[发明专利]凸透镜型三维图像显示装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及凸透镜型三维图像显示装置，更具体地涉及一种具有凸透镜片的凸透镜型三维图像显示装置和制造该凸透镜型三维图像显示装置的方法。

背景技术

在显示技术、航空航天技术等方面可以使用根据二维(2-D)图像来产生包括三维(3-D)立体像在内的三维图像的技术。使用波纹效应以产生3-D图像的技术不仅在高清晰度电视(HDTV)的应用中可以使用，而且在多种其他应用中也可以使用。

产生3-D立体像的技术包括体积型、全息型和立体型。体积型使用心理幻觉来产生沿着深度方向的幻觉。当观察者在具有宽视角的大屏幕上看到3-D计算机图形图像时，观察者可以体验到光学幻觉。通过以3-D计算机图形技术来计算和实现各种因素，显示的图像可以给予观察者在移动、亮度、阴影等方面的3-D效果。该种类的体积型显示的示例是IMAX^TM电影。在IMAX^TM电影中，使用两个摄像机镜头来表示针对左眼和右眼的图像。这两个镜头按照人眼的平均距离分开。通过针对左眼和右眼在两个分开的胶卷上记录图像，然后同时投影它们，观看者在2D屏幕上产生观看3D图像的错觉。全息类型是公知为最值得注意的用于显示3-D立体像的技术。根据使用的光源还可以进一步划分全息型。例如，存在使用激光的全息显示和使用白光的全息显示。立体型使用心理效应来产生3-D图像。在正常的视觉中，人眼由于两个眼的空间分离而从两个不同的观点观察世界。一般的两眼之间的空间间隔是大约65mm。为了评估物体之间的距离，大脑合成从各个眼睛获得的两个图像。通过合成这两个图像，人们能够看到3-D图像。将上述感知3-D图像的方法称为立体现象。立体型根据是否采用眼镜而可以划分为眼镜型和无眼镜型。无眼镜型使用视差栅格(parallax barrier)、凸透镜阵列或一体的透镜阵列等。在它们中，由于观察者可以简单地通过在显示板上布置凸透镜而不使用任何其他设备，所以现在凸透镜阵列得到了广泛的研究。

图1是说明在根据现有技术的凸透镜型3-D图像显示装置中显示图像的原理的图。如图1所示，该凸透镜型3-D图像显示装置10包括显示板12和凸透镜片14。显示板12显示针对左右两只眼睛的2-D图像。凸透镜片14根据左右两只眼睛分别为2-D图像指定不同的观察区。

显示板12是平板显示(FPD)装置，其示例包括阴极射线管(CRT)、液晶显示(LCD)装置、有机发光显示(OLED)装置、等离子显示板(PDP)和场发射显示(FED)装置。第一和第二红色像素R_R和R_L、第一和第二绿色像素G_R和G_L、以及第一和第二蓝色像素B_R和B_L交替排列在显示板12上。第一红色像素R_R、第一绿色像素G_R以及第一蓝色像素B_R显示针对右眼的图像，而第二红色像素R_L、第二绿色像素G_L以及第二蓝色像素BL显示针对左眼的图像。凸透镜片14包括凸透镜。该凸透镜具有半圆柱形状并规则地排列。

从显示板12发射的2-D图像透过凸透镜片14而到达观察者的左右两只眼睛。大脑合成从每只眼睛获得的2-D图像而感知3-D图像。在上述凸透镜型3-D图像显示装置中，对于凸透镜片14的一个方向上的一个观察者可以感知图像。

有另一种常规的凸透镜型3-D图像显示装置，其中在不同位置的至少两个观察者可以感知来自该凸透镜型3-D图像显示装置的图像。这被称为多视点凸透镜型3-D图像显示装置。

图2示出了常规多视点凸透镜型3-D图像显示装置。在图2中，三个视点处的观察者1、2和3可以从该多视点凸透镜型3-D图像显示装置20感知图像。该多视点凸透镜型3-D图像显示装置20包括显示板22和凸透镜片24。显示板22显示针对左右两只眼睛的2-D图像。该凸透镜具有半圆柱形状并规则地排列。