CN105842865B - 一种基于狭缝光栅的薄型光栅3d显示器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于狭缝光栅的薄型光栅3D显示器，包括依次相互平行设置的背光源、后置狭缝光栅、液晶显示面板以及前置狭缝光栅；所述背光源用于提供显示用的光能；所述液晶显示面板包括平行设置的分别属于不同视差图像的子像素列，用于显示大于或等于两幅视差图像；每一条所述后置狭缝光栅的狭缝唯一与所述子像素列中的一列对应设置，每一条所述前置狭缝光栅的狭缝唯一与所述子像素列中的一列对应设置，用于调制光线的方向。

Description

一种基于狭缝光栅的薄型光栅3D显示器

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种基于狭缝光栅的薄型三维(Three-Dimensional，3D)显示器。

背景技术

现有技术中，基于狭缝光栅的3D显示器是一种不需要助视设备的3D显示器。其通过狭缝光栅的遮挡作用，将2D显示面板上不同区域的像素投射到不同的空间方向上，从而实现3D显示。基于狭缝光栅的3D显示器相对于其它3D显示器，成本较低，因此便于制造与推广。

基于狭缝光栅的3D显示器由2D显示面板和狭缝光栅组成。2D显示面板用于提供来自同一立体场景的多幅视差图像，而狭缝光栅利用其对光的遮挡作用，将这些视差图像在空间方向上分开，形成不同的视点。当观看者双眼分别处于不同的视点时，就能够分别看到对应的视差图像，从而形成立体感观，实现立体场景的呈现。然而，由于光栅的分光过程需要一定的空间，狭缝光栅到2D显示面板之间需要设置一定的间隔距离，因此，相对于2D显示器件，现有技术中的狭缝光栅3D显示器的厚度通常较大。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提供一种厚度小的基于狭缝光栅的薄型3D显示器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于狭缝光栅的薄型光栅3D显示器，其特征在于，所述显示器包括依次相互平行设置的背光源、后置狭缝光栅、液晶显示面板以及前置狭缝光栅；

所述背光源用于提供显示用的光能；

所述液晶显示面板包括平行设置的分别属于不同视差图像的子像素列，用于显示大于或等于两幅视差图像；

每一条所述后置狭缝光栅的狭缝唯一与所述子像素列中的一列对应设置，每一条所述前置狭缝光栅的狭缝唯一与所述子像素列中的一列对应设置，用于调制光线的方向。

优选地，上述前置狭缝光栅的狭缝数量大于或等于所述子像素列的总数量，所述后置狭缝光栅的狭缝数量等于所述子像素列的总数量；或者，

所述前置狭缝光栅的狭缝数量等于所述子像素列的总数量，所述后置狭缝光栅的狭缝数量大于或等于所述子像素列的总数量。

优选地，上述后置狭缝光栅中对应于同一视点且分别与相邻的属于同一视差图像的子像素列对应的狭缝节距p_b，所述后置狭缝光栅的狭缝宽度w_b，所述子像素列的节距p_p，所述前置狭缝光栅中对应于同一视点且分别与相邻的属于同一视差图像的子像素列对应的狭缝节距p_f，所述前置狭缝光栅的狭缝宽度w_f，所述显示器的最佳观看距离D，视点间距w_v，所述液晶显示面板的厚度h，以及所述前置狭缝光栅与所述后置狭缝光栅的距离d之间满足如下关系：

以及

h≤d；

其中n为所述显示器的视点个数。

优选地，上述后置狭缝光栅中分别与相邻的视点对应且分别与相邻的子像素列对应的狭缝间距l_b，以及所述前置狭缝光栅中分别与相邻的视点对应且分别与相邻的子像素列对应的狭缝间距l_f，进一步满足如下关系：

以及

或者，

以及

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

通过将3D显示器中每一条后置狭缝光栅的狭缝唯一与子像素列中的一列对应设置，每一条前置狭缝光栅的狭缝唯一与子像素列中的一列对应设置，实现调制光线的方向，且分光过程在液晶显示面板中完成，从而缩小了狭缝光栅与液晶显示面板之间的间隔距离，使3D显示器的整体厚度和液晶显示面板的厚度趋近一致，因此有效地减小了3D显示器的整体厚度。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的基于狭缝光栅的薄型光栅3D显示器的结构示意图；

图2是本发明另一实施例提供的基于狭缝光栅的薄型光栅3D显示器的结构示意图；

图3是本发明又一实施例提供的基于狭缝光栅的薄型光栅3D显示器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，以使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图1所示，本发明一实施例提供的基于狭缝光栅的薄型光栅3D显示器包括依次相互平行设置的背光源1、后置狭缝光栅2、液晶显示面板3和前置狭缝光栅4。

其中，背光源1用于提供显示用的光能；

液晶显示面板3包括平行设置的分别属于不同视差图像的子像素列(第一子像素列31和第二子像素列32)，用于显示大于或等于两幅视差图像。如图1所示，仅示出了通过第一子像素列31和第二子像素列32分别显示第一视差图像和第二视差图像的情况。本领域的技术人员应当理解，可以通过增加第三子像素列等，来实现大于两幅视差图像的显示，相应地，视点数量也可以大于两组。

每一条后置狭缝光栅3的狭缝唯一与的第一子像素列31中的一列或第二子像素列32中的一列对应设置，每一条前置狭缝光栅4的狭缝唯一与的第一子像素列31中的一列或第二子像素列32中的一列对应设置，用于调制光线的方向。

背光源1提供显示用的光能，发出光线；液晶显示面板3通过第一子像素列31显示第一视差图像，通过第二子像素列32显示第二视差图像；每一条后置狭缝光栅3的狭缝唯一与的第一子像素列31中的一列或第二子像素列32中的一列对应设置，每一条前置狭缝光栅4的狭缝唯一与的第一子像素列31中的一列或第二子像素列32中的一列对应设置，使得背光源1发出的光线通过后置狭缝光栅2后，在液晶显示面板2中进行光信息调制，然后经由前置狭缝光栅4投射到指定方向，在最佳观看距离形成左视点和右视点。当观看者的左眼和右眼分别处于左视点和右视点时，可以看到与左视点对应的第一视差图像以及与右视点对应的第二视差图像，基于互为视差图像的第一视差图像和第二视差图像产生立体图像。当视差图像大于两幅，视点的数量也大于两组时，可以通过不同的视差图像组合，来实现不同的3D图像显示。

上述实施例中，通过将3D显示器中每一条后置狭缝光栅的狭缝唯一与子像素列中的一列对应设置，每一条前置狭缝光栅的狭缝唯一与子像素列中的一列对应设置，实现调制光线的方向，且分光过程在液晶显示面板中完成，从而缩小了狭缝光栅与液晶显示面板之间的间隔距离，使3D显示器的整体厚度和液晶显示面板的厚度趋近一致，因此有效地减小了3D显示器的整体厚度。

实施例二

如图2所示，本发明另一实施例提供的基于狭缝光栅的薄型光栅3D显示器中，后置狭缝光栅2中对应于同一视点且分别与相邻的属于同一视差图像的子像素列(例如，相邻的第一子像素列31或相邻的第二子像素列32对应的狭缝)对应的狭缝节距p_b，后置狭缝光栅2的狭缝宽度w_b，子像素列(第一子像素列31或第二子像素列32)的节距p_p，前置狭缝光栅4中对应于同一视点且分别与相邻的属于同一视差图像的子像素列(例如，相邻的第一子像素列31或相邻的第二子像素列32)对应的狭缝节距p_f，前置狭缝光栅4的狭缝宽度w_f，显示器的最佳观看距离D，视点间距w_v，液晶显示面板3的厚度h，以及前置狭缝光栅4与后置狭缝光栅2的距离d之间满足如下关系：

以及

h≤d；

其中n为所述显示器的视点个数。

在优选的实施例中，后置狭缝光栅2中分别与相邻的视点对应且分别与相邻的子像素列(例如，相邻的第一子像素列31和第二子像素列32)对应的狭缝间距l_b，以及前置狭缝光栅4中分别与相邻的视点对应且分别与相邻的子像素列(例如，相邻的第一子像素列31和第二子像素列32)对应的狭缝间距l_f，进一步满足如下关系：

以及

或者，

以及

在优选的实施例中，后置狭缝光栅2中对应于同一视点且分别与相邻的属于同一视差图像的子像素列对应的狭缝节距p_b为2.004mm，后置狭缝光栅2中分别与相邻的视点对应且分别与相邻的子像素列对应的狭缝间距l_b为0.872mm，后置狭缝光栅2的狭缝宽度w_b为0.3006mm，第一子像素列31或第二子像素列32的节距p_p为1mm，前置狭缝光栅4的狭缝宽度w_f为0.3mm，显示器的最佳观看距离D为1000mm，视点间距w_v为65mm，液晶显示面板3的厚度h为2mm，前置狭缝光栅4与后置狭缝光栅2的距离d为2mm，显示器的视点个数n为2，前置狭缝光栅4中对应于同一视点且分别与相邻的第一子像素列31或相邻的第二子像素列32对应的狭缝节距p_f为2mm，以及前置狭缝光栅4中分别与相邻的视点对应且分别与相邻的子像素列对应的狭缝间距l_f为1mm。

实施例三

在优选的实施例中，前置狭缝光栅4的狭缝数量大于或等于子像素列的总数量(例如，第一子像素列31与第二子像素列32的列数之和)，后置狭缝光栅2的狭缝数量等于子像素列的总数量；或者，前置狭缝光栅4的狭缝数量等于子像素列的总数量，后置狭缝光栅2的狭缝数量大于或等于子像素列的总数量。

具体地，子像素列中的一列可以对应一条或多条狭缝，而一条狭缝唯一与子像素列中的一列对应。例如，第一子像素列31或第二子像素列32可以分别对应一条或多条狭缝。如图3所局部示出的，前置狭缝光栅4的狭缝数量等于第一子像素列31与第二子像素列32的列数之和，后置狭缝光栅2的狭缝数量大于第一子像素列31与第二子像素列32的列数之和，即第一子像素列31和第二子像素列32可以分别对应一条或两条后置狭缝光栅2的狭缝，相应地，可以在一个或者两个视点显示同一幅视差图像。

具体地，当第一子像素列31对应两条后置狭缝光栅2的狭缝时，分别在第一左视点和第二左视点显示第一视差图像；当第二子像素列32对应两条后置狭缝光栅2的狭缝时，分别在第二右视点和第一右视点显示第二视差图像。

在优选的实施例中，如图3所示，由于与第一右视点相邻的视点有两个(第一左视点和第二左视点)，因此，后置狭缝光栅2中分别与相邻的视点对应且分别与相邻的第一子像素列31和第二子像素列32对应的狭缝间距l_b可以有两种取值，即：

本发明实施例提供的基于狭缝光栅的薄型光栅3D显示器通过缩小了狭缝光栅与液晶显示面板之间的间隔距离，使3D显示器的整体厚度和液晶显示面板的厚度趋近一致，有效地减小了3D显示器的整体厚度，可以广泛应用于广告展示牌、数码相框、手机、平板电脑、游戏终端等各种具有显示功能的电子产品上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于狭缝光栅的薄型光栅3D显示器，其特征在于，所述显示器包括依次相互平行设置的背光源、后置狭缝光栅、液晶显示面板以及前置狭缝光栅；

所述背光源用于提供显示用的光能；

所述液晶显示面板包括平行设置的分别属于不同视差图像的子像素列，用于显示大于或等于两幅视差图像；

每一条所述后置狭缝光栅的狭缝唯一与所述子像素列中的一列对应设置，每一条所述前置狭缝光栅的狭缝唯一与所述子像素列中的一列对应设置，用于调制光线的方向；

所述前置狭缝光栅的狭缝数量大于或等于所述子像素列的总数量，所述后置狭缝光栅的狭缝数量等于所述子像素列的总数量；或者，

所述前置狭缝光栅的狭缝数量等于所述子像素列的总数量，所述后置狭缝光栅的狭缝数量大于或等于所述子像素列的总数量；

所述后置狭缝光栅中对应于同一视点且分别与相邻的属于同一视差图像的子像素列对应的狭缝节距p_b，所述后置狭缝光栅的狭缝宽度w_b，所述子像素列的节距p_p，所述前置狭缝光栅中对应于同一视点且分别与相邻的属于同一视差图像的子像素列对应的狭缝节距p_f，所述前置狭缝光栅的狭缝宽度w_f，所述显示器的最佳观看距离D，视点间距w_v，所述液晶显示面板的厚度h，以及所述前置狭缝光栅与所述后置狭缝光栅的距离d之间满足如下关系：

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以及

h≤d；

其中n为所述显示器的视点个数。

2.根据权利要求1所述的基于狭缝光栅的薄型光栅3D显示器，其特征在于，所述后置狭缝光栅中分别与相邻的视点对应且分别与相邻的子像素列对应的狭缝间距l_b，以及所述前置狭缝光栅中分别与相邻的视点对应且分别与相邻的子像素列对应的狭缝间距l_f，进一步满足如下关系：

以及

或者，

以及

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