CN109254413B - 基于渐变光栅的双视3d显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于渐变光栅的双视3D显示装置，包括背光源，渐变光栅，偏振光栅，显示屏，偏振眼镜1和偏振眼镜2；偏振光栅由偏振单元1和偏振单元2交替排列组成，偏振单元1与偏振单元2的偏振方向正交；偏振眼镜1的偏振方向与偏振单元1相同，偏振眼镜2的偏振方向与偏振单元2相同；在渐变光栅中，狭缝的厚度相同，任意一列的狭缝的节距相同，任意一列的狭缝的孔径宽度相同，且渐变光栅的节距和孔径宽度从中间到边缘逐渐增大；在渐变光栅中，每一列狭缝的节距与其孔径宽度的比均相同，因此，每一列狭缝的光学效率均相同。

Description

基于渐变光栅的双视3D显示装置
技术领域
本发明涉及集成成像3D显示，更具体地说，本发明涉及基于渐变光栅的双视3D显示装置。
背景技术
一维集成成像双视3D显示技术是双视显示技术和一维集成成像3D显示技术的融合。它可以使得观看者在不同的观看方向上看到不同的3D画面，是目前3D显示的热点技术之一。在传统的渐变节距光栅中，所有狭缝的孔径宽度相同，位于同一列的狭缝的节距相同，狭缝的节距从中间到两边逐渐增大。因此，在传统的基于渐变节距光栅的集成成像双视3D显示中，光学效率从中间到两边逐渐减小。
发明内容
本发明提出了基于渐变光栅的双视3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括背光源，渐变光栅，偏振光栅，显示屏，偏振眼镜1和偏振眼镜2；背光源，渐变光栅，偏振光栅和显示屏平行放置，且对应对齐；渐变光栅位于背光源与显示屏之间，偏振光栅与渐变光栅贴合；如附图2所示，偏振光栅由偏振单元1和偏振单元2交替排列组成，偏振单元1与偏振单元2的偏振方向正交；偏振眼镜1的偏振方向与偏振单元1相同，偏振眼镜2的偏振方向与偏振单元2相同；显示屏用于显示微图像阵列，微图像阵列由图像元1和图像元2交替排列组成，如附图3所示；图像元1与偏振单元1对应对齐，图像元2与偏振单元2对应对齐；在渐变光栅中，狭缝的厚度相同，任意一列的狭缝的节距相同，任意一列的狭缝的孔径宽度相同，且渐变光栅的节距和孔径宽度从中间到边缘逐渐增大；在渐变光栅中，每一列狭缝的节距与其孔径宽度的比均相同，因此，每一列狭缝的光学效率均相同；基于渐变光栅的双视3D显示装置的每一列狭缝的光学效率φ均为：
（1）
其中，p为位于渐变光栅中心位置的狭缝的节距，w为位于渐变光栅中心位置的狭缝的孔径宽度，g为渐变光栅与显示屏的间距，t为渐变光栅的厚度。
作为本发明优选方案，渐变光栅第i列狭缝的节距H i 和第i列狭缝的孔径宽度A i 分别为：
（2）
（3）
其中，p为位于渐变光栅中心位置的狭缝的节距，w为位于渐变光栅中心位置的狭缝的孔径宽度，l为观看距离，g为渐变光栅与显示屏的间距，m为渐变光栅中狭缝的个数，i是小于或等于m的正整数。
优选的，背光源与渐变光栅的间距不超过渐变光栅与显示屏的间距。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：基于渐变光栅的双视3D显示装置，合理设置渐变光栅的节距和孔径宽度的比，使得每一列狭缝的光学效率均相同。
附图说明
附图1为本发明的双视3D显示装置的结构和参数图
附图2为本发明的偏振光栅的排列示意图
附图3为本发明的微图像阵列的排列示意图
上述附图中的图示标号为：
1背光源，2渐变光栅，3偏振光栅，4显示屏，5 偏振眼镜1，6偏振眼镜2，7偏振单元1，8偏振单元2，9微图像阵列，10 图像元1，11图像元2，12 3D图像1，13 3D图像2。
应该理解上述附图只是示意性的，并没有按比例绘制。
具体实施方式
下面详细说明本发明的基于渐变光栅的双视3D显示装置的一个典型实施例，对本发明进行进一步的具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于本发明做进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
本发明提出了基于渐变光栅的双视3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括背光源，渐变光栅，偏振光栅，显示屏，偏振眼镜1和偏振眼镜2；背光源，渐变光栅，偏振光栅和显示屏平行放置，且对应对齐；渐变光栅位于背光源与显示屏之间，偏振光栅与渐变光栅贴合；如附图2所示，偏振光栅由偏振单元1和偏振单元2交替排列组成，偏振单元1与偏振单元2的偏振方向正交；偏振眼镜1的偏振方向与偏振单元1相同，偏振眼镜2的偏振方向与偏振单元2相同；显示屏用于显示微图像阵列，微图像阵列由图像元1和图像元2交替排列组成，如附图3所示；图像元1与偏振单元1对应对齐，图像元2与偏振单元2对应对齐；在渐变光栅中，狭缝的厚度相同，任意一列的狭缝的节距相同，任意一列的狭缝的孔径宽度相同，且渐变光栅的节距和孔径宽度从中间到边缘逐渐增大；在渐变光栅中，每一列狭缝的节距与其孔径宽度的比均相同，因此，每一列狭缝的光学效率均相同；基于渐变光栅的双视3D显示装置的每一列狭缝的光学效率φ均为：
（1）
其中，p为位于渐变光栅中心位置的狭缝的节距，w为位于渐变光栅中心位置的狭缝的孔径宽度，g为渐变光栅与显示屏的间距，t为渐变光栅的厚度。
作为本发明优选方案，渐变光栅第i列狭缝的节距H i 和第i列狭缝的孔径宽度A i 分别为：
（2）
（3）
其中，p为位于渐变光栅中心位置的狭缝的节距，w为位于渐变光栅中心位置的狭缝的孔径宽度，l为观看距离，g为渐变光栅与显示屏的间距，m为渐变光栅中狭缝的个数，i是小于或等于m的正整数。
优选的，背光源与渐变光栅的间距不超过渐变光栅与显示屏的间距。
渐变光栅包含6个单元，位于渐变光栅中心位置的狭缝的节距为p=6mm，位于渐变光栅中心位置的狭缝的孔径宽度为w=2mm，观看距离为l=102mm，渐变光栅与显示屏的间距为g=2mm，渐变光栅的厚度为t=1mm，则由式（1）计算得到第1~6列狭缝的光学效率均为12.5%；由式（2）计算得到第1~6列狭缝的节距分别为6.48mm，6.24mm，6mm，6mm，6.24mm，6.48mm；由式（3）计算得到第1~6列狭缝的孔径宽度分别为2.16mm，2.08mm，2mm，2mm，2.08mm，2.16mm。

Claims (1)

1.基于渐变光栅的双视3D显示装置，其特征在于，包括背光源，渐变光栅，偏振光栅，显示屏，偏振眼镜1和偏振眼镜2；背光源，渐变光栅，偏振光栅和显示屏平行放置，且对应对齐；渐变光栅位于背光源与显示屏之间，偏振光栅与渐变光栅贴合；偏振光栅由偏振单元1和偏振单元2交替排列组成，偏振单元1与偏振单元2的偏振方向正交；偏振眼镜1的偏振方向与偏振单元1相同，偏振眼镜2的偏振方向与偏振单元2相同；显示屏用于显示微图像阵列，微图像阵列由图像元1和图像元2交替排列组成；图像元1与偏振单元1对应对齐，图像元2与偏振单元2对应对齐；在渐变光栅中，狭缝的厚度相同，任意一列的狭缝的节距相同，任意一列的狭缝的孔径宽度相同，且渐变光栅的节距和孔径宽度从中间到边缘逐渐增大；渐变光栅第i列狭缝的节距Hi和第i列狭缝的孔径宽度Ai分别为：
其中，p为位于渐变光栅中心位置的狭缝的节距，w为位于渐变光栅中心位置的狭缝的孔径宽度，l为观看距离，g为渐变光栅与显示屏的间距，m为渐变光栅中狭缝的个数，i是小于或等于m的正整数；在渐变光栅中，每一列狭缝的节距与其孔径宽度的比均相同，因此，每一列狭缝的光学效率均相同；基于渐变光栅的双视3D显示装置的每一列狭缝的光学效率均为：
其中，t为渐变光栅的厚度。
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