[发明专利]一种定向显示屏与一种感应式三维显示装置及其显示方法

说明书

本发明公开了一种定向显示屏：依次包括LCD、透镜阵列、阵列化的散射屏和背光源，或包括LCD、透镜阵列、背光源和散射屏；或包括透镜阵列、LCD、背光源和散射屏。本发明还提供了一种感应式三维显示装置：包括定向显示屏、人眼识别系统和控制系统，人眼识别系统包括一对相机及与相机通讯连接的数据处理器，控制系统包括定向光源单元和液晶显示单元。本发明还提供了一种感应式三维显示装置的显示方法。本发明提供的定向显示屏在不降低显示分辨率的同时实现了显示图像的定向，感应式三维显示装置及其显示方法可以实现自由视点三维显示，扩大了显示视场角。

技术领域

本发明涉及三维显示技术领域，尤其涉及一种定向显示屏与一种感应式三维显示装置及其显示方法。

背景技术

显示技术的不断发展体现了人类不断追求自然逼真显示效果的愿望。三维显示相较于二维显示可使观看者获得物体真实的深度信息和完整的表面特征。三维显示技术可根据是否需要借助可穿戴的光学器件分为助视三维显示技术和裸眼三维显示技术，其中裸眼三维显示技术逐渐成为研究热门。

目前，市场上裸眼三维显示器件多结合狭缝光栅或柱透镜光栅来显示物体的立体感。狭缝光栅借助透光条的透射和遮光条的遮挡,使左右视差图像分离传递因而形成多个间距呈周期分布的观看视点，但此方法因遮光条的遮挡作用使得显示出的三维图像的亮度不高，且其显示分辨率不高。柱透镜光栅三维显示则利用柱透镜光栅来进行分光显示，左右眼分别获得奇像素列图像和偶像素列图像，从而感知出立体效果，此方法显示的图像亮度相对狭缝光栅三维显示有所提升，但显示分辨率同样不高。光栅三维显示无需借助眼镜等助视光学器件即可实现立体观看效果，但其存在固定视点的限制，当观察视点与人左右眼不对应时，则观察不到正确的视差图像，从而产生剧烈的视觉疲劳感。因此，为了提高三维显示效果，设计一个无固定视点限制并且具有较高分辨率的三维显示装置是十分有必要的。

另一方面，聚合物分散液晶，即PDLC(polymer dispersed liquid crystal)，是由聚合物包裹的液晶小滴，实现光学散射。聚合物的折射率与液晶小滴的折射率不同，形成光的散射。当在PDLC两端添加电压时，液晶分子沿电场方向分布，则液晶小滴的折射率与聚合物相同，因此PDLC成为透明均匀的光学材料，入射光线透射PDLC。PDLC可用来制作液晶调光阀等器件，引起了广泛关注和使用。

因此，在现有技术基础上，设计定向显示屏实现图像的定向显示，并结合人眼识别技术追踪观察者的视点来进行正确的视差图像显示。

发明内容

本发明的目的在于提供一种定向显示屏与一种感应式三维显示装置及其显示方法，本发明提供的定向显示屏不降低显示分辨率的同时实现了显示图像的定向，感应式三维显示装置及其显示方法可以实现自由视点三维显示，扩大了显示视场角。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种定向显示屏，所述定向显示屏依次包括LCD、透镜阵列、阵列化的散射屏和背光源，或所述定向显示屏依次包括LCD、透镜阵列、背光源和散射屏；或所述定向显示屏依次包括透镜阵列、LCD、背光源和散射屏；

所述阵列化的散射屏依次包括阵列化的上电极、散射薄膜层和阵列化的下电极；所述散射薄膜层在阵列化的上电极和阵列化的下电极的结合作用独立控制阵列化的散射屏的像素电压；

所述背光源包括波导及位于波导侧面的光源，光线在波导中发生全反射；

其中，透镜阵列、散射屏和背光源共同组成定向光源。

在本发明提供的所述的定向显示屏中，定向光源实现了光线的定向，LCD 提供显示图像。

优选的，所述阵列化的散射屏为阵列化的PDLC屏，依次包括阵列化的上电极、PDLC薄膜层和阵列化的下电极。