CN105842864A - 一种薄型光栅3d显示器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种薄型光栅3D显示器，包括依次相互平行设置的背光源、后置狭缝光栅、液晶显示面板以及前置柱透镜光栅；其中，所述前置柱透镜光栅与所述后置狭缝光栅的距离等于所述前置柱透镜光栅的焦距；所述液晶显示面板包括互相平行设置的液晶显示前玻璃和液晶显示后玻璃、以及平行设置在所述液晶显示前玻璃与所述液晶显示后玻璃之间的子像素；所述背光源用于提供显示用的光能，所述液晶显示面板用于显示视差图像，所述后置狭缝光栅和所述前置柱透镜光栅用于调制光线的方向。

Description

一种薄型光栅3D显示器

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种薄型光栅三维(Three-Dimensional，3D)显示器。

背景技术

现有技术中，基于柱透镜光栅的3D显示器是一种不需要助视设备的3D显示器。其通过柱透镜光栅的折射作用，将2D显示面板上不同区域的像素投射到不同的空间方向上，从而实现3D显示。基于柱透镜光栅的3D显示器相对于其它3D显示器，成本较低，因此便于制造与推广。

基于柱透镜光栅的3D显示器由2D显示面板和柱透镜光栅组成。2D显示面板用于提供来自同一立体场景的多幅视差图像，而柱透镜光栅利用光的折射作用，将这些视差图像在空间方向上进行分开，形成不同的视点。当观看者双眼分别处于不同的视点时，就能够观看到对应的视差图像，从而实现立体感观。然而，由于光栅的分光过程需要一定的空间，因此柱透镜光栅具备一定的厚度，相对于2D显示器件，3D显示器的厚度通常较大。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提供一种厚度小的薄型光栅3D显示器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种薄型光栅3D显示器，包括依次相互平行设置的背光源、后置狭缝光栅、液晶显示面板以及前置柱透镜光栅；

其中，所述前置柱透镜光栅与所述后置狭缝光栅的距离等于所述前置柱透镜光栅的焦距；所述液晶显示面板包括互相平行设置的液晶显示前玻璃和液晶显示后玻璃、以及平行设置在所述液晶显示前玻璃与所述液晶显示后玻璃之间的子像素；

所述背光源用于提供显示用的光能，所述液晶显示面板用于显示视差图像，所述后置狭缝光栅和所述前置柱透镜光栅用于调制光线的方向。

优选地，上述前置柱透镜光栅的节距小于或等于所述液晶显示面板的子像素的节距，且所述后置狭缝光栅的节距p_s，所述后置狭缝光栅中相邻的光栅狭缝间距l_s，所述后置狭缝光栅中光栅狭缝的宽度w_s，所述液晶显示面板上的子像素节距w_p，所述前置柱透镜光栅的节距p_l，所述前置柱透镜光栅的焦距f，所述显示器的最佳观看距离L，视点间距w_v之间满足如下关系：

$p_1=\frac{{\mathrm{nfw}}_v}{L},$

$p_s=\frac{{\mathrm{NLp}}_1}{(L-f)},$

$w_s=\frac{{\mathrm{fw}}_v}{(L-f)},$

以及

$w_p\≤\frac{p_s}{n};$

其中n为所述显示器的视点个数，N为大于或等于1的正整数。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

通过将3D显示器的前置柱透镜光栅的节距设置为小于或等于液晶显示面板的子像素节距，使前置柱透镜光栅的厚度较小，且分光过程在液晶显示面板中完成，因此能够有效地减小3D显示器的整体厚度。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的薄型光栅3D显示器的结构示意图；

图2是本发明另一实施例提供的薄型光栅3D显示器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，以使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图1所示，本发明一实施例提供的薄型光栅3D显示器包括依次相互平行设置的背光源5、后置狭缝光栅4、液晶显示面板2和前置柱透镜光栅1。

其中，液晶显示面板2包括互相平行设置的液晶显示前玻璃和液晶显示后玻璃、以及平行设置在液晶显示前玻璃与液晶显示后玻璃之间的液晶显示子像素31、32；液晶显示面板2与背光源5平行设置，后置狭缝光栅4设置在液晶显示面板2与背光源5之间，且液晶显示面板2设置在前置柱透镜光栅1和后置狭缝光栅4之间；前置柱透镜光栅1与后置狭缝光栅4的距离等于前置柱透镜光栅1的焦距；相邻的两个液晶显示子像素31、32分别与后置狭缝光栅4中相邻的两条光栅狭缝一一对应设置。

背光源5用于提供显示用的光能，液晶显示面板2用于通过液晶显示子像素31、32分别显示第一视图(由子像素31显示)和第二视图(由子像素32显示)来显示视差图像，后置狭缝光栅4和前置柱透镜光栅1用于调制光线的方向。

背光源5发出的光线通过后置狭缝光栅4后，在液晶显示面板2经过分光后，通过前置柱透镜光栅1，由于前置柱透镜光栅1与后置狭缝光栅5的距离等于前置柱透镜光栅1的焦距，因此能够在最佳观看距离形成多组视点1和视点2。当观看者的左眼和右眼分别处于其中一组视点1和视点2时，可以看到与视点1对应的第一视图以及与视点2对应的第二视图，基于互为视差图像的第一视图与第二视图产生立体图像。

上述实施例中，通过将3D显示器的前置柱透镜光栅的节距设置为小于或等于液晶显示面板的子像素节距，使前置柱透镜光栅的厚度较小，且分光过程在液晶显示面板中完成，因此能够有效地减小3D显示器的整体厚度。

实施例二

如图2所示，本发明一实施例提供的薄型光栅3D显示器中，前置柱透镜光栅1的节距小于或等于液晶显示面板2的子像素节距；且后置狭缝光栅4的节距p_s，后置狭缝光栅4中光栅狭缝的宽度w_s，后置狭缝光栅4中相邻的两条光栅狭缝间距l_s，液晶显示面板2上的子像素节距w_p，前置柱透镜光栅1的节距p_l，前置柱透镜光栅1的焦距f，显示器最佳观看距离L，视点间距w_v，这些参数之间满足如下关系：

$p_1=\frac{{\mathrm{nfw}}_v}{L},$

$p_s=\frac{{\mathrm{NLp}}_1}{(L-f)},$

$w_s=\frac{{\mathrm{fw}}_v}{(L-f)},$

以及

$w_p\≤\frac{p_s}{n};$

其中n为显示器的视点个数，N为大于或等于1的正整数。

本发明实施例提供的薄型光栅3D显示器可以广泛应用于广告展示牌、数码相框、手机、平板电脑、游戏终端等各种具有显示功能的电子产品上。并且，根据上述参数之间的关系，在不同的应用场景下，可以调整其中的一个或者多个参数，来实现不同的最佳观看效果。例如，对于在手机等需要近距离观看的场景下，可以根据在其他参数不变的情况下，通过设置相对较大的前置柱透镜光栅的节距p_l来适应相对较小的最佳观看距离L。

类似地，还可以根据使用者的瞳距的特征，例如使用者的瞳距较小，可以在其他参数不变的情况下，通过设置相对较小的前置柱透镜光栅的焦距f来适应相对较小的视点间距w_v。

在优选的实施例中，对应于同一视差图像，后置狭缝光栅的节距p_s为1.276mm，后置狭缝光栅中狭缝宽度w_s为0.319mm，后置狭缝光栅中相邻的两条光栅狭缝间距l_s为0.319mm，液晶显示面板上的子像素的节距w_p为0.638mm，前置柱透镜光栅的节距p_l为0.635mm，前置柱透镜光栅的焦距f为1.6mm，显示器最佳观看距离L为327.56mm，视点间距w_v为65mm，显示器的视点个数为2个，且N＝2。

上述本发明实施例公开的3D显示器可以在最佳观看距离上形成多组视点1和视点2，当观看者的左眼和右眼分别处于视点1和视点2时，可以看到与视点对应的不同的视差图像，从而产生立体感。通过将3D显示器的前置柱透镜光栅的节距设置为小于或等于液晶显示面板的子像素节距，使置柱透镜光栅的厚度较小，且分光过程在液晶显示面板中完成，因此能够有效地减小3D显示器的整体厚度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种薄型光栅3D显示器，其特征在于，所述显示器包括依次相互平行设置的背光源、后置狭缝光栅、液晶显示面板以及前置柱透镜光栅；

其中，所述前置柱透镜光栅与所述后置狭缝光栅的距离等于所述前置柱透镜光栅的焦距；所述液晶显示面板包括互相平行设置的液晶显示前玻璃和液晶显示后玻璃、以及平行设置在所述液晶显示前玻璃与所述液晶显示后玻璃之间的子像素；

所述背光源用于提供显示用的光能，所述液晶显示面板用于显示视差图像，所述后置狭缝光栅和所述前置柱透镜光栅用于调制光线的方向。

2.根据权利要求1所述的薄型光栅3D显示器，其特征在于，所述前置柱透镜光栅的节距小于或等于所述液晶显示面板的子像素的节距，且所述后置狭缝光栅的节距p_s，所述后置狭缝光栅中相邻的光栅狭缝间距l_s，所述后置狭缝光栅中光栅狭缝的宽度w_s，所述液晶显示面板上的子像素节距w_p，所述前置柱透镜光栅的节距p_l，所述前置柱透镜光栅的焦距f，所述显示器的最佳观看距离L，视点间距w_v之间满足如下关系：

$p_1=\frac{{\mathrm{nfw}}_v}{L},$

$p_s=\frac{{\mathrm{NLp}}_1}{(L-f)},$

$w_s=\frac{{\mathrm{fw}}_v}{(L-f)},$

以及

$w_p\≤\frac{p_s}{n};$

其中n为所述显示器的视点个数，N为大于或等于1的正整数。