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CN116500803B - 一种时分复用的立体显示装置 - Google Patents

一种时分复用的立体显示装置 Download PDF

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CN116500803B CN202310776974.8A CN202310776974A CN116500803B CN 116500803 B CN116500803 B CN 116500803B CN 202310776974 A CN202310776974 A CN 202310776974A CN 116500803 B CN116500803 B CN 116500803B
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盛学民
郑骊
丁锦涛
陈宇峰
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Abstract

为解决传统立体显示装置具有最佳观看距离，当观看者在不同观看距离上无法看到完全相同的视差图像的问题，本发明提出了一种时分复用的立体显示装置。该时分复用的立体显示装置由透明液晶显示面板、一维逆反射片阵列及光源阵列构成。光源阵列中设置有若干组光源，任意一组光源发射的光线均可以通过一维逆反射片阵列将光线反射并汇聚到该光源对应的观看区域。时分复用地，透明液晶显示面板提供与不同光源对应观看区域的视差图像，从而形成立体显示。本发明通过设置各个一维逆反射片方向使得各组光源对应的观看区域覆盖前后不同的空间位置。因此，本发明可使得观看者在不同的观看距离上看到完全相同的视差图像。

Description

一种时分复用的立体显示装置
技术领域
本发明属于立体显示技术领域，更具体地说，本发明涉及一种时分复用的立体显示装置。
背景技术
通常，立体显示装置由2D显示面板和分光元件构成，分光元件可将2D显示面板上的视差图像投射到空间中的不同视点位置，位于不同视点位置的观看者可以看到与之对应的视差图像，从而产生立体视觉。然而，传统立体显示装置具有最佳观看距离，当观看者远离或靠近屏幕时，观看者眼睛将会同时看到多幅视差图像，从而形成串扰。
为解决上述问题，本发明提出了一种时分复用的立体显示装置。该时分复用的立体显示装置由透明液晶显示面板、一维逆反射片阵列及光源阵列构成。其一维逆反射片阵列及光源阵列用于光线的投射；透明液晶显示面板用于提供视差图像。光源阵列中设置有若干组光源，任意一组光源发射的光线均可以通过一维逆反射片阵列将光线反射并汇聚到该光源对应的观看区域。时分复用地，某一组光源点亮时，透明液晶显示面板提供与该观看区域对应的视差图像，从而使得本发明可以在光源阵列中各组光源对应的区域分别提供视差图像，并形成立体显示。一维逆反射片阵列中的各个一维逆反射片方向相同，且其方向决定了光源对应观看区域的空间方向。本发明通过设置各个一维逆反射片方向使得各组光源对应的观看区域覆盖前后不同的空间位置。因此，本发明可使得观看者在不同的观看距离上看到完全相同的视差图像。
发明内容
为解决传统立体显示装置具有最佳观看距离，当观看者在不同观看距离上无法看到完全相同的视差图像的问题，本发明提出了一种时分复用的立体显示装置。
该时分复用的立体显示装置，由透明液晶显示面板、一维逆反射片阵列及光源阵列构成。
透明液晶显示面板用于提供视差图像。当光线穿过透明液晶显示面板时不改变传播方向。
一维逆反射片阵列及光源阵列用于投射光线，并形成观看区域。
透明液晶显示面板与一维逆反射片阵列前后放置。透明液晶显示面板置于一维逆反射片阵列之前。
光源阵列中设置有若干组光源，任意一组光源发射的光线均可以通过一维逆反射片阵列将光线反射并汇聚到该组光源对应的观看区域；光线经一维逆反射片阵列反射后，穿过透明液晶显示面板，从而使得观看区域内的观看者能够看到透明液晶显示面板上的视差图像信息；而观看区域外的空间位置因无光线投射，观看者无法看到图像。
时分复用地，某一组光源点亮时，透明液晶显示面板提供与该观看区域对应的视差图像，从而使得本发明可以在光源阵列中各组光源对应的区域分别提供视差图像，并形成立体显示。
优选地，光源阵列放置于一维逆反射片阵列之后。
一维逆反射片阵列由多个一维逆反射片排列构成。
在平行于一维逆反射片的平面内，一维逆反射片可在其逆反射方向上逆反射光线，即在其逆反射方向上反射光线按照原入射方向进行反射；在该平行于一维逆反射片的平面内，一维逆反射片在其逆反射方向的正交方向上漫反射光线，即反射光线按任意方向进行反射，该方向定义为一维逆反射片漫反射方向。
各一维逆反射片方向完全相同；且其逆反射方向完全相同，漫反射方向完全相同。
任意一组光源发射的光线可经由一维逆反射片阵列逆反射至过该组光源且平行于一维逆反射片漫反射方向的空间方向上，该空间方向即为该组光源对应的观看区域。
优选地，光源阵列中，任意一组光源不为单个点光源，其为多个点光源排列而成，则该多个点光源的排布方向平行于一维逆反射片漫反射方向。
优选地，光源阵列中，任意一组光源不为单个点光源，其为单个长条光源，则该长条光源的长轴方向平行于一维逆反射片漫反射方向。
各一维逆反射片不平行于透明液晶显示面板，且一维逆反射片漫反射方向不平行于透明液晶显示面板。
因上述结构中各个一维逆反射片漫反射方向不平行于透明液晶显示面板，故观看者沿该一维逆反射片漫反射方向前后移动时，其可使得任意一组光源对应的观看区域覆盖前后不同的空间位置。
最终，因本发明，任意一组光源形成的观看区域覆盖前后不同的空间位置，则其可使得观看者在不同的观看距离上看到完全相同的视差图像。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中一维逆反射片结构原理示意图。
图3为本发明的显示原理示意图。
图标：100-透明液晶显示面板；200-一维逆反射片阵列；300-光源阵列；210-一维逆反射片；211-立方晶逆反射层；212-柱透镜光栅；310-第一光源组；320-第二光源组；330-第三光源组；340-第四光源组。
应该理解上述附图只是示意性的，并没有按比例绘制。
实施方式
图1为本实施例提供的一种时分复用的立体显示装置。图1中，定义x为空间中的前后方向，其中正x方向为后，负x方向为前，y为空间中的水平方向，z为空间中的垂直方向，k为一维逆反射片漫反射方向。
该时分复用的立体显示装置，由透明液晶显示面板100、一维逆反射片阵列200及光源阵列300构成。
透明液晶显示面板100用于提供视差图像。当光线穿过透明液晶显示面板100时不改变传播方向。
一维逆反射片阵列200及光源阵列300用于投射光线，并形成观看区域。光源阵列300放置于一维逆反射片阵列200之后，且其包含4组光源，分别为第一光源组310、第二光源组320、第三光源组330及第四光源组340。
透明液晶显示面板100与一维逆反射片阵列200前后放置。透明液晶显示面板100置于一维逆反射片阵列200之前。
光源阵列300中设置有若干组光源，任意一组光源发射的光线均可以通过一维逆反射片阵列200将光线反射并汇聚到该组光源对应的观看区域；光线经一维逆反射片阵列200反射后，穿过透明液晶显示面板100，从而使得观看区域内的观看者能够看到透明液晶显示面板100上的视差图像信息；而观看区域外的空间位置因无光线投射，观看者无法看到图像。
时分复用地，某一组光源点亮时，透明液晶显示面板100提供与该观看区域对应的视差图像，从而使得本发明可以在光源阵列300中各组光源对应的区域分别提供视差图像，并形成立体显示。
一维逆反射片阵列200由多个一维逆反射片210排列构成。
请参考图2，在平行于一维逆反射片210的平面k-y内，一维逆反射片210可在其逆反射方向y上逆反射光线，即在其逆反射方向y上，反射光线按照原入射方向进行反射；且该一维逆反射片210在其逆反射方向的正交方向k上漫反射光线。
请参考图2，一维逆反射片210由立方晶逆反射层211及柱透镜光栅212组合而成。立方晶逆反射层211可使得光线按原入射方向反射。柱透镜光栅212其各柱透镜的长轴为y方向，各柱透镜在k方向上排布，k与y正交。因立方晶结构中，入射光线和反射光线方向平行但其存在一定位移，故当其经由柱透镜光栅212时，其可以在k方向散射。而y方向上因不存在散射作用，光线按原入射方向反射。最终，该一维逆反射片210的逆反射方向为y方向，其漫反射方向为k方向。请参考图2，y方向不同位置的第一光源组310的发射的光线经一维逆反射片210后可反射并汇聚到第一光源组310所在位置；而第二光源组320的发射的光线经一维逆反射片210后可反射并汇聚到第二光源组320所在位置。
为提高柱透镜光栅212对光线的散射能力，其焦距与节距之比越小越好。
本实施例只例举了一种由立方晶逆反射层211及柱透镜光栅212组合而成的一维逆反射片210，其还可以其他方式形成，本实施例不再累述。
各一维逆反射片210方向完全相同；且其逆反射方向完全相同，漫反射方向完全相同。
任意一组光源发射的光线可经由一维逆反射片阵列200逆反射至过该组光源且平行于一维逆反射片210漫反射方向k的空间方向上，该空间方向k即为该组光源对应的观看区域。
第一光源组310、第二光源组320、第三光源组330及第四光源组340均为长条光源，则该长条光源的长轴方向平行于一维逆反射片漫反射方向k。
因此，请参考图3，第一光源组310发射的光线经一维逆反射片阵列200反射后，汇聚于直线k1位置；第二光源组320发射的光线经一维逆反射片阵列200反射后，汇聚于直线k2位置；第三光源组330发射的光线经一维逆反射片阵列200反射后，汇聚于直线k3位置；第四光源组340发射的光线经一维逆反射片阵列200反射后，汇聚于直线k4位置。k1、k2、k3及k4均平行于一维逆反射片210漫反射方向k。
请参考图1，各一维逆反射片210不平行于透明液晶显示面板100，且一维逆反射片210漫反射方向k不平行于透明液晶显示面板100。
因上述结构中各个一维逆反射片210漫反射方向k不平行于透明液晶显示面板100，故观看者沿该一维逆反射片210漫反射方向k前后移动时，其可使得任意一组光源对应的观看区域覆盖前后不同的空间位置。
最终，因本发明，任意一组光源形成的观看区域覆盖前后不同的空间位置，则其可使得观看者在不同的观看距离上看到完全相同的视差图像。

Claims (4)

1.一种时分复用的立体显示装置，其特征在于：
该时分复用的立体显示装置，由透明液晶显示面板、一维逆反射片阵列及光源阵列构成；
透明液晶显示面板用于提供视差图像；当光线穿过透明液晶显示面板时不改变传播方向；
一维逆反射片阵列及光源阵列用于投射光线，并形成观看区域；
透明液晶显示面板与一维逆反射片阵列前后放置；透明液晶显示面板置于一维逆反射片阵列之前；
光源阵列中设置有若干组光源，任意一组光源发射的光线均通过一维逆反射片阵列将光线反射并汇聚到该组光源对应的观看区域；光线经一维逆反射片阵列反射后，穿过透明液晶显示面板，从而使得观看区域内的观看者能够看到透明液晶显示面板上的视差图像信息；而观看区域外的空间位置因无光线投射，观看者无法看到图像；
时分复用地，某一组光源点亮时，透明液晶显示面板提供与该观看区域对应的视差图像；
一维逆反射片阵列由多个一维逆反射片排列构成；
在平行于一维逆反射片的平面内，一维逆反射片在其逆反射方向上逆反射光线，即在其逆反射方向上反射光线按照原入射方向进行反射；在该平行于一维逆反射片的平面内，一维逆反射片在其逆反射方向的正交方向上漫反射光线，即反射光线按任意方向进行反射，该方向定义为一维逆反射片漫反射方向；
各一维逆反射片方向完全相同；且其逆反射方向完全相同，漫反射方向完全相同；
任意一组光源发射的光线经由一维逆反射片阵列逆反射至过该组光源且平行于一维逆反射片漫反射方向的空间方向上，该空间方向即为该组光源对应的观看区域；
各一维逆反射片不平行于透明液晶显示面板，且一维逆反射片漫反射方向不平行于透明液晶显示面板。
2.如权利要求1所述的一种时分复用的立体显示装置，其特征在于：光源阵列放置于一维逆反射片阵列之后。
3.如权利要求1所述的一种时分复用的立体显示装置，其特征在于：光源阵列中，任意一组光源不为单个点光源，其为多个点光源排列而成，则该多个点光源的排布方向平行于一维逆反射片漫反射方向。
4.如权利要求1所述的一种时分复用的立体显示装置，其特征在于：光源阵列中，任意一组光源不为单个点光源，其为单个长条光源，则该长条光源的长轴方向平行于一维逆反射片漫反射方向。
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