CN111123540A - 一种基于双光阑的可变深度立体显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于双光阑的可变深度立体显示装置。该基于双光阑的可变深度立体显示装置由柱透镜光栅、第一光阑、多层聚合物分散液晶片、第二光阑及2D显示面板构成；分属于不同视差图像的像素按列进行排列，其发射的光线可以依次通过第二光阑上的狭缝、多层聚合物分散液晶片、第一光阑上的狭缝和柱透镜光栅投射到不同的视点位置；当人眼处于视点位置时，可以看到与视点位置对应的视差图像，从而产生立体视觉。多层聚合物分散液晶片由多张聚合物分散液晶片构成，这些聚合物分散液晶片到第一光阑的距离不同，从而可使本发明具备在多个深度上提供视差图像显示的功能。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术，更具体地说，本发明涉及显示中的立体显示技术。
背景技术
立体显示装置可以在不同的空间方向上提供视差图像，从而使观看者产生立体视觉。然而传统立体显示装置中，视差图像仅显示于装置所在平面位置。因此，本发明提出了一种基于双光阑的可变深度立体显示装置，其可以通过光阑控制成像光束，使得图像成像于一定的深度平面位置，并且图像的深度平面位置可调。
发明内容
本发明提出了一种基于双光阑的可变深度立体显示装置。附图1为该基于双光阑的可变深度立体显示装置的结构示意图。该基于双光阑的可变深度立体显示装置由柱透镜光栅、第一光阑、多层聚合物分散液晶片、第二光阑及2D显示面板构成。
第一光阑紧贴柱透镜光栅放置，多层聚合物分散液晶片放置于第一光阑和第二光阑之间，2D显示面板放置于多层聚合物分散液晶片之后。
第一光阑和第二光阑上有狭缝，狭缝允许光线通过。
多层聚合物分散液晶片由多张聚合物分散液晶片层叠构成。每一张聚合物分散液晶片可处于散射或透明两种状态。同一时刻，有且仅有唯一的一张聚合物分散液晶片处于散射态，其余处于透明态。
2D显示面板用于提供视差合成图像，其发射的光线具有方向性。分属于不同视差图像的像素按列进行排列，其发射的光线可以依次通过第二光阑上的狭缝、多层聚合物分散液晶片、第一光阑上的狭缝和柱透镜光栅投射到不同的视点位置。当人眼处于视点位置时，可以看到与视点位置对应的视差图像，从而产生立体视觉。
请参考图1，2D显示面板上来自于各像素的光线，可先后经过第二光阑上的狭缝投射至多层聚合物分散液晶片位置处。
请参考图2，像素的光线经第二光阑的狭缝投射后，到达处于散射态的聚合物分散液晶片。因第二光阑上狭缝的调制作用，到达聚合物分散液晶片的图像具有条纹，这些图像的光线经由第一光阑和柱透镜光栅进行投射，分属于不同视差图像的像素光线分别到达不同视点位置。
这些光线的反向延长线汇聚成交点。应该理解到，该交点即为像素的等效点光源。
设交点到散射态的聚合物分散液晶片的距离为d，散射态的聚合物分散液晶片到第一光阑的距离为l，第二光阑周期性结构狭缝的节距为p 2，第一光阑狭缝的节距为p 1，上述参数应满足
。
请参照图2，根据上式，因柱透镜光栅和第一光阑紧贴放置，交点应位于柱透镜光栅后l+d位置处。因多层聚合物分散液晶片由多张聚合物分散液晶片构成，这些聚合物分散液晶片到第一光阑的距离l不同，则本发明可通过设置不同的聚合物分散液晶片处于散射态，从而获得多个不同深度的交点位置。
综上所述，因交点为各像素的等效点光源，交点位置具有不同的深度，则各像素经柱透镜所成像的深度亦有不同，因此其构成的视差图像也会处于不同的深度位置，从而使本发明具备在多个深度上提供视差图像显示的功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的原理图。
图标：010-一种基于双光阑的可变深度立体显示装置；020-显示深度调节原理；100-柱透镜光栅；200-第一光阑；300-多层聚合物分散液晶片；400-第二光阑；500-2D显示面板；600-处于散射态的聚合物分散液晶片；700-交点。
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
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例
图1为本实施例提供的一种基于双光阑的可变深度立体显示装置010的结构示意图。图中x坐标表示空间中的水平方向，y坐标表示空间中的垂直方向，z表示与x-y平面垂直的方向。
该基于双光阑的可变深度立体显示装置010由柱透镜光栅100、第一光阑200、多层聚合物分散液晶片300、第二光阑400及2D显示面板500构成。
第一光阑200紧贴柱透镜光栅100放置。多层聚合物分散液晶片300放置于第一光阑200和第二光阑400之间，2D显示面板500放置于多层聚合物分散液晶片300之后。
第一光阑200和第二光阑400上有狭缝，狭缝允许光线通过。
多层聚合物分散液晶片300由多张聚合物分散液晶片层叠构成。每一张聚合物分散液晶片可处于散射或透明两种状态。同一时刻，有且仅有唯一的一张聚合物分散液晶片处于散射态，其余处于透明态。
2D显示面板500用于提供视差合成图像，其由液晶显示面板和平行光源构成，故其光线平行于z方向。分属于不同视差图像的像素在x方向上按列进行排列，其发射的光线可以通过第二光阑400上的狭缝、多层聚合物分散液晶片300、第一光阑200上的狭缝和柱透镜光栅投射到不同的视点位置。当人眼处于视点位置时，可以看到与视点位置对应的视差图像，从而产生立体视觉。
请参考图1，2D显示面板500上来自于各像素的光线，可先后经过第二光阑400上的狭缝投射至多层聚合物分散液晶片300位置处。
请参考图2，像素的光线经第二光阑400的狭缝投射后，到达处于散射态的聚合物分散液晶片600。因第二光阑400上狭缝的调制作用，到达处于散射态的聚合物分散液晶片600的图像具有条纹，这些图像的光线经由第一光阑200和柱透镜光栅100进行投射，分属于不同视差图像的像素光线分别到达视点1和视点2位置。
这些光线的反向延长线汇聚成交点700。应该理解到，该交点700即为像素的等效点光源。
设交点700到散射态的聚合物分散液晶片600的距离为d，散射态的聚合物分散液晶片600到第一光阑200的距离为l，第二光阑400周期性结构狭缝的节距p 2为0.05 mm，第一光阑200狭缝的节距p 1为0.1 mm，上述参数满足
。
请参照图2，根据上式，因柱透镜光栅100和第一光阑200紧贴放置，交点700应位于柱透镜光栅100后l+d位置处。因多层聚合物分散液晶片300由多张聚合物分散液晶片构成，这些聚合物分散液晶片到第一光阑200的距离l不同，则本发明可通过设置不同的聚合物分散液晶片处于散射态，从而获得多个不同深度的交点位置。
具体的，多层聚合物分散液晶片300中的聚合物分散液晶片到第一光阑200的距离l分别为2 mm、2.1 mm和2.2 mm，则其对应的交点位置分别位于柱透镜光栅100后4 mm、4.2mm和4.4 mm位置处。
因交点700为各像素的等效点光源，交点位置具有不同的深度，则各像素经柱透镜100所成像的深度亦有不同，因此其构成的视差图像也会处于不同的深度位置，从而使本发明具备在多个深度上提供视差图像显示的功能。
Claims (2)
1.一种基于双光阑的可变深度立体显示装置，其特征在于：该基于双光阑的可变深度立体显示装置由柱透镜光栅、第一光阑、多层聚合物分散液晶片、第二光阑及2D显示面板构成；第一光阑紧贴柱透镜光栅放置，多层聚合物分散液晶片放置于第一光阑和第二光阑之间，2D显示面板放置于多层聚合物分散液晶片之后；第一光阑和第二光阑上有狭缝，狭缝允许光线通过；多层聚合物分散液晶片由多张聚合物分散液晶片层叠构成；每一张聚合物分散液晶片可处于散射或透明两种状态；同一时刻，有且仅有唯一的一张聚合物分散液晶片处于散射态，其余处于透明态；2D显示面板用于提供视差合成图像，其发射的光线具有方向性，分属于不同视差图像的像素按列进行排列，其发射的光线可以依次通过第二光阑上的狭缝、多层聚合物分散液晶片、第一光阑上的狭缝和柱透镜光栅投射到不同的视点位置；当人眼处于视点位置时，可以看到与视点位置对应的视差图像，从而产生立体视觉。
2.如权利要求1所述的一种基于双光阑的可变深度立体显示装置，其特征在于：2D显示面板上的光线经第二光阑的狭缝投射后，到达处于散射态的聚合物分散液晶片，并经由第一光阑和柱透镜光栅进行投射，这些光线的反向延长线汇聚成交点；设交点到散射态的聚合物分散液晶片的距离为d，散射态的聚合物分散液晶片到第一光阑的距离为l，第二光阑周期性结构狭缝的节距为p 2，第一光阑狭缝的节距为p 1，上述参数应满足
。
Priority Applications (1)
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| CN202010133060.6A CN111123540A (zh) | 2020-03-01 | 2020-03-01 | 一种基于双光阑的可变深度立体显示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202010133060.6A CN111123540A (zh) | 2020-03-01 | 2020-03-01 | 一种基于双光阑的可变深度立体显示装置 |
Publications (1)
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| CN111123540A true CN111123540A (zh) | 2020-05-08 |
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Family Applications (1)
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| CN202010133060.6A Pending CN111123540A (zh) | 2020-03-01 | 2020-03-01 | 一种基于双光阑的可变深度立体显示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111123540A (zh) |
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2020
- 2020-03-01 CN CN202010133060.6A patent/CN111123540A/zh active Pending
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