CN102566073A - 一种光阀式立体显示结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光阀式立体显示结构，属于电子显示领域。其包括背光单元（1）、光阀系统（2）、滤色层（3）和透镜层（4）四个主要部分。背光系统由发光器材和控制电路构成，用于产生颜色、亮度在空间域和时间域一定范围内可调的平面光源。发光器材可以是点光源阵列结合匀光片。光阀系统用于精确控制每个象素在对应时间内的相应位置上的背光通过率。光阀系统可以由液晶、电润湿或者微镜阵列实现，由辅助电路控制每个象素点的光透过率。滤色层可以是全光谱通过，或者选择部分光谱通过。透镜层,用于控制光路，形成左右眼视差，实现立体显示。背光系统、光阀系统、透镜阵列之间协调工作，用于二维或三维图像或视频显示。

Description

一种光阀式立体显示结构

技术领域

本发明涉及一种光阀式立体显示结构，属于电子信息显示技术领域。

背景技术

传统液晶显示利用滤色片形成红、绿、蓝三基色像素，进而通过空间混色进行彩色显示。这种显示方式因为工艺相对成熟，目前被普遍采用：包括一般的平板显示和立体显示。但是这种显示方式并非完美的显示模式，主要表现在两个方面：一是光效低，因为滤色片的光透过率大约在三分之一左右，也就是说大约有三分之二的光被滤色片吸收而浪费；二是空间分辨率比较低，因为采用空间混色，每个有效像素由三个子像素构成，因此实际分辨率是可驱动像素的三分之一。

目前的立体显示方式有助视（佩戴立体眼镜）立体显示方式、光栅立体显示方式、集成立体显示方式、全息显示方式、体显示等。其中光栅立体显示方式、集成立体显示方式均通过高分辨率液晶显示和光栅或透镜阵列组合实现。这两种方式都对显示屏的空间分辨率有很高要求。

本发明避免了滤色片的应用，通过利用彩色背光进行时间混色，因此光利用率可以提高三倍，从而降低功耗到三分之一。因为不需要子像素，因此在同样可寻址像素数目条件下，有效分辨率可以提高三倍。因为考虑到时间混色可能产生的色彩分裂现象，可以采用阵列式背光单元，减少场间颜色差，从而降低色彩分裂现象。因为采用阵列式背光，因此还可以采用局部调光的方法，降低器件功耗。因此本发明将提供一种高分辨率、低功耗立体显示器件结构，并且支持多种立体显示模式，包括光栅立体显示、集成立体显示模式、甚至助视立体显示模式。

发明内容

技术问题： 本发明提供一种光阀式立体显示结构，该结构具有高分辨率、低功耗等特点。

技术方案： 本发明的光阀式立体显示结构主要包括背光系统、光阀系统、滤色层、透镜层四个主要部分,该显示结构为多层的层叠结构，自下至上顺序为背光单元、光阀系统、滤色层、透镜层；

1）背光单元由发光器材和控制电路构成，用于产生颜色、亮度在空间域和时间域一定范围内可调的平面光源；发光器材是点光源阵列结合匀光片,或者是面光源阵列，

2）光阀系统用于精确控制每个象素在对应时间内的相应位置上的背光通过率，光阀系统为类似于一般的液晶显示，利用液晶结合偏振系统实现；或利用电润湿或者微镜系统构成，由辅助电路控制每个象素点的透过率；

3）滤色层为可选层，比如全光谱通过；或者选择部分光谱通过；如果是全光谱通过，采用普通玻璃；如果是选择部分光谱，则根据需要的光谱，制定相应的滤色片；

4）透镜层用于控制光线路径，形成立体显示；根据不同的立体显示实现方式，采用光栅结构、微透镜阵列结构，或者柱透镜，微透镜的节距可以根据立体显示要求的不同设计成相应的尺寸；

5）通过背光单元和光阀系统间的协调工作，用于平面或立体的图像和视频显示。

四个主要部分。如图1所示。

背光单元由发光器材和控制电路构成,用于产生颜色、亮度在空间域和时间域一定范围内可调节的平面光源。发光器材可以是点光源阵列与匀光片组合,如发光二极管阵列与匀光片；或者是面光源阵列，如场致发光光源；为了提高背光空间分布的平滑性，面光源阵列也可配合使用匀光片。一种基于发光二极管的背光单元典型结构如图2所示。

光阀系统用于精确控制每个象素在对应时间内的相应位置上的背光通过率。光阀系统可以由液晶、电润湿或者微镜阵列等构成，由辅助电路控制每个象素点的透过率。以液晶为了，为了实现光阀功能，需要与偏振片结合使用，与一般的液晶显示结构类似，如图3所示。

滤色层可以是全光谱通过，或者选择部分光谱通过。如果是全光谱通过，普通玻璃即可实现；如果是选择部分光谱，则根据需要的光谱，制定相应的滤色片。

透镜阵列层, 用于控制光线路径，形成左右眼视差，从而实现立体显示。根据立体显示实现方式的不同，可以采用多种光学结构，如光栅（图4）、柱状透镜（图5）、透镜阵列（图6）等。

背光系统、光阀系统、透镜阵列之间协调工作，用于二维或三维图像显示。

有益效果：本发明可以摆脱对滤色片的应用，因此光利用率可以提高三倍，从而降低功耗到三分之一。而且，因为不需要子像素，在同样可寻址像素数目条件下，有效分辨率可以提高三倍,非常有利于高质量立体显示的实现。针对时间混色可能产生的色彩分裂现象，可以采用阵列式背光单元，减少场间颜色差，从而降低色彩分裂现象。因为采用阵列式背光，还可以采用局部调光的方法，降低器件功耗。因此本发明将提供一种高分辨率、低功耗立体显示器件结构，并且支持多种立体显示模式，包括一般平面显示、光栅立体显示、集成立体显示模式、甚至助视立体显示模式。

附图说明

图1，一种光阀式立体显示结构。

图2，一种基于发光二极管的背光单元典型结构。

图3，一种基于液晶的光阀结构示意图。

图4，光栅结构示意图。

图5，柱透镜结构示意图。

图6，透镜阵列示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种光阀式立体显示结构, 具体其包括背光单元1、光阀系统2、滤色层3、透镜层4。

透镜层四个主要部分。主要结构示意图如图1所示。

背光单元由发光器材和控制电路构成,用于产生颜色、亮度在空间域和时间域一定范围内可调节的平面光源。发光器材可以是点光源阵列与匀光片组合,如发光二极管阵列与匀光片；或者是面光源阵列，如场致发光光源；为了提高背光空间分布的平滑性，面光源阵列也可配合使用匀光片。一种基于发光二极管的背光单元典型结构如图2所示。每个LED单元可以单独控制，考虑到成本，一半LED单元个数比较有限，比如16x9=144个LED单元，每个LED但与都有红、绿、蓝三色LED，并可单独控制。这样整个背光就是构成一个空间分辨率较低的显示器件。在时间上，每个LED单元需要按照一定频率刷新，比如180Hz，或者其它。各个LED数据切换可以同步，也可以按照一定相位差以逐行扫描方式进行刷新。

光阀系统用于精确控制每个象素在对应时间内的相应位置上的背光通过率。光阀系统可以由液晶、电润湿或者微镜阵列等构成，由辅助电路控制每个象素点的透过率。以液晶为了，为了实现光阀功能，需要与偏振片结合使用，与一般的液晶显示结构类似，如图3所示。应用液晶在不同电压下对入射光偏振方向扭转程度的不同，通过起偏、检偏，可以实现光透过率的控制。同样，利用电润湿原理，通过构建电润湿单元阵列，利用电信号控制每个像素的光透过率。

滤色层可以是全光谱通过，或者选择部分光谱通过。如果是全光谱通过，普通玻璃即可实现；如果是选择部分光谱，则根据需要的光谱，制定相应的滤色片。滤色层是可选单元。如果采用单纯的时序混色，可以不用滤色片，如果采用时间域和空间域混色相结合的模式，则需要配备对应的滤色片。

透镜阵列层, 用于控制光线路径，形成左右眼视差，从而实现立体显示。根据立体显示实现方式的不同，可以采用多种光学结构，如光栅（图4）、柱状透镜（图5）、透镜阵列（图6）等。

背光系统、光阀系统、透镜阵列之间协调工作，用于二维或三维图像显示。

Claims (1)

1. 一种光阀式立体显示结构，主要包括背光系统、光阀系统、滤色层、透镜层四个主要部分,其特征在于: 该显示结构为多层的层叠结构，自下至上顺序为背光单元（1）、光阀系统（2）、滤色层（3）、透镜层（4）；

1）背光单元（1）由发光器材和控制电路构成，用于产生颜色、亮度在空间域和时间域一定范围内可调的平面光源；发光器材是点光源阵列结合匀光片,或者是面光源阵列，

2）光阀系统（2）用于精确控制每个象素在对应时间内的相应位置上的背光通过率，光阀系统为类似于一般的液晶显示，利用液晶结合偏振系统实现；或利用电润湿或者微镜系统构成，由辅助电路控制每个象素点的透过率；

3）滤色层（3）为可选层，如果是全光谱通过，采用普通玻璃；如果是选择部分光谱，则根据需要的光谱，制定相应的滤色片；

4）透镜层（4）用于控制光线路径，形成立体显示；根据不同的立体显示实现方式，采用光栅结构、微透镜阵列结构，或者柱透镜，微透镜的节距根据立体显示要求的不同设计成相应的尺寸；

5）通过背光单元和光阀系统间的协调工作，用于平面或立体的图像和视频显示。

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