[实用新型]一种基于前置方向性光源的立体显示装置

说明书

本实用新型提出了一种基于前置方向性光源的立体显示装置。该显示装置由方向性光源、垂直散射层、反射层及液晶显示面板组成。方向性光源、垂直散射层及反射层用于控制该装置中光线传播的方向，通过选择控制方向性光源中的部分光源点亮，其发射的光线经反射层反射，可形成多个光投射区域，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

本实用新型涉及显示技术，更具体地说，本实用新型涉及立体显示技术。

背景技术

立体显示装置可用于立体图像的显示。常见的立体显示装置由柱透镜光栅、2D显示面板等元器件构成，其通过2D显示面板提供视差合成图像，并利用柱透镜分光作用实现立体图像显示。然而，传统立体显示装置难以实现全分辨率的图像显示，因此本实用新型提出了一种基于前置方向性光源的立体显示装置，其通过利用液晶显示面板提供视差图像，并利用前置方向性光源控制视差图像的投射方向，从而实现立体图像显示。相对于传统立体显示装置，其同一时间片隙内，液晶显示面板仅提供一幅视差图像，并利用前置方向性光源将其投射到指定视区位置。时分复用地，其可在不同的视区位置投射不同的视差图像，从而实现高分辨率的立体显示。

实用新型内容

本实用新型提出了一种基于前置方向性光源的立体显示装置。附图1为该基于前置方向性光源的立体显示装置的结构示意图。该基于前置方向性光源的立体显示装置由方向性光源、垂直散射层、反射层及液晶显示面板组成。液晶显示面板、垂直散射层及反射层前后依次紧贴放置。

其中，所述方向性光源由光源阵列及第一柱透镜光栅组成，第一柱透镜光栅由多个柱透镜在水平方向上排列而成，用于在水平方向上定向投射光线。所述垂直散射层置于反射层之前，其由第二柱透镜光栅构成，第二柱透镜光栅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。所述反射层为平面反射层，可对入射光线进行镜面反射。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。

所述方向性光源、垂直散射层及反射层用于控制该装置中光线传播的方向。所述方向性光源中，光源阵列发射的光线通过方向性光源中的第一柱透镜光栅进行投射，其光线可被投射至垂直散射层、反射层及液晶显示面板位置处，并经反射层反射。点亮光源阵列中不同位置的光源，其光线可以通过第一柱透镜光栅的水平分光作用进行定向投射，并经反射层反射后，汇聚到不同的水平空间位置。在上述过程中，垂直散射层可将光线在垂直方向上进行散射，以使得投射光线可分布于各个水平空间位置的垂直投影区域内。

同一时刻，所述光源阵列中的部分光源点亮，使得该时刻内仅有唯一的水平空间位置具有光线投射，同时，液晶显示面板提供与之对应的视差图像，故可在该水平空间位置上形成视区。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，部分光源点亮，其所发出的光线通过方向性光源中的第一柱透镜光栅进行投射，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，到达第二柱透镜光栅。此时，分垂直和水平方向对光线的传播进行说明。

水平方向上，因第二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，其在水平方向上不会改变光线传播方向，故可以忽略第二柱透镜光栅。因此，光线由反射层反射后，最终在水平方向上汇聚形成视区。此过程可以理解为，因反射层的平面反射作用，方向性光源在反射层中所成的镜像将光线汇聚投射至视区位置。

垂直传播方向上，因第二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。故光线经过第二柱透镜光栅后，在垂直方向上发生传播方向的改变。随后，光线到达反射层并被镜面反射后，再次经过第二柱透镜光栅，并再次在垂直传播方向上产生散射。