立体显示装置和复合光学膜材的制作方法

1.本公开涉及立体显示技术领域，具体而言，涉及一种立体显示装置和复合光学膜材。


背景技术：

2.当前的裸眼3d显示设备主要采用基于双目(stereoscopic)视差的技术或者采用基于多目(multiscopic)视差的技术。双目3d显示设备利用具有视差的两幅图像经过特定的像素填充处理，经过特定的光栅器件将每幅图像对应的像素发出的光定向投射到空间中特定的区域，当双眼处于正确的区域时就能看到立体效果。类似的，多目3d显示设备利用具有视差的多幅图像经过特定的像素填充处理，经过特定的光栅器件将每幅图像对应的像素发出的光定向投射到空间中特定的区域，当双眼处于正确的区域时就能看到立体效果，并且由于是多幅视图，所以观看者具有一定的空间移动冗余，观看起来会更加舒适。
3.为了实现更大的立体观看区域，一些现有技术方案采用视点追踪与双目3d技术结合的手段，随着跟踪到观察者眼睛的位置，实时调节立体图像的像素填充结果，或者是光栅器件的相位，来实现更大的观看区域。但这种方式目前只能支持单个用户。另一些现有技术是增加更多视点的图像，但随着图像的增多，在屏幕的像素个数一定的情况下分辨率会成倍的下降，同时更多的图像需要单元宽度更大的光栅器件，也会造成画面更加的粗糙。
4.需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

5.本公开的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种立体显示装置和复合光学膜材，来提高观看距离下的视场宽度。
6.根据本公开的一个方面，提供一种复合光学膜材，用于贴附于平板显示面板的出光面，所述复合光学膜材包括依次层叠设置的取像层、透光介质层和立体光栅层；
7.所述取像层包括依次排列的、与所述平板显示面板的像素组合一一对应的取像柱透镜；所述取像层用于将各个所述像素组合所显示的像素图像成像于实像平面，以在所述实像平面形成实像图像；所述实像平面位于所述透光介质层内；
8.所述立体光栅层用于将所述实像平面的实像图像投射到外部空间以实现立体显示。
9.根据本公开的一种实施方式，所述实像平面位于所述取像层的二倍焦平面。
10.根据本公开的一种实施方式，所述立体光栅层包括依次排列的多个导光柱透镜，所述导光柱透镜的焦平面与所述实像平面重合。
11.根据本公开的一种实施方式，所述导光柱透镜与所述取像柱透镜一一对应设置；所述导光柱透镜的宽度小于所述取像柱透镜的宽度，且大于所述取像柱透镜宽度的0.95倍。
12.根据本公开的一种实施方式，所述导光柱透镜的宽度wb为：
13.wb＝wa*dd/(dd+dc)；
14.其中，wa为取像柱透镜的宽度；dd为设定的最佳观看距离，dc为所述导光柱透镜与所述实像平面之间的距离。
15.根据本公开的一种实施方式，所述取像层包括依次排列的多个透镜组，每个所述透镜组包括相邻的两个所述取像柱透镜；其中，所述导光柱透镜与所述透镜组一一对应设置；所述导光柱透镜的宽度小于所述透镜组的宽度，且大于所述透镜组宽度的0.95倍。
16.根据本公开的一种实施方式，所述导光柱透镜的宽度wb为：
17.wb＝2*wa*dd/(dd+dc)；
18.其中，wa为取像柱透镜的宽度；dd为设定的最佳观看距离，dc为所述导光柱透镜与所述实像平面之间的距离。
19.根据本公开的另一个方面，提供一种立体显示装置，包括平板显示面板和上述的复合光学膜材；其中，所述取像层远离所述立体光栅层的一侧贴附于所述平板显示面板的出光面。
20.根据本公开的一种实施方式，所述平板显示面板的像素组合的出光面，位于所述取像层的二倍焦平面。
21.根据本公开的一种实施方式，所述取像柱透镜的宽度，不小于对应的所述像素组合的宽度。
22.根据本公开的一种实施方式，所述取像柱透镜的宽度，与对应的所述像素组合的宽度相同。
23.根据本公开的一种实施方式，所述立体光栅层包括依次排列的多个导光柱透镜，所述导光柱透镜的焦平面与所述实像平面重合；
24.其中，所述导光柱透镜的焦距，小于所述像素组合的出光面与所述平板显示面板的出光面之间的距离。
25.根据本公开提供的立体显示装置和复合光学膜材，取像层用于将各个所述像素组合所显示的图像成像于实像平面，以在实像平面形成实像图像。立体光栅层所投射的图案为位于实像平面的实像图像，该实像平面位于平板显示面板以外；因此可以根据需要设置立体光栅层与实像平面之间的距离，而不会受到平板显示面板的像素上覆盖的介质的厚度的影响。相较于立体光栅层直接将像素组合所显示的像素图像投射到外部空间的方式，这可以进一步减小立体光栅层与被投射的图案之间的距离，进而提高观看距离下的视场宽度。
26.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
27.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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。
28.图1为立体光栅与像素组合之间的距离，与观看距离下的视场宽度之间的关系的原理示意图。
29.图2为本公开一种实施方式中，立体显示装置的结构示意图。
30.图3为本公开一种实施方式中，立体显示装置的结构示意图。
31.图4为本公开一种实施方式中，实像图像通过立体光栅层投射到外部空间的原理示意图。
32.图5为本公开一种实施方式中，不同的像素组合的实像叠加以形成实像图像的原理示意图。
33.图6为本公开一种实施方式中，立体显示装置形成多个视点的原理示意图。
34.图7为本公开一种实施方式中，复合光学膜材的结构示意图。
35.图8为本公开一种实施方式中，复合光学膜材的结构示意图。
36.图9为本公开一种实施方式中，复合光学膜材的结构示意图。
37.图10为本公开一种实施方式中，复合光学膜材的结构示意图。
38.图11为本公开一种实施方式中，立体显示装置的结构示意图。
39.图12为本公开一种实施方式中，立体显示装置的结构示意图。
40.图13为本公开一种实施方式中，实像图像通过立体光栅层投射到外部空间的原理示意图。
41.图14为本公开一种实施方式中，不同的像素组合的实像叠加以形成实像图像的原理示意图。
42.图15为本公开一种实施方式中，立体显示装置形成多个视点的原理示意图。
43.图16为本公开一种实施方式中，复合光学膜材的结构示意图。
44.图17为本公开一种实施方式中，复合光学膜材的结构示意图。
45.图18为本公开一种实施方式中，复合光学膜材的结构示意图。
46.图19为本公开一种实施方式中，复合光学膜材的结构示意图。
具体实施方式
47.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。
48.虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。
49.用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的
要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
50.发明人在相关研究中发现，可以不增加更多的视点图像，而是让立体光栅与像素平面的距离更近；这样也可以提高观察距离处的视场宽度。在图1中，以立体光栅设置有凸透镜len为例，对提高观察距离处的视场宽度的原理进行了原理性说明。参见图1，立体显示装置设置有与凸透镜len对应的像素组合pixs，每个像素组合pixs包括多个相邻的像素。在观看距离下，观看区域的宽度为wv，像素组合pixs的宽度为wp，立体光栅与对应的像素组合pixs的距离为d，立体光栅与最佳观看位置的距离为d(即最佳观看高度)。仅仅用于原理性示例并简化说明，而非对立体显示装置的各个介质的折射率的限定和实际描述，可以假设立体光栅与像素组合pixs之间的介质的折射率，与外部空间的折射率相同。在该假设下，满足如下公式：wv＝(d*wp)/d。通过上述公式可以发现，在d和wp一定的情况下，如果d越小，wv就会更大。可以理解的是，上述公式的推导是对部分介质的折射率做了简化和假设而得出的；在实际的应用中，尽管折射率的改变使得上述公式会发生变形和补偿，但是不会改变依据该公式所推导出的趋势性结论。在图1的示例中，是以立体光栅设置有凸透镜len为例进行的示例性说明；可以理解的是，在本公开的其他示例中，立体光栅中用于实现立体显示的单元也可以是视觉障碍单元。
51.由上可知，可以通过减小立体光栅与被投射的图像之间的距离，来增大观察距离处的视场宽度。然而，显示面板的像素的发光面与显示面板的出光面之间往往还设置有其他透明介质，例如设置有玻璃盖板、薄膜封装、光学胶、偏光片等中的一种或者多种，这使得像素的发光面与显示面板的出光面之间的距离较大。即便立体光栅直接设置在显示面板的出光面以将像素组合所显示的像素图像直接投射到外部空间，像素的发光面与立体光栅之间的距离也较大。换言之，显示面板本身的结构，限制了被投射的图像与立体光栅之间的距离的进一步减小，使得该距离不能根据需要随意减少以增大视场宽度。
52.本公开实施方式提供一种立体显示装置以及该立体显示装置所采用的复合光学膜材。参见图2、图3、图11和图12，该立体显示装置包括平板显示面板200和复合光学膜材100。其中，所述平板显示面板200具有用于显示图像的像素pix，这些像素可以被组合为多个像素组合ga。在显示时，平板显示面板200可以显示多个不同的视点图像，其中，像素组合ga中的像素分别用于显示这些不同的视点图像。这样，在不同的视点处，可以观看到不同的视点图像；当双目分别位于不同的视点时，双目可以观看到不同的视点图像，进而看到立体效果。这样，本公开实施方式的立体显示装置为一种多视点立体显示装置。
53.参见图2、图3、图11和图12，所述复合光学膜材100包括依次层叠设置的取像层110、透光介质层120和立体光栅层130；所述取像层110包括依次排列的、与所述平板显示面板200的像素组合ga一一对应的取像柱透镜lena，用于将各个所述像素组合ga所显示的图像(像素图像)成像于实像平面101，以在实像平面101形成实像图像。所述实像平面101位于透光介质层120内。所述立体光栅层130用于将所述实像平面101的实像(实像图像gb)投射到外部空间以实现立体显示。
54.这样，复合光学膜材100贴附于平板显示面板200的出光面；立体光栅层130设置于透光介质层120远离取像层110的一侧。立体显示装置在工作时，平板显示面板200的各个像素组合ga所显示的像素图像，可以通过取像层110成像于实像平面101。实像平面101上的实
像图像可以经过立体光栅层130投射到外部空间，即投射到立体光栅层130远离平板显示面板200的一侧。当人处于适宜的观察区域时，双眼可以分别看到不同的图像，进而看到立体效果。在本公开的实施方式中，实像平面101上的实像(实像图像gb)作为被投射的图案，被立体光栅层130投射到外部空间以实现多视点立体显示。这可以通过调节立体光栅层130与实像平面101之间的距离进而调节在观看距离下的视场宽度，尤其是可以减小立体光栅层130与实像平面101之间的距离而增大在观看距离下的视场宽度。
55.总而言之，在本公开实施方式中，立体光栅层130所投射的图案为位于实像平面101的实像图像gb，该实像平面101位于平板显示面板200以外；因此可以根据需要设置立体光栅层130与实像平面101之间的距离，而不会受到平板显示面板200的像素上覆盖的介质的厚度的影响。相较于立体光栅层130直接将像素组合ga所显示的像素图像投射到外部空间的方式，这可以通过进一步减小立体光栅层130与被投射的图案之间的距离的方式，来提高观看距离下的视场宽度。
56.如下，结合附图对本公开实施方式的立体显示装置的结构、原理和效果做进一步的解释和说明。
57.在本公开实施方式中，平板显示面板200可以为液晶显示面板、等离子体显示面板、oled(有机电致发光二极管)显示面板、micro led(微发光二极管)显示面板、qd-oled(量子点-有机电致发光二极管)显示面板、qled(量子点发光二极管)显示面板或者其他类型的平板显示面板。
58.在本公开实施方式中，平板显示面板200上设置有阵列分布的像素，每个像素可以包括一个子像素，或者包括多个子像素。示例性的，每个像素包括一个红色子像素、一个绿色子像素和一个蓝色子像素。其中，平板显示面板200上还设置有驱动各个子像素的像素驱动电路，以使得各个子像素在像素驱动电路的控制下各自独立发光。
59.这些像素pix可以分为多个像素组合ga，每个像素组合ga包括相邻的多个像素。示例性的，可以将多个像素列作为一个像素组合ga，例如将3～8个像素列作为一个像素组合ga。当然的，在本公开的其他实施方式中，像素组合ga的设置方式也可以为其他方式，例如将多个相邻的像素行作为一个像素组合ga，或者使得像素组合ga所占空间的延伸方向与列方向呈锐角夹角，即像素组合ga倾斜设置。
60.在本公开一种实施方式中，像素组合ga中的各个像素所占空间整体上呈条形，可以将该条形的宽度作为像素组合ga的宽度。这些像素组合ga依次排列。例如，当像素组合ga包括多个像素列时，这些像素组合ga沿行方向依次排列。
61.参见图2、图3、图11和图12，取像层110具有与各个像素组合ga一一对应的取像柱透镜lena，以用于将各个像素组合ga所显示的图像成像于平板显示面板200以外，具体地，成像于透光介质层120中。像素组合ga所显示的图像(像素图像)在透光介质层120所成的实像所在的平面，在本公开中被称为实像平面101。这样，在进行立体显示时，平板显示面板200可以控制像素组合ga进行显示，像素组合ga所显示的图像被成像于实像平面101，实像平面101的实像(实像图像gb)被立体光栅层130投射于外部空间。
62.在本公开的一种实施方式中，参见图2、图3、图11和图12，取像柱透镜lena的宽度wa不小于对应的像素组合ga的宽度，以使得像素组合ga能够通过对应的取像柱透镜lena或者相邻的取像柱透镜lena成像。进一步的，取像柱透镜lena的宽度wa等于对应的像素组合
ga的宽度。这样，可以使得像素组合ga所显示的像素图像被完整的取出而成像于实像平面101，降低取像柱透镜lena取像时的光损。进一步的，各个取像柱透镜lena的宽度相同。
63.在本公开的一种实施方式中，参见图2、图3、图11和图12，像素组合ga的发光面(即像素pix靠近平板显示面板200的出光面的表面)，位于取像柱透镜lena的二倍焦平面。这使得实像平面101位于取像柱透镜lena的二倍焦平面，且像素组合ga所显示的图像(像素图像)与所呈的实像等尺寸。这样，实像图像gb依次邻接，既可以避免实像过小而引起的亮度损失，又可以避免实像过大而导致不同视点图像之间的串扰增大。在图2、图3、图11和图12的示例中，da用于表示取像柱透镜lena的光心与像素的出光面之间的距离，f(a)表示取像柱透镜lena的焦距；其中，da＝2f(a)，用于从原理上示意像素组合ga的发光面位于取像柱透镜lena的二倍焦平面。db用于表示取像柱透镜lena的光心与实像平面101之间的距离；其中，db＝2f(a)，用于从原理上示意实像平面101位于取像柱透镜lena的二倍焦平面。可以理解的是，当取像柱透镜lena与像素之间的介质改变时，尤其是介质的折射率和厚度改变时，da在数值上并不必然等于f(a)的两倍，da需要根据介质的折射率和厚度等进行校正；相应的，当透光介质层120所具有的介质的厚度和材料改变时，db在数值上并不必然等于f(a)的两倍，db需要根据介质的折射率和厚度等进行校正。总而言之，像素组合ga的发光面位于取像柱透镜lena的二倍焦平面，以及实像平面101位于取像柱透镜lena的二倍焦平面，是从最终的光学效果上进行的限定；具体的，像素组合ga所显示的图像通过取像柱透镜lena成像而产生的实像具有相同的尺寸。
64.可以理解的是，在本公开的其他实施方式中，也可以使得像素组合ga的发光面不位于取像柱透镜lena的二倍焦平面，例如位于取像柱透镜lena的二倍焦平面以外(二倍焦平面远离取像柱透镜lena的一侧)，示例性的，位于三倍焦平面或者四倍焦平面。
65.在本公开的一种实施方式中，参见图3和图12，取像层110可以通过光学胶层140粘接在平板显示面板200的出光面。当然的，取像层110也可以通过其他方式贴附于平板显示面板200的出光面，例如直接形成于平板显示面板200的出光面。
66.在本公开的一种实施方式中，可以根据平板显示面板200的像素的发光面与平板显示面板200的出光面的之间的距离，设计和确定取像柱透镜lena的焦距，使得像素的出光面位于取像柱透镜lena的二倍焦平面上。当然的，也可以通过调节取像柱透镜lena与平板显示面板200之间的光学胶层140的厚度，或者在取像柱透镜lena和平板显示面板200之间贴附其他透光的高度调节层，进而使得复合光学膜材100能够应用于不同的平板显示面板200并保证平板显示面板200的像素的发光面位于取像柱透镜lena的二倍焦平面。
67.在本公开的一种实施方式中，参见图8和图17，复合光学膜材100可以具有粘接于取像柱透镜lena远离导光柱透镜lenb一侧的光学胶层140；在制备立体显示装置时，可以使得该光学胶层140贴附于平板显示面板200的出光面，进而使得复合光学膜材100贴附于平板显示面板200的出光面。
68.可选的，未贴附于平板显示面板200的复合光学膜材100，参见图8和图17，其取像柱透镜lena一侧可以预先贴附有保护膜300；在制备立体显示装置时，可以先撕除保护膜300，然后将复合光学膜材100贴附于平板显示面板200上。示例性的，光学胶层140远离取像柱透镜lena的一侧可以预先贴附有离型层以作为保护膜300。
69.在本公开实施方式中，参见图6和图15，立体光栅层130用于将实像平面101的实像
图像gb投射到外部空间，以进行立体显示。该立体光栅层130可以为透镜层，也可以为视觉障碍层，或者可以为其他能够实现立体显示的光栅结构。
70.在本公开的一种实施方式中，立体光栅层130为透镜层，这可以提高立体显示装置的亮度。具体的，所述立体光栅层130包括依次排列的多个导光柱透镜lenb，所述导光柱透镜lenb的焦平面与所述实像平面101重合。这样，实像图像gb可以被导光柱透镜lenb投射至外部空间，进而实现立体显示。在图2、图3、图11和图12中，dc表示导光柱透镜lenb的光心与实像平面101之间的距离，f(b)表示导光柱透镜lenb的焦距。在本公开实施方式中，用dc＝f(b)来原理性的示意导光柱透镜lenb的焦平面与所述实像平面101重合。
71.进一步的，所述导光柱透镜lenb的焦距，小于所述像素组合ga合的出光面与所述平板显示面板200的出光面之间的距离。这样，相较于将导光柱透镜lenb设置于平板显示面板200的出光面上的方案，本公开实施方式的立体显示装置在观察距离处具有更大的视场宽度。
72.在本公开的一种实施方式中，参见图2～图10，所述导光柱透镜lenb与所述取像柱透镜lena一一对应设置；所述导光柱透镜lenb的宽度小于所述取像柱透镜lena的宽度，且大于所述取像柱透镜lena宽度的0.95倍，尤其是可以大于所述取像柱透镜lena宽度的0.99倍。如此，导光柱透镜lenb与取像柱透镜lena一一对应设置，且导光柱透镜lenb的宽度略小于取像柱透镜lena。
73.在一种示例中，所述导光柱透镜lenb的宽度wb为：
74.wb＝wa*dd/(dc+dd)；
75.其中，wa为取像柱透镜lena的宽度；dd为设定的最佳观看距离，dc为导光柱透镜lenb与实像平面101之间的距离，即为导光柱透镜lenb的焦距。
76.可选的，导光柱透镜lenb与对应的取像柱透镜lena交叠设置。即，导光柱透镜lenb在平板显示面板200的出光面上的正投影，与取像柱透镜lena在平板显示面板200的出光面的正投影存在重合区域，例如导光柱透镜lenb在平板显示面板200的出光面上的正投影完全位于取像柱透镜lena在平板显示面板200的出光面的正投影内。
77.在本公开实施方式中，将取像柱透镜lena在平板显示面板200的出光面上的正投影的沿其长度方向的中心线称为第一中心线，将对应的导光柱透镜lenb在平板显示面板200的出光面上的正投影的沿其长度方向的中心线称为第二中心线。在一种示例中，第一中心线与第二中心线重合。这样，可以提高立体显示装置的对称性，进而利于简化驱动算法，以实现更佳的立体显示效果和更低的功耗。
78.在本公开的另一种实施方式中，参见图11～图19，所述取像层110包括依次排列的多个透镜组，每个所述透镜组包括相邻的两个所述取像柱透镜lena；其中，所述导光柱透镜lenb与所述透镜组一一对应设置；所述导光柱透镜lenb的宽度小于所述透镜组的宽度，且大于所述透镜组宽度的0.95倍，尤其是可以大于所述透镜组宽度的0.99倍。换言之，每个导光柱透镜lenb与相邻的两个取像柱透镜lena对应；该导光柱透镜lenb的宽度略小于对应的两个取像柱透镜lena的总宽度。
79.在一种示例中，所述导光柱透镜lenb的宽度wb为：
80.wb＝2*wa*dd/(dd+dc)；
81.其中，wa为取像柱透镜lena的宽度；dd为设定的最佳观看距离，dc为导光柱透镜
lenb与实像平面101之间的距离。
82.可选的，导光柱透镜lenb与对应的透镜组交叠设置。即，导光柱透镜lenb在平板显示面板200的出光面上的正投影，与对应的透镜组在平板显示面板200的出光面的正投影存在重合区域，例如导光柱透镜lenb在平板显示面板200的出光面上的正投影完全位于透镜组在平板显示面板200的出光面的正投影内。
83.在本公开实施方式中，将透镜组在平板显示面板200的出光面上的正投影的沿其长度方向的中心线称为第三中心线。在一种示例中，第二中心线与第三中心线重合。这样，可以提高立体显示装置的对称性，进而利于简化驱动算法，以实现更佳的立体显示效果和更低的功耗。
84.在本公开实施方式中，透光介质层120可以包括一层介质层或者多层层叠的介质层，这些介质层包括但不限于气隙(例如填充有空气或者惰性气体的空腔)、无机材料层(例如氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层、钠钙玻璃层、石英玻璃层、蓝宝石玻璃层等)、透明有机层(例如聚甲基丙烯酸甲酯层、聚乙烯基苯酚层、聚醚砜层、聚酰亚胺层、聚酰胺层、聚缩醛层、聚碳酸酯层、聚对苯二甲酸乙二酯层、聚萘二甲酸乙二酯层等)、胶黏层等。
85.在本公开的一些实施方式中，参见图10和图19，透光介质层120中设置有散射层160(例如分散有纳米无机颗粒的透明有机层)，且使得实像平面101位于该散射层160。这样，像素组合ga所显示的图像可以被成像于散射层160，并在散射层160散射以扩大实像的出光角度范围，这样实像还能够模拟像素的出光角度。
86.在本公开的另一种实施方式中，透光介质层120可以不设置有散射层160。这一方面可以减少光线散射而导致的显示亮度下降，另一方面可以减小不同视点图像之间的串扰，提高立体显示的效果。可以理解的是，透光介质层120即便没有额外设置散射层160，但是像素组合ga的光线在传输至实像平面101的过程中，其也会因立体显示装置本身的工艺偏差、材料本身的特性等原因，实现一定程度的散射；这种散射一方面可以保证像素组合ga的光线可以有效的被投射到外部空间，另一方面可以使得部分像素组合ga的同一视点图案之间具有一定的混光，进而达成帧内空间滤波的效果，降低了同一视点画面的锐度进而提高了立体图案的柔和性。
87.相应的，可以理解的是，像素组合ga的所显示的图案，不仅仅被对应的取像柱透镜lena成像于实像平面101，而且可以被其他相邻的取像柱透镜lena成像于实像平面101的其他位置。这样，任意一个位置处的实像图像gb，是多个不同实像的混合图像，该混合图像由一个高权重的主实像和多个低权重的次实像叠加而成。其中，与该实像图像gb交叠的像素组合ga所呈的实像为主实像，其他像素组合ga所呈的实像为次实像。通过这种方式，同一视点图像的部分像素图像之间可以通过取像层110实现帧内空间滤波，降低画面的锐度。尤其是，在本公开的一种实施方式中，通过对取像柱透镜lena的尺寸和位置的限定，像素组合ga所显示的像素图像的尺寸与实像图像gb的尺寸相同；这使得只有同一视点图像的内容才会出现主实像和次实像的叠加，不同视点图像的内容之间不会相互叠加；因此，这可以实现同一视点图像的帧内空间滤波，不同视点图像之间不会相互串扰。
88.在本公开的一种实施方式中，复合光学膜材100还可以包括保护层150，保护层150可以设置于成像透镜层远离取像柱透镜lena的一侧。
89.如下，以两个不同的示例性实施例，对本公开的立体显示装置做进一步的示例性
说明。
90.实施例一
91.图2和图3分别示例了一种立体显示装置。该立体显示装置包括平板显示面板200和贴附于平板显示面板200的出光面的复合光学膜材100。参见图2和图3，该平板显示面板200具有用于显示画面的像素pix，这些像素成多个像素组合ga，每个像素组合ga均包括相邻设置的多个像素。
92.在图2的示例中，复合光学膜材100包括层叠设于平板显示面板200的出光侧的取像层110、透光介质层120和立体光栅层130，其中，取像层110贴附于平板显示面板200的出光面。取像层110包括与各个像素组合ga一一对应设置的取像柱透镜lena；取像柱透镜lena的宽度等于其对应的像素组合ga的宽度。取像柱透镜lena在平板显示面板200上的正投影的中心线(沿长度方向)，与对应的像素组合ga在平板显示面板200的出光面上的正投影的中心线(沿长度方向)，两者重合。这样，使得取像柱透镜lena基本覆盖对应的像素组合ga。其中，像素组合ga的出光面，位于对应的取像柱透镜lena的二倍焦平面上。
93.透光介质层120包括一层或者多层透镜介质材料，例如透光介质层120包括透明基板(例如玻璃基板或者树脂基板)，以及包括分别与取像层110、立体光栅层130连接的粘接层。当然的，在另外一些实施方式中，透光介质层120的材料，可以与取像层110、立体光栅层130中的一种或者两种相同，例如可以通过模具一体形成取像层110、透光介质层120和立体光栅层130。
94.像素组合ga所显示的图像可以经过取像柱透镜lena在透光介质层120中呈实像，这些实像所在的平面在本公开中被称为实像平面101。该示例中，实像平面101位于取像柱透镜lena的二倍焦平面，像素组合ga所显示的图像(本公开实施方式中称为像素图像)，经过取像柱透镜lena而呈的实像，且像素图像和所呈的实像镜像翻转。如此，本公开实施方式中，立体显示装置通过设置取像柱透镜lena，可以将像素组合ga显示的像素图像成像于实像平面101。各个像素组合ga所显示的像素图像所各自呈的实像，最终在实像平面形成实像图像gb。
95.在该示例中，立体光栅层130设置于透光介质层120远离取像层110的一侧，因此取像层110和立体光栅层130分别位于实像平面101的两侧。其中，立体光栅层130包括与各个取像柱透镜lena一一对应设置的导光柱透镜lenb，且实像平面101位于导光柱透镜lenb的焦平面上。导光柱透镜lenb的宽度wb满足：wb＝wa*dd/(dc+dd)；其中，wa为取像柱透镜lena的宽度；dd为设定的最佳观看距离，dc为导光柱透镜lenb的光心与实像平面101之间的距离，因此dc基本等于导光柱透镜lenb的焦距。这样，导光柱透镜lenb的宽度略小于取像柱透镜lena的宽度，以实现立体显示。导光柱透镜lenb在平板显示面板200的出光面的正投影，位于对应的取像柱透镜lena在平板显示面板200的出光面的正投影中；且，取像柱透镜lena在平板显示面板200的出光面的正投影的中心线(沿长度方向)为第一中心线，对应的导光柱透镜lenb在平板显示面板200的出光面的正投影的中心线(沿长度方向)为第二中心线，第一中心线和第二中心线重合。
96.图4和图5示意了像素组合ga通过对应的取像柱透镜lena在实像平面101成像的光路，以及示意了实像平面101的实像图像gb被导光柱透镜lenb透射到外部空间的光路。在图4和图5中，像素组合ga(n)表示平板显示面板200上的第n个像素组合ga，取像柱透镜lena
(n)表示与像素组合ga(n)对应的取像柱透镜lena，导光柱透镜lenb(n)表示与取像柱透镜lena(n)对应的导光柱透镜lenb。实像图像gb(n)表示与导光柱透镜lenb(n)对应的实像图像gb。参见图4和图5，像素组合ga(n)所显示的像素图像，可以通过取像柱透镜lena(n)而在实像平面101成像，像素组合ga(n)的像素图像通过取像柱透镜lena成像后所成的实像，与像素图像镜像翻转，且尺寸相同。参见图5，每个像素组合ga所显示的图像，除了被对应的取像柱透镜lena成像外，还可以被相邻的取像柱透镜lena成像；这样，每个像素组合ga所显示的图像，可以被不同的取像柱透镜lena成像。其中，像素组合ga通过对应的取像柱透镜lena所呈的实像为主实像，像素组合ga通过相邻的取像柱透镜lena所呈的实像为次实像；考虑到光线角度，次实像在实像图像中的权重显著的低于主实像。在实像平面101上的实像图像gb，为主实像和次实像的叠加；因此，各个像素组合ga通过取像层110在实像平面101成像，这相当于通过物理手段实现了帧内空间滤波。
97.以图4和图5中选定的像素组合ga为例，对上述像素组合ga的成像过程和主实像与次实像的叠加过程，进行示例性说明。图4以像素组合ga(n)通过取像柱透镜lena(n)进行成像为例，示意了像素组合ga通过对应的取像柱透镜lena成主实像的过程。参见图4和图5，像素组合ga(n)通过取像柱透镜lena(n)所呈的主实像gb`(n)叠加到实像图像gb(n)处，作为实像图像gb(n)的一部分，且作为权重最大的主要部分。参见图5，实像图像gb(n)是主实像gb`(n)、次实像gb``(n-2)、次实像gb``(n+2)的叠加。其中，次实像gb``(n-2)为像素组合ga(n-2)通过相邻的取像柱透镜lena(n-1)所呈的实像，次实像gb``(n+2)为像素组合ga(n+2)通过相邻的取像柱透镜lena(n+1)所呈的实像；次实像gb``(n-2)、次实像gb``(n+2)在实像图像gb(n)中的权重，明显的低于主实像gb`(n)在实像图像gb(n)中的权重。可以理解的是，实像图像gb(n)中还可以具有更远的像素组合ga通过取像柱透镜lena所呈的次实像，但是这些更远的像素组合ga通过取像柱透镜lena所呈的次实像在实像图像gb(n)中的权重更低，对实像图像gb(n)的影响更小。
98.参见图4和图6，实像平面101上的实像图像gb，可以作为被透射的图案而被对应的导光柱透镜lenb投射到外部空间，实现立体显示。参见图6，在外部空间可以形成多个视点，例如形成了图6中的视点pa和视点pb。可以理解的是，本公开的立体显示装置还可以形成更多的视点，例如形成3～8个视点，以实现多视点立体显示。一方面，同一用户可以在改变观察位置时，可以看到不同的视点，进而具有空间移动冗余，观看起来会更加舒适，能够显著的提高用户体验。在另一方面，这样还可以同时满足多人观看需求。
99.在图2～图6所示的示例中，一个像素组合ga可以填充四个视点图像所需的内容，例如沿从左向右的方向依次填充第一视点图像所需的内容、第二视点图像所需的内容、第三视点图像所需的内容和第四视点图像所需的内容。这样，在实像图像gb中，沿从左向右的方向，每个实像图像gb依次包括第四视点图像所需的内容、第三视点图像所需的内容、第二视点图像所需的内容和第一视点图像所需的内容。在该示例中，实像图像gb是主实像与次实像的叠加，主实像的第一视点图像的内容与次实像的第一视点图像的内容叠加，主实像的第二视点图像的内容与次实像的第二视点图像的内容叠加，主实像的第三视点图像的内容与次实像的第三视点图像的内容叠加，主实像的第四视点图像的内容与次实像的第四视点图像的内容叠加。因此，通过主实像与次实像的叠加，使得各个视点图像实现了帧内空间滤波，提高了观看到的视点图像的柔和度；同时，不同视点图像的内容之间不会相互叠加，
这避免了不同视点图像之间的串扰，进而保证实现准确的立体效果，避免在视觉上看到明显的鬼影。
100.图7～图10，示例性的介绍了能够形成上述立体显示装置的复合光学膜材100的结构示意图。
101.在图7所示例的复合光学膜材100中，复合光学膜材100包括层叠设置的取像层110、透光介质层120和立体光栅层130。在制备立体显示装置时，可以将取像层110贴附到平板显示面板200的出光面，例如通过光学胶贴附到平板显示面板200的出光面。
102.在图8示例的复合光学膜材100中，复合光学膜材100还包括光学胶层140和保护层150。其中，光学胶层140可以位于取像层110的表面，保护层150可以覆盖立体光栅层130。在未使用时，复合光学膜材100还可以具有贴附在光学胶层140表面的保护膜300。通过撕除保护膜300，可以使得光学胶层140暴露出来，进而使得复合光学膜材100可以直接贴附到平板显示面板200的出光面。
103.在图9示例的复合光学膜材100中，取像层110的取像柱透镜lena，为向远离立体光栅层130的一侧凸出的凸透镜。这样，利于取像层110的制备。更进一步的，取像柱透镜lena向远离立体光栅层的一侧凸出，导光柱透镜lenb向远离取像层110的一侧凸出。
104.在图10的示例中，复合光学膜材100在透光介质层120中可以设置有散射层160；实像平面可以位于散射层。
105.实施例二
106.图11和图12分别示例了一种立体显示装置。该立体显示装置包括平板显示面板200和贴附于平板显示面板200的出光面的复合光学膜材100。参见图11和图12，该平板显示面板200具有用于显示画面的像素，这些像素成多个像素组合ga，每个像素组合ga均包括相邻设置的多个像素。
107.其中，图11示例的立体显示装置与图2示例的立体显示装置基本相同，区别仅在于每个导光柱透镜lenb与相邻的两个取像柱透镜lena对应设置。其中，图12示例的立体显示装置与图3示例的立体显示装置基本相同，区别仅在于每个导光柱透镜lenb与相邻的两个取像柱透镜lena对应设置。
108.在图11和图12示例的立体显示装置中，立体光栅层130包括与每两个取像柱透镜lena一一对应设置的导光柱透镜lenb，且实像平面101位于导光柱透镜lenb的焦平面上。具体的，取像层110的取像柱透镜lena分为多个透镜组，每个透镜组包括相邻的两个取像柱透镜lena；各个透镜组与各个导光柱透镜lenb一一对应设置。导光柱透镜lenb的宽度wb满足：wb＝2*wa*dd/(dc+dd)；其中，wa为取像柱透镜lena的宽度；dd为设定的最佳观看距离，dc为导光柱透镜lenb的光心与实像平面101之间的距离，因此dc基本等于导光柱透镜lenb的焦距。这样，导光柱透镜lenb的宽度略小于取像柱透镜lena的宽度的两倍，以实现立体显示。导光柱透镜lenb在平板显示面板200的出光面的正投影，位于对应的取像柱透镜lena在平板显示面板200的出光面的正投影中。且，透镜组在平板显示面板200的出光面的正投影的中心线(沿长度方向)为第三中心线，对应的导光柱透镜lenb在平板显示面板200的出光面的正投影的中心线(沿长度方向)为第二中心线，第三中心线和第二中心线重合。
109.如此，每个导光柱透镜lenb与两个取像柱透镜lena、两个像素组合ga和两个实像图像gb对应。
110.图13和图14示意了像素组合ga通过对应的取像柱透镜lena在实像平面101成像的光路，以及示意了实像平面101的实像图像gb被导光柱透镜lenb透射到外部空间的光路。与图4和图5所示意的光路原理类似，取像层110通过对像素组合ga的成像实现了同一视点图像的帧内空间滤波，且不会引起不同视点图像之间的串扰。例如，在图14的示例中，实像图像gb(n)是主实像gb`(n)、次实像gb``(n-2)、次实像gb``(n+2)的叠加；实像图像gb(n+1)是主实像gb`(n+1)、次实像gb``(n-1)、次实像gb``(n+3)的叠加。其中，主实像gb`(n)为像素组合ga(n)通过对应的取像柱透镜lena(n)所呈的实像；次实像gb``(n-2)为像素组合ga(n-2)通过相邻的取像柱透镜lena(n-1)所呈的实像，次实像gb``(n+2)为像素组合ga(n+2)通过相邻的取像柱透镜lena(n+1)所呈的实像；次实像gb``(n-2)、次实像gb``(n+2)在实像图像gb(n)中的权重，明显的低于主实像gb`(n)在实像图像gb(n)中的权重。主实像gb`(n+1)为像素组合ga(n+1)通过对应的取像柱透镜lena(n+1)所呈的实像；次实像gb``(n-1)为像素组合ga(n-1)通过相邻的取像柱透镜lena(n)所呈的实像，次实像gb``(n+3)为像素组合ga(n+3)通过相邻的取像柱透镜lena(n+2)所呈的实像；次实像gb``(n-1)、次实像gb``(n+3)在实像图像gb(n+1)中的权重，明显的低于主实像gb`(n+1)在实像图像gb(n+1)中的权重。
111.参见图13和图15，实像平面101上的实像图像gb，可以作为被透射的图案而被对应的导光柱透镜lenb投射到外部空间，实现立体显示。参见图15，在外部空间可以形成多个视点，例如形成了图15中的视点pa和视点pb。可以理解的是，本公开的立体显示装置还可以形成更多的视点，例如形成3～8个视点，以实现多视点立体显示。一方面，同一用户可以在改变观察位置时，可以看到不同的视点，进而具有空间移动冗余，观看起来会更加舒适，能够显著的提高用户体验。在另一方面，这样还可以同时满足多人观看需求。
112.在图11～图15所示的示例中，位于同一导光柱透镜lenb下的两个像素组合ga(即与导光柱透镜lenb对应的两个像素组合ga)所填充的视点图像内容不同，这是由于同一导光柱透镜lenb下的两个实像图像gb的像素，会被导光柱透镜lenb分别透射到不同的方向。因此，位于同一导光柱透镜lenb下的两个像素组合ga作为一个整体填充不同的视点图像所需的内容，这两个像素组合ga可以作为一个填充单元。举例而言，取像柱透镜lena(n)和取像柱透镜lena(n+1)作为一个透镜组与一个导光柱透镜lenb对应设置，则像素组合ga(n)和像素组合ga(n+1)作为一个填充单元。在立体显示装置工作时，各个填充单元内可以按照顺序依次填充多个视点图像所需的内容。
113.示例性的，在一个填充单元中，沿从左向右的方向，左侧的像素组合ga依次填充第四视点图像所需的内容、第三视点图像所需的内容、第二视点图像所需的内容、第一视点图像所需的内容，右侧的像素组合ga依次填充第八视点图像所需的内容、第七视点图像所需的内容、第六视点图像所需的内容、第五视点图像所需的内容。这样，导光柱透镜lenb对应的两个实像图像gb中，沿从左向右的方向，左侧的实像图像gb依次包括第一视点图像所需的内容、第二视点图像所需的内容、第三视点图像所需的内容和第四视点图像所需的内容，右侧的实像图像gb依次包括第五视点图像所需的内容、第六视点图像所需的内容、第七视点图像所需的内容和第八视点图像所需的内容。在该示例中，实像图像gb是主实像与次实像的叠加，主实像的第一视点图像的内容与次实像的第一视点图像的内容叠加，主实像的第二视点图像的内容与次实像的第二视点图像的内容叠加，主实像的第三视点图像的内容
与次实像的第三视点图像的内容叠加，主实像的第四视点图像的内容与次实像的第四视点图像的内容叠加；主实像的第五视点图像的内容与次实像的第五视点图像的内容叠加；主实像的第六视点图像的内容与次实像的第六视点图像的内容叠加；主实像的第七视点图像的内容与次实像的第七视点图像的内容叠加；主实像的第八视点图像的内容与次实像的第八视点图像的内容叠加。因此，通过主实像与次实像的叠加，使得各个视点图像之间实现了帧内空间滤波，提高了观看到的视点图像的柔和度；同时，不同视点图像的内容之间不会相互叠加，这避免了不同视点图像之间的串扰，进而保证实现准确的立体效果，避免在视觉上看到明显的鬼影。
114.图16～图19，示例性的介绍了能够形成上述立体显示装置的复合光学膜材100的结构示意图。
115.在图16所示例的复合光学膜材100中，复合光学膜材100包括层叠设置的取像层110、透光介质层120和立体光栅层130。在制备立体显示装置时，可以将取像层110贴附到平板显示面板200的出光面，例如通过光学胶贴附到平板显示面板200的出光面。
116.在图17示例的复合光学膜材100中，复合光学膜材100还包括光学胶层140和保护层150。其中，光学胶层140可以位于取像层110的表面，保护层150可以覆盖立体光栅层130。在未使用时，复合光学膜材100还可以具有贴附在光学胶层140表面的保护膜300。通过撕除保护膜300，可以使得光学胶层140暴露出来，进而使得复合光学膜材100可以直接贴附到平板显示面板200的出光面。
117.在图18示例的复合光学膜材100中，取像层110的取像柱透镜lena，为向远离立体光栅层130的一侧凸出的凸透镜。这样，利于取像层110的制备。更进一步的，取像柱透镜lena向远离立体光栅层的一侧凸出，导光柱透镜lenb向远离取像层110的一侧凸出。
118.在图19的示例中，复合光学膜材100在透光介质层120中可以设置有散射层160。
119.可以理解的是，在图2～图19以及实施例一、实施例二中，均是以每个像素组合ga能够填充四个视点图像所需的内容为例进行的示例性的介绍。在本公开的其他实施方式中，每个像素组合ga中的像素数量和所能够加载的视点图像的数量，可以为其他数量，例如可以为2～8个。
120.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。