CN106646906B - 一种降低3d串扰的裸眼显示面板、显示器及光学组件 - Google Patents

一种降低3d串扰的裸眼显示面板、显示器及光学组件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种降低3D串扰的裸眼显示面板、显示器及光学组件，所述显示面板包括用于发射第一偏光的显示层；用于将需要被看到的区域的第一偏光进行半波延迟，形成第二偏光的半波片；用于过滤所述第一偏光的偏光片；用于对透过所述偏光片的光进行处理，使其中至少部分光分别投射到两只眼睛的3D光学器件。本发明通过在显示层与3D光学装置之间增加半波片和偏光片，使不应进入左眼(或右眼)的右眼(或左眼)像素被阻挡，减少影像的串扰，从而改善立体显示器的3D显示效果。

Description

一种降低3D串扰的裸眼显示面板、显示器及光学组件
技术领域
本发明涉及3D显示技术领域，特别涉及一种降低3D串扰的裸眼显示面板、显示器及光学组件。
背景技术
随着裸眼3D显示的迅猛发展，它在虚拟现实技术、3D游戏、航空航天和生物分子等多个领域展现出了广阔的应用前景。图像显示器作为信息传递中人类接收外部信息的重要设备，3D显示器使用户可以直接看出图像中各物体的远近、纵深，获得更加全面直观的信息。传统的3D图像显示器需要用户佩戴偏振眼镜等辅助工具，限制了用户的其他活动，因此在很多场合不适用。
在目前的裸眼3D显示技术中，如图1所示，是通过在显示层10外加上3D光学器件20来实现裸眼3D显示。如图2所示，显示层10中的像素11、12、13和14呈矩阵排列；3D光学器件20中的光学器件基本单元21和22呈倾斜排列，以解决摩尔纹的问题。以左眼显示为例，像素11和13为左眼像素，像素12和14为右眼像素，理想状态下，通过光学器件基本单元21的只有左眼像素11和13；而实际情况下，右眼像素12和14的部分光也会透过光学器件基本单元21进入左眼，产生串扰现象，用户获得的3D立体效果会受到影响。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种降低3D串扰的裸眼显示面板、显示器及光学组件，能够使不应进入左眼(或右眼)的右眼(或左眼)像素被阻挡，减少影像的串扰，从而改善立体显示器的3D显示效果。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种降低3D串扰的裸眼显示面板，包括：
显示层，用于发射第一偏光；
半波片，用于将需要被看到的区域的第一偏光进行半波延迟，形成第二偏光；
偏光片，用于过滤所述第一偏光；
3D光学器件，用于对透过所述偏光片的光进行处理，使其中至少部分光分别投射到两只眼睛。
其中，所述显示层包括矩阵排列的分别对应左右眼的像素；
所述半波片包括矩阵排列的半波延迟区域和非延迟区域；
所述偏光片包括第一偏光区域和第二偏光区域；
其中，所述显示层的左眼像素、所述半波片的半波延迟区域以及所述偏光片的所述第一偏光区域在光路上对应，所述显示层的右眼像素、所述半波片的非延迟区域以及所述偏光片的所述第二偏光区域在光路上对应。
其中，所述半波片为光配向图形化半波片，所述偏光片为金属图形化偏光片。
其中，所述金属图形化偏光片的周期小于波长。
其中，所述金属图形化偏光片制作在3D光学器件上。
其中，所述3D光学器件是功能固定的或者功能可切换的。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是提供一种降低3D串扰的裸眼显示器，包括一种降低3D串扰的裸眼显示面板，所述显示面板包括：
显示层，用于发射第一偏光；
半波片，用于将需要被看到的区域的第一偏光进行半波延迟，形成第二偏光；
偏光片，用于过滤所述第一偏光；
3D光学器件，用于对透过所述偏光片的光进行处理，使其中至少部分光分别投射到两只眼睛。
其中，所述显示层包括矩阵排列的分别对应左右眼的像素；
所述半波片包括矩阵排列的半波延迟区域和非延迟区域；
所述偏光片包括第一偏光区域和第二偏光区域；
其中，所述显示层的左眼像素、所述半波片的半波延迟区域以及所述偏光片的所述可透第二偏光区域在光路上对应，所述显示层的右眼像素、所述半波片的非延迟区域以及所述偏光片的所述可透第一偏光区域在光路上对应。
其中，所述半波片为光配向图形化半波片，所述偏光片为金属图形化偏光片。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是提供一种用于裸眼显示的光学组件，包括：
半波片，包括形状与显示像素匹配且交替排列的半波延迟区域和非延迟区域，所述半波延迟区域被设置为将来自左眼像素的第一偏光进行半波延迟，形成第二偏光，所述非延迟区域直接通过来自右眼像素的第一偏光；
偏光片，包括偏光区域分布与3D光学器件中屈光分布匹配且交替排列的第一偏光区域和第二偏光区域，所述第一偏光区域被设置为仅透过来自所述半波片的第二偏光，所述第二偏光区域被设置仅透过来自所述半波片的第一偏光。
本发明通过在显示层与3D光学装置之间增加半波片和偏光片，使不应进入左眼(或右眼)的右眼(或左眼)像素被阻挡，在解决摩尔纹问题的同时减少影像的串扰，从而改善立体显示器的3D显示效果。
附图说明
图1是现有技术中3D显示面板的结构示意图；
图2是现有技术中3D显示面板的像素显示的结构示意图；
图3是本发明显示面板实施例的结构示意图；
图4是本发明显示面板实施例的结构示意图；
图5是本发明显示器实施例的结构示意图；
图6是本发明光学组件实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图3和图4，本发明显示面板实施例包括：
显示层200，用于发射第一偏光；
半波片300，用于将需要被看到的区域的第一偏光进行半波延迟，形成第二偏光；
偏光片400，用于过滤第一偏光；
3D光学器件500，用于对透过偏光片的光进行处理，使其中至少部分光分别投射到两只眼睛。
在本实施例中，显示层200包括矩阵排列的对应左眼的像素201和203，对应右眼的像素202和204；
半波片300包括矩阵排列的半波延迟区域301、303和非延迟区域302、304；
偏光片包括第一偏光区域401和第二偏光区域402；
其中，显示层200的左眼像素201和203、半波片300的半波延迟区域301和303以及偏光片400的第一偏光区域401在光路上对应，显示层200的右眼像素204、半波片300的非延迟区域304以及偏光片400的第二偏光区域402在光路上对应。
参见图4和图5，在本实施例中，以左眼像素的显示为例。首先，包括左眼像素201和203、右眼像素202和204的第一偏光从显示层200出发，到达半波片300；其中包括左眼像素201和203的第一偏光经过半波片300的半波延迟区域301和303，形成第二偏光，包括右眼像素202和204的第一偏光经过半波片300的非延迟区域302和304，仍为第一偏光；然后，包括右眼像素202和204的第一偏光和包括左眼像素201和203的第二偏光到达偏光片400，其中偏光片的第一偏光区域401仅能透过第二偏光，第二偏光区域402仅能透过第一偏光，因此，只有包括左眼像素201和203的第二偏光可以透过偏光片的第一偏光区域401，包括右眼像素202和204的第一偏光被第一偏光区域401阻挡；最后，包括左眼像素201和203的第二偏光经过3D光学器件500的光学器件基本单元501投射入用户的左眼中，实现左眼像素的显示，并且有效避免右眼像素进入用户的左眼中形成的串扰。
在本实施例中，半波片300为光配向图形化半波片，比一般的半波片能够实现更好的半波延迟的效果；偏光片400为金属图形化偏光片，比一般的偏光片能够实现更好的过滤效果。其中，金属图形化偏光片主要由AL或CR等金属制成，其周期小于波长。
需要说明的是，偏光片400可以单独成型，也可以制作在3D光学器件上，半波片300也同理；当然半波片300和偏光片400也可以一体成型，甚至整合入显示层200。
在本实施例中，若3D光学器件500的光学器件基本单元501竖直排列，其光栅结构与矩阵显示器配合形成自由立体显示器时，后置光栅在光源照明下会形成十分明显的光栅结构光场，与矩阵显示器的像素结构间产生摩尔纹；另外，对于前置光栅，由显示器图像层发出的光经前置光栅的反射也会形成十分明显的光栅结构光场，同样会与矩阵显示器的像素结构相互作用而产生摩尔纹。因此，3D光学器件500采用了倾斜排列的光学器件基本单元501，能够有效地避免摩尔纹的现象；对应地，偏光片400的第一偏光区域401、第二偏光区域402分布及其形状与3D光学器件500的光学器件基本单元501匹配，也就是说，偏光片400的第一偏光区域401、第二偏光区域402相对于显示层200的像素排列方向也是倾斜排列的，每一第一偏光区域401/第二偏光区域402与一光学器件基本单元501对应，比如都是长条型结构，位置重叠，因此，综合以上结构，可以有效地避免摩尔纹的现象的同时，能够取得更好的过滤效果。
在本实施例中，3D光学器件500可以为多种裸眼3D技术的光学器件，例如狭缝式光栅、点光栅或柱面透镜光栅等。其中，3D光学器件500是功能固定的或者功能可切换的。例如，普通的光栅结构的3D光学器件，仅能显示3D图像，是功能固定的。再例如，液晶的3D光学器件，通电后形成棱镜状，可以实现将2D图像的子像素投射到不同方向，使用户看到不同的子像素，形成裸眼3D的显示；不通电时，液晶的3D光学器件相当于一层透明薄膜，仍显示2D图像，因此，液晶的3D光学器件既可以显示2D图像又可以显示3D图像，是功能可切换的。
本发明通过在显示层与3D光学装置之间增加半波片和偏光片，使不应进入左眼(或右眼)的右眼(或左眼)像素被阻挡，在解决摩尔纹问题的同时减少影像的串扰，从而改善立体显示器的3D显示效果。
参见图3至图6，本发明显示器实施例包括一种降低3D串扰的裸眼显示面板100，所述显示面板100包括：
显示层200，用于发射第一偏光；
半波片300，用于将需要被看到的区域的第一偏光进行半波延迟，形成第二偏光；
偏光片400，用于过滤第一偏光；
3D光学器件500，用于对透过偏光片的光进行处理，使其中至少部分光分别投射到两只眼睛。
在本实施例中，显示层200包括矩阵排列的对应左眼的像素201和203，对应右眼的像素202和204；
半波片300包括矩阵排列的半波延迟区域301、303和非延迟区域302、304；
偏光片包括第一偏光区域401和第二偏光区域402；
其中，显示层200的左眼像素201和203、半波片300的半波延迟区域301和303以及偏光片400的第一偏光区域401在光路上对应，显示层200的右眼像素204、半波片300的非延迟区域304以及偏光片400的第二偏光区域402在光路上对应。
在本实施例中，半波片300为光配向图形化半波片，偏光片400为金属图形化偏光片。
本发明通过在显示层与3D光学装置之间增加半波片和偏光片，使不应进入左眼(或右眼)的右眼(或左眼)像素被阻挡，在解决摩尔纹问题的同时减少影像的串扰，从而改善立体显示器的3D显示效果。
参见图5，本发明光学组件实施例包括：
半波片300，包括形状与显示像素匹配且交替排列的半波延迟区域301、303和非延迟区域302、304，半波延迟区域301和303被设置为将来自左眼像素的第一偏光进行半波延迟，形成第二偏光，非延迟区域302和304直接通过来自右眼像素的第一偏光；
偏光片400，包括偏光区域分布与3D光学器件中屈光分布匹配且交替排列的第一偏光区域401和第二偏光区域402，第一偏光区域401被设置为仅透过来自半波片300的第二偏光，第二偏光区域被设置仅透过来自半波片300的第一偏光。
本发明通过在显示层与3D光学装置之间增加半波片和偏光片，使不应进入左眼(或右眼)的右眼(或左眼)像素被阻挡，在解决摩尔纹问题的同时减少影像的串扰，从而改善立体显示器的3D显示效果。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种降低3D串扰的裸眼显示面板，其特征在于，包括：
显示层，用于发射第一偏光；
半波片，用于将需要被看到的区域的第一偏光进行半波延迟，形成第二偏光；
偏光片，用于过滤所述第一偏光；
3D光学器件，用于对透过所述偏光片的光进行处理，使其中至少部分光分别投射到两只眼睛；
所述显示层包括矩阵排列的分别对应左右眼的像素；
所述半波片包括矩阵排列的半波延迟区域和非延迟区域；
所述偏光片包括第一偏光区域和第二偏光区域；
其中，所述显示层的左眼像素、所述半波片的半波延迟区域以及所述偏光片的所述第一偏光区域在光路上对应，所述显示层的右眼像素、所述半波片的非延迟区域以及所述偏光片的所述第二偏光区域在光路上对应。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，
所述半波片为光配向图形化半波片，所述偏光片为金属图形化偏光片。
3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述金属图形化偏光片的周期小于波长。
4.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述金属图形化偏光片制作在3D光学器件上。
5.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述3D光学器件是功能固定的或者功能可切换的。
6.一种降低3D串扰的裸眼显示器，其特征在于，包括一种降低3D串扰的裸眼显示面板，所述显示面板包括：
显示层，用于发射第一偏光；
半波片，用于将需要被看到的区域的第一偏光进行半波延迟，形成第二偏光；
偏光片，用于过滤所述第一偏光；
3D光学器件，用于对透过所述偏光片的光进行处理，使其中至少部分光分别投射到两只眼睛；
所述显示层包括矩阵排列的分别对应左右眼的像素；
所述半波片包括矩阵排列的半波延迟区域和非延迟区域；
所述偏光片包括第一偏光区域和第二偏光区域；
其中，所述显示层的左眼像素、所述半波片的半波延迟区域以及所述偏光片的所述第一偏光区域在光路上对应，所述显示层的右眼像素、所述半波片的非延迟区域以及所述偏光片的所述第二偏光区域在光路上对应。
7.根据权利要求6所述显示器，其特征在于，
所述半波片为光配向图形化半波片，所述偏光片为金属图形化偏光片。
8.一种用于裸眼显示的光学组件，其特征在于，包括：
半波片，包括形状与显示像素匹配且交替排列的半波延迟区域和非延迟区域，所述半波延迟区域被设置为将来自左眼像素的第一偏光进行半波延迟，形成第二偏光，所述非延迟区域直接通过来自右眼像素的第一偏光；
偏光片，包括偏光区域分布与3D光学器件中屈光分布匹配且交替排列的第一偏光区域和第二偏光区域，所述第一偏光区域被设置为仅透过来自所述半波片的第二偏光，所述第二偏光区域被设置仅透过来自所述半波片的第一偏光。
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