透光组件及三维图像显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种透光组件及三维图像显示装置。
【背景技术】
[0002]近年来受到用户欢迎的三维电影，其利用的是三维显示技术，即使用户的两眼的产生视觉差以达到立体体验。人的两眼(瞳孔)之间一般会有7-8厘米左右的距离。要让人看到三维图像，就必须让左眼和右眼看到不同的图像，使两幅图像产生一定差距，也就是模拟实际人眼观看时的情况。在日常生活中，使用移动终端观看视频为用户带来了无可比拟的便利，因而用户对移动终端的显示要求也越来越高。
[0003]而现在市面上移动终端大多不具备三维图像显示功能，即使可以找到三维电影的片源，在普通移动终端上播放也显示不出三维效果，甚至显示出来的可能是重影。因此，用户只能到电影院观看三维电影，既昂贵又麻烦。
【发明内容】
[0004]本实用新型提供了一种透光组件及三维图像显示装置，用以解决现有技术中难以使用普通的移动终端作为三维图像显示装置播放三维视频的问题。
[0005]本实用新型实施例一方面提供一种透光组件，所述透光组件包括棱镜层和位于所述棱镜层上方的透镜层。
[0006]所述棱镜层包括入光面、第一偏折面和第二偏折面，所述第一偏折面与所述第二偏折面相交于一分界线，所述入光面位于所述棱镜层底部，所述第二偏折面沿分界平面对称于所述第一偏折面，所述分界平面为所述分界线所在的、垂直于所述入光面的平面，所述分界线上的点到所述入光面的距离大于所述第一偏折面上除所述分界线外的其他点到所述入光面的距离；
[0007]所述透镜层包括第三偏折面、第四偏折面、位于所述第三偏折面上方的第一凹面和位于所述第四偏折面上方的第二凹面，所述第三偏折面与所述第一偏折面贴合设置，所述第四偏折面与所述第二偏折面贴合设置，所述第二凹面沿所述分界平面对称于所述第一凹面。
[0008]另一方面，本实用新型实施例还提供了一种三维图像显示装置，所述显示装置包括移动终端和以上所述的透光组件，所述透光组件位于所述移动终端的屏幕上方。
[0009]所述移动终端的像素光线从所述入光面入射至所述棱镜层并发生偏折，在所述第一偏折面和所述第二偏折面形成两个图像;于所述第一偏折面出射的像素光线经第三偏折面进入所述透镜层，将所述第一偏折面形成的图像转换至所述第一凹面;于所述第二偏折面出射的像素光线经第四偏折面进入所述透镜层，将所述第二偏折面形成的图像转换至所述第二凹面。
[0010]本实用新型实施例提供的透光组件及三维图像显示装置，通过透光组件的棱镜层和透镜层的设置，将移动终端屏幕的二维图像转换成左右两个图像并投射至用户的眼睛，令用户在观看过程中获得三维体验，使普通的移动终端也可实现三维显示效果。另一方面，由于不需对视频文件本身作前期处理，因而节省了大量的时间，提升了用户的使用体验。
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1是本实用新型的透光组件的第一实施例的剖面示意图；
[0013]图2是本实用新型的透光组件的第一实施例的成像示意图；
[0014]图3是本实用新型的透光组件的第二实施例的剖面示意图；
[0015]图4是本实用新型的显示装置的第一实施例的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0016]为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0017]第一实施例
[0018]如图1所示，是本实用新型的透光组件的第一实施例的剖面示意图。其中，该透光组件包括棱镜层I和位于棱镜层I上方的透镜层2。棱镜层I包括入光面11、第一偏折面12和第二偏折面13，该第一偏折面12与第二偏折面13相交于一分界线，入光面11位于棱镜层I底部，第二偏折面13沿分界平面对称于第一偏折面12，分界平面为分界线所在的、垂直于入光面11的平面，分界线上的点到入光面11的距离大于第一偏折面12上除分界线外的其他点到入光面11的距离。透镜层2包括第三偏折面21、第四偏折面22、位于第三偏折面21上方的第一凹面23和位于第四偏折面22上方的第二凹面24，第三偏折面21与第一偏折面12贴合设置，第四偏折面22与第二偏折面13贴合设置，第二凹面24沿分界平面对称于第一凹面23。第一凹面23和第二凹面24的圆心可以重合，也可以不重合。
[0019]当该透光组件放置在移动终端的屏幕上方时，棱镜层I将屏幕上的二维图像转换成两个图像，分别在第一偏折面12和第二偏折面13显示，经过透镜层2的转换，分别将第一偏折面12和第二偏折面13的二维图像转换到第一凹面23和第二凹面24，其中第一凹面23和第二凹面24投射出去的影像焦点与其曲率半径及折射率存在一定的关系，由此可以将两个二维图像以不同的角度映射到用户的左右眼，用第一凹面23和第二凹面24的图像制造像差，以此实现裸眼3D效果。
[0020]如图2所示，是本实用新型的透光组件的第一实施例的成像示意图。
[0021]其中，入光面11的入射角为Q1，入光面11的折射角为θ2，棱镜层I相对于空气的折射率为Φ 21、透镜层2相对于空气的折射率为Φ 31，则透镜层2相对于棱镜层I的相对折射率Φ 32
=Φ31/Φ21。
[0022]而根据折射定律，φ21为入射角0工和折射角02的正弦之比。
[0023]由于折射率φ21为棱镜层I自身材料的已知属性，而0:可以根据入光面11与屏幕的距离调节，因此可以求得02，其中θ2与两个参数有关，，所以不妨假设有如下关系:
[0024]θ2 = ?(θι, φ 21)
[0025]即02是关于入光面11的入射角0:、棱镜层I折射率φ21的二元关系式。
[0026]而由几何关系以及折射定律可知，光线从第一偏折面12出射的折射角θ3除与02有关外，还与第一偏折面12所在平面和入光面11所在平面的夹角X、透镜层2相对于棱镜层I的相对折射率Φ 32有关，所以不妨假设有如下关系:
[0027]03 = g(02, <i>32，X)=g(f(9l, Φ 2l) , Φ32,χ)
[0028]即θ3与0丨、φ21、Φ 32、χ共四个参数有关。
[0029]同理，光线从第一凹面23出射的折射角θ4除与θ3有关外，还应该与第一次折射的法线和第三次折射的法线的夹角y、透镜层2相对于空气的折射率Φ31有关，所以不妨假设为如下关系:
[0030]04=k(03, Φ 31Φ21)，Φ32,χ) Φ3?,γ)
[0031]其中Φ 32= Φ 3?/Φ 21，所以:
[0032]04=k(03, Φ 31φ 21), Φ 3?/ Φ2?,χ) Φ3?,γ)
[0033]而Q点为人眼所在位置，O点为光线在第三次折射时的出射点，Ρ点为第一凹面23在O点的曲面圆心，人眼与屏幕距离为L，由y、04、曲面的曲率半径r、L，可以在三角形OPQ中确定一个关系，再将y、r、04均使用L来表达后，并将θ4的关系式带入可以得到另外一个关系式:
[0034]04 = k(g(f (θι, φ 21)，Φ 3?/ Φ 21，Χ)，Φ 31，y)，φ 21)，Φ 3?/ Φ 21，Χ)，Φ 31 ,W
(D)=S(I)
[0035]gpk(g(f (θι, φ 2?), Φ 3?/ Φ 21 ,χ), Φ 3?,w(I)) =S(I)
[0036]其中函数k、g、f、w、s均代表函数式。
[0037]关系式由变量θι、Φ 21、Φ 31、Χ、I组成，其相对于空气的折射率分别为Φ 21、Φ 31，θι可以由入光面11与屏幕的距离确定，联系日常使用习惯，L通常可以取值为1cm?30cm，所以最终可以求得X，即为棱镜层I的第一偏折面12相对水平面的倾斜角度。
[0038]本实用新型实施例提供的透光组件，通过棱镜层I和透镜层2的设置，将移动终端屏幕的二维图像转换成左右两个图像并投射至用户的眼睛，令用户在观看过程中获得三维体验，使普通的移动终端也可实现三维显示效果。另一方面，由于不需对视频文件本身作前期处理，因而节省了大量的时间，提升了用户的使用体验。
[0039]第二实施例
[0040]如图3所示，是本实用新型的透光组件的第二实施例的剖面示意图。其中，该透光组件包括棱镜层I和位于棱镜层I上方的透镜层2。棱镜层I包括入光面11、第一偏折面12和第二偏折面13，该第一偏折面12与第二偏折面13相交于一分界线，入光面11位于棱镜层I底部，第二偏折面13沿分界平面对称于第一偏折面12，分界平面为分界线所在的、垂直于入光面11的平面，分界线上的点到入光面11的距离大于第一偏折面12上除分界线外的其他点到入光面11的距离。透镜层2包括第三偏折面21、第四偏折面22、位于第三偏折面21上方的第一凹面23和位于第四偏折面22上方的第二凹面24，第三偏折面21与第一偏折面12贴合设置，第四偏折面22与第二偏折面13贴合设置，第二凹面24沿分界平面对称于第一凹面23。
[0041]本实用新型实施例中，透镜层2既可以是一体的，也可以由两个或以上的部分组合
ntjD
[0042]进一步地，透光组件还包括支撑棱镜层I和透镜层2的支架3。该支架3—方面可以起到支撑棱镜层I和透镜层2的作用，还可以起到定位的作用，以控制屏幕到入光面11的距离。
[0043]进一步地，透镜层2的折射率不等于棱镜层I的折射率。当棱镜层I与透镜层2的折射率不相同，其相对于空气的折射率分别为φ21、φ31，则可以更灵活地设计棱镜层I和透镜层2的其他参数。
[0044]进一步地，透镜层2的材料包括半柔性材料。本实用新型实施例中，透镜层2使用半柔性材料可以小范围地调节第一凹面23与第二凹面24的曲率，以适应不同用户的生理特征和使用习惯。
[0045]进一步地，垂直于分界平面的棱镜层截面为一等腰三角形。本实用新型实施例中，当垂直于分界平面的棱镜层截面为一等腰三角形时，控制厚度后，可以减少整个透光组件的厚度，使其更轻薄。
[0046]进一步地，第一偏折面12与入光面11之间设有第一连接面14，第二偏折面13与入光面11之间设有第二连接面15，第一连接面14沿分界平面对称于第二连接面15。本实用新型实施例中，第一连接面14和第二连接面15的设置可以在第一偏折面12和第二偏折面13相对于入光面11的倾斜角度较小时，不增加入光面11的面积。通过第一连接面14和第二连接面15，增加了边缘的厚度，减少了边缘的破损。
[0047]进一步地，第三偏折面与第一偏折面通过光学胶贴合设置，第四偏折面与第二偏折面通过光学胶贴合设置。使用光学胶可以使透镜层2和棱镜层I完美地结合，减少元件粘合处透光率的损失。
[0048]本实用新型实施例提供的透光组件，通过设置支架3及透镜层2采用半柔性材料等措施，使棱镜层I和透镜层2得到支撑和定位、令用户可以自行小范围地调节曲率以适应自身需求，以达到人性化设计，进一步提升用户体验的目的。
[0049]上文对本实用新型的透光组件的实施例作了详细介绍。下面将就包含上述透光组件的三维图像显示装置作进一步阐述。其中，该显示装置还包括移动终端，该移动终端可以是手机、平板电脑或MP4等。
[0050]第三实施例
[0051]如图4所示，是本实用新型的显示装置的第一实施例的剖面示意图。其中，该显示装置包括移动终端和如以上实施例中的透光组件。其中，透光组件位于移动终端的屏幕4上方。
[0052]本实用新型实施例中，移动终端的像素光线从入光面11入射至棱镜层I并发生偏折，在第一偏折面12和第二偏折面13形成两个影像;于第一偏折面12出射的像素光线经第三偏折面21进入透镜层2，将第一偏折面12形成的影像转换至第一凹面23;于第二偏折面13出射的像素光线经第四偏折面22进入透镜层2，将第二偏折面13形成的影像转换至第二凹面24。
[0053]本实用新型实施例中，为保证显示效果，入光面11的面积应大于屏幕4的面积。
[0054]进一步地，透光组件包括支架3，支架3的上部支撑并连接透光组件，支架3的下部连接移动终端。本实用新型实施例中，使用支架3可以便利地连接透光组件和移动终端。
[0055]进一步地，支架3下部沿高度方向设有若干级调节部31，调节部31连接该移动终端。
[0056]本实用新型实施例中，支架3将透光组件固定于屏幕4的上方，入光面11与屏幕4的距离形成预定距离，屏幕4与分界平面的交线为屏幕4的中线。由于入光面11到屏幕4的距离将决定的数值，所以比较重要，利用支架3的调节部31使透光组件固定于屏幕4上方并使入光面11与屏幕4的距离形成预定距离可以很好地控制数值;另外，支架3还可令屏幕4的中线与入光面11的中线对齐，以保证显示效果。
[0057]本实用新型实施例中，调节部31可以包括但不限于以下形式。其中，调节部31可以包括限位杆和限位槽，该限位槽沿支架3下部的高度方向设置，而该限位杆可根据限位槽上下调节并固定于支架3本体;另外，该调节部31可以是设于支架3本体的多级限位孔，该限位孔沿支架3的高度方向设置，通过将限位孔直接扣在移动终端的机械按键上完成透镜组件与移动终端的固定和距离调节;另外，调节部31还可以包括调节螺丝等。
[0058]本实用新型实施例中，由于观看视频时手机或其他移动终端一般处于横屏状态，所以可以将该透光组件设计为横屏时使用，即该屏幕4的中线垂直于该屏幕4的长边。
[0059]本实用新型实施例提供的三维图像显示装置，通过透光组件的棱镜层I和透镜层2的设置，将移动终端屏幕4的二维图像转换成左右两个图像并投射至用户的眼睛，令用户在观看过程中获得三维体验，使普通的移动终端也可实现三维显示效果。另一方面，由于不需对视频文件本身作前期处理，因而节省了大量的时间，提升了用户的使用体验。
[0060]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度，，、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0061 ]当本实用新型实施例提及“第一”、“第二”等序数词时，除非根据上下文其确实表达顺序之意，应当理解为仅仅是起区分之用。
[0062]以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。
【主权项】
1.一种透光组件，其特征在于，所述透光组件包括棱镜层和位于所述棱镜层上方的透镜层； 所述棱镜层包括入光面、第一偏折面和第二偏折面，所述第一偏折面与所述第二偏折面相交于一分界线，所述入光面位于所述棱镜层底部，所述第二偏折面沿分界平面对称于所述第一偏折面，所述分界平面为所述分界线所在的、垂直于所述入光面的平面，所述分界线上的点到所述入光面的距离大于所述第一偏折面上除所述分界线外的其他点到所述入光面的距离； 所述透镜层包括第三偏折面、第四偏折面、位于所述第三偏折面上方的第一凹面和位于所述第四偏折面上方的第二凹面，所述第三偏折面与所述第一偏折面贴合设置，所述第四偏折面与所述第二偏折面贴合设置，所述第二凹面沿所述分界平面对称于所述第一凹面。2.如权利要求1所述的透光组件，其特征在于，所述透光组件还包括支撑所述棱镜层和所述透镜层的支架。3.如权利要求1所述的透光组件，其特征在于，所述透镜层的折射率不等于所述棱镜层的折射率。4.如权利要求1所述的透光组件，其特征在于，所述透镜层的材料包括半柔性材料。5.如权利要求1所述的透光组件，其特征在于，垂直于所述分界平面的棱镜层截面为一等腰三角形。6.如权利要求1所述的透光组件，其特征在于，所述第一偏折面与所述入光面之间设有第一连接面，所述第二偏折面与所述入光面之间设有第二连接面，所述第一连接面沿所述分界平面对称于所述第二连接面。7.如权利要求1所述的透光组件，其特征在于，所述第三偏折面与所述第一偏折面通过光学胶贴合设置，所述第四偏折面与所述第二偏折面通过光学胶贴合设置。8.一种三维图像显示装置，包括移动终端，其特征在于，所述显示装置还包括权利要求1-7中任一项所述的透光组件，所述透光组件位于所述移动终端的屏幕上方。9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述透光组件包括支架，所述支架的上部支撑并连接所述透光组件，所述支架的下部连接所述移动终端。10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述支架下部沿高度方向设有若干级调节部，所述调节部连接所述移动终端。
【专利摘要】本实用新型涉及显示技术领域，本实用新型实施例公开了一种透光组件，该透光组件包括棱镜层和位于所述棱镜层上方的透镜层。本实用新型另一方面公开了一种三维图像显示装置,该三维图像显示装置包括移动终端和上述透光组件。本实用新型实施例提供的透光组件及三维图像显示装置，通过透光组件的棱镜层和透镜层的设置，令用户在观看过程中获得三维体验，使普通的移动终端也可实现三维显示效果。另一方面，由于不需对视频本身作前期处理，因而节省了大量的时间，提升了用户的使用体验。
【IPC分类】G02B27/22
【公开号】CN205384411
【申请号】CN201620077689
【发明人】胡洋洋
【申请人】维沃移动通信有限公司
【公开日】2016年7月13日
【申请日】2016年1月26日