticular y las áreas lenticulares adyacentes, y al menos un primer par de líneas de electrodos (164) dispuestas entre los límites opuestos y simétricas alrededor del centro del área lenticular, en el que cada conjunto comprende a lo sumo seis líneas de electrodos entre los límites opuestos, además de las primeras líneas de electrodos (162) en los límites, en el que

en el modo 2D, las moléculas de cristal líquido de la capa de cristal líquido están orientadas perpendiculares a las líneas de electrodos,

caracterizado por que las primeras líneas de electrodos (162) son más anchas que las líneas de electrodos del 5 primer par de líneas de electrodos (164), y en el que la anchura de las líneas de electrodos es más estrecha progresivamente desde el límite del área de lente lenticular hacia el centro del área de lente lenticular, en el que el método comprende aplicar un conjunto de tensiones a las líneas de electrodos del conjunto, en el que se aplican las mismas tensiones a los electrodos del par, y se aplica una magnitud de tensión más alta a las primeras líneas de electrodos (162) que a las líneas de electrodos del primer par de líneas de electrodos (164).