CN108169922A - 3d显示装置及其透镜组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D显示装置的透镜组件，其中，所述透镜组件包括微透镜阵列，所述微透镜阵列包括透明基底以及阵列排布于所述透明基底上的多个凸透镜，任意相邻的两个所述凸透镜之间设置有不透光的挡墙。本发明还公开了一种3D显示装置，其包括2D显示装置和如上所述的透镜组件，所述2D显示装置用于提供2D显示画面，所述透镜组件叠层设置在所述2D显示装置的出光面上，用于对所述2D显示装置的出射光进行会聚操作，以实现3D显示。本发明可以有效地减少相邻两个凸透镜之间的光线发生串扰，提升3D显示的品质。
Description
技术领域
本发明涉及显示器技术领域，尤其涉及一种3D显示装置及其透镜组件。
背景技术
在3D(3Dimension，三维)显示技术中，在用户对某个画面进行观察时，通常使呈现同一画面的不同光线分别进入用户的左眼和右眼，该不同光线在用户左眼和右眼分别形成具有微小差异的画面，以模拟人眼在观察三维物体时双眼所观察到的具有微小差异的画面，从而实现3D显示。
现有技术中，为达到上述3D显示的目的，通常在液晶显示装置的出光面上叠加设置透镜组件。其中，所述液晶显示装置是传统的2D(2Dimension，二维)液晶显示装置。所述透镜组件包括多个透镜单元，在呈现同一画面的光线经过透镜组件时，每个透镜单元使光线向不同的方向聚焦，从而可使得进入用户左眼和右眼的光线不同，实现3D显示。
图1是现有的透镜组件及其应用于3D显示时的光路结构的示例性图示。如图1所示，透镜组件1包括多个透镜单元2(图1中仅示例性示出了其中的两个)，每一透镜单元2对应覆盖多个像素3，透镜单元2将从像素3出射的光线向不同的方向聚焦。如图1所示的现有的透镜组件1中，当入射到透镜单元2的光线(图1中的实现箭头表示光线传播方向)角度较大时，在相邻两个透镜单元2之间的区域，光线会发生重叠而形成光线串扰区4，由此严重降低3D显示的显示品质。
发明内容
鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种3D显示装置及其透镜组件，其可以有效地减少相邻两个凸透镜之间的光线发生串扰，提升3D显示的品质。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种3D显示装置的透镜组件，其中，所述透镜组件包括微透镜阵列，所述微透镜阵列包括透明基底以及阵列排布于所述透明基底上的多个凸透镜，任意相邻的两个所述凸透镜之间设置有不透光的挡墙。
优选地，所述挡墙从所述透明基底上凸起的高度大于所述凸透镜从所述透明基底上凸起的高度。
优选地，所述挡墙环绕于所述凸透镜的四周。
优选地，所述凸透镜的边缘轮廓呈方形，所述挡墙呈方框状结构。
优选地，所述挡墙由吸光材料制备形成或者是所述挡墙由不透光材料制备形成并且所述挡墙的表面涂覆有吸光材料。
优选地，所述凸透镜为平凸透镜。
优选地，所述凸透镜和所述透明基底为一体成型的结构。
优选地，所述透镜组件还包括透明保护层，所述透明保护层覆设于所述凸透镜和所述挡墙上，所述透明保护层的折射率小于所述凸透镜的折射率。
本发明还提供了一种3D显示装置，其包括：
2D显示装置，用于提供2D显示画面；
如上所述的透镜组件，叠层设置在所述2D显示装置的出光面上，用于对所述2D显示装置的出射光进行会聚操作，以实现3D显示。
其中，所述2D显示装置包括阵列排布的多个像素，所述透镜组件中的每一个凸透镜对应覆盖至少一个像素，各个凸透镜所覆盖的像素数量相等。
本发明实施例中提供的3D显示装置及其透镜组件，通过在相邻的两个所述凸透镜之间设置有不透光的挡墙，由此可以有效地减少相邻两个凸透镜之间的光线发生串扰，提升3D显示的品质。
附图说明
图1是现有的透镜组件及其应用于3D显示时的光路结构的示例性图示；
图2是本发明实施例提供的透镜组件的剖面结构示意图；
图3是本发明实施例提供的透镜组件的俯视结构示意图；
图4是本发明实施例中的透镜组件的光路结构示意图；
图5是本发明另一个优选的实施例提供的透镜组件的剖面结构示意图；
图6是本发明实施例提供的3D显示装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
本实施例提供了一种透镜组件，应用于3D显示装置。参阅图2和图3，所述透镜组件100包括微透镜阵列10，所述微透镜阵列10包括透明基底11以及阵列排布于所述透明基底11上的多个凸透镜12，其中，任意相邻的两个所述凸透镜12之间设置有不透光的挡墙20。需要说明的是，图2和图3中仅示例性示出了其中的若干个凸透镜12。
具体地，所述微透镜阵列10的材料可以是选择为聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或光刻胶等透明材料，所述微透镜阵列10中的透明基底11和凸透镜12可以是通过压印工艺或喷墨打印工艺制备形成的一体成型的结构。
具体地，所述挡墙20可以是由不透光材料制备形成，最好是选择由吸光材料制备形成。所述挡墙20也可以是选择为非吸光的不透光材料制备形成，然后在所述挡墙20的表面涂覆有吸光材料。其中，所述挡墙20可以是通过粘帖的方式连接在所述透明基底11上。
本实施例中，如图2所示，所述凸透镜12为平凸透镜，其中平面的一侧连接在所述透明基底11上。进一步地，如图3所示，所述凸透镜12的边缘轮廓呈方形，各个所述凸透镜12的面积相等，即，当所述透镜组件100应用于3D显示装置，各个所述凸透镜12所覆盖的像素数量相等。
本实施例中，如图2所示，以所述所述透明基底11为基准，挡墙20从所述透明基底11上凸起的高度大于所述凸透镜12从所述透明基底11上凸起的高度。进一步地，如图3所示，所述挡墙20环绕于所述凸透镜12的四周，并且，本实施例中，所述凸透镜12的边缘轮廓呈方形，因此，所述挡墙20相应地呈方框状结构。
如上实施例提供的透镜组件100，在应用于3D显示装置时，参阅图4，每一凸透镜12对应覆盖多个像素30，从像素30出射的光线(如图4中的实线箭头)在穿过凸透镜12之后，在相邻两个凸透镜12之间的区域，由于设置了不透光的挡墙20，极大地减少了从相邻两个凸透镜12出射的光线发生重叠的现象。相比于现有技术中如图1所示的结构，如上所述的透镜组件100可以有效地减少相邻两个凸透镜12之间的光线发生串扰，提升了3D显示装置的显示品质。
在更为优选的实施例中，如图5所示，所述透镜组件100还包括透明保护层40，所述透明保护层40形成在所述透明基底11上，覆盖于所述凸透镜12和所述挡墙20上。由于所述凸透镜12和所述挡墙20的尺寸都是较小的，极易受到磨损，因此在其上方增加透明保护层40，可以有效地保护所述凸透镜12和所述挡墙20。其中，所述透明保护层40的材料可以选择为透明的树脂材料。
进一步地，在增加设置所述透明保护层40之后，所述凸透镜12的焦距f表示为：公式中，r为凸透镜12的曲率半径，n1为凸透镜12的折射率，n2为透明保护层40的折射率。由于所述凸透镜12需要实现会聚光线的功能，其焦距f为正值，如上的焦距f的计算公式中，需要满足n1>n2。因此，在选择所述透明保护层40的具体材料时，需要参考所述凸透镜12的材料的折射率，要强求满足所述透明保护层40的折射率小于所述凸透镜12的折射率。经过验证，n1和n2之间相差越大，则增加设置所述透明保护层40对焦距的影响越小。
本实施例还提供了一种3D显示装置，如图6所示，所述3D显示装置包括2D显示装置200和透镜组件100。所述2D显示装置200用于提供2D显示画面，所述2D显示装置200可以选择现有技术中任意一种常见可以显示二维画面的显示装置，例如是液晶显示装置。所述透镜组件100为本发明前述实施例所提供的透镜组件100，所述透镜组件100叠层设置在所述2D显示装置200的出光面上，用于对所述2D显示装置200的出射光进行会聚操作，以实现3D显示。
具体地，结合图3和图6所示，所述2D显示装置200包括阵列排布的多个像素30，所述透镜组件100中的每一个凸透镜12对应覆盖至少一个像素30，各个凸透镜12所覆盖的像素数量相等。
综上所述，本发明实施例中提供的3D显示装置及其透镜组件，通过在相邻的两个所述凸透镜之间设置有不透光的挡墙，由此可以有效地减少相邻两个凸透镜之间的光线发生串扰，提升3D显示的品质。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种3D显示装置的透镜组件，其特征在于，所述透镜组件包括微透镜阵列，所述微透镜阵列包括透明基底以及阵列排布于所述透明基底上的多个凸透镜，任意相邻的两个所述凸透镜之间设置有不透光的挡墙。
2.根据权利要求1所述的3D显示装置的透镜组件，其特征在于，所述挡墙从所述透明基底上凸起的高度大于所述凸透镜从所述透明基底上凸起的高度。
3.根据权利要求1所述的3D显示装置的透镜组件，其特征在于，所述挡墙环绕于所述凸透镜的四周。
4.根据权利要求3所述的3D显示装置的透镜组件，其特征在于，所述凸透镜的边缘轮廓呈方形，所述挡墙呈方框状结构。
5.根据权利要求1所述的3D显示装置的透镜组件，其特征在于，所述挡墙由吸光材料制备形成或者是所述挡墙由不透光材料制备形成并且所述挡墙的表面涂覆有吸光材料。
6.根据权利要求1所述的3D显示装置的透镜组件，其特征在于，所述凸透镜为平凸透镜。
7.根据权利要求1所述的3D显示装置的透镜组件，其特征在于，所述凸透镜和所述透明基底为一体成型的结构。
8.根据权利要求1-7任一所述的3D显示装置的透镜组件，其特征在于，所述透镜组件还包括透明保护层，所述透明保护层覆设于所述凸透镜和所述挡墙上，所述透明保护层的折射率小于所述凸透镜的折射率。
9.一种3D显示装置，其特征在于，包括：
2D显示装置，用于提供2D显示画面；
如权利要求1-8任一所述的透镜组件，叠层设置在所述2D显示装置的出光面上，用于对所述2D显示装置的出射光进行会聚操作，以实现3D显示。
10.根据权利要求9所述的3D显示装置，其特征在于，所述2D显示装置包括阵列排布的多个像素，所述透镜组件中的每一个凸透镜对应覆盖至少一个像素，各个凸透镜所覆盖的像素数量相等。
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