[发明专利]一种用于裸眼立体显示的分光系统

说明书

技术领域

本发明涉及裸眼立体显示光学系统领域，具体为一种用于裸眼立体显示的分光系统。

背景技术

现有技术中，视差式的裸眼立体显示方法主要有视差屏障式（前置、后置）和柱镜式方法两种。视差屏障立体显示技术利用安置在背光模块及LCD面板间垂直方向的一系列遮光条纹形成视差屏障，将左眼及右眼的画面分开，这样就可得到3D影像，也有的方案将视差屏障装置在LCD前方。目前视差屏障一般用液晶实现，这样可以通过控制视差屏障的开关，无视差屏障时显示2D图像，有视差屏障时显示3D图像。这种技术的缺点是视差屏障阻挡光线，显示屏亮度将随之降低。另外，在观看立体画面时显示屏分辨率会下降一半（双视点），多视点显示屏的分辨率将等比例降低。

柱状透镜立体显示技术最早由三洋提出，后来飞利浦投入很大力量进行研究。该技术在液晶面板上加一层微柱状透镜膜，柱状透镜精确对齐液晶屏的一组像素点，各像素点位于柱状透镜的焦平面上，这样不同像素点就被透镜投影到不同方向，控制显示屏像素的显示就可将给左右眼的可视画面分开，分别送到左右眼中，实现3D显示。飞利浦方案中，柱状透镜也填充了液晶，可以控制透镜的折射率，折射光线时实现3D显示，不折射光线时，则为2D显示。柱状透镜技术不会阻挡背光，显示器亮度不受影响，但由于它也是将不同像素分别投射到左右眼中，这与视差屏障技术相同，所以3D显示时分辨率仍将降低，多视点的情况下分辨率也会成倍降低。

还有一种新型的视差式的裸眼立体显示方法，该立体显示方法采用高频像源输出高频左右眼视差图像，图像光线以平行光方式时分交错输出，经过分光元件形成梳状分布（空间周期性均匀分布，且相邻子像源间距与子像源宽度相等），梳状分布经透镜组形成虚像，虚像再经过透反式光阀幕、贴有偏振片光阀幕、反射镜等，可实现左右眼图像分离，形成立体显示。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于裸眼立体显示的分光系统，应用于新型的视差式的裸眼立体显示方法中，以实现光的空间调制。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种用于裸眼立体显示的分光系统，应用于高频像源分光，其特征在于：高频像源光路前方依次设置有一级光栅、二级光栅，其中一级光栅为衍射光栅，二级光栅为黑白光栅，高频像源的输出光首先经一级光栅衍射后形成在空间中周期性均匀分布的多个子像源，多个子像源的出射光再经过二级光栅后在空间中形成梳状分布的多个子像源。

所述的一种用于裸眼立体显示的分光系统，其特征在于：一级光栅对高频像源的输出光进行强度空间分布调制，使高频像源输出光光场成周期性空间分布，得到在空间中满足周期性均匀分布的多个子像源。

所述的一种用于裸眼立体显示的分光系统，其特征在于：二级光栅对多个子像源的出射光进行空间梳状分布调制，得到梳状分布的多个子像源，梳状分布的多个子像源图像中，相邻子像源间的间距与单个子像源宽度相等。

本发明提出的分光系统分光效果较好，通过一级衍射光栅的和二级黑白光栅依次对高频像源的出射光进行调制，能大幅度的减少基于视差式立体显示中存在的串扰现象。

附图说明

图1是现有技术中裸眼立体显示分光系统示意图。

图2是本发明分光系统原理示意图。

图3是经过组和光栅后形成的梳状子像源示意图。

具体实施方式

如图1所示。高频像源1的出射光，依次经过分光元件2，透镜组3，进入光阀幕4后被人体左眼接收，经过光阀幕4后再进入带偏振片的得液晶光阀及反射镜组合5后被人体右眼接收。

这种裸眼立体显示分光系统必须要实现像源在空间形成梳状分布，以避免左右眼形成串扰。这是因为该系统采用分时方式显示左右眼图像，而不是左右眼像素奇偶间隔排列的方式（因为奇偶间隔排列的方式会使分辨率降低），如果不进行空间分光，左眼看到的的图像将是一个连续区域，类似的右眼看到的图像也是一个连续区域，在重叠区域处，左右眼图像将产生严重的串扰，无法形成立体感。

如图2所示。高频像源6出射的平行光入射至一级光栅7（衍射光栅），一级光栅7将高频像源6输出的平行光进行强度空间分布，使光场成周期性空间分布，形成呈周期性分布的多个子像源8。二级光栅9（黑白光栅）使子像源8的光场呈梳状分布，形成相邻子像源间的间距和子像源宽度相等的梳状分布的多个子像源10。

如图3所示。单个高频像源经一级光栅后，分成多个子像源，子像源满足：子像源的分布满足空间的周期性均匀分布；再经二级光栅调制成空间梳状分布，此时相邻子像源间的间距和子像源宽度相等，如图3所示。11为t0时刻空间子像源梳状分布图，12为t1时刻空间子像源梳状分布图（右眼），13为t0、t1时刻空间子像源交错分布关系图。