CN110068932A - 一种时分复用的透明立体显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种时分复用的透明立体显示装置。该时分复用的透明立体显示装置由投影机、投影偏振片、聚合物分散液晶板及偏振光栅组成。投影机用于投射视差合成图像。所述投影偏振片将投影机投射的光线转化为线偏振光。偏振光栅由偏振片制备，其偏振方向与投影偏振片的偏振方向正交，其上蚀刻有透光狭缝。聚合物分散液晶板可在散射和透明两种状态间进行切换。当聚合物分散液晶板处于散射状态时，显示器可形成立体显示；当其处于透明状态时，观看者可以看到其后方的事物。时分复用地，所述聚合物分散液晶板在散射和透明两种状态间不断交替，观看者既可以看见立体图像又可以看见显示装置后方的事物，从而形成透明立体显示。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术，更具体地说，本发明涉及投影立体显示技术。
背景技术
3D显示技术是可以实现立体场景真实再现的一种显示技术，其可以为人眼分别提供不同的视差图像，从而使人产生立体视觉。通常立体显示由光栅和立体视差合成图像构成。通过精确耦合，立体视差合成图像像素可以被光栅投射到指定的方向，从而形成视点。当人眼分别处于不同视点时，左右眼可以分别看到不同的视差图像，从而产生立体视觉。为使立体显示图像和显示装置所处环境融为一体，本发明提出了一种时分复用的透明立体显示装置。该显示装置可在显示立体图像的同时，使观看者看到显示装置后方的事物。
发明内容
本发明提出了一种时分复用的透明立体显示装置。附图1为该时分复用的透明立体显示装置的结构示意图。该时分复用的透明立体显示装置由投影机、投影偏振片、聚合物分散液晶板及偏振光栅组成。所述投影机用于投射视差合成图像。所述投影偏振片置于投影机之前，用于将投影机投射的光线转化为线偏振光。所述聚合物分散液晶板可在散射和透明两种状态间进行切换。所述偏振光栅由偏振片制备而成，其偏振方向与投影偏振片的偏振方向正交，其上蚀刻有透光狭缝。当所述聚合物分散液晶板处于散射状态时，由所述投影机投射的视差合成图像将成像于聚合物分散液晶板上，此时，成像于所述聚合物分散液晶板上的视差合成图像可由偏振光栅的透光狭缝调制，在不同的水平空间方向上形成视点。观看者可在每个视点上分别看到一幅视差图像。当所述聚合物分散液晶板处于透明状态时，观看者无法看到视差合成图像，但可以看到所述偏振光栅及所述聚合物分散液晶板后方的事物。时分复用地，所述聚合物分散液晶板在散射和透明两种状态间不断交替，观看者既可以看见立体图像又可以看见显示装置后方的事物，从而形成透明立体显示。
可选地，所述偏振光栅的透光狭缝可替换为针孔阵列。
可选地，当所述投影机可直接投射偏振光时，所述投影偏振片可移除。
可选地，所述投影机和所述投影偏振片可放置于所述偏振光栅一侧。
可选地，偏振光栅和聚合物分散液晶板上可设置透光开口以提高透明显示状态下的光效率。
本发明中，由于所述聚合物分散液晶板在散射和透明两种状态间不断交替，观看者既可以看见立体图像又可以看见显示装置后方的事物，从而形成透明立体显示。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中聚合物分散液晶板的原理示意图。
图3为本发明实现立体显示的示意图。
图4为本发明实现透明显示的示意图。
图标：010-时分复用的透明立体显示装置；100-投影机；200-投影偏振片；300-聚合物分散液晶板；400-偏振光栅； 020-聚合物分散液晶板光路；030-立体显示光路；040-透明显示光路。
应该理解上述附图只是示意性的，并没有按比例绘制。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
实施例
图1为本实施例提供的时分复用的透明立体显示装置010的结构示意图。图中x坐标表示空间中的水平方向，y坐标表示空间中的垂直方向，z表示与x-y平面垂直的方向。请参照图1，本实施例提供一种时分复用的透明立体显示装置010，其包括投影机100、投影偏振片200、聚合物分散液晶板300及偏振光栅400。所述投影机100用于投射视差合成图像。所述投影偏振片200置于投影机100之前，其偏振方向为水平偏振方向，用于将投影机100投射的光线转化为水平偏振光。所述聚合物分散液晶板300可在散射和透明两种状态间进行切换。所述偏振光栅400由偏振片制备而成，其偏振方向为垂直偏振方向，其上蚀刻有透光狭缝。
下面对本实施例提供的时分复用的透明立体显示装置010进行进一步说明。
本实施例中，投影机100用于投射视差合成图像，其所投射的视差合成图像的光线经投影偏振片200后转化为水平偏振光。该视差合成图像可被投射至聚合物分散液晶板300位置处。
聚合物分散液晶板300上下两层聚合物材料上设置有电极，电极之间设置有均匀分布的液晶微粒，可在散射和透明两种状态间进行切换。聚合物分散液晶板光路020可参考图2。当在聚合物分散液晶板300的电极上不施加电压时，电极间不能形成有规律的电场，液晶微粒的光轴取向随机，呈现无序状态，其有效折射率不与聚合物的折射率匹配，入射光线被强烈散射。当在电极间施加电压时，液晶微粒的折射率与聚合物的折射率基本匹配，聚合物液晶板300呈透明状，入射光不会发生散射。
时分复用的透明立体显示装置010的立体显示光路030请参考图3。当聚合物分散液晶板300处于散射状态时，由所述投影机100投射的视差合成图像将成像于聚合物分散液晶板300上。该视差合成图像的光线因投影偏振片200的作用，处于水平偏振状态，而所述偏振光栅400的偏振方向为垂直方向，水平偏振方向的光线仅能从所述偏振光栅400的透光狭缝中出射，故而形成狭缝光栅分光结构。此时，成像于所述聚合物分散液晶板300上的视差合成图像上，不同位置的像素可由此狭缝光栅分光结构投射到不同的空间方向，从而在不同的水平空间方向上形成视点。观看者可在每个视点上分别看到一幅视差图像。当人眼分别处于不同视点时，左右眼可以分别看到不同的视差图像，从而产生立体视觉。
时分复用的透明立体显示装置010的透明显示光路040请参考图4。当聚合物分散液晶板300处于透明状态时，由所述投影机100投射的视差合成图像光线在经过聚合物分散液晶板300时，将按照直线进行传播。当人眼不处于光线传播路径时，将无法看到由所述投影机100投射的视差合成图像。同时，由于聚合物分散液晶板300处于透明状态，来自所述偏振光栅400及所述聚合物分散液晶板300后方事物的光线其水平偏振分量及垂直偏振分量均可通过偏振光栅400的透光狭缝，同时来自所述偏振光栅400及所述聚合物分散液晶板300后方事物的光线其垂直偏振分量可通过偏振光栅400上的偏振片。因此，观看者可直接观看到所述偏振光栅400及所述聚合物分散液晶板300后方的事物。
时分复用地，所述聚合物分散液晶板300在散射和透明两种状态间不断交替，观看者既可以看见立体图像又可以看见显示装置后方的事物，从而形成透明立体显示。
Claims (5)
1.一种时分复用的透明立体显示装置，其特征在于：该时分复用的透明立体显示装置由投影机、投影偏振片、聚合物分散液晶板及偏振光栅组成，所述投影机用于投射视差合成图像，所述投影偏振片置于投影机之前，用于将投影机投射的光线转化为线偏振光，所述聚合物分散液晶板可在散射和透明两种状态间进行切换，所述偏振光栅由偏振片制备而成，其偏振方向与投影偏振片的偏振方向正交，其上蚀刻有透光狭缝，当所述聚合物分散液晶板处于散射状态时，由所述投影机投射的视差合成图像将成像于聚合物分散液晶板上，此时，成像于所述聚合物分散液晶板上的视差合成图像可由偏振光栅的透光狭缝调制，在不同的水平空间方向上形成视点，观看者可在每个视点上分别看到一幅视差图像，当所述聚合物分散液晶板处于透明状态时，观看者无法看到视差合成图像，但可以看到所述偏振光栅及所述聚合物分散液晶板后方的事物，时分复用地，所述聚合物分散液晶板在散射和透明两种状态间不断交替，观看者既可以看见立体图像又可以看见显示装置后方的事物，从而形成透明立体显示。
2.如权利要求1所述的一种时分复用的透明立体显示装置，其特征在于：所述偏振光栅的透光狭缝可替换为针孔阵列。
3.如权利要求1所述的一种时分复用的透明立体显示装置，其特征在于：当所述投影机可直接投射偏振光时，所述投影偏振片可移除。
4.如权利要求1所述的一种时分复用的透明立体显示装置，其特征在于：所述投影机和所述投影偏振片可放置于所述偏振光栅一侧。
5.如权利要求1所述的一种时分复用的透明立体显示装置，其特征在于：所述偏振光栅和所述聚合物分散液晶板上可设置透光开口。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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