[实用新型]一种柱面光栅高清LCD自由立体显示器

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及自由立体显示技术领域，尤其是涉及到一种新型的柱面光栅高清LCD自由立体显示器。

【背景技术】

由于立体显示能够提供给人们更多的信息，日益受到人们的青睐，成为今后显示技术的发展趋势，对于航空航天、科学教育、医学、考古、军事、娱乐等各个领域的发展具有重要的推动作用。近年来，随着显示技术的不断发展，通过佩戴专用眼镜或者其它辅助设备来观赏立体视觉图像的方式，由于给用户带来的众多不便，已经不能满足现在的需求，众多不需要辅助视具的裸眼立体显示技术应运而生。现有的平板立体显示主要是以人的双眼视差原理为基础的，主要有柱镜光栅立体显示和狭缝光栅立体显示两种。柱镜光栅立体显示易于加工、立体效果突出、适合于大型尺寸显示、显示亮度高、成本低，因此成为立体显示的发展方向。

狭缝光栅和柱面光栅都有两种放置方式，前置式和后置式，利用它们对光的折射原理而产生立体感。狭缝式自由立体显示适合于中小尺寸，易于实现；但是由于挡光部分的存在，大大降低了三维显示亮度和对比度，从而影响了整个三维显示效果。虽然目前可以通过改变光源类型以及增加光学膜组来改进，但显示亮度仍不容乐观，且制作过程烦琐，大大限制了立体显示的发展。柱面光栅能够保证光线全部透过，且易于加工、成本低，因此柱面光栅自由立体显示装置得到大力发展和普及。

【发明内容】

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种柱面光栅高清LCD自由立体显示器，它能够大大提高显示亮度，同时它的大型化更有利于改善立体显示效果，且非常容易实现和普及。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种新型的柱面光栅高清LCD自由立体显示器，从下向上依次为液晶屏、有机玻璃、柱面光栅、钢化玻璃。

所述液晶屏是47寸。

所述的有机玻璃的厚度为1mm。

所述的柱面光栅3是由许多结构参数和性能完全相同的小圆柱透镜组成，其凸面面向液晶屏。

所述有机玻璃与液晶屏和柱面光栅之间通过四周贴双面胶来粘接。

本实用新型的优点是：结构简单，使用方便，立体视觉效果好，成本低，非常实用，具有非常好的市场应用前景。

【附图说明】

图1是本实用新型柱面光栅高清LCD自由立体显示器的结构示意图。

图2是单个柱面透镜及其成像原理示意图。

图3是柱面光栅与液晶面板贴合示意图。

图4是柱面光栅与像素夹角示意图。

图5是该实用新型柱面光栅高清LCD自由立体显示器的成像示意图。

【具体实施方式】

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

请参阅图1所示，一种新型的柱面光栅高清LCD自由立体显示器，主要包括4大部分，从下向上依次为液晶屏1、有机玻璃2、柱面光栅3、钢化玻璃4。

液晶屏1采用的是47寸的奇美高清屏，物理分辨率为1920×1080，子像素大小为0.543mm，使显示的图像更加清晰。所述的液晶屏1是市场上可以买到的常规液晶屏。

所述的有机玻璃2的厚度为1mm，主要是为了调整光栅焦距的位置和减小光栅形变。有机玻璃2的作用是确保像素平面位于柱面光栅的焦平面上，因为只有这样，才能产生比较强的立体效果，同时其高透过率几乎不损失光强。放大率m，观察距离D以及透镜焦距f之间的关系可以表示为                                                。

所述的柱面光栅3是由许多结构参数和性能完全相同的小圆柱透镜组成，其凸面面向液晶屏1，如图2所示，是单个圆柱透镜及其成像原理示意图。柱面光栅3是立体显示装置中的核心元件，由柱面光栅的周期性以及液晶像素的黑色矩阵产生的莫尔条纹大大影响了显示效果。为了尽可能的消除莫尔条纹，需要将柱面光栅3倾斜一定的角度，如图3所示，理论和实验表明夹角与像素大小以及光栅周期有关。由于液晶显示器的像素都是由红、绿、蓝三色组合，其长宽比为3：1，所以倾角只能为一般，都取、、…，如图4所示。另外，倾角的存在，还能够平衡纵向和横向分辨率，确保图像不发生变形。倾角的不同，影像的个数以及排列方式也不同，单个柱状透镜下可以放入的影像数量为：

其中，View/Lens为单个透镜下放入的影像数，Pitch为柱面光栅周期，sub_pixel为子像素大小，θ为柱面光栅与液晶面板的夹角。