[发明专利]一种裸眼式立体显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及立体显示技术领域，尤其涉及一种全分辨率裸眼式立体显示装置。

背景技术

在立体显示技术中，利用双目视差的原理，使用户产生接近于真实的立体感。目前的立体显示技术分为眼镜式和裸眼式两类。而一般来说，裸眼式立体显示装置具有使用方便，符合人眼的日常观看习惯等优点，但是裸眼式立体显示装置也存在其固有的缺陷。

目前，裸眼立体显示的实现方式大体有视差狭缝光栅、微柱透镜阵列和指向性背光等方式。但这些方法都是采用的空间分割的方法显示立体图像，因此会造成显示分辨率降低的问题，从而影响了立体显示的效果。

如图1所示，为现有的一种全分辨率的立体显示装置。该立体显示装置包括：位于背光板110和显示面板120之间的用于分离图像的视差栅栏115，偏振显示面板120输出光以产生第一偏振光的偏振器125，将第一偏振光转换为第二偏振光的偏振开关130，以及具有可根据入射光偏振状态而变化折射率的双折射板135。其具体的工作过程如下：视差栅栏115将显示面板120发射的图像分离为左右眼图像，且经过分离的左右眼图像为原始左右眼图像的奇数列图像或偶数列图像。然后再利用之后的器件和时分的方法将单幅图像的奇数列和偶数列进行组合形成全分辨率的图像。我们以左眼图像为例，假设第一时刻，经视差栅栏115分离出的图像为原始图像的奇数列，其光线经过偏振器125之后按第一偏振光传播，再以第一折射率通过双折射板135到达左眼（LE）所在位置；第二时刻，经视差栅栏115分离出的图像为原始图像的偶数列，其光线经过偏振器125之后按第二偏振光传播，再以第二折射率通过双折射板135到达左眼所在位置。这样控制第一时间和第二时间所需要的总时间在30ms以内，低于人眼的反应时间。这样左眼图像的奇数列和偶数列就可以组合成完整的全分辨率图像，其中偏振开关控制器133与显示装置控制器123同步。

然而，上述时分的显示方式存在一些问题，如其视差栅栏115位于背光板110和显示面板120之间，会造成背光利用率的下降，使显示面板的亮度下降。在上述现有技术中所使用的利用双折射板对光线偏移使奇数列图像和偶数列图像组合的方式会因为出射光线出射角度的不同而产生效果上的差异，因此其效果不能保证如理想的情况一样精确，从而导致奇数列图像和偶数列图像在空间上发生重叠而引起串扰。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种裸眼式立体显示装置，通过利用分光装置和偏振态控制器实现裸眼式立体显示，能够有效避免现有技术中背光利用率下降的问题。

为了达到上述目的，本发明提供一种裸眼式立体显示装置，包括：

背光板；

显示面板，用于显示2D图像或3D图像；

分光装置，用于在2D模式中透射提供的图像，以及在3D模式中将入射的图像分成右眼图像和左眼图像；

偏振态控制器，设置在所述显示面板和所述分光装置之间，用于在2D模式下将由所述显示面板提供的光线振动方向旋转90度、以及在3D模式下不改变由所述显示面板提供的光线振动方向。

优选地，所述偏振态控制器包括：

第一基板；

第二基板；以及

设置在第一基板和第二基板之间的具有90°扭曲的向列性液晶层，其中

所述偏振态控制器上的靠近所述显示面板的基板上的配向层的摩擦方向与所述显示面板出射偏振光的偏振方向相同。

优选地，所述分光装置包括：

单折射率透镜；

双折射率透镜，其中

所述单折射率透镜和所述双折射率透镜均包括平面部分和与之相对的曲面部分，所述单折射率透镜和所述双折射率透镜的曲面部分具有相同曲率，所述单折射率透镜和双折射率透镜对所述偏振态控制器旋转后或不旋转出射的两种偏振光中的其中一种表现为凸透镜，对另一种表现为平透镜。

优选地，所述单折射率透镜为单折射率凸透镜，且所述单折射率凸透镜的折射率等于所述双折射率透镜的其中一个折射率并大于另外一个折射率；或者

所述双折射率透镜为双折射率凸透镜，且所述单折射率透镜的折射率等于所述双折射率凸透镜的其中一个折射率并小于另外一个折射率。

优选地，所述双折射率透镜的折射率包括：相对于寻常光的寻常光折射率n_o和相对于非寻常光的非寻常光折射率n_e，所述单折射率透镜的折射率等于所述寻常光折射率n_o并大于所述非寻常光折射率n_e；或