【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及显示装置，更具体地，涉及一种实现裸眼3d显示的光学装置和方法。
技术介绍
1、随着科技的日新月异，裸眼3d技术作为一种引人注目的技术应运而生，它使得用户无需佩戴任何眼镜或设备即可在裸眼状态下观看3d图像或视频。传统的裸眼3d显示技术主要分为柱状透镜式和光栅式裸眼3d显示技术。对于传统的柱状透镜式裸眼3d显示技术，在某些观看角度会出现影响重叠的情况，分辨率损失严重，且不能与2d模式兼容。对于光栅式裸眼3d显示技术，其亮度较低，分辨率损失严重，对视角要求严格。因此指向性的双液晶的结构成为最佳的解决方案。
2、双液晶方案作为现行裸眼3d显示的最佳解决方案之一，解决了2d、3d模式下不能兼容的问题。这种技术设备轻薄，2d模式下可3d窗口化，反之亦然。同时，2d和3d模式下不影响分辨率，串扰小。令用户回归更为舒适的、自然的观影体验，因此备受欢迎。然而双液晶的方案仍然存在诸多挑战和限制，例如，双液晶的方案依赖于光阀液晶的分辨率，光阀液晶子像素尺寸过大，使光学系统中柱镜的口径尺寸过大，柱镜单元之间的边界效应直接影响了2d和3d的观感，此外过大的柱镜口径会造成单个柱镜单元的相对照度变化过大，中间亮两边暗的现象就会凸显。另外，由于单透镜在大视角下的成像能力有限，边视角过大的像差限制了观看范围，这些问题一直都是困扰裸眼3d技术发展的瓶颈。如果一味的通过增加液晶的分辨率和外型尺寸去解决问题，不但开发周期长，成本也高居不下。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一是提供一种实现裸
2、为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术的第一方面提供一种实现裸眼3d显示的光学装置，包括背光源、液晶光阀、准直柱镜阵列、复眼柱镜阵列、中间像扩散屏、成像柱镜阵列单元和液晶面板，其中：
4、沿所述背光源的光线传播方向，依次设置所述准直柱镜阵列、复眼柱镜阵列、中间像扩散屏、成像柱镜阵列单元和液晶面板；
5、背光源发出的光线经所述液晶光阀形成线光源后，线光源经过所述准直柱镜阵列、复眼柱镜阵列后在所述中间像扩散屏出形成若干指向光源，指向光源通过所述成像柱镜阵列单元，在液晶面板的可视区域内形成观看图像。
6、进一步的，所述复眼柱镜阵列的形态包括：
7、前后表面均是柱透镜结构；
8、或前表面为柱透镜结构，后表面为平面；
9、或前表面为平面，后表面为柱透镜结构。
10、进一步的，所述成像柱镜阵列单元为柱镜组阵列组合、菲涅尔透镜组阵列组合或光栅阵列中的任意一种。
11、进一步的，所述液晶光阀的子像素点横向宽度满足：
12、
13、式中，h表示所述液晶光阀的子像素点横向宽度，n表示所述复眼柱镜阵列中复眼柱镜横向排列的数目，d表示所述复眼柱镜阵列中单个复眼柱镜的口径，n表示所述复眼柱镜阵列中复眼柱镜的折射率，l表示所述复眼柱镜阵列的厚度，u表示所述背光源发光的孔径角。
14、进一步的，所述复眼柱镜阵列的厚度l，满足：
15、
16、式中，r表示所述复眼柱镜阵列的单个复眼柱镜的曲率半径。
17、进一步的，所述准直柱镜阵列和复眼柱镜阵列，满足：
18、
19、式中，d表示所述准直柱镜阵列中准直柱镜单元的口径，f表示所述准直柱镜阵列中准直柱镜单元的焦距，f表示所述复眼柱镜阵列中单个复眼柱镜的焦距。
20、进一步的，所述准直柱镜阵列和复眼柱镜阵列的光圈数大于1.6，所述成像柱镜阵列单元的光圈数大于1.53。
21、进一步的，还包括线性扩散膜，所述线性扩散膜设置于所述成像柱镜阵列单元和液晶面板之间
22、本专利技术的第二方面提供一种实现裸眼3d显示的方法，所述方法应用于所述的实现裸眼3d显示的光学装置，方法包括：
23、当观察者在人眼视场角范围内逆向追迹经所述成像柱镜阵列单元后的光斑落点的宽度与单个成像柱镜阵列单元的口径保持一致时，人眼视角范围内支持多人同时观看裸眼3d的图像；
24、当观察者在人眼视场角范围内逆向追迹经所述成像柱镜阵列单元后的光斑落点的宽度与单个成像柱镜阵列单元的口径不一致时，支持单人在视角范围内观看裸眼3d的图像。
25、进一步的，所述液晶光阀在开灯宽度的边缘位置降低开灯亮度或者有选择的关闭一个开灯宽度下边缘对应的像素点。
26、与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：
27、本专利技术的裸眼视差3d显示由背光源、光阀液晶以高速率交替变化而实现左右视点裸眼3d效果，上述2d和3d模式之间可窗口化切换，且窗口化切换过程中2d和3d的分辨率不损失，可维持液晶面板的分辨率，观感舒畅。
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1.一种实现裸眼3D显示的光学装置，其特征在于，包括背光源、液晶光阀、准直柱镜阵列、复眼柱镜阵列、中间像扩散屏、成像柱镜阵列单元和液晶面板，其中：
2.根据权利要求1所述的实现裸眼3D显示的光学装置，其特征在于，所述复眼柱镜阵列的形态包括：
3.根据权利要求1所述的实现裸眼3D显示的光学装置，其特征在于，所述成像柱镜阵列单元为柱镜组阵列组合、菲涅尔透镜组阵列组合或光栅阵列中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的实现裸眼3D显示的光学装置，其特征在于，所述液晶光阀的子像素点横向宽度满足：
5.根据权利要求4所述的实现裸眼3D显示的光学装置，其特征在于，所述复眼柱镜阵列的厚度L，满足：
6.根据权利要求5所述的实现裸眼3D显示的光学装置，其特征在于，所述准直柱镜阵列和复眼柱镜阵列，满足：
7.根据权利要求1所述的实现裸眼3D显示的光学装置，其特征在于，所述准直柱镜阵列和复眼柱镜阵列的光圈数大于1.6，所述成像柱镜阵列单元的光圈数大于1.53。
8.根据权利要求1至7任一项所述的实现裸眼3D显示的光学装
9.一种实现裸眼3D显示的方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1至8任一项所述的实现裸眼3D显示的光学装置，方法包括：
10.根据权利要求9所述的实现裸眼3D显示的方法，其特征在于，所述液晶光阀在开灯宽度的边缘位置降低开灯亮度或者有选择的关闭一个开灯宽度下边缘对应的像素点。
...【技术特征摘要】
1.一种实现裸眼3d显示的光学装置，其特征在于，包括背光源、液晶光阀、准直柱镜阵列、复眼柱镜阵列、中间像扩散屏、成像柱镜阵列单元和液晶面板，其中：
2.根据权利要求1所述的实现裸眼3d显示的光学装置，其特征在于，所述复眼柱镜阵列的形态包括：
3.根据权利要求1所述的实现裸眼3d显示的光学装置，其特征在于，所述成像柱镜阵列单元为柱镜组阵列组合、菲涅尔透镜组阵列组合或光栅阵列中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的实现裸眼3d显示的光学装置，其特征在于，所述液晶光阀的子像素点横向宽度满足：
5.根据权利要求4所述的实现裸眼3d显示的光学装置，其特征在于，所述复眼柱镜阵列的厚度l，满足：
6.根据权利要求5所述的实现裸眼3d显示的光...
【专利技术属性】
技术研发人员：何涌，舒畅，印晓丽，周建英，邓冬岩，刘兴宾，
申请(专利权)人：广州弥德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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