CN208444095U - 一种三维显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三维显示装置。其中，该三维显示装置包括显示面板、消串扰单元阵列以及微透镜阵列；显示面板包括多个图像元，用于显示图像元阵列；微透镜阵列位于显示面板的出光侧，包括多个微透镜单元，且微透镜单元与图像元一一对应设置，用于将图像元阵列汇聚成三维图像；消串扰单元阵列包括多个消串扰单元，位于显示面板与微透镜阵列之间，消串扰单元的侧壁位于相邻微透镜单元之间以及相邻图像元之间，用于散射或吸收图像元发出的光线入射到与该图像元对应的微透镜单元之外的微透镜单元。本实用新型的技术方案，通过消串扰单元侧壁对串扰光线的散射或吸收，使串扰光线无法透过微透镜单元引起图像串扰，从而实现清晰的三维图像显示。

Description

一种三维显示装置

技术领域

本实用新型实施例涉及显示技术，尤其涉及一种三维显示装置。

背景技术

集成成像三维显示利用光路可逆原理，通过微透镜阵列将三维场景的立体信息记录到图像记录设备上，生成微图像阵列，然后把该微图像阵列显示于二维显示屏上，透过微透镜阵列重建出原三维场景的立体图像。

基于集成成像的光场显示，其结构包括显示单元和微透镜阵列，显示单元置于透镜微透镜阵列一定位置上，微透镜阵列包含若干个微透镜单元(如m*n)，每个微透镜单元下覆盖一定数量的像素(如j*k)，这些像素的信息构成一个图像元，对应着该微透镜单元。当m*n个图像元的信息同时显示在显示单元上时，其发出来的光线经过微透镜阵列的偏折，重构了三维场景的光场；当人眼位于观看区域时，光场的光线被人眼的接收，从而观察者可以感知到三维场景。

目前集成光场显示还有很多待解决的问题，其中一个重要的问题是串扰。如图1所示，图像元1上一点A发出来的光线a、b和c，经过微透镜单元2的光线为重建光场所需要的光线；而当A点发出的光线d和e经过相邻微透镜单元(如微透镜单元2-1和微透镜单元2-2)透射出来的光线为串扰光线，当这些光线被人眼所接收时，感知的三维信息是有串扰的，影响到观察者对三维图像的体验。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种三维显示装置，以消除集成光场中的串扰对三维影像品质的影响，实现清晰三维显示。

为达到此目的，本实用新型实施例采用以下技术方案：

一种三维显示装置，包括显示面板、消串扰单元阵列以及微透镜阵列；

所述显示面板包括多个图像元，用于显示图像元阵列；

所述微透镜阵列位于所述显示面板的出光侧，所述微透镜阵列包括多个微透镜单元，且所述微透镜单元与所述图像元一一对应设置，用于将所述图像元阵列汇聚成三维图像；

所述消串扰单元阵列，包括多个消串扰单元，位于所述显示面板与所述微透镜阵列之间，所述消串扰单元与所述微透镜单元或所述图像元一一对应，所述消串扰单元的侧壁位于相邻所述微透镜单元之间以及相邻所述图像元之间，用于散射或吸收所述图像元发出的光线入射到与该所述图像元对应的微透镜单元之外的微透镜单元。

可选的，所述消串扰单元的侧壁包括散射凹凸结构。

可选的，所述散射凹凸结构的表面呈弧形。

可选的，所述消串扰单元的侧壁的粗糙度Ra小于100μm。

可选的，所述消串扰单元的侧壁包括光线吸收层。

可选的，所述光线吸收层的厚度小于或等于50μm。

可选的，所述光线吸收层的材料包括光学漆。

可选的，采用激光内雕法形成所述消串扰单元的侧壁的散射凹凸结构。

可选的，所述消串扰单元阵列包括多个利用粘接胶或固定框固定连接的消串扰单元。

本实用新型实施例提供的三维显示装置，包括显示面板、消串扰单元阵列以及微透镜阵列；显示面板包括多个图像元，用于显示图像元阵列；微透镜阵列位于显示面板的出光侧，微透镜阵列包括多个微透镜单元，且微透镜单元与图像元一一对应设置，用于将图像元阵列汇聚成三维图像；消串扰单元阵列包括多个消串扰单元，位于显示面板与微透镜阵列之间，消串扰单元与微透镜单元或图像元一一对应，消串扰单元的侧壁位于相邻微透镜单元之间以及相邻图像元之间，用于散射或吸收图像元发出的光线入射到与该图像元对应的微透镜单元之外的微透镜单元。本实用新型实施例的技术方案，通过消串扰单元侧壁对串扰光线的散射或吸收，使串扰光线无法透过微透镜单元引起图像串扰，从而实现清晰的三维图像显示，其中串扰光线指的是图像元发出的入射到与该图像元对应的微透镜单元之外的微透镜单元的光线。

附图说明

图1是现有技术一种三维显示装置的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种三维显示装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种消串扰单元阵列的俯视示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种消串扰单元侧壁的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的另一种消串扰单元侧壁的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

图2所示为本实用新型实施例提供的一种三维显示装置的结构示意图，该三维显示装置包括显示面板10、消串扰单元阵列20以及微透镜阵列30；显示面板10包括多个图像元11，用于显示图像元阵列；微透镜阵列30位于显示面板10的出光侧，微透镜阵列30包括多个微透镜单元31，且微透镜单元31与图像元11一一对应设置，用于将图像元阵列汇聚成三维图像；消串扰单元阵列20，包括多个消串扰单元21，位于显示面板10与微透镜阵列30之间，消串扰单元21与微透镜单元31或图像元11一一对应，消串扰单元21的侧壁位于相邻微透镜单元31之间以及相邻图像元11之间，用于散射或吸收图像元11发出的光线入射到与该图像元11对应的微透镜单元31之外的微透镜单元。

可以理解的是，显示面板10包括多个图像元11，每个图像元11包括多个像素单元，每个图像元11显示出待显示画面的一部分。待显示画面的获取过程为：采用由许多微透镜单元31在水平和垂直方向上并行排列组成的微透镜阵列30，获取三维场景的立体信息，并把立体信息记录到位于微透镜阵列30焦平面的图像记录设备上得到图像元，所有的图像元在水平和垂直方向上并行排列，组成了微图像阵列。用于实现三维显示时，将图像记录设备记录的图像显示在显示面板10上，采用与显示面板10相匹配的微透镜阵列30，将显示面板10置于微透镜阵列30的焦平面上，根据光路可逆原理，微透镜阵列30将许许多多图像元透射出来的光线聚集还原，从而在微透镜阵列30的附近重建出三维场景的全真立体图像，该立体图像包含全真色彩以及连续的视差信息，观看者无需佩戴辅助设备就可获得观看真实场景的感觉。

继续参考图2，A点发出的串扰光线f入射到消串扰单元21的侧壁时，被侧壁散射到其他方向或被侧壁吸收而无法到达其他微透镜单元，从而阻挡串扰光线汇聚到观察者的眼中，实现消除串扰的功能，其中虚线为不设置消串扰单元时的串扰光线。

本实用新型实施例的技术方案，通过消串扰单元侧壁对串扰光线的散射或吸收，使串扰光线无法透过微透镜单元引起图像串扰，从而实现清晰的三维图像显示，其中串扰光线指的是图像元发出的入射到与该图像元对应的微透镜单元之外的微透镜单元的光线。

图3所示为本实用新型实施例提供的一种消串扰单元阵列的俯视示意图，

图4所示为本实用新型实施例提供的一种消串扰单元侧壁的结构示意图。可选的，消串扰单元21的侧壁包括散射凹凸结构211。可选的，散射凹凸结构211的表面呈弧形。

可以理解的是，消串扰单元侧壁设置散射凹凸结构可以对入射到消串扰单元侧壁的串扰光线散射到各个方向，从而使串扰光线不能通过其他微透镜单元入射到观察者的眼中引起图像串扰。

可选的，消串扰单元的侧壁的粗糙度Ra小于100μm。可选的，采用激光内雕法形成消串扰单元的侧壁的散射凹凸结构。

可以理解的是，Ra表示轮廓算术平均偏差，具体为在取样长度内，沿测量方向的轮廓线上的点与基准线之间距离绝对值的算术平均值，可以利用激光内雕法在整体材料内部形成散射凹凸结构制作消串扰单元阵列，将两束激光从不同的角度射入光学材料(如玻璃，亚克力等)，准确地交汇在一个点上。由于两束激光在交点上发生干涉和抵消，其能量由光能转换为内能，放出大量热量，将该点融化形成微小的散射斑点形成散射凹凸结构。通过设置Ra小于100μm，可以实现较好的散射效果。

需要说明的是，消串扰单元的侧壁的散射凹凸结构，既可以是将串扰光线随机散射到各个方向，也可以是做成特殊的微结构，把串扰光线集中散射至某个确定的方向，例如可以是与微透镜阵列平行的方向。

图5所示为本实用新型实施例提供的另一种消串扰单元侧壁的结构示意图。可选的，消串扰单元21的侧壁包括光线吸收层212。

可选的，光线吸收层212的厚度小于或等于50μm。

可选的，光线吸收层212的材料包括光学漆。

示例性的，可以在消串扰单元的侧壁涂一层光学漆，用于吸收串扰光线，达到消除串扰的目的。需要说明的是，可以先在消串扰单元侧壁形成散射凹凸结构，然后在散射凹凸结构表面形成光线吸收层，也可以直接在消串扰单元侧壁直接形成光线吸收层，本实用新型实施例对此不作限定。

可选的，消串扰单元阵列包括多个利用粘接胶或固定框固定连接的消串扰单元。

可以理解的是，消串扰单元阵列可以由多个独立的消串扰单元拼接形成，具体可以为使用粘接胶将多个消串扰单元的侧壁粘接形成消串扰单元，也可以设置与消串扰单元阵列形状匹配的固定框，将每个消串扰单元放入固定框内形成消串扰单元阵列，本实用新型实施例对此不做限定。

本实用新型实施例的技术方案，通过消串扰单元侧壁散射或吸收串扰光线，可以有效抑制图像的串扰，而且由于抑制串扰光线的是侧壁，侧壁仅阻挡图像元发射的偏转角度较大会引起串扰的光线，因此对成像的亮度影响较小。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种三维显示装置，其特征在于，包括显示面板、消串扰单元阵列以及微透镜阵列；

所述显示面板包括多个图像元，用于显示图像元阵列；

所述微透镜阵列位于所述显示面板的出光侧，所述微透镜阵列包括多个微透镜单元，且所述微透镜单元与所述图像元一一对应设置，用于将所述图像元阵列汇聚成三维图像；

所述消串扰单元阵列，包括多个消串扰单元，位于所述显示面板与所述微透镜阵列之间，所述消串扰单元与所述微透镜单元或所述图像元一一对应，所述消串扰单元的侧壁位于相邻所述微透镜单元之间以及相邻所述图像元之间，用于散射或吸收所述图像元发出的光线入射到与该所述图像元对应的微透镜单元之外的微透镜单元。

2.根据权利要求1所述的三维显示装置，其特征在于，所述消串扰单元的侧壁包括散射凹凸结构。

3.根据权利要求2所述的三维显示装置，其特征在于，所述散射凹凸结构的表面呈弧形。

4.根据权利要求1所述的三维显示装置，其特征在于，所述消串扰单元的侧壁的粗糙度Ra小于100μm。

5.根据权利要求1所述的三维显示装置，其特征在于，所述消串扰单元的侧壁包括光线吸收层。

6.根据权利要求5所述的三维显示装置，其特征在于，所述光线吸收层的厚度小于或等于50μm。

7.根据权利要求5所述的三维显示装置，其特征在于，所述光线吸收层的材料包括光学漆。

8.根据权利要求2所述的三维显示装置，其特征在于，采用激光内雕法形成所述消串扰单元的侧壁的散射凹凸结构。

9.根据权利要求1所述的三维显示装置，其特征在于，所述消串扰单元阵列包括多个利用粘接胶或固定框固定连接的消串扰单元。