[发明专利]一种增强裸眼立体显示空间连续性的光栅

说明书

技术领域

本发明涉及立体显示领域，尤其涉及一种增强裸眼立体显示空间连续性的光栅。

背景技术

视差法裸眼立体显示技术是通过在2D显示屏前放置一光栅，利用光栅将2D显示屏分为两图或多图，对应2D显示屏上左右图分别传到人左右眼里，并在大脑中形成立体图像。

如图1，为现有5视点狭缝光栅光路图，图中1~5分别为其5个视点，现有视点之间的距离为人眼瞳孔间距u，一般u取65mm，人眼从一个视区进入下一个视区一般移动的距离为u。

现有的裸眼立体显示技术，相邻的两个视点的距离为人眼瞳距，及在某一可视位置，左眼看到一视点，右眼也看到另一视点，而两眼之间无其它视点。需要移动一个人眼瞳距才能获得另一个可视的立体图案。以现有狭缝光栅为例，根据相似三角形比例关系，可得：

其中，为光栅透光区域长度，为2D像素间距，L为观看距离，D为光栅与2D屏幕距离，u为人眼瞳孔间距。

联立方程组，可得光栅透光区域g与人眼瞳孔u以及像素间距关系为：

其光栅节距p为：

其中，K为显示屏视点数。

如图2，为现有柱透镜光栅结构原理图，由光学知识可得：

柱透镜曲率半径r为

柱透镜节距p为

柱透镜厚度d为

其中，为2D像素节距，L为观看距离，n为柱透镜折射率，Q为相邻视点间距，K为显示屏视点数，D为柱透镜光栅与2D显示屏距离。

现有技术，裸眼立体显示技术相邻的视点间距取Q，其缺点在于需要移动双眼瞳距才能进入下一个视点，立体感的连续性不强。

为了提高3D显示效果在空间上的连续性，现有技术中可采用视点数的增加来提高3D显示效果，会造成3D显示的分辨率和显示亮度下降；为了解决上述问题，可采用高分辨率的2D显示器，又会造成资源浪费，制造成本增加。

基于现有技术裸眼立体显示空间立体感的不连续性，或者利用高成本获得细腻而连续的立体效果，考虑一种低成本的光栅来实现立体效果在空间上的连续性是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种增强裸眼立体显示空间连续性的光栅，利用光栅几何特性造成的周期性以及视点错位观看，实现立体观看效果在微位移上的连续性；本发明的显著优点在于总视点数没有增加，但是增强了3D效果在空间上的连续性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种增强裸眼立体显示空间连续性的光栅，设置光栅，使之在任意可视视角范围内左眼看到视点X，右眼看到下一周期的视点X+1；当人眼在所述可视视点平行线上右移u/(K+1)时，左眼看到视点为X+1，右眼看到下一个周期的等位视点X+2；当人眼在所述可视视点平行线上左移u/(K+1)时，左眼看到视点为X-1，右眼看到下一个周期的视点X；通过移动u/(K+1)，获得视点的变换，配合2D显示屏，应用于裸眼立体显示，以增强裸眼立体显示空间的立体连续性；其中，

K为显示屏视点数；

u为人眼瞳距；

所述可视视点是以K为周期平行排布于有效观看距离L的平行线上；

所述可视视点间隔取u/(K+1)。

在本发明一实施例中，所述光栅为狭缝光栅，所述狭缝光栅包含透光区和遮光区，所述透光区和所述遮光区相错呈周期性排布，其中，

所述透光区宽度为：

所述遮光区宽度为：

其中，u为人眼瞳距，取65mm；为2D像素点点距，K为显示屏视点数。

在本发明一实施例中，所述光栅为柱透镜光栅，包含若干周期性平行排布的柱透镜，其中，

所述柱透镜曲率半径r为：

所述柱透镜节距p为：

所述柱透镜厚度d为：

其中，为2D像素节距，L为观看距离，n为柱透镜折射率，u为双眼瞳孔距离，取65mm，K为显示屏视点数，D为柱透镜光栅与2D显示屏距离；当柱透镜光栅按角度θ倾斜放置时，光栅设计节距。

在本发明一实施例中，所述狭缝光栅为菲林狭缝光栅。

在本发明一实施例中，所述狭缝光栅为液晶光阀。

在本发明一实施例中，所述光栅结构，为直条纹、斜条纹或阶梯状。

在本发明一实施例中，所述柱透镜光栅为液晶柱透镜光栅。

在本发明一实施例中，所述柱透镜光栅为竖直放置或倾斜放置。