CN107561724A - 立体显示装置和显示设备 - Google Patents

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CN107561724A CN201711057350.1A CN201711057350A CN107561724A CN 107561724 A CN107561724 A CN 107561724A CN 201711057350 A CN201711057350 A CN 201711057350A CN 107561724 A CN107561724 A CN 107561724A
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Abstract

本发明实施例公开了一种立体显示装置,包括:显示面板、背光源,在显示面板出光方向设置第一光栅,以及在显示面板和背光源之间设置第二光栅;还包括控制器,被配置为分时开启第一光栅和第二光栅控制第一光栅和第二光栅交替工作,使显示面板的显示像素对应第一光栅形成第一视点组以及对应第二光栅形成第二视点组。本发明实施例还公开了一种显示设备。

Description

立体显示装置和显示设备
技术领域
本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种立体显示装置和显示设备。
背景技术
目前,裸眼3D显示技术由于不需要3D眼镜等设备,即可获得立体的视觉效果,从而裸眼3D显示技术更符合用户需求,除电影院外其它3D显示产品也多为裸眼产品。
相关技术中,裸眼3D显示器件通常由2D显示面板与3D光栅组成,随着显示面板技术的进步,更高PPI(Pixels Per Inch,每英寸所拥有的像素数目)的显示面板已经进入市场,随着PPI的提高,裸眼3D呈现时,对3D显示器件的放置高度的要求降低,然而受到玻璃厚度、贴合胶厚度的限制,传统的3D显示产品的放置高度已经下降到极限,难以满足更高PPI场景下的裸眼3D视图的呈现,另外,对于低PPI的显示场景下,裸眼3D视图的呈现所要求的3D显示器件的放置高度又高于玻璃基板厚度,因此需要加入白玻璃增加厚度。
因此,亟需一种能够满足不同场景下裸眼3D视图的呈现时,对显示器件的放置高度不同要求的立体显示装置。
发明内容
第一方面,本发明的实施例提供一种立体显示装置,包括:
显示面板、背光源,在所述显示面板出光方向设置第一光栅,以及在所述显示面板和所述背光源之间设置第二光栅,其中,
还包括控制器,被配置为分时开启所述第一光栅和所述第二光栅控制所述第一光栅和所述第二光栅交替工作,使所述显示面板的显示像素对应所述第一光栅形成第一视点组以及对应所述第二光栅形成第二视点组。
可选地,所述控制器还被配置为调整所述第一光栅形成的第一视点组的视点间距和所述第二光栅形成的第二视点组的视点间距。
可选地,所述第一光栅与所述显示面板之间的距离为第一高度,所述第二光栅与所述显示面板之间的距离为第二高度,所述控制器还被配置为调整所述第一高度、第二高度。
可选地,所述第一高度对应的第一视点组距离所述显示面板的距离为第一距离,与所述第二高度对应的第二视点组距离所述显示面板的距离为第二距离,其中,所述第一距离等于所述第二距离。
可选地,所述控制器,被配置为控制所述第一光栅形成的第一视点组的第一光栅视点间距和所述第二光栅形成的第二视点组的第二光栅视点间距大于所选择的第一距离,且分时开启所述第一光栅和所述第二光栅控制所述第一光栅和所述第二光栅交替工作,使所述显示面板的显示像素对应所述第一光栅形成的第一视点组以及对应所述第二光栅形成的第二视点组进行3D立体成像。
可选地,所述控制器,被配置为控制所述第一光栅形成的第一视点组的第一光栅视点间距和所述第二光栅形成的第二视点组的第二光栅视点间距为所选择的第一距离的2倍,且分时开启所述第一光栅和所述第二光栅控制所述第一光栅和所述第二光栅交替工作,使所述显示面板的显示像素对应所述第一光栅形成多个第一视点组以及对应所述第二光栅形成多个第二视点组进行3D立体成像。
可选地,所述控制器,被配置为调整所述第一光栅的光栅周期与所述第二光栅的光栅周期偏离半个周期,使所述第一光栅形成的第一视点组的视点与相邻的所述第二光栅形成的第二视点组的视点的距离等于所选择的第一距离。
可选地,所述控制器,被配置为控制所述第一光栅形成的第一视点组的第一光栅视点间距和所述第二光栅形成的第二视点组的第二光栅视点间距小于所选择的第一距离,且分时开启所述第一光栅和所述第二光栅控制所述第一光栅和所述第二光栅交替工作,使所述显示面板的显示像素对应所述第一光栅形成的第一视点组以及对应所述第二光栅形成的第二视点组进行3D立体成像。
可选地,所述控制器,被配置为控制所述第一光栅形成的第一视点组的第一光栅视点间距和所述第二光栅形成的第二视点组的第二光栅视点间距等于所选择的第一距离,且分时开启所述第一光栅和所述第二光栅控制所述第一光栅和所述第二光栅交替工作,并调整所述第一光栅的光栅周期和所述第二光栅的光栅周期,使所述第一光栅形成的第一视点组的视点与相邻的所述第二光栅形成的第二视点组的视点的距离小于所选择的第二距离,使所述显示面板的显示像素对应所述第一光栅形成的第一视点组以及对应所述第二光栅形成的第二视点组进行光场立体成像。
可选地,所述控制器,被配置为调整所述第一光栅的光栅周期和所述第二光栅的光栅周期,将与所述第二光栅对应的第二视点组与所述第一光栅对应的第一视点组对向偏移,所述第一光栅形成的第一视点组的视点与相邻的所述第二光栅形成的第二视点组的视点的距离小于所选择的第二距离。
可选地,所述所选择的第一距离是所述显示装置的观看者的瞳距。
可选地,所述所选择的第二距离是所述显示装置的观看者的瞳孔宽度。
可选地,所述第一光栅和所述第二光栅的光栅结构包括N个独立控制单元,N为正整数。
可选地,所述第一光栅包括:液晶Barrier光栅结构,或,液晶lens光栅结构。
第二方面,本发明的实施例提供一种显示设备,包括本发明实施例所述的立体显示装置。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明一个实施例的立体显示装置的结构示意图;
图2是根据本发明一个实施例的液晶lens光栅工作光路示意图;
图3(a)是根据本发明一个实施例的第一光栅工作时立体显示装置的光路示意图;
图3(b)是根据本发明一个实施例的第二光栅工作时立体显示装置的光路示意图;
图3(c)是根据本发明一个实施例的第一光栅和第二光栅协同工作时立体显示装置的光路示意图;
图4(a)是根据本发明一个具体实施例的立体显示装置的光路示意图;
图4(b)是根据本发明另一个具体实施例的立体显示装置的光路示意图;
图5是根据本发明又一个具体实施例的立体显示装置的光路示意图;
图6(a)是根据本发明一个具体实施例的光场立体显示效果的光路示意图;
图6(b)是根据本发明另一个具体实施例的光场立体显示效果的光路示意图;
图6(c)是根据本发明又一个具体实施例的光场立体显示效果的光路示意图;以及
图7是根据本发明一个实施例的显示设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
为了简化说明的方便,在下述实施例的描述中,以该显示装置的观看者的角度描述显示装置的结构设计及其工作原理。本领域技术人员能够理解,在相应的视点位置可以是观看者的双眼,还可以是其它类似部件,例如双目机器成像组件等。
在下述实施例中,控制器可以通过执行逻辑运算的处理器实现,例如中央处理器(CPU)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、单片机(MCU)、专用逻辑电路(ASIC)等具有数据处理能力和/或程序执行能力的电路器件。控制器可以通过通讯连接所要控制的目标对象的驱动结构实现对目标对象的控制和调整。例如,通过连接液晶光栅的电极调整其电压实现对液晶光栅的调整。
下面结合附图来描述本发明实施例的立体显示装置和显示设备。
图1是根据本发明一个实施例的立体显示装置的结构示意图,如图1所示,该立体显示装置包括显示面板100和背光源200。
其中,显示面板100可以为液晶显示面板,也可以为白光OLED(WOLED)显示面板,还可以为蓝光激发量子点彩膜的QLED显示面板等,在此不作限制。
在显示面板100的出光方向(也就是显示面板100观看者之间)设置第一光栅300,以及在显示面板100与背光源200之间设置第二光栅400。
其中,第一光栅300和第二光栅400可以是固定的金属光栅、树脂光栅,也可以为液晶光栅。在本发明的一个实施例中,为了实现光栅的可操控性,选择使用液晶光栅。
可选地,当第一光栅300为液晶光栅时,第一光栅300可以包括液晶Barrier光栅结构,或,液晶lens光栅结构等。其中,当第一光栅300为液晶lens光栅结构时,其工作时的光路如图2所示。
继续参照图1,显示装置还包括控制器500,该控制器500被配置为分时开启第一光栅300和第二光栅400,控制第一光栅300和第二光栅400的交替工作,使显示面板的显示像素对应第一光栅300形成第一视点组以及对应第二光栅400形成第二视点组。
观看者的双眼分别与第一光栅300对应的第一视点组中的视点位置、以及与第二光栅400对应的第二视点组中的视点位置,接收显示面板100上显示的不同显示像素进行立体成像。也就是说,本发明实施例中的视点的位置对应于观看者人眼的位置,而非显示面板的像素信息。
本发明实施例的显示装置,通过控制器分时开启第一光栅300和第二光栅400,以通过第一光栅300和第二光栅400的交替工作,使观看该显示装置的观看者通过双眼分别对应与第一光栅300形成的第一视点组的位置、以及与第二光栅400形成的第二视点组的位置,接收显示面板100上显示的不同显示像素进行立体成像。
在一个实施例中,控制器500还被配置为调整第一光栅300形成的第一视点组中的相邻视点间的第一光栅视点间距(在下述中为了描述方便,简称为第一光栅视点间距)和第二光栅400形成的第二视点组中的相邻视点的第二光栅视点间距(在下述中为了描述方便,简称为第二光栅视点间距)。
通过调整第一和第二光栅视点间距,使得显示器件在无需调整高度的前提下即可实现不同场景下的立体视图,降低了产品的实现难度,便于生产。
在一个实施例中,参照图1,第一光栅300与显示面板100之间的距离为第一高度,第二光栅400与显示面板100之间的距离为第二高度,控制器500还被配置为调整第一高度、第二高度。
在一个实施例中,与第一高度对应的观看位置距离显示面板100之间的距离为第一距离,与第二高度对应的观看位置距离显示面板100的距离为第二距离,其中,根据本发明立体显示装置的立体显示要求,第一距离等于第二距离。
在上述中,第一高度、第二高度、第一距离、第二距离均为垂直于显示面板所在平面的距离。
为了使得第一距离与第二距离相等,可以通过调整本发明实施例中的光栅放置高度实现,作为一种可能的实现方式,第一高度和第二高度需要满足以下公式得要求,其中,以下公式中,D1和D2分别为第一高度和第二高度,Wp为像素大小,L为第一距离或第二距离,Q为第一光栅300和第二光栅400的光栅视点间距。
基于上述公式可知,第一光栅300和第二光栅400的光栅视点间距Q变化,可以影响第一高度和第二高度的大小,从而,在本发明的实施例中,通过控制器500调整第一光栅300和第二光栅400的光栅视点间距Q即可等同于调整当前3D视图显示对第一高度和第二高度,减弱了对第一高度和第二高度进行调整的频率。
在一个实施例中,为了实现对第一高度、第二高度的直接调整,可以在显示装置的外壳上设置对应连接第一和第二光栅的驱动马达,控制器500通过控制驱动马达以调整第一光栅300和第二光栅400与显示面板100之间的距离。
其中,需要说明的是,根据应用场景的不同,可采用不同的方式调整第一光栅300和第二光栅400的光栅视点间距Q,作为一种可能的实现方式,可以通过调整第一光栅300和第二光栅400的透过区位置来调整第一光栅300和第二光栅400的光栅视点间距。
下面结合附图说明本发明的工作原理。结合如图3(a)所示的第一光栅工作时立体显示装置的光路示意图可知,当仅仅第一光栅工作时,第一光栅形成的第一视点组包括第一视点1和3,第一视点1和3的位置可以观看到显示面板100的中的不同的显示像素。结合如图3(b)所示的第二光栅工作立体显示装置的光路示意图可知,当仅仅第二光栅工作时,第二光栅形成的第二视点组包括第二视点2和4,第二视点2和4的位置可以看到显示面板100中的不同的显示像素。由此,结合图3(a)和图3(b)可知,当单一的光栅工作时,提供的视点位置和数量均有限,因此,呈现立体显示效果的限制较高,比如,只有当单一光栅视点间距与人眼瞳距刚好相等时,才能保证提供给观看者的左眼和右眼能够接收到显示面板100上不同的显示像素获取3D图像。
为了使得观看者的左眼和右眼能够容易接收到显示面板100上显示的不同的显示像素进行立体成像,在本发明的实施例中,分时开启第一光栅300和第二光栅400,以通过第一光栅300和第二光栅400的交替工作,从而,通过人眼的暂留效应获取的上一个光栅开启时观看到的显示像素,与,当前光栅开启时观看的显示像素的结合,可以为观看者提供更多的视点位置的选择,使观看者能够根据接收显示面板100显示的不同的显示像素进行3D成像。
在一个实施例中,为了保证视觉暂留效应的有效性,不影响3D显示效果,本发明实施例中的第一光栅300和第二光栅400,以及显示面板100的频率满足预设频率,该预设频率用以保证显示面板和光栅的高频工作,比如该预设频率不低于120Hz,例如120Hz、144Hz、240Hz等。
举例而言,如图3(c)所示的第一光栅和第二光栅协同工作时立体显示装置的光路示意图可知,在显示时,两个光栅分时开启,即第一光栅300开启时第二光栅400不工作,第二光栅400开启时第一光栅300不工作,不同光栅开启时,显示面板100显示的显示像素不相同,因而,1、2、3、4视点对应的显示像素均不相同,通过高频切换以及人眼暂留效应,可以认为人眼可以同时看到1、2、3、4视点对应显示像素中任意相邻的两个,满足裸眼3D的显示要求,由此,只要两个光栅工作时提供的视点中,存在两个相邻的视点满足观看者的瞳距,观看者的左眼和右眼即可接收到不同的显示像素,从而在大脑中针对不同的显示像素进行组合以实现裸眼3D立体显示的效果。
为了使得本领域的技术人员,更加清楚的了解本发明显示装置的技术效果,下面分别结合其在不同应用场景中的实现原理进行描述:
第一个应用场景:
在该场景应用下,随着显示面板制造技术的进步,显示面板100的PPI可能较高,此时对显示装置中光栅与显示面板之间的距离要求为较近距离,而此时,该较近距离可能低于显示装置中玻璃厚度等,现有的制造技术难以实现,因此,针对PPI可能较高的显示面板100所实现立体显示效果时,现有技术中提供的光栅与显示面板之间的距离较大。
在一个实施例中,控制器500,被配置为控制第一光栅300和第二光栅400的光栅视点间距大于所选择的第一距离,其中,本实施例中的所选择的第一距离与上述实施例中提到的、与第一高度对应的第一视点组距离显示面板的第一距离不同,根据应用场景的不同,可以选择为不同的参考数值,作为一种可能的实现方式,该所选择的第一距离为观看者瞳距,且分时开启第一光栅300和第二光栅400控制第一光栅300和第二光栅400交替工作,使观看者的双眼通过与第一光栅300对应的第一视点组、以及与第二光栅400对应的第二视点组中的视点位置,接收显示面板100上显示的不同显示像素进行3D成像。
具体而言,继续参照上述公式(1)和(2),当增加光栅视点间距Q时,公式中的分母值Q+Wp增大,此时,第一高度和第二高度的值减小,由此,相当于此时光栅和显示面板之间的放置高度相对于常规放置高度减小,解决了现有技术中光栅和显示面板之间的放置高度相对于要求的高度较高的技术问题。
如上所述,当第一光栅300和第二光栅400分时工作时,可以提供包含多个视点的视点组,而根据裸眼3D显示原理可知,当多个视点之间存两个视点的距离和观看者瞳距相等时,则能保证观看者的左眼和右眼接收到不同的显示像素,从而根据接收到的不同的显示面板显示的显示像素合成3D视图。
举例而言,如图4(a)所示,当第一光栅300形成的第一视点组中的第一视点1和3之间的第一光栅视点间距和第二光栅400形成的第二视点组的第二视点2和4之间的第二光栅视点间距Q为3倍的观看者瞳距q时,继续参照图4(a),此时,由于第一视点1和第二视点2以及第一视点3和第二视点4之间的距离为q,可以为双眼位于第一视点1和第二视点2以及第一视点3和第二视点4之间的观看者提供裸眼3D的显示效果,在第二视点2和第一视点3之间由于视点位置与观看者的双眼位置无法匹配,无法实现裸眼3D的显示效果,导致部分视点的显示像素浪费。
为了更充分的利用视点的显示像素,在本发明的一个实施例中,作为一种可能的实现方式,控制器500被配置为控制第一光栅300和第二光栅400的光栅视点间距为所选择的第一距离的2倍,比如为观看者瞳距的2倍,比如,通过调整第一光栅300和第二光栅400的光栅周期,控制第一光栅300和第二光栅400的光栅视点间距为观看者瞳距的2倍,且分时开启第一光栅300和第二光栅400,以通过第一光栅300和第二光栅400的交替工作,并调整第一光栅300和第二光栅400的光栅周期偏离半个周期,使观看者的双眼通过与第一光栅300形成的第一视点组中的第一视点位置、以及与第二光栅400形成的第二视点组中的第二视点位置,接收显示面板100上显示的不同显示像素进行3D成像。
具体而言,如图4(b)所示,当第一光栅300形成的第一视点组中的第一视点1和3之间的第一光栅视点间距和第二光栅400形成的第二视点组中的第二视点2和4之间的第二光栅视点间距Q为2倍的观看者瞳距q时,继续参照图4(b),此时,由于视点1-4之间的任意两个视点的距离刚好为q,可以为双眼位于1-4之间的任意两个视点的观看者提供裸眼3D的显示效果,比如,通过在第一视点1和第二视点2接收到的显示面板100上显示的不同显示像素进行3D成像,充分利用所有视点的显示像素。
第二个应用场景:
在该场景应用下,显示面板100的显示PPI可能较低,比如TV的显示面板的PPI可能较低,此时对立体显示装置中光栅与显示面板之间的距离要求为较远距离,而此时,该较远距离可能需要放置白玻璃等其他外部设备来实现,因此,针对显示的PPI的显示面板100所实现显示效果时,现有技术中提供的光栅与显示面板之间的距离较小。
在一个实施例中,控制器500被配置为控制第一光栅300和第二光栅400的光栅视点间距小于上述所选择的第一距离,比如小于观看者的瞳距,且分时开启第一光栅300和第二光栅400控制第一光栅300和第二光栅40交替工作,使观看者的双眼通过与第一光栅300形成的第一视点组中的第一视点位置、以及与第二光栅400形成的第二视点组中的第二位置,接收显示面板100上显示的不同显示像素进行3D成像。
具体而言,继续参照上述公式(1)和(2),当减小光栅视点间距Q时,公式中的分母值Q+Wp减小,此时,第一高度和第二高度的值增大,由此,相当于此时光栅和显示面板之间的放置高度相对于常规放置高度增加,解决了现有技术中光栅和显示面板之间的放置高度相对于要求的高度较低的技术问题。
正如以上分析的,当第一光栅300和第二光栅400分时工作时,可以提供包含多个视点的视点组,而根据裸眼3D显示原理可知,当多个视点之间存在任意两个视点的距离和观看者瞳距相等时,则能保证观看者的左眼和右眼接收到不同的视图,从而根据接收到的不同的显示显示像素合成3D视图。
举例而言,如图5所示,当第一光栅300形成的第一视点组中的第一视点1和3之间的第一光栅视点间距和第二光栅400形成的,第二视点组中的第二视点2和4之间的第二光栅视点间距Q为0.6倍的观看者瞳距q时,继续参照图5,此时,由于第一视点1和第二视点4之间的两个视点的距离刚好为q,当观看者双眼分别位于第一视点1和第二视点4所在位置时,观看者的左眼和右眼接收到不同的显示像素,从而,观看者可以看到裸眼3D的显示效果。
容易理解,观看者眼睛的位置可能是实时变化的,而上述实施例中提供的可以获取图像进行立体成像的最佳视点的位置是相对固定的,当观看者的眼睛的位置变化时,眼睛的位置与获取图像的视点的位置不匹配,因而,为了保证在观看者移动时仍能可获取到窜扰严重的3D图像,在本发明的一个实施例中,可根据观看者的人眼位置的变化调整光栅的开启位置。
也就是说,当观看者的观看距离发生变化时,观看者到显示面板之间的水平位置变化,与光栅和显示像素的最佳显示位置不再匹配,观看者的左眼或右眼所接收的显示像素发生重叠,产生图像串扰现象,或者有的显示像素接收不完全,导致立体显示质量较差。比如,当观看者的观看位置,变化为相较于最佳观看位置较左的位置时,观看者左眼或右眼接收的显示像素发生重叠,产生了图像串扰。
在本发明的一个实施例中,控制器500还被配置为当检测到观看者的人眼位置偏离观看位置一定距离时,控制第一光栅300和第二光栅400的开启位置均偏移周期的N分之一,N为正整数,使观看者实时接收显示面板显示的显示像素获取立体图像,其中,N的大小与观看者的人眼位置偏离观看位置的距离相关。
其中,根据应用场景的不同,可采用不同的方式定位观看者人眼的当前位置,作为一种可能的实现方式,通过人眼追踪技术定位观看者人眼的当前位置。
举例而言,当检测到观看者的人眼位置偏离观看位置左边一定距离a时,则控制第一光栅300和第二光栅400的开启位置均偏移周期的b分之一,使观看者实时接收显示面板100显示的显示像素获取不窜扰的3D图像。其中,在一个实施例中,为了实现光栅的开启位置的偏移,第一光栅300和第二光栅400的光栅结构包括N个独立控制单元,从而,可根据观看者的偏移位置,分别控制N个独立控制单元中相关单元的开启或关闭。
由此,本发明实施例的立体显示装置,通过合理设计使两层光栅结构的观看距离相同,光栅采用分时工作方式,第一时刻第一光栅工作,第一光栅提供的视点可以观察到图像,第二时刻第二光栅可以观察到图像。当距离为观看者瞳距时为观看者提供3D裸眼显示效果,PPI显示较低时观看到的分辨率为屏幕分辨率的一半,放置高度可以有效降低,高PPI显示时可以使得放置高度相对传统3D显示放置高度降低,有效匹配不同PPI要求场景下的3D显示器件的放置高度需求,使得传统的3D显示器件即可实现3D视图显示效果。
综上所述,本发明实施例的立体显示装置,通过控制器调整第一光栅和第二光栅的光栅周期控制第一光栅和第二光栅的光栅视点间距,且分时开启第一光栅和第二光栅,以通过第一光栅和第二光栅的交替工作,使观看者接收显示面板100显示的显示像素获取3D图像,由此,通过调整显示面板前后光栅的光栅视点间距,使得传统裸眼3D显示器件可实现不同场景下的3D成像,降低了产品实现难度,实用性较高。
在本发明的一个实施例中,根据裸眼3D显示衍生出的光场显示原理可知,在光场显示中,用户单眼存在两种不同的视图,即可实现单眼3D的光场显示效果,为此,该实施例提供的显示装置,多个视点之间存在任意两个视点的距离小于观看者瞳孔宽度,实现观看者的单眼接收到不同的视图,从而根据接收到的显示面板100显示的不同的像素信息合成3D图像以实现光场立体显示。
具体地,控制器500被配置为控制第一光栅300和第二光栅400的光栅视点间距为观看者瞳距,且分时开启第一光栅300和第二光栅400控制第一光栅300和第二光栅400交替工作,并调整第一光栅300和第二光栅400的光栅周期,将与第一光栅300对应的第一视点位置与第二光栅400对应的第二视点位置之间的距离调整到小于所选择的第二距离,其中,本实施例中的所选择的第二距离与上述实施例中提到的、与第二高度对应的第二视点组距离显示面板的第二距离不同,根据应用场景的不同,可以选择为不同的参考数值,作为一种可能的实现方式,该第二距离为观看者的瞳孔宽度,使观看者通过单眼接收显示面板100上显示的不同显示像素进行3D成像以实现光场立体显示。
正如以上分析的,当第一光栅300和第二光栅400分时工作时,可以提供多个视点,而根据光场立体显示原理可知,当多个视点之间存在两个视点的距离小于所选择的第二距离,比如观看者瞳孔距离时,则能保证观看者的单眼接收到显示面板100不同的显示像素,从而根据接收到的不同的显示像素进行3D成像。
例如,所选择的第二距离,为观看者瞳孔宽度时,控制器500被配置为调整第一光栅300的光栅周期和第二光栅400的光栅周期偏离,将与第二光栅400对应的第二视点组中的第二视点位置向与第一光栅300对应的第一视点组中的第一视点位置偏移,或者,将与第一光栅300对应的第一视点组中的第一视点位置向与第二光栅400对应的第二视点组中的第二视点位置偏移,进而使第一视点和第二视点之间的距离调整到小于观看者的瞳孔宽度。
举例而言,如图6(a)所示,当第一光栅300提供的第一视点组包括第一视点1和3,第二光栅400提供的第二视点组包括第二视点2和4,首先将第一视点1和3,与第二视点2和4之间的光栅视点间距Q调整为等于观看者瞳距q,进而,参照图6(b),调整第一光栅300和第二光栅400的光栅周期偏离,将与第二光栅400对应的第二视点位置向与第一光栅300对应的第一视点位置偏移,使第一视点1和第二视点2之间的距离调整到小于观看者的瞳孔宽度q1,此时,观看者的单眼可以看到视点1和2对应的不同的显示像素并根据该显示像素进行3D成像,实现光场立体显示,此时,使第一视点3和第二视点4之间的距离调整到小于观看者的瞳孔宽度q1,此时,观看者的单眼可以看到视点3和4对应的不同的显示像素并根据该显示像素进行3D成像,实现光场立体显示。
或者,参照图6(c),调整第一光栅300和第二光栅400的光栅周期偏离,将与第一光栅300对应的第一视点位置向与第二光栅400对应的第二视点位置偏移,使第一视点1和第二视点2之间的距离调整到小于观看者的瞳孔宽度q1,此时,观看者的单眼可以看到视点1和2对应的不同的显示像素并根据该显示像素进行3D成像,实现光场立体显示,此时,使第一视点3和第二视点4之间的距离调整到小于观看者的瞳孔宽度q1,此时,观看者的单眼可以看到视点3和4对应的不同的显示像素并根据该显示像素进行3D成像,实现光场立体显示。
综上所述,本发明实施例的立体显示装置,通过控制器控制第一光栅和第二光栅的光栅视点间距为观看者瞳距,且分时开启第一光栅和第二光栅控制第一光栅和第二光栅交替工作,并调整第一光栅和第二光栅的光栅周期,将与第一光栅对应的第一视点位置与第二光栅对应的第二视点位置之间的距离调整到小于观看者的瞳孔宽度,使观看者通过单眼接收显示面板上显示的不同显示像素进行3D成像。由此,通过调整显示面板前后光栅的光栅视点间距,使得传统裸眼3D显示器件可实现光场显示场景下的裸眼3D视图的显示。
为了实现上述实施例,本发明实施例还提出了一种显示设备,其中,该显示设备可以为电视机、电影投影设备、电脑、手机等用户具有立体显示需求的设备。
其中,图7是根据本发明一个实施例的显示设备的结构示意图,如图7所示,该显示设备包括上述实施例描述的立体显示装置1000,其中,对立体显示装置1000的描述可以参照上述实施例,在此不再赘述。
综上所述,本发明实施例的显示设备,通过调整显示面板前后光栅所形成的视点组光栅视点间距,使得传统裸眼3D显示器件可实现光场场景下的3D成像,降低了产品实现难度,实用性较高。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述,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发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (15)

1.一种立体显示装置,其特征在于,包括:
显示面板、背光源,在所述显示面板出光方向设置第一光栅,以及在所述显示面板和所述背光源之间设置第二光栅,其中,
还包括控制器,被配置为分时开启所述第一光栅和所述第二光栅控制所述第一光栅和所述第二光栅交替工作,使所述显示面板的显示像素对应所述第一光栅形成第一视点组以及对应所述第二光栅形成第二视点组。
2.如权利要求1所述的立体显示装置,其特征在于,所述控制器还被配置为调整所述第一光栅形成的第一视点组的第一光栅视点间距和所述第二光栅形成的第二视点组的第二光栅视点间距。
3.如权利要求1所述的立体显示装置,其特征在于,所述第一光栅与所述显示面板之间的距离为第一高度,所述第二光栅与所述显示面板之间的距离为第二高度,所述控制器还被配置为调整所述第一高度、第二高度。
4.根据权利要求3所述的显示装置,其特征在于,所述第一高度对应的第一视点组距离所述显示面板的距离为第一距离,与所述第二高度对应的第二视点组距离所述显示面板的距离为第二距离,其中,所述第一距离等于所述第二距离。
5.如权利要求1所述的立体显示装置,其特征在于,
所述控制器,被配置为控制所述第一光栅形成的第一视点组的第一光栅视点间距和所述第二光栅形成的第二视点组的第二光栅视点间距大于所选择的第一距离,且分时开启所述第一光栅和所述第二光栅控制所述第一光栅和所述第二光栅交替工作,使所述显示面板的显示像素对应所述第一光栅形成的第一视点组以及对应所述第二光栅形成的第二视点组进行3D立体成像。
6.如权利要求5所述的立体显示装置,其特征在于,
所述控制器,被配置为控制所述第一光栅形成的第一视点组的第一光栅视点间距和所述第二光栅形成的第二视点组的第二光栅视点间距为所选择的第一距离的2倍,且分时开启所述第一光栅和所述第二光栅控制所述第一光栅和所述第二光栅交替工作,使所述显示面板的显示像素对应所述第一光栅形成多个第一视点组以及对应所述第二光栅形成多个第二视点组进行3D立体成像。
7.如权利要求6所述的立体显示装置,其特征在于,
所述控制器,被配置为调整所述第一光栅的光栅周期与所述第二光栅的光栅周期偏离半个周期,使所述第一光栅形成的第一视点组的视点与相邻的所述第二光栅形成的第二视点组的视点的距离等于所选择的第一距离。
8.如权利要求1所述的立体显示装置,其特征在于,
所述控制器,被配置为控制所述第一光栅形成的第一视点组的第一光栅视点间距和所述第二光栅形成的第二视点组的第二光栅视点间距小于所选择的第一距离,且分时开启所述第一光栅和所述第二光栅控制所述第一光栅和所述第二光栅交替工作,使所述显示面板的显示像素对应所述第一光栅形成的第一视点组以及对应所述第二光栅形成的第二视点组进行3D立体成像。
9.如权利要求1所述的立体显示装置,其特征在于,
所述控制器,被配置为控制所述第一光栅形成的第一视点组的第一光栅视点间距和所述第二光栅形成的第二视点组的第二光栅视点间距等于所选择的第一距离,且分时开启所述第一光栅和所述第二光栅控制所述第一光栅和所述第二光栅交替工作,并调整所述第一光栅的光栅周期和所述第二光栅的光栅周期,使所述第一光栅形成的第一视点组的视点与相邻的所述第二光栅形成的第二视点组的视点的距离小于所选择的第二距离,使所述显示面板的显示像素对应所述第一光栅形成的第一视点组以及对应所述第二光栅形成的第二视点组进行光场立体成像。
10.如权利要求9所述的立体显示装置,其特征在于,
所述控制器,被配置为调整所述第一光栅的光栅周期和所述第二光栅的光栅周期,将与所述第二光栅对应的第二视点组与所述第一光栅对应的第一视点组对向偏移,所述第一光栅形成的第一视点组的视点与相邻的所述第二光栅形成的第二视点组的视点的距离小于所选择的第二距离。
11.如权利要求5-10任一所述的立体显示装置,其特征在于,
所述所选择的第一距离是所述显示装置的观看者的瞳距。
12.如权利要求9或10所述的立体显示装置,其特征在于,
所述所选择的第二距离是所述显示装置的观看者的瞳孔宽度。
13.如权利要求1所述的立体显示装置,其特征在于,所述第一光栅和所述第二光栅的光栅结构包括N个独立控制单元,N为正整数。
14.如权利要求1所述的立体显示装置,其特征在于,所述第一光栅包括:
液晶Barrier光栅结构,或,液晶lens光栅结构。
15.一种显示设备,其特征在于,显示设备包括如权利要求1-14任一项所述的立体显示装置。
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