[发明专利]一种基于正交偏振方向性背光源的多视点3D显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及3D显示技术，更具体地说，本发明涉及多视点3D显示技术。

背景技术

狭缝光栅3D显示器是一种无需任何助视设备的低成本光栅3D显示器。它通过垂直的透光条，将2D显示面板上不同区域的像素投射到不同的水平方向上，从而实现3D显示。多视点狭缝光栅3D显示能够在多个方向上提供多幅视差图像，从而提供更好的立体视觉体验。多视点狭缝光栅3D显示装置通常由2D显示面板和狭缝光栅组成，2D显示面板用于提供来自同一立体场景的N幅（N大于2）视差图像，狭缝光栅利用挡光原理，将这些视差图像在水平方向上进行分开，形成不同的视点。当观看者双眼分别处于不同的视点时，就能够观看到对应的视差图像，从而实现立体感观。然而，观看者所看到图像的水平分辨率（图像每一行的像素数目）为2D显示屏的1/N，而其垂直分辨率（图像每一列的像素数目）却保持不变，这样的分辨率差异会恶化图像的显示质量。

发明内容

本发明提出了一种基于正交偏振方向性背光源的多视点3D显示装置。如附图1所示，该装置由正交偏振光源、狭缝光栅和2D显示面板组成，狭缝光栅放置于正交偏振光源和2D显示面板之间。正交偏振光源由宽度均相同的条状光源在一维方向上交替排列而成，相邻条状光源的偏振方向正交，某一条状光源与其相邻的两条条状光源的间距不等。2D显示面板上的相邻像素行的偏振方向正交。正交偏振光源中的条状光源的长轴方向与狭缝光栅的狭缝方向平行，且垂直于2D显示面板上的像素行方向。

附图2为本发明装置的结构原理图，正交偏振光源上偏振方向不同的条状光源经过狭缝调制后，具有特定的投射方向，可以将2D显示面板上对应偏振方向的像素在指定方向上进行显示。设本发明装置的条状光源的宽度为W_s，某一条状光源与其相邻的两条条状光源的间距分别为为D_s和P_s，狭缝光栅狭缝宽度为W_b，光栅节距为P_b，2D显示面板的像素宽度为W_p，相邻视点间距为V，正交偏振光源到狭缝光栅的距离为d₁，狭缝光栅到2D显示面板的距离为d₂，2D显示面板到视点的最佳观看距离为d₃，本发明装置显示的视差图像为N幅。优选地，这些参数应满足：

                                                                                                    （1）

                                                     （2）

                                            （3）

                                               （4）

                                              （5）

                                           （6）

                                                         （7）

式中，k为任意正整数，E为人眼瞳孔间距。

在本发明装置的最佳观看距离上形成水平排列的N个视点，当观看者的左眼和右眼分别处于不同的视点时，可以看到与视点对应的不同的视差图像，从而产生立体感。若2D显示面板的分辨率为X×Y，则每个视点上对应视差图像的分辨率为(2X/N)×(Y/2)。

和视点数目相同的传统狭缝光栅3D显示器相比，本发明装置可以提高水平分辨率，从而提升了图像的显示质量。

四、附图说明

附图1为本发明的结构图，其中的单箭头表示光源和2D显示面板像素的偏振方向。

附图2为本发明的结构原理图，其中正交偏振光源的黑色部分表示此处无条状光源。