CN110286516B - 一种狭缝节距可变的立体显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种狭缝节距可变的立体显示装置。该显示装置由液晶显示面板、光源、柱透镜光栅及多层聚合物分散液晶组成。光源、柱透镜光栅及多层聚合物分散液晶用于形成后置狭缝光栅。后置狭缝光栅可将液晶显示面板上的视差图像分别投射至不同的空间方向，从而形成视点。当人眼分处于不同的视点时，可以看到与之对应的视差图像，从而产生立体视觉。多层聚合物分散液晶由多层聚合物分散液晶层组成，可选择其中一层聚合物分散液晶层处于强散射状态，以控制后置狭缝光栅节距。不同的光栅节距可在不同的最佳观看距离上形成视点。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术，更具体地说，本发明涉及立体显示技术。
背景技术
立体显示装置可用于立体图像的显示。常见的立体显示装置由狭缝或柱透镜光栅、2D显示面板等元器件构成，其通过2D显示面板提供视差合成图像，并利用狭缝或柱透镜光栅分光作用实现立体图像显示。然而，传统立体显示装置难以光栅节距的调整，因此本发明提出了一种狭缝节距可变的立体显示装置，其通过利用液晶显示面板提供视差合成图像，并利用光源、柱透镜光栅及多层聚合物分散液晶形成后置狭缝光栅。其可通过多层聚合物分散液晶控制后置狭缝光栅节距，其可在不同的最佳观看距离上实现立体显示。
发明内容
本发明提出了一种狭缝节距可变的立体显示装置。附图1为该狭缝节距可变的立体显示装置的结构示意图。该狭缝节距可变的立体显示装置由液晶显示面板、光源、柱透镜光栅及多层聚合物分散液晶组成。
液晶显示面板、多层聚合物分散液晶、柱透镜光栅、光源前后依次放置。
其中，液晶显示面板用于提供视差合成图像，属于不同视点的视差合成图像按列在液晶显示面板上交替排列。
光源、柱透镜光栅及多层聚合物分散液晶用于形成后置狭缝光栅。光源射出的光线可通过柱透镜光栅在多层聚合物分散液晶上形成条纹。该条纹作为后置狭缝光栅将液晶显示面板上的视差图像分别投射至不同的空间方向，从而形成视点。
多层聚合物分散液晶由多层聚合物分散液晶层组成。当在聚合物分散液晶层的电极上施加电压时，聚合物分散液晶层呈透明态，光线经聚合物分散液晶层后的传输方向不发生改变。当在聚合物分散液晶层的电极上不施加电压时，聚合物分散液晶层呈强散射态，光线可被聚合物分散液晶层散射到各个方向。通过施加电压，可以选择其中一层聚合物分散液晶层处于强散射状态。则光源通过柱透镜光栅形成的条纹应处于该处于强散射状态的聚合物分散液晶层平面位置。
因光源出射光线经柱透镜光栅后的相似三角形几何关系，多层聚合物分散液晶中，不同的聚合物分散液晶层处于不同的空间位置，其所形成的条纹应具有不同的节距。则条纹形成的后置狭缝光栅将可在不同的最佳观看距离上形成视点。
当人左右眼分别处于不同视点位置时可以分别看到与之对应的视差图像，从而实现立体视觉。
优选地，多层聚合物分散液晶的厚度应远小于柱透镜光栅到多层聚合物分散液晶的距离，以使得多层聚合物分散液晶处于光源通过柱透镜光栅成像的像深范围内。
本发明中，由于可通过多层聚合物分散液晶控制后置狭缝光栅节距，则可以在不同的最佳观看距离上实现立体显示。
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为本发明中光源的投射方向示意图。
图3为本发明中后置狭缝光栅形成的原理图。
图4为本发明中的聚合物分散液晶层光路图。
图5为本发明实现较小观看距离的原理图。
图6为本发明实现较大观看距离的原理图。
图标：010-狭缝节距可变的立体显示装置；100-光源；200-柱透镜光栅；300-多层聚合物分散液晶；400-液晶显示面板；020-光源的投射方向；030-后置狭缝光栅的形成原理；310-第一聚合物分散液晶层；320-第二聚合物分散液晶层；330-第三聚合物分散液晶层；040-聚合物分散液晶层光路；050-较小观看距离形成原理；060-较大观看距离形成原理。
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为本实施例提供的狭缝节距可变的立体显示装置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，本实施例提供一种狭缝节距可变的立体显示装置010，其由液晶显示面板400、光源100、柱透镜光栅200及多层聚合物分散液晶400组成。
请参考图2，液晶显示面板400、多层聚合物分散液晶300、柱透镜光栅200、光源100前后依次放置，光源100发射的光线能依次通过柱透镜光栅200、多层聚合物分散液晶300及液晶显示面板400。
其中，液晶显示面板400用于提供视差合成图像，属于不同视点的视差合成图像按列在液晶显示面板上交替排列。
请参考图3，光源100、柱透镜光栅200及多层聚合物分散液晶300用于形成后置狭缝光栅。多层聚合物分散液晶300的厚度T远小于柱透镜光栅200到多层聚合物分散液晶300的距离D，从而多层聚合物分散液晶300处于光源100通过柱透镜光栅200成像的像深范围内。光源100发射的光线可经柱透镜光栅200上的柱透镜聚焦后进行汇聚，汇聚后的光束可到达多层聚合物分散液晶300，从而形成条纹。该条纹可作为后置狭缝光栅，将液晶显示面板300上的视差图像分别投射至不同的空间方向，从而形成视点。
多层聚合物分散液晶300由多层聚合物分散液晶层组成。请参考图3，本实施例提供的狭缝节距可变的立体显示装置010具有3层聚合物分散液晶层310~330。
请参考图4，第一聚合物分散液晶层310与第二、第三聚合物分散液晶板320、330相同，其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。当在聚合物分散液晶板310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，聚合物分散液晶板310呈透明状，入射光不会发生散射。
通过施加电压，可以选择其中一层聚合物分散液晶层处于强散射状态。则光源100通过柱透镜光栅200形成的条纹应处于该处于强散射状态的聚合物分散液晶层平面位置。
请参考图3，因光源出射光线经柱透镜光栅后的相似三角形几何关系，多层聚合物分散液晶中，不同的聚合物分散液晶层处于不同的空间位置，其所形成的条纹应具有不同的节距。如，当第一聚合物分散液晶层310处于强散射状态，第二、第三聚合物分散液晶层320、330处于透明态时，光源100通过柱透镜光栅200形成的条纹应处于第一聚合物分散液晶层310平面位置，光束形成三角形ABC；当第三聚合物分散液晶层330处于强散射状态，第一、第二聚合物分散液晶层310、320处于透明态时，光源100通过柱透镜光栅200形成的条纹应处于第三聚合物分散液晶层330平面位置，光束形成三角形JKC。此时，三角形ABC相似于三角形JKC，且因第一聚合物分散液晶层310距离点C较远，故其上形成的条纹节距P1应大于第三聚合物分散液晶层330上的条纹节距P3。
请参考图5和图6，因条纹具备不同的节距，其作为后置狭缝光栅将可在不同的最佳观看距离上形成视点。
请参考图5，当第一聚合物分散液晶层310处于强散射状态，第二、第三聚合物分散液晶层320、330处于透明态时，因后置狭缝光栅的节距P1较大，且后置狭缝光栅到液晶显示面板的距离较小，其可将两幅视差图像的像素投射在较近位置处，形成视点1和视点2。
请参考图6，当第三聚合物分散液晶层330处于强散射状态，第一、第二聚合物分散液晶层310、320处于透明态时，因后置狭缝光栅的节距P3较小，且后置狭缝光栅到液晶显示面板的距离较大，其可将两幅视差图像的像素投射在较远位置处，形成视点3和视点4。
当人左右眼分别处于不同视点位置时可以分别看到与之对应的视差图像，从而实现立体视觉。
本实施例中，由于可通过多层聚合物分散液晶300控制后置狭缝光栅节距，则可以在不同的最佳观看距离上实现立体显示。
Claims (1)
1.一种狭缝节距可变的立体显示装置，其特征在于：
该狭缝节距可变的立体显示装置由液晶显示面板、光源、柱透镜光栅及多层聚合物分散液晶组成，液晶显示面板、多层聚合物分散液晶、柱透镜光栅、光源前后依次放置，其中，液晶显示面板用于提供视差合成图像，属于不同视点的视差合成图像按列在液晶显示面板上交替排列，光源、柱透镜光栅及多层聚合物分散液晶用于形成后置狭缝光栅，光源射出的光线可通过柱透镜光栅在多层聚合物分散液晶上形成条纹，该条纹作为后置狭缝光栅将液晶显示面板上的视差图像分别投射至不同的空间方向，从而形成视点，当人左右眼分别处于不同视点位置时可以分别看到与之对应的视差图像，从而实现立体视觉；多层聚合物分散液晶由多层聚合物分散液晶层组成，通过施加电压，可以选择其中一层聚合物分散液晶层处于强散射状态，光源通过柱透镜光栅形成的条纹应处于该处于强散射状态的聚合物分散液晶层平面位置，不同的聚合物分散液晶层处于不同的空间位置，其所形成的条纹具有不同的节距，则条纹形成的后置狭缝光栅因其节距不同，将可在不同的最佳观看距离上形成视点；多层聚合物分散液晶的厚度应远小于柱透镜光栅到多层聚合物分散液晶的距离。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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