CN103185293B - 反射板、全反射3d显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种反射板、全反射3D显示装置，全反射板用于反射环境光，为3D显示装置中的透射型显示面板提供背光，包括：第一反射面阵列和第二反射面阵列，所述第一反射面和第二反射面位于反射板的正面，所述第一反射面和第二反射面间隔设置，所述第一反射面顺时针偏离所述反射板背面第一角度，所述第二反射面逆时针偏离所述反射板背面第二角度，所述第一角度和第二角度均为锐角。因此，环境光可以透过透射型液晶显示面板入射至反射板，然后由反射板进行反射后再经过透射型液晶显示面板显示左眼图像和右眼图像，从而实现全反射3D显示装置。
Description
技术领域
本发明涉及显示器领域，尤其涉及反射板、全反射3D显示装置。
背景技术
成像技术不断发展，像素越来越高，我们能够在更大的屏幕上看到更清晰明亮、色彩丰富的视频和图形，但它们始终有一个限制，即它们是二维的。我们眼睛所看到的真实世界不只是简单的平面图像，而是具有景深的立体三维，这种感知三维的能力是视网膜不一致(或称为左右眼看一个物体位置的轻微偏移)的一个副功能。因此如果要呈现立体图像，它必须要模拟人类在观看物体时视网膜成像的这种视差。这种感觉暗示我们，看到的就是真实的(或几乎是真实的)，而不是平面的二维的。
现有的3D液晶显示装置分为两种类型：一种为眼镜3D显示装置，需要佩戴特殊的眼镜，左眼镜片和右眼镜片分别允许不同偏振方向的线偏光透过，从而左眼和右眼观看到的图像为不同偏振方向的线偏光形成的图像，大脑将左眼图像和右眼图像进行整合呈现立体图像；为了避免佩戴特殊眼镜的不便，开发了一种裸眼3D显示装置，直接从显示装置中分开左右眼图像。
现有的裸眼3D显示装置主要有两种：第一种为通过视差栅格(parallaxbarrier)来实现三维图像，视差栅格设置在2D液晶显示面板正面或背面，视差栅格包括纵向或横向狭缝，观看者可以通过狭缝分开观看左右眼图像，从而产生立体感。第二种为通过透镜阵列实现三维图像，透镜阵列设置在2D液晶显示面板正面，透镜阵列为多行或多列条状透镜，奇数行透镜和偶数行透镜出射的光线分别合成左眼图像和右眼图像，从而在大脑中产生具有立体感的图像。
然而，以上所述现有技术的3D显示装置均为透射型显示，不能利用环境光进行3D显示。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种全反射3D显示装置，可以利用环境光进行3D图像显示。
为解决上述技术问题，本发明提供一种反射板，用于反射环境光，为3D显示装置中的透射型显示面板提供背光，包括：
第一反射面阵列和第二反射面阵列，所述第一反射面和第二反射面位于反射板的正面，所述第一反射面和第二反射面间隔设置，所述第一反射面顺时针偏离所述反射板背面第一角度，所述第二反射面逆时针偏离所述反射板背面第二角度，所述第一角度和第二角度均为锐角。
可选地，所述第一角度与第二角度相等。
可选地，所述第一反射面阵列包括多条平行排列的条状第一反射面。
可选地，所述第二反射面阵列包括多条平行排列的条状第二反射面。
可选地，所述第一角度的范围为15°～22.5°。
可选地，所述第二角度的范围为15°～22.5°。
可选地，两个相邻且相对的第一反射面和第二反射面之间具有第三面，所述第三面平行于所述反射板的背面。
可选地，所述第三面为反射面或吸光面。
可选地，所述第三面的宽度为80-90μm。
本发明还提供一种全反射3D显示装置，包括：
所述反射板；
与所述反射板相对设置的透射型显示面板，且所述透射型显示面板、第一反射面阵列和第二反射面阵列位于所述反射板的同侧；
位于所述透射型显示面板上的1/4相位延迟片，所述1/4相位延迟片和所述反射板分别位于所述透射向显示面板的两侧；
位于所述1/4相位延迟片上的线偏光片。
可选地，所述透射型显示面板包括左眼像素阵列和右眼像素阵列；
每一第一反射面对应一个左眼像素，每一第二反射面对应一个右眼像素。
可选地，透射型显示面板为透射型液晶显示面板。
可选地，TN型液晶显示面板、或STN型液晶显示面板、或DSTN型液晶显示面板、或IPS型液晶显示面板或FFS型液晶显示面板。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本技术方案的全反射3D显示装置，在透射型液晶显示面板的背面一侧设置反射板，该反射板具有第一反射面阵列和第二反射面阵列，从所述透射型液晶显示面板上方入射的光线经所述第一反射面阵列反射后的反射光线经所述透射型液晶显示面板后显示左眼图像，经所述第二反射面阵列反射后的反射光线经所述透射型液晶显示面板后显示右眼图像。因此，环境光可以透过透射型液晶显示面板入射至反射板，然后由反射板进行反射后再经过透射型液晶显示面板显示左眼图像和右眼图像，从而实现全反射3D显示装置。
附图说明
图1为本发明具体实施例的3D显示装置的结构示意图；
图2是本发明具体实施例的反射板的平面结构示意图；
图3是图2所示的反射板沿A-A方向的剖面结构示意图；
图4为图3中虚线方框标示位置的局部放大图；
图5为本发明具体实施例的反射板工作原理示意图；
图6为没有第三面时显示左眼图像和右眼图像串扰的示意图；
图7为显示第三面防止左眼图像和右眼图像串扰的示意图；
图8为本发明的3D显示装置中1/4相位延迟片的工作原理图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
在详述本发明具体实施例的3D显示装置之前，对本发明中使用的术语进行说明，以使本发明的保护范围更加清楚，本领域技术人员可以更好的理解本发明。本发明中透射型显示面板包括正面和背面，其中正面指面向观看者用来显示图像的一面，背面指与正面相对的另一面。反射板的正面指与透射向显示面板相对的面，背面指与正面相对的另一面。
图1为本发明具体实施例的3D显示装置的结构示意图，参考图1，本发明具体实施例的3D显示装置包括：透射型显示面板20，位于所述透射型显示面板20背面的反射板10；位于所述透射型显示面板正面上的1/4相位延迟片21，位于所述1/4相位延迟片21上的线偏光片22。
图2是本发明具体实施例的反射板的平面结构示意图，图3是图2所示的反射板沿A-A方向的剖面结构示意图，图4为图3中虚线方框标示位置的局部放大图；结合参考图1、图2、图3和图4，本发明具体实施例的反射板10，用于反射环境光，为3D显示装置中的透射型显示面板20提供背光，包括：第一反射面11阵列和第二反射面12阵列，所述第一反射面11和第二反射面12位于反射板10的正面，所述第一反射面11和第二反射面12间隔设置，所述第一反射面11顺时针偏离所述反射板背面14第一角度a，即所述第一反射面11与反射板背面14的夹角为a；所述第二反射面12逆时针偏离所述反射板背面第二角度b，即所述第二反射面12与反射板背面14的夹角为b，所述第一角度a和第二角度b均为锐角。从所述透射型液晶显示面板20上方入射的光线经所述第一反射面11阵列反射后的反射光线经所述透射型液晶显示面板20后显示左眼图像，经所述第二反射面12阵列反射后的反射光线经所述透射型液晶显示面板后显示右眼图像。
本发明具体实施例中，所述第一反射面11阵列包括多条平行排列的条状第一反射面11，所述第二反射面12阵列包括多条平行排列的条状第二反射面12。结合参考图1和图3，透射型显示面板20包括左眼像素22阵列和右眼像素21阵列，也就是说，透射型显示面板20的像素阵列可以分为左眼像素22阵列和右眼像素21阵列；每一第一反射面11对应一个左眼像素22，每一第二反射面12对应一个右眼像素21。
图5为本发明具体实施例的反射板工作原理示意图，参考图5，本发明具体实施例的反射板的工作原理为：环境光经透射型显示面板后入射至反射板，经第一反射面11或第二反射面12反射后，再经透射型显示面板后出射成像。对于左眼图像，只有以一定角度入射的环境光经左眼像素22后入射至第一反射面11，经第一反射面11反射后再经左眼像素22后进入左眼才可以显示左眼图像；对于右眼图像，只有以一定角度入射的环境光经右眼像素21后入射至第二反射面12，经第二反射面12反射后再经右眼像素21后进入右眼才可以显示右眼图像。
继续参考图5，对于右眼图像，只有在光线42a和光线44a之间入射的环境光可以经右眼像素21后入射至第二反射面12，经第二反射面12反射后再经右眼像素21后进入右眼显示右眼图像。入射光线42a和入射光线44a为第二反射面12法线两侧右眼图像的临界光线。入射光线42a的反射光线42b经过右眼像素21的边缘，入射角大于入射光线42a的光线的反射光线将经左眼像素22后出射；入射光线44a的反射光线44b恰好进入右眼，入射角度大于入射光线44a的光线的反射光线将向左眼方向偏离，不能射入右眼。相应的，只有在反射光线42b和反射光线44b之间的反射光线才可以进入右眼。
继续参考图5，对于左眼图像，只有在光线52a和光线54a之间入射的环境光可以经左眼像素22后入射至第一反射面11，经第一反射面11反射后再经左眼像素22后进入左眼显示左眼图像。入射光线52a和入射光线54a为第一反射面11法线两侧左眼图像的临界光线。入射光线52a的反射光线52b经过左眼像素22的边缘，入射角大于入射光线52a的光线的反射光线将经右眼像素21后出射；入射光线54a的反射光线54b恰好进入左眼，入射角度大于入射光线54a的光线的反射光线将向右眼方向偏离，不能射入左眼。相应的，只有在反射光线52b和反射光线54b之间的反射光线才可以进入左眼。
基于以上的原理，可以获知，只有以一定角度角度入射的光线可以用于左眼图像，并且也只有在某一个角度范围内才可以观看到左眼图像；只有以一定角度角度入射的光线可以用于右眼图像，并且也只有在某一个角度范围内才可以观看到右眼图像；因此，在进行3D图像观看时，需要在特定的位置进行观看，否则会有串扰现象。
在第一反射面11与反射板的背面14之间的夹角a发生变化时，可以用于左眼图像的环境光的角度范围以及可以进行左眼图像观看的位置相应的需要发生变化。第二反射面12与反射板的背面14之间的夹角b发生变化时，可以用于右眼图像的环境光的角度范围以及可以进行右眼图像观看的位置相应的需要发生变化。
在本发明具体实施例中，第一反射面11和反射板的背面14之间的第一角度a的范围为15°～22.5°。第二反射面12和反射板的背面14之间的第二角度b的范围为15°～22.5°。其中，优选第一角度a和第二角度b相等，可以选择第一角度为22.5°，第二角度为22.5°。
继续结合参考图2、图3和图4，本发明具体实施例中，两个相邻且相对的第一反射面11和第二反射面12之间具有第三面13，所述第三面13平行于所述反射板的背面14。第三面13可以为反射面，也可以为吸光面，用于防止左眼图像和右眼图像串扰。可以选择，第三面13的宽度d为80-90μm(微米)。
图6为没有第三面时显示左眼图像和右眼图像串扰的示意图，参考图6，当经右眼像素21入射的光线61a入射至第一反射面11时，被第一反射面11反射后的光线61b经右眼像素21射入左眼；相应的经左眼像素22入射的光线入射至第二反射面12时，被第二反射面12反射后的光线经左眼像素22射入右眼；因此，在没有第三面时，容易产生左眼图像和右眼图像的串扰。
图7为显示第三面防止左眼图像和右眼图像串扰的示意图，参考图7，当第一反射面11和第二反射面12之间具有第三面13时，经右眼像素21入射的光线61a入射至第三面13而非第一反射面11，经第三面13反射后的光线61c入射至左眼像素22。在彩色显示面板中，由于左眼像素和右眼像素的色阻不同，因此光线61c不能透过显示面板，从而可以达到防止左眼图像和右眼图像串扰的目的。
以上所述为第三面13为反射面时，防止左眼图像和右眼图像串扰的原理。在第三面13为吸光面，经右眼像素21入射的光线入射至第三面13的光线61a被吸收，因此不会射出显示面板，而可以达到防止左眼图像和右眼图像串扰的目的。
需要说明的是，本发明具体实施例中，第三面13的宽度d的大小可以根据实际需要进行设定，一般为透射型显示面板20的液晶层下表面到第三面13距离的一半。例如，透射型显示面板20的下玻璃厚度为100μm，像素宽250μm时，第三面13的宽度d为80～90μm。
图8为本发明的3D显示装置中1/4相位延迟片的工作原理图，其中区域A显示黑态时的光路图，区域B显示白态时的光路图。参考图8，对于黑态情况，当环境光经线偏光片22后变为线偏光，该线偏光经过1/4相位延迟片21后变为右旋光，该右旋光经过透射型显示面板20后入射至第二反射面12，经第二反射面12反射后再次经过透射型显示面板20，然后经过1/4相位延迟片21后变为振动方向垂直于线偏光片22的偏振方向的线偏光，该线偏光不能透过线偏光片22。对于白态情况，当环境光经线偏光片22后变为线偏光，该线偏光经过1/4相位延迟片21后变为右旋光，该右旋光经过透射型显示面板20后变为振动方向垂直线偏光片22的偏振方向的线偏光，并入射至第一反射面11，经第一反射面11反射后经过透射型显示面板20后变为左旋光，该左旋光经过1/4相位延迟片21后变为振动方向平行于线偏光片22的偏振方向的线偏光，该线偏光可以透过线偏光片22。
本发明具体实施例中，透射型显示面板20为透射型液晶显示面板。所述透射型液晶显示面板为TN型液晶显示面板、或STN型液晶显示面板、或DSTN型液晶显示面板、或IPS型液晶显示面板或FFS型液晶显示面板。
本技术方案的全反射3D显示装置，在透射型液晶显示面板的背面一侧设置反射板，该反射板具有第一反射面阵列和第二反射面阵列，从所述透射型液晶显示面板上方入射的光线经所述第一反射面阵列反射后的反射光线经所述透射型液晶显示面板后显示左眼图像，经所述第二反射面阵列反射后的反射光线经所述透射型液晶显示面板后显示右眼图像。因此，环境光可以透过透射型液晶显示面板入射至反射板，然后由反射板进行反射后再经过透射型液晶显示面板显示左眼图像和右眼图像，从而实现全反射3D显示装置。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种反射板，其特征在于，用于反射环境光，为3D显示装置中的透射型显示面板提供背光，包括：
第一反射面阵列和第二反射面阵列，所述第一反射面和第二反射面位于反射板的正面，所述第一反射面和第二反射面间隔设置，所述第一反射面顺时针偏离所述反射板背面第一角度，所述第二反射面逆时针偏离所述反射板背面第二角度，所述第一角度和第二角度均为锐角；
两个相邻且相对的第一反射面和第二反射面之间具有第三面，所述第三面平行于所述反射板的背面，用于防止左眼图像和右眼图像串扰；
所述第三面为反射面，所述第三面的宽度为透射型显示面板的液晶层下表面到第三面距离的一半，所述透射型显示面板的下玻璃厚度为100μm，像素宽250μm，所述第三面的宽度为80-90μm。
2.如权利要求1所述的反射板，其特征在于，所述第一角度与第二角度相等。
3.如权利要求1所述的反射板，其特征在于，所述第一反射面阵列包括多条平行排列的条状第一反射面。
4.如权利要求2所述的反射板，其特征在于，所述第二反射面阵列包括多条平行排列的条状第二反射面。
5.如权利要求1所述的反射板，其特征在于，所述第一角度的范围为15°～22.5°。
6.如权利要求1所述的反射板，其特征在于，所述第二角度的范围为15°～22.5°。
7.一种全反射3D显示装置，其特征在于，包括：
透射型显示面板；
位于所述透射型显示面板背面的权利要求1～6任一项所述的反射板；
位于所述透射型显示面板正面的1/4相位延迟片；
位于所述1/4相位延迟片上的线偏光片。
8.如权利要求7所述的全反射3D显示装置，其特征在于，所述透射型显示面板包括左眼像素阵列和右眼像素阵列；
每一第一反射面对应一个左眼像素，每一第二反射面对应一个右眼像素。
9.如权利要求7所述的全反射3D显示装置，其特征在于，透射型显示面板为透射型液晶显示面板。
10.如权利要求9所述的全反射3D显示装置，其特征在于，所述透射型液晶显示面板为TN型液晶显示面板、或STN型液晶显示面板、或DSTN型液晶显示面板、或IPS型液晶显示面板或FFS型液晶显示面板。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |