CN106842883B - 全息显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种全息显示装置，其配置为在一收折状态和一使用状态间转换，其包括第一基板和第二基板、显示屏、多块全息板以及连接组件；显示屏设于第一基板的一第一表面；多块全息板可滑动且可转动地设于第二基板的一第二表面；连接组件连接于第一基板与第二基板之间；其中，收折状态下，全息板贴合于第二表面，且第一基板与第二基板组合为一整体结构；使用状态下，多块全息板在第二表面上共同组立形成一棱台结构，棱台结构的远离第二基板的顶部支承于第一基板的第一表面。本发明基于全息板与两块基板的折叠设计以及连接组件的设置，可实现多视角观看功能的基础上，使装置能够便于打开、收折和携带，提高便携性的同时实现了装置的小型化。

Description

全息显示装置

技术领域

本发明涉及全息显示终端技术领域，具体而言，涉及一种全息显示装置。

背景技术

全息成像技术也称为三维全息影像技术，其是由透明材料制成的四面椎体或四面棱台，通过表面镜射和反射，使观众能够从任何一面看到锥形空间里自由漂浮的影像和图形。不需要佩戴任何观看设备，在完全裸眼的情况下可以观看3D幻影立体显示效果，给人以视觉上的冲击，具有强烈的纵深感。

现有的全息显示设备通常由四块全息膜围成四棱锥或四棱台结构，可用于展览展示，这种结构的设备虽然能够实现全息立体影像，但由于其体积较大，携带起来相当不便。另一种现有的全息显示设备是设计为一款Z字形折叠设计的全息显示器。然而，该全息显示器仅可由一个方向观看，且整体结构较为厚重，不符合现代光电设备设计中的轻薄化的主流趋势。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种可以供多个视角方向观看且轻薄便于携带的全息显示装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供一种全息显示装置，其中，所述全息显示装置配置为在一收折状态和一使用状态间转换，其包括：第一基板和第二基板、显示屏、多块全息板以及连接组件；所述显示屏设于所述第一基板的一第一表面；多块所述全息板可滑动且可转动地设于所述第二基板的一第二表面；所述连接组件连接于所述第一基板与所述第二基板之间；其中，收折状态下，所述全息板贴合于所述第二表面，且所述第一基板与所述第二基板组合为一整体结构；使用状态下，多块所述全息板在所述第二表面上共同组立形成一棱台结构，所述棱台结构的远离所述第二基板的顶部支承于所述第一基板的所述第一表面。

根据本发明的其中一个实施方式，每块所述全息板具有在使用状态下对应于所述第一基板的第一边；所述全息显示装置还包括拉环，所述拉环具有多条侧边，多块所述全息板的所述第一边分别可转动地连接于所述拉环的多条所述侧边。

根据本发明的其中一个实施方式，每块所述全息板的所述第一边上固定有固定板，所述固定板通过枢转件连接于所述拉环。

根据本发明的其中一个实施方式，所述全息板具有连接于所述第二基板的第二边，所述第二基板的所述第二表面设有多组滑道，各所述全息板的所述第二边分别可滑动地设于多组所述滑道。

根据本发明的其中一个实施方式，所述全息板的所述第二边通过枢转件设有滑轮，所述滑轮与所述滑道配合，而使所述全息板可滑动且可转动地连接于所述第二基板。

根据本发明的其中一个实施方式，所述第二基板上设有多组弹性限位机构，以在多块所述全息板共同组立形成棱台结构时，限制所述全息板的下滑。

根据本发明的其中一个实施方式，所述第一基板具有开槽，收折状态下，所述第二基板容置于所述开槽内，且所述连接组件连接于所述开槽内部与所述第二基板之间。

根据本发明的其中一个实施方式，所述显示屏为多块，在使用状态下，多块所述显示屏分别对应于多块所述全息板的上方。

根据本发明的其中一个实施方式，所述连接组件包括至少一块柔性连接板和一个卷轴，所述卷轴设于所述第一基板和所述第二基板的其中之一，所述柔性连接板一端连接于所述第一基板和所述第二基板的其中另一，另一端可伸缩地连接于所述卷轴；或者，所述连接组件包括至少一块柔性连接板和两个卷轴，两个所述卷轴分别设于所述第一基板和所述第二基板，所述柔性连接板两端分别可伸缩地连接于两个所述卷轴。

根据本发明的其中一个实施方式，所述卷轴内设有弹性件，以在所述柔性连接板由所述卷轴拉出时向所述柔性连接板施加一弹性回复力。

由上述技术方案可知，本发明提出的全息显示装置的优点和积极效果在于：

本发明提出一种全息显示装置，基于全息板与两块基板的折叠设计以及连接组件的设置，本发明在可实现多视角观看功能的基础上，使装置能够便于打开、收折和携带，提高便携性的同时实现了装置的小型化，有利于全息显示装置适应相关领域内的小型化趋势。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施方式的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种全息显示装置在收折状态时的立体结构示意图；

图2是图1示出的全息显示装置在使用状态时的立体结构示意图；

图3是图1示出的全息显示装置在打开状态时的立体结构示意图；

图4是图1示出的全息显示装置在打开状态时的另一立体结构示意图；

图5是根据另一示例性实施方式示出的一种全息显示装置在使用状态时的立体结构示意图；

图6是图5示出的全息显示装置在收折状态时的立体结构示意图；

图7是图5示出的全息显示装置在打开状态时的立体结构示意图；

图8是图5示出的全息显示装置在打开状态时的另一立体结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

110.第一基板；

111.外边框；

120.第二基板；

121.滑道；

122.滑轮；

123.弹性限位机构；

130.显示屏；

140.全息板；

141.固定板；

151.柔性连接板；

152.卷轴；

160.拉环；

210.第一基板；

211.第一边框；

212.第二边框；

213.开槽；

220.第二基板；

221.滑道；

222.滑轮；

223.弹性限位机构；

230.显示屏；

240.全息板；

251.柔性连接板；

252.卷轴；

260.拉环。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本发明。

在对本发明的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“上”、“下”、“之间”、“侧”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。

实施方式一

参阅图1，图1中代表性地示出了能够体现本发明的原理的全息显示装置的立体结构示意图，具体示出该全息显示装置在一收折状态时的立体结构。在该示例性实施方式中，本发明提出的全息显示装置是以360°观看视角的全息显示器为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本发明应用为其他类型的全息显示设备，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本发明提出的全息显示装置的原理的范围内。

如图1所示，在本实施方式中，本发明提出的全息显示装置主要包括第一基板110和第二基板120、显示屏130、四块全息板140以及连接组件。配合参阅图2至图4，图2中代表性地示出了该全息显示装置在一使用状态时的立体结构示意图；图3中代表性地示出了该全息显示装置在一打开状态时的立体结构示意图；图4中代表性地示出了该全息显示装置在打开状态时的另一立体结构示意图。以下结合上述附图，对本发明提出的全息显示装置的各主要部分进行详细说明。

如图1和图2所示，在本实施方式中，本发明提出的全息显示装置是配置为可在一收折状态和一使用状态之间转换，且其另具有一打开状态。其中，在收折状态下，第一基板110与第二基板120组合为一个整体结构，在使用状态下，第一基板110与第二基板120相互平行且上下间隔对应，各块全息板140共同组立形成一棱台结构，该棱台结构支撑在第一基板110与第二基板120之间。在本实施方式中，配合附图所示，是以使用状态或收折状态时，第一基板110位于第二基板120上方为例进行说明的。然而，基于全息显示装置的显像原理，第一基板110与第二基板120的相对位置并不受上述实施方式限制。

如图3和图4所示，在本实施方式中，显示屏130是设置在第一基板110上。具体而言，显示屏130可以设置在第一基板110的一第一表面，该第一表面即为第一基板110在使用状态或收折状态时朝向第二基板120的一表面。或者，显示屏130亦可设置在第一基板110的内部，并露出于该第一表面。再者，显示屏130可以选择为多块，例如图1和图2示出的四块。并且，多块显示屏130分别对应于多块全息板140，该部分内容将在以下的关于全息板140的内容中详细说明，在此暂不赘述。或者，显示屏130亦可选择为一块，例如图3和图4所示，且可嵌设在第一基板110的外边框111中并显露于第一基板110的第一表面。在其他实施方式中，显示屏130的数量和设置方式可以根据需求和加工条件等灵活调整，并不以此为限。

如图3和图4所示，在本实施方式中，各块全息板140分别设置在第二基板120的一第二表面上，该第二表面即为第二基板120在使用状态或收折状态时朝向第一基板110的一表面。其中，每块全息板140具有在使用状态时对应于第一基板110的第一边和对应于第二基板120的第二边。第二基板120的第二表面上设有多组滑道121，每组滑道121分别对应于一块全息板140。在本实施方式中，每组滑道121包括两根滑道121，两根滑道121分别对应于全息板140的第二边的两端部，且第二边的两端部分别设置有滑轮122，通过滑轮122与滑道121的配合，全息板140的第二边可滑动地设于对应的一组滑道121中。具体而言，该滑轮122可以通过枢转件设置在全息板140的第二边，而使全息板140可滑动且可转动地连接于滑道121。在其他实施方式中，亦可采用其他结构或组件替代上述滑轮122或滑道121，而实现全息板140可滑动且可转动地连接于第二基板120。例如，可在全息板140的第二边设置转轴，并将转轴的两端分别可滑动地卡设于两条滑道121中，从而实现全息板140的滑动和转动。

如图3和图4所示，在本实施方式中，各块全息板140在收折状态下是贴合于第二基板120的第二表面，以便于第一基板110与第二基板120组合为一整体结构。再者，通过上述全息板140的设计，可将全息板140设计为相同的等腰梯形，则各块全息板140在使用状态下是在第二基板120的第二表面上共同组立形成一棱台结构，该棱台结构的远离第二基板120的顶部(即尺寸较小一端)支承于第一基板110的第一表面。另外，上述等腰梯形的两个底角的角度可优选为45°，即棱台结构各侧面的倾斜度优选为45°，当然该角度亦可在0～90°之间灵活选择，并不以此为限。基于上述设计，显示屏130自其所在的第一基板110向第二基板120的方向发出成像光源，即，光是从全息板140组成的棱台结构的尺寸较小一端向尺寸较大一端发出，从而在棱台结构的内部形成全息影像，并可在棱台结构的四个侧面方向形成360°的观看视角。在其他实施方式中，基于全息成像的基本原理，全息板140的数量亦可为三块，且三块全息板140组合形成棱台结构的一部分，即三个侧面方向而形成的270°的观看视角。当然，基于全息成像的基本原理，当全息板140为一块或两块时亦可实现成像，即90°或180°的观看视角，但考虑到第一基板110与第二基板120之间的支承需要，如全息板140少于三块时，则可考虑增加可收折的辅助支承组件，可根据实际情况灵活选择，在此不予赘述。

进一步地，如图1、图3和图4所示，在本实施方式中，第二基板120上设置有多组弹性限位机构123，以在多块全息板140共同组立形成棱台结构时，限制全息板140的下滑。具体而言，可在各条滑道121的相同设定位置上分别设置弹性限位机构123，亦可在每组滑道121的其中至少一条的相同位置上分别设置弹性限位机构123。另外，基于弹性限位机构123的设计，当全息显示装置使用完毕时，将显示屏取下，可轻按拉环给四块全息板140施加压力力，从而克服弹性限位机构123的弹性力，使全息板140回到水平位置(如图3所示)，从而将全息显示器闭合。另外，可通过调整弹性限位机构123的材质或结构等，对其弹性力进行调整，从而适应不同使用者的施力习惯。

如图3和图4所示，在本实施方式中，拉环160具有多条侧边，且每块全息板140的第一边分别可转动地连接于拉环160的一条侧边。通过上述设计，能够使各全息板140的第一边在收折状态和使用状态下以及提升和下落过程中均保持相对固定的位置，同时便于使用者对全息板140进行提拉而组立棱台结构。具体而言，每块全息板140的第一边上固定有固定板141，固定板141则通过枢转件连接于拉环160。

在本实施方式中，连接组件是连接在第一基板110与第二基板120之间，以在组立全息板140的过程或者其他任何使用或携带过程中，使第一基板110与第二基板120始终通过连接组件连接在一起，且连接组件具有柔性材质的连接件，以避免对第一基板110和第二基板120的使用造成影响。通过上述设计，使得全息显示装置的便携性大幅提升。

具体而言，如图1至图4所示，在本实施方式中，连接组件主要包括一块柔性连接板151和两个卷轴152。其中，柔性连接板151由柔性材质制成，可适应由第一基板110和第二基板120各种相对位置变化带来的弯曲和扭转。两个卷轴152分别设置在第一基板110和第二基板120的侧边(本实施方式中优选为第一基板110和第二基板120在使用状态或收折状态下相同一侧的两侧边)，以收卷柔性连接板151对应于第一基板110和第二基板120的两端部。进一步地，卷轴152内设有弹性件，以在柔性连接板151由卷轴152拉出时向柔性连接板151施加一弹性回复力，即，该卷轴152可以选用类似易拉宝的结构。通过上述设计，不仅实现了任何状态下第一基板110与第二基板120的连接，同时能够在收折状态下将柔性连接板151收卷至最小状态，向使用者提供更加便携的使用体验。

需要说明的是，柔性连接板151并不限于本实施方式的附图示出的一整块柔性材料的形式。在其他实施方式中，柔性连接板151亦可为间隔分布的多条。另外，卷轴152的数量亦可为一个，当采用这种设计时，卷轴152可以选择性地设置在第一基板110或者第二基板120的侧边，柔性连接板151则一端连接于卷轴152，另一端直接连接于第二基板120或者第一基板110的侧边。进一步地，连接组件亦不限于上述柔性连接板151和卷轴152的组合，而可灵活选用例如铰链等结构。

实施方式二

参阅图5，图5中代表性地示出了能够体现本发明的原理的全息显示装置的另一示例性实施方式的立体结构示意图，具体示出该全息显示装置在一使用状态时的立体结构。在该示例性实施方式中，本发明提出的全息显示装置是以270°观看视角的全息显示器为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本发明应用为其他类型的全息显示设备，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本发明提出的全息显示装置的原理的范围内。

如图5所示，在本实施方式中，本发明提出的全息显示装置主要包括第一基板210和第二基板220、显示屏230、三块全息板240以及连接组件。配合参阅图6至图8，图6中代表性地示出了该全息显示装置在收折状态时的立体结构示意图；图7中代表性地示出了该全息显示装置在打开状态时的立体结构示意图；图8中代表性地示出了该全息显示装置在打开状态时的另一立体结构示意图。其中，本实施方式中的全息显示装置的各部分结构与连接关系与第一实施方式大致相同，主要的区别将结合上述附图，在以下内容中详细说明。

如图5和图6所示，在本实施方式中，全息显示装置与第一实施方式相似，是配置为可在收折状态和使用状态之间转换，且其另具有打开状态。其中，在收折状态下，第一基板210与第二基板220组合为一个整体结构，在使用状态下，第一基板210与第二基板220相互平行且上下间隔对应，三块全息板240共同组立形成一棱台结构(实际上为棱台结构的三个侧面)，该棱台结构支撑在第一基板210与第二基板220之间。在本实施方式中，配合附图所示，是以使用状态或收折状态时，第二基板220位于第一基板210上方为例进行说明的。然而，基于全息显示装置的显像原理，第一基板210与第二基板220的相对位置并不受上述实施方式限制。

如图3至图6所示，在本实施方式中，第一基板210和第二基板220的配置方式与第一实施方式有所区别。其中，第一基板210包括第一边框211和第二边框212，且第一边框211与第二边框212之间形成有一开槽213。在收折状态下，第二基板220是插置并容纳于该开槽213内。另外，显示屏230的配置方式亦可参考第一实施方式，且具体可设置于(或露出于)第一边框211的表面，即上述的第一表面。

如图5和图6所示，在本实施方式中，连接组件连接于开槽213内部与第二基板220之间，其与第一实施方式中连接组件的配置方式大致相同，即包括柔性连接板251和卷轴252。具体而言，卷轴252可以为至少一个，且设于开槽213内部与第二基板220侧边的至少其中之一。

如图5和图6所示，在本实施方式中，各块全息板240的配置方式与第一实施方式大致相同。即，第二基板220的第二表面设有滑道221，全息板240的第二边通过滑轮222与滑道221滑动配合，且全息板240是可滑动且可转动地连接在第二基板220的第二表面上。滑道221上设有弹性限位机构223，与第一实施方式的对应结构大致相同。其中，本实施方式中是以三块全息板240的设计进行说明，三块全息板240提升后共同形成棱台结构的三个侧面，即实现270°的全息观看视角。另外，上述棱台结构的开口一侧面即对应于第二基板220的连接有柔性连接板251的侧边。进一步地，可将与该开口侧面邻接的两块全息板240设计为直角梯形的形状，且这两块全息板240的呈直角的侧边均对应并于平齐于第二基板220的连接有柔性连接板251的侧边。基于上述设计，使得棱台结构的开口一侧面(即对应于第二基板220的连接有柔性连接板251的侧边的一侧面)是垂直于第二基板220，且邻接于上述侧边，则在使用状态下，柔性连接板251是大致贴合于该棱台结构的开口一侧，即封闭该开口，从而避免对棱台结构内的成像造成干扰。

如图5和图6所示，在本实施方式中，拉环260的配置方式与第一实施方式大致相同，但由于本实施方式是以三块全息板240进行说明，则各块全息板240的第一边分别可转动地连接于拉环260的三个侧边。另外，拉环260可以不限于四条侧边的封闭环形结构，亦可为分别与三块全息板240的第一边对应的开放式结构，例如“凵”型结构，并不以此为限。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的全息显示装置仅仅是能够采用本发明原理的许多种全息显示装置中的部分示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的全息显示装置的任何细节或全息显示装置的任何部件。

综上所述，通过对本发明提出的全息显示装置的不同实施方式的详细说明，可知本发明的有益效果在于：本发明提出的全息显示装置是基于全息板与两块基板的折叠设计(或抽插设计)以及连接组件的设置，本发明在可实现多视角观看功能的基础上，使装置能够便于打开、收折和携带，提高便携性的同时实现了装置的小型化，有利于全息显示装置适应相关领域内的小型化趋势。

以上详细地描述和/或图示了本发明提出的全息显示装置的示例性实施方式。但本发明的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

虽然已根据不同的特定实施例对本发明提出的全息显示装置进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本发明的实施进行改动。

Claims (9)

1.一种全息显示装置，其特征在于，所述全息显示装置配置为在一收折状态和一使用状态间转换，其包括：

第一基板和第二基板；

显示屏，设于所述第一基板的一第一表面；

多块全息板，可滑动且可转动地设于所述第二基板的一第二表面；以及

连接组件，连接于所述第一基板与所述第二基板之间，所述连接组件包括至少一块柔性连接板和一个卷轴，所述卷轴设于所述第一基板和所述第二基板的其中之一，所述柔性连接板一端连接于所述第一基板和所述第二基板的其中另一，另一端可伸缩地连接于所述卷轴；

或者，所述连接组件包括至少一块柔性连接板和两个卷轴，两个所述卷轴分别设于所述第一基板和所述第二基板，所述柔性连接板两端分别可伸缩地连接于两个所述卷轴；

其中，收折状态下，所述全息板贴合于所述第二表面，且所述第一基板与所述第二基板组合为一整体结构；使用状态下，多块所述全息板在所述第二表面上共同组立形成一棱台结构，所述棱台结构的远离所述第二基板的顶部支承于所述第一基板的所述第一表面，所述棱台结构支撑在所述第一基板与所述第二基板之间。

2.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，每块所述全息板具有在使用状态下对应于所述第一基板的第一边；所述全息显示装置还包括拉环，所述拉环具有多条侧边，多块所述全息板的所述第一边分别可转动地连接于所述拉环的多条所述侧边。

3.根据权利要求2所述的全息显示装置，其特征在于，每块所述全息板的所述第一边上固定有固定板，所述固定板通过枢转件连接于所述拉环。

4.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，所述全息板具有连接于所述第二基板的第二边，所述第二基板的所述第二表面设有多组滑道，各所述全息板的所述第二边分别可滑动地设于多组所述滑道。

5.根据权利要求4所述的全息显示装置，其特征在于，所述全息板的所述第二边通过枢转件设有滑轮，所述滑轮与所述滑道配合，而使所述全息板可滑动且可转动地连接于所述第二基板。

6.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，所述第二基板上设有多组弹性限位机构，以在多块所述全息板共同组立形成棱台结构时，限制所述全息板的下滑。

7.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，所述第一基板具有开槽，收折状态下，所述第二基板容置于所述开槽内，且所述连接组件连接于所述开槽内部与所述第二基板之间。

8.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，所述显示屏为多块，在使用状态下，多块所述显示屏分别对应于多块所述全息板的上方。

9.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，所述卷轴内设有弹性件，以在所述柔性连接板由所述卷轴拉出时向所述柔性连接板施加一弹性回复力。

Images