专利名称：自动成像立体显示设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动成像立体显示设备，更具体而言涉及一种利用倾斜光栅的自动成像立体显示设备。
背景技术：
在立体显示技术发展的过程中，先后出现了各种需要辅助设备才能观看立体效果的产品，如3D头盔(HMD，将两个小型的二维液晶显示器分别置于两只眼睛前方，产生的图像借由光学系统来放大)、3D偏光眼镜(偏光镜片将左右两侧的图像分开来观看)、快门眼镜(左右眼交替观看，以极快的速度分别遮挡左右眼观看到的图像)，这些产品由于携带不便以及部分产品只能适用于某一类人观看而逐渐被更新的产品所替代。随后出现的一种无需辅助设备观看立体影像的显示器，利用的是波长选择性过滤技术，它是通过位于屏幕最前方的滤光器，有选择性的将图像信息传送至显示器的屏幕上，以此呈现立体效果。这种方法的弊端在于，由于过滤了大部分的光学元素，图像的亮度被大大的降低了；此外，由于透明度高，遮挡了近3/4的图像元素，在屏幕上会产生严重的反射光，像镜面一样影响了图像的演示效果。
因此，实有必要设计一种观看角度更加宽广、演示效果更好的自动成像立体显示设备。
实用新型内容本实用新型目的在于提供一种可以实现更宽广的观看角度并且可以去除大量摩尔纹的自动成像立体显示设备。
为了实现上述目的，本实用新型的利用倾斜光栅的自动成像立体显示设备包括
一液晶显示器；一叠放在所述液晶显示器上的光栅，所述光栅沿所述液晶显示器纵向以一特定的角度倾斜，所述光栅的尺寸与所述液晶显示器相同，并且所述光栅中的每一个透镜与所述液晶显示器的每个像素通过摩尔干涉测量法精确地对准。
优选地，所述液晶显示器是垂直像素液晶显示器，所述光栅由一组显微透镜阵列构成。
本实用新型所使用的光栅由与液晶显示器屏幕相匹配的高透光率材料例如聚甲基丙烯酸甲酯制成。
优选地，所述自动成像立体显示设备的可视角度范围为0-120度。
借助本实用新型，观看者无需配戴立体眼镜或其他任何辅助观看设备就可以在液晶显示器前方左右120度视角内观看到清晰的立体效果，并且去除了60％的摩尔纹。
下面，将结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行进一步详细的说明，其中图1示出了根据本实用新型的自动成像立体显示设备的侧视图；图2示出了本实用新型所使用的光栅的立体图；图3示出了光栅与液晶显示器结合的截面详细示意图；图4示出了光栅倾斜叠放在液晶显示器上的示意图；图5示出了不同观看位置的成像示意图。
具体实施方式
如图1所示出的，根据本实用新型的自动成像立体显示设备包含一台液晶显示器1，该液晶显示器1例如可以为市场上可购买到的任意合适尺寸的垂直像素液晶显示器。由一组显微透镜阵列构成的光栅2被倾斜地放置在所述液晶显示器1的水平面板之上，所述光栅2的尺寸与所述液晶显示器1相同，这样通过透镜的折射作用，显示元素就会被看到。为了实现自动立体成像，所述光栅2沿液晶显示器1纵向以一特定角度倾斜，并且所述光栅2中的每一个透镜与所述液晶显示器1的每个像素通过摩尔干涉测量法精确地对准，以确保该光栅2只在水平方向上发生折射。
图2示出了本实用新型所使用的光栅2的立体图，其中显微透镜阵列以一个特定的倾斜角度平行排列，光栅2的栅距和厚度等相关数据根据不同的液晶显示器类型各有所不同。所述光栅2通常由与液晶显示器屏幕相匹配的材料制成，只要保证其具有良好的透光性以及可切割性，例如可以选用聚甲基丙烯酸甲酯制造光栅，以便确保在该光栅2与液晶显示器1结合以后或者即使外界温度发生变化时也能保持与液晶显示器的像素以及光学元素的对准。
图3示出了光栅2与液晶显示器1结合的截面详细示意图。从图中可以看到所述显示屏依次包括上偏光板3、第一玻璃基板4、第一彩色滤光片5、液晶单元6、第二彩色滤光片7、第二玻璃基板8以及下偏光板9，所述光栅2被放置在上偏光板3之上。在不同的观看位置(光路的来源)都可以通过光栅2中的显微透镜的折射和衍射作用将液晶单元所显示的图像传送给观看者，从而使观看者在不同的位置都可以观看到立体图像效果。
在图4中可以清楚地示出了光栅2以一特定的角度被倾斜地叠放在液晶显示器1上。由于液晶显示器1的像素间距产生的黑色覆盖将会引起出现摩尔纹现象，本实用新型的显示设备通过将黑色覆盖延展开并且使画面间的转换变得更为顺畅来隐藏这种黑色覆盖，同时借助光栅2中的显微透镜的折射和衍射作用，可以将液晶显示器1的像素间的黑色覆盖折射掉，从而使使用者感到他们所看到的是“连续的物体”而不是一系列跳动的画面。当使用者在显示器前方左右移动时，他将始终能够看到一定数量的、但实际上不可察觉的黑色覆盖，从而有效地去除了摩尔纹，画面的立体效果也会得到增强，同时该显示设备的可视角度范围也扩展为0-120度。
图5示出了根据本实用新型的显示设备在不同观看位置的成像示意图。在直线A的位置上可以看到两幅略有不同的画面(第1、2幅画面)，大脑对这两幅画面进行组合，从而可以产生立体图像的效果。当使用者移动头部到了直线B的位置上，视线会看到第7幅和第8幅画面，在C位置上第5幅和第6幅画面会进入到视角中。这样，在使用者移动的过程中，画面之间的转换是渐进的，这样就可以取得画面的淡入淡出效果，从而得到一系列连续的而不是跳动的画面。
本实用新型的自动成像立体显示设备不仅可以呈现清晰的立体图像，更可以去除60％的摩尔纹，同时其观看角度也增大到120度，从而为使用者提供了更为优良的立体成像效果。
权利要求1.一种利用倾斜光栅的自动成像立体显示设备，其特征在于，所述设备包括一液晶显示器；一叠放在所述液晶显示器上的光栅，所述光栅沿所述液晶显示器纵向以一特定的角度倾斜，所述光栅的尺寸与所述液晶显示器相同，并且所述光栅中的每一个透镜与所述液晶显示器的每个像素通过摩尔干涉测量法精确地对准。
2.根据权利要求1所述的自动成像立体显示设备，其特征在于，所述液晶显示器是垂直像素液晶显示器。
3.根据权利要求1或2所述的自动成像立体显示设备，其特征在于，所述光栅由一组显微透镜阵列构成。
4.根据权利要求1或2所述的自动成像立体显示设备，其特征在于，所述光栅由与液晶显示器屏幕相匹配的高透光率材料制成。
5.根据权利要求3所述的自动成像立体显示设备，其特征在于，所述光栅由与液晶显示器屏幕相匹配的高透光率材料制成。
6.根据权利要求5所述的自动成像立体显示设备，其特征在于，所述高透光率材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
7.根据权利要求4所述的自动成像立体显示设备，其特征在于，所述高透光率材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
8.根据权利要求1、2、5-7之一所述的自动成像立体显示设备，其特征在于，自动成像立体显示设备的可视角度范围为0-120度。
9.根据权利要求3所述的自动成像立体显示设备，其特征在于，自动成像立体显示设备的可视角度范围为0-120度。
10.根据权利要求4所述的自动成像立体显示设备，其特征在于，自动成像立体显示设备的可视角度范围为0-120度。
专利摘要本实用新型提供了一种利用倾斜光栅的自动成像立体显示设备，其包括一液晶显示器；一叠放在所述液晶显示器上的光栅，所述光栅沿所述液晶显示器纵向以一特定的角度倾斜，所述光栅的尺寸与所述液晶显示器相同，并且所述光栅中的每一个透镜与所述液晶显示器的每个像素通过摩尔干涉测量法精确地对准。优选地，所述液晶显示器是垂直像素液晶显示器，所述光栅由一组显微透镜阵列构成并且由与液晶显示器屏幕相匹配的高透光率材料制成。优选地，自动成像立体显示设备的可视角度范围为0－120度。借助本实用新型，观看者无需佩戴立体眼镜或其他任何辅助观看设备就可以在液晶显示器前方左右120度视角内观看到清晰的立体效果，并且去除了60％的摩尔纹。
文档编号G02F1/13GK2929757SQ20062011314
公开日2007年8月1日 申请日期2006年4月20日 优先权日2006年4月20日
发明者戈张 申请人:北京超多维科技有限公司