一种时分复用的逆反射立体显示装置

技术领域

本发明属于立体显示技术领域，更具体地说，本发明涉及一种时分复用的逆反射立体显示装置。

背景技术

通常，立体显示装置由2D显示面板和分光元件构成，分光元件可将2D显示面板上的视差图像投射到空间中的不同视点位置，位于不同视点位置的观看者可以看到与之对应的视差图像，从而产生立体视觉。然而，传统立体显示装置具有最佳观看距离，当观看者远离或靠近屏幕时，观看者眼睛将会同时看到多幅视差图像，从而形成串扰。

为解决上述问题，本发明提出了一种时分复用的逆反射立体显示装置。该时分复用的逆反射立体显示装置由透明液晶显示面板、半反半透板、逆反射板及光源阵列构成。其半反半透板、逆反射板及光源阵列用于光线的投射；透明液晶显示面板用于提供视差图像。光源阵列中设置有若干组光源，任意一组光源发射的光线均可以经半反半透板及逆反射板成镜像实像，该镜像实像即该组光源对应的观看区域。时分复用地，某一组光源点亮时，透明液晶显示面板提供与该观看区域对应的视差图像，从而使得本发明可以在光源阵列中各组光源对应的区域分别提供视差图像，并形成立体显示。本发明中改变光源位置，则其镜像实像位置随之改变，当该光源覆盖前后不同空间位置时，其镜像实像位置也可以覆盖前后不同的空间位置。因此，本发明可使得观看者在不同的观看距离上看到完全相同的视差图像。

发明内容

为解决传统立体显示装置具有最佳观看距离，当观看者在不同观看距离上无法看到完全相同的视差图像的问题，本发明提出了一种时分复用的逆反射立体显示装置。

该时分复用的逆反射立体显示装置，由透明液晶显示面板、半反半透板、逆反射板及光源阵列构成。逆反射板放置于半反半透板之后，光源阵列放置于半反半透板之后，透明液晶显示面板置于逆反射板的逆反射光路中。

优选地，透明液晶显示面板放置于半反半透板之前。

透明液晶显示面板用于提供视差图像。当光线穿过透明液晶显示面板时不改变传播方向。

半反半透板、逆反射板及光源阵列用于投射光线，并形成观看区域。

半反半透板可以同时实现光线的透射和镜面反射；逆反射板可按光线原入射方向反射光线。

光源阵列中设置有若干组光源，任意一组光源发射的光线均可以经半反半透板及逆反射板成镜像实像，该镜像实像即该组光源对应的观看区域。光线在逆反射过程中，穿过透明液晶显示面板，从而使得观看区域内的观看者能够看到透明液晶显示面板上的视差图像信息；而观看区域外的空间位置因无光线投射，观看者无法看到图像。

具体的，基于透明液晶显示面板、半反半透板、逆反射板及光源阵列位置关系，上述成像和显示过程及原理如下：

任意一组光源上任意一个点光源发射的光线可经由半反半透板反射后到达逆反射板；逆反射板按原入射方向反射光线；逆反射板所反射的光线透射经过半反半透板后，于点光源在半反半透板中的镜像位置形成实像；构成该组光源所有的点光源均按上述原理成镜像实像，从而使得该组光源也成镜像实像；该组光源的镜像实像为该组光源对应的观看区域；因透明液晶显示面板置于逆反射板的逆反射光路中，则使得观看区域内的观看者能够看到透明液晶显示面板上的视差图像信息；观看区域外的空间位置因无光线投射，观看者无法看到图像。

光源阵列中的各组光源依次点亮。同时，透明液晶显示面板依次提供与各组光源对应的视差图像，从而使得本发明可以在光源阵列中各组光源对应的观看区域分别提供视差图像，并形成立体显示。

因上述结构中各组光源经半反半透板所成镜像实像定义了观看范围，当该光源覆盖前后不同空间位置时，其镜像实像位置也可以覆盖前后不同的空间位置。因此，本发明可使得观看者在不同的观看距离上看到完全相同的视差图像。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的原理示意图。

图标：100-透明液晶显示面板；200-半反半透板；300-逆反射板；400-光源阵列；410-光源阵列镜像实像。

应该理解上述附图只是示意性的，并没有按比例绘制。

实施方式

图1为本实施例提供的一种时分复用的逆反射立体显示装置。图1中，定义x为空间中的前后方向，其中正x方向为后，负x方向为前，y为空间中的水平方向，z为空间中的垂直方向，k为光源组长轴方向。

该时分复用的逆反射立体显示装置，由透明液晶显示面板100、半反半透板200、逆反射板300及光源阵列400构成。逆反射板300放置于半反半透板200之后，光源阵列400放置于半反半透板200之后，透明液晶显示面板100置于逆反射板300的逆反射光路中。

透明液晶显示面板100放置于半反半透板200之前。

透明液晶显示面板100用于提供视差图像。当光线穿过透明液晶显示面板100时不改变传播方向。

半反半透板200、逆反射板300及光源阵列400用于投射光线，并形成观看区域。

半反半透板200采用玻璃板和玻璃半透膜制备，可以同时实现光线的透射和镜面反射；逆反射板300采用3M钻石级立方晶结构逆反射膜制备，可按光线原入射方向反射光线。

光源阵列400中设置有若干组光源，这些光源组在水平y方向上排列，任意一组光源发射的光线均可以经半反半透板200及逆反射板300成镜像实像，该镜像实像即该组光源对应的观看区域。光线在逆反射过程中，穿过透明液晶显示面板100，从而使得观看区域内的观看者能够看到透明液晶显示面板100上的视差图像信息；而观看区域外的空间位置因无光线投射，观看者无法看到图像。

具体的，基于透明液晶显示面板100、半反半透板200、逆反射板300及光源阵列400位置关系，上述成像和显示过程及原理如下：

请参考图2，任意一组光源上任意一个点光源A发射的光线可经由半反半透板200反射后到达逆反射板300；逆反射板300按原入射方向反射光线；逆反射板300所反射的光线透射经过半反半透板200后，于点光源A在半反半透板200中的镜像位置A'形成实像；构成该组光源所有的点光源均按上述原理成镜像实像，从而使得该组光源也成镜像实像；同理，光源阵列400也将在半反半透板200中的镜像位置形成光源阵列镜像实像410；该组光源的镜像实像为该组光源对应的观看区域；因透明液晶显示面板100置于逆反射板300的逆反射光路中，则使得观看区域内的观看者能够看到透明液晶显示面板100上的视差图像信息；观看区域外的空间位置因无光线投射，观看者无法看到图像。

时分复用地，某一组光源点亮时，透明液晶显示面板100提供与该观看区域对应的视差图像，从而使得本发明可以在光源阵列400中各组光源对应的观看区域分别提供视差图像。因光源阵列400中的各组光源在水平y方向上排列，则其可以在不同的水平空间位置上分别提供视差图像显示，从而形成立体显示。

因上述结构中各组光源经半反半透板所成镜像实像定义了观看范围，当该光源覆盖前后不同空间位置时，其镜像实像位置也可以覆盖前后不同的空间位置。具体的，如图2所示，各组光源的长轴方向沿k轴分布，则其镜像实像将按k'轴分布，k'与k呈镜像关系。因k'轴沿x轴前后方向上覆盖前后不同的空间范围，因此，本发明可使得观看者在x轴前后不同的观看距离上看到完全相同的视差图像。