(19)中华人民共和国国家知识产权局
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202021209841.0
(22)申请日 2020.06.28
(73)专利权人 成都工业学院
地址 611730 四川省成都市郫都区中信大
道二段1号
(72)发明人 吕国皎 赵百川 刘洋
(51)Int.Cl.
G02B 30/27(2020.01)
G02B 30/30(2020.01)
(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
(54)实用新型名称一种基于双折射柱透镜的立体显示装置(57)摘要一种基于双折射柱透镜的立体显示装置由2D显示面板和双折射柱透镜光栅组成，双折射柱透镜光栅放置于2D显示面板之前；2D显示面板用于提供视差合成图像；视差合成图像上，来自于不同视差图像的纹理单元按列依次排列；每一列中的纹理单元由水平方向上排列的若干像素组成；2D显示面板上的奇偶行纹理单元具有正交偏振方向；双折射柱透镜光栅由双折射材料制成，在其柱透镜曲面上，其对于光线分别具有相对折射率n 1和n 2；双折射柱透镜光栅可将来自于不同视差图像的纹理单元分别投射到不同的空间方向，从而形成视点；当人眼处于不同视点位置时可以看到与之对应的视差图像，从而产生立体视觉。因相对折射率不同，奇数行和偶数行纹理单 元的成像深度不同。权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 212181183 U 2020.12.18
C N 212181183
U
1.一种基于双折射柱透镜的立体显示装置，其特征在于：该基于双折射柱透镜的立体显示装置由2D显示面板和双折射柱透镜光栅组成，双折射柱透镜光栅放置于2D显示面板之前； 2D显示面板用于提供视差合成图像；视差合成图像上，来自于不同视差图像的纹理单元按列依次排列；每一列中的纹理单元由水平方向上排列的若干像素组成；2D显示面板上的奇数行纹理单元具有偏振方向甲，偶数行纹理单元具有
偏振方向乙；偏振方向甲与偏振方向乙正交；双折射柱透镜光栅由双折射材料制成，在双折射柱透镜光栅的曲面上，双折射柱透镜光栅的双折射材料对于处于偏振方向甲及偏振方向乙的光线分别具有相对折射率n 1和n 2；双折射柱透镜光栅可将来自于不同视差图像的纹理单元分别投射到不同的空间方向，从而形成视点；当人眼处于不同视点位置时可以看到与之对应的视差图像，从而产生立体视觉。
2.如权利要求1所述的一种基于双折射柱透镜的立体显示装置，其特征在于：双折射柱透镜光栅对于处于偏振方向甲及偏振方向乙的光线形成不同的焦距f 1及f 2；双折射柱透镜光栅到2D显示面板的距离为d ；奇数行具有偏振方向甲的纹理单元成像于距离双折射柱透
镜光栅像距
位置处；偶数行具有偏振方向乙的纹理单元成像于距离双折射柱透镜光栅像距位置处。
权 利 要 求 书1/1页CN 212181183 U
一种基于双折射柱透镜的立体显示装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及显示技术，更具体地说，本实用新型涉及立体显示技术。
背景技术
[0002]立体显示技术是可以实现立体场景真实再现的一种显示技术，其可以为人眼分别提供不同的视差图像，从而使人产生立体视觉。传统立体显示装置具有唯一的成像深度，因此易导致视疲劳。本实用新型提出了一种基于双折射柱透镜的立体显示装置，其可以提供两个成像深度，从而减小视疲劳。
实用新型内容
[0003]本实用新型提出了一种基于双折射柱透镜的立体显示装置。附图1为该基于双折射柱透镜的立体显示装置的结构示意图。该基于双折射柱透镜的立体显示装置由2D显示面板和双折射柱透镜光栅组成，双折射柱透镜光栅放置于2D显示面板之前。
[0004]进一步的，请参考图2，2D显示面板用于提供视差合成图像。视差合成图像上，来自于不同视差图像的纹理单元按列依次排列；请参考图3，每一列中的纹理单元由水平方向上排列的若干像素组成。
[0005]进一步的，请参考图4，2D显示面板上的奇数行纹理单元具有偏振方向甲，偶数行纹理单元具有偏振方向乙；偏振方向甲与偏振方向乙正交。
[0006]进一步的，双折射柱透镜光栅由双折射材料制成，在其柱透镜曲面上，其对于处于偏振方向甲及偏振方向乙的光线分别具有相对折射率n1和n2。
[0007]进一步的，请参考图5，双折射柱透镜光栅可将来自于不同视差图像的纹理单元分别投射到不同的空间方向，从而形成视点。当人眼处于不同视点位置时可以看到与之对应的视差图像，从而产生立体视觉。
[0008]具体的，因双折射柱透镜光栅对于处于偏振方向甲及偏振方向乙的光线分别具有相对折射率n1和n2，则其可具有不同的焦距f1及f2。因双折射柱透镜光栅到2D显示面板的距离为d，根据透镜成像公式，奇数行具有偏振方向甲的纹理单元应成像于距离双折射柱透镜光栅像距l1位置处；偶数行具有偏振方向乙的纹理单元应成像于距离双折射柱透镜光栅像
距l2位置处。具体的，，。
[0009]综上所述，观看者观看到视差图像时，因奇数行的纹理单元与偶数行的纹理单元具有不同的像距，故本实用新型可以在两个不同的深度上提供图像显示，从而降低视疲劳。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地
介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可
以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0011]图1为本实用新型的结构示意图。
[0012]图2为本实用新型的视差图像排列示意图。
[0013]图3为本实用新型的纹理单元示意图。
[0014]图4为本实用新型的2D显示面板示意图。
[0015]图5为本实用新型的光路图。
[0016]图标： 100-2D显示面板；200-双折射柱透镜光栅；110-第一纹理单元列；120-第二纹理单元列；130-第三纹理单元列；300-纹理单元；101-奇数行纹理单元；102-偶数行纹理单元。
[0017]应该理解上述附图只是示意性的，并没有按比例绘制。
具体实施方式
[0018]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0019]因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0020]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0021]在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例
[0022]图1为本实施例提供的一种基于双折射柱透镜的立体显示装置的结构示意图。该基于双折射柱透镜的立体显示装置由2D显示面板100和双折射柱透镜光栅200组成，双折射柱透镜光栅200放置于2D显示面板100之前。
[0023]请参考图2，2D显示面板100用于提供视差合成图像。视差合成图像上，来自于不同视差图像的纹理单元按列依次排列。本实施例中的视差合成图像由3幅视差图像构成，第一纹理单元列110、第二纹理单元列120及第三纹理单元列130分别来自视差图像1、视差图像2和视差图像3，其在水平方向上按列交替排列。
[0024]请参考图3，每一列中的纹理单元300由水平方向上排列的若干像素组成。以第三纹理单元列130为例，该列内的纹理单元300由水平排列的3个像素构成。
[0025]请参考图4，2D显示面板100上的奇数行纹理单元101覆盖有偏振方向甲的偏振片，偶数行纹理单元102覆盖有偏振方向乙的偏振片；偏振方向甲与偏振方向乙正交。[0026]进一步的，双折射柱透镜光栅200由双折射材料制成，具体的，其由液晶材料在柱透镜光栅形状的模具内固化而成，液晶分子具有双折射特性且其固化时取向矢方向一致，
故其固化后形成的双折射柱透镜光栅200具有双折射特性。在其柱透镜曲面上，其对于处于偏振方向甲及偏振方向乙的光线分别具有相对折射率n1和n2，n1和n2分别为1.59和1.71。[0027]请参考图5，双折射柱透镜光栅200可将来自于不同视差图像的纹理单元分别投射到不同的空间方向，从而形成视点。其中，第一纹理单元列110、第二纹理单元列120及第三纹理单元列130分别被投射汇聚到视点1、视点2和视点3。则人眼可以分别在视点1、视点2和视点3位置看到视差图像1、视差图像2和视差图像3，从而产生立体视觉。
[0028]进一步的，因双折射柱透镜光栅200对于处于偏振方向甲及偏振方向乙的光线分别具有相对折射率n1和n2，则其可具有不同的焦距f1及f2，f1及f2分别为5.1 mm和 5.2 mm。因双折射柱透镜光栅到2D显示面板的距离d为5 mm，根据透镜成像公式，奇数行具有偏振方向甲的纹理单元101应成像于双折射柱透镜光栅像前l1位置处；偶数行具有偏振方向乙的纹理单元102应成像于双折射柱透镜光栅前l2位置处。具体的，l1=-255 mm； l2=-130 mm。[0029]综上所述，观看者观看到视差图像时，因奇数行的纹理单元101与偶数行的纹理单元102具有不同的像距，故本实用新型可以在两个不同的深度上提供图像显示，从而降低视疲劳。
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