CN111123541A - 一种可变深度立体显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种可变深度立体显示装置。该可变深度立体显示装置由柱透镜光栅、第一光阑、散射片、第二光阑、液晶显示面板、光源组构成；来自光源组的光线可将液晶显示面板上的视差图像经由第二光阑、散射层、第一光阑和柱透镜光栅投射至不同的视点位置。当人眼分处于不同视点位置时，可以看到与之对应的视差图像，从而产生立体视觉。散射片上具有不同的散射面，这些散射面到第一光阑的距离不同，光源组上的光源可以将光线分别投射至不同的散射面，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，本发明提出了一种可变深度立体显示装置，其可以通过光源控制成像光束，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
本发明提出了一种可变深度立体显示装置。附图1为该可变深度立体显示装置的结构示意图。该可变深度立体显示装置由柱透镜光栅、第一光阑、散射片、第二光阑、液晶显示面板、光源组构成。
第一光阑紧贴柱透镜光栅放置，多层散射片放置于第一光阑和第二光阑之间，液晶显示面板放置于多层散射片之后，光源组放置于最后。
第一光阑和第二光阑上有狭缝，狭缝允许光线通过。
散射片在垂直方向上周期性地排布有多个散射面，散射面之间相互平行，但不处于同一平面。
液晶显示面板采用透明液晶屏，其不改变光线传播方向，并用于提供视差合成图像，分属于不同视差图像的像素按列周期性排列。
请参考图2和图3，光源组分为多组光源，每组光源发射的光线在水平方向上平行，可以通过第二光阑上的狭缝，分别投射至散射片上不同的散射面。
来自光源组的光线可将液晶显示面板上的视差图像经由第二光阑、散射层、第一光阑和柱透镜光栅投射至不同的视点位置。当人眼分处于不同视点位置时，可以看到与之对应的视差图像，从而产生立体视觉。
可选地，液晶显示面板和第二光阑的位置可以互换。
进一步的，请参考图4，光源组发射的光线经液晶显示面板和第二光阑的狭缝投射后，到达散射片。因第二光阑上狭缝的调制作用，到达散射片上散射面的图像具有条纹，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。
设交点到散射片上散射面的距离为d，散射片上的散射面到第一光阑的距离为l，第二光阑狭缝的节距为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4，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。因散射片由多个散射面构成，这些散射面到第一光阑的距离l不同，则本发明可通过选择点亮不同组的光源，从而使光线分别经由不同的散射面投射，并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为本发明中一种光源组的水平方向示意图。
图3为本发明中一种光源组的垂直方向示意图。
图4为本发明的原理图。
图标：010-一种可变深度立体显示装置；020-光源组原理；030-显示原理图；100-光源组；110-光源；111-第一光源组；112-第二光源组；113-第三光源组；120-分光元件；200-液晶显示面板；300-第二光阑；400-散射片；401-第一散射面；402-第二散射面；403-第三散射面；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。
该可变深度立体显示装置由柱透镜光栅600、第一光阑500、散射片400、第二光阑300、液晶显示面板200、光源组100构成。
第一光阑紧500贴柱透镜光栅600放置，多层散射片400放置于第一光阑500和第二光阑300之间，液晶显示面板200放置于多层散射片400之后，光源组100放置于最后。
第一光阑500和第二光阑300上有狭缝，狭缝在水平方向上进行一维排布，且允许光线通过。
请参考图3，散射片400在垂直方向上周期性地排布3个散射面401~403，散射面401~403之间相互平行，但不处于同一平面。
液晶显示面板200采用透明液晶屏，其不改变光线传播方向，并用于提供视差合成图像，分属于不同视差图像的像素按列周期性排列。
请参考图2和图3，光源组100由光源110和分光元件120构成，分光元件120为一柱透镜光栅，光源110分为多组光源111~113。水平方向上，请参考图2，每组光源发射的光线在水平方向上平行，可以通过第二光阑300上的狭缝，分别投射至散射片400；垂直方向上，请参考图3，光源111~113可分别通过分光元件120将光线投射至散射片上的不同散射面401~403。
请参考图4，来自光源组100的光线可将液晶显示面板200上的视差图像经由第二光阑300、散射层400、第一光阑500和柱透镜光栅600投射至不同的视点位置。当人眼分处于不同视点位置时，可以看到与之对应的视差图像，从而产生立体视觉。
进一步的，请参考图4，光源组100发射的光线经液晶显示面板200和第二光阑300的狭缝投射后，到达散射片400。因第二光阑300上狭缝的调制作用，到达散射片400上散射面401~403的图像具有条纹，这些图像的光线经由第一光阑500和柱透镜光栅600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700。应该理解到，该交点即为像素的等效点光源。
设交点700到散射片400上散射面的距离为d，散射片400上的散射面到第一光阑500的距离为l，第二光阑狭缝300的节距p 2为0.05 mm，第一光阑狭缝500的节距p 1为0.1 mm，上述参数满足
。
请参照图4，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。因散射片由多个散射面构成，这些散射面到第一光阑的距离l不同，则本发明可通过选择点亮不同组的光源，从而使光线分别经由不同的散射面投射，并获得多个不同深度的交点位置。
具体的，散射片400中的散射面401~403到第一光阑500的距离l分别为2 mm、2.1mm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。
综上所述，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600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 (3)
1.一种可变深度立体显示装置，其特征在于：该可变深度立体显示装置由柱透镜光栅、第一光阑、散射片、第二光阑、液晶显示面板、光源组构成；第一光阑紧贴柱透镜光栅放置，多层散射片放置于第一光阑和第二光阑之间，液晶显示面板放置于多层散射片之后，光源组放置于最后；第一光阑和第二光阑上有狭缝，狭缝允许光线通过；散射片在垂直方向上周期性地排布有多个散射面，散射面之间相互平行，但不处于同一平面；液晶显示面板采用透明液晶屏，其不改变光线传播方向，并用于提供视差合成图像，分属于不同视差图像的像素按列周期性排列；光源组分为多组光源，每组光源发射的光线在水平方向上平行，可以通过第二光阑上的狭缝，分别投射至散射片上不同的散射面；来自光源组的光线可将液晶显示面板上的视差图像经由第二光阑、散射层、第一光阑和柱透镜光栅投射至不同的视点位置；当人眼分处于不同视点位置时，可以看到与之对应的视差图像，从而产生立体视觉。
2.如权利要求1所述的一种可变深度立体显示装置，其特征在于：液晶显示面板和第二光阑的位置可以互换。
3.如权利要求1所述的一种可变深度立体显示装置，其特征在于：光源组发射的光线经液晶显示面板和第二光阑的狭缝投射后，到达散射片，并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，设交点到散射片上散射面的距离为d，散射片上的散射面到第一光阑的距离为l，第二光阑狭缝的节距为p 2，第一光阑狭缝的节距为p 1，上述参数应满足
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010133065.9A CN111123541A (zh) | 2020-03-01 | 2020-03-01 | 一种可变深度立体显示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010133065.9A CN111123541A (zh) | 2020-03-01 | 2020-03-01 | 一种可变深度立体显示装置 |
Publications (1)
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| CN111123541A true CN111123541A (zh) | 2020-05-08 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010133065.9A Pending CN111123541A (zh) | 2020-03-01 | 2020-03-01 | 一种可变深度立体显示装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN111123541A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117518519A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-02-06 | 成都工业学院 | 一种弧形视点排布的立体显示装置 |
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2020
- 2020-03-01 CN CN202010133065.9A patent/CN111123541A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117518519A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-02-06 | 成都工业学院 | 一种弧形视点排布的立体显示装置 |
| CN117518519B (zh) * | 2023-12-29 | 2024-03-05 | 成都工业学院 | 一种弧形视点排布的立体显示装置 |
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