一种立体显示光栅器件及立体显示设备制造技术

本实用新型专利技术实施例提供的一种立体显示光栅器件及立体显示设备，属于立体显示技术领域。该立体显示光栅器件包括：第一透明基板、第二透明基板、透明液体层、超声波发生器和超声波反射装置。第一透明基板的边缘和第二透明基板的边缘密封，并形成空腔。透明液体层位于第一透明基板和第二透明基板之间的空腔内。超声波发生器安装于透明液体层的第一端，超声波反射装置位于透明液体层的第二端。上述的超声波发生器发射的超声波经过超声波反射装置反射后在透明液体层形成驻波，并改变液体的密度分布，以此达到3D成像的效果，调整超声波的参数可改变3D成像的观看位置，关闭超声波发生器即可恢复2D成像。

Stereoscopic display grating device and stereoscopic display device

The utility model provides a stereoscopic display grating device and a stereoscopic display device, belonging to the technical field of stereoscopic display. The stereoscopic display grating device comprises a first transparent substrate, a second transparent substrate, a transparent liquid layer, an ultrasonic generator and an ultrasonic reflection device. The edge of the first transparent substrate and the edge of the second transparent substrate are sealed, and a cavity is formed. The transparent liquid layer is positioned in the cavity between the first transparent substrate and the second transparent substrate. The ultrasonic generator is installed at the first end of the transparent liquid layer, and the ultrasonic reflection device is positioned at the second end of the transparent liquid layer. The ultrasonic generator transmitting ultrasonic wave through the ultrasonic reflection device after reflection transparent liquid layer is formed in the standing wave, and change the density distribution of the liquid, so as to achieve the effect of 3D imaging parameters, adjusting the ultrasonic 3D imaging can change the viewing position, close the ultrasonic generator can be restored 2D imaging.

【技术实现步骤摘要】
一种立体显示光栅器件及立体显示设备
本技术涉及立体显示
，具体而言，涉及一种立体显示光栅器件及应用该立体显示光栅器件的立体显示设备。
技术介绍
随着人们对观影体验的要求提高，当人们观看电视或者电影的时候，往往会有2D或者3D的选择。现在的裸眼3D显示技术使观众不需要佩戴特制的眼镜就能观看到3D效果。当前裸眼3D显示技术主要技术方案是在显示器前面加上一光学器件使观看者左右眼透过光栅分别看到左右视图从而形成立体视觉。该光学器件主要有狭缝式和柱透镜式。但是狭缝式的光栅器件虽然容易加工和制造，但是该种类型的光栅对光的能量损失较为严重，需要较大的背光功率，容易造成资源浪费，观影效果也极不理想。而柱透镜式的光栅加工非常困难，光栅的参数也由设计所固定，针对不同的显示面板需重新设计模具制作新的光栅，难于实现2D/3D兼容。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种立体显示光栅器件，其能够实现裸眼状态的2D/3D的视频显示的切换。本技术的另一目的在于提供一种立体显示设备，该立体显示设备能够实现裸眼状态的2D/3D的视频显示的切换，以及改变3D成像的观看区域。本技术的实施例是这样实现的：一种立体显示光栅器件，包括：第一透明基板、第二透明基板、透明液体层、超声波发生器和超声波反射装置；所述第一透明基板的边缘和所述第二透明基板的边缘密封，并形成空腔；所述透明液体层位于所述第一透明基板和所述第二透明基板之间的空腔内；所述超声波发生器安装于所述透明液体层的第一端，所述超声波反射装置位于所述透明液体层的第二端，所述透明液体层的第一端和第二端为所述透明液体层相对的两端；所述超声波发生器用于接收控制信号并根据所述控制信号产生与该控制信号匹配的超声波，所述超声波发生器产生的超声波在所述透明液体层中传播，经所述超声波反射装置反射后形成驻波，所述驻波使所述透明液体层密度呈周期性分布，以形成多个液体柱透镜。优选地，所述透明液体层为液态高分子材料。优选地，所述超声波发生器的声波发射面和所述超声波反射装置的反射面之间存在预设角度。优选地，所述液体柱透镜的光学特性满足条件：f＝λ^2/16Δnd，其中，f为所述液体柱透镜的焦距，λ为所述超声波发生器产生的超声波波长，Δn为所述透明液体层的折射率变化能够达到的最大值。优选地，所述透明液体层的折射率分布满足条件：n(z,t)＝n0+Δn.sin(2π.z/λ).sin(ω.t)；其中n0为未加载超声波时的所述透明液体层的折射率；Δn为所述透明液体层的折射率变化能够达到的最大值；λ为所述超声波发生器产生的超声波波长；ω为所述超声波发生器产生的超声波频率，z为超声波传播方向上相对于超声波发生点的位置；t为一时间参数，表明折射率随时间的变化规律。优选地，所述超声波发生器产生的超声波的波长为0.1mm～3mm。一种立体显示设备，包括：用于接收图像信号并显示交替排列的视差图像的图像显示单元，用于控制所述超声波发生器所发射的超声波的相位、振幅和频率的控制单元和上述的立体显示光栅器件，所述立体显示光栅器件数量为至少一件，所述图像显示单元和所述控制单元耦合，所述控制单元和所述超声波发生器耦合。优选地，所述立体显示设备还包括：用于追踪观看者的双眼空间位置信息，并得到观看者的双眼空间位置信息的人眼追踪单元，所述控制单元和所述人眼追踪单元耦合。优选地，所述图像显示单元包括：多个第一类显示单元和多个第二类显示单元，多个所述第一类显示单元显示的图像构成第一图像，多个所述第二类显示单元显示的图像构成第二图像。优选地，多个所述第一类显示单元和多个所述第二类显示单元间隔排列，该间隔排列的方式为每两个所述第一类显示单元之间安装一个所述第二类显示单元；或每两个所述第二类显示单元之间安装一个所述第一类显示单元。上述本技术提供的一种立体显示光栅器件，该立体显示光栅器件设置有超声波发生器和超声波反射装置，第一透明基板和第二透明基板的中间设置有透明液体层，该超声波发生器和超声波反射装置安装于透明液体层的其中相对的两端。当超声波发生器产生相应参数的超声波的时候，超声波在透明液体层中传播，当遇到超声波反射装置的时候发生反射，并在透明液体层中形成驻波。而透明液体层的密度分布受到驻波的影响呈现周期分布，不同的密度分布的透明液体层对光线的折射率不同，形成光栅结构，使人的左眼和右眼能够观看到不同的影像，产生3D效果。透过该透明液体层就可观看到3D影像。若将超声波发生器关闭，透明液体层就可以恢复均匀的密度，光栅结构消失，实现2D效果的观看，使用该立体显示光栅器件能够实现2D/3D兼容，调整超声波参数即可快速的调节光栅参数。上述本技术还提供的一种立体显示设备，该立体显示设备应用上述的立体显示光栅器件，并且还包括了图像显示单元和控制单元，该图像显示单元用于显示交错排列的视差图像，而控制单元用于控制超声波发生器所发生的超声波的参数，如相位、频率和波长等，以此来改变立体显示光栅器件的透明液体层的密度分布，人眼透过该立体显示光栅器件就能够观看到立体视觉的影像。该立体显示设备能够实现2D/3D的兼容，实现快速切换，并且对于立体成像的立体显示光栅器件的光栅参数能够方便快捷的调节。为使本技术的上述目的、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技术实施例的技术方案，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技术的某些实施例，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是本技术第一实施例提供的一种立体显示光栅器件的结构示意图。图2是本技术第一实施例提供的一种立体显示光栅器件的第一视角。图3是本技术第一实施例提供的一种立体显示光栅器件的超声波发生器发出的超声波遇到超声波反射装置反射的声波传播方向示意图。图4是图3的A处放大示意图。图5是本技术第一实施例提供的一种立体显示光栅器件中透明液体层的折射率n与超声波传播方向上相对于超声波声源的位置距离z的关系示意图。图6是本技术第一实施例提供的一种立体显示光栅器件的当三束光线入射液体柱透镜时的光路图的示意图。图7是本技术第二实施例提供的一种应用第一实施例的立体显示光栅器件的立体显示设备的结构示意图。图8是本技术第二实施例提供的一种立体显示设备的图像显示单元、控制单元和超声波发生器的方框示意图。图9是本技术第二实施例提供的一种立体显示设备使用时的双眼观看第一类显示单元和第二类显示单元的示意图。图10是本技术第三实施例提供的一种应用第一实施例的立体显示光栅器件的立体显示设备的结构示意图。图11是本技术第三实施例提供的一种立体显示设备的图像显示单元、控制单元、人眼追踪单元和超声波发生器的方框示意图。图标：10-立体显示光栅器件；11-第一透明基板；12-第二透明基板；13-透明液体层；14-超声波发生器；15-超声波反射装置；16-控制接口；20-立体显示设备；21-图象显示单元；21a-第一类显示单元；21b-第二类显示单元；22-控制单元；30-立体显示设备；31-人眼追踪单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立体显示光栅器件，其特征在于，包括：第一透明基板、第二透明基板、透明液体层、超声波发生器和超声波反射装置；所述第一透明基板的边缘和所述第二透明基板的边缘密封，并形成空腔；所述透明液体层位于所述第一透明基板和所述第二透明基板之间的空腔内；所述超声波发生器安装于所述透明液体层的第一端，所述超声波反射装置位于所述透明液体层的第二端，所述透明液体层的第一端和第二端为所述透明液体层相对的两端；所述超声波发生器用于接收控制信号并根据所述控制信号产生与该控制信号匹配的超声波，所述超声波发生器产生的超声波在所述透明液体层中传播，经所述超声波反射装置反射后形成驻波，所述驻波使所述透明液体层密度呈周期性分布，以形成多个液体柱透镜。

【技术特征摘要】
1.一种立体显示光栅器件，其特征在于，包括：第一透明基板、第二透明基板、透明液体层、超声波发生器和超声波反射装置；所述第一透明基板的边缘和所述第二透明基板的边缘密封，并形成空腔；所述透明液体层位于所述第一透明基板和所述第二透明基板之间的空腔内；所述超声波发生器安装于所述透明液体层的第一端，所述超声波反射装置位于所述透明液体层的第二端，所述透明液体层的第一端和第二端为所述透明液体层相对的两端；所述超声波发生器用于接收控制信号并根据所述控制信号产生与该控制信号匹配的超声波，所述超声波发生器产生的超声波在所述透明液体层中传播，经所述超声波反射装置反射后形成驻波，所述驻波使所述透明液体层密度呈周期性分布，以形成多个液体柱透镜。2.根据权利要求1所述的立体显示光栅器件，其特征在于，所述透明液体层为液态高分子材料。3.根据权利要求1所述的立体显示光栅器件，其特征在于，所述超声波发生器的声波发射面和所述超声波反射装置的反射面之间存在预设角度。4.根据权利要求3所述的立体显示光栅器件，其特征在于，所述液体柱透镜的光学特性满足条件：其中，f为所述液体柱透镜的焦距，λ为所述超声波发生器产生的超声波波长，Δn为所述透明液体层的折射率变化能够达到的最大值。5.根据权利要求1所述的立体显示光栅器件，其特征在于，所述透明液体层的折射率分布满足条件：n(z,t)＝n0+Δn.sin(2π.z/λ).sin(ω.t)；其中n0为未加载超声波时的所述透明液体层的折射率；Δn为所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，姜雨甫，刘木春，李春，
申请(专利权)人：重庆卓美华视光电有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50