[发明专利]光栅透镜、透镜式光栅及显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种光栅透镜、透镜式光栅及显示装置。

背景技术

3D光栅通常置于显示面板的出光侧（即观看侧）以形成3D显示装置。现有的透镜式光栅（3D光栅的一种）在使用时均为将柱透镜相对与显示面板中像素的行和列倾斜设置。具体如图1所示，透镜式光栅设计、制作时使光栅中的透镜为圆柱透镜的一部分（沿圆柱轴向方向切下的一部分），包括：由平面110和弧面120形成的侧面，及与平面110和弧面120垂直的两个底面130。其中，弧面120为圆柱体侧面的一部分。如图2所示（标有1、2和3的矩形表示不同亚像素显示的视点图像，相同标号的亚像素组成一幅完整的视点图像，不同的视点图像为对同一物体从不同角度拍摄的图像），在应用时，由于会将透镜式光栅的柱透镜倾斜使用，此时从屏幕（屏幕与水平面垂直）的观看侧来看，水平面与透镜相交形成的截面与所述弧面120的相交线为椭圆弧，即与透镜的轴向方向（两个底面130的中心连线的方向）呈预定夹角A且垂直于所述平面的截面与所述弧面120的相交线为椭圆弧。由于透镜倾斜设置，相当于在显示面板前面设置了一椭圆弧面的透镜，椭圆弧面透镜也会对平行光起到汇聚作用，但汇聚焦距不一致，焦点范围较大（不能汇聚到一点），使得显示面板出射的光线通过透镜后产生较大的球差。如图3中虚线椭圆框处所示，通过透镜的光线不能汇聚在一点上。该球差会引起3D串扰增加，进而影响3D视角，使观看视角变窄。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何减轻光线通过透镜式光栅中透镜后产生的球差现象。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种光栅透镜，所述光栅透镜为均匀柱状体，垂直于所述光栅透镜轴线的任一横截面的形状、大小均相同，且包括：由平面和弧面形成的侧面，所述光栅透镜的斜截面与所述弧面的相交线为圆弧，所述斜截面为与所述光栅透镜的轴线呈预定夹角A且垂直于所述平面的任一截面，其中，0°＜A＜90°。

其中，垂直于所述光栅透镜轴线的任一横截面与弧面的交线为非圆弧，对于所述圆弧上的点(x，y)和所述非圆弧上的点(x＇，y＇)满足如下关系：

x′=xsinA    (1)

y′=y    (2)

其中，点(x，y)是以所述斜截面与所述平面交线的中点为原点，在斜截面平面内建立的第一坐标系中的点，点(x＇，y＇)是以所述横截面与所述平面交线的中点为原点，在横截面平面内建立的第二坐标系中的点，

以所述圆弧的圆心为原点，在所述斜截面平面内建立第三坐标系，在所述第三坐标系下，对于圆弧上任一点（X,Y）满足：

X²+Y²=r²    (3)

Y=(r²-X²)^0.5    (4)

L=(r²-P²/4)^0.5    (5)

x=X    (6)

从而得到：

x′=XsinA    (7)

由公式(2)、(3)、(4)和(5)，可推得：

y′=y=Y-L=Y-(r²-P²/4)^0.5=(r²-X²)^0.5-(r²-P²/4)^0.5    (8)

由上述公式(7)和(8)可得到在所述第二坐标系下所述非圆弧上的点的坐标，其中，P为栅距，r为所述圆弧的半径，L为所述圆弧的圆心到所述斜截面与平面的交线的距离。

本发明还提供了一种透镜式光栅，包括光栅基板，还包括位于所述光栅基板上的上述的光栅透镜形成的阵列。

其中，所述光栅透镜的平面为与所述光栅基板的表面的接触面。

本发明还提供了一种显示装置，包括显示面板，还包括位于所述显示面板出光侧的上述的透镜式光栅。

其中，所述光栅透镜位于光栅基板上背离所述显示面板的一侧。

其中，所述光栅透镜位于所述光栅基板和显示面板之间。

其中，所述光栅透镜的轴向方向与所述显示面板中像素阵列横向方向呈所述预定夹角A。

（三）有益效果