稜柱光柵在LED屏幕或背投屏幕的裸眼3D顯示裝置的製作方法

2023-12-10 01:20:16

本實用新型涉及稜柱光柵在LED屏幕或背投屏幕的裸眼3D顯示裝置，適合各種LED屏幕或背投屏幕的裸眼3D顯示技術，是一種採用稜柱光柵能使LED屏幕或背投屏幕所顯示的影像由平面顯示轉變為裸眼3D顯示，達到立體三維視覺效果的新技術。

背景技術：
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隨著科學技術突飛猛進和人類社會持續發展，LED顯示屏幕具有環保、高亮度、高清晰度、高可靠性等特性，還具有可任意延展，並可實現無縫拼接等優點，已經廣泛地應用於機場、商場、會展和寫字樓等各種公共場所的室內外廣告宣傳，甚至開始進入百姓家庭。LED屏幕發展前景極為廣泛，正朝著更小的間距和更高的均勻度及可靠性方向發展。

光學玻璃投影顯示屏幕具有環保、省電、高清晰度、高可靠性等特性，還具有色彩鮮豔柔和、可視角度廣和100-140寸大尺寸等優點，作為新銳產品可以應用於機場、商場、會展和寫字樓等各種公共場所的室內廣告宣傳。家庭投影顯示日益流行，投影顯示屏幕將以私家影院形式進入中上收入水平的百姓家庭。投影屏幕發展前景十分看好，正朝著更大尺寸和更高亮度的方向發展。

但裸眼3D顯示仍然是LED屏幕和投影屏幕的短板和弱點，目前在市場上還沒有性價比高和裸眼3D視覺效果好的LED屏幕和投 影屏幕面市。

技術實現要素：
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針對現有LED屏幕和背投屏幕在裸眼3D顯示技術存在的短板和弱點，本實用新型提供一種稜柱光柵在LED屏幕或背投屏幕的裸眼3D顯示裝置。

為實現上述目的，本實用新型技術方案為：

稜柱光柵在LED屏幕或背投屏幕的裸眼3D顯示裝置，包括LED屏幕或背投屏幕、光學塑料或光學玻璃製作的稜柱光柵屏、含投影儀屏幕控制系統；其中，稜柱光柵屏包括由光學塑料或光學玻璃製作的稜柱光柵片或板，塑料或金屬外框架，所述的稜柱光柵片或板透光率為80-94％，反射率為3-8％，折射率為1.49-1.66。

進一步，所述的稜柱光柵屏包括由光學塑料或光學玻璃製作成的稜柱光柵片或板和垂直設置在稜柱光柵片或板前的塑料或金屬外框架，塑料或金屬外框架將稜柱光柵片或板扣合固定在LED屏幕或背投屏幕上。稜柱光柵片或板一面是稜柱豎條狀，另一面是平面；稜柱豎條狀面即可以朝LED屏幕或背投屏幕，也可以反之朝外。

進一步，所述的稜柱光柵片或板由光學塑料或光學玻璃製作，光學塑料包括聚甲基丙烯酸甲酯(俗稱亞克力、PMMA)、聚苯乙烯(俗稱PS)、聚碳酸酯(俗稱PC)和聚氯乙烯(俗稱PVC)中的一種，光學玻璃為二氧化矽(俗稱石英)。

進一步，所述的稜柱光柵片或板用在LED屏幕上，稜柱光柵片或板的規格為：厚度0.3-10毫米，稜柱光柵密度每英寸10-150線。

進一步，所述的稜柱光柵片或板用在背投屏幕上，稜柱光柵片或板的規格為：厚度0.3-8毫米，稜柱光柵密度每英寸15-200線。

進一步，所述的稜柱光柵片或板的稜柱豎條形狀根據具體需要可以是不同波形的圓弧或其他幾何稜柱形狀(含金字塔型四稜錐)。

稜柱光柵在LED屏幕或背投屏幕的裸眼3D顯示技術的應用，是通過光學塑料或光學玻璃製作的稜柱光柵屏，緊貼放置在LED屏幕或背投屏幕前，實現裸眼3D立體三維視覺效果。稜柱光柵也稱為微圓稜柱面或其他幾何稜柱形狀凸或凹透稜鏡光柵，是指由一面被擠壓成豎條紋的微圓柱形狀或其他幾何稜柱形狀(含金字塔型四稜錐)線條，另一面為完整平面，且微圓柱形狀或其他幾何稜柱形狀(含金字塔型四稜錐)線條間距相等的稜柱豎條狀透稜鏡組成的透明薄片或透明板，其光柵密度以每英寸線條數表述。稜柱光柵的成像原理為微圓柱弧面或其他幾何稜柱形狀(含金字塔型四稜錐)凸或凹透稜鏡折射成像原理，視頻影像平面位於微圓柱弧面或其他幾何稜柱形狀(含金字塔型四稜錐)凸或凹透稜鏡的焦平面上，影像的可見光像素通過每個豎條微圓柱弧面或其他幾何稜柱形狀(含金字塔型四稜錐)凸或凹透稜鏡的折射被分成不同的子像素，人的左右雙眼從不同的角度會看到不同方向的子像素，就感覺到3D立體影像。

此前許多實用新型創造者和廠家研發試產的稜柱(鏡)光柵技術主要應用於裸眼3D液晶顯示屏幕，都存在著難以避免的摩爾紋(俗稱水波紋)，導致影像失真變形變色，存在令人暈眩和視覺疲勞等嚴重缺陷，無法讓消費者滿意，因此難以商業化推廣。原因在於，液晶 屏幕顯示技術採用矩陣液晶分子網格排列從左到右或從右到左顯示，當稜柱(鏡)光柵擺放在液晶屏幕前，兩個條柱狀頻率接近的等幅正弦波光線疊加後的合成光線幅度將按照兩個頻率之差發生變化，產生了彩色和形狀不規則的水波紋即摩爾紋，幹擾和破壞了所顯示的影像，造成令人暈眩和視覺疲勞等不良後果。因此，本實用新型創造的稜柱光柵技術不能應用在液晶屏幕。同樣，理論和實踐證明：無論是單層或多層稜柱(鏡)光柵、還是螺旋狀環繞光柵、或是具有一定傾斜度稜柱(鏡)光柵屏，應用在液晶屏幕時具有裸眼3D效果的同時又都不可避免地出現摩爾紋現象，無法令人滿意和愉悅舒適。

目前網際網路上的眾多視頻網站已經可以提供很多的裸眼3D片源(非紅藍偏振技術3D片)，普通的2D片源經過本實用新型創造的稜柱光柵屏也可以顯示出一定的立體效果(俗稱2.5D效果)。相比較其他3D技術，本實用新型創造的稜柱光柵屏製作成本不高，性價比特佳，容易商品化和普及推廣。特別是對普通2D片源進行一定的2D轉3D軟體處理後，本實用新型創造的稜柱光柵屏的裸眼3D效果更佳。

本實用新型的由光學塑料或光學玻璃製作的稜柱光柵片或板，透光率為80-94％，反射率為3-8％，折射率為1.49-1.66，不同的材質略有不同；厚度0.3-10毫米(根據光柵屏尺寸大小和實際需要選擇厚度，尺寸越大建議厚度增厚)，稜柱光柵密度每英寸10-200線(視距越大線數越少，反之線數越多)。對於LED屏幕，稜柱光柵厚度0.3-10毫米，密度每英寸10-150線；對於背投屏幕，稜柱光 柵厚度0.3-8毫米，密度每英寸15-200線。所述的稜柱光柵片或板的稜柱豎條形狀根據具體需要可以是不同波形的圓弧或其他幾何稜柱形狀(含金字塔型四稜錐)。稜柱光柵屏使LED屏幕或背投屏幕所顯示的影像由平面顯示轉變為裸眼3D顯示，達到立體三維視覺效果。

附圖說明：

圖1為本實用新型稜柱光柵屏和LED屏幕組件分解結構示意圖；

圖2為本實用新型稜柱光柵屏和背投屏幕組件分解結構示意圖；

圖3為本實用新型稜柱光柵微圓柱弧面凸或凹透稜鏡折射成像原理圖；

圖4為本實用新型稜柱光柵屏的示意圖。

具體實施方式：

下面結合附圖和實施例對本實用新型創造進一步說明。

如圖1-4所示，為本實用新型實施例。

一、稜柱光柵屏和LED屏幕組件的具體實施方式

如圖1所示的稜柱光柵屏和LED屏幕組件，包括LED屏幕1及光學塑料或光學玻璃製作的稜柱光柵屏2；LED屏幕1包括任何規格和尺寸的LED屏幕1組件(無論是室內屏幕或者是室外屏幕)，屏幕控制系統3；光學塑料或光學玻璃製作的稜柱光柵屏2包括由光學塑料或光學玻璃製作的稜柱光柵片或板4，塑料或金屬外框架5；稜柱光柵片或板4的透光率為80-94％，反射率為3-8％，折射率為1.49-1.66，不同的材質略有不同；厚度0.3-10毫米(根據光柵屏尺寸和實際需要選擇厚度，尺寸越大建議厚度增厚)，稜柱光柵密度 每英寸10-150線(視距越大線數越少，反之線數越多)。所述的稜柱光柵片或板4的稜柱豎條形狀根據具體需要可以是不同波形的圓弧或其他幾何稜柱形狀(含金字塔型四稜錐)。

在實際使用中，稜柱光柵屏2包括由光學塑料或光學玻璃製作成的稜柱光柵片或板4和塑料或金屬外框架5；通過塑料或金屬外框架5將稜柱光柵片或板4扣合固定在LED屏幕組件1上。稜柱光柵片或板4一面是稜柱豎條狀，另一面是平面；稜柱豎條狀面即可以朝LED屏幕，也可以反之朝外。

所述的LED屏幕1包括任何規格和尺寸的LED屏幕1組件(無論是室內屏幕或者是室外屏幕)，由屏幕控制系統3控制。上述LED屏幕1和屏幕控制系統3是配套組合，與本實用新型創造的稜柱光柵屏2無直接關聯，其實施方式就不再詳細描述。

二、稜柱光柵屏和背投屏幕組件的具體實施方式

如圖2所示的稜柱光柵屏2和背部投影屏幕1組件，包括背部投影屏幕1及光學塑料或光學玻璃製作的稜柱光柵屏2；背部投影屏幕1包括任何規格和尺寸的背部投影屏幕1組件、由屏幕控制系統(含投影儀)3控制；光學塑料或光學玻璃製作的稜柱光柵屏2包括由光學塑料或光學玻璃製作的稜柱光柵片或板4和塑料或金屬外框架5；稜柱光柵片或板的透光率為80-94％，反射率為3-8％，折射率為1.49-1.66，不同的材質略有不同；厚度0.3-8毫米(根據光柵屏尺寸和實際需要選擇厚度，尺寸越大建議厚度增厚)，稜柱光柵密度每英寸15-200線(視距越大線數越少，反之線數越多)。所述的稜柱光 柵片或板4的稜柱豎條形狀根據具體需要可以是不同波形的圓弧或其他幾何稜柱形狀(含金字塔型四稜錐)。

在實際使用中，稜柱光柵屏2包括由光學塑料或光學玻璃製作成的稜柱光柵片或板4和塑料或金屬外框架5；通過塑料或金屬外框架5將稜柱光柵片或板4扣合固定在背部投影屏幕1上。稜柱光柵片或板4一面是稜柱豎條狀，另一面是平面；稜柱狀面即可以朝背投屏幕，也可以反之朝外。

所述的背部投影屏幕1包括任何規格和尺寸的背部投影屏幕1組件，上述背部投影屏幕1組件、投影儀和屏幕控制系統3是配套組合，與本實用新型創造的稜柱光柵屏2無直接關聯，其實施方式就不再詳細描述。

所述的稜柱光柵屏的稜柱光柵片或板4由光學塑料或光學玻璃製作，光學塑料材質包括聚甲基丙烯酸甲酯(俗稱亞克力、PMMA)、聚苯乙烯(俗稱PS)、聚碳酸酯(俗稱PC)和聚氯乙烯(俗稱PVC)等材質中的一種，光學玻璃材質主要採用二氧化矽(俗稱石英)。

本實用新型創造的稜柱光柵屏製作成本不高，性價比特佳，容易商品化和普及推廣。

上述說明示出並描述了本實用新型創造的優選實施例，如前所述，應當理解本實用新型創造並非局限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、修改和環境，並能夠在本文所述實用新型創造構想範圍內，通過上述描述或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本 實用新型創造的精神和範圍，則都應在本實用新型創造所附權利要求的保護範圍內。