一種基於液晶光閥幕裝置的裸眼立體顯示方法
2023-12-10 01:20:56 1
專利名稱：一種基於液晶光閥幕裝置的裸眼立體顯示方法
技術領域：
本發明涉及立體顯示方法領域，具體為一種基於液晶光閥幕裝置的裸眼立體顯示方法。
背景技術：
現有技術中幾種基於視差式的裸眼立體顯示方法主要有視差屏障式(前置、後置) 和柱鏡式方法。視差屏障立體顯示技術利用安置在背光模塊及LCD面板間垂直方向的一系列遮光條紋形成視差屏障，將左眼及右眼的畫面分開，這樣就可得到3D影像，也有的方案將視差屏障裝置在LCD前方。目前視差屏障一般用液晶實現，這樣可以控制視差屏障的開關，無視差屏障時顯示2D圖像，有視差屏障時顯示3D圖像。這種技術的缺點是視差屏障阻擋光線，顯示屏亮度將隨之降低；另外，在觀看立體畫面時顯示屏解析度會下降一半(雙視點)，多視點顯示屏的解析度將等比例降低。柱狀透鏡立體顯示技術最早由三洋提出，後來飛利浦投入很大力量進行研究。該技術在液晶面板上加一層微柱狀透鏡膜，柱狀透鏡精確對齊液晶屏的一組像素點，各像素點位於柱狀透鏡的焦平面上，這樣不同像素點就被透鏡投影到不同方向，控制顯示屏像素的顯示就可將給左右眼的可視畫面分開，分別送到左右眼中，實現3D顯示。飛利浦方案中， 柱狀透鏡也填充了液晶，可以控制透鏡的折射率，折射光線時實現3D顯示，不折射光線時， 則為2D顯示。柱狀透鏡技術不會阻擋背光，顯示器亮度不受影響，但由於它也是將不同像素分別投射到左右眼中，這與視差屏障技術相同，所以3D顯示時解析度仍將降低，多視點的情況下解析度也會成倍降低。
發明內容
本發明目的是提供一種基於液晶光閥幕裝置的裸眼立體顯示方法，以解決現有的裸眼立體顯示方法解析度易降低問題。為了達到上述目的，本發明所採用的技術方案為
一種基於液晶光閥幕裝置的裸眼立體顯示方法，所述立體顯示裝置包括一個高頻像源，高頻像源光路前方依次設置有分光元件、透鏡組、液晶光閥A、貼有偏振片的液晶光閥 B、反射鏡，其特徵在於調製高頻像源，使高頻像源向分光元件分別輸出高頻的具有視差的左、右眼圖像，並通過調製高頻像源使左、右眼圖像的光線以平行光方式時序交錯輸出，分光元件將左、右眼圖像的輸出光調製成梳狀分布，梳狀分布的左、右眼圖像輸出光經過透鏡組後分別形成虛像；對於左眼圖像對應的虛像，使液晶光閥A和液晶光閥B均工作於反射狀態，左眼圖像大部分光線被液晶光閥A反射至人的左眼，左眼圖像小部分光線透過液晶光閥A後入射至液晶光閥B，經液晶光閥B反射並被偏振片改變90度偏振態後，無法再次透過液晶光閥A到達人的右眼；對於右眼圖像對應的虛像，使液晶光閥A和液晶光閥B均工作於透射狀態，右眼圖像光線依次透射過液晶光閥A和單層液晶後，被反射鏡反射至人體右眼； 通過切換液晶光閥A和單層液晶的工作狀態實現左右眼圖像分離，進而實現圖像的立體顯不。所述的一種基於液晶光閥幕裝置的裸眼立體顯示方法，其特徵在於立體顯示裝置中，高頻像源、分光元件均位於透鏡組的焦點範圍以內，液晶光閥A所在平面與分光元件呈一定角度；液晶光閥B所在平面、反射鏡所在平面分別與液晶光閥A呈一定角度，反射鏡位於液晶光閥B後側並緊貼液晶光閥B。所述的一種基於液晶光閥幕裝置的裸眼立體顯示方法，其特徵在於經過分光元件形成的梳狀分布的左、右眼圖像，在空間中分別為周期性均勻分布，且相鄰子像源間距與子像源寬度相等。所述的一種基於液晶光閥幕裝置的裸眼立體顯示方法，其特徵在於梳狀分布的左、右眼圖像中各自的子像源分別位於透鏡組焦距內，從而使梳狀分布的左、右眼圖像經過透鏡組後形成放大的正立虛像。所述的一種基於液晶光閥幕裝置的裸眼立體顯示方法，其特徵在於像源輸出若是左眼圖像，大部分圖像光線由液晶光閥A反射進入人的左眼，透過的光線無法進入右眼； 像源輸出若是右眼圖像，大部分光線由反射鏡反射進入人的右眼；而左眼及右眼圖像都為梳狀分布的圖像，反射鏡與透鏡組等呈一定的角度，故反射至右眼的圖像相對於左眼圖像有一相對位移，可實現左右眼分離，避免串擾。本發明立體顯示方法採用虛像成像技術，虛像是光的反射延長線匯聚而成的像， 無需用顯示屏承接，直接用人眼觀察，具有顯示成像清晰、空間立體感、縱深感強的特點，非常適合用於立體顯示。因此本發明顯示方法避免了其他基於視差法的立體顯示方法的立體感、縱深感弱的問題，也避免了其他基於視差法的立體顯示方法解析度易降低的問題，具有強立體感、高縱深感的優點。
圖1為本發明光路原理圖。
具體實施例方式如圖1所示。基於液晶光閥幕立體顯示裝置由高頻像源1、分光元件2、透鏡組3、 液晶光閥A4、貼有偏振片的液晶光閥B5及反射鏡6組成。高頻像源1、分光元件2均位於透鏡組4的一倍焦距以內，液晶光閥A4所在平面與分光元2件呈一定角度；液晶光閥B5、 反射鏡6與液晶光閥A4成一定角度放置，反射鏡6位於液晶光閥B5後側，緊貼液晶光閥B5 放置。本發明方法中。高頻像源1輸出高頻的左右眼視差圖像(通常不低於120HZ)，圖像光線以平行光方式時序交錯輸出，經過分光元件2形成梳狀分布(空間周期性均勻分布，且相鄰子像源間距與子像源寬度相等)，梳狀分布的圖像經透鏡組3形成虛像，虛像再經過液晶光閥A4 (可工作於透射與反射狀態)配合貼有偏振片的液晶光閥B5送入人的左右眼顯示，液晶光閥B5與之前的液晶光閥A4之間具有一定夾角，通過調整液晶光閥A4與液晶光閥B5之間的夾角可實現左右眼圖像分離，形成立體顯示。當高頻像源1顯示左眼圖像時，液晶光閥A4和液晶光閥B5均加上電壓，左眼圖像經由分光元件2調製後形成空間間隔分布，間距大小與每一子像源大小相等。子像源發出光線經過透鏡組3入射到液晶光閥A4上，此時液晶光閥A4處於高反射態，絕大部分光線被反射到觀察者的左眼，透過的光線通過貼有偏振片的液晶光閥B5，反射回來的偏振態改變 90度，無法再次透過液晶光閥B5到達右眼，由於空間分布的子像源位於透鏡組3 —倍焦距內，因此左眼將看到放大的正立圖像(虛像)。同樣，當高頻像源1顯示右眼圖像時，液晶光閥A4和液晶光閥B5不加電壓(透射態)。大部分光線透過液晶光閥A4和液晶光閥B5，由反射鏡6反射進入觀察者的右眼。高頻像源1高頻交替顯示左右眼視差圖像，利用人眼的視覺殘留機理，左右眼分別看到各自圖像，通過大腦的融合後，產生立體感。
當高頻像源1輸出左眼圖時，大部分圖像光線由液晶光閥A反射進入人的左眼，透過的光線無法進入右眼；若圖像是右眼圖，大部分光線由反射鏡反射進入人的右眼；而左眼及右眼圖像都為梳狀分布的圖像，反射鏡與透鏡組等呈一定的角度，故反射至右眼的圖像相對於左眼圖像有一相對位移，可實現左右眼分離，避免串擾。
權利要求
1.一種基於液晶光閥幕裝置的裸眼立體顯示方法，所述立體顯示裝置包括一個高頻像源，高頻像源光路前方依次設置有分光元件、透鏡組、液晶光閥A、貼有偏振片的液晶光閥 B、反射鏡，其特徵在於調製高頻像源，使高頻像源向分光元件分別輸出高頻的具有視差的左、右眼圖像，並通過調製高頻像源使左、右眼圖像的光線以平行光方式時序交錯輸出，分光元件將左、右眼圖像的輸出光調製成梳狀分布，梳狀分布的左、右眼圖像輸出光經過透鏡組後分別形成虛像；對於左眼圖像對應的虛像，使液晶光閥A和液晶光閥B均工作於反射狀態，左眼圖像大部分光線被液晶光閥A反射至人的左眼，左眼圖像小部分光線透過液晶光閥A後入射至液晶光閥B，經液晶光閥B反射並被偏振片改變90度偏振態後，無法再次透過液晶光閥A到達人的右眼；對於右眼圖像對應的虛像，使液晶光閥A和液晶光閥B均工作於透射狀態，右眼圖像光線依次透射過液晶光閥A和單層液晶後，被反射鏡反射至人體右眼； 通過切換液晶光閥A和單層液晶的工作狀態實現左右眼圖像分離，進而實現圖像的立體顯示。
2.根據權利要求1所述的一種基於液晶光閥幕裝置的裸眼立體顯示方法，其特徵在於立體顯示裝置中，高頻像源、分光元件均位於透鏡組的焦點範圍以內，液晶光閥A所在平面與分光元件呈一定角度；液晶光閥B所在平面、反射鏡所在平面分別與液晶光閥A呈一定角度，反射鏡位於液晶光閥B後側並緊貼液晶光閥B。
3.根據權利要求1所述的一種基於液晶光閥幕裝置的裸眼立體顯示方法，其特徵在於經過分光元件形成的梳狀分布的左、右眼圖像，在空間中分別為周期性均勻分布，且相鄰子像源間距與子像源寬度相等。
4.根據權利要求1所述的一種基於液晶光閥幕裝置的裸眼立體顯示方法，其特徵在於梳狀分布的左、右眼圖像中各自的子像源分別位於透鏡組焦距內，從而使梳狀分布的左、右眼圖像經過透鏡組後形成放大的正立虛像。
5.根據權利要求1所述的一種基於液晶光閥幕裝置的裸眼立體顯示方法，其特徵在於像源輸出若是左眼圖像，大部分圖像光線由液晶光閥A反射進入人的左眼，透過的光線無法進入右眼；像源輸出若是右眼圖像，大部分光線由反射鏡反射進入人的右眼；而左眼及右眼圖像都為梳狀分布的圖像，反射鏡與透鏡組等呈一定的角度，故反射至右眼的圖像相對於左眼圖像有一相對位移，可實現左右眼分離，避免串擾。
全文摘要
本發明公開了一種基於液晶光閥幕裝置的裸眼立體顯示方法，採用高頻像源輸出高頻的左右眼視差圖像(通常不低於120HZ)，圖像光線以平行光方式時序交錯輸出，經過分光元件形成梳狀分布，梳狀分布的圖像經透鏡組形成虛像，再經過液晶光閥A、帶偏振片的液晶光閥B配合，實現左右眼圖像分離，形成立體顯示，以減少串擾。
文檔編號H04N13/00GK102364379SQ201110362329
公開日2012年2月29日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者呂國強, 吳娟, 尹靜, 胡躍輝 申請人:合肥工業大學