[发明专利]裸眼三维显示装置

说明书

本发明提供一种裸眼三维显示装置。所述裸眼三维显示装置包括：显示部件，其包括由多个显示单元阵列排布而成的显示单元阵列；视角调控器，其包括由多个微棱镜块阵列排布而成的微棱镜块阵列。微棱镜块阵列的微棱镜块被分成多组，各个微棱镜块的第一夹角和第二夹角的角度组合被事先设置以使得：同一组微棱镜块的出射光线汇聚成同一个视点，不同组微棱镜块的出射光线汇聚成不同视点。这样，通过设置各个微棱镜块的倾斜面的角度来形成多个不同的视点，从而实现了在不同的视角下观看到不同的三维显示效果。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种裸眼三维显示装置。

背景技术

作为人类获取信息的主要来源之一，视觉在日常生活中显得尤为重要。与自然景物不同，目前传统显示器件只能呈现二维图像。这种缺乏深度的平面信息在一定程度上限制了人类对广阔世界的探索与认知。研究显示，人类的大脑几乎50％的部分均用于参与视觉信息的处理，二维图像的呈现方式导致大脑利用率降低。裸眼3D(three dimensional，3D)显示在影视、游戏、教育、车载、航空、医疗、军事都有巨大的应用价值。以军事领域为例，从机械制造、战场分析、军队指挥、远程操作等各个环节，都需要3D图像的可视化，对工作效率提升将具有巨大影响。因此，3D显示被誉为“下一代显示技术”，成为重要研究领域和诸多显示公司争相研究的技术之一。

基于视差屏障、柱透镜阵列、时空复用、亦或是集成光场等实现裸眼3D显示的机理和方法，均是利用具有周期性微结构或纳结构的光学元件对显示光场进行相位调控，将不同视角图像信息以近似平行光束的方式投射至不同视角。尽管自由立体显示技术已取得巨大进展，裸眼3D显示技术尚未成功进入平板显示领域。眩晕感(辐辏调解矛盾)、图像串扰/鬼影、分辨率下降等显示问题，以及超薄化、光利用率等器件结构问题亟待解决。

视障法、微柱透镜光栅法，都是依据视差原理。该原理已发明100多年，国内外企业不断有基于视差原理的裸眼3D显示样机展示，但是，由于图像串扰易引起视觉疲劳等问题，制约了裸眼3D显示器真正进入消费电子产品领域。

中国专利CN 105959672 B公开了一种基于主动发光型显示技术的裸眼三维显示装置，提出利用包含纳米光栅像素结构的指向型相位板对入射图像进行波前调制，形成多视角3D图像。然而其相位板的像素需要与显示屏的像素完美贴合，工艺难度较大，难以实现精密对准。此外，纳米光栅调制光线使用其-1级光进行会聚视点，其衍射效率理论最高只有40％，光利用率低。

因此，有必要提出一种改进的方案来克服上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种裸眼三维显示装置，其可以实现在不同的视角下观看到不同的三维显示效果。

为实现发明目的，根据本发明的一个方面，本发明提供一种裸眼三维显示装置。所述裸眼三维显示装置包括：显示部件，其包括由多个显示单元阵列排布而成的显示单元阵列；视角调控器，其包括由多个微棱镜块阵列排布而成的微棱镜块阵列，其中每个微棱镜块与一个显示单元相对应，其包括靠近所述显示单元的第一表面以及远离所述显示单元的第二表面，来自所述显示单元的光线通过所述微棱镜块的第一表面进入所述微棱镜块，之后再经过所述微棱镜块的第二表面射出所述棱镜块，所述微棱镜块的第二表面与第一表面在第一方向上形成第一夹角，所述微棱镜块的第二表面与第一表面在与第一方向垂直的第二方向上形成第二夹角，自所述微棱镜块的第二表面射出的光线相对于所述显示单元的显光面的出射角度与第一夹角和第二夹角相关。其中微棱镜块阵列的微棱镜块被分成多组，各个微棱镜块的第一夹角和第二夹角的角度组合被事先设置以使得：同一组微棱镜块的出射光线汇聚成同一个视点，不同组微棱镜块的出射光线汇聚成不同视点。

与现有技术相比，本发明中的微棱镜块可以将来自所述显示单元的光线按照设定投射至指定方向，根据这样的方式，来自同一组显示单元的光线通过对应的微棱镜块被传播出去汇聚成的同一个视点，来自不同组显示单元的光线通过对应的微棱镜块被传播出去汇聚成的不同视点，从而实现了在不同的视角下观看到不同的三维显示效果。

附图说明