本技术涉及光学显示,尤其涉及一种无介质悬浮显示装置。
背景技术:
1、随着光学显示技术的发展,越来越多的电子产品上采用了带有实体屏幕的方式来显示,我们日常使用的手机、电脑、车载中控屏等都需要放置一个或者多个实体显示屏,来解决信息内容的显示问题。相比于有介质的物理显示屏,无介质悬浮显示技术,由于它的无介质悬浮显示特性,带有极强的科技感,同时,无介质悬浮显示,避免了使用者与实体显示装置的接触,减少了病菌交叉传染的可能性,在电梯按键、医院自助挂号缴费、atm等领域有着非常广阔的应用前景。
2、要解决无介质悬浮显示,需要收集并重构实体显示屏发出的成像光线,令发射的光线重新在空气当中汇聚成像。如图1和图2所示,现有技术有公开利用直二面角反射器阵列(dcra dihedral corner reflector array)透镜,把下方或者左右任一侧实体显示器的图像,镜射到直二面角反射器阵列透镜的另一侧,在空气中形成无介质悬浮显示的效果。但是这种技术方案由两片由若干玻璃条通过光学胶粘合而成的平面玻璃贴合而成,并且需要在玻璃条两侧镀有光学反射面,加工工艺复杂,采用多片玻璃镀膜后,贴合在一起,截面裁切抛光的工艺,良率很难高于90%,导致成本居高不下,影响无介质悬浮显示产品的推广应用。而且由于采用了单一直二面角反射器来反射光线汇聚成像,超过45°入射角的光线不再被反射,所以实际可视视角无法大于90°,使用体验受限。另外,由于直二面角反射器阵列透镜的固有反射特性,对于tft显示器的像素点发射的大角度光线,同样会有反射作用,而大角度光线汇聚点发生变化,从而形成杂散光,造成正常视角内,有不需要的副像,影响观感。
技术实现思路
1、针对上述技术问题,本实用新型公开了一种无介质悬浮显示装置,有效地解决了目前悬浮显示器的缺陷与不足,可视角大,消除了杂像,加工工艺简单,大大降低了成本,为无介质悬浮显示装置落地带来了可行性。
2、对此,本实用新型的技术方案为:
3、一种无介质悬浮显示装置,其包括能发射偏振光的显示器、偏光反射片、1/4波片、三面直角反射镜阵列板,所述三面直角反射镜阵列板的表面包括若干阵列设置的三面直角反射镜微单元,所述三面直角反射镜微单元的任意两个平面反射镜相互垂直;
4、所述显示器的发光面对着偏光反射片,所述1/4波片位于所述显示器的同一侧,所述三面直角反射镜阵列板位于所述1/4波片的外侧;
5、所述显示器发射出来的偏振光成像光束经所述偏光反射片反射后,透过所述1/4波片,射向所述三面直角反射镜阵列表面的三面直角反射镜微单元,再次经过所述1/4波片后,射向所述偏光反射片。
6、其中,所述三面直角反射镜微单元为有三面反射镜相互呈直角设置的单元。所述三面直角反射镜阵列板为表面带有光线反射功能的平板状结构。现有技术中有采用逆反射膜进行反射的,相对而言,逆反射膜需要在光学膜材内部加工光学微结构,有光学折射的过程,然后才能在光学微结构内表面形成逆反射,这样增加了光能量的损耗,并且在膜材表面易生成杂散光,影响光学成像效果,所以逆反射膜多用于照明或者交通标志的夜间反光标识等场景,而基本不会用于成像领域。上述技术方案中采用三面直角反射镜阵列板的结构,所述三面直角反射镜微单元的三面均设有反射膜,这样的结构可以在三面反射膜表面直接形成光线的回复反射,没有光线的折射过程,光线的反射效率更高、并且减少了影响成像清晰度的杂散光,图像更加明亮、清晰、纯净。
7、采用此技术方案,所述显示器发出的带有线偏振态的成像光线,入射到偏光反射片上,偏光反射片对于与自身偏振方向相同的线偏振光起反射作用,将成像光线反射至1/4波片,光线透过1/4波片后,原入射的线偏振态光被转换成椭圆偏振态光,并继续传播向三面直角反射镜阵列中的一个三面直角反射镜微单元,由于三面直角反射镜微单元中的任意两个平面反射镜相互垂直,入射进三面直角反射镜微单元中的光线经过三次平面反射之后,会沿与原入射方向平行的方向返回,射向偏光反射片,在偏光反射片的另一侧空气当中,形成裸眼可见的无介质悬浮图像。
8、作为本实用新型的进一步改进,所述三面直角反射镜微单元的三面均设有反射膜。
9、作为本实用新型的进一步改进,所述反射膜通过镀膜工艺得到。
10、作为本实用新型的进一步改进,所述三面直角反射镜微单元排列方式为行列式排列、三角形交错排列、花瓣形排列或同心圆排列。
11、作为本实用新型的进一步改进,所述显示器为tft显示器。采用此技术方案,tft显示器本身带有偏光片,能发射线偏振光成像光束,在满足使用要求的前提下,还保证了低成本优势。
12、作为本实用新型的进一步改进,所述偏光反射片为dbef膜。dbef膜具有对于与bbef角度方向一致的线偏振光成像光线具有良好的反射率,同时对于bbef角度方向垂直的线偏振光成像光线具有良好的透过率,并且成本低廉,其性价比明显优于半透半反膜。
13、作为本实用新型的进一步改进,所述三面直角反射镜阵列板采用注塑工艺结合压印工艺或者光刻工艺得到,制作工艺简单,良率高,减低了关键光学器件的加工成本。
14、与现有技术相比,本实用新型的有益效果为:
15、本实用新型的技术方案采用三面直角反射镜阵列板,可以以注塑+镀膜等成熟的工艺来实现,相比之前的对于光学玻璃的镀膜、裁切、抛光,良率高、加工工艺简单,大大降低了成本,有力地推动了无介质悬浮显示产品的大规模普及。而且采用三面直角反射镜微单元,突破了超过45°入射角的光线不再被反射这一技术显示,使可视角大于90°成为可能;同时对于大角度光线,也可以与主图像重重合,从而消除了杂像。
1.一种无介质悬浮显示装置,其特征在于:其包括能发射偏振光的显示器、偏光反射片、1/4波片、三面直角反射镜阵列板,所述三面直角反射镜阵列板的表面包括若干阵列设置的三面直角反射镜微单元,所述三面直角反射镜微单元的任意两个平面反射镜相互垂直;
2.根据权利要求1所述的无介质悬浮显示装置,其特征在于:所述三面直角反射镜微单元的三面均设有反射膜。
3.根据权利要求2所述的无介质悬浮显示装置,其特征在于:所述反射膜通过镀膜工艺得到。
4.根据权利要求3所述的无介质悬浮显示装置,其特征在于:所述三面直角反射镜微单元排列方式为行列式排列、三角形交错排列、花瓣形排列或同心圆排列。
5.根据权利要求4所述的无介质悬浮显示装置,其特征在于:所述显示器为tft显示器。
6.根据权利要求5所述的无介质悬浮显示装置,其特征在于:所述偏光反射片为dbef膜。
7.根据权利要求6所述的无介质悬浮显示装置,其特征在于:所述三面直角反射镜阵列板采用注塑工艺和压印工艺或者光刻工艺得到。
