[发明专利]光栅、立体显示装置以及立体显示方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及立体显示领域，尤其涉及一种用于立体显示的光栅、立体显示装置以及立体显示方法。

【背景技术】

随着立体显示技术的快速发展，立体显示设备也有了越来越大量的需求，目前裸眼立体显示设备由于不用佩戴专门的3D眼镜，越来越受到人们的关注。现有的裸眼三维立体显示器主要基于双目视差而开发的，主要是光栅式立体显示器。如图1和图2所示，是现有的光栅式立体显示器的结构示意图。光栅式立体显示器需要在平面显示器1(包括普通的液晶显示器LCD、等离子显示器PDP、场发射显示器FED、有机电致发光显示器OLED等)前面加装光栅而成，光栅可分为柱面光栅2和狭缝光栅3，柱面光栅2又称为柱透镜阵列光栅或柱面透镜，狭缝光栅3又称为视差障碍阵列光栅或狭缝档板。

如图3所示，是现有的光栅式立体显示器的使用示意图。平面显示器4所产生的图像光线经过光栅5后进入观看者6的眼睛。如图4所示，是现有的光栅式立体显示器的摩尔纹示意图。由于光栅和平面显示器的像素阵列之间存在周期性干涉，平面显示器的像素阵列7所产生的图像经过光栅8后所显示的图像9中会形成摩尔纹，显然，这种摩尔纹现象对三维立体画面的效果有很大的影响，会破坏图像的观赏性，严重影响视觉效果，引起观看者的不适应感。

为了解决摩尔纹现象，Philips公司在第6064424号美国专利中提出了一种立体显示装置。如图5所示，是该立体显示装置的显示面板的显示阵列元件与平行透镜元件的关系示意图。显示阵列元件10包括以行列方式组成的显示单元12，以及位于显示阵列元件10之上由平行透镜元件16构成的阵列15，平行透镜元件16相对于显示单元的列方向倾斜放置，以便减少摩尔纹的产生。

但是这种立体显示装置仅仅改变了像素阵列的排列方式，而没有改变显示单元之间的遮光线(也就是黑矩阵)的排列方式，由遮光线所形成的遮光线光栅依然存在，下面对此进行详细说明。

图6是平面显示器中的显示单元阵列的结构示意图。如图6所示，显示单元20包括显示红色(R)的子像素21、显示绿色(G)的子像素22和显示蓝色(B)的子像素23。子像素21、22、23之间通过遮光线24相互区隔，遮光线24也称为黑矩阵，遮光线24为多行多列的交叉矩阵结构，行列交叉处是节点25。显示阵列中的显示单元20呈周期性循环排列。在图6中设定子像素21、22、23的窄边与水平方向平行，宽边与垂直方向平行，本领域技术人员应当明白，平面显示器中的显示单元阵列的排列如果发生变化，水平方向与垂直方向也相应发生变化。

图7是根据图6中的显示单元阵列所形成的遮光线光栅的图案示意图。请结合图6，显示单元阵列可以在四个方向上有比较明显的遮光线，从而在水平方向(水平遮光线方向)、垂直方向(垂直遮光线方向)以及两个对角线方向(由子像素的对角连接线形成，也即子像素之间遮光线的节点25连接形成)上形成如图7所示的遮光线光栅。这些黑色遮光线形成规律性的等间距平行排列的遮光线光栅。其中，垂直方向的黑色遮光线所形成的光栅栅距为D1，水平方向的黑色遮光线所形成的光栅栅距为D2，对角线方向的黑色遮光线所形成的光栅栅距为D3或D4。垂直方向和水平方向的遮光线光栅由于是黑色遮光线本身所形成的，因此遮光线方向所形成的光栅图案较遮光线节点的对角线方向所形成的光栅图案更为明显。

而在图5中，立体显示装置所采用的阵列15是由固定倾斜角度的透镜元件16平行排列构成，由于透镜元件16的宽度和排列的倾斜角度都是固定的，因此仍然会形成固定的遮光线光栅。因此，遮光线光栅仍然会与由透镜元件16所形成的光栅结构形成周期性干涉，仍然存在形成摩尔纹的风险。特别是对于显示单元12的对角线方向与平行透镜元件16的倾斜方向较接近的情况下，仍然会形成较严重的摩尔纹。

对于不同型号、不同显示尺寸的平面显示器而言，其显示面板的像素设计、制作工艺会有所差异，造成显示阵列元件10的排列方式和显示单元12的尺寸也会有所差异，所形成的光栅的栅矩和光栅方向也不尽相同，所以在同周期性的光栅之间形成干涉的状态也有所不同，这就决定了不同的显示面板为了消除摩尔纹，可能要求不同的倾斜角度。这显然增加了立体显示器的设计成本和制造成本，也不利于立体显示器的内部器件的通用性和维护性。

【发明内容】

本发明解决的技术问题是提供一种可设置在立体显示器上的光栅，该光栅可有效消除立体显示时形成的摩尔纹。

本发明解决的又一技术问题是提供一种立体显示装置，该立体显示装置可有效消除立体显示时形成的摩尔纹。