CN110908134A - 一种显示装置及显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种显示装置及显示系统，其中，显示装置包括：指向型显示结构和位于指向型显示结构出光侧的光学部件，光学部件用于对入射至光学部件的光进行汇聚，指向型显示结构包括多个子像素和为各子像素对应设置的光栅结构，光栅结构用于将光按照至少一个预设出光方向出射，使指向型显示结构的出射光经光学部件之后，射向至少两个第一视点，相邻第一视点之间的距离不大于人眼瞳孔直径。上述显示装置能够实现单眼的聚焦距离和双眼的汇聚距离的一致性，从而有效地解决当前视差3D技术的眩晕问题。

Description

一种显示装置及显示系统

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置及显示系统。

背景技术

在真实世界中，如图1所示，当人眼观察位于一定距离处的物体时，单眼的聚焦位置和双眼视线的汇聚位置是一致的，都处在所观察的物体上。然而，如图2所示，在当前的视差3D技术中，由于屏幕仅提供了所观察光场的双眼视差画面信息，并未提供单眼聚焦所需的相应的光线方向等光场信息，使得单眼的聚焦位置一直处在屏幕上，而双眼由于视差会汇聚到所显示的虚拟的一定距离处的物体，这可能会导致观看者出现眩晕或不适，观看体验不佳，在一定程度上限制了视差3D技术在虚拟现实和增强现实中的应用和推广。

发明内容

本发明提出一种显示装置，用以解决现有显示面板应用在3D技术中时，单眼的聚焦距离和双眼的汇聚距离不一致，观看体验差的技术问题。

为了达到上述目的，本发明一方面提供一种显示装置，包括：指向型显示结构和位于所述指向型显示结构出光侧的光学部件，所述光学部件用于对入射至所述光学部件的光进行汇聚，所述指向型显示结构包括多个子像素和为各所述子像素对应设置的光栅结构，所述光栅结构用于将光按照至少一个预设出光方向出射，使所述指向型显示结构的出射光经所述光学部件之后，射向至少两个第一视点，相邻所述第一视点之间的距离不大于人眼瞳孔直径。

进一步的，所述指向型显示结构包括：准直背光结构和显示面板，所述子像素设置在所述显示面板内部，所述光栅结构设置在所述显示面板上。

进一步的，所述指向型显示结构包括：准直背光结构和显示面板，所述子像素设置在所述显示面板内部，所述光栅结构设置在所述准直背光结构上。

进一步的，与各个所述第一视点对应的所述子像素交替分布。

进一步的，所述光栅结构具有至少两个子光栅结构，所述至少两个子光栅结构的光栅周期不同；每个所述子光栅结构对应一个预设出光方向；

所述至少两个子光栅结构用于将光按照与所述子光栅结构对应的预设出光方向出射，使所述指向型显示结构的出射光经所述光学部件之后，射向至少两个第二视点，所述第二视点包括在所述第一视点中，且相邻的所述第二视点之间的距离大于人眼瞳孔直径。

进一步的，所述光学部件包括透镜或者自由曲面反射面罩。

进一步的，所述显示面板包括设置在所述显示面板的出光侧的上偏光片，所述光栅结构位于所述上偏光片的出光侧或入光侧。

进一步的，所述显示面板包括彩膜层，所述光栅结构设置在所述彩膜层的出光侧或入光侧。

进一步的，所述准直背光结构为侧入式，包括导光板和设置在所述导光板侧边的准直光源，所述光栅结构设置在所述导光板的出光面上。

进一步的，所述准直背光结构包括三个层叠设置的导光板和分别设置在各所述导光板侧边的准直光源，各所述导光板的出光面上均设置有光栅结构，不同所述导光板对应的准直光源发射的光线的颜色不同，所有准直光源发射的光线能够混合成白光。

进一步的，所述至少两个第一视点呈直线型、十字型、矩型或星型分布。

进一步的，所述光栅结构为栅线直立的蚀刻光栅结构、栅线倾斜的蚀刻光栅结构和由全息材料曝光形成的布拉格光栅结构中的至少一种。

本发明另一方面提供一种显示系统，包括两个上述的显示装置，两个显示装置分别对应人的左眼和右眼。

本发明实施例中，指向型显示结构和位于所述指向型显示结构出光侧的光学部件，所述光学部件用于对入射至所述光学部件的光进行汇聚，所述指向型显示结构包括多个子像素和为各所述子像素对应设置的光栅结构，所述光栅结构用于将光按照至少一个预设出光方向出射，使所述指向型显示结构的出射光经所述光学部件之后，根据光学系统的Etendue守恒原理，显示面板相应的虚像平面上的子像素会以更加小的发散角定向出射光线(一般通过调整设计，可以实现近似准直出射)，射向至少两个第一视点，相邻的第一视点之间的距离不大于人眼瞳孔直径。由于相邻第一视点之间的距离不大于人眼瞳孔直径，通过在相邻第一视点上加载不同的图像，使得单眼即可看见至少两幅图像，对于所显示的同一场景，能够实现单眼的聚焦距离和双眼的汇聚距离的一致性，从而有效地解决当前视差3D技术的眩晕问题。

附图说明

图1是真实世界中单眼聚焦位置和双眼视线的汇聚位置示意图；

图2是视差3D技术中单眼聚焦位置和双眼视线的汇聚位置示意图；

图3是本发明实施例提供的一种显示装置的结构图；

图3a是本发明实施例提供的一种视点排布图；

图3b是本发明实施例提供的另一种视点排布图；

图4a-4c是本发明实施例提供的一种指向型显示结构的结构图；

图5a-5c是本发明实施例提供的另一种指向型显示结构的结构图；

图6是本发明实施例提供的光栅衍射图；

图7是本发明实施例提供的显示装置的光路图；

图8a是本发明实施例提供的显示装置的应用场景示意图；

图8b是图8a提供的显示装置的光路图；

图9是本发明实施例提供的显示装置的一种光场显示实现示意图；

图10是本发明实施例提供的显示装置的另一种光场显示实现示意图；

图11是本发明实施例提供的显示系统的光场显示实现示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

请参见图3，图3是本发明实施例提供的一种显示装置的结构图，如图3所示，本发明实施例提供一种显示装置，包括：指向型显示结构1和位于所述指向型显示结构1出光侧的光学部件2，所述光学部件2用于对入射至所述光学部件2的光进行成像，所述指向型显示结构1包括多个子像素和为各所述子像素对应设置的光栅结构43(光栅结构43如图4a-4c、图5a-5c中所示)，所述光栅结构43用于将光按照至少一个预设出光方向出射，使所述指向型显示结构1的出射光经所述光学部件2之后，射向至少两个第一视点5，相邻的所述第一视点5之间的距离不大于人眼3瞳孔4的直径，一般人眼瞳孔直径为2～5mm，相邻的第一视点5之间的距离可优选2.5mm。

具体的，子像素为像素单元的可被独立控制的最小单位，例如对于液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)来说，子像素即指可被独立控制的红色子像素、绿色子像素或者蓝色子像素。对于每个子像素均对应设置有光栅结构43，即一个子像素对应一个光栅结构43。

每个光栅结构43对应至少一个预设出光方向，光栅结构43用于将入射至光栅结构43中的光按照至少一个预设出光方向出射。各光栅结构43将光按照与其对应的至少一个预设出光方向出射，使得最终从指向型显示结构1出射的出射光在经过光学部件2后，射向至少两个第一视点5，即从一部分光栅结构43出射的光，最终射向至少两个第一视点5中的其中第一视点，从另一部分光栅结构43出射的光，最终射向至少两个第一视点5中的另一个第一视点。

由于相邻的第一视点5之间的距离不大于人眼3瞳孔4的直径，通过在相邻第一视点5上加载不同的图像，使得单眼即可通过瞳孔内的至少两个视点同时看见至少两幅超视差图像，对于所显示的同一场景，本发明实施例提供的显示装置，能够实现单眼的聚焦距离和双眼的汇聚距离的一致性，从而有效地解决当前视差3D技术的眩晕问题。

在本发明一个实施例中，不同视点对应的子像素-光栅开口，可以单独控制，使得每个子像素所对应的光栅结构43都设置有预设出光方向；同时考虑到不同视点对应图像在整个面板上的均匀分布，因此，与所述至少两个第一视点5对应的子像素交替分布。例如，若将子像素按照矩阵排列，当存在两个第一视点5时，从奇数行的子像素所对应的光栅结构43射出的光最终会射向两个第一视点5中的一个第一视点，从偶数行的子像素所对应的光栅结构43射出的光最终会射向两个第一视点5中的另一个第一视点；或者，从奇数列的子像素所对应的光栅结构43射出的光最终会射向两个第一视点5中的一个第一视点，从偶数列的子像素所对应的光栅结构43射出的光最终会射向两个第一视点5中的另一个第一视点。子像素交替分布的方式可根据实际情况进行设置，在此不做限定。与所述至少两个第一视点5对应的子像素交替分布，可使得不同的第一视点5对应的图像在整个面板上均匀分布。

在本发明另一个实施例中，若将子像素按照矩阵排列，当存在呈2行2列排列的四个第一视点时，同一行上的第一视点所对应的子像素在子像素所在的矩阵中，在同一行上交替排列，同一列上的第一视点所对应的子像素在子像素所在的矩阵中，在同一列上交替排列。

所述至少两个第一视点5呈直线型、十字型、矩型或星型分布。第一视点5排布可以采用如图3a所示的几种方式，但不限于此。

在本发明一个实施例中，每个子像素对应一种光栅结构43，也可称为每个子像素开口对应一种光栅结构43。光栅结构43的出光方向(即预设出光方向)，使得该子像素出射的光线，穿过光学部件2(例如透镜)后，射向该子像素对应的视点中心(如图3中圆圈所示)，且光斑的扩散范围不会进入相邻视点的对应范围。由于子像素开口衍射，以及准直背光结构42本身的发散角，单个子像素-光栅开口的出光，一般不会完全准直，而是带有一定的发散角，因而，当相应光线打向对应视点后，所形成的并不是一个点，而是一个具有一定半径的斑。

在本实施例中，透镜将瞳孔4上的同一发散斑点对应的显示面板上的一个较大发散角光锥变换为显示面板虚像平面上的一个较小发散角的光锥，实现光场显示光线角度调制精度的大幅提升，即通过透镜可提升指向型显示结构1的子像素出光角度精度，从而实现光场显示效果的提升。

在本发明另一个实施例中，光栅结构43具有至少两个子光栅结构43，至少两个子光栅结构43的光栅周期不同；每个子光栅结构43对应一个预设出光方向；至少两个子光栅结构43用于将光按照与子光栅结构43对应的预设出光方向出射，使指向型显示结构1的出射光经光学部件2之后，射向至少两个第二视点，第二视点包括在第一视点中，相邻的两个第二视点之间的距离大于人眼瞳孔直径。由于相邻的第一视点需要加载不同的图像，因此，相邻第一视点所对应的子像素不能相同(当相邻第一视点所对应的子像素相同时，落入瞳孔4内的两个相邻的第一视点所加载的是相同图像，无法实现单眼聚焦3D效果)。相邻的第二视点可以加载相同的图像，人眼移动时可以看到同一像素信息，以扩大eyebox范围。

第一视点包括第二视点。为了对从第一视点中划分出的第二视点描述方便，本文中采用了第一视点与第二视点进行描述上的区分。本文中部分段落描述采用的视点均是指第一视点。

本实施例为单个子像素开口对应多个子光栅结构43的情况。为了增大可视区域(Eye Box)，并且提高像素的使用效率，使用单个子像素开口对应多个子光栅结构43的设计。不同子像素开口对应的光栅结构43，为的是实现光场显示；同一子像素开口上的不同周期的子光栅结构43，会将同一子像素上的信息，复制到附近的视点上，以增大可视区域，实现眼睛移动时的连续观看。

如图3b，以双视点组信息情况为例，图中实心点对应一组光场信息，空心点对应另一组光场信息，不同的实心点和空心点，分别由单个子像素开口对应的多个不同周期的子光栅结构43来实现。

为了避免人眼3在视点间移动时，视图信息的反转所带来的错误信息，可以结合人眼3追踪技术，实时刷新视点信息(视点位置仍旧不变，刷新的是投射至视点的图像信息)以进行矫正，更多视点组信息情况可以依此类推。

在本发明一个实施例中，指向型显示结构1包括：准直背光结构42和显示面板，子像素设置在显示面板内部，光栅结构43设置在显示面板内部，或者设置在显示面板的出光侧，或者设置在准直背光结构42上。

指向型显示结构1可以分为两种，第一种结构为：准直背光结构结合偏转光栅型。准直背光结构发出的光经过LCD调制后，再经过偏转光栅衍射，产生所需的预设出光方向。

对于准直背光结构结合偏转光栅型结构，光栅结构43可以设置在LCD面板41的外面(如图4a所示)，或者直接设置在LCD面板41的基板上(如图4b所示)，然后使用其他填充材料覆盖，此时偏光片将处在光栅结构43的外面，为了减少光栅结构43的退偏作用，也可以将偏光片做在液晶盒内；光栅结构43也可以做在其他基材上，然后贴合在LCD面板41的基板上；还可以做在LCD面板41的里面，彩膜的上面或下面，即所述显示面板包括彩膜层45，所述光栅结构43设置在所述彩膜层45的出光侧或入光侧。如图4c所示，光栅结构43设置在彩膜层45的出光侧。

进一步的，如图4a所示，显示面板包括设置在所述显示面板的出光侧的上偏光片44，所述光栅结构43位于所述上偏光片44的出光侧。设置光线先通过偏光片再通过光栅结构43，这样光栅结构43的退偏作用不会影响显示效果。

指向型显示结构1的第二种结构为：侧入式波导光栅型。如图5a-图5c所示，位于波导层表面(即导光板47表面)的取光光栅结构43，直接将波导层(即导光板47)中准直传播的光线，按照与光栅结构43对应的预设方向衍射出来，在经过LCD面板41的调制，产生相应图像。

对于侧入式波导光栅型，光栅结构43可设置在波导表面上(如图5a和如图5c所示)，或者通过直接刻蚀波导表面形成。光栅结构43表面可以为空气(直接让光栅结构43裸露在空气中)，然后和LCD面板41进行对位、框贴完成整合；光栅结构43表面也可以涂覆低折射率保护层，然后和LCD面板41进行对位、面贴完成整合，或者涂覆低折射率保护层后，直接作为LCD面板41的基板(如图5b)，进行后续LCD面板41面板的制备。

光栅结构43材质采用透明介质材料，如SiO_x、SiN_x、树脂材料等，为了增加衍射效率，可采用其他相应材料，并不限于此。光栅结构43的光栅周期由设计的预设出光方向以及颜色决定。如图6所示，光栅的m级衍射波的衍射角θ由光栅周期g、入射波的波长λ以及入射角θ₀决定，光栅周期g可由如下公式确定：

n_diff*sinθ–n_in*sinθ₀＝mλ/g(m＝0,±1,±2,…)；

其中，衍射角θ跟指向型显示结构1的子像素的位置、第一视点5的位置以及光学部件2对光的偏折角度有关，入射波的波长λ为从每个子像素射入光栅结构43的光的波长；对于准直背光结构结合偏转光栅型，入射角θ₀为准直背光结构42的出光角度，对于侧入式波导光栅型，入射角θ₀为光源入射到导光板47后在其中传播的角度，n_in为入射波所在介质的折射率，n_diff为出射波所在介质的折射率。

一般将光栅结构43设置为一级衍射，占空比为0.5，但在实际产品设计中可以偏离此值，比如出于调节出光的强度，平衡显示面板不同位置亮度的差异、工艺条件等原因。光栅结构43的高度设置为100-1000nm，出于工艺上的易于实现性，整个显示器件上的同一膜层上的光栅结构43采用相同的高度。

此外光栅材料除了采用如上所述的栅线直立的蚀刻光栅结构外，也可以采用栅线倾斜的蚀刻光栅、全息材料曝光形成的布拉格光栅等，以提升光栅的有效衍射效率，降低杂散光的产生。

由于光线是以一定的倾斜角在不同膜层之间传播的，光栅结构43的指向单元(即光栅结构43的各个光栅)和LCD面板41的彩膜层45之间存在一定的距离，存在LCD面板41的子像素和光栅结构43的指向单元的精确对位问题。由于光线不会从彩膜层45垂直出射，会倾斜一定的角度，所以指向单元不能设置在子像素的正上方，在设计光栅结构43的指向单元时，子像素和光栅结构43的指向单元之间需要稍微错开设置。

进一步的，所述光栅结构为栅线直立的蚀刻光栅结构、栅线倾斜的蚀刻光栅结构和由全息材料曝光形成的布拉格光栅结构中的至少一种，以提升光栅的有效衍射效率，降低杂散光的产生。

进一步的，如图5a-图5c所示，所述准直背光结构42为侧入式，包括导光板47和设置在所述导光板47侧边的准直光源49，所述光栅结构43设置在所述导光板47的出光面上。

具体的，如图5a-图5c所示，对于侧入式波导光栅型，采用侧入式准直光源49。该准直光源49可由红色、绿色、蓝色三色的半导体激光器芯片经过混光、退相干、扩束、准直后制成，也可由红色、绿色、蓝色三色的发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)芯片经过混光、扩束、准直后制成，或白光LED芯片经过扩束、准直后制成。附图中标号46为下偏光片。

进一步的，所述准直背光结构42包括三个层叠设置的导光板47和分别设置在各所述导光板47侧边的准直光源49，各所述导光板47的出光面上均设置有光栅结构43，不同所述导光板47对应的准直光源49发射的光线的颜色不同，所有准直光源49发射的光线能够混合成白光。如图5c所示，设置在三个导光板47侧边的三个准直光源49分别发出红光、蓝光和绿光。入射红光的导光板47上设置有与显示面板的红色子像素对应的光栅结构43；入射蓝光的导光板47上设置有与显示面板的蓝色子像素对应的光栅结构43；入射绿光的导光板47上设置有与显示面板的绿色子像素对应的光栅结构43。

图5c中设置有三个波导层，各波导层之间采用低折射率粘合层48进行粘合，一般采用透明的低折射率胶材(1-200μm，)或膜材(0.1-1mm)，低折射率粘合层48的折射率小于波导层，且上下表面具有较好的平整度及平行度，低折射率粘合层48可维持光线在各自波导内的全反射。或者，波导层之间采用框贴结合，保留波导层之间的空气层。

波导层(即导光板47)的折射率大于相邻膜层结构(严格说是在导光板47中传导光线倏逝波所能影响到的膜层结构，但不包括光栅结构43)的折射率，为了实现较好效果，折射率需要设置为1.6-2.0，波导层优选透明，但不限于此。波导层的厚度设置为0.1mm-2mm，合适的厚度需要足够光效的保证与器件轻薄性之间的平衡。

在本发明一个实施例中，光学部件2包括透镜或者自由曲面反射面罩。

透镜可采用目前已有的虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)产品目镜，焦距范围为40mm～80mm，常用50mm～60mm；直径30mm～50mm，常用35mm～45mm；透镜类型为非球面或平凸透镜，透镜材质选光学树脂等轻质材料，也可为玻璃材质。

基本成像光路如图7所示，满足成像公式：

其中，虚像-透镜距离(即透镜与指向型显示结构虚像像面6之间距离，该距离称为像距l’，像距l’为1m-6m)，具体值需要根据成像质量和视场大小的平衡以及具体的应用场景需求来确定，在确定像距l’后，面板-透镜距离(即指向型显示结构1与透镜之间的距离，该距离称为物距l)即可由上式决定。由于像距l’远大于物距l，因此l和透镜焦距f近似相等。

如图8a所示，自由曲面反射面罩应用于增强现实(Augmented Reality，简称AR)场景中。自由曲面反射面罩选光学树脂等轻质透明材料，也可选择玻璃材质，厚度1mm-5mm。自由曲面反射面罩与指向型显示结构1之间的光路，等效于图7所示的同轴成像光路，满足上述成像公式。

图8a中，标号A所示为AR头盔，光学部件2采用自由曲面反射面罩，在图8a中自由曲面反射面罩又可称为自由曲面反射面板，自由曲面反射面罩使得光路离轴化，且可以兼容面罩前方透视场景的观看。为了不影响自由曲面反射面罩前方透视场景的观看，面罩一般采用双面相同的面型设计。为了提升面罩对指向型显示结构1出光的反射率，以及环境光线的透过率，面罩表面可以采用镀膜处理。此外，当指向型显示结构1的显示面板亮度不足时，面罩也可以降低环境光的亮度。图8b为光栅排布与视点排布对应关系，图中光学部件2具体为自由曲面反射面罩。

以下以光学部件2为透镜为例对上述显示装置的光场显示的实现进行说明。

如图9所示，该光路主要由显示面板和透镜构成，透镜将显示面板成像到预先设计的虚像平面处，由于此处对显示面板进行了特殊设计，使得显示面板的每个子像素的出光角度分布不再是朗伯体，而是按照设计方向以较小发散角定向出射的，同时由于透镜的放大作用，根据光学系统的Etendue守恒原理，显示面板相应的虚像平面上的子像素会以更加小的发散角定向出射光线(一般通过调整设计，可以实现近似准直出射)，在人眼3前精确形成一系列的视点。通过调整定向出射子像素阵列和视点阵列各自的排布与相互的对应关系，使得在人眼3的单个瞳孔4内，至少存在两个视点，并且这两个视点对应于不同的子像素组(将对应于相同视点的子像素视为同一个子像素组)，使得这两个视点可以分别加载不同的图像。此时，整个显示装置等效于处在虚像平面上的一个光线可精确控制的，可以产生精确调制光场的显示面板。结合相应的图像渲染技术，在不同视点对应的子像素上加载对应的光场图像，使得该显示装置可以实现具有单眼聚焦3D效果的光场显示。并且，该光场显示的实现不依赖于外部可变光学部件2，完全同步于显示面板图像的刷新，对于显示装置的响应速度提升非常有利。该技术的实现将极大的提升当前VR显示产品的佩戴舒适度，并促进相关VR技术应用的进一步普及。

如图10所示，显示面板对应的虚像平面上的子像素以近似准直的方式(由于虚像平面的大小、及距离人眼3的距离，均远远大于人眼3瞳孔4直径，因此可视为近似准直)出射光线，并且对应不同视点的子像素组对应的光线，分别汇聚到不同的视点。不同视点对应的光线组，会彼此在面板虚像和人眼3之间的空间范围内相交，这些交点，构成了光场显示呈现的虚拟显示场景(等效为虚拟场景某点发出的光线)。比显示面板虚像更远的场景中，由于虚拟场景距离人眼3的距离，已经超出了单眼聚焦的敏感范围，一般按照普通VR/AR产品显示二维平面画面即可，在此不再讨论。

本发明实施例还提供一种显示系统，包括两个上述实施例中的显示装置，两个所述显示装置分别对应人的左眼和右眼，以分别用于形成位于左眼位置的至少两个第一视点5和位于右眼位置的至少两个第一视点5。

在本实施例中，采用左右眼各一组显示装置，在左右眼上均分别形成至少两个第一视点5。如图11所示，把图9所示的光场显示应用到双眼，在左右眼上每个视点，均加载相应的光场信息。通过和双眼的视差3D技术结合，对于所显示的同一场景，通过将单眼的聚焦距离调整到双眼的汇聚距离，实现单眼的聚焦距离和双眼的汇聚距离的一致性，从而有效地解决当前视差3D技术的眩晕问题。

当把人眼的近视、散光、远视、老花等因素考虑在光场信息中时，对所加载的光场信息做相应调整，即可实现人眼佩戴近视、散光、远视、老花等因素的矫正，实现该装置的直接佩戴，无需再佩戴额外的眼镜。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：指向型显示结构和位于所述指向型显示结构出光侧的光学部件，所述光学部件用于对入射至所述光学部件的光进行成像，所述指向型显示结构包括多个子像素和为各所述子像素对应设置的光栅结构，所述光栅结构用于将光按照至少一个预设出光方向出射，使所述指向型显示结构的出射光经所述光学部件之后，射向至少两个第一视点，相邻的所述第一视点之间的距离不大于人眼瞳孔直径。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述指向型显示结构包括：准直背光结构和显示面板，所述子像素设置在所述显示面板内部，所述光栅结构设置在所述显示面板上。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述指向型显示结构包括：准直背光结构和显示面板，所述子像素设置在所述显示面板内部，所述光栅结构设置在所述准直背光结构上。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，与各个所述第一视点对应的所述子像素交替分布。

5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光栅结构具有至少两个子光栅结构，所述至少两个子光栅结构的光栅周期不同；每个所述子光栅结构对应一个预设出光方向；

所述至少两个子光栅结构用于将光按照与所述子光栅结构对应的预设出光方向出射，使所述指向型显示结构的出射光经所述光学部件之后，射向至少两个第二视点，所述第二视点包括在所述第一视点中，且相邻的所述第二视点之间的距离大于人眼瞳孔直径。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光学部件包括透镜或者自由曲面反射面罩。

7.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包括设置在所述显示面板的出光侧的上偏光片，所述光栅结构位于所述上偏光片的出光侧或入光侧。

8.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包括彩膜层，所述光栅结构设置在所述彩膜层的出光侧或入光侧。

9.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述准直背光结构为侧入式，包括导光板和设置在所述导光板侧边的准直光源，所述光栅结构设置在所述导光板的出光面上。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述准直背光结构包括三个层叠设置的导光板和分别设置在各所述导光板侧边的准直光源，各所述导光板的出光面上均设置有光栅结构，不同所述导光板对应的准直光源发射的光线的颜色不同，所有准直光源发射的光线能够混合成白光。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的显示装置，其特征在于，所述至少两个第一视点呈直线型、十字型、矩型或星型分布。

12.根据权利要求1-10中任一项所述的显示装置，其特征在于，所述光栅结构为栅线直立的蚀刻光栅结构、栅线倾斜的蚀刻光栅结构和由全息材料曝光形成的布拉格光栅结构中的至少一种。

13.一种显示系统，其特征在于，包括两个如权利要求1-12中任一项所述的显示装置，两个所述显示装置分别对应人的左眼和右眼。

Images