一种柱透镜光栅3d电视观看系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种柱透镜光栅3D电视观看系统，尤其涉及一种座椅处于最佳观看距离中的3D电视观看系统。至少包括显示器、柱透镜光栅以及座椅，三者位于同一直线上，所述的柱透镜光栅位于显示器和座椅之间，且显示器的显示平面位于柱透镜光栅的焦平面上，显示平面上的各点发出的光经过柱透镜折射后都能转变成平行光束；所述的座椅与柱透镜光栅之间的距离为D1～D2，此距离为最佳观看距离，其中D1为最短垂直距离，D2为最长垂直距离，观看者在这个最佳观看距离范围内，能够获得较好的立体显示效果和舒适的视觉感知。
【专利说明】一种柱透镜光栅3D电视观看系统
【技术领域】
[0001] 本发明提供了一种柱透镜光栅3D电视观看系统，尤其涉及一种座椅处于最佳观 看距离中的3D电视观看系统，属于3D电视【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 裸眼3D技术可以分为光栅式、体三维式、全息式3D技术。
[0003] 光栅式多视点自由立体显示器由于其结构简单、易于实现、且立体显示效果良好 等优点成为目前主流的立体显示器之一。其主要结构为平板显示器加装狭缝光栅或柱透镜 光栅。
[0004] 多幅视差图像以子像素为单元按一定规律合成为一幅立体图像并显示在平面显 示器上，利用光栅的分光作用使得来源于不同视差图像的光线向不同方向传播，当观看者 位于合适的观看区域时其左右眼观看到不同的视差图像，根据双目视差原理，观看者便可 观看到有立体感的图像。
[0005] 引起柱透镜光栅3D显示器立体观看视疲劳根本原因是两眼集合和焦点调节的不 一致，且这种不一致的程度完全取决于视差图像间视差取值的大小。当视差过大时，两眼集 合和焦点调节的不一致程度加重，从而导致严重的观看视疲劳；视差过小时，两眼集合和焦 点调节的不一致程度减弱，可获得舒适的视觉感知，但同时也削弱了观看者的立体感和沉 浸感。
【发明内容】
[0006] 本发明提供了一种柱透镜光栅3D电视观看系统，解决了【背景技术】中的问题，该系 统中座椅距离柱透镜光栅之间的距离为最佳观看距离，观看者在这个最佳观看距离范围 内，能够获得较好的立体显示效果和舒适的视觉感知。
[0007] 实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
[0008] -种柱透镜光栅3D电视观看系统，至少包括显示器、柱透镜光栅以及座椅，三者 位于同一直线上，所述的柱透镜光栅位于显示器和座椅之间，且显示器的显示平面位于柱 透镜光栅的焦平面上，显示平面上的各点发出的光经过柱透镜折射后都能转变成平行光 束；所述的座椅与柱透镜光栅之间的距离为D1?D2，此距离为最佳观看距离，其中D1为最短
【权利要求】
1. 一种柱透镜光栅3D电视观看系统，至少包括显示器、柱透镜光栅以及座椅，三者位 于同一直线上，其特征在于：所述的柱透镜光栅位于显示器和座椅之间，且显示器的显示平 面位于柱透镜光栅的焦平面上，显示平面上的各点发出的光经过柱透镜折射后都能转变成 平行光束；所述的座椅与柱透镜光栅之间的距离为D1?D2，此距离为最佳观看距离，其中D 1
N为显示平面中单位长度 内所排列光栅柱透镜的个数，r为柱透镜光栅的曲率半径，q为柱透镜光栅的曲率中心到显 示平面的距离，k为人双眼间距，t为显示平面上相邻像素间距； 所述的最短垂直距离D1采用如下方法确定： (1) 、根据柱透镜光栅的单柱面透镜的光传输特性和成像光路分析，计算出整个光栅的 视角范围9,在此视角范围内均能够看到立体效果； (2) 、根据视觉成像原理，当空间的某个物体在人眼的视网膜上所成影像小于一定极限 时，即落在一个锥体细胞范围内时，人眼将无法分辨出这个物体的存在，设物体两点间距离 为AB，物体对眼球所形成的张角即为视角，设为a，设观察距离为D，则视角a的大小取决 于物体两点间距离AB和观察距离D，从三角函数知
当角度a很小时，tga = a，则有a = AB/D ; 当A、B两点的影像A'、B'都落在同一个锥体细胞上时，这两点的影像便融合为一 点，分辨不清；只有A、B两点的影像落在相邻的两个锥体细胞上，A、B两点才能被分辨为 独立的像，这时A、B两点的距离被认为是可分辨的最小距离；两个锥体细胞之间距离为 5pm，人眼球从晶体到视网膜中央凹区的距离为17mm，所以人眼可分辨的最小视角a为：
最长垂直距离D2采用如下方法确定： 设AB为右眼观察视区，BC为左眼观看视区，DE为一个左像素的两个端点，EF为一 个右像素的两个端点，DE发出的光线经过透镜的中心进入到左眼观看区域BC，EF发出 的光线经过透镜的中心进入到右眼观看区域AB，AC = 2K，DF = 2t，则由几何关系得：
2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于：在最短垂直距离D1的计算步骤（2) 中，具体的计算方法为：tP=arCtg p/2q;其中p为透镜节距。
【文档编号】G02B27/22GK104360489SQ201410698870
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】马桃林, 李毅, 钱俊, 李晓旭, 高峰 申请人:武汉褔图科技有限公司