[发明专利]三维显示装置

说明书

本发明涉及显示技术，特别涉及用于实现裸眼三维显示的装置。按照本发明一个方面的三维显示装置包含：背光板，其配置为将光源发出的光束转换为第一准直光束；位于所述第一准直光束传播方向上的空间光调制器，其配置为通过振幅调制方式将多视角混合图像信息加载到所述第一准直光束上以形成第二准直光束；以及位于所述第二准直光束传播方向上的正透镜组，其配置为将所述第二准直光束所承载图像中的不同视角的图像投射至各自对应的观察位置。

技术领域

本发明涉及显示技术，特别涉及用于实现裸眼三维显示的装置。

背景技术

人类的左眼与右眼在水平方向上有5-6cm的位移，因此左右眼所看见的画面中对应实际物体上同一点存在一定的距离，通过这种差别可判断物体的远近和深度。三维(3D)显示技术利用一系列的光学方法使人左右眼产生视差，从而在大脑中形成立体效果的技术。目前的3D显示技术包括眼镜式显示和裸眼式显示两大类型。由于无需佩戴专门的眼镜，裸眼3D显示受到市场更多的青睐。

但是现有的裸眼3D显示技术存在诸多缺点。例如实现的硬件设备体积大，难以集成到手机等小型装置内。此外，基于柱状透镜和屏障法的裸眼3D显示难以消除杂散光，容易带来严重的视觉疲劳。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于实现裸眼三维显示的装置，其具有制造成本低、设计简便和结构紧凑等优点。

按照本发明一个方面的三维显示装置包括：

背光板，其配置为将光源发出的光束转换为第一准直光束；

位于所述第一准直光束传播方向上的空间光调制器，其配置为通过振幅调制方式将多视角混合图像信息加载到所述第一准直光束上以形成第二准直光束；以及

位于所述第二准直光束传播方向上的正透镜组，其配置为将所述第二准直光束所承载图像中的不同视角的图像投射至各自对应的观察位置。

优选地，在上述装置中，所述正透镜组为菲涅尔透镜组。

优选地，在上述装置中，所述背光板包括：

导光板，其包含位于导光板上表面、下表面或内部的第一微结构，该第一微结构具有周期性分布的第一单元，所述光源发出的光束经所述第一微结构散射至导光板的外部；以及

与所述导光板堆叠在一起的光学膜，其包含位于光学膜表面的第二微结构，该第二微结构具有周期性分布的第二单元，经所述第一微结构散射至导光板的外部的光束经第二微结构变换为所述第一准直光束。

优选地，在上述装置中，所述第一单元为微棱镜、微透镜、自由曲面透镜或凹坑中的一种。

优选地，在上述装置中，所述第二单元为微透镜、菲涅耳透镜或薄膜透镜中的一种。

优选地，在上述装置中，所述背光板进一步包括遮光板，其包含与所述第一微结构和第二微结构匹配对应的遮光结构以滤除从所述第二微结构出射的杂散光。

优选地，在上述装置中，所述遮光板设置于下列位置中的一个：导光板与光学膜之间、所述导光板内部和所述光学膜内部。

优选地，在上述装置中，所述光源被集成在所述装置中并且位于所述背光板的侧部。

优选地，在上述装置中，所述光源为LED线阵列光源。

优选地，在上述装置中，所述空间光调制器为液晶显示单元。

优选地，在上述装置中，所述空间光调制器包含多个体像素，每个体像素包含多个亚像素，每个亚像素对应于不同的视角，所述菲涅尔透镜组包含多个菲涅尔透镜，每个菲涅尔透镜配置为将来自于多个体像素中对应于同一个视角的亚像素的光束投射至同一个观察位置。