开关式电子柱镜光栅及3D显示屏

技术领域

本发明涉及一种柱镜光栅，尤其涉及一种开关式电子柱镜光栅及3D显示屏。

背景技术

柱镜光栅是3D显示市场最成熟且效果优异的技术。柱镜光栅相对于狭缝光栅具有透光率高，光线变化连续，视角切换自然的有点；但为了在同一块显示器上自由的切换3d和2d显示，往往需要采用具有开关功能的光栅。

具有开关功能的电子柱镜光栅100结构如图1所示，从上至下分别是上ITO层11、柱镜层12、透光层13、下ITO层14，目前常用的液晶通电后折射率在1.8至1.9左右，玻璃一般不超过1.65，只能单向使用，当液晶不通电时液晶折射率等于玻璃，该柱镜光栅相当于平玻璃，当液晶被施加电压时，液晶折射率大于玻璃，为用于3D显示的柱镜光栅。

然而，这种柱镜光栅3D显示时只能具有一个焦点，用于显示屏时，也使得该3D显示屏具有一个最佳视觉距离，适用性小。故，需要一种可解决上述问题的开关式电子柱镜光栅。

发明内容

本发明的目的是提供一种开关式电子柱镜光栅及显示平面，该柱镜光栅具有两个以一定间距设置的柱镜层，且两柱镜层注有透光层，可通过调节透光层的折射率，选择其一柱镜层的柱镜面作为光折射面，从而使得该开关式电子柱镜光栅具有两个焦距，用于显示屏幕时可适用于不同视觉距离。

为了实现上述目的，本发明公开了一种开关式电子柱镜光栅，从上至下依次包括：第一导电层、第一柱镜层、透光层、第二柱镜层和第二导电层，所述第一柱镜层的折射率为a，所述第二柱镜层的折射率为b，a大于c，所述透光层的折射率调节范围大于等于a小于等于b。

与现有技术相比，本发明具有两个以一定间距设置的柱镜层，且两柱镜层注有透光层，且透光层的折射率调节范围可分别到达两个柱镜层，此时调节透光层的折射率当其遮光率等于其中一柱镜层时，另一柱镜层将作为柱镜光栅的光折射面，该柱镜层的位置、折射率、结构决定了该柱镜光栅的焦距远近以及对光的处理效果，使得该柱镜光栅可适用于多种现实模式或者视觉距离的光学器件中，适用性广。

较佳地，所述第一柱镜层和所述第二柱镜层上柱镜的朝向相同，使得第一柱镜层和第二柱镜层作为光折射面时屈光方向相同。

更佳地，所述第一柱镜层为凹柱镜层，所述第二柱镜层为凸柱镜层，所述第一柱镜层和所述第二柱镜层的屈光力大小不同。该方案使得技术人员可依据需要的两种不同的视觉距离的大小调节第一柱镜层和所述第二柱镜层的屈光力。

具体地，所述第一柱镜层的屈光力小于所述第二柱镜层的屈光力，该方案进一步增加了第一柱镜层和第二柱镜层的焦距差。

较佳地，所述透光层通预设电压时的折射率等于a，所述透光层断电时的折射率等于b。可通过控制透光层的电极通断电控制柱镜光栅的模式，控制简单。

较佳地，所述第一柱镜层上具有若干梯形柱镜或者弧形柱镜。梯形柱镜便于柱镜层的加工，成本低。

具体地，若干所述梯形柱镜以一定间距凸设或者凹设于所述第一柱镜层上，以在在所述第一柱镜层中，所述梯形柱镜的顶部和相邻梯形柱镜之间形成安装透光层电极的安装台。该方案使得该柱镜光栅可以双面使用，且安装台便于透光层上电极的安装。

较佳地，所述第二柱镜层上具有若干梯形柱镜或者弧形柱镜。梯形柱镜便于柱镜层的加工，成本低。

具体地，若干所述梯形柱镜以一定间距凸设或者凹设于所述第二柱镜层上，以在所述第二柱镜层中，所述梯形柱镜的顶部和相邻梯形柱镜之间形成安装透光层电极的安装台。该方案使得该柱镜光栅可以双面使用，且安装台便于透光层上电极的安装。

具体地，所述安装台呈平直状，加工简单且便于电极安装，当然安装台并不限于平直状，其上也可以设置安装电极的安装槽。

较佳地，所述透光层为灌注于所述第一柱镜层和第二柱镜层之间的液晶层，所述第一柱镜层和第二柱镜层外还分别设有第一导电层和第二导电层。

较佳地，开关式电子柱镜光栅还包括电源单元和调节单元，所述透光层在不同的驱动电压下获得不同的折射率，所述电源单元对所述透光层的电极供电，所述调节单元控制所述透光层的驱动电压，并将所述透光层的折射率调节至a或者b。该方案中，透光层的折射率收到驱动电压大小的控制，通过透光层的驱动电压调节透光层的折射率。

本发明还公开了一种3D显示屏，其特征在于：包括由若干LED发光光源组成的显示单元和设于所述显示单元前方的柱镜光栅，所述柱镜光栅为上述开关式电子柱镜光栅。

附图说明

图1是现有技术中电子柱镜光栅的结构示意图。

图2是本发明第一实施例中开关式电子柱镜光栅的结构示意图。

图3是为液晶层通电时，光通过开关式电子柱镜光栅的示意图。

图4是为液晶层断电时，光通过开关式电子柱镜光栅的示意图。

图5是本发明第二实施例中开关式电子柱镜光栅的结构示意图。

图6是图5的部分放大图。

图7是本发明第三实施例中开关式电子柱镜光栅的部分结构示意图。

图8是本发明3D显示屏的结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

参考图2，本发明公开了一种开关式电子柱镜光栅200，包括以一定间距相对设置的第一柱镜层22和第二柱镜层24、填充于所述第一柱镜层22和第二柱镜层24之间的透光层23，所述透光层23的两相对侧面分别贴合所述第一柱镜层22和第二柱镜层24，所述透光层23的两相对侧面分别贴合所述第一柱镜层22和第二柱镜层24，所述第一柱镜层22的折射率为a，所述第二柱镜层24的折射率为b，a大于c，所述透光层23的折射率可调，且所述透光层23的折射率调节范围大于等于a小于等于b。

本实施例中，透光层23可在不同的驱动电压下具有不同的折射率，从而依据调节透光层23的驱动电压调节折射率。在另一实施例中，透光层23也可以通过其他参数调节折射率，例如温度，此时，调节单元通过调节透光层23的温度调节折射率。

较佳者，透光层23为液晶层，该液晶层23受到不同驱动电压的影响产生不同的折射率。当然，透光层23也可以为其他材料，例如在不同驱动电压下具有不同折射率的透光树脂，例如半导体玻璃。

其中，液晶层23灌注于第一柱镜层22和第二柱镜层24之间，所述液晶层23的折射率调节范围大于等于a小于等于b。

具体地，开关式电子柱镜光栅200还包括电源单元和调节单元(图中未示)，所述电源单元对所述液晶层23的电极供电，所述调节单元控制所述电源单元工作以调节所述液晶层23的驱动电压，从而通过调节驱动电压调节液晶层23的折射率，并可依据不同的控制命令将液晶层23的折射率调节至a或者b。

其中，给液晶层23加注不同的驱动电压，可对应调节液晶层23的折射率。本实施例中，给液晶层23提供预设电压，使得液晶层23的折射率等于a，给液晶层23断电，液晶层23的折射率等于b。当然，也可以设置两个不同的第一电压和第二电压，给液晶层23提供第一电压使得液晶层23的折射率等于a，给液晶层23提供第二电压使得液晶层23的折射率等于b，具体可以依据实际需要设置。

其中，所述第一柱镜层22和第二柱镜层24外还分别设有第一导电层21和第二导电层25。开关式电子柱镜光栅200还包括第一基板25和第二基板26，所述第一导电层21远离所述液晶层23的一侧安装于所述第一基板26上，所述第二导电层25远离所述液晶层23的一侧安装于所述第二基板27上。

本实施例中，所述第一柱镜层22和第二柱镜层24屈光方向相同。

具体地，第一柱镜层22为凹柱镜层，其上形成有若干凹弧柱镜。所述第二柱镜层24为凸柱镜层，其上形成有若干凸弧柱镜。当该柱镜光栅200用于显示屏或者其他需要调节求屈光方向和大小的光学器件时，第一柱镜层22和第二柱镜层24的具体结构由本领域技术人员依据显示屏需要的屈光方向和大小设置，并不限于上述实施例。

较佳者，所述第一柱镜层22和所述第二柱镜层24的屈光力大小不同，本实施例中，所述第一柱镜层22的屈光力小于所述第二柱镜层24的屈光力。当然，第一柱镜层22的屈光力也可以大于第二柱镜层24的屈光力。

参考图2，所述第一柱镜层22上具有若干弧形柱镜221，弧形柱镜221为凸弧形柱镜，该凸弧形柱镜凸设于所述第一柱镜层22上。第二柱镜层24上具有若干弧形柱镜241，弧形柱镜241为凹弧形柱镜，所述第一柱镜层22和第二柱镜层24上柱镜的朝向相同，使得第一柱镜层22和第二柱镜层24作为光折射面时屈光方向相同。

参考图3，为液晶层23通电时，光通过柱镜光栅200的示意图，此时液晶层23的折射率等于第一柱镜层22的折射率a，第二柱镜层24作为光折射面。参考图4为液晶层23断电时，光通过柱镜光栅200的示意图，此时液晶层23的折射率等于第二柱镜层24的折射率b。

参考图5和图6，为本发明第二实施例，公开了另一种开关式电子柱镜光栅200a。区别于第一实施例，在该实施例中，第一柱镜层22a上具有若干梯形柱镜221a。第二柱镜层24a上具有若干梯形柱镜241a。

具体地，若干所述梯形柱镜221a以一定间距凹设于所述第一柱镜层22a上。若干所述梯形柱镜241a以一定间距凸设于所述第一柱镜层24a上，且第一柱镜层22a和第二柱镜层24a上柱镜的凹凸相对。

更佳者，参考图6，所述梯形柱镜221a的顶部和相邻梯形柱镜221a之间形成安装液晶层23电极的安装台222a，所述梯形柱镜241a的顶部和相邻梯形柱镜241a之间形成安装液晶层23电极的安装台242a。其中，所述安装台222a、242a呈平直状，加工简单且便于电极安装，当然安装台并不限于平直状，其上也可以设置安装电极的安装槽。

其中，本实施例中，梯形柱镜221a、241a的侧边为平直边，当然，参考图7，在本发明第三实施例中，梯形柱镜221b、241b的侧边也可以为锯齿边。

其中，第一柱镜层22和第二柱镜层24也可以为玻璃制品，也可以为其他材质制成，第一柱镜层22和第二柱镜层24的材料可以相同也可以不同。

参考图8，本发明还公开了一种3D显示屏，包括由若干LED发光光源组成的显示单元30和设于所述显示单元30前方的柱镜光栅200(柱镜光栅200a)。该显示单元30为LED显示单元，当然，也可以选取其他的2D显示单元作为显示单元30。

本实施例以第一实施例中的柱镜光栅200为例，说明了柱镜光栅和显示单元30之间的结构关系。当然，柱镜光栅并不限于第一实施例。本发明柱镜光栅也可以应用于除显示屏以外的其他领域。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。