一种立体显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种立体显示装置，涉及光电技术领域，能够减弱摩尔纹，提高立体显示效果；立体显示装置，包括平行设置的显示面板和透镜光栅，所述透镜光栅包括多个透镜单元，所述各个透镜单元具有像差，所述显示面板与所述柱透镜光栅之间的距离H=F±△;其中，F为所述各个透镜单元的等效焦距，△为调节门限；本发明专利技术适用于显示器制造领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电
，特别涉及一种立体显示装置。
技术介绍
裸眼立体显示技术通过视差障碍光栅或透镜光栅等在水平方向上发生折射来为双眼提供不同的透视图像，它利用人眼视差特性，不需要接触任何助视设备(如3D眼镜，头盔等)，在人眼裸视条件下即可获得具有完整深度信息的图像，实现立体显示效果。但是裸眼立体显示技术中所采用的显示面板，无论是液晶显示面板还是等离子显示面板，都在水平和垂直方向分别等间距排列有像素单元，各个像素单元之间在水平和垂直方向形成等间距的不透光条纹，即黑矩阵。而其采用的光栅结构，无论是视差障碍光栅还是透镜光栅，都是一种条纹状等间距排列的光学器件，具有与显示面板上像素结构相近的空间周期结构。在显示过程中，两个相近的空间周期结构叠加在一起，在观看区域就形成了黑白间隔的摩尔条纹。为了减轻摩尔纹对立体显示效果的影响，现在通行的设计方法是将光栅条纹设计成为相对显示屏像素的列方向倾斜的结构。在这种结构中，由于倾斜光栅形成的倾斜视线与矩形像素外形失配，会造成人眼光看到的视差子图像之间的串扰，带来更多的鬼影(Ghost)现象,影像显示质量。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本发 明提供一种立体显示装置，能够减弱摩尔纹，提高立体显示效果。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种立体显示装置，包括平行设置的显示面板和透镜光栅，所述透镜光栅包括多个透镜单元，其特征在于:所述各个透镜单元具有像差，所述显示面板与所述柱透镜光栅之间的距离H=F土 Λ ;其中，F为所述各个透镜单元的焦距，Λ为调节门限。进一步的，所述像差为球面像差。进一步的，所述调节门限Λ为0.2毫米。可选的，所述显示面板包括多个像素单元，每个像素单元包括多个平行排列的次像素单元；所述次像素单元的排列方向与所述透镜单元的排列方向垂直，所述透镜单元的像差宽度小于或等于所述像素单元宽度的三分之一；其中，所述像差宽度是平行光线通过所述透镜单元后在所述透镜单元的等效焦平面上形成的弥散斑的直径。可选的，所述显示面板包括多个像素单元，每个像素单元包括多个平行排列的次像素单元；所述次像素单元的排列方向与所述透镜单元的排列方向平行，所述透镜单元的像差宽度小于或等于所述次像素单元宽度的三分之一；其中，所述像差宽度是平行光线通过所述透镜单元后在所述透镜单元的等效焦平面上形成的弥散斑的直径。进一步的，所述像差参数由形成所述透镜单元的两种材料的折射率差、所述透镜单元的透镜曲面的曲率半径确定。进一步的，所述显示面板和所述透镜光栅之间填充有光线转换装置，所述光线转换装置包括:第一电极、第二电极、填充于所述第一电极和所述第二电极之间的液晶层，以及控制模块，所述控制模块用于控制所述第一电极和所述第二电极之间的电压，当所述第一电极和所述第二电极之间的电压处于第一状态时，所述液晶层不发生偏转，当所述第一电极和所述第二电极之间的电压处于第二状态时，所述液晶层偏转90度。本专利技术的有益效果是:本专利技术通过具有像差的透镜光栅，使由显示面板发出的光线经透镜光栅分光后发生偏折，原有摩尔条纹中暗区域的光线投射到亮区域，而亮区域的光线投射到暗区域，使明暗区域的光强分布均匀，从而减弱了摩尔条纹。附图说明图1是现有裸眼立体显示器的光路图；图2是本专利技术提供的立体显示装置的结构示意图；图3a是本专利技术显示面板中次像素单元的一种排列方式；图3b是本专利技术显示面板中次像素单元的另一种排列方式；图4是本专利技术中平行光线经过透镜单元的光路图；图5是本专利技术提供的立体显示装置的光路图。具体实施例方式需要说明的是，如果不冲突，本专利技术实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本专利技术的保护范围之内。如图1所示，在现有的裸眼立体显示器中，透镜光栅02—般位于显示面板01的前方(即靠近观看者的一侧)，且显示面板01放置在透镜光栅02的焦平面上，由显示面板01发出的光线经透镜光栅02分光后形成各个观看方向上的平行光进入人眼，人眼极易发现显示屏幕上所出现的明暗相间的摩尔条纹，影响观看效果。本专利技术通过具有像差的透镜光栅，将显示面板的放置位置扩大到透镜光栅等效焦平面以外，使由显示面板发出的光线经透镜光栅分光后发生偏折，改变可视区域的光强分布，使得原有摩尔条纹明暗区域的光强分布均匀，从而减弱了摩尔条纹。由于透镜光栅具有像差，因此，该透镜光栅实际上不会有焦平面，所述的等效焦平面是指透镜光栅在没有像差的情况下对应的焦平面。本专利技术提供一种立体显示装置，如图2所示，包括平行设置的显示面板2和透镜光栅I。透镜光栅I位于显示面板2前方(即靠近观看者的一侧)，透镜光栅I包括平行设置的多个透镜单元10，透镜单元10可以是凸透镜也可以是凹透镜，各个透镜单元10具有像差，其中像差可以是球差、慧差等。显示面板2与透镜光栅I之间的距离H=F土 Λ ;其中，F为透镜光栅I的焦距，Λ为调节门限。在显示面板2和透镜光栅I之间可以填充偏振光转换装置3或者玻璃等透光材料。具体的，显示面板2上设有呈矩阵形式排列的像素单元20，每个像素单元20包括多个平行排列的次像素单元201，例如每个像素单元20可以由红(R)、绿(G)、蓝(B)三个矩形次像素单元201组成，次像素单元201的长宽比可以设置为3:1。这样，在显示面板2中，RGB次像素单元201可以有两种排列方式，即如图3a所示，次像素单元201的长边沿着水平方向排列；或者，如图3b所示，次像素单元201的长边沿竖直方向排列。其中，显示面板2可以采用等离子显示面板(Plasma Display Panel, PDP)、有机发光面板(OrganicElectroluminesence Display, OELD)、液晶显不面板(Liquid Crystal Display, LCD)等，如果采用显示面板的出射光线不是线偏振光，如采用TOP、OLED等，需要在显示面板上设置一层偏光片，产生与透镜光栅所需偏振方向的偏振光；如果米用LCD,由于LCD的出射光线就是线偏振光，则不需要设置偏光片。透镜光栅I包括平行设置的多个透镜单元10，透镜单元10为凸透镜，且各个凸透镜具有球面像差。具体的，如图4中的光路图所示，由于各个透镜单元10具有球面像差，平行光线通过透镜单元10后不会汇聚在焦点，而是在与透镜光栅平行的成像面(即垂直于纸面的竖直平面)上产生圆形弥散斑。本专利技术中将透镜光栅焦平面F上弥散斑的直径Wl称为像差宽度。在立体显示装置中，透镜光栅I中的透镜单元10通常是沿水平方向排列的，当透镜单元10的排列方向与次像素单元201的排列方向垂直时(如图3a中次像素单元201的排列方式)，透镜单元10的像差宽度小于或者等于像素单元20宽度的三分之一(即Wl ( 1/3W2);当透镜单元10的排列方向与次像素单元201的排列方向平行时(如图3b中次像素单元201的排列方式)，透镜单元10的像差宽度小于或者等于次像素单元201宽度的三分之一(即WlS 1/3W3)。在制造过程中，为了方便制造，并在后期方便贴合，将透镜光栅I的上下表面均做成平面(如图2所示)，则以透镜曲面为界透镜光栅I由两种折射率不同的透光材料制成。其中，两种材料的折射率差、透镜曲面的形状，透镜曲面的曲率半径都会影响透镜单元的像差宽度。本专利技术中可以通过光学设计软件，如MEMAX、AS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立体显示装置，包括平行设置的显示面板和透镜光栅，所述透镜光栅包括多个透镜单元，其特征在于：所述各个透镜单元具有像差，所述显示面板与所述柱透镜光栅之间的距离H=F±△;其中，F为所述各个透镜单元的等效焦距，△为调节门限。

【技术特征摘要】
1.一种立体显示装置，包括平行设置的显示面板和透镜光栅，所述透镜光栅包括多个透镜单元，其特征在于:所述各个透镜单元具有像差，所述显示面板与所述柱透镜光栅之间的距离H=F土 Λ ;其中，F为所述各个透镜单元的等效焦距，Λ为调节门限。2.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于:所述像差为球面像差。3.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于:所述调节门限Λ为0.2毫米。4.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于:所述显示面板包括多个像素单元，每个像素单元包括多个平行排列的次像素单元； 所述次像素单元的排列方向与所述透镜单元的排列方向垂直，所述透镜单元的像差宽度小于或等于所述像素单元宽度的三分之一；其中，所述像差宽度是平行光线通过所述透镜单元后在所述透镜单元的等效焦平面上形成的弥散斑的直径。5.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于:所述显示面板包括多个像素单元，每个像素单元包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈寅伟，宋磊，刘宁，戈张，
申请(专利权)人：深圳超多维光电子有限公司，
类型：发明
国别省市：