集成成像3d液晶顯示器及其使用的光學(xué)設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種集成成像3D液晶顯示器及其使用的光學(xué)設(shè)備，所述集成成像3D液晶顯示器包括：透鏡陣列、顯示面板，以及夾設(shè)于所述透鏡陣列、顯示面板之間的調(diào)光面板，其中，所述調(diào)光面板包括多個(gè)對(duì)應(yīng)所述透鏡陣列不同透鏡或組合的調(diào)光單元，所述調(diào)光單元在運(yùn)作時(shí)相對(duì)于所述透鏡陣列和顯示面板無位移，并且包括電極和調(diào)光材料，所述電極被施加電壓，以使得所述調(diào)光材料將來自所述顯示面板的光線傳輸至所述透鏡陣列時(shí)，改變所述光線的傳輸方向。能夠增大集成成像3D液晶顯示器的觀看視角。
【專利說明】集成成像3D液晶顯示器及其使用的光學(xué)設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及3D顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及集成成像3D液晶顯示器及其使用的光 學(xué)設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 集成成像利用微透鏡陣列對(duì)三維場(chǎng)景進(jìn)行記錄，并通過相同參數(shù)的微透鏡陣列再 現(xiàn)出3D圖像。根據(jù)光路可逆原理再現(xiàn)出3D圖像與原3D場(chǎng)景具有相同的色彩、深度等信息， 因此集成成像也被稱為真3D顯示。
[0003] 3D觀看視角是集成成像3D顯示的重要性能參數(shù)，它是指能看到無裂紋、無跳變、 完整的3D圖像的觀看角度，3D觀看角度越大說明觀看自由度越大。
[0004] 目前，業(yè)界一般通過在透鏡陣列和顯示器之間加入機(jī)械控制的可移動(dòng)光柵 (dynamic moving barrier),光柵的移動(dòng)可以調(diào)節(jié)顯示器所發(fā)出光的傳播方向，通過移動(dòng) 光柵并同步顯示對(duì)應(yīng)的元素圖像（影像根據(jù)光柵的移動(dòng)實(shí)時(shí)變化），擴(kuò)大觀看視角。但采用 這種機(jī)械方法在實(shí)際器件制作工藝中難度較大，且較難控制移動(dòng)光柵的精確位置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種集成成像3D液晶顯示器及其使用的光學(xué) 設(shè)備，能夠增大集成成像3D液晶顯示器的觀看視角。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種集成成像3D液晶 顯示器，該集成成像3D液晶顯示器包括透鏡陣列、顯示面板，以及夾設(shè)于透鏡陣列、顯示面 板之間的調(diào)光面板，其中，調(diào)光面板包括多個(gè)對(duì)應(yīng)透鏡陣列不同透鏡或組合的調(diào)光單元，調(diào) 光單元在運(yùn)作時(shí)相對(duì)于透鏡陣列和顯示面板無位移，并且包括電極和調(diào)光材料，電極被施 加電壓，以使得調(diào)光材料將來自顯不面板的光線傳輸至透鏡陣列時(shí)，改變光線的傳輸方向。
[0007] 其中，調(diào)光材料是液晶，該液晶在被施加第一電壓的電極所形成電場(chǎng)影響下改變 其液晶分子的排列方向，以等效于第一形狀的棱鏡，使光線在透過透鏡陣列后傳輸至左眼； 并在被施加第二電壓或未施加電壓的電極所形成電場(chǎng)影響下改變或不改變其液晶分子的 排列方向，以等效于第二形狀的棱鏡，使光線在透過透鏡陣列后傳輸至右眼。
[0008] 其中，在與透鏡陣列和顯示面板一致的平面方向，調(diào)光單元的尺寸等于透鏡陣列 中透鏡單元尺寸，并且相鄰調(diào)光單元之間的交界處于透鏡單元的中心。
[0009] 其中，調(diào)光材料中的電極包括第一透明電極和第二透明電極，第一透明電極和第 二透明電極在至少一個(gè)被施加電壓后形成電場(chǎng)。
[0010] 其中，第一透明電極和第二透明電極分別位于調(diào)光材料的鄰近透鏡陣列、顯示面 板的兩側(cè)，或者均位于透鏡陣列一側(cè)，或均位于顯示面板一側(cè)。
[0011] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種用于集成成像 3D液晶顯示的光學(xué)設(shè)備，該光學(xué)設(shè)備包括透鏡陣列和調(diào)光面板，調(diào)光面板包括多個(gè)對(duì)應(yīng)透 鏡陣列不同透鏡或組合的調(diào)光單元，調(diào)光單元在運(yùn)作時(shí)相對(duì)于透鏡陣列無位移，并且包括 電極和調(diào)光材料，電極被施加電壓，以使得調(diào)光材料將來自顯示面板的光線傳輸至透鏡陣 列時(shí)，改變光線的傳輸方向。
[0012] 其中，調(diào)光材料是液晶，液晶在被施加第一電壓的電極所形成電場(chǎng)影響下改變其 液晶分子的排列方向，以等效于第一形狀的棱鏡，使光線在透過透鏡陣列后傳輸至左眼；并 在被施加第二電壓或未施加電壓的電極所形成電場(chǎng)影響下改變或不改變其液晶分子的排 列方向，以等效于第二形狀的棱鏡，使光線在透過透鏡陣列后傳輸至右眼。
[0013] 其中，在與透鏡陣列一致的平面方向，調(diào)光單元的尺寸等于透鏡陣列中透鏡單元 尺寸，并且相鄰調(diào)光單元之間的交界處于透鏡單元的中心。
[0014] 其中，調(diào)光材料中的電極包括第一透明電極和第二透明電極，第一透明電極和第 二透明電極在至少一個(gè)被施加電壓后形成電場(chǎng)。
[0015] 其中，第一透明電極和第二透明電極分別位于調(diào)光材料的鄰近透鏡陣列、顯示面 板的兩側(cè)，或者均位于透鏡陣列一側(cè)，或均位于顯示面板一側(cè)。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的集成成像3D液晶顯示器包括透鏡陣列、顯示 面板，以及夾設(shè)于透鏡陣列、顯示面板之間的調(diào)光面板，通過調(diào)節(jié)電極上施加的電壓，使得 調(diào)光材料將來自顯示面板的光線傳輸至透鏡陣列時(shí)，改變光線的傳輸方向。比采用實(shí)際器 件制作工藝中難度較大、且較難控制移動(dòng)光柵的精確位置的機(jī)械方式控制光柵的移動(dòng)增加 集成成像3D液晶顯示器觀看視角相比，能夠方便控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)集成成像工作原理示意圖；
[0018] 圖2是現(xiàn)有技術(shù)集成成像3D液晶顯示器觀看視角的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖3是現(xiàn)有技術(shù)集成成像3D液晶顯示器增大觀看視角的結(jié)構(gòu)示意圖
[0020] 圖4是本發(fā)明集成成像3D液晶顯示器一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖5是本發(fā)明集成成像3D液晶顯不器另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和光路不意圖；
[0022] 圖6是本發(fā)明集成成像3D液晶顯示器觀看視角示意圖；
[0023] 圖7是本發(fā)明光學(xué)設(shè)備一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖8是本發(fā)明光學(xué)設(shè)備另一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026] 集成成像技術(shù)是一種利用微透鏡陣列對(duì)三維場(chǎng)景進(jìn)行記錄和再現(xiàn)的真三維裸視 自由立體顯示技術(shù)。它包含了采集和影像重構(gòu)兩個(gè)過程，其基板原理，請(qǐng)參閱圖1，圖1是現(xiàn) 有技術(shù)集成成像技術(shù)工作原理示意圖，采集階段就是通過記錄物體130的發(fā)出光線經(jīng)過透 鏡陣列120中每個(gè)透鏡121，經(jīng)過每個(gè)透鏡121的光線在傳感器110對(duì)應(yīng)的位置上記錄一個(gè) 2D的影像，每個(gè)2D影像稱為元素圖像140,所有透鏡120對(duì)應(yīng)的元素圖像140構(gòu)成元素圖 像陣列，元素圖像陣列形成對(duì)3D物體或者3D場(chǎng)景的信息采集，即可獲取物體空間場(chǎng)景多方 位視角的圖像元陣列。
[0027] 而影像重構(gòu)過程就是把記錄所得到的圖像元陣列透射出來的光線聚集還原，根據(jù) 光線可逆原理，可以重構(gòu)出被采集的3D物體或者3D場(chǎng)景，從而人眼不用通過眼鏡就能觀看 3D效果。
[0028] 請(qǐng)參閱圖2,圖2是現(xiàn)有技術(shù)集成成像3D液晶顯示器觀看視角示意圖。圖中包括 傳感器210、透鏡陣列220,正常觀看區(qū)域230,串?dāng)_觀看區(qū)域240。Θ是為正常觀看區(qū)域230 的視角，g表示透鏡和傳感器之間的間距，P表示透鏡節(jié)距。一個(gè)透鏡節(jié)距的垂直平分線為 正常觀看區(qū)域230的視角平分線，透鏡和傳感器之間的間距g和二分之一透鏡節(jié)距p組成 的直角三角形的一個(gè)頂角大小為正常觀看區(qū)域230的視角Θ的一半，根據(jù)直角三角形性

【權(quán)利要求】
1. 一種集成成像3D液晶顯示器，其特征在于，包括透鏡陣列、顯示面板，以及夾設(shè)于 所述透鏡陣列、顯示面板之間的調(diào)光面板，其中，所述調(diào)光面板包括多個(gè)對(duì)應(yīng)所述透鏡陣列 不同透鏡或組合的調(diào)光單元，所述調(diào)光單元在運(yùn)作時(shí)相對(duì)于所述透鏡陣列和顯示面板無位 移，并且包括電極和調(diào)光材料，所述電極被施加電壓，以使得所述調(diào)光材料將來自所述顯示 面板的光線傳輸至所述透鏡陣列時(shí)，改變所述光線的傳輸方向。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成成像3D液晶顯示器，其特征在于，所述調(diào)光材料是液晶， 所述液晶在被施加第一電壓的所述電極所形成電場(chǎng)影響下改變其液晶分子的排列方向，以 等效于第一形狀的棱鏡，使所述光線在透過所述透鏡陣列后傳輸至左眼；并在所述被施加 第二電壓或未施加電壓的所述電極所形成電場(chǎng)影響下改變或不改變其液晶分子的排列方 向，以等效于第二形狀的棱鏡，使所述光線在透過所述透鏡陣列后傳輸至右眼。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成成像3D液晶顯示器，其特征在于，在與所述透鏡陣列和 顯示面板一致的平面方向，所述調(diào)光單元的尺寸等于所述透鏡陣列中透鏡單元尺寸，并且 相鄰所述調(diào)光單元之間的交界處于所述透鏡單元的中心。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成成像3D液晶顯示器，其特征在于，所述調(diào)光材料中的所 述電極包括第一透明電極和第二透明電極，所述第一透明電極和第二透明電極在至少一個(gè) 被施加電壓后形成電場(chǎng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的集成成像3D液晶顯示器，其特征在于，所述第一透明電極和 第二透明電極分別位于所述調(diào)光材料的鄰近所述透鏡陣列、顯示面板的兩側(cè)，或者均位于 所述透鏡陣列一側(cè)，或均位于所述顯示面板一側(cè)。
6. -種用于集成成像3D液晶顯示的光學(xué)設(shè)備，其特征在于，包括：透鏡陣列和調(diào)光面 板，所述調(diào)光面板包括多個(gè)對(duì)應(yīng)所述透鏡陣列不同透鏡或組合的調(diào)光單元，所述調(diào)光單元 在運(yùn)作時(shí)相對(duì)于所述透鏡陣列無位移，并且包括電極和調(diào)光材料，所述電極被施加電壓，以 使得所述調(diào)光材料將來自顯示面板的光線傳輸至所述透鏡陣列時(shí)，改變所述光線的傳輸方 向。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)設(shè)備，其特征在于，所述調(diào)光材料是液晶，所述液晶在被 施加第一電壓的所述電極所形成電場(chǎng)影響下改變其液晶分子的排列方向，以等效于第一形 狀的棱鏡，使所述光線在透過所述透鏡陣列后傳輸至左眼；并在所述被施加第二電壓或未 施加電壓的所述電極所形成電場(chǎng)影響下改變或不改變其液晶分子的排列方向，以等效于第 二形狀的棱鏡，使所述光線在透過所述透鏡陣列后傳輸至右眼。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)設(shè)備，其特征在于，在與所述透鏡陣列一致的平面方向， 所述調(diào)光單元的尺寸等于所述透鏡陣列中透鏡單元尺寸，并且相鄰所述調(diào)光單元之間的交 界處于所述透鏡單元的中心。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)設(shè)備，其特征在于，所述調(diào)光材料中的所述電極包括第 一透明電極和第二透明電極，所述第一透明電極和第二透明電極在至少一個(gè)被施加電壓后 形成電場(chǎng)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)設(shè)備，其特征在于，所述第一透明電極和第二透明電極 分別位于所述調(diào)光材料的鄰近所述透鏡陣列、顯示面板的兩側(cè)，或者均位于所述透鏡陣列 一側(cè)，或均位于所述顯示面板一側(cè)。
【文檔編號(hào)】G02F1/1335GK104297994SQ201410606381
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】方斌 申請(qǐng)人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司