CN208818934U - 一种电湿润微棱镜及3d显示器 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种电湿润微棱镜及3D显示器，涉及显示技术领域。本公开提供的电湿润微棱镜，应用于3D显示器，该电湿润微棱镜包括第一面板、与第一面板相对的第二面板、连接第一面板与第二面板的第三面板、与第三面板相对且连接第一面板与第二面板的第四面板、透明底板、极性流体层和非极性流体层；第一面板、第二面板、第三面板、第四面板及透明底板围合形成一腔体；极性流体层和非极性流体层分层设置于腔体中，极性流体层与所述非极性流体层互不相溶；第一面板、第二面板、第三面板及第四面板上分别设置有电源，该电湿润微棱镜及3D显示器通过电源控制极性流体层和非极性流体层的界面形状以实现2D/3D影像的自由切换。

Description

一种电湿润微棱镜及3D显示器

技术领域

本公开涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种电湿润微棱镜及3D(3Dimensions，三维)显示器。

背景技术

随着科技的发展，3D技术已经融入人们的生活中。目前，大多3D动画需要佩戴3D眼镜来观看，这带来一定的不方便，而普通的液晶显示也无法做到2D(2Dimensions，二维)/3D影像的自由切换。

实用新型内容

有鉴于此，本公开提供一种电湿润微棱镜及3D显示器。

本公开提供的一种电湿润微棱镜，应用于3D显示器，所述电湿润微棱镜包括第一面板、与所述第一面板相对的第二面板、连接所述第一面板与所述第二面板的第三面板、与所述第三面板相对且连接所述第一面板与所述第二面板的第四面板、透明底板、极性流体层和非极性流体层。

所述第一面板、第二面板、第三面板、第四面板及透明底板围合形成一腔体；所述极性流体层和非极性流体层分层设置于所述腔体中，所述极性流体层与所述非极性流体层互不相溶。

所述第一面板、第二面板、第三面板及第四面板上分别设置有电源，所述电源控制所述极性流体层和非极性流体层的界面形状以实现2D/3D的影像转换。

进一步的，所述极性流体层的折射率与所述非极性流体层的折射率不同。

进一步的，所述极性流体层的密度与所述非极性流体层的密度差值小于0.5。

进一步的，所述极性流体层的折射率大于所述非极性流体层的折射率，所述极性流体层设置于所述非极性流体层的底部；或者，

所述极性流体层的折射率小于所述非极性流体层的折射率，所述极性流体层设置于所述非极性流体层的上部。

进一步的，所述电湿润微棱镜还包括导电透明面板，所述导电透明面板设置于所述腔体的顶部，与所述透明底板相对设置。

进一步的，所述电湿润微棱镜还包括透明盖板，所述透明盖板设置于所述导电透明面板远离所述腔体的一侧。

进一步的，所述电湿润微棱镜还包括光阻，所述光阻设置于所述腔体的内部，与所述腔体的内壁贴合。

进一步的，所述电湿润微棱镜还包括电极，所述电极设置于所述光阻远离所述腔体的内壁的一侧，与所述电源连接。

进一步的，所述电湿润微棱镜还包括疏水性介电层，所述疏水性介电层设置于所述电极远离所述光阻的一侧。

本公开提供的一种3D显示器，包括多个上述的电湿润微棱镜及多个发光单元，所述发光单元设置于靠近所述电湿润微棱镜透明底板的一侧，并位于所述电湿润微棱镜的焦点处。

多个所述电湿润微棱镜平铺设置，多个所述发光单元用于向多个平铺设置的电湿润微棱镜发出平行光。

本公开提供的一种电湿润微棱镜及3D显示器，通过第一面板、第二面板、第三面板、第四面板和透明底板围合形成一腔体，将极性流体层和非极性流体层分层设置于腔体中，且极性流体层与非极性流体层互不相溶，在第一面板、第二面板、第三面板及第四面板上分别设置有电源，通过电源控制极性流体层和非极性流体层的界面形状，进而实现2D/3D的影像转换。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本公开的技术方案，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公开的某些实施例，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为本公开所提供的一种电湿润微棱镜的结构示意图。

图2为本公开所提供的一种电湿润微棱镜的截面结构示意图。

图3为本公开所提供的一种电湿润微棱镜的另一种结构示意图。

图4为本公开所提供的一种电湿润微棱镜的3D成像示意图。

图5为本公开所提供的一种电湿润微棱镜的2D成像示意图。

图标：100－电湿润微棱镜；10－第一面板；11－光阻；12－电极；13－疏水性介电层；20－第二面板；30－第三面板；40－第四面板；50－透明盖板；60－透明底板；71－极性流体层；70－非极性流体层；80－导电透明面板；90－电源。

具体实施方式

下面将结合本公开中附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本公开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公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“左右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本公开使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电性连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

近年来，人们对于3D动画的狂热，使得3D立体显示器的技术备受瞩目。但是，由于目前的3D动画大多需要佩戴3D眼镜，给人们带来一定的不方便，进而使裸眼式3D技术备受重视。其中，液晶透镜技术虽然可以在3D与2D影像进行切换，但是其存在严重交互干扰现象，观看距离不切实际，严重影响人们观看3D动画的品质。

基于上述研究，本公开提供一种电湿润微棱镜及3D显示器，以改善上述问题。

请结合参阅图1，本公开提供一种电湿润微棱镜100，应用于3D显示器，所述电湿润微棱镜100包括第一面板10、与第一面板10相对的第二面板20、连接所述第一面板10与所述第二面板20的第三面板30、与所述第三面板30相对且连接所述第一面板10与所述第二面板20的第四面板40、透明底板60、极性流体层71和非极性流体层70。

所述第一面板10、第二面板20、第三面板30、第四面板40及透明底板60围合形成一腔体；所述极性流体层71和非极性流体层70分层设置于所述腔体中，所述极性流体层71与所述非极性流体层70互不相溶。

其中，所述第一面板10、第二面板20、第三面板30和第四面板40高度相同，所述透明底板60为透射率高的材质，可选地，本公开中所述透明底板60为玻璃。所述极性流体层71和非极性流体层70互相不相溶，分层设置在腔体中。

进一步的，所述第一面板10、第二面板20、第三面板30及第四面板40上分别设置有电源90，所述电源90控制所述极性流体层71和非极性流体层70的界面形状以实现2D/3D的影像转换。

其中，在所述第一面板10、第二面板20、第三面板30和第四面板40上设置电源90用于提供外力，改变所述极性流体层71及非极性流体层70的表面张力，进而改变所述极性流体层71与非极性流体层70的界面形状。

当所述电源90不进行供电时，无外力作用，所述极性流体层71和非极性流体层70的界面形状由表面张力决定，当所述电源90进行供电时，电场起主要作用，所述极性流体层71和非极性流体层70的界面形状由电场力决定，通过控制所述极性流体层71和非极性流体层70的界面形状，使平行光线进入所述极性流体层71和非极性流体层70时，发生不同方向的偏折，以实现2D/3D影像的自由切换。

为了使所述极性流体层71和非极性流体层70的界面为一个平面时，必须精准的控制四面电源90的电压大小。

进一步的，所述极性流体层71的折射率和所述非极性流体层70的折射率不同。

进一步的，所述极性流体层71的密度与所述非极性流体层70的密度相近，所述极性流体层71的密度与所述非极性流体层70的密度差值小于0.5。

进一步的，所述极性流体层71的折射率大于所述非极性流体层70的折射率，所述极性流体层71设置于所述非极性流体层70的底部；或者，

所述极性流体层71的折射率小于所述非极性流体层70的折射率，所述极性流体层71设置于所述非极性流体层70的上部。

其中，若所述极性流体层71的密度与所述非极性流体层70的密度不相同时，则密度大的其折射率也大，例如，如果所述极性流体层71的密度大于所述非极性流体层70，所述极性流体层71的折射率也要大于所述非极性流体层70，进一步的，所述极性流体层71的密度与所述非极性流体层70的密度差值小于0.5。

当所述极性流体层71的密度与所述非极性流体层70的密度相同时，折射率大的置于底部。

进一步的，所述极性流体层71为导电的流体，进而，所述极性流体层71可以为水溶液，所述非极性流体层70为绝缘的流体，进而所述非极性流体层70可以为硅油、烷烃油、含有溶剂的硅油混合物或含有溶剂的烷烃混合物等，可选的，本公开为硅油混合物，其密度设置与水溶液相近，其密度大于水溶液。

当所述极性流体层71为水溶液，所述非极性流体层70为硅油混合物时，所述硅油混合物的折射率大于所述水溶液，进而，所述硅油混合物设置在所述水溶液的底部。

进一步，请结合参阅图3，是本公开提供的电湿润微棱镜100的截面结构示意图，为了使所述电湿润微棱镜100更方便的控制电压以及导电，本公开提供的电湿润微棱镜100还包括导电透明面板80，所述导电透明面板80设置于所述腔体的顶部，与所述透明底板60相对设置。

其中，所述导电透明面板80为导电玻璃。

进一步的，所述电湿润微棱镜100还包括透明盖板50，所述透明盖板50设置于所述导电透明面板80远离所述腔体的一侧。

其中，所述透明盖板50为玻璃，设置于所述导电透明面板80上，所述导电透明面板80及所述透明盖板50具备高透性。

进一步的，为了更方便控制电压，所述电湿润微棱镜100还包括光阻11，所述光阻11设置于所述腔体的内部，与所述腔体的内壁贴合。

其中，所述光阻11数量为四个，分别与所述腔体的内壁贴合，即分别与所述第一面板10、第二面板20、第三面板30及第四面板40贴合。

进一步的，所述电湿润微棱镜100还包括电极12，所述电极12设置于所述光阻11远离所述腔体的内壁的一侧，与所述电源90连接。

其中，所述电极12也为四个，分别设置于所述光阻11远离所述腔体壁的一侧，并分别与所述第一面板10、第二面板20、第三面板30及第四面板40上的设置的电源90连接。

多个所述电极12之间相互独立，互不影响，即可通过单独控制一电极12进而对所述非极性流体层70与极性流体层71的界面形状进行控制。

进一步的，所述电湿润微棱镜100还包括疏水性介电层13，所述疏水性介电层13设置于所述电极12远离所述光阻11的一侧。

其中，所述疏水性介电层13的数量也为4个，分别设置于所述电极12远离所述光阻11的一侧，所述疏水性介电层13用于防止所述极性流体层71与所述非极性流体层70发生反应。

进一步的，请结合参阅图3，图3为本公开提供的多个电湿润微棱镜100组成的阵列图，当平行光从多个排成阵列的电湿润微棱镜100的透明底板60射向透明盖板50时，平行光线经过所述非极性流体层70和极性流体层71，因所述非极性流体层70和所述极性流体层71的折射率不同，根据折射定律，平行光线会发生偏折。当所述电源90不供电时，所述非极性流体层70和极性流体层71界面形状由表面张力所决定，进而呈现凹液面，当光线经过该界面时，发生散射，不进行成像。

请结合参阅图4，图4为本公开提供的电湿润微棱镜100的3D成像示意图。当平行光从多个排成阵列的电湿润微棱镜100的透明底板60垂直射向透明盖板50，通过控制所述电源90的电压，所述非极性流体层70与所述极性流体层71的界面形状由电场力和表面张力共同控制，使得所述非极性流体层70与所述极性流体层71的界面成一平面。进一步的，分别控制每个电湿润微棱镜100四周的电压，则可使得每个电湿润微棱镜100两流体之间的界面斜率不同，并使得每个电湿润微棱镜100两流体之间的界面呈现渐进式变化，当平行光垂直经过多个排成阵列的电湿润微棱镜100时，平行光线会往不同的方向进行偏折，进而，可使观测者接收到不同视角的影像，而产生3D的视觉影像。

请结合参阅图5，图5为本公开提供的电湿润微棱镜100的2D成像示意图，当平行光从多个排成阵列的电湿润微棱镜100的透明底板60垂直射向透明盖板50，通过控制所述电源90的电压，使得所述非极性流体层70与所述极性流体层71的界面形状成平摊状态。当平行光垂直经过多个排成阵列的电湿润微棱镜100时，平行光线不会发生偏折，进而观测者接收到的影像为2D影像。

进一步的，分别通过控制四个面板上电源90的电压以控制所述非极性流体层70与极性流体层71的界面形状，进而实现2D/3D的影像转换。

本公开提供一种3D显示器，包括多个上述的电湿润微棱镜100及多个发光单元，所述发光单元设置于靠近所述电湿润微棱镜100的透明底板60的一侧，并位于所述电湿润微棱镜100的焦点处。

多个所述电湿润微棱镜100平铺设置，多个所述发光单元用于向所述多个平铺设置的电湿润微棱镜100发出平行光。

其中，多个所述发光单元向多个平铺设置的电湿润微棱镜100发出平行光时，通过控制所述电湿润微棱镜100每个面板上的电压控制所述电湿润微棱镜100中两流体的界面形状，以实现2D/3D的影像切换。

为了降低3D显示中的交互干扰现象，将所述发光单元置于所述电湿润微棱镜100的焦点处，即所述发光单元与所述电湿润微棱镜100的距离为所述电湿润微棱镜100的焦距。

本公开所提供的3D显示器，由于所述3D显示器包括所述电湿润微棱镜100，因此，该3D显示器具有与所述电湿润微棱镜100相同的技术特征，在此不再一一赘述，请参考对所述电湿润微棱镜100的解释说明。

综上，本公开提供的电湿润微棱镜及3D显示器，通过第一面板、第二面板、第三面板、第四面板和透明底板围合形成一腔体，将极性流体层和非极性流体层分层设置于腔体中，且极性流体层与非极性流体层互不相溶，在第一面板、第二面板、第三面板及第四面板上分别设置有电源，通过电源控制极性流体层和非极性流体层的界面形状，进而实现2D/3D的影像转换，并且将发光单元置于电湿润微棱镜的焦点处，有效降低了3D交互干扰现象。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。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。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电湿润微棱镜，其特征在于，应用于3D显示器，所述电湿润微棱镜包括第一面板、与所述第一面板相对的第二面板、连接所述第一面板与所述第二面板的第三面板、与所述第三面板相对且连接所述第一面板与所述第二面板的第四面板、透明底板、极性流体层和非极性流体层；

所述第一面板、第二面板、第三面板、第四面板及透明底板围合形成一腔体；所述极性流体层和非极性流体层分层设置于所述腔体中，所述极性流体层与所述非极性流体层互不相溶；

所述第一面板、第二面板、第三面板及第四面板上分别设置有电源，所述电源控制所述极性流体层和非极性流体层的界面形状以实现2D/3D的影像转换。

2.根据权利要求1所述的电湿润微棱镜，其特征在于，所述极性流体层的折射率与所述非极性流体层的折射率不同。

3.根据权利要求2所述的电湿润微棱镜，其特征在于，所述极性流体层的密度与所述非极性流体层的密度差值小于0.5。

4.根据权利要求3所述的电湿润微棱镜，其特征在于，所述极性流体层的折射率大于所述非极性流体层的折射率，所述极性流体层设置于所述非极性流体层的底部；或者，

所述极性流体层的折射率小于所述非极性流体层的折射率，所述极性流体层设置于所述非极性流体层的上部。

5.根据权利要求1所述的电湿润微棱镜，其特征在于，所述电湿润微棱镜还包括导电透明面板，所述导电透明面板设置于所述腔体的顶部，与所述透明底板相对设置。

6.根据权利要求5所述的电湿润微棱镜，其特征在于，所述电湿润微棱镜还包括透明盖板，所述透明盖板设置于所述导电透明面板远离所述腔体的一侧。

7.根据权利要求6所述的电湿润微棱镜，其特征在于，所述电湿润微棱镜还包括光阻，所述光阻设置于所述腔体的内部，与所述腔体的内壁贴合。

8.根据权利要求7所述的电湿润微棱镜，其特征在于，所述电湿润微棱镜还包括电极，所述电极设置于所述光阻远离所述腔体的内壁的一侧，与所述电源连接。

9.根据权利要求8所述的电湿润微棱镜，其特征在于，所述电湿润微棱镜还包括疏水性介电层，所述疏水性介电层设置于所述电极远离所述光阻的一侧。

10.一种3D显示器，其特征在于，包括多个权利要求1－8任一项所述的电湿润微棱镜及多个发光单元，所述发光单元设置于靠近所述电湿润微棱镜透明底板的一侧，并位于所述电湿润微棱镜的焦点处；

多个所述电湿润微棱镜平铺设置，多个所述发光单元用于向多个平铺设置的电湿润微棱镜发出平行光。