專利名稱：一種自動立體顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及顯示器，具體地說是涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)立體顯示的自動立 體顯示器。
技術(shù)背景人眼在自然狀態(tài)下看到的物體是立體的，即可以感知物體的深度信息，這 是由于人的兩只眼睛分開一定的距離，接收到的是兩幅略有差別的圖像，通過 大腦對兩幅圖形的融合，形成立體感覺。由于傳統(tǒng)的顯示器為二維顯示器，不 能提供人眼所需要的圖像的深度信息。為了可以看到立體圖像，人們想出了各 種辦法，包括偏振方法，紅綠互補色方法，同步光開關(guān)方法以及頭戴式立體顯 示方法等。但是，不管上述哪種方法，都需要佩戴額外的附加設(shè)備，如眼鏡或 頭盔等，這會給觀看者帶來不適的感覺，影響觀看者的欣賞興趣。因此急需不 戴附加設(shè)備的立體顯示裝置。近年來，隨著平板顯示技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了大量基于平板顯示器的自動立體顯示裝置，如美國專利US PATENT 6064424和 6590609以及國內(nèi)專利CN1751525A等。上述專利所揭示的自動立體顯示器一般都是基于兩種技術(shù)，視差障礙光柵 和柱鏡光柵技術(shù)，兩種技術(shù)形成立體的基本原理是一樣的，即引導(dǎo)光線的傳播 方向，使左右眼分別看到一對視差圖像對中的一張，視差圖像對由兩幅略有差 別的圖像組成，這里我們稱之為左圖像和右圖像。這兩種技術(shù)的實現(xiàn)分別以美 國DTI公司和荷蘭PHILIPS公司的立體顯示產(chǎn)品為代表。視差障礙的原理如圖1所示。 一個視差光柵10放置在顯示屏20前面，顯 示屏上的圖像由左圖像條21和右圖像條22交叉組合而成，左圖像和右圖像為 一對視差圖像。視差光柵10由透明的部分11和不透明的部分12組成，放置在 相應(yīng)的位置，選擇適當?shù)墓鈻艆?shù)可以使左眼EL只能看到左圖像，右眼ER只能看到右圖像，然后通過大腦的融合而產(chǎn)生立體感。柱鏡光柵技術(shù)的原理如圖2 所示。顯示屏20前放置一個柱狀透鏡光柵片30，光柵片由微透鏡元件31組成， 顯示屏上顯示的圖像由左圖像條21和右圖像條22組成，透鏡元件的寬度略小 于左右圖像條的寬度和。每個透鏡元件會把其對應(yīng)位置的左右圖像對分別成像 到左眼EL和右眼ER所在的區(qū)域，使其分別被兩只眼睛感知，然后通過大腦的 融合而形成立體感。以上兩種自動立體顯示方法簡單易行，技術(shù)成熟，市場已經(jīng)有了相應(yīng)的產(chǎn) 品，但是，由于其顯示圖像是由原始圖像經(jīng)過交叉排列而成，因此一個由兩幅 圖片組成的立體圖像其顯示分辨率只有原來的一半，分辨率損失嚴重。另外， 遮擋光柵還會造成圖像亮度的下降。 實用新型內(nèi)容本實用新型所提要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自動 立體顯示器，以達到在不損失分辯率的情況下實現(xiàn)自動立體顯示。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是， 一種自動立體顯示器，包括圖像顯示裝置，其特征在于位于所述的圖像顯示裝置前依次設(shè)有在不損失 分辨率的情況下顯示立體圖像的偏振控制裝置、旋光裝置和光線傳播方向引導(dǎo) 裝置。所述立體顯示器包括形成圖像的圖像顯示裝置，可以控制圖像出射光偏 振狀態(tài)的偏振控制裝置，可以旋轉(zhuǎn)線性偏振光偏振方向的旋光元件以及可以引 導(dǎo)出射光線傳播方向的光線方向控制裝置。自動立體顯示器，所述圖像顯示裝置可以是普通陰極射線管顯示器、投影屏 幕或其他顯示裝備，其出射光的偏振狀態(tài)可以控制，其作用是顯示用于左右眼 觀看的視差圖像對。自動立體顯示器，所述的偏振控制裝置可以是簡單的偏振片或者其他電光材 料，其作用是使視差圖像對的左右圖像形成互相垂直的偏振狀態(tài)。自動立體顯示器，所述的旋光裝置，其作用是選擇性的使接收到的光線的偏 振狀態(tài)改變。自動立體顯示器，所述的光線傳播方向引導(dǎo)裝置可以引導(dǎo)左右圖像的光線到 左右眼所在的區(qū)域。自動立體顯示器，所述的旋光裝置是由兩種條狀部分交替組成， 一種是光通過它時，偏振狀態(tài)旋轉(zhuǎn)90度，另一種是光通過它時偏振狀態(tài)不發(fā)生改變。所述 顯示器中的旋光裝置呈屏狀，屏上成條狀交替分布著旋光部分和正常透光部分, 當光線通過旋光部分時偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)90度，通過正常透光部分時狀態(tài)不改變。自動立體顯示器，所述的光線傳播方向引導(dǎo)裝置由兩種條狀的部分交替組 成，分別允許偏振狀態(tài)相垂直的兩種偏振光通過；當它與旋光裝置同時作用時， 可以引導(dǎo)左圖像到左眼區(qū)域，右圖像到右眼區(qū)域。所述顯示器的光線傳播方向 引導(dǎo)裝置呈屏狀，上面交替分布著條狀的透光部分， 一種透光部分允許特定的 線偏振光通過，另外一種透光部分允許與前者垂直的線偏振光通過。一種自動立體顯示器，由于采用上述結(jié)構(gòu)，位于所述的圖像顯示裝置前依 次設(shè)有在不損失分辨率的情況下顯示立體圖像的偏振控制裝置、旋光裝置和光 線傳播方向引導(dǎo)裝置。圖像顯示裝置可以以高幀速顯示左右眼視差圖像，通過 偏振控制器件后，左右眼圖像被分別賦予不同的偏振態(tài)，旋光裝置會選擇性的 改變左右眼圖像不同區(qū)域的偏振態(tài)，最后由光線引導(dǎo)裝置把左右眼圖像分別引 導(dǎo)到左右眼觀看區(qū)域形成立體視覺。從而在不損失分辨率的情況下顯示立體圖 像。


以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步詳細的說明； 圖1是現(xiàn)有技術(shù)基于視差障礙光柵技術(shù)的立體顯示原理圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)基于柱透鏡光柵技術(shù)的立體顯示原理圖；圖3是本實用新型一種自動立體顯示器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖3所示旋光裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是圖3所示光線引導(dǎo)裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是顯示裝置顯示左圖像時被引導(dǎo)到左眼區(qū)域的原理圖； 圖7是顯示裝置顯示右圖像時被引導(dǎo)到右眼區(qū)域的原理圖； 圖8是本實用新型另外一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型的一個具體實施例如圖3所示，40為圖像顯示裝置，其上可以 交替顯示左圖像和右圖像，50為偏振控制裝置，當在該裝置的某個方向加上電 壓時只允許偏振方向垂直的光通過，而在另外一個方向加上電壓時只允許偏振 方向水平的光通過。60為旋光裝置，其上交替分布著有旋光作用的條狀部分61 和正常透光條狀部分62，當光線通過有旋光作用的條狀部分61時，其偏振方向 旋轉(zhuǎn)90度，圖4是其正面圖。70為光線傳播方向引導(dǎo)裝置，其作用類似圖l的 視差障礙光柵10，和圖2的柱透鏡光柵30,其上也是由兩個條狀部分71、 72 組成，條狀部分71允許偏振方向垂直的光通過，條狀部分72允許偏振方向水 平的光通過，圖5為其正面圖。當圖像顯示裝置40上顯示左圖像時，偏振控制裝置50使得只有偏振方向 在垂直方向的光可以通過，這樣，圖像顯示裝置出射的光在到達旋光裝置60時 其偏振方向在垂直方向上，當光線穿過旋光裝置后有兩種狀態(tài)那些通過條61 部分的光其偏振態(tài)由垂直變?yōu)樗剑切┯?2部分透過的光偏振態(tài)不變，如圖 6所示。從旋光裝置出射的光由于偏振狀態(tài)的不同在通過光線引導(dǎo)裝置70時只 能從特定的部分投射出去從而形成圖6所示的情況，即左圖像被引導(dǎo)到左眼EL 所在的區(qū)域，從而只有左眼EL能看到左圖像。當圖像顯示裝置40上顯示右圖像時，偏振控制裝置50使得只有偏振方向在水平方向的光可以通過，這樣，圖像顯示裝置出射的光在到達旋光裝置60時其偏振方向在水平方向上，當光線穿過旋光裝置后有兩種狀態(tài)那些通過條狀部分61的光其偏振態(tài)由水平變?yōu)榇怪?，那些由條狀部分62透過的光偏振態(tài)不 變，如圖7所示。與上一情況原理相同，在通過光線引導(dǎo)裝置70時，光被引導(dǎo) 到右眼ER所在的區(qū)域，即只有右眼ER可以看到右圖像。從以上的說明可以看出， 一對視差圖像的左右圖像分別被左右眼看到，經(jīng) 過大腦的融合而產(chǎn)生深度感，從而人感覺到看到的圖像是立體的。本實用新型的另外一個實施例如圖8所示，兩臺投影儀PL和PR分別投射 左眼圖像和右眼圖像，兩臺投影儀投出的光經(jīng)過偏振片pl和p2起偏，偏振態(tài) 互相垂直，投射到漫射屏41上。對于被PL投射的左眼圖像，其偏振態(tài)經(jīng)過偏 振片pl起偏后，偏振態(tài)為垂直，通過旋光裝置60后，部分光線的偏振狀態(tài)變 成水平。如圖8所示，在通過光線引導(dǎo)裝置70時，只能從特定的方向透射出去， 與上一實施例的情況相同，光線被投射到左眼EL所在的區(qū)域。對于右PR投射 的右眼圖像，其偏振方向經(jīng)過偏振片p2起偏后，其偏振方向為水平，經(jīng)過旋光 裝置60后，部分光線的偏振狀態(tài)變成垂直，由光線引導(dǎo)裝置70引導(dǎo)到右眼ER 所在的區(qū)域。這樣，同樣使左右眼分別看到一對視差圖像的左右圖像，經(jīng)過大 腦的融合，產(chǎn)生立體感。以上實施例僅為說明本實用新型的原理的示例性說明，本實用新型可以有 其他的實施例。另外，在不脫離所附權(quán)利要求限定的情況下，可以進行改進或 改換而產(chǎn)生其他的實施例。
權(quán)利要求1、一種自動立體顯示器，包括圖像顯示裝置，其特征在于位于所述的圖像顯示裝置(40)前依次設(shè)有在不損失分辨率的情況下顯示立體圖像的偏振控制裝置(50)、旋光裝置(60)和光線傳播方向引導(dǎo)裝置(70)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述自動立體顯示器，其特征在于所述圖像顯示裝置 (40)可以是顯示用于左右眼觀看視差圖像對的普通陰極射線管顯示器、投影屏幕。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述自動立體顯示器，其特征在于所述的偏振控制裝置(50)可以是使視差圖像對的左右圖像形成互相垂直的偏振狀態(tài)的簡單偏振片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動立體顯示器，所述的旋光裝置(60)是由選擇性 的使接收到的光線的偏振狀態(tài)改變的兩種條狀部分(61、 62)交替組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動立體顯示器，所述的光線傳播方向引導(dǎo)裝置(70) 由引導(dǎo)左右圖像的光線到左右眼所在的區(qū)域的兩種條狀部分(71、 72)交替組 成。
專利摘要本實用新型公開了一種自動立體顯示器，包括圖像顯示裝置，其特征在于位于所述的圖像顯示裝置前依次設(shè)有在不損失分辨率的情況下顯示立體圖像的偏振控制裝置、旋光裝置和光線傳播方向引導(dǎo)裝置。圖像顯示裝置可以以高幀速顯示左右眼視差圖像，通過偏振控制裝置后，左右眼圖像被分別賦予不同的偏振態(tài)，旋光裝置會選擇性的改變左右眼圖像不同區(qū)域的偏振態(tài)，最后由光線引導(dǎo)裝置把左右眼圖像分別引導(dǎo)到左右眼觀看區(qū)域形成立體視覺，從而在不損失分辨率的情況下顯示立體圖像。
文檔編號G02B27/26GK201138395SQ20072003751
公開日2008年10月22日 申請日期2007年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月11日
發(fā)明者史新剛, 吳華夏, 濤 張, 張永生, 忠 王, 戴 董 申請人:安徽華東光電技術(shù)研究所