一种狭缝光栅及裸眼三维图像显示装置

1.本实用新型涉及三维图像显示技术领域，尤其涉及一种狭缝光栅及裸眼三维图像显示装置。


背景技术：

2.三维(three-dimensional,3d)影像显示技术，是一种新型显示技术，与普通画面显示相比，3d技术可以使画面变得立体逼真，图像不再局限于屏幕的平面上，仿佛能够走出屏幕外面，让观众有身临其境的感觉。
3.狭缝光栅是一种有效且成本低廉的裸眼3d显示控光结构，它能有效对平面显示器像素发出的光线进行遮挡控光，使光线以特定角度出射，在空间中形成视点，从而形成视差，使人眼观看到具有立体感的3d影像。以形成2视点为例，狭缝光栅控制像素光线形成视点的原理示意图如图1所示。
4.现有狭缝光栅在节距确定的情况下，可产生的视点数目少，人单眼看到的视点数目不足，从而会有人眼辐辏和调节之间的矛盾问题，这将导致人眼观看3d影像会有眩晕感和疲劳感。


技术实现要素：

5.为克服现有平板光场显示技术存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种狭缝光栅及裸眼三维图像显示装置。
6.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
7.一种狭缝光栅，包括：在节距周期内，所述狭缝光栅的偶数节距单元内狭缝开缝位置与奇数节距单元内狭缝开缝位置相对距离不同。
8.所述狭缝光栅的偶数节距单元内狭缝开缝位置相对于奇数节距单元内狭缝开缝位置平移设定距离；所述狭缝开缝位置为每个节距周期狭缝开缝中心位置与节距单元起始位置的相对距离。
9.节距为w
p
，缝宽度为wh，每个节距周期狭缝开缝中心位置与节距单元起始位置的相对距离为di，其中i表示所述狭缝光栅节距单元从左向右的序号；所述狭缝光栅的相对开缝位置di为：
[0010][0011]
其中，α为相邻奇、偶节距单元开缝位置的相对平移量。
[0012]
一种裸眼三维图像显示装置，包括如上所述的狭缝光栅及平面显示器，其中，
[0013]
所述狭缝光栅横向设于所述平面显示器的出光侧，包括多个间隔设置的遮挡区和狭缝开缝。
[0014]
所述狭缝光栅及平面显示器间距离能够根据需要调整。
[0015]
所述狭缝光栅及平面显示器间距离根据狭缝光栅与视点的距离调整；或根据狭缝
光栅及平面显示器间距离调整狭缝光栅与视点的距离。
[0016]
所述平面显示器光线通过所述狭缝光栅后形成两组视点，每组包括两个视点。
[0017]
所述两组视点中两个视点的距离为：
[0018][0019]
其中，we为两个视点的距离；α为狭缝光栅中相邻奇、偶节距单元开缝位置的相对平移量；w
p
为狭缝光栅的节距；wh为狭缝光栅的缝宽度；d为狭缝光栅奇数节距周期狭缝开缝中心位置与节距单元起始位置的相对距离；p为平面显示器中像素的宽度。
[0020]
所述狭缝光栅根据如下方式设计：
[0021][0022][0023]
其中，l为所述狭缝光栅与视点的距离，l为所述狭缝光栅与平面显示器的距离，t为两个视点之间的水平距离。
[0024]
所述遮挡区为能够遮挡平面显示器光线的不透光材料。
[0025]
本实用新型的有益效果是：
[0026]
本实施例中，通过设置狭缝光栅在节距周期内的偶数节距单元内狭缝开缝位置与奇数节距单元内狭缝开缝位置相对距离不同，有规律地调整狭缝光栅的狭缝开缝位置，可以产生两倍于传统狭缝光栅的视点数目，从而消除人眼辐辏和调节之间出现矛盾的问题。当作为裸眼三维图像显示装置时，不同的狭缝开缝位置使得产生的两组视点之间的距离如果小于人眼瞳缝尺寸，则能够有效提升单眼可视视点数目，为解决人眼辐辏和调节矛盾提供实现可行性。
附图说明
[0027]
图1为现有技术中狭缝光栅控光形成视点原理示意图；
[0028]
图2为本实用新型实施例提供的狭缝光栅结构示意图；
[0029]
图3为本实用新型实施例提供的狭缝光栅构建裸眼三维图像显示装置的原理示意图。
具体实施方式
[0030]
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0031]
消除观看不适感的方法为使人单眼观看到视点数目增多，因而，本实施例提出的非均匀狭缝光栅相比于传统的狭缝光栅结构，可以产生两倍于传统狭缝光栅的视点数目，从而消除人眼辐辏和调节之间的矛盾问题。
[0032]
本实施例中，视差为采用立体相机拍摄同一场景所获得的多幅稍有差异的图像称
为视差图像，而这些视差图像所展现出来的二维显示信息的组合为视差。水平/垂直视差为采用立体相机在水平/垂直方向上拍摄同一场景所获得的多幅稍有差异的图像称为视差图像，而这些视差图像所展现出来的二维显示信息的组合为水平/垂直视差。全视差指所拍摄图像既有水平视差信息又有垂直视差信息。
[0033]
视点为在某一个角度观察物体所看到的二维光信息。节距为控光装置(本实施例中以狭缝光栅为例)周期性结构的一个周期的水平宽度。
[0034]
本实施例提供一种狭缝光栅，如图2所示，包括在节距周期内，所述狭缝光栅的偶数节距单元内狭缝开缝位置与奇数节距单元内狭缝开缝位置不同。
[0035]
所述狭缝光栅的偶数节距单元内狭缝开缝位置相对于奇数节距单元内狭缝开缝位置平移设定距离；所述狭缝开缝位置为每个节距周期狭缝开缝中心位置与节距单元起始位置的相对距离。
[0036]
节距为w
p
，缝宽度为wh，每个节距周期狭缝开缝中心位置与节距单元起始位置的相对距离为di，其中i表示所述狭缝光栅节距单元从左向右的序号；所述狭缝光栅的相对开缝位置di为：
[0037][0038]
其中，α为相邻奇、偶节距单元开缝位置的相对平移量。
[0039]
本实施例中，相对于传统狭缝光栅来说，在节距周期内，偶数节距单元内狭缝开缝位置与奇数节距单元内狭缝开缝位置不同，设节距为w
p
，缝宽度为wh，每个节距周期狭缝开缝中心位置与节距单元起始位置的相对距离为di，其中i表示图2中节距单元从左向右的序号。
[0040]
本实施例中，利用上述的狭缝光栅控制像素光线形成视点，从而构建裸眼三维图像显示装置的原理如图3所示，其中，
[0041]
对比以图1所示的现有技术中的狭缝光栅控光形成视点原理示意，使用相同数量像素来构建视点，本实施例提供方案的视点数目变为4，为图1所述方式视点数目的两倍。
[0042]
具体来说，本实施例提供的裸眼三维图像显示装置，包括如上所述的狭缝光栅及平面显示器，所述平面显示器包括液晶显示器、led显示器等平面成像的显示设备；其中，
[0043]
所述狭缝光栅横向设于所述平面显示器的出光侧，包括多个间隔设置的遮挡区和狭缝开缝。
[0044]
所述狭缝光栅及平面显示器间距离能够根据需要调整。
[0045]
所述狭缝光栅及平面显示器间距离根据狭缝光栅与视点的距离调整；或根据狭缝光栅及平面显示器间距离调整狭缝光栅与视点的距离。
[0046]
所述平面显示器光线通过所述狭缝光栅后形成两组视点，每组包括两个视点。
[0047]
所述两组视点中两个视点的距离为：
[0048][0049]
其中，we为两个视点的距离；α为狭缝光栅中相邻奇、偶节距单元开缝位置的相对平移量；w
p
为狭缝光栅的节距；wh为狭缝光栅的缝宽度；d为狭缝光栅奇数节距周期狭缝开缝
中心位置与节距单元起始位置的相对距离；p为平面显示器中像素的宽度。
[0050]
所述狭缝光栅根据如下方式设计：
[0051][0052][0053]
其中，l为所述狭缝光栅与视点的距离，l为所述狭缝光栅与平面显示器的距离，t为两个视点之间的水平距离。
[0054]
根据应用场景，确定了t与l的数值，可以根据上述公式获得狭缝光栅的ws、w
p
和观看距离l，从而确定具体的狭缝光栅各项结构数据。
[0055]
狭缝光栅的遮挡区为能够遮挡平面显示器光线的不透光材料。
[0056]
本实施例中，通过狭缝光栅在节距周期内的偶数节距单元内狭缝开缝位置与奇数节距单元内狭缝开缝位置地相对距离，有规律地调整狭缝光栅的狭缝开缝位置，可以产生两倍于传统狭缝光栅的视点数目，从而消除人眼辐辏和调节之间出现矛盾的问题。当作为裸眼三维图像显示装置时，不同的狭缝开缝位置使得产生的两组视点之间的距离如果小于人眼瞳缝尺寸，则能够有效提升单眼可视视点数目，为解决人眼辐辏和调节矛盾提供实现可行性。
[0057]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“顶”、“底”、”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0058]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0059]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。