CN112305779A - 显示装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示装置及电子设备，所述显示装置包括光源组件、第一衍射光栅、第二衍射光栅以及显示面板，所述光源组件包括多个第一光源与多个第二光源，所述多个第一光源与所述多个第二光源沿相同方向交替并呈夹角设置；所述第一光源发出的光线以及所述第二光源发出的光线分别在所述第一衍射光栅以及所述第二衍射光栅的组合作用后，再经过所述显示面板调制，使光线传输至人眼，方便用户观察到清晰的三维全息图像，从而解决了现有技术中，用户需要佩戴3D眼镜才能对三维显示装置进行观察，导致观察三维图像过程繁琐的问题。
Description
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电子设备。
背景技术
在现有技术中，为了提高用户的观察效果，普通的显示二维图像已经无法满足用户的观察需求，因此随着技术的发展，已经逐渐出现了三维显示的显示装置，能够让用户体验到三维效果的显示图像，但是在现有技术中，为了实现三维显示，通常需要用户配单与显示装置配套专用的3D眼镜，但是佩戴3D眼镜较为繁琐，并且用户还需要额外购买配件，在不购买配件时无法直接通过三维显示装置观察到普通的二维图像，因此导致用户观察三维图像过程繁琐。
发明内容
本申请实施例提供一种显示装置及电子设备，旨在解决现有技术中，用户需要佩戴3D眼镜才能对三维显示装置进行观察，导致观察三维图像过程繁琐的问题。
第一方面，本申请提供一种显示装置，所述显示装置包括光源组件、第一衍射光栅、第二衍射光栅以及显示面板，所述光源组件包括多个第一光源与多个第二光源，所述多个第一光源与所述多个第二光源沿相同方向交替并呈夹角设置；
所述第二衍射光栅设于所述第一衍射光栅远离所述光源组件的一侧；
所述第一衍射光栅与所述第二衍射光栅均为体积衍射光栅；
所述显示面板设于所述第二衍射光栅远离所述第一光栅的一侧；
所述第一光源发出的光线依次经过所述第一衍射光栅、所述第二衍射光栅以及所述显示面板后传输至人眼；
所述第二光源发出的光线依次经过所述第一衍射光栅、所述第二衍射光栅以及所述显示面板后传输至人眼。
可选的，所述第一光源为LED、Mini Led、Micro Led、Oled、Qled以及激光光源中的一种；所述第二光源为LED、Mini Led、Micro Led、Oled、Qled以及激光光源中的一种。
可选的，所述第一光源与所述第二光源均包括红色发光单元、绿色发光单元以及蓝色发光单元。
可选的，所述第一光源的出光面与所述第二光源的出光面的夹角范围为90°～120°。
可选的，所述第一光源的出光面与所述第二光源的出光面的夹角为110°。
可选的，所述显示装置包括多个所述光源组件，所述多个光源组件并排设置，并均设于所述第一衍射光栅远离所述第二衍射光栅的一侧。
可选的，所述显示装置还包括第一匀光装置以及第二匀光装置，所述第一匀光装置设于所述第一光源的出光侧，所述第二匀光装置设于所述第二光源的出光侧，所述第一匀光装置用于对所述第一光源的出射光线匀光，所述第二匀光装置用于对所述第二光源的出射光线匀光。
可选的，所述第一匀光装置为复眼结构，所述第二匀光装置为复眼结构。
可选的，所述第一光源的闪烁频率与所述第二光源的闪烁频率相同。
第二方面，本申请提供一种电子设备，所述电子设备包括如上述任一项实施方式所述的显示装置。
可以看出，在本申请实施例中，在所述显示装置工作过程中，所述第一光源发出的光线在依次经过所述第一衍射光栅、所述第二衍射光栅以及显示面板传输至用户的左眼，所述第二光源发出的光线在依次经过所述第一衍射光栅、所述第二衍射光栅以及显示面板传输至用户的右眼，由于多个所述第一光源与多个所述第二光源呈夹角设置，并且通过所述第一衍射光栅与第二衍射光栅，能够使所述第一光源发出的光线以及所述第二光源发出的光线分别在所述第一衍射光栅以及所述第二衍射光栅的组合作用后，再经过所述显示面板调制，使光线传输至人眼，方便用户观察到清晰的三维全息图像，从而解决了现有技术中，用户需要佩戴3D眼镜才能对三维显示装置进行观察，导致观察三维图像过程繁琐的问题。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种显示装置的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种光源组件的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的另一种光源组件的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的另一种显示装置的结构示意图；
图5是本申请图4的实施例的光路示意图；
图6是本申请实施例提供的另一种显示装置的结构示意图；
图7是本申请实施例提供的另一种显示装置的结构示意图；
图8是本申请图7的实施例的光路示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 10 | 光源组件 | 121 | 第二子光源 |
| 11 | 第一光源 | 20 | 第一衍射光栅 |
| 111 | 第一子光源 | 30 | 第二衍射光栅 |
| 12 | 第二光源 | 40 | 显示面板 |
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
请参见图1至图8，本申请提出一种显示装置，所述显示装置包括光源组件10、第一衍射光栅20、第二衍射光栅30以及显示面板40，所述光源组件10包括多个第一光源11与多个第二光源12，所述多个第一光源11与所述多个第二光源12沿相同方向交替并呈夹角设置；
其中，所述第一光源11为能够发光的发光装置，在一实施例中，所述第一光源11为LED、Mini Led、Micro Led、Oled、Qled以及激光光源中的一种，所述第一光源11具有能够具有较小的尺寸，从而方便设置在所述显示面板40下方，并发出用于成像的光线。
其中，所述第二光源12为能够发光的发光装置，在一实施例中，所述第二光源12为LED、Mini Led、Micro Led、Oled、Qled以及激光光源中的一种，所述第二光源12具有能够具有较小的尺寸，从而方便设置在所述显示面板40下方，并发出用于成像的光线。
其中，如图1，在一实施例中，所述第一光源11的一侧边缘与所述第二光源12的一侧边缘抵接，并且所述第一光源11的出光面与所述第二光源12的出光面均指向所述第一衍射光栅20，从而保证所述第一光源11与所述第二光源12发出的光线均能够传输至所述第一衍射光栅20。
所述第二衍射光栅30设于所述第一衍射光栅20远离所述光源组件10的一侧；
其中，所述第一衍射光栅20与所述第一光源11对应设置，所述第二衍射光栅30与所述第二光源12对应设置，在所述显示装置工作过程中，所述第一光源11与所述第二光源12交替输出光线，所述第一光源11发出的光线在经过所述第一衍射光栅20时发生偏转，并在显示面板40的调制下将所述第一光源11发出的光线传输至用户的右眼区域，所述第二光源12发出的光线在经过所述第二衍射光栅30时发生偏转，并在显示面板40的调制下将所述第一光源11发出的光线传输至用户的左眼区域。
所述第一衍射光栅20与所述第二衍射光栅30均为体积衍射光栅；
其中，所述第一衍射光栅20为全息衍射光栅，所述全息衍射光栅为利用全息照相技术制作的光栅，光全息技术是一种是通过对复数项进行调整，使两束光波列的峰值迭加，峰谷迭加，达到相干场具有较高的对比度的技术。相比于普通光栅，所述全息衍射光栅在工作时不会产生鬼线和伴线，并且不存在刻划光栅刻槽的微观不规则或毛刺等缺陷，同时具有分辨率高，尺寸选择范围大，制造周期短，制造成本低的优点。优选实施方式中，所述第二衍射光栅30为体积全息光学元件(volume holographic optical elements，VHOE)，具体的，根据物光与参考光的入射方式与再现方式不同，体积全息可以分为两种，第一种为当物光和参考光在记录介质的同一侧入射，得到透射全息图，再现时由照明光的透射光成像。另一种为物光和参考光从记录介质的两侧入射，得到反射体积全息图，再现时由照明光的反射光成像。体积全息相比普通的平面全息具有更多的图像信息，不仅记录光强的对应关系，而且记录了相位变化的信息，可以复现出原物的三维图，从而进行三维显示。
所述显示面板40设于所述第二衍射光栅30远离所述第一光栅的一侧；
所述第一光源11发出的光线依次经过所述第一衍射光栅20、所述第二衍射光栅30以及所述显示面板40后传输至人眼；
所述第二光源12发出的光线依次经过所述第一衍射光栅20、所述第二衍射光栅30以及所述显示面板40后传输至人眼。
其中，所述显示面板40用于调整经过所述第二衍射光栅30的光线的传输方向，将所述第一光源11发出的光线传输至用户的右眼区域，将所述第二光源12发出的光线传输至用户的左眼区域。
当所述显示装置工作过程时，所述第一光源11发出的光线在依次经过所述第一衍射光栅20、所述第二衍射光栅30以及显示面板40传输至用户的左眼，所述第二光源12发出的光线在依次经过所述第一衍射光栅20、所述第二衍射光栅30以及显示面板40传输至用户的右眼，由于多个所述第一光源11与多个所述第二光源12呈夹角设置，并且通过所述第一衍射光栅20与第二衍射光栅30，能够使所述第一光源11发出的光线以及所述第二光源12发出的光线分别在所述第一衍射光栅20以及所述第二衍射光栅30的组合作用后，再经过所述显示面板40调制，使光线传输至人眼，方便用户观察到清晰的三维全息图像，从而解决了现有技术中，用户需要佩戴3D眼镜才能对三维显示装置进行观察，导致观察三维图像过程繁琐的问题。
在本申请的一实现方式中，所述第一光源11与所述第二光源12均包括红色发光单元、绿色发光单元以及蓝色发光单元。在一实施例中，所述第一光源11与所述第二光源12均为LED光源，通过三种颜色的发光单元，能够使所述显示装置呈现出不同的颜色，从而提高所述显示装置的显示图像效果及图像质量。在另一实施例中，所述第一光源11与所述第二光源12均为激光光源，优选实施方式中，红色发光单元为红光激光器，绿光发光单元为绿光激光器，蓝色发光单元为蓝光激光器。
在本申请的一实现方式中，所述第一光源11的出光面与所述第二光源12的出光面的夹角范围为90°-120°。具体的，在确定光源与衍射光栅的入射角的过程中，首先需要确定光源的出射光线波长，在根据光线波长以及衍射光栅的参考光束与目标光束的入射角确定衍射光栅的光栅周期，再根据衍射周期确定衍射光栅的衍射效率。具体的。首先根据如下公式确定衍射光栅的光栅周期：
其中，λ为光线波长，np为衍射光栅的折射率，θ’为衍射光栅的参考光束与目标光束之间的夹角。
在确定衍射周期Λ后，根据所述衍射周期确定衍射光栅的衍射效率，其中，衍射光栅的衍射效率表示为：
其中，所述η为衍射光栅的衍射效率，具体的，
可以表示为：
x可以表示为：
其中，λ为光线波长，Λ为衍射光栅的衍射周期，△n表示折射率调制系数，△α表示衍射光栅的布拉格角的角度偏差，α表示衍射光栅的参考光束的入射角，β表示衍射光栅的目标光束的入射角。
在本申请的一实施例中，为了保证所述衍射光栅的衍射效率大于90％，设置所述第一光源11与所述第二光源12之间的夹角范围为90°～120°，优选实施方式中，所述第一光源11与所述第二光源12之间的夹角为110°。
如图4与图5，在本申请的一实施例中，所述第一光源11与所述第二光源12之间的夹角为120°。
如图6，在本申请的另一实施例中，所述第一光源11与所述第二光源12之间的夹角为90°。
如图7与图8，在本申请的另一实施例中，所述第一光源11与所述第二光源12之间的夹角为90°，并且所述第一光源11由两个间隔设置的第一子光源111组成，所述第二光源12由两个间隔设置的第二子光源121组成。
如图4至图8，在本申请的一实现方式中，所述显示装置包括多个所述光源组件10，所述多个光源组件10并排设置，并均设于所述第一衍射光栅20远离所述第二衍射光栅30的一侧。具体的，当所述显示面板40较大时，为了能够保证所述显示装置具有较大的显示区域，可以设置多组光源组件10，每组光源组件10并排间隔设置，从而保证每组光源组件10能够独立显示不同的图像信息，从而有效的提高所述显示装置的显示面积。
在本申请的一实现方式中，所述显示装置还包括第一匀光装置以及第二匀光装置，所述第一匀光装置设于所述第一光源11的出光侧，所述第二匀光装置设于所述第二光源12的出光侧。具体的，所述第一匀光装置能够用于对所述第一光源11发出的光线进行匀光，从而提高所述第一光源11发出的光强均匀性，所述第二匀光装置能够用于对所述第二光源12发出的光线进行匀光，从而提高所述第二光源12发出的光强均匀性。优选实施方式中，所述第一匀光装置为复眼结构，所述第二匀光装置为复眼结构。
在本申请的一实现方式中，所述第一光源11的闪烁频率与所述第二光源12的闪烁频率相同。具体的，由于所述第一光源11负责右眼图像的显示，所述第二光源12负责左眼图像的显示，为了保证用户在观察所述显示装置的显示图像时，左眼与右眼的观察效果相同，设置所述第一光源11的闪烁频率与所述第二光源12的闪烁频率相同，从而避免用户左右眼观察图像效果不一致的问题。
以上所述的具体实施方式，对本申请实施例的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请实施例的具体实施方式而已，并不用于限定本申请实施例的保护范围，凡在本申请实施例的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请实施例的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括光源组件、第一衍射光栅、第二衍射光栅以及显示面板，所述光源组件包括多个第一光源与多个第二光源，所述多个第一光源与所述多个第二光源沿相同方向交替并呈夹角设置；
所述第二衍射光栅设于所述第一衍射光栅远离所述光源组件的一侧；
所述第一衍射光栅与所述第二衍射光栅均为体积衍射光栅；
所述显示面板设于所述第二衍射光栅远离所述第一光栅的一侧；
所述第一光源发出的光线依次经过所述第一衍射光栅、所述第二衍射光栅以及所述显示面板后传输至人眼；
所述第二光源发出的光线依次经过所述第一衍射光栅、所述第二衍射光栅以及所述显示面板后传输至人眼。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一光源为LED、Mini Led、MicroLed、Oled、Qled以及激光光源中的一种；所述第二光源为LED、Mini Led、Micro Led、Oled、Qled以及激光光源中的一种。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述第一光源与所述第二光源均包括红色发光单元、绿色发光单元以及蓝色发光单元。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一光源的出光面与所述第二光源的出光面的夹角范围为90°～120°。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一光源的出光面与所述第二光源的出光面的夹角为110°。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括多个所述光源组件，所述多个光源组件并排设置，并均设于所述第一衍射光栅远离所述第二衍射光栅的一侧。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括第一匀光装置以及第二匀光装置，所述第一匀光装置设于所述第一光源的出光侧，所述第二匀光装置设于所述第二光源的出光侧，所述第一匀光装置用于对所述第一光源的出射光线匀光，所述第二匀光装置用于对所述第二光源的出射光线匀光。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述第一匀光装置为复眼结构，所述第二匀光装置为复眼结构。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一光源的闪烁频率与所述第二光源的闪烁频率相同。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-9任一项所述的显示装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210202 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |