[发明专利]一种柱透镜光栅3D电视观看系统

权利要求书

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D₁为最短垂直距离，D₂为最长垂直距离，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α，设观察距离为D，则视角α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

tgα2=AB2D]]>

当角度α很小时，tgα＝α，则有α＝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5μm，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α为：α=0.005×57.3×6017=1′;]]>

当观察距离为D时，人眼可分辨的两光栅柱透镜间的最小距离为：

AB=α×D=1′×D=D57.3×60;]]>

已知显示平面中单位长度内所排光栅柱透镜的个数为N，则有：

N=12AB;]]>进一步的D=1700N,]]>即可求出最短垂直距离D₁，D1=1700N;]]>

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：ACDF=D′q,2k2t=D′q,]]>进一步的，D′=kqt;]]>从而算得D2=D′-r=kqt-r,]]>其中D′为座椅到显示平面的距离。

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：其中p为透镜节距。