CN103728678B - 柱透镜组件和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种柱透镜组件，其中，包括柱透镜阵列、闭合罩和储液槽，所述柱透镜阵列与所述闭合罩之间形成填充腔室，所述填充腔室与所述储液槽连通，所述储液槽用于存储透明液体，所述透明液体的折射率与所述柱透镜阵列的折射率相同，所述透明液体能够在所述储液槽和所述填充腔室之间流动，且能够充满所述填充腔室。本发明还提供一种包括上述柱透镜组件的显示装置。本发明所提供的柱透镜组件操作简单容易，包括该柱透镜组件的显示装置可以实现平面显示与立体显示之间的转换，成本较低。

Description

柱透镜组件和显示装置

技术领域

本发明涉及立体显示领域，具体地，设计一种能够实现平面显示与立体显示切换的柱透镜组件和一种包括该柱透镜组件的显示装置。

背景技术

人类是通过左眼和右眼所看到的物体的细微差异来感知物体的深度，从而识别出立体图像的。上述差异被称为视差。立体显示技术就是通过人为的手段来制造观看者的左右眼视差，给观看者的左、右眼分别送去有视差的两幅图像，使大脑在获取了左右眼看到的不同图像之后，产生真实的立体感觉。

为了满足不同用户的喜好（有些用户希望体验立体显示效果，有些用户希望体验平面显示效果），已经有一些显示装置中设置了平面显示/立体显示切换机构，可以根据用户的选择使显示装置呈现不同的显示效果。

现有技术中实现平面/立体可切换的显示装置包括设置在显示面板出光面一侧的液晶光栅，平面显示时，液晶光栅为透光面；立体显示时，液晶光栅为间隔的多个透光条纹与多个遮光条纹，液晶光栅配合显示面板使用户左眼仅看到左眼图像，右眼仅看到右眼图像，从而实现立体显示。利用液晶光栅实现平面/立体可切换，显示装置的结构复杂，成本较高，而且光源利用率低、能耗高。现有技术也有利用透镜组件实现实现平面/立体可切换的显示装置，这种透镜组件包括凹透镜和与之契合的凸透镜，凹透镜和凸透镜均由双折射材料构成，凹透镜的其中一个的折射率与凸透镜的其中一个的折射率大小相等，且对于一特定的偏振方向的偏振光，凹透镜表现为寻常光折射率，凸透镜表现为非寻常光折射率。为了实现平面显示和立体显示之间的切换，显示装置还需要一种可切换偏振器，该可切换偏振器可以在通过第一偏振分量的光的第一偏振模式和通过第二偏振分量的光的第二偏振模式之间进行切换。这样的显示装置结构也比较复杂、成本较高。

因此，如何利用简单的结构实现平面显示和立体显示之间的切换成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以实现平面显示与立体显示切换的柱透镜组件和一种包括该柱透镜组件的显示装置，所述柱透镜组件具有简单的结构。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种柱透镜组件，其中，包括柱透镜阵列、闭合罩和储液槽，所述柱透镜阵列与所述闭合罩之间形成填充腔室，所述填充腔室与所述储液槽连通，所述储液槽用于存储透明液体，所述透明液体的折射率与所述柱透镜阵列的折射率相同，所述透明液体能够在所述储液槽和所述填充腔室之间流动，且能够充满所述填充腔室。

优选地，所述柱透镜阵列包括平行设置的多个凸透镜，所述多个凸透镜的凸面朝向一致，以形成所述柱透镜阵列的凸面，所述闭合罩包括透明的罩顶壁、与所述罩顶壁连接的罩侧壁和与罩顶壁相对的开口，所述柱透镜阵列设置在所述闭合罩的所述开口中，所述柱透镜阵列的凸面与所述闭合罩的所述罩顶壁、所述罩侧壁形成所述填充腔室。

优选地，所述储液槽包括缸筒、活塞和活塞杆，所述缸筒上设置有第一通孔，所述闭合罩上设置有与所述第一通孔连通的第二通孔，所述活塞设置在所述缸筒中，所述透明液体能够存储在所述活塞与所述缸筒之间的空腔中，所述活塞杆设置在所述活塞上，通过操作所述活塞杆能够使所述透明液体在所述储液槽和所述填充腔室之间流动。

优选地，所述第二通孔设置在所述闭合罩的所述罩侧壁上。

优选地，所述第二通孔设置在所述罩侧壁的下部，所述储液槽设置在所述填充腔室的下方，使得所述透明液体能够在自身的重力作用下流入所述储液槽。

优选地，所述第二通孔包括第二上通孔和第二下通孔，所述储液槽还包括上连通管和下连通管，所述第二上通孔位于所述罩侧壁的上部，所述第二下通孔位于所述罩侧壁的下部，所述第二上通孔通过所述上连通管与所述第一通孔相连，所述第二下通孔通过所述下连通管与所述第一通孔相连，所述储液槽设置在所述填充腔室的下方，使得所述透明液体能够在自身的重力作用流入所述储液槽。

优选地，所述罩侧壁包括上壁、下壁、左壁和右壁，所述左壁和所述右壁连接所述上壁和所述下壁，第二上通孔设置在所述右壁的最上部，所述第二下通孔设置在所述右壁的最下部，所述上连通管包括与所述第二上通孔同轴设置的管水平部和与该管水平部相连的管竖直部，所述管竖直部与所述第一通孔相连。

优选地，所述第一通孔包括第一上通孔和第一下通孔，所述第一上通孔设置在所述缸筒的筒顶壁上，所述第一下通孔设置在所述缸筒的筒侧壁上，所述第一下通孔通过所述下连通管与所述第二下连通孔相连，所述第一上通孔与所述上连通管的竖直部相连，当所述透明液体充满所述填充腔室时，所述活塞能够将所述第一下通孔封闭。

优选地，所述第一下通孔设置在所述筒侧壁的顶部，所述活塞包括活塞水平部和活塞竖直部，所述活塞水平部与所述活塞杆相连，所述活塞竖直部从所述活塞水平部上朝向所述筒顶壁延伸，当所述透明液体充满所述填充腔室时，所述活塞竖直部能够将所述第一下通孔封闭。

优选地，所述柱透镜组件包括驱动件，该驱动件用于驱动所述活塞杆移动，从而控制所述透明液体流入或流出所述缸筒，使得所述透明液体充满或排出所述填充腔室。

优选地，所述驱动件包括凸轮，所述凸轮可旋转地设置在所述活塞杆的下方，所述活塞杆的下端面与所述凸轮的表面相接触，且所述活塞杆的下端面能够与所述凸轮的表面之间产生相对滑动。

作为本发明的另一个方面，提供一种显示装置，包括显示面板，其中，所述显示装置还包括本发明所提供的上述柱透镜组件，所述柱透镜组件设置在所述显示面板上。

优选地，所述显示装置还包括背光源，所述显示面板为液晶显示面板，所述背光源设置在所述显示面板的入光面一侧，所述柱透镜组件设置在所述液晶显示面板的出光面一侧；或者所述柱透镜组件设置在所述背光源的出光面与所述液晶显示面板的入光面之间。

优选地，所述柱透镜组件的柱透镜阵列中的每个柱透镜的宽度与所述显示面板的两列或四列像素的宽度相匹配。

当需要平面显示时，储液槽能够使得透明液体充满闭合罩的罩顶壁与柱透镜阵列之间的填充腔室，当需要立体显示时，所述填充腔室内的透明液体至少部分地流回储液槽。由此可知，利用本发明所提供的柱透镜组件对显示装置的平面显示模式和立体显示模式进行转换时，只需使得透明液体在填充腔室或储液槽之间流动即可，无需扭曲柱透镜阵列，也无需施加驱动电场，操作简单容易实现，并且所述机构结构简单，成本较低。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例提供的柱透镜组件的立体示意图；

图2和图10是图1中所示的柱透镜组件的填充腔室充满透明液体状态时的示意图；

图3和图9是图1中所示的柱透镜组件的填充腔室排出透明液体状态时的示意图；

图4是闭合罩的一部分的示意图，展示了设置在罩侧壁的右壁上的第二上通孔和第二下通孔；

图5是驱动装置中缸筒的示意图，展示了分别设置在缸筒顶壁和缸筒侧壁上的第一上通孔和第一下通孔；

图6是图1中所示的柱透镜组件的填充腔室充满透明液体状态时的储液槽的示意图；

图7是图1中所示的柱透镜组件的填充腔室排出透明液体状态时的储液槽的示意图；

图8是本发明实施例所提供柱透镜组件中，闭合罩和柱透镜阵列的分解示意图。

附图标记说明

10：闭合罩                       11：开口

12：罩顶壁                       13：罩侧壁

20：柱透镜阵列                   21：安装面

22：凸面                         30：储液槽

31：缸筒                         32：活塞

33：活塞杆                       34：上连通管

35：下连通管                     40：显示面板

13a：第二上通孔                  13b：第二下通孔

31a：第一上通孔                  31b：第一下通孔

20a：柱透镜                      32a：活塞水平部

32b：活塞竖直部                  34a：管水平部

34b：管竖直部                    50：填充腔室

60：凸轮

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1至图3以及图8至图10中所示，作为本发明的一个方面，提供一种柱透镜组件，其中，该柱透镜组件包括闭合罩10、柱透镜阵列20和用于储存透明液体的储液槽30，柱透镜阵列20与闭合罩10之间形成填充腔室50，该填充腔室50与储液槽30连通，储液槽30中的透明液体可以在储液槽30和填充腔室50之间流动，并且可以充满填充腔室50，储液槽30中的透明液体的折射率与柱透镜阵列20的折射率相同。

本发明所提供的柱透镜组件可以设置在显示面板的上方，与显示面板配合使用，并实现平面显示和立体显示之间的转换。

具体地，当需要平面显示时，储液槽30能够使得流体充满填充腔室50，当需要立体显示时，填充腔室50内的透明液体至少部分地流回储液槽30。下文中将详细介绍平面显示和立体显示的原理，这里先不赘述。

容易理解的是，所述透明液体是没有颜色的，并且光线可以透过闭合罩10的顶部射入填充腔室50内。

在本发明中，对柱透镜阵列20的具体形式不做限定，只要柱透镜阵列20可以对射出该柱透镜阵列20的光线进行折射，以改变光线的传播方向并最终实现立体显示即可。例如，柱透镜阵列20可以包括平行设置的多个凹透镜，或者，柱透镜阵列20可以包括平行设置的多个凸透镜。应当理解的是，无论是凹透镜还是凸透镜，都应当是柱状的。

在本发明所提供的具体实施方式中，柱透镜阵列20包括平行设置的多个凸透镜（即，柱透镜阵列20的柱透镜20a为凸透镜），该多个凸透镜的凸面朝向一致（均朝向闭合罩10的罩顶壁12），以形成柱透镜阵列20的凸面22，如图8所示。

同样地，在本发明中对闭合罩10的具体结构也不做特殊限定，只要可以容纳柱透镜阵列20，并且形成填充空间50即可。作为本发明的一种具体实施方式，如图8所示，闭合罩10包括透明的罩顶壁12、与该罩顶壁12连接的罩侧壁13（容易理解的是，罩侧壁13环绕罩顶壁12设置）和与罩顶壁12相对的开口11，柱透镜阵列20设置在闭合罩10的开口11中（参见图9和图10），柱透镜阵列20的凸面与闭合罩10的罩顶壁12、罩侧壁13形成填充腔室50。应当理解的是，此处所述的罩“顶”壁是指在使用过程中朝向观看者的壁，而非在使用过程中位于顶部的壁。

如图8所示，柱透镜阵列20包括安装面21，该安装面大致为平面，凸面22从安装面21上突出。设置安装面21的作用在于，将所述柱透镜组件与显示面板组装在一起时。安装面21与显示面板的表面相对设置。显示面板的表面包括该显示面板的出光面和入光面。在图9和图10中所示的实施方式中，柱透镜阵列20的安装面与显示面板的出光面相对设置。

在本发明中，形成罩顶壁12的材料折射率应当与空气的折射率近似，当本发明所提供的柱透镜组件与显示面板配合使用时，罩顶壁12的折射率可以忽略。在本发明中，可以将整个闭合罩10都设置为无色透明的，并且，整个闭合罩10的折射率处处相同。或者，可以将闭合罩10的罩顶壁12设置为具有较小的厚度，对光线的改变作用可以忽略。

下面结合图2、图3以及图9、图10描述本发明所提供的柱透镜组件的工作原理。假设显示面板40上像素A、像素B、像素C、像素D在立体显示时分别对应四幅视差图。下文中将根据平面显示和立体显示两种情况介绍本发明所提供的机构的工作原理。

如图2和图10所示，当观看者需要平面显示时，储液槽30提供的透明液体充满填充腔室50。显示面板8发出的光线进入柱透镜阵列20中，经柱透镜阵列20传递至充满填充腔室50的透明液体中，由于所述透明液体的折射率与柱透镜阵列20的折射率相同，因此，光线传播的方向不变，最终光线穿过闭合罩10的罩顶壁12可以同时进入观看者的左眼和右眼。在这种情况中，观看者的左眼和右眼都可以透过透明液体和柱透镜阵列20看到显示面板上的全部图像（即像素A、像素B、像素C、像素D），此时观看者感知到的图像为平面图像。

如图3和图9所示，当观看者需要立体显示时，储液槽30可以使得填充腔室50中的至少部分流体（图7中为全部流体）流回该储液槽30。如图7所示，显示面板8发出的光线进入柱透镜阵列20中，经柱透镜阵列20传递至填充腔室50的空气中，由于空气的折射率与柱透镜阵列20的折射率不同，因此，光线经过柱透镜阵列折射作用，传播的方向改变，最终光线穿过闭合罩10的罩顶壁12进入观看者的眼睛。像素A出射的光线经过柱透镜阵列改变对应视点A’，像素B出射的光线经过柱透镜阵列改变对应视点B’，像素C出射的光线经过柱透镜阵列改变形成对应视点C’，像素D出射的光线经过柱透镜阵列改变对应视点D’，视点A’、视点B’、视点C’和视点D’处分别可以看到像素A、像素B、像素C或像素D，即四副视差图中的一副。例如，如图9所示，观看者左眼只看到其中一幅视差图（像素C）,右眼只看到其中另一幅视差图（像素B），大脑融合出立体效果。

由此可知，利用本发明所提供的机构对显示装置的平面显示模式和立体显示模式进行转换时，只需使得透明液体在填充腔室50或储液槽30之间流动即可，无需扭曲柱透镜阵列，也无需施加驱动电场，操作简单容易实现，并且所述机构结构简单，成本较低。

在本发明中，柱透镜阵列的折射率可以为1.5左右，透明液体的折射率与柱透镜阵列的折射率相同，也为1.5左右。应当理解的是，柱透镜阵列和透明液体的折射率都是各向同性的。在本发明中，所述透明液体可以是水或有机溶剂，也可以是含有溶质的水溶液或有机溶液，或者是几种流体物质的混合物。当所述透明液体为水溶液时，可以为偏钨酸盐溶液，通过调整透明液体的浓度可以使该透明液体具有不同的折射率。例如，所述偏钨酸盐溶液可以为偏钨酸铯溶液，当偏钨酸铯溶液中水的重量占30%，偏钨酸铯的重量占70%时，折射率可达1.486。再或者，所述偏钨酸盐溶液可以是偏钨酸铵溶液。

在本发明中，对储液槽30的具体结构并没有特殊的限制，只要可以存储所述透明液体，并使得所述透明液体在填充腔室50和储液槽30之间流动即可。例如，储液槽30可以包括存储容器和抽吸泵，存储容器用于存储所述透明液体，抽吸泵用于驱动所述透明液体在填充腔室50和存储容器之间流动。

作为本发明的一种实施方式，如图2、图3、图6和图7中所示，储液槽30可以包括缸筒31、活塞32和活塞杆33，缸筒31上设置有第一通孔，闭合罩10上设置有与所述第一通孔连通的第二通孔，活塞32设置在缸筒31中，所述透明液体可以存储在活塞32与缸筒31之间的空腔中，活塞杆33设置在活塞32上，通过操作活塞杆33可以使所述透明液体在储液槽30和填充腔室50之间流动。在本发明中，可以通过导管连通所述第一通孔和所述第二通孔，具体参见下文中的详细描述。

当需要平面显示时，向上推动活塞杆33，使得活塞32推动透明液体流动，并通过所述第一通孔和所述第二通孔进入所述填充腔室内。需要立体显示时，向下拉动活塞杆33，使填充腔室内的透明液体从填充腔室中流回缸筒31。整个切换过程只需要向上推动活塞杆或向下拉动活塞杆，因此将储液槽30设置成上述结构可以降低在进行所述平面显示模式和立体显示模式之间的切换时的噪音，并且可以降低进行所述平面显示模式和立体显示模式之间的切换时的能耗。

如上文中所述，闭合罩10可以包括环绕罩顶壁12四周设置的罩侧壁13。在使用过程中，罩顶壁12是朝向观看者的，为了使得在将透明液体充入所述填充腔室内、以及将所述透明液体抽回所述储液槽中的过程中不影响使用者观看显示面板显示的画面，优选地，可以将所述第二通孔设置在罩侧壁13上。

在本发明中，对所述第二通孔的数量并没有特殊的限制，例如，可以设置一个第二通孔，并且储液槽包括一个与所述第二通孔对应的第一通孔。

为了便于在实现立体显示时将所述透明液体全部流回储液槽30中，优选地，可以将所述第二通孔设置在所述罩侧壁13的下部，并将储液槽30设置在闭合罩10的下方。应当指出的是，此处的方向“下”是指图2至图7中的方向“下”。在使用本发明所提供的柱透镜组件实现平面显示和立体显示之间的切换时，所述柱透镜组件设置在显示面板的出光面一侧，闭合罩10的罩顶壁12朝向观看者。为了实现立体显示，需要将填充腔室50内的透明液体排空，由于第二通孔设置在罩侧壁13的下部，因此，在需要将填充腔室50内的透明液体排空时，所述透明液体可以在自身的重力作用下向下流，通过所述第二通孔流入储液槽30。

或者，如图4所示，所述第二通孔可以包括第二上通孔13a和第二下通孔13b，第二上通孔13a位于罩侧壁13的上部，所述第二下通孔13b位于罩侧壁13的下部，储液槽30还包括上连通管34和下连通管35（如图2和图3所示），所述第二上通孔13a通过上连通管34与所述第一通孔相连，第二下通孔13b通过下连通管35与所述第一通孔相连，储液槽30设置在闭合罩10的下方。应当理解的是，此处所述的“上、下”方向仍然是所述柱透镜组件在使用状态下的“上、下”方向，也是图2至图4中的“上、下”方向。

将所述第二上通孔13a设置在罩侧壁13的上端可以确保所述透明液体充满所述填充腔室，将第二下通孔13b设置在罩侧壁13的下部可以确保将所述填充腔室内的所述透明液体完全排出。

如上文中所述，罩侧壁13环绕罩顶壁12设置，因此，如图2和图3所示，罩侧壁13包括上壁、下壁、左壁和右壁，所述左壁和所述右壁连接所述上壁和所述下壁，应当理解的是，此处的方位词“上、下、左、右”均是值图2和图3中的“上、下、左、右”方向。为了便于布置上连通管34和下连通管35，优选地，可以将第二上通孔13a和第二下通孔13b均设置在罩侧壁13的左壁上，或者可以将第二上通孔13a和第二下通孔13b均设置在罩侧壁13的右壁上。

进一步优选地，可以将第二上通孔13a设置在罩侧壁13的左壁的最上部，上连通管34包括与第二上通孔13a同轴设置的管水平部34a（即，当管水平部34a与第二上通孔13a相连时，第二上通孔13a与管水平部34a同轴）和与该管水平部34a相连的管竖直部34b，该管竖直部34b与所述第一通孔相连。在这种情况中，第二下通孔13b也设置在右壁上。应当理解的是，虽然在这种实施方式中，第二上通孔13a和第二下通孔13b均设置在了右壁上，但这并不构成对第二上通孔13a和第二下通孔13b的设置位置的限制，第二上通孔13a和第二下通孔13b也可以同时设置在罩侧壁13的左壁上。

由于第二上通孔13a设置在罩侧壁13的左壁的最上部，根据连通管原理，第二上通孔13a中的液位与管水平部34a的液位相同，当第二下通孔13b封闭时，透明液体不会从第二上通孔13a中流向管水平部34a，因此，设置管水平部34a的一个目的在于，防止透明液体充满所述填充腔室时，透明液体从第二上通孔13a中流出。设置管竖直部34b的一个目的在于，减小机构所占的安装空间，从而可以减小利用本发明所提供的机构的显示装置的整体体积。

为了便于在实现立体显示时，将填充腔室50中的透明液体完全排出，优选地，可以将第二下通孔13b设置在罩侧壁13的右壁的最下部。

如图5所示，所述第一通孔可以包括第一上通孔31a和第一下通孔31b，所述第一上通孔31a设置在缸筒31的筒顶壁上，所述第一下通孔31b设置在缸筒31的筒侧壁上，如图2和图3所示，所述第一上通孔31a通过上连通管34与所述第二上连通孔相连，所述第一下通孔31b通过下连通管35与所述第二下连通孔相连，所述第一上通孔31a与上连通管34的管竖直部34b相连，当所述透明液体充满所述填充腔室时（平面显示），活塞32可以将所述第一下通孔31b封闭。

利用活塞32将所述第一下通孔31b封闭的优点在于，可以防止透明液体填充满所述填充腔室时透明液体从所述填充腔室50中流回储液槽30。具体地，由于第二上通孔13a与上连通管34的管水平部34a平齐，因此，所述透明液体不会通过第二上通孔13a流回储液槽30，由于第一下通孔31b是封闭的，因此，所述透明液体不会通过第一下通孔31b流回储液槽30，从而可以使显示装置具有稳定的平面显示效果。

在本发明中，对活塞32的具体结构并没有特殊的限制，只要可以推动透明液体流动，并在平面显示时将第一下通孔31b封闭即可。作为本发明的一种实施方式，如图2至图5中所示，活塞32可以包括活塞水平部32a和活塞竖直部32b，活塞水平部32a与活塞杆33相连，活塞竖直部32b从活塞水平部32a上朝向所述筒顶壁延伸，当所述透明液体充满所述填充腔室时，活塞竖直部32b可以将所述第一下通孔31b封闭。

在本发明中，通常将第一下通孔31b设置在所述筒侧壁的顶部，从而可以防止在需要立体显示时，储液槽中的透明液体逆流回所述填充腔室中。因此活塞32设置为包括活塞竖直部32b和活塞水平部32a的优点在于，当活塞竖直部32b封闭所述第一下通孔31b时，活塞水平部32a仍然与筒顶壁之间保持一段距离，从而不会撞到所述筒顶壁，进而不会损坏所述筒顶壁。

作为本发明的一种实施方式，如图1、图8至图10中所示，柱透镜阵列20可以包括并排设置的多个柱透镜20a，该多个柱透镜20a的底面形成安装面21。

为了使立体显示时效果更稳定，进一步地，如图7和图8所示，每个柱透镜2a的底面的宽度（此处所述的宽度的方向是指图7和图8中的左右方向）大于与该机构配合使用的显示面板40的每列像素的宽度。优选地，所述每个柱透镜2a的宽度与配合使用的显示面板的两列像素的宽度相当，当显示面试显示立体图像时，这两列像素分别显示左眼图像和右眼图像。每个柱透镜20a可以对应两列像素，当进行立体显示时，通过柱透镜20a可以改变两列像素出射光线的方向，两列像素显示的图像分别射入观察者的左眼和右眼，从而实现立体显示效果。每个柱透镜20a可以对应四列像素，四列像素分别用于显示四副视差图，如图9所示。

优选地，所述机构还可以包括驱动组件，该驱动组件用于驱动活塞杆33沿竖直方向上下移动，从而控制所述透明液体流入或流出缸筒31，使得所述透明液体充满或排出填充腔室50。

在本发明中，对驱动组件的具体结构并没有特殊的限制，只要可以驱动活塞杆33沿竖直方向上下移动即可。例如，所述驱动组件可以包括齿轮齿条结构。优选地，如图2和图3所示，所述驱动组件可以包括凸轮60，该凸轮60可旋转地设置在活塞杆33的下方，该活塞杆33的下端面与凸轮60的表面相接触。应当指出的是，活塞杆33的下端面可以与凸轮60的表面之间产生相对滑动。

本领域技术人员应当理解的是，凸轮60的外表面上的各个点与凸轮60的旋转中心之间的距离并不是处处相等，所以随着凸轮60的旋转，活塞杆33可以向上或向下移动。

如图2和图3所示，在本发明所提供的实施方式中，凸轮60的旋转中心为O，点a为凸轮60外表面上距离旋转中心O最远的点，其中，点a与旋转中心O之间的距离为d1，点b为凸轮60外表面上距离旋转中心O最近的点，其中，点b与旋转中心O之间的距离为d2（d1＞d2）。

如图2所示，当需要进行平面显示时，凸轮60的外表面上距离凸轮60的旋转中心O最远的点a与活塞杆33的底部相接触，以使活塞32处于最高的位置，在此位置处，活塞竖直部32b将所述第一下通孔31b封闭。需要进行平面显示时，将凸轮60保持这种状态，凸轮60可以支撑活塞杆33，防止活塞32下行。

需要切换为立体显示时，转动凸轮60，点a向下移动，活塞杆33在自身重力以及缸筒31内透明液体重力作用下下行，透明液体回到缸筒31内，当需要实现立体显示时，如图3所示，凸轮60的外表面上距离凸轮60的旋转中心最近的点b与活塞杆33的底部相接触，以使活塞32处于最低的位置，并且凸轮60支撑活塞杆33，可以防止活塞杆33进一步下行。

当活塞杆33下行时，依靠的是活塞32以及缸筒31内透明液体的重力，无需其他外力，从而节约了电能。并且，只需利用电机等驱动元件驱动凸轮60转动即可。包括凸轮60的驱动组件结构简单，从而可以节约安装空间，降低所述机构的总体尺寸。

如图9和图10所示，作为本发明的另一个方面，提供一种显示装置，该显示装置包括显示面板40，其中，所述显示装置还包括本发明所提供的上述柱透镜组件，该柱透镜组件设置在显示面板40上。

应当指出的是，此处所述的“柱透镜组件设置在显示面板上”并非指所述柱透镜组件设置在显示面板的上方，而是指柱透镜组件与显示面板40配合使用，射入显示面板40或者从显示面板40射出的光线可以经过所述柱透镜组件。

在本发明中，对柱透镜组件的设置位置并没有特殊的限制。例如，可以将柱透镜组件的安装面21设置在显示面板40的出光面一侧。再例如，当显示面板40为液晶显示面板时，所述显示装置还包括背光源，可以将所述柱透镜组件设置在显示面板40的出光面一侧，也可以将所述柱透镜组件设置在背光源与显示面板的入光面之间。

可以根据显示面板40的具体形式确定将柱透镜组件设置在显示面板40的出光面一侧还是显示面板的入光面一侧。

优选地，柱透镜阵列20中的每个柱透镜20a的长度方向与显示装置中的显示面板显示区域的高度（此处所述的“高度”方向是指图2和图3中的“上、下”方向）方向一致。优选地，所述柱透镜组件的柱透镜阵列20的每个柱透镜20a的宽度与显示面板40的两列像素的宽度相匹配。优选地，所述柱透镜组件的柱透镜阵列20的每个柱透镜20a的宽度与显示面板40的四列像素的宽度相匹配。

本发明所提供的上述显示装置可实现2D/3D切换，所述柱透镜组件中的填充腔室内充满所述透明液体，显示装置实现2D显示（即，平面显示）；所述柱透镜组件中的所述填充腔室内的所述透明液体排空，显示装置实现3D显示（即，立体显示）。

容易理解的是，本发明所提供的显示装置的立体显示效果为裸眼3D效果。

可以将所述实现平面显示与立体显示切换的机构设置在所述显示装置的壳体中。

利用本发明所提供的机构对显示装置的平面显示模式和立体显示模式进行转换时，只需使得透明液体在填充腔室50或储液槽30之间流动即可，无需扭曲柱透镜阵列，也无需施加驱动电场，操作简单容易实现，并且所述机构结构简单，成本较低。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种柱透镜组件，其特征在于，包括柱透镜阵列、闭合罩和储液槽，所述柱透镜阵列与所述闭合罩之间形成填充腔室，所述填充腔室与所述储液槽连通，所述储液槽用于存储透明液体，所述透明液体的折射率与所述柱透镜阵列的折射率相同，所述透明液体能够在所述储液槽和所述填充腔室之间流动，且能够充满所述填充腔室；其中，

所述柱透镜阵列包括平行设置的多个凸透镜，所述多个凸透镜的凸面朝向一致，以形成所述柱透镜阵列的凸面，所述闭合罩包括透明的罩顶壁、与所述罩顶壁连接的罩侧壁和与罩顶壁相对的开口，所述柱透镜阵列设置在所述闭合罩的所述开口中，所述柱透镜阵列的凸面与所述闭合罩的所述罩顶壁、所述罩侧壁形成所述填充腔室；

所述储液槽包括缸筒、活塞和活塞杆，所述缸筒上设置有第一通孔，所述闭合罩上设置有与所述第一通孔连通的第二通孔，所述活塞设置在所述缸筒中，所述透明液体能够存储在所述活塞与所述缸筒之间的空腔中，所述活塞杆设置在所述活塞上，通过操作所述活塞杆能够使所述透明液体在所述储液槽和所述填充腔室之间流动。

2.根据权利要求1所述的柱透镜组件，其特征在于，所述第二通孔设置在所述闭合罩的所述罩侧壁上。

3.根据权利要求2所述的柱透镜组件，其特征在于，所述第二通孔设置在所述罩侧壁的下部，所述储液槽设置在所述填充腔室的下方，使得所述透明液体能够在自身的重力作用下流入所述储液槽。

4.根据权利要求2所述的柱透镜组件，其特征在于，所述第二通孔包括第二上通孔和第二下通孔，所述储液槽还包括上连通管和下连通管，所述第二上通孔位于所述罩侧壁的上部，所述第二下通孔位于所述罩侧壁的下部，所述第二上通孔通过所述上连通管与所述第一通孔相连，所述第二下通孔通过所述下连通管与所述第一通孔相连，所述储液槽设置在所述填充腔室的下方，使得所述透明液体能够在自身的重力作用流入所述储液槽。

5.根据权利要求4所述的柱透镜组件，其特征在于，所述罩侧壁包括上壁、下壁、左壁和右壁，所述左壁和所述右壁连接所述上壁和所述下壁，第二上通孔设置在所述右壁的最上部，所述第二下通孔设置在所述右壁的最下部，所述上连通管包括与所述第二上通孔同轴设置的管水平部和与该管水平部相连的管竖直部，所述管竖直部与所述第一通孔相连。

6.根据权利要求4所述的柱透镜组件，其特征在于，所述第一通孔包括第一上通孔和第一下通孔，所述第一上通孔设置在所述缸筒的筒顶壁上，所述第一下通孔设置在所述缸筒的筒侧壁上，所述第一下通孔通过所述下连通管与所述第二下连通孔相连，所述第一上通孔与所述上连通管的竖直部相连，当所述透明液体充满所述填充腔室时，所述活塞能够将所述第一下通孔封闭。

7.根据权利要求6所述的柱透镜组件，其特征在于，所述第一下通孔设置在所述筒侧壁的顶部，所述活塞包括活塞水平部和活塞竖直部，所述活塞水平部与所述活塞杆相连，所述活塞竖直部从所述活塞水平部上朝向所述筒顶壁延伸，当所述透明液体充满所述填充腔室时，所述活塞竖直部能够将所述第一下通孔封闭。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的柱透镜组件，其特征在于，所述柱透镜组件包括驱动件，该驱动件用于驱动所述活塞杆移动，从而控制所述透明液体流入或流出所述缸筒，使得所述透明液体充满或排出所述填充腔室。

9.根据权利要求8所述的柱透镜组件，其特征在于，所述驱动件包括凸轮，所述凸轮可旋转地设置在所述活塞杆的下方，所述活塞杆的下端面与所述凸轮的表面相接触，且所述活塞杆的下端面能够与所述凸轮的表面之间产生相对滑动。

10.一种显示装置，包括显示面板，其特征在于，所述显示装置还包括根据权利要求1至9中任意一项所述的柱透镜组件，所述柱透镜组件设置在所述显示面板上。

11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括背光源，所述显示面板为液晶显示面板，所述背光源设置在所述显示面板的入光面一侧，所述柱透镜组件设置在所述液晶显示面板的出光面一侧；或者所述柱透镜组件设置在所述背光源的出光面与所述液晶显示面板的入光面之间。

12.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述柱透镜组件的柱透镜阵列中的每个柱透镜的宽度与所述显示面板的两列或四列像素的宽度相匹配。