裸眼三维显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种裸眼三维显示装置。所述裸眼三维显示装置包括：显示部件，其包括由多个显示单元阵列排布而成的显示单元阵列；视角调控器，其包括由多个微棱镜块阵列排布而成的微棱镜块阵列。微棱镜块阵列的微棱镜块被分成多组，各个微棱镜块的第一夹角和第二夹角的角度组合被事先设置以使得：同一组微棱镜块的出射光线汇聚成同一个视点，不同组微棱镜块的出射光线汇聚成不同视点。这样，通过设置各个微棱镜块的倾斜面的角度来形成多个不同的视点，从而实现了在不同的视角下观看到不同的三维显示效果。示效果。示效果。

【技术实现步骤摘要】
裸眼三维显示装置


[0001]本专利技术涉及显示
，尤其涉及一种裸眼三维显示装置。

技术介绍

[0002]作为人类获取信息的主要来源之一，视觉在日常生活中显得尤为重要。与自然景物不同，目前传统显示器件只能呈现二维图像。这种缺乏深度的平面信息在一定程度上限制了人类对广阔世界的探索与认知。研究显示，人类的大脑几乎50％的部分均用于参与视觉信息的处理，二维图像的呈现方式导致大脑利用率降低。裸眼3D(three dimensional，3D)显示在影视、游戏、教育、车载、航空、医疗、军事都有巨大的应用价值。以军事领域为例，从机械制造、战场分析、军队指挥、远程操作等各个环节，都需要3D图像的可视化，对工作效率提升将具有巨大影响。因此，3D显示被誉为“下一代显示技术”，成为重要研究领域和诸多显示公司争相研究的技术之一。
[0003]基于视差屏障、柱透镜阵列、时空复用、亦或是集成光场等实现裸眼3D显示的机理和方法，均是利用具有周期性微结构或纳结构的光学元件对显示光场进行相位调控，将不同视角图像信息以近似平行光束的方式投射至不同视角。尽管自由立体显示技术已取得巨大进展，裸眼3D显示技术尚未成功进入平板显示领域。眩晕感(辐辏调解矛盾)、图像串扰/鬼影、分辨率下降等显示问题，以及超薄化、光利用率等器件结构问题亟待解决。
[0004]视障法、微柱透镜光栅法，都是依据视差原理。该原理已专利技术100多年，国内外企业不断有基于视差原理的裸眼3D显示样机展示，但是，由于图像串扰易引起视觉疲劳等问题，制约了裸眼3D显示器真正进入消费电子产品领域。
[0005]中国专利CN 105959672 B公开了一种基于主动发光型显示技术的裸眼三维显示装置，提出利用包含纳米光栅像素结构的指向型相位板对入射图像进行波前调制，形成多视角3D图像。然而其相位板的像素需要与显示屏的像素完美贴合，工艺难度较大，难以实现精密对准。此外，纳米光栅调制光线使用其
‑
1级光进行会聚视点，其衍射效率理论最高只有40％，光利用率低。
[0006]因此，有必要提出一种改进的方案来克服上述问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种裸眼三维显示装置，其可以实现在不同的视角下观看到不同的三维显示效果。
[0008]为实现专利技术目的，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种裸眼三维显示装置。所述裸眼三维显示装置包括：显示部件，其包括由多个显示单元阵列排布而成的显示单元阵列；视角调控器，其包括由多个微棱镜块阵列排布而成的微棱镜块阵列，其中每个微棱镜块与一个显示单元相对应，其包括靠近所述显示单元的第一表面以及远离所述显示单元的第二表面，来自所述显示单元的光线通过所述微棱镜块的第一表面进入所述微棱镜块，之后再经过所述微棱镜块的第二表面射出所述棱镜块，所述微棱镜块的第二表面与第一表面在
第一方向上形成第一夹角，所述微棱镜块的第二表面与第一表面在与第一方向垂直的第二方向上形成第二夹角，自所述微棱镜块的第二表面射出的光线相对于所述显示单元的显光面的出射角度与第一夹角和第二夹角相关。其中微棱镜块阵列的微棱镜块被分成多组，各个微棱镜块的第一夹角和第二夹角的角度组合被事先设置以使得：同一组微棱镜块的出射光线汇聚成同一个视点，不同组微棱镜块的出射光线汇聚成不同视点。
[0009]与现有技术相比，本专利技术中的微棱镜块可以将来自所述显示单元的光线按照设定投射至指定方向，根据这样的方式，来自同一组显示单元的光线通过对应的微棱镜块被传播出去汇聚成的同一个视点，来自不同组显示单元的光线通过对应的微棱镜块被传播出去汇聚成的不同视点，从而实现了在不同的视角下观看到不同的三维显示效果。
附图说明
[0010]图1为本专利技术中的显示组件在一个实施例中的立体结构示意图；
[0011]图2为本专利技术中的显示组件在一个实施例中的侧面结构示意图；
[0012]图3为点光源光线光路二维平面示意图；
[0013]图4为平面spf映射平面xoz的光路原理图；
[0014]图5为平面spf映射平面yoz的光路原理图；
[0015]图6为本专利技术中的裸眼三维显示装置在一个实施例中的结构示意图；
[0016]图7为图6中的孔径阵列光阑的俯视图；
[0017]图8为图6中的孔径阵列光阑的孔径的光线传播效果示意图；
[0018]图9为本专利技术中的裸眼三维显示装置在另一个实施例中的结构示意图；
[0019]图10为在微棱镜块的交界处增加遮挡装置的结构示意图；
[0020]图11为本专利技术中的裸眼三维显示装置中的微棱镜块阵列的各组微棱镜块的示例示意图；
[0021]图12示出了视角调控器的一种设计流程；
[0022]图13为本专利技术中的显示组件在另一个实施例中的立体结构示意图；
[0023]图14为光栅结构的光效原理图。
具体实施方式
[0024]为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
[0025]本专利技术通过设置微棱镜块的倾斜面的角度，可以控制自所述微棱镜块出射的光线的出射角度。基于这样的原理，可以将来自同一组显示单元的光线通过对应的微棱镜块被传播出去以汇聚成同一个视点，来自不同组显示单元的光线通过对应的微棱镜块被传播出去以汇聚成不同视点，从而实现了在不同的视角下观看到不同的三维显示效果。
[0026]第一实施例
[0027]在第一实施例中，本专利技术可以提供一个显示组件，所述显示组件可以是一个显示像素或一个显示单位。图1为本专利技术中的显示组件在一个实施例中的立体结构示意图。图2为本专利技术中的显示组件在一个实施例中的侧面结构示意图。如图1和2所示的，所述显示组件100包括一个显示单元110和一个微棱镜块120。
[0028]所述微棱镜块120包括靠近所述显示单元110的第一表面121以及远离所述显示单元110的第二表面122。来自所述显示单元110的光线n通过所述第一表面121进入所述微棱镜块120，之后再经过所述第二表面122射出所述微棱镜块120。所述第二表面122与所述第一表面121在第一方向x上形成第一夹角θ1，所述第二表面与所述第一表面在与第一方向x垂直的第二方向y上形成第二夹角θ2，自所述第二表面射出的光线的出射角度与第一夹角θ1和第二夹角θ2相关。具体的，设置所述微棱镜块的第一夹角和第二夹角为预定角度组合，使得所述微棱镜块射出的光线具有预定的出射角度。
[0029]图1和2中，所述微棱镜块的第一表面121与所述显示单元110的显光面平行，所述第二表面122相对于第一表面121为倾斜面。在另一个实施例中，所述微棱镜块也可以颠倒过来设置，即所述微棱镜块的第二表面(远离显示单元的表面)平行于所述显示单元的显光面，第一表面(靠近显示单元的表面)相对于第二表面为倾斜表面。
[0030]所述微棱镜块是通过折射原理来控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种裸眼三维显示装置，其特征在于，其包括：显示部件；视角调控器，其包括由多个微棱镜块阵列排布而成的微棱镜块阵列，其中每个微棱镜块包括靠近所述显示部件的第一表面以及远离所述显示部件的第二表面，来自所述显示部件的光线通过所述微棱镜块的第一表面进入所述微棱镜块，之后再经过所述微棱镜块的第二表面射出所述棱镜块，所述微棱镜块的第二表面与第一表面在第一方向上形成第一夹角，所述微棱镜块的第二表面与第一表面在与第一方向垂直的第二方向上形成第二夹角，自所述微棱镜块的第二表面射出的光线的出射角度与第一夹角和第二夹角相关，其中微棱镜块阵列的微棱镜块被分成多组，各个微棱镜块的第一夹角和第二夹角的角度组合被事先设置以使得：同一组微棱镜块的出射光线汇聚成同一个视点，不同组微棱镜块的出射光线汇聚成不同视点。2.如权利要求1所述的裸眼三维显示装置，其特征在于，所述显示部件包括由多个显示单元阵列排布而成的显示单元阵列，所述显示单元阵列被配置的同时显示视角各不相同的多个图像，每组微棱镜块对应的显示单元显示一个视角的图像，不同组微棱镜块对应的显示单元显示不同视角的图像。3.如权利要求2所述的裸眼三维显示装置，其特征在于，所述裸眼三维显示装置还包括：位于所述显示部件和所述视角调控器之间的孔径阵列光阑，所述孔径阵列光阑包括排布成阵列的孔径，每个孔径与一个显示单元相对应，一个显示单元发出的光线经过对应的孔径被传播至对应的微棱镜块。4.如权利要求3所述的裸眼三维显示装置，其特征在于，所述孔径的面向所述显示单元的一侧的直径小于所述孔径的面向所述微棱镜块的一侧的直径，所述孔径的形状为圆形柱、方形柱或多边形柱。5.如权利要求1所述的裸...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔文，陈林森，华鉴瑜，施佳成，李瑞彬，周振，罗明辉，浦东林，朱鹏飞，成堂东，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：