专利名称：一种基于液晶光阀幕装置的裸眼立体显示方法
技术领域：
本发明涉及立体显示方法领域，具体为一种基于液晶光阀幕装置的裸眼立体显示方法。
背景技术：
现有技术中几种基于视差式的裸眼立体显示方法主要有视差屏障式(前置、后置) 和柱镜式方法。视差屏障立体显示技术利用安置在背光模块及LCD面板间垂直方向的一系列遮光条纹形成视差屏障，将左眼及右眼的画面分开，这样就可得到3D影像，也有的方案将视差屏障装置在LCD前方。目前视差屏障一般用液晶实现，这样可以控制视差屏障的开关，无视差屏障时显示2D图像，有视差屏障时显示3D图像。这种技术的缺点是视差屏障阻挡光线，显示屏亮度将随之降低；另外，在观看立体画面时显示屏分辨率会下降一半(双视点)，多视点显示屏的分辨率将等比例降低。柱状透镜立体显示技术最早由三洋提出，后来飞利浦投入很大力量进行研究。该技术在液晶面板上加一层微柱状透镜膜，柱状透镜精确对齐液晶屏的一组像素点，各像素点位于柱状透镜的焦平面上，这样不同像素点就被透镜投影到不同方向，控制显示屏像素的显示就可将给左右眼的可视画面分开，分别送到左右眼中，实现3D显示。飞利浦方案中， 柱状透镜也填充了液晶，可以控制透镜的折射率，折射光线时实现3D显示，不折射光线时， 则为2D显示。柱状透镜技术不会阻挡背光，显示器亮度不受影响，但由于它也是将不同像素分别投射到左右眼中，这与视差屏障技术相同，所以3D显示时分辨率仍将降低，多视点的情况下分辨率也会成倍降低。
发明内容
本发明目的是提供一种基于液晶光阀幕装置的裸眼立体显示方法，以解决现有的裸眼立体显示方法分辨率易降低问题。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为
一种基于液晶光阀幕装置的裸眼立体显示方法，所述立体显示装置包括一个高频像源，高频像源光路前方依次设置有分光元件、透镜组、液晶光阀A、贴有偏振片的液晶光阀 B、反射镜，其特征在于调制高频像源，使高频像源向分光元件分别输出高频的具有视差的左、右眼图像，并通过调制高频像源使左、右眼图像的光线以平行光方式时序交错输出，分光元件将左、右眼图像的输出光调制成梳状分布，梳状分布的左、右眼图像输出光经过透镜组后分别形成虚像；对于左眼图像对应的虚像，使液晶光阀A和液晶光阀B均工作于反射状态，左眼图像大部分光线被液晶光阀A反射至人的左眼，左眼图像小部分光线透过液晶光阀A后入射至液晶光阀B，经液晶光阀B反射并被偏振片改变90度偏振态后，无法再次透过液晶光阀A到达人的右眼；对于右眼图像对应的虚像，使液晶光阀A和液晶光阀B均工作于透射状态，右眼图像光线依次透射过液晶光阀A和单层液晶后，被反射镜反射至人体右眼； 通过切换液晶光阀A和单层液晶的工作状态实现左右眼图像分离，进而实现图像的立体显不。所述的一种基于液晶光阀幕装置的裸眼立体显示方法，其特征在于立体显示装置中，高频像源、分光元件均位于透镜组的焦点范围以内，液晶光阀A所在平面与分光元件呈一定角度；液晶光阀B所在平面、反射镜所在平面分别与液晶光阀A呈一定角度，反射镜位于液晶光阀B后侧并紧贴液晶光阀B。所述的一种基于液晶光阀幕装置的裸眼立体显示方法，其特征在于经过分光元件形成的梳状分布的左、右眼图像，在空间中分别为周期性均勻分布，且相邻子像源间距与子像源宽度相等。所述的一种基于液晶光阀幕装置的裸眼立体显示方法，其特征在于梳状分布的左、右眼图像中各自的子像源分别位于透镜组焦距内，从而使梳状分布的左、右眼图像经过透镜组后形成放大的正立虚像。所述的一种基于液晶光阀幕装置的裸眼立体显示方法，其特征在于像源输出若是左眼图像，大部分图像光线由液晶光阀A反射进入人的左眼，透过的光线无法进入右眼； 像源输出若是右眼图像，大部分光线由反射镜反射进入人的右眼；而左眼及右眼图像都为梳状分布的图像，反射镜与透镜组等呈一定的角度，故反射至右眼的图像相对于左眼图像有一相对位移，可实现左右眼分离，避免串扰。本发明立体显示方法采用虚像成像技术，虚像是光的反射延长线汇聚而成的像， 无需用显示屏承接，直接用人眼观察，具有显示成像清晰、空间立体感、纵深感强的特点，非常适合用于立体显示。因此本发明显示方法避免了其他基于视差法的立体显示方法的立体感、纵深感弱的问题，也避免了其他基于视差法的立体显示方法分辨率易降低的问题，具有强立体感、高纵深感的优点。
图1为本发明光路原理图。
具体实施例方式如图1所示。基于液晶光阀幕立体显示装置由高频像源1、分光元件2、透镜组3、 液晶光阀A4、贴有偏振片的液晶光阀B5及反射镜6组成。高频像源1、分光元件2均位于透镜组4的一倍焦距以内，液晶光阀A4所在平面与分光元2件呈一定角度；液晶光阀B5、 反射镜6与液晶光阀A4成一定角度放置，反射镜6位于液晶光阀B5后侧，紧贴液晶光阀B5 放置。本发明方法中。高频像源1输出高频的左右眼视差图像(通常不低于120HZ)，图像光线以平行光方式时序交错输出，经过分光元件2形成梳状分布(空间周期性均勻分布，且相邻子像源间距与子像源宽度相等)，梳状分布的图像经透镜组3形成虚像，虚像再经过液晶光阀A4 (可工作于透射与反射状态)配合贴有偏振片的液晶光阀B5送入人的左右眼显示，液晶光阀B5与之前的液晶光阀A4之间具有一定夹角，通过调整液晶光阀A4与液晶光阀B5之间的夹角可实现左右眼图像分离，形成立体显示。当高频像源1显示左眼图像时，液晶光阀A4和液晶光阀B5均加上电压，左眼图像经由分光元件2调制后形成空间间隔分布，间距大小与每一子像源大小相等。子像源发出光线经过透镜组3入射到液晶光阀A4上，此时液晶光阀A4处于高反射态，绝大部分光线被反射到观察者的左眼，透过的光线通过贴有偏振片的液晶光阀B5，反射回来的偏振态改变 90度，无法再次透过液晶光阀B5到达右眼，由于空间分布的子像源位于透镜组3 —倍焦距内，因此左眼将看到放大的正立图像(虚像)。同样，当高频像源1显示右眼图像时，液晶光阀A4和液晶光阀B5不加电压(透射态)。大部分光线透过液晶光阀A4和液晶光阀B5，由反射镜6反射进入观察者的右眼。高频像源1高频交替显示左右眼视差图像，利用人眼的视觉残留机理，左右眼分别看到各自图像，通过大脑的融合后，产生立体感。
当高频像源1输出左眼图时，大部分图像光线由液晶光阀A反射进入人的左眼，透过的光线无法进入右眼；若图像是右眼图，大部分光线由反射镜反射进入人的右眼；而左眼及右眼图像都为梳状分布的图像，反射镜与透镜组等呈一定的角度，故反射至右眼的图像相对于左眼图像有一相对位移，可实现左右眼分离，避免串扰。
权利要求
1.一种基于液晶光阀幕装置的裸眼立体显示方法，所述立体显示装置包括一个高频像源，高频像源光路前方依次设置有分光元件、透镜组、液晶光阀A、贴有偏振片的液晶光阀 B、反射镜，其特征在于调制高频像源，使高频像源向分光元件分别输出高频的具有视差的左、右眼图像，并通过调制高频像源使左、右眼图像的光线以平行光方式时序交错输出，分光元件将左、右眼图像的输出光调制成梳状分布，梳状分布的左、右眼图像输出光经过透镜组后分别形成虚像；对于左眼图像对应的虚像，使液晶光阀A和液晶光阀B均工作于反射状态，左眼图像大部分光线被液晶光阀A反射至人的左眼，左眼图像小部分光线透过液晶光阀A后入射至液晶光阀B，经液晶光阀B反射并被偏振片改变90度偏振态后，无法再次透过液晶光阀A到达人的右眼；对于右眼图像对应的虚像，使液晶光阀A和液晶光阀B均工作于透射状态，右眼图像光线依次透射过液晶光阀A和单层液晶后，被反射镜反射至人体右眼； 通过切换液晶光阀A和单层液晶的工作状态实现左右眼图像分离，进而实现图像的立体显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于液晶光阀幕装置的裸眼立体显示方法，其特征在于立体显示装置中，高频像源、分光元件均位于透镜组的焦点范围以内，液晶光阀A所在平面与分光元件呈一定角度；液晶光阀B所在平面、反射镜所在平面分别与液晶光阀A呈一定角度，反射镜位于液晶光阀B后侧并紧贴液晶光阀B。
3.根据权利要求1所述的一种基于液晶光阀幕装置的裸眼立体显示方法，其特征在于经过分光元件形成的梳状分布的左、右眼图像，在空间中分别为周期性均勻分布，且相邻子像源间距与子像源宽度相等。
4.根据权利要求1所述的一种基于液晶光阀幕装置的裸眼立体显示方法，其特征在于梳状分布的左、右眼图像中各自的子像源分别位于透镜组焦距内，从而使梳状分布的左、右眼图像经过透镜组后形成放大的正立虚像。
5.根据权利要求1所述的一种基于液晶光阀幕装置的裸眼立体显示方法，其特征在于像源输出若是左眼图像，大部分图像光线由液晶光阀A反射进入人的左眼，透过的光线无法进入右眼；像源输出若是右眼图像，大部分光线由反射镜反射进入人的右眼；而左眼及右眼图像都为梳状分布的图像，反射镜与透镜组等呈一定的角度，故反射至右眼的图像相对于左眼图像有一相对位移，可实现左右眼分离，避免串扰。
全文摘要
本发明公开了一种基于液晶光阀幕装置的裸眼立体显示方法，采用高频像源输出高频的左右眼视差图像(通常不低于120HZ)，图像光线以平行光方式时序交错输出，经过分光元件形成梳状分布，梳状分布的图像经透镜组形成虚像，再经过液晶光阀A、带偏振片的液晶光阀B配合，实现左右眼图像分离，形成立体显示，以减少串扰。
文档编号H04N13/00GK102364379SQ201110362329
公开日2012年2月29日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者吕国强, 吴娟, 尹静, 胡跃辉 申请人:合肥工业大学