CN106896517A - 3d显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种3D显示装置。该3D显示装置包括显示单元、遮挡单元与视景分离元件，显示单元包括N个沿第一方向排列的相同像素行，各像素行包括多个沿第二方向依次排列的像素单元，各像素单元包括至少一个方形子像素，其第一边与第二边的长度分别为L和W，L≥W，N个像素行依次沿第二方向错位位移S；遮挡单元在显示单元的出光侧，包括N个相同遮挡条行，遮挡条行包括多个间隔的遮挡条，遮挡条的宽度及相邻两个遮挡条的间隔均为W/2，N个遮挡条行依次沿第二方向错位S；视景分离元件设置在遮挡单元的远离显示单元的一侧。该显示装置采用现有技术中的显示单元就可以减小大尺寸显示装置的尺寸与体积，并且其串扰率较低。

Description

3D显示装置

技术领域

本申请涉及显示领域，具体而言，涉及一种3D显示装置。

背景技术

随着3D技术的发展以及人们对立体显示效果体验的需求，3D显示装置逐渐从小尺寸向大尺寸方向发展。随着显示面板尺寸的变大，为满足最佳观赏距离的需求，柱镜结构与显示面板间的距离也随之增大。

对于柱镜结构与显示面板之间的间隙，需要施加间隙介质(如玻璃或膜)，以维持柱镜结构与显示面板间的平行度，并达到提供适当的观看距离。然而，过厚的间隙介质意味着3D显示装置的重量和体积变大，除了提高了制造成本外，也同时增加了量产工艺的难度。

针对以上问题，公开号为US20150189258A1的专利文件提供了一种立体图像显示装置，通过改变像素结构与排列，达到解决上述问题的目的。

如图1所示。在垂直方向上，将一个子像素区域分为开放区域(open areas,即影像显示区)112'与非开放区域(non-open arrears，即非影像显示区)114'，并且排列在下行像素的开放区域112'，精确地匹配排列在上行像素的非开放区域114'。最终，让相邻两行的红色像素101'、绿色像素102'和蓝色像素103'的开放区域相对移位了一个像素的宽度的1/2。

对于垂直排列的红色像素101'，在垂直方向上，与第一视图像素(即图中的第一行第一列的红色像素)的开放区域直接相邻的不是另一视图的开放区域，而是另一图的非开放区域。例如，第二视图像素(第二行第一列的红色像素)的开放区域设置在第一视图像素的非开放区域下面。所有像素成移位1/2像素宽度的“Z”字型排列(如图1中的虚线)，双凸透镜膜垂直地附着到显示面板上，形成在双凸透镜膜120'中的多个透镜的点之间的间隙被设定为0(无间隙)。

虽然，上述文件公开的方案可以解决3D显示装置的重量和体积变大问题，但此方案存在一劣势：即要求像素按照“Z”字型排列，即需要再开发新的像素排列结构的显示面板。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种3D显示装置，以解决现有技术中无法在现有显示单元的基础上减小3D显示装置的重量和体积的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种3D显示装置，该3D显示装置包括：显示单元，包括N个沿第一方向排列的相同像素行，各上述像素行包括多个沿第二方向依次排列的像素单元，各上述像素单元包括至少一个子像素，各上述子像素为方形子像素，且各上述子像素的沿第一方向的边为第一边，上述第一边的长度为L，各上述子像素的沿第二方向的边为第二边，上述第二边的长度为W，且L≥W，N个上述像素行依次沿第二方向错位设置，且上述错位的位移均为S，其中，N≥2；遮挡单元，设置在上述显示单元的出光侧，包括N个沿上述第一方向排列的相同遮挡条行，各上述遮挡条行包括多个沿第二方向依次排列且间隔的遮挡条，在与上述第二方向上各上述遮挡条的宽度以及相邻两个上述遮挡条的间隔均为W/2，N个上述遮挡条行依次沿第二方向错位设置，且上述错位的位移均为S，各上述遮挡条在上述显示单元上的投影一一对应位于上述子像素中以对相应的上述子像素进行遮挡；视景分离元件，设置在上述遮挡单元的远离上述显示单元的一侧。

进一步地，S＝W/n，且n＝3、4或6。

进一步地，上述视景分离元件包括柱状透镜阵列，上述柱状透镜阵列包括沿与上述第二边平行的方向多个依次排列的柱状透镜。

进一步地，上述第一边在上述视景分离元件上的投影与相邻两个上述柱状透镜的交界线的夹角为θ，θ＝arctan[W-2S)/2L]。

进一步地，上述柱状透镜在平行于上述第二边的方向上的最大宽度P_S＝mW/2，其中，m为上述3D显示装置的视点的个数。

进一步地，各上述像素单元包括三个上述子像素，分别为R子像素、G子像素与B子像素，且各上述像素行中的上述像素单元相同。

进一步地，上述遮挡单元设置在上述显示单元的出光面上。

进一步地，上述显示装置还包括：背光单元，设置在上述显示单元的远离上述遮挡单元的一侧。

应用本申请的技术方案，应用本申请的技术方案，3D显示装置中包括遮挡单元，该遮挡单元中的遮挡条可以对各子像素进行遮挡，且遮挡各子像素的短边的一半的宽度，当进行显示时，子像素只有一半的宽度能够进行显示，根据本领域公知的公式(其中，Z_S为3D显示装置的厚度，Z_E为观赏距离，E为瞳距的条件下，P_L为子像素的宽度)可知，当其他参数均未发生变化时，减小子像素的宽度即可减小3D显示装置的厚度，进而减小介质的厚度，进而降低3D显示装置的重量与体积；另一方面，子像素剩余的区域用来显示的宽度能够保证显示装置具有较好的显示效果。且显示单元中的各像素行与相邻的像素行依次错位设置，使得相邻视图之间的串扰得到降低。因此，该显示装置不需要重新调整显示单元中的像素的排列，采用现有技术中的显示单元就可以减小大尺寸显示装置的尺寸与体积，并且其串扰较低。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中的3D显示装置的局部结构示意图；

图2示出了本申请的一种典型实施方式提供的3D显示装置的结构示意图；

图3本申请的一种实施例提供的像素阵列的结构示意图；

图4示出了本申请的一种实施例提供的遮挡单元的结构示意图；

图5示出了本申请的另一种实施例提供的柱状透镜阵列的结构示意图；

图6示出了一种3D显示装置到人眼的光路示意图；以及

图7示出了本申请的再一种实施例提供的3D显示装置的局部结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

101'、红色像素；102'、绿色像素；103'、蓝色像素；112'、开放区域；114'、非开放区域；120'、双凸透镜膜；1、显示单元；2、遮挡单元；3、视景分离元件；10、像素单元；11、子像素；12、R子像素；13、G子像素；14、B子像素；20、遮挡条；30、柱状透镜；31、交界线；01、人眼。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中为了解决大尺寸显示单元导致的显示装置的体积与重量大的问题，必须重新设计显示单元中显示像素的排列，而不能在现有显示单元的显像素排列的基础上进行，方法较复杂，为了在现有显示像素排列的基础上解决大尺寸显示单元导致的显示装置的体积与重量大的问题，本申请提出了一种3D显示装置。

本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种3D显示装置，如图2所示，该3D显示装置包括显示单元1、遮挡单元2以及视景分离元件3。

其中，如图3所示，显示单元1包括N个沿第一方向排列的相同像素行，各上述像素行包括多个沿第二方向依次排列的像素单元10，各上述像素单元10包括至少一个子像素11，各上述子像素11为方形子像素，且各上述子像素11的沿第一方向的边为第一边，上述第一边的长度为L，各上述子像素11的沿第二方向的边为第二边，上述第二边的长度为W，且L≥W，N个上述像素行依次沿第二方向错位设置，且上述错位的位移均为S，其中，N≥2。

需要说明的是，本申请中的子像素的第一边的边长大于或者等于第二边的边长，但是实际应用过程中，一般是第一边长大于第二边长。

如图4所示，遮挡单元2设置在上述显示单元1的出光侧，包括N个沿上述第一方向排列的相同遮挡条行，各上述遮挡条行包括多个沿第二方向依次排列且间隔的遮挡条20，在与上述第二方向上各上述遮挡条的宽度以及相邻两个上述遮挡条的间隔均为W/2，N个上述遮挡条行依次沿第二方向错位设置，且上述错位的位移均为S，各上述遮挡条在上述显示单元1上的投影一一对应位于上述子像素11中以对相应的上述子像素11进行遮挡。

如图2所示，视景分离元件设置在上述遮挡单元2的远离显示单元1的一侧。

应用本申请的技术方案，应用本申请的技术方案，3D显示装置中包括遮挡单元，该遮挡单元中的遮挡条可以对各子像素进行遮挡，且遮挡各子像素的短边的一半的宽度，当进行显示时，子像素只有一半的宽度能够进行显示，根据本领域公知的公式(其中，如图6所示，Z_S为3D显示装置的厚度，Z_E为观赏距离，E为瞳距的条件下，P_L为显示单元1中子像素的宽度，P_S为视景分离元件3中的各柱状透镜的最大宽度，图中的“L”与“R”表示人眼01看到的视图对应的子像素，其中，图中的“L”表示左眼看到的视图对应的子像素，“R”表示右眼看到的视图对应的子像素)可知，当其他参数均未发生变化时，减小子像素的宽度即可减小3D显示装置的厚度，进而减小介质的厚度，进而降低3D显示装置的重量与体积；另一方面，子像素剩余的区域用来显示的宽度能够保证显示装置具有较好的显示效果。且显示单元中的各像素行与相邻的像素行依次错位设置，使得相邻视图之间的串扰得到降低。

为了进一步保证相邻视图之间的串扰降到最低，本申请的一种实施例中，S＝W/n，且n＝3、4或6。

本申请的一种具体的实施例中，如图3所示，各上述像素单元10包括三个子像素11，分别为R子像素12、G子像素13与B子像素14，且各上述像素行中的上述像素单元10相同。

但是本申请中的像素单元并不限于上述的显示像素，可以包括这三个子像素中的任何一个或两个，本领域技术人员可以根据实际情况设置合适的像素单元。

本申请的另一种实施例中，如图5所示，上述视景分离元件3包括柱状透镜阵列，上述柱状透镜阵列包括沿与上述第二边平行的方向依次排列的多个柱状透镜30。

本申请中的视景分离元件不限于包括上述的柱状透镜阵列的透镜组件，还可以是视差光栅组件，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的视景分离元件。

本申请的再一种实施例中，如图5所示，上述第一边在上述视景分离元件3上的投影与相邻两个上述柱状透镜的交界线31的夹角为θ，θ＝arctan[W-2S)/2L]。这样可以进一步保证在同一个视点只看到该视点对应的子像素形成的图像，不会看到包括其他视点对应的子像素形成的图像，进而可以进一步减小3D显示装置的串扰。如图7所示，在A视点处看到的图像就是该视点对应的子像素形成的，在B视点处看到的图像就是B视点对应的子像素形成的，其他的视点看到的图像就是其对应的子像素形成的图像。

本申请中的一种实施例中，上述柱状透镜在平行于上述像素阵列的行方向上的最大宽度P_S＝mW/2，其中，m为上述3D显示装置的视点的个数。

为了进一步方便遮挡单元的固定，本申请的一种实施例中，如图2所示，上述遮挡单元设置在上述显示单元1的出光面上。

本申请的又一种实施例中，上述3D显示装置还包括背光单元，该背光单元设置在上述显示单元的远离上述遮挡单元的一侧。

为了使得本领域技术人员更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例来说明本申请的技术方案。

实施例1

如图2所示，3D显示装置包括显示单元1、遮挡单元2以及视景分离元件3。其中，遮挡单元2设置在显示单元1的出光面上。视景分离元件3设置在遮挡单元2的远离显示单元1的一侧。

显示单元的具体结构如图3所示，遮挡单元的结构如图4所示，视景分离元件为透镜组件，如图5所示，该透镜组件包括多个依次排列的柱状透镜30，相邻两个上述柱状透镜30的交界线31与上述第一边的夹角为θ，θ＝arctan[W-2S)/2L]，其中，S＝W/6，得出θ＝arctanW/3L。m＝9，P_S＝9W/2。

实施例2

与实施例1的区别在于，S＝W/4，θ＝W/4L。

实施例3

与实施例1的区别在于，S＝W/3，θ＝W/6L。

上述3个实施例中的3D显示装置中包括遮挡单元，该遮挡单元中的遮挡条可以对各子像素进行遮挡，且遮挡各子像素的短边的一半的宽度，当进行显示时，子像素只有一半的宽度能够进行显示，根据本领域公知的公式(其中，Z_S为3D显示装置的厚度，Z_E为观赏距离，E为瞳距的条件下，P_L为子像素的宽度)可知，当其他参数均未发生变化时，减小子像素的宽度即可减小3D显示装置的厚度，进而减小介质的厚度，进而降低3D显示装置的重量与体积，且显示单元中的各像素行与相邻的像素行依次错位设置，使得相邻视图之间的串扰得到降低；且该3D显示装置的柱状透镜阵列倾斜排列，且相邻两个上述柱状透镜30的交界线31与上述第一边的夹角为θ，θ＝arctan[W-2S)/2L]，这样可以进一步保证在同一个视点只看到该视点对应的子像素形成的图像，不会看到包括其他视点对应的子像素形成的图像，进而可以进一步减小3D显示装置的串扰。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

本申请的3D显示装置中包括遮挡单元，该遮挡单元中的遮挡条可以对各子像素进行遮挡，且遮挡各子像素的短边的一半的宽度，当进行显示时，子像素只有一半的宽度能够进行显示，根据本领域公知的公式(其中，Z_S为3D显示装置的厚度，Z_E为观赏距离，E为瞳距的条件下，P_L为子像素的宽度)可知，当其他参数均未发生变化时，减小子像素的宽度即可减小3D显示装置的厚度，进而减小介质的厚度，进而降低3D显示装置的重量与体积；另一方面，子像素剩余的区域用来显示的宽度能够保证显示装置具有较好的显示效果。且显示单元中的各像素行与相邻的像素行依次错位设置，使得相邻像素之间的传到得到降低。该显示装置不需要重新调整显示单元中的像素的排列，采用现有技术中的显示单元就可以减小大尺寸显示装置的尺寸与体积，并且其串扰率较低。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种3D显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：

显示单元(1)，包括N个沿第一方向排列的相同像素行，各所述像素行包括多个沿第二方向依次排列的像素单元(10)，各所述像素单元(10)包括至少一个子像素(11)，各所述子像素(11)为方形子像素，且各所述子像素(11)的沿第一方向的边为第一边，所述第一边的长度为L，各所述子像素(11)的沿第二方向的边为第二边，所述第二边的长度为W，且L≥W，N个所述像素行依次沿第二方向错位设置，且所述错位的位移均为S，其中，N≥2；

遮挡单元(2)，设置在所述显示单元(1)的出光侧，包括N个沿所述第一方向排列的相同遮挡条行，各所述遮挡条行包括多个沿第二方向依次排列且间隔的遮挡条(20)，在与所述第二方向上各所述遮挡条的宽度以及相邻两个所述遮挡条的间隔均为W/2，N个所述遮挡条行依次沿第二方向错位设置，且所述错位的位移均为S，各所述遮挡条在所述显示单元(1)上的投影一一对应位于所述子像素(11)中以对相应的所述子像素(11)进行遮挡；以及

视景分离元件(3)，设置在所述遮挡单元(2)的远离所述显示单元(1)的一侧。

2.根据权利要求1所述的3D显示装置，其特征在于，S＝W/n，且n＝3、4或6。

3.根据权利要求1所述的3D显示装置，其特征在于，所述视景分离元件(3)包括柱状透镜阵列，所述柱状透镜阵列包括沿与所述第二边平行的方向多个依次排列的柱状透镜(30)。

4.根据权利要求3所述的3D显示装置，其特征在于，所述第一边在所述视景分离元件(3)上的投影与相邻两个所述柱状透镜(30)的交界线(31)的夹角为θ，θ＝arctan[W-2S)/2L]。

5.根据权利要求3所述的3D显示装置，其特征在于，所述柱状透镜(30)在平行于所述第二边的方向上的最大宽度P_S＝mW/2，其中，m为所述3D显示装置的视点的个数。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的3D显示装置，其特征在于，各所述像素单元(10)包括三个所述子像素(11)，分别为R子像素(12)、G子像素(13)与B子像素(14)，且各所述像素行中的所述像素单元(10)相同。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的3D显示装置，其特征在于，所述遮挡单元(2)设置在所述显示单元(1)的出光面上。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的3D显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括：

背光单元，设置在所述显示单元(1)的远离所述遮挡单元(2)的一侧。