[发明专利]一种自由立体显示系统

说明书

本发明提供了一种自由立体显示系统，包括控光结构和扩散结构；光路上依次设置所述控光结构和所述扩散结构；所述控光结构包括相互交替设置的透光单元和遮光单元；所述透光单元用于控制光线在水平方向上的射向；所述遮光单元用于对光线进行遮挡；所述扩散结构用于在水平方向上对光线进行扩散。本发明通过相互交替设置透光单元和遮光单元，使得原本进入相邻透光单元的光线被遮光单元遮挡，光线无法透过，使得光线只能进入间隔一定距离的下一透光单元形成其他主视区，从而增加了主视区的角度和可填充视点数，使得显示效果和运动视差更加平滑。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种自由立体显示系统。

背景技术

随着科技的飞速发展和生活质量的提高，人们已经不能满足于二维平面显示所提供的观感和信息量。在科研、军事和娱乐生活等各个场景中，对三维信息的采集和重建的必要性已经越来越凸显。目前绝大多数的三维立体显示技术都是利用人眼的双目视差原理，即利用进入人左右眼的内容的差异使人脑获取三维视觉。早期人们对三维显示信息的获取需要佩戴3D眼镜或者头盔，阻碍了人们的自然视觉感受。不需要佩戴任何设备的自由立体显示技术(即裸眼3D)成为人们追求的目标。现有技术中，裸眼3D显示器技术是透镜光栅和狭缝光栅的方案。

图1为现有技术提供的柱镜光栅立体显示器原理示意图，如图1所示，柱透镜阵列的作用是将不同像素的位置信息转化为不同视点光强的方向信息。通过一排垂直排列的柱透镜阵列控制液晶显示面板中左右图像光线的射向，使右眼图像聚焦于观看者右眼，左眼图像聚焦于观看者左眼，从而让观看者在不同角度看到不同的影像，产生立体影像。

图2为现有技术提供的狭缝光栅立体显示器原理示意图，如图2所示，基于狭缝光栅的裸眼3D显示设备由2D液晶显示器与狭缝光栅两部分组成。通过在2D显示器上加载多个视点的图像编码信息，可以让不同的视差图像在空间中不同位置处成像，从而实现裸眼3D的显示效果。3D显示中的狭缝光栅可以看作是由周期性的透光条与遮光条交替排列共同组成的，遮光条可以保证完全挡住光线。

柱透镜光栅和狭缝光栅需要倾斜一定角度，以消除LCD像素空间周期与光栅空间周期形成的莫尔条纹。用于自由立体显示器的2D显示器一般为LCD液晶显示器和LED显示器，LCD显示器像素排布紧密，分辨率高，已经成为家用的主流显示器。LED显示器亮度高，不受环境光的影响，而且可实现无缝拼接，适用于大型户外展示。

然而，现有技术至少存在以下技术缺陷：图3为现有技术提供的视区跳变现象形成原理示意图，如图3所示的四视点的显示系统，各像素发出的光线一部分进入正前方的透镜(或狭缝)形成一个视区，称为主视区；还会进入左右相邻的透镜(或狭缝)形成下一个视区，这样会导致整个观看区域内存在多个重复视区周期，在最终显示效果中每一个显示周期的角度较小(一般仅为10度左右)。观察者在水平移动时会感觉到明显的视区间的周期跳变，影响观看质量，这也是目前影响三维显示系统效果的首要因素。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供一种自由立体显示系统。

本发明提供的一种自由立体显示系统，包括控光结构和扩散结构；光路上依次设置所述控光结构和所述扩散结构；所述控光结构包括相互交替设置的透光单元和遮光单元；所述透光单元用于控制光线在水平方向上的射向；所述遮光单元用于对光线进行遮挡；所述扩散结构用于在水平方向上对光线进行扩散。

其中，所述控光结构具体包括柱透镜光栅和狭缝光栅，所述柱透镜光栅和所述狭缝光栅在光路上紧贴设置；所述柱透镜光栅中的单个透镜与所述狭缝光栅中的透光条组成所述透光单元，且所述透光条与单个透镜正对设置，所述透光条与单个透镜的宽度相同；所述柱透镜光栅中的至少一个透镜与所述狭缝光栅中的遮光条组成所述遮光单元，且所述遮光条与至少一个透镜正对设置，所述遮光条与至少一个透镜的宽度相同。