[发明专利]3D显示装置

说明书

技术领域

本申请涉及3D显示领域，具体而言，涉及一种3D显示装置。

背景技术

裸眼3D显示的基本原理是利用狭缝光栅的遮挡效应或柱状透镜光栅的折射效应等引导光线，使双眼分别看到2幅具有视差信息的画面，从而产生立体视觉的效果。例如利用柱状透镜光栅的折射分光作用，将具有视差信息的2幅图案的像素分为若干列，以该2幅图像中相同位置(相对于每幅图案的位置)的像素列为一组，像素列平行于柱镜长度方向，其位置设置在一个柱状透镜焦点附近，这样该2个像素列经同一个柱状透镜分别投射到左右眼，若干个像素列组成的具有视差信息的图像最终可以分别在左右眼视网膜上形成，再经大脑系统处理获取视差信息而形成立体视觉。

普通裸眼3D显示装置可以显示2幅视差图像，这2幅图像经过柱状透镜2'(一般称为1图01'和2图02'，且1图01'和2图02'对应的像素列称为第一像素列11'与第二像素列12')在观看空间交替出现，观看者若是左眼看到1图01'、右眼看到2图02'，就能通过大脑合成景深感，从而感受到立体视觉，但是实际上观看者很容易因为头部的略微移动而使左眼看到2图02'、右眼看到1图01'，大脑感受到错误的景深信息，从而导致眩晕感，降低使用体验，见图1。

现有技术采用多视点方案来改进此问题，即将n幅(n＞2)具有连续视差信息的视差图投射到空间中，使人眼可以在一个较大的范围内看到连续几幅具有连续视差的图像，也即人的头部可以在一个较大的范围内持续观看到3D立体画面。

相比于显示2幅视差图的方案，该方案是取具有连续视差信息的n幅图案内的像素依次以每n个像素列为一组，像素列平行于柱镜长度方向，其位置设置在一个柱状透镜焦点附近。如图2所示，以n＝5为例，具有5幅连续视差的图像的像素列分别依次以5个为一组，5个像素列依次是第一像素列11'、第二像素列12'、第三像素列13'、第四像素列14'与第五像素列15'，这样该5个像素列分别以连续排列方式经同一个柱状透镜2'投射到观看空间，若干个像素列组成的每幅具有视差信息的图像最终可以分别在左右眼视网膜上形成，观察者100的头部在一个较大的范围内持续移动时，可以依次观看到1图01'、2图02'、3图03'、4图04'、5图05'…1图01'…5图05'…，因此，观察者100的头部可以在一个较大的范围内持续观看到3D立体画面，大幅降低了如2幅视差图那样看到顺序颠倒的视差的机会，提高了观看感受。

但是由于传统多视点方案中，设计几个视点，如图3所示，就必须由一个1图01'、2图02'、3图03'、4图04'、5图05'对应的透镜遮盖住几个分属于不同视点图像的像素列，因此，柱状透镜覆盖的像素列较多，导致圆弧弦长加大，且要保证焦点位置的不变，就必须增大柱状透镜的矢高，如图3所示。由于现有柱状透镜光栅生产方案均采用压印成型技术(热压或UV压印)，矢高越高，在生产中容易导致透镜面型结构在压印过程中产生塌陷造成面型误差和/或压印脱模不良等问题。同时，矢高越高，生产所耗费材料越多，造成生产成本较高。

并且，同时经过理论计算及实验发现，柱状透镜覆盖的像素列越多，在保证相同最佳观看距离的前提下，柱状透镜光学中心所在平面距离显示面板像素阵列所在平面的距离就越大，这会直接导致最终的产品厚度和重量的增加。

类似的问题在狭缝光栅(Barrier)作为3D光学元件的场景中也仍然存在。狭缝光栅包括多个彼此交错排列的遮光区和透光区，相邻的一个遮光区和一个透光区构成“一个周期”，即构成一个狭缝光栅，在例如现有技术中，这里的一个周期覆盖多个像素列，因此在保证相同最佳观看距离的前提下，狭缝光栅光学中心所在平面距离显示面板像素阵列所在平面的距离仍然较大，这也会导致产品厚度和重量的增加。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种3D显示装置，以解决现有技术中的视点较多的情况下3D显示装置厚度较大的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种3D显示装置，该3D显示装置包括：显示元件，包括显示面板，上述显示面板包括多个依次排列的像素列；3D光学元件，设置在上述显示面板的一侧，上述3D光学元件包括依次排列的多个光学单元，上述光学单元与上述像素列一一对应，且任意相邻的两个上述光学单元之间的间距为P_L，任意相邻的两个上述像素列之间的间距为P_p，且P_L>P_p或P_L<P_p。