[发明专利]三维显示装置、显示方法和电子设备

说明书

本发明公开了一种基于多层透明激发显示的光场三维显示装置及其显示方法以及电子设备。所述三维显示装置，包括：多层显示单元阵列，包括至少两层显示单元，所述至少两层显示单元中任一层显示单元设置有透明荧光激发薄膜层；激发投影单元阵列，包括至少一个激发投影单元，所述激发投影单元阵列中所有投影单元发出的光线投影到所述多层显示单元阵列中对应的显示单元，激发所述透明荧光激发薄膜层以显示相应图像，其中所述相应图像叠加成像。

技术领域

本发明涉及三维显示的领域，更具体地，本发明涉及一种基于多层透明激发显示的光场三维显示装置及其显示方法以及电子设备。

背景技术

人类是天生的空间思维者，以此推动了显示技术朝着高清晰、三维全景显示的方向发展。国内外众多三维显示技术一般可分为全息三维显示和非全息三维显示两种。全息三维显示因其是真三维的信息记录和显示而被誉为未来理想的三维显示方式，但在动态显示方面需要高分辨的空间光调制器以及超高速的数据处理系统，极大地限制了这种技术的进步使其不能很好地进入实际应用。因此非全息三维显示是目前的主流显示技术，而实现非全息三维显示技术一般又可分为体三维显示、集成成像三维显示、自体视三维显示等。体三维显示目前已有较好的显示设备出现，然而基于这种方法的显示装置大都依靠转动屏幕来满足全视角观看的需求，所以显示装置结构相对复杂造价也较高。传统的集成成像三维显示技术则在视角数目、图像串扰、显示区域深度和大小等方面存在很多需要解决的问题。归根究底，裸眼三维显示存在一个很大的问题就在于信息量的受限，那么如何整合现有硬件资源的优势扩充信息量就成为业界研究方向。

利用多层显示器件叠加的结构，空间光线的调制和信息量的叠加已经成为实现空间三维显示的一种研究思路，国内外一些文献研究已经报道了利用多层液晶面板实现光场三维显示的方案，相较于通常的大型三维显示设备而言，多层面板三维显示方案在工程实现上成本较低，硬件结构相对简单。光场三维显示的原理和算法业界也有了一定的研究，可以获得一定参考。然而现有的多层显示方案大多存在分辨率有限、视角有限等问题，同时人们对于三维显示的期望更多在于更加逼真虚幻的效果，弱化显示器件的视觉存在。

透明显示作为研究热点已经持续了很长一段时间，学术界已经研究出了一些具备市场应用前景的技术。基于荧光激发的透明显示技术目前得到了很 好发展，可以利用含有荧光激发微粒的透明材料制备薄膜作为空间介质，利用对应的紫外光或者蓝光激发产生相应波段的可见光，并且这种荧光激发发光的该技术原理上已经得到了验证，荧光激光材料相关参考专利如US6986581B2和US7090355B2。将该技术应用到个人显示设备领域，结合市场对三维显示的诉求构造新的透明三维显示模式具有广泛的市场前景。

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于多层透明激发显示的光场三维显示装置、方法以及电子设备，整合了多层显示技术和透明激发显示技术，并且可以通过背投、前投、侧投等多种投影模式实现显示图像再现，具有很大的应用价值，可广泛应用于公共娱乐、军事沙盘推演、医学模拟、公众演示等领域。

发明内容

有鉴于上述情况，本发明提供了一种基于多层透明激发显示的光场三维显示装置、方法以及电子设备。

根据本发明的一个实施例，提供了一种三维显示装置，包括：多层显示单元阵列，包括至少两层显示单元，所述至少两层显示单元中任一层显示单元设置有透明荧光激发薄膜层；激发投影单元阵列，包括至少一个激发投影单元，所述激发投影单元阵列中所有投影单元发出的光线投影到所述多层显示单元阵列中对应的显示单元，激发所述透明荧光激发薄膜层以显示相应图像，其中所述相应图像叠加成像。

此外，根据本发明的一个实施例的三维显示装置，其中所述多层显示单元阵列任一层显示单元还包括透明基质层和杂光吸收薄膜层，所述透明基质层、透明荧光激发薄膜层、杂光吸收薄膜层依次设置。

此外，根据本发明的一个实施例的三维显示装置，其中所述透明荧光激发薄膜层是含有荧光激发材料制备的透明薄膜层，所述荧光激发材料由特定波段的光线激发出相应波段的可见光。