CN116338975A - 一种基于显示条阵列的立体显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于立体显示技术领域，为解决本领域内立体显示装置在不同观看距离上将出现串扰的问题，本发明提出了一种基于显示条阵列的立体显示装置。该基于显示条阵列的立体显示装置由显示条阵列构成，显示条阵列中的各个显示条用于显示图像的像素行。各显示条由显示元件和分光元件构成，这些显示条可在不同的视点位置显示不同视差图像的像素，且各显示条形成的视点位置完全相同。当这些显示条构成阵列后即可显示完整立体图像。为避免产生串扰，本发明中各显示条的分光方向进行特殊设置，当观看者沿其非分光方向远离或靠近显示条阵列时，观看者观看到的图像不变。因此，本发明可使得观看者在远离或靠近显示条阵列时看到完全相同的视差图像。

Description

一种基于显示条阵列的立体显示装置
技术领域
本发明属于立体显示技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于显示条阵列的立体显示装置。
背景技术
通常，立体显示装置由一块2D显示面板和一块分光元件构成，分光元件可将2D显示面板上的视差图像投射到空间中的不同视点位置，位于不同视点位置的观看者可以看到与之对应的视差图像，从而产生立体视觉。然而，传统立体显示装置具有最佳观看距离，当观看者远离或靠近屏幕时，观看者眼睛将会同时看到多幅视差图像，从而形成串扰。
为解决上述问题，本发明提出了一种基于显示条阵列的立体显示装置。该基于显示条阵列的立体显示装置由显示条阵列构成，显示条阵列中的各个显示条用于显示图像的像素行。各显示条由显示元件和分光元件构成，这些显示条可在不同的视点位置显示不同视差图像的像素。各显示条形成的视点位置完全相同，且同一视点上能看到同一对应视差图像的像素。当这些显示条构成阵列后即可显示完整立体图像。为避免产生串扰，本发明中各显示条的分光方向进行特殊设置，当观看者沿其非分光方向远离或靠近显示条阵列时，观看者观看到的图像不变。因此，本发明可使得观看者在远离或靠近显示条阵列时看到完全相同的视差图像，从而增大前后观看区域。
发明内容
为解决传统立体显示装置具有最佳观看距离，当观看者远离或靠近屏幕时，观看者眼睛将会同时看到多幅视差图像，从而形成串扰的问题，本发明提出了一种基于显示条阵列的立体显示装置。
该基于显示条阵列的立体显示装置，由显示条阵列和驱动板卡组成。显示条阵列由一系列显示条构成。
各显示条由显示元件和分光元件构成，并形成分光结构。
显示元件用于显示视差图像像素。显示元件上，分属于不同视差图像的像素按列交替周期性排列。
优选地，显示元件上仅包含一行像素。
分光元件用于投射视差图像像素。
分光元件与显示元件构成的分光结构按特殊方向设置，分光结构法线方向不与显示条阵列垂直。具体的，分光结构按其法线轴对称。分光结构可沿其分光方向，将分属于不同视差图像的像素投射至不同的视点位置。人眼沿分光结构的分光方向，且分处于不同视点位置时，可以看到与之对应的不同视差图像，从而产生立体视觉。分光结构的非分光方向分别与其分光方向和法线方向正交。人眼沿分光结构的非分光方向，且分处于不同位置时，其看到的图像相同。
各显示条形成的视点位置完全相同，且同一视点上能看到同一对应视差图像的像素。具体的，因各显示条空间位置不同，但其形成的视点位置相同，故其采用的分光结构具有不完全相同的结构参数，结构参数包含显示元件像素节距、分光元件节距以及显示元件到分光元件的距离。
可选地，分光结构采用前置光栅结构。其分光元件由柱透镜光栅构成，显示元件由MircoLED显示器构成。
可选地，分光结构采用后置光栅结构。其分光元件由MircoLED形成的光源阵列构成，显示元件由透明液晶显示器构成。
驱动板卡与各显示条连接，并将对应的视差图像像素传输至各显示条。
因分光结构法线方向不与显示条阵列垂直，且分光结构的非分光方向与其法线方向正交，故其非分光方向一定不与显示条阵列平行。故当观看者沿分光元件的非分光方向移动时，必然靠近或远离显示条阵列。最终，本发明可使得观看者在远离或靠近显示条阵列时看到完全相同的视差图像，从而增大前后观看区域。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中前置光栅分光结构结构示意图。
图3为本发明中显示条甲光路示意图。
图4为本发明中显示条乙光路示意图。
图5为本发明中后置光栅分光结构结构示意图。
图标：100-显示条阵列， 110-显示条； 200-驱动板卡；300-人眼； 111-显示条甲；112-显示条乙；411-显示条甲MircoLED显示元件；412-显示条甲柱透镜光栅； 421-显示条乙MircoLED显示元件；422-显示条乙柱透镜光栅；501-第一视点；502-第二视点；503-第三视点；504-第四视点；601-MircoLED光源阵列；602-透明液晶显示面板。
应该理解上述附图只是示意性的，并没有按比例绘制。
实施方式
图1为本实施例提供的一种基于显示条阵列的立体显示装置。图1中，定义x为空间中水平方向，y为靠近立体显示装置方向，z为垂直方向。
该基于显示条阵列的立体显示装置，由显示条阵列100和驱动板卡200组成。显示条阵列100由一系列显示条110在B方向上排列构成。
请参考图2，各显示条由显示元件和分光元件构成，并形成分光结构。图二中任意选取了两个显示条，分别为显示条甲111及显示条乙112。显示条甲111及显示条乙112均为前置光栅结构。显示条甲111的显示元件采用显示条甲MircoLED显示元件411，其分光元件采用显示条甲柱透镜光栅412。显示条乙112的显示元件采用显示条乙MircoLED显示元件421，其分光元件采用显示条乙柱透镜光栅422。
显示元件用于显示视差图像像素。显示条甲MircoLED显示元件411及显示条乙MircoLED显示元件421均仅包含一行像素，分属于不同视差图像的像素按列交替周期性排列。
请参考图3，分光元件用于投射视差图像像素。
显示条甲MircoLED显示元件411及显示条甲柱透镜光栅412构成的分光结构按特殊方向设置，分光结构法线方向z不与显示条阵列方向B垂直。且分光结构按其法线轴对称。分光结构可沿其分光方向x，将分属于不同视差图像的像素投射至不同的视点位置。
具体的，左起第1、5、9……个来自于第一视差图像的像素可被投射至第一视点501；
左起第2、6、10……个来自于第二视差图像的像素可被投射至第二视点502；
左起第3、7、11……个来自于第三视差图像的像素可被投射至第三视点503；
左起第4、8、12……个来自于第四视差图像的像素可被投射至第四视点504。
人眼300沿分光结构的分光方向x，且分处于不同视点位置时，可以看到与之对应的不同视差图像，从而产生立体视觉。分光结构的非分光方向y分别与其分光方向和法线方向z正交。人眼沿分光结构的非分光方向y，且分处于不同位置时，其看到的图像相同。
各显示条形成的视点位置完全相同，且同一视点上能看到同一对应视差图像的像素。请参考图4，显示条乙112与显示条甲111形成的视点位置完全相同，且同一视点上能看到同一对应视差图像的像素。具体的，因各显示条空间位置不同，但其形成的视点位置相同，故其采用的分光结构具有不完全相同的结构参数。请参考图2，不同位置的显示条甲111和显示条乙112为形成相同的视点位置，在显示元件像素节距、分光元件节距相同的条件下，显示条甲MircoLED显示元件411到显示条甲柱透镜光栅412的距离D1与显示条乙MircoLED显示元件421到显示条乙柱透镜光栅422的距离D2不同。可以理解到，显示条甲111和显示条乙112也可以采用不同的显示元件像素节距或分光元件节距以实现相同的视点位置。
请参考图5，显示条可采用后置光栅结构。其分光元件由MircoLED形成的光源阵列构成，显示元件由透明液晶显示器构成。具体的，其分光元件为MircoLED光源阵列601，且其显示元件为透明液晶显示面板602。
MircoLED光源阵列601可将透明液晶显示面板602上左起第1、5、9……个来自于第四视差图像的像素可被投射至第四视点504；
左起第2、6、10……个来自于第三视差图像的像素可被投射至第三视点503；
左起第3、7、11……个来自于第二视差图像的像素可被投射至第二视点502；
左起第4、8、12……个来自于第一视差图像的像素可被投射至第一视点501。
驱动板卡200与各显示条110连接，并将对应的视差图像像素传输至各显示条110。
请参考图1，因分光结构法线方向z不与显示条阵列方向B垂直，且分光结构的非分光方向y与其法线方向z正交，故其非分光方向y一定不与显示条阵列方向B平行。故当观看者沿分光元件的非分光方向y移动时，必然靠近或远离显示条阵列。最终，本发明可使得观看者在远离或靠近显示条阵列时看到完全相同的视差图像，从而增大前后观看区域。

Claims (4)

1.一种基于显示条阵列的立体显示装置，其特征在于：
该基于显示条阵列的立体显示装置，由显示条阵列和驱动板卡组成；显示条阵列由一系列显示条构成；
各显示条由显示元件和分光元件构成，并形成分光结构；
显示元件用于显示视差图像像素；显示元件上，分属于不同视差图像的像素按列交替周期性排列；
分光元件用于投射视差图像像素；
分光元件与显示元件构成的分光结构按特殊方向设置，分光结构法线方向不与显示条阵列垂直；具体的，分光结构按其法线轴对称；分光结构可沿其分光方向，将分属于不同视差图像的像素投射至不同的视点位置；人眼沿分光结构的分光方向，且分处于不同视点位置时，可以看到与之对应的不同视差图像，从而产生立体视觉；分光结构的非分光方向分别与其分光方向和法线方向正交；人眼沿分光结构的非分光方向，且分处于不同位置时，其看到的图像相同；
各显示条形成的视点位置完全相同，且同一视点上能看到同一对应视差图像的像素；各显示条采用的分光结构具有不完全相同的结构参数，结构参数包含显示元件像素节距、分光元件节距以及显示元件到分光元件的距离；
驱动板卡与各显示条连接，并将对应的视差图像像素传输至各显示条。
2.如权利要求1所述的一种基于显示条阵列的立体显示装置，其特征在于：显示元件上仅包含一行像素。
3.如权利要求1所述的一种基于显示条阵列的立体显示装置，其特征在于：分光结构采用前置光栅结构；其分光元件由柱透镜光栅构成，显示元件由MircoLED显示器构成。
4.如权利要求1所述的一种基于显示条阵列的立体显示装置，其特征在于：分光结构采用后置光栅结构；其分光元件由MircoLED形成的光源阵列构成，显示元件由透明液晶显示器构成。
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