实现裸眼3D、2D/3D切换的结构及方法与流程

本发明涉及裸眼3d显示领域，具体而言涉及一种通过指向型背光实现裸眼3d、2d/3d切换的结构及方法。

背景技术

现有技术中公开了通过指向型背光结构实现裸眼3d的方案。如图1所示，专利cn102067011b公开了指向型裸眼3d结构，其通过分别控制两侧led灯(32、34)结合光转向结构实现：34灯源开启后光线经过结构40后更多的往眼睛1a方向偏转；32灯源开启后光线经过结构40后更多的往眼睛1b方向偏转。从而通过频率控制两侧led开关实现裸眼3d。

但该指向型背光实现难度较大，存在量产性问题：一、双侧、单边入光的导光板由于难以保证两侧光源的一致，因此一定存在画面不均匀等问题；二、只能实现3d效果，无法实现正常的2d效果。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种实现裸眼3d、2d/3d切换的结构及方法，以解决现有技术中因双侧单边入光导致的画面不均匀等问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种实现裸眼3d的结构，包括层叠设置的第一棱镜层和第二棱镜层，

第一棱镜层包括第一棱镜阵列，所述第一棱镜阵列间可用第一各向同性液体填充；

第二棱镜层包括第二棱镜阵列，所述第二棱镜阵列间可用第二各向同性液体填充；

所述第一各向同性液体的折射率与所述第一棱镜阵列的折射率相同，所述第二各向同性液体的折射率与所述第二棱镜阵列的折射率相同；

所述第一棱镜阵列和所述第二棱镜阵列对同一入射光的偏转方向不同。

优选的，所述第一棱镜阵列与所述第二棱镜阵列的折射率相同。

优选的，所述第一棱镜阵列与所述第二棱镜阵列对同一入射光的偏转方向相对所述入射光的入射方向对称。

优选的，所述第一棱镜层与所述第二棱镜层接触的面上设有可开启的通孔。

本发明另一方面还提供一种实现2d/3d切换的结构，包括如上所述的实现裸眼3d的结构。

本发明再一方面还提供一种实现裸眼3d的方法，应用于如上所述的实现裸眼3d的结构中，所述方法包括：

交替进行步骤1和2：

步骤1：将第一棱镜层填充第一各向同性液体而第二棱镜层不填充第二各向同性液体；

步骤2：将第一棱镜层不填充第一各向同性液体而第二棱镜层填充第二各向同性液体。

优选的，所述第一棱镜层与所述第二棱镜层接触的面上设有可开启的通孔；

所述方法包括：通过所述通孔的开启与关闭将所述第一各向同性液体从所述第一棱镜层填充入所述第二棱镜层作为所述第二各向同性液体。

本发明还一方面提供一种实现2d/3d切换的方法，应用于如上所述的实现裸眼3d的结构中，所述方法包括：

要实现2d显示时，将第一棱镜层填充第一各向同性液体，第二棱镜层填充第二各向同性液体；

要实现3d显示时，交替进行步骤1和2：

步骤1：将第一棱镜层填充第一各向同性液体而第二棱镜层不填充第二各向同性液体；

步骤2：将第一棱镜层不填充第一各向同性液体而第二棱镜层填充第二各向同性液体。

有益效果：

本发明的技术方案，其利用各向同性液体即可实现裸眼3d以及2d/3d切换，各向同性液体成本低，且本发明方案可以使用同一入射光源，解决了双侧、单边入光导致的画面不均匀等问题。同时各向同性液体对光的折射率与光的入射方向没有关联性，避免了对光线角度的依赖性。

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发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术的裸眼3d装置结构图；

图2示出了实施例一的背光被整体向第一方向偏转状态图；

图3示出了实施例一的背光被整体向第二方向偏转状态图；

图4示出了实施例二的背光被整体不偏转状态图；

图5示出了第一时隙左眼视图状态；

图6示出了第二时隙右眼视图状态；

图7示出了2d显示模式。

其中，上述附图包括以下附图标记：

第一棱镜阵列11，第一各向同性液体12，第二棱镜阵列13，第二各向同性液体14，第一方向a1，第二方向a2。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明旨在提供一种利用各向同性液体与棱镜阵列搭配以实现棱镜阵列对光的偏转或直射，将两层棱镜阵列层叠，实现光向不同方向的偏转，最终实现裸眼3d显示。

实施例一实现裸眼3d的指向性背光元件

其主要包括：两层棱镜堆叠，每层棱镜能够实现对光向一个方向的偏转或直射，实现偏转时，两层棱镜结构对光的偏转方向不同。具体每层棱镜包括棱镜阵列和可选择性充入或抽出的各向同性液体，各向同性液体的折射率和该棱镜中棱镜阵列的折射率相同。因此对于每一层棱镜，当各向同性液体充入时，该层棱镜对光的偏转作用被移除；而在将各向同性液体抽出时，该层棱镜对光的偏转作用产生并维持。本发明中两层棱镜对光的偏转方向不同是指其对应的两层棱镜阵列在未填充各向同性液体时对同一入射光的偏转方向不同。

本发明优选实施例中，两层棱镜阵列的具体排列角度或者说对光的偏转方向相对入射光方向对称。也可根据左右眼与显示装置的位置关系进行适应性调整，以使得偏转后的光分别进入左右眼。

以下具体说明下本发明的几种工作状态。

工作状态1：背光被整体向第一方向偏转。

如图1所示，下面棱镜层即第二棱镜层13中没有各向同性液体，此时，第二棱镜层内第二棱镜阵列折射率为n2，其间的空气折射率为n0，n2≠n0，因此光在经过时会被第二棱镜层13沿第一方向a1偏转，而上面棱镜层即第一棱镜层11中的各向同性液体被充入，此时，第一棱镜层内第一棱镜阵列折射率为n1，其间的第一各向同性液体折射率为n1，故光在经过时继续维持原方向投射。整体光被沿第一方向a1偏转。

工作状态2：背光被整体沿第二方向偏转。

如图2所示，下面棱镜层即第二棱镜层13中的各向同性液体被充入，此时，第二棱镜层内第二棱镜阵列折射率为n2，其间的各向同性液体折射率为n2，因此光在经过时维持原方向透射，而上面棱镜层即第一棱镜层11中的各向同性液体被抽出，此时，第一棱镜层内第一棱镜阵列折射率为n1，其间的空气折射率为n0，故光在经过时被第一棱镜层向第二方向偏转。整体光被沿第二方向a2偏转。

实施例二利用指向性背光元件组成的2d/3d可切换显示装置

工作状态3：背光不被偏转

如图3所示，上下两层棱镜中的各向同性液体均被充入，分别实现折射率与相应棱镜层折射率的匹配，故光经过这两层棱镜时均维持原方向透射。整体上不对背光进行偏折。

将上述实施例一的指向背光元件应用到3d显示领域中，可在整个指向性背光元件的出光侧设置显示面板，比如lcd。而利用指向性背光元件可以实现向lcd提供整体导向的背光，进而实现3d显示。同时本发明的指向性背光元件的光偏转作用是可选择性移除的，因此还可以实现3d显示领域中的2d/3d显示模式的可切换。

图5-7分别对应上述各工作状态示出了左眼视图、右眼视图以及2d显示视图，其中图5、6左、右眼视图交替即实现了裸眼3d显示。

实施例三

本实施例与上述实施例一的区别在于各向同性液体的充入或抽出方式。在实施例一、二中，第一各向同性液体与第二各向同性液体可以相同也可以不同，或者两者的折射率可以相同或不同。但分别对应第一棱镜层与第二棱镜层，即第一各向同性液体充入或抽出第一棱镜层，第二各向同性液体充入或抽出第二棱镜层。

本实施例三中，第一各向同性液体与第二各向同性液体相同，第一棱镜阵列与第二棱镜阵列的折射率相同。在第一棱镜层与第二棱镜层接触的面上设有可以开启关闭的通孔，在第二棱镜层需要填充液体时，第一棱镜层充入的各向同性液体可以通过开启通孔流向第二棱镜层内后关闭。当需要往第一棱镜层内填充时，之后第二棱镜层中的各向同性液体可以再通过通孔流向第一棱镜层。

更为优选的方式中，由于第二棱镜层的液体流向第一棱镜层需要借助外力，因此，可以通过如下方式：

将一各向同性液体填充入第一棱镜层，偏转结束后，该各向同性液体通过通孔流向第二棱镜层。偏转结束后，将第二棱镜层的液体抽出，并同时将另一同样液体填充入第一棱镜层。重复上述步骤。这样的好处在于，无需借助外力将第二棱镜层的液体回流至第一棱镜层。在将第二棱镜层液体抽出的同时将另一液体填充至第一棱镜层，可以节省时间。

上述利用各向同性液体与棱镜阵列搭配，通过调整棱镜层内的折射率实现了光的偏转与直射。两层棱镜堆叠实现光的不同偏转从而实现裸眼3d。各向同性液体成本低，且各向折射率相同，因此不依赖于入射光的角度。上述结构可以利用同一入射光实现3d，相比现有技术，解决了双侧单边入光导致画面不均匀的问题。进一步的，当两层均不对光进行偏转时，还可实现2d显示。

本发明中，优选第一棱镜阵列和所述第二棱镜阵列的棱镜排列方向平行，且所述第一棱镜阵列和所述第二棱镜阵列的棱镜延伸方向平行。

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