CN201392634Y - 高亮度自由立体显示装置 - Google Patents

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吴华夏
董戴
张春光
张涛
沈威
武维生
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AVIC Huadong Photoelectric Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种高亮度自由立体显示装置，包括灯箱，其特征在于所述的灯箱内安装有LED灯平面光源阵列，所述的LED灯平面光源阵列前方安装光扩散板，光扩散板前方安装有光学膜组，所述的光学膜组由二层BEF增亮膜上面设置一层DBEF增亮膜相互粘贴而成，所述的光学膜组前端安装有液晶光阀，所述的液晶光阀前端安装有液晶屏，所述的液晶屏连接有驱动装置。本实用新型通过利用LED灯底部直接照明的方式，大大提高了显示亮度；使用扩散板和光学膜组可以有效提高显示均匀性和充分利用背光源发出的光；通过对液晶光阀施加电压的控制，能够有效进行2D/3D切换。

Description

高亮度自由立体显示装置
技术领域：
本实用新型涉及立体显示技术领域，尤其涉及一种高亮度自由立体显示装置。
背景技术：
人眼是通过双眼所看到的物体的细微差异来感知物体的深度，从而识别出立体图像的，这种差异被称为视差。现有的自由立体显示技装置就是基于双眼视差的原理开发出来的，通过把两幅稍有差异的图分别送入左右眼，经过大脑的合成产生真实的三维立体感觉。然而市场上现有的显示器仍然以平面显示器为主，但是立体显示是今后的发展方向，因为它提供的图像信息比平面显示器要多50％。现有的立体显示以裸眼观察为主，典型的实现方式有狭缝光栅式和柱面光栅式两种。
上述传统的狭缝式自由立体显示器，技术比较成熟，但由于光栅的挡光，有大约1/3的光强损失掉了，影响了显示器的亮度和对比度，从而影响整体的视觉效果，这也是这种立体显示器发展的一个瓶颈。
实用新型内容：
本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有的狭缝光栅式自由立体显示装置中三维显示亮度低，很多情况下难以达到使用要求，提供了一种高亮度自由立体显示装置，进而改善立体显示效果。
本实用新型采用的技术方案：
一种高亮度自由立体显示装置，包括灯箱，其特征在于所述的灯箱内安装有LED灯平面光源阵列，所述的LED灯平面光源阵列前方安装光扩散板，光扩散板前方安装有光学膜组，所述的光学膜组由二层BEF增亮膜上面设置一层DBEF增亮膜相互粘贴而成，所述的光学膜组前端安装有液晶光阀，所述的液晶光阀前端安装有液晶屏，所述的液晶屏连接有驱动装置。
本实用新型通过独特的背光设计实现对光强的重复利用，达到了提高三维显示亮度的目的。
本实用新型采用在灯箱底部安装LED灯阵列直接照明的方式作为背光源，背光源上面是扩散板，扩散板表面设有光学膜组，紧接着就是液晶光阀和液晶屏。上述的方案是针对传统的三维立体显示亮度不足的问题，采用LED灯底部直接照明的方式代替了传统的CCFL灯侧面照明，但是这种方式存在一个问题就是照明不均匀，可以通过扩散板来解决。另外，还使用了光学膜组来进一步提高显示亮度。
所述灯箱内壁贴有反射膜，目的是限制与收集背光灯发出的光。
所述光扩散板的功能是为液晶显示器提供一个均匀的面光源。一般常用扩散片是将一些微小的扩散粒子涂抹分布于高透光性的膜片，其光学行为是利用光线穿过扩散粒子而产生光扩散的效果。
所述光学膜组是采用BEF增亮膜和DBEF增亮膜。因为BEF膜能够充分利用杂散光，使得被发散的光线可以重新集中到视角之内；另外DBEF膜可以充分利用偏振光，使得原来不能通过液晶屏的偏振光被重新利用。
本实用新型的优点：
本实用新型通过利用LED灯底部直接照明的方式，大大提高了显示亮度；使用扩散板和光学膜组可以有效提高显示均匀性和充分利用背光源发出的光；通过对液晶光阀施加电压的控制，能够有效进行2D/3D切换。
附图说明：
下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明：
图1A是狭缝光栅式自由立体显示原理图。
图1B是柱面光栅式自由立体显示原理图。
图2是本实用新型高亮度自由立体显示装置的结构图。
图3是扩散板结构和原理图。
图4是BEF增亮膜的集光原理图。
图5是DBEF的增亮原理图。
图6是本实用新型高亮度自由立体显示装置的成像示意图。
具体实施方式：
参见图1-6：
一种高亮度自由立体显示装置，包括灯箱1，灯箱1内安装有LED灯平面光源阵列2，所述的LED灯平面光源阵列2前方安装光扩散板3，光扩散板3前方安装有光学膜组4，所述的光学膜组4由二层BEF增亮膜上面设置一层DBEF增亮膜相互粘贴而成，所述的光学膜组4前端安装有液晶光阀5，所述的液晶光阀5前端安装有液晶屏6，所述的液晶屏6连接有驱动装置。
所述的液晶光阀5，是由偏振片8、第一基板9、液晶层10、第二基板11依次排列构成的，液晶层10设置在第一基板9和第二基板11之间。
通过对液晶光阀5的控制，显示器可以进行2D/3D转换。在二维模式下，所有的光都能够透射到达液晶屏；而在三维模式下，形成光栅进行分光，使左右眼的图像分离。
LED灯平面光源阵列2的作用就是提供照明光源，主流的背光源有CCFL和LED。相比而言，CCFL是LCD显示器的传统光源，使用时间长，技术成熟可靠，光转换效率高。然而从技术的角度上说，LED则具有CCFL难以比拟的优势。从抗振动、抗冲击性能上说，LED是纯固态且体积小，可靠性远好于CCFL。其次，LED的驱动不需要高压，CCFL则需要几百甚至上千伏的高压才能驱动。同时，LED的寿命一般在5-10万小时，而CCFL寿命则短的多。因此在光源的选择上，我们选择LED作为背光源。
光扩散板3除了使光线扩散外，在直下型背光结构上也起到了支撑其它光学膜片的功能。扩散板一般使用聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为主要原料，这两种材料具有良好的透光性，将扩散粒子混入这两种材料所压制形成。
光白光扩散板射出后其光的指向性较差，因此必须利用棱镜片来修正光的方向。BEF增亮膜的原理是由光的折射与反射来达到凝聚光线、提高正面辉度的目的，以增加光线自扩散板射出后的使用效益。增亮膜主要以多元酯(polyester)或聚碳酸酯(PC)为材料，其表面结构一般为棱形柱体或半圆柱体。通常使用两片方向垂直BEF增亮膜，增加两维方向的亮度，可以达到原亮度的170％。
DBEF增光膜则主要是利用光的偏振特性来提高亮度的。对于LCD，当光通过下层偏振片时，有50％的光是被吸收而浪费的，而DBEF增光膜则将这本应被吸收而浪费的光重复利用，DBEF膜可以让P偏振光通过，而将S偏振光反射回去重新变成圆偏振光，再分为P和S偏振光，如此反复循环利用，可以将亮度增加60％。与使用BEF膜比起来，除了正面亮度得到提升之外，大视角方向的亮度亦同时得到提升。
如图6所示，液晶光阀的作用就是分光，当在两个基板之间施加驱动电压时，，液晶光阀上就可以出现明暗相间的光栅条纹，把均匀背光变成了一系列的狭缝光源照明，通过特殊的排列使左眼只能看到左眼图像，右眼只能看到右眼图像，从而达到立体显示效果。

Claims (2)

1、一种高亮度自由立体显示装置，包括灯箱，其特征在于所述的灯箱内安装有LED灯平面光源阵列，所述的LED灯平面光源阵列前方安装光扩散板，光扩散板前方安装有光学膜组，所述的光学膜组由二层BEF增亮膜上面设置一层DBEF增亮膜相互粘贴而成，所述的光学膜组前端安装有液晶光阀，所述的液晶光阀前端安装有液晶屏，所述的液晶屏连接有驱动装置。
2、根据权利要求1所述的高亮度自由立体显示装置，其特征在于所述灯箱内壁贴有反射膜。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102682674A (zh) * 2012-05-28 2012-09-19 北京理工大学 一种基于oled-led的高亮度裸眼3d显示屏
CN107283978A (zh) * 2017-07-27 2017-10-24 广东欧珀移动通信有限公司 灯箱布及灯箱

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Patentee after: Avic Huadong Photoelectric Co., Ltd.

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Patentee before: Huadong Photoelectric Technique Institute of Anhui Province

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