本實用新型涉及3D顯示技術領域，具體而言，涉及一種顯示調節(jié)裝置及顯示設備。

背景技術：

三維顯示技術的生理物理學依據是人的深度視覺原理，人的兩只眼睛位置上的差異，使得人在觀察目標時候，成像在兩只眼睛視網膜上的圖像具有水平方向的差異，大腦根據目標上同一點在兩眼視網膜上的差異及兩眼間距就可以計算出目標點與觀察者之間的距離，通過對整個目標圖像所有點的深度計算，則得出目標的三維信息。人經過幼年長時間的培養(yǎng)，形成自動計算獲得深度視覺機制。因此三維顯示的原理就是利用人的深度視覺機制，通過特殊設計的顯示裝置使觀察者的兩只眼睛分別看到具有正確視差的不同圖像，從而獲得深度視覺。目前三維顯示發(fā)展分為三類：第一類最早的眼鏡式三維顯示，將顯示分割器件放在眼鏡或頭盔上，通過配對頻率、時間、偏振、空間分離等不同方式，使得觀察者獲得雙目視差，如偏振眼鏡、紅藍眼鏡、液晶光開關等；第二類是裸眼3D，將顯示分割器件放在顯示器前，從而解放了觀察者的眼睛，所以裸眼3D又稱為自由立體顯示，具體如視差屏障、柱狀透鏡陣列、指向性背光等；第三類是真三維顯示，即顯示目標在空間真實成像(成實像或虛像)，讓觀察者可以象看真實目標物一樣觀察到顯示目標，具體如高速旋轉屏、多層屏、全息顯示 和集成成像顯示。

但由于海量的二維信息，在生產三維顯示產品的時候，對2D顯示的兼容也是一個非常重要的技術要求，而現有的2D/3D兼容設計都存在諸多缺陷，例如對于小孔陣列，由于利用小孔作為成像裝置，其器件的光線透過率很低，顯示屏發(fā)出的光大部分被遮擋，對顯示器亮度損失很大。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種顯示調節(jié)裝置，其能夠實現2D/3D顯示的兼容，并且不降低亮度。

本實用新型的另一目的在于提供一種應用上述顯示調節(jié)裝置的顯示設備，其能夠通過調整顯示調節(jié)裝置實現2D與3D畫面之間的相互轉換。

本實用新型的實施例是這樣實現的：

一種顯示調節(jié)裝置，包括：偏振調制器和由多個晶體透鏡組成的晶體透鏡陣列，每個所述晶體透鏡包括凹透鏡和凸透鏡，所述凹透鏡的凹面與所述凸透鏡的凸面貼合，所述凸透鏡位于在所述凹透鏡和所述偏振調制器之間；所述偏振調制器用于接收輸入光線以改變所述輸入光線的偏振方向以輸出第一偏振光或第二偏振光；所述凹透鏡和凸透鏡對第一偏振光的折射率相同，所述凹透鏡和凸透鏡對第二偏振光的折射率不同。當所述偏振調制器輸出所述第一偏振光時，所述第一偏振光經過所述晶體透鏡陣列后沿所述第一偏振光入射所述晶體透鏡陣列的傳播方向傳播，以形成二維圖像；當所述偏振調制器輸出所述第二偏振光時，所述第二偏振光經過所述晶體透鏡陣列后向成像位置傳播，以形成三維圖像。

優(yōu)選地，由多個晶體透鏡組成的晶體透鏡陣列呈蜂窩狀。

優(yōu)選地，每個所述晶體透鏡的形狀為圓柱形。

優(yōu)選地，每個所述凸透鏡的凸面與每個所述凹透鏡的凹面貼合時為無縫貼合。

優(yōu)選地，所述偏振調制器包括：第一電極層、第二電極層和第一液晶層，所述第一液晶層設置在所述第一電極層和所述第二電極層之間，所述第二電極層接收入射光線，入射光線經由所述第一液晶層后從所述第一電極層出射；第一電極層和第二電極層用于與偏振調制器的控制器連接。

優(yōu)選地，所述顯示調節(jié)裝置還包括保護層，所述保護層層疊在所述凹透鏡陣列的光線出射面。

一種顯示設備，包括顯示模塊和上述的顯示調節(jié)裝置，所述顯示模塊發(fā)出光線的一面設置在所述顯示調節(jié)裝置安裝偏振調制器的側面。

優(yōu)選地，所述顯示模塊包括：背光模組、第一偏振片、第二偏振片和第二液晶層，所述第一偏振片與所述顯示調節(jié)裝置安裝偏振調制器的一側靠近或連接，所述第二液晶層安裝在所述第一偏振片和所述第二偏振片之間，所述背光模組安裝在所述第二偏振片遠離所述第一偏振片的一側。

優(yōu)選地，所述顯示模塊還包括：第一玻璃層和第二玻璃層，所述第一玻璃層安裝在所述第一偏振片和所述第二液晶層之間，所述第二玻璃層安裝在所述第二偏振片和所述第二液晶層之間。

優(yōu)選地，所述背光模組為：EL背光源、CCFL背光源或LED背光源。

上述本實用新型提供的一種顯示調節(jié)裝置，該顯示調節(jié)裝置，其中所述凹透鏡和凸透鏡對第一偏振光的折射率相同，所述凹透鏡和凸透鏡對第二偏振光的折射率不同，通過偏振調制器來控制通過凹透鏡和凸透鏡的光線為第一偏振光或第二偏振光，若通過的晶體透鏡陣列的為第一偏振光，由于晶體透鏡陣列對于第一偏振光的折射率都相同，則不發(fā)生折射，光線沿原路徑傳播，形成2D顯示效果；若通過晶體透鏡陣列的為第二偏振光，這時凹透鏡和凸透鏡相對于第二偏振光的折射率不同，則通過晶體透鏡陣列時發(fā)生折射，光的傳播方向改變，最后形成3D顯示效果，相對于小孔陣列，本方法采用透鏡陣列保證了光線足夠的通過率。以此，達到了不降低成像亮度的情況下2D/3D的兼容。

上述本實用新型提供的一種顯示設備，通過應用上述的顯示調節(jié)裝置，顯示模塊的成像光線通過顯示調節(jié)裝置后成像，能夠對顯示調節(jié)裝置的控制以實現成像的2D/3D的切換。

為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1是本實用新型較佳實施例提供的顯示調節(jié)裝置的結構示意圖。

圖2是本實用新型較佳實施例提供的顯示調節(jié)裝置的晶體透鏡陣列的結構示意圖。

圖3是本實用新型較佳實施例提供的光線在各向異性材料中的光路示意圖。

圖4是本實用新型較佳實施例提供的顯示調節(jié)裝置的2D顯示時的光路示意圖。

圖5是本實用新型較佳實施例提供的顯示調節(jié)裝置的3D顯示時的光路示意圖。

圖6是本實用新型較佳實施例提供的顯示設備的結構示意圖。

圖標：100-顯示調節(jié)裝置；110-偏振調制器；111-第一電極層；112-第二電極層；113-第一液晶層；120-晶體透鏡；121-凹透鏡；122-凸透鏡；130-保護層；12-晶體透鏡陣列；101-自然光；102-o光；103-e光；104-各向異性材料；114-控制器；140-背光模組；151-第一偏振片；152-第二偏振片；153-第二液晶層；161-第一玻璃層；162-第二玻璃層。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型 的選定實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該實用新型產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“設置”、“安裝”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

集成成像技術起源于1908年諾貝爾獎獲得者加布里埃爾·李普曼(Gabriel Lippmann)提出的集成攝影術，利用微透鏡陣列對物空間的場景進行記錄，而集成成像顯示技術則是這一過程的逆過程。將記錄的信息倒相，并利用顯示屏替代感光面，顯示面發(fā)射的光經過多透鏡成像，投射到觀察者的眼中，在空中形成顯示目標的三維虛像。集成成像顯示技術作為一種真三維顯示，可供多人同時觀看到具有全視 差、全真色彩的三維圖像其優(yōu)勢是明顯的。隨著光學加工和平板顯示技術的進步，集成成像技術正日益走向實用化。由于海量的存世的二維信息，所以在設計三維顯示產品時，兼容2D顯示是一個非常重要的技術要求。目前用作集成成像的分光鏡陣列有兩類，一是小孔陣列，主要用液晶盒制作小孔陣列，通過電信號控制液晶盒的通斷，來實現2D/3D兼容；二是液晶透鏡，利用液晶材料在不同電壓下折射率的改變實現2D/3D切換。對于小孔陣列，由于利用小孔作為成像裝置，其器件的透過率很低，顯示屏發(fā)出的光大部分被遮擋，對顯示器亮度損失很大。對于液晶透鏡陣列，為了保障成像像質，對透鏡面形要求較高，需要對驅動電壓進行精確控制，特別是大尺寸液晶透鏡陣列，帶來極大的實現難度。針對2D/3D兼容集成成像顯示兩類透鏡陣列存在的問題，我們提出了一種新的可變透鏡陣列實現方式，利用晶體的光學二向性，通過對顯示光線的偏振方向進行調制，來實現2D和3D的切換，解決了液晶透鏡設計和制作工藝的復雜性，又保證了光線的透射率。

下面將結合實施例對本實用新型的顯示調節(jié)裝置及顯示設備做詳細的闡述。

請參照圖1，本實施例提供一種顯示調節(jié)裝置100，該裝置包括：偏振調制器110、由多個晶體透鏡120組成的晶體透鏡陣列12以及保護層130，每個所述晶體透鏡120包括凹透鏡121和凸透鏡122。

偏振調制器110，主要用于改變光的偏振方向，光線通過偏振調制器110后以產生第一偏振光和第二偏振光。

該偏振調制器110包括第一電極層111、第二電極層112和第一液晶層113。所述第一液晶層113設置在第一電極層111和第二電極層112之間。

當使用的時候，第二電極層112接收入射光線，入射光線經由第一液晶層113后從第一電極層111出射，光線通過第一電極層111、第一液晶層113和第二電極層112時，可施加電壓對光線的偏振方向進行調節(jié)。該第一電極層111和第二電極層112可以均為帶N型氧化物半導體-氧化銦錫(Indium Tin Oxides，ITO)點擊的平板玻璃，此外也可由其他的透明導電材料代替。第一液晶層113主要為液晶材料，例如扭曲向列型(Twisted Nematic，TN)液晶材料。上述的第一電極層111、第一液晶層113和第二電極層112之間緊密貼合，緊密貼合方式可以采用膠合，也可以全貼合技術進行貼合。此外，該偏振調制器110的第一電極層111和第二電極層112之間的電壓還可以由外接的控制器114來控制，控制器114分別和第一電極層111和第二電極層112耦合，通過控制器114可對第一電極層111和第二電極層112之間的電壓進行調控，光線的偏振方向可以得以改變。

每個晶體透鏡120由一個凹透鏡121和一個凸透鏡122組成，其中凸透鏡122的光線出射面和凹透鏡121的光線入射面相貼和。為了保證良好的成像效果，應當保證凸透鏡122和凹透鏡121的貼合面盡量緊密，無氣泡和雜質。每個晶體透鏡120的整體形狀可為圓柱形，大小可以相同，形狀及大小不作限定。

當每個晶體透鏡120之間相互緊密排列時，多個晶體透鏡120可形成晶體透鏡陣列12，組成晶體透鏡陣列12的各個凸透鏡122的光線入射面應當在同一平面上，各個凹透鏡121的光線出射面應當在同一平面上。每個晶體透鏡120都緊密排列，例如位于中間位置的一個晶體透鏡120的周圍緊密排布有6個其他晶體透鏡120。整個晶體透鏡陣列12呈蜂窩狀，如圖2所示，其中中間位置為A、B、C、D四個位置。位于A位置的晶體透鏡120周圍，位于B位置的晶體透 鏡120周圍，位于C位置的晶體透鏡120周圍以及位于D位置的晶體透鏡120周圍均排布有6個晶體透鏡120。

保護層130，該保護層130層疊在凹透鏡121的光線出射面，保護層130材質主要為聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)材料，也可由其他材料替代不作限定。

作為一種實施方式，凹透鏡121的材料可以UV光學膠(紫外固化膠)，記凹透鏡121的材料的折射率為n_p，凸透鏡122可以是經過紫外固化后的固態(tài)液晶材料。

為了達到良好的效果，可采用以下方式進行制作：

可選用具有以下特性的液晶材料：(1)具有較高的折射率差，即n_o-n_e值較大，這樣可以做出較小的透鏡曲率，降低器件厚度；其中n_o為尋常光o光102(對應第一偏振光)在對應液晶材料中的折射率，n_e為e光103(對應第二偏振光)在液晶材料中的折射率；(2)相對熔點較低，可以比較容易的融化成液態(tài)，進行透鏡成型；(3)具有紫外固化特性，通過紫外光的照射可以實現固化成為晶體態(tài)。

具體的制作流程如下：第一，制作凹透鏡陣列。機械加工制作出凹透鏡陣列模具，將調制好的UV光學膠(紫外固化膠)均勻涂布到聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)材質的基板上，利用模具在UV光學膠(紫外固化膠)膠層上壓制出凹透鏡陣列，通過紫外光固化，形成凹透鏡陣列膜材料。第二，定向摩擦。將涂有PI液(原液的組份是聚酰亞胺和DMA、NMP或BC溶劑)的玻璃和凹透鏡陣列膜進行摩擦，形成微型溝槽，以用于液晶材料配相。第三，液晶涂布成型。先將液晶融化，再將融化的液晶均勻涂布到PI玻璃上，再把凹透鏡陣列膜貼合到PI玻璃上，進入真空腔脫出氣 泡。這一過程中必須注意保證所有氣泡脫出，并且液晶曾的厚度均勻性好。第四，液晶高溫配相。將涂布好的液晶透鏡陣列膜放入高溫箱，在高溫條件下，實現液晶配相。第五，液晶固化。將液晶透鏡陣列膜進行紫外照射，使得液晶材料固化成晶體狀態(tài)。固化完成后將液晶透鏡陣列膜從PI玻璃上撕下來，按照所需尺寸和角度進行裁切，就得到了液晶透鏡陣列器件。

本實用新型實施例提供的一種顯示調節(jié)裝置100利用晶體的光學二向色性的原理，通過對顯示光線的偏振方向進行調制，來實現2D和3D的切換，解決了液晶透鏡設計和制作工藝的復雜性，又保證了光線的透射率解決了現有技術的3D顯示時的亮度過低的問題。

請參閱圖3，圖3示出了不同偏振方向的光線在各向異性材料104中的光路示意圖。射入各向異性材料104的一對偏振方向相互垂直的自然光101，我們稱其中一個偏振方向的光為o光102，o光102在各向異性材料104折射率為n_o；另外一個偏振方向的光為e光103，e光103在各向異性材料104折射率為n_e。e光103在各向異性材料104中的各方向折射率是不同的。

請參照圖4，當光線通過偏振調制器110控制產生第一偏振方向的第一偏振光的時候，即o光102通過時，由于凹透鏡121和凸透鏡122的材料對該第一偏振光的折射率相同(即n_p＝n_o)，所以不發(fā)生光線偏折，晶體透鏡陣列12像一塊平板玻璃，不對顯示產生影響，形成2D顯示。請參照圖5，當光纖通過偏振調制器110控制產生第二偏振方向的第二偏振光的時候，即e光103通過時，由于凹透鏡121和凸透鏡122的材料對該第二偏振光的折射率不同(即n_p＝n_e)，所以發(fā)生光線的偏折，通過晶體透鏡陣列12后向成像位置傳播(成像位置指晶體透鏡120的焦點位置)，形成3D圖像。通過控制器114給 偏振調制器110施加電壓或者撤銷電壓可以改變光線的偏振方向，以得到e光103或者o光102；若得到e光103最后形成3D圖像，若得到o光102最后形成2D圖像。

請參照圖6，在本實施例中，還提供一種顯示設備，包括上述的顯示調節(jié)裝置100和顯示模塊。

其中顯示模塊包括背光模組140、第一偏振片151、第二偏振片152、第二液晶層153、第一玻璃層161和第二玻璃層162。優(yōu)選地，從靠近偏振調制器110的第二電極層112依次向外層疊安裝的順序為：第一偏振片151、第一玻璃層161、第二液晶層153、第二玻璃層162、第二偏振片152和背光模組140。

其中背光模組140可以為電致發(fā)光(electroluminescent，EL)背光源、冷陰極熒光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)背光源、有機發(fā)光二極管(OLED)或無機發(fā)光二極管(LED)背光源。

本顯示設備通過應用上述的顯示調節(jié)裝置100，顯示模塊的成像光線通過顯示調節(jié)裝置100后成像，能夠對顯示調節(jié)裝置100的控制以實現成像的2D/3D的切換，由于本實施例中的顯示調節(jié)裝置100相對于小孔陣列，采用晶體透鏡陣列12有更高的光線通過率，所以還能夠避免背光不足，導致的成像亮度過低的問題。

綜上所述，本實用新型提供的一種顯示調節(jié)裝置100及應用該顯示調節(jié)裝置100的顯示設備，其中顯示調節(jié)裝置100中所述凹透鏡121和凸透鏡122對第一偏振光的折射率相同，所述凹透鏡121和凸透鏡122對第二偏振光的折射率不同，通過偏振調制器110來控制通過凹透鏡121和凸透鏡122的光線為第一偏振光或第二偏振光，若通過的晶體透鏡陣列12的為第一偏振光，由于晶體透鏡陣列12對于第 一偏振光的折射率都相同，則不發(fā)生折射，光線沿原路徑傳播，形成2D顯示效果；若通過晶體透鏡陣列12的為第二偏振光，這時凹透鏡121和凸透鏡122相對于第二偏振光的折射率不同，則通過晶體透鏡陣列12時發(fā)生折射，光的傳播方向改變，最后形成3D顯示效果。另外相對于小孔陣列技術的3D成像，本實用新型使用的是晶體透鏡陣列12，具有良好的光線透過率，以此，達到了不降低成像亮度的情況下2D/3D的兼容。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。