[发明专利]一种基于光源阵列的逆反射立体显示装置

说明书

本发明提出了一种基于光源阵列的逆反射立体显示装置。该显示装置由光源阵列、柱透镜光栅、逆反射膜及液晶显示面板组成。光源阵列、柱透镜光栅及逆反射膜用于控制该装置中光线传播的方向，光源阵列中任意光源发射的光线经液晶显示面板、柱透镜光栅后，由逆反射膜反射，均可重新汇聚到光源所在的垂直投影区域内。当光源阵列中某一光源打开时，液晶显示面板提供与该光源空间位置对应的视差图像，从而在当前光源的垂直投影区域内，形成视区。时分复用地，光源阵列中的光源依次打开，液晶显示面板提供与之对应的视差图像，从而可在空间中形成多个视区，当人眼分处于不同的视区时，可以看到与之对应的视差图像，从而产生立体视觉。

技术领域

本发明涉及显示技术，更具体地说，本发明涉及立体投影显示技术。

背景技术

投影显示装置可用于立体图像的显示。常见的立体投影显示装置由柱透镜光栅、投影机等元器件构成，其通过投影机提供视差图像，并利用柱透镜分光作用实现立体图像显示。然而，传统立体投影显示装置通常使用投影机进行图像投射，对分辨率要求较高时，还会使用多台投影机进行图像投射，因此本发明提出了一种基于光源阵列的基于光源阵列的逆反射立体显示装置，其不再通过投影机提供视差图像，而是利用液晶显示面板提供视差图像，并利用光源阵列和逆反射膜控制视差图像的投射方向，从而实现立体图像显示，相对于传统的利用投影机实现立体投影的装置，其成本相对较低。

发明内容

本发明提出了一种基于光源阵列的逆反射立体显示装置。附图1为该基于光源阵列的逆反射立体显示装置的结构示意图。该基于光源阵列的逆反射立体显示装置由光源阵列、柱透镜光栅、逆反射膜及液晶显示面板组成。

液晶显示面板、柱透镜光栅及逆反射膜前后依次放置。所述柱透镜光栅置于逆反射膜之前，其由多个柱透镜在垂直方向上排列而成，用于垂直方向上散射光线，所述逆反射膜上具有光逆反射结构，可将入射到该逆反射膜上的光线按原入射方向进行反射。液晶显示面板用于提供视差图像，其采用低散射面板，其不改变光线的传播方向。

光源阵列、柱透镜光栅及逆反射膜用于控制该装置中光线传播的方向，光源阵列中任意光源发射的光线均可发射至液晶显示面板、柱透镜光栅及逆反射膜位置，并经液晶显示面板、柱透镜光栅后，到达逆反射膜位置。经逆反射膜反射后，其光线再次经过柱透镜光栅和液晶显示面板，并重新汇聚到光源所在的垂直投影区域内。同一时刻，所述光源阵列中仅有唯一的一个光源打开，其他光源均处于关闭状态，当其中某一光源打开时，液晶显示面板提供与该光源空间位置对应的视差图像，从而通过上述反射过程，在当前光源的垂直投影区域内，形成视区。时分复用地，光源阵列中的光源依次打开，液晶显示面板提供与之对应的视差图像，从而可在空间中形成多个视区。当人眼分处于不同的视区时，可以看到与之对应的视差图像，从而产生立体视觉。

具体地，光源阵列中任一光源所发出的光线首先入射至液晶显示面板，液晶显示面板不改变光线的转播方向，光线穿过液晶显示面板后，到达柱透镜光栅。此时，分垂直和水平方向对光线的传播进行说明。

垂直传播方向上，因柱透镜光栅由多个柱透镜在垂直方向上排列而成，其在垂直方向上具有透镜聚光作用。故光线经过柱透镜光栅后，在垂直方向上发生传播方向的改变。随后，光线到达逆反射膜，逆反射膜常采用立方晶结构，具有光逆反射特性，光线可在其上形成三次反射，并最终按原入射方向进行出射。但立方晶结构中，反射光线和入射光线之间存在一定的位移。该位移会使得反射光线再次经过柱透镜光栅时，其入射点位置发生变化，从而被柱透镜光栅散射至不同于入射光线的其他垂直空间方向。因此，光线反射后，会在垂直传播方向上产生散射。

水平方向上，因柱透镜光栅由多个柱透镜在垂直方向上排列而成，其在水平方向上不具有透镜聚光作用。故在水平方向上不会改变光线传播方向。随后，光线达到逆反射膜。按上述原理，逆反射膜将入射光线按原方向反射后，光线再次到达柱透镜光栅。同理，光线再次经过柱透镜光栅时，柱透镜光栅在水平方向上不会改变光线传播方向。故最终，光线在水平方向上将按原入射方向进行反射。