CN109298537B - 基于背光源的3d显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于背光源的3D显示装置，包括背光源，偏振光栅1，渐变光栅，显示屏和偏振光栅2；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；每个图像元全部被通过对应狭缝的光线照明，且通过每个狭缝的光线只照明对应的图像元，从而消除了串扰。

Description

基于背光源的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，本发明涉及基于背光源的3D显示装置。
背景技术
一维集成成像3D显示技术能显示全真色彩的立体图像，是目前3D显示的热点技术之一。但是，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一维集成成像3D显示中，光学效率从中间到两边逐渐减小。此外，串扰也是限制一维集成成像3D显示技术广泛应用的因素之一。
发明内容
本发明提出了基于背光源的3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括背光源，偏振光栅1，渐变光栅，显示屏和偏振光栅2；背光源，偏振光栅1，渐变光栅，显示屏和偏振光栅2平行放置，且对应对齐；偏振光栅1位于背光源与渐变光栅之间，显示屏位于渐变光栅与偏振光栅2之间；偏振光栅1与渐变光栅贴合，偏振光栅2与显示屏贴合；如附图2所示，偏振光栅1由偏振单元1和偏振单元2交替排列组成；如附图3所示，偏振光栅2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；偏振光栅中1的偏振单元1与偏振光栅2中的偏振单元1对应且对齐，偏振光栅中1的偏振单元2与偏振光栅2中的偏振单元2对应且对齐；
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；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
背光源与渐变光栅的间距l满足
（2）
其中，a为渐变光栅的节距的增大率；显示屏用于显示图像元，图像元与渐变光栅中的狭缝对应且对齐；每个图像元全部被通过对应狭缝的光线照明，且通过每个狭缝的光线只照明对应的图像元，从而消除了串扰。
附图说明
附图1为本发明的3D显示装置的结构和参数图
附图2为本发明的偏振光栅1的结构图
附图3为本发明的偏振光栅2的结构图
上述附图中的图示标号为：
1. 背光源，2. 偏振光栅1，3. 渐变光栅，4. 显示屏，5. 偏振光栅2，6. 偏振单元1，7. 偏振单元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背光源的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。
本发明提出了基于背光源的3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括背光源，偏振光栅1，渐变光栅，显示屏和偏振光栅2；背光源，偏振光栅1，渐变光栅，显示屏和偏振光栅2平行放置，且对应对齐；偏振光栅1位于背光源与渐变光栅之间，显示屏位于渐变光栅与偏振光栅2之间；偏振光栅1与渐变光栅贴合，偏振光栅2与显示屏贴合；如附图2所示，偏振光栅1由偏振单元1和偏振单元2交替排列组成；如附图3所示，偏振光栅2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；偏振光栅中1的偏振单元1与偏振光栅2中的偏振单元1对应且对齐，偏振光栅中1的偏振单元2与偏振光栅2中的偏振单元2对应且对齐；
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；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
背光源与渐变光栅的间距l满足
（2）
其中，a为渐变光栅的节距的增大率；显示屏用于显示图像元，图像元与渐变光栅中的狭缝对应且对齐；每个图像元全部被通过对应狭缝的光线照明，且通过每个狭缝的光线只照明对应的图像元，从而消除了串扰。
微图像与渐变光栅均包含5个单元，位于渐变光栅中心位置的狭缝的节距为p=4mm，位于渐变光栅中心位置的狭缝的孔径宽度为w=1mm，渐变光栅与显示屏的间距为g=2mm，渐变光栅的厚度为t=1mm，渐变光栅的节距的增大率为a=1.04，则由式（1）计算得到第1~5列狭缝的光学效率均为7.8%；由式（2）计算得到背光源与渐变光栅的间距不大于2.3mm，背光源与渐变光栅的间距不小于-0.14mm。

Claims (1)

1.基于背光源的3D显示装置，其特征在于，包括背光源，偏振光栅1，渐变光栅，显示屏和偏振光栅2；背光源，偏振光栅1，渐变光栅，显示屏和偏振光栅2平行放置，且对应对齐；偏振光栅1位于背光源与渐变光栅之间，显示屏位于渐变光栅与偏振光栅2之间；偏振光栅1与渐变光栅贴合，偏振光栅2与显示屏贴合；偏振光栅1由偏振单元1和偏振单元2交替排列组成；偏振光栅2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；偏振光栅中1的偏振单元1与偏振光栅2中的偏振单元1对应且对齐，偏振光栅中1的偏振单元2与偏振光栅2中的偏振单元2对应且对齐；
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；3D显示装置的每一列狭缝的光学效率φ均为：
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，g为渐变光栅与显示屏的间距，t为渐变光栅的厚度
背光源与渐变光栅的间距l满足
其中，a为渐变光栅的节距的增大率；显示屏用于显示图像元，图像元与渐变光栅中的狭缝对应且对齐；每个图像元全部被通过对应狭缝的光线照明，且通过每个狭缝的光线只照明对应的图像元，从而消除了串扰。
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