專利名稱：自動成像立體顯示設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自動成像立體顯示設備，更具體而言涉及一種利用傾斜光柵的自動成像立體顯示設備。
背景技術：
在立體顯示技術發展的過程中，先后出現了各種需要輔助設備才能觀看立體效果的產品，如3D頭盔(HMD，將兩個小型的二維液晶顯示器分別置于兩只眼睛前方，產生的圖像借由光學系統來放大)、3D偏光眼鏡(偏光鏡片將左右兩側的圖像分開來觀看)、快門眼鏡(左右眼交替觀看，以極快的速度分別遮擋左右眼觀看到的圖像)，這些產品由于攜帶不便以及部分產品只能適用于某一類人觀看而逐漸被更新的產品所替代。隨后出現的一種無需輔助設備觀看立體影像的顯示器，利用的是波長選擇性過濾技術，它是通過位于屏幕最前方的濾光器，有選擇性的將圖像信息傳送至顯示器的屏幕上，以此呈現立體效果。這種方法的弊端在于，由于過濾了大部分的光學元素，圖像的亮度被大大的降低了；此外，由于透明度高，遮擋了近3/4的圖像元素，在屏幕上會產生嚴重的反射光，像鏡面一樣影響了圖像的演示效果。
因此，實有必要設計一種觀看角度更加寬廣、演示效果更好的自動成像立體顯示設備。
實用新型內容本實用新型目的在于提供一種可以實現更寬廣的觀看角度并且可以去除大量摩爾紋的自動成像立體顯示設備。
為了實現上述目的，本實用新型的利用傾斜光柵的自動成像立體顯示設備包括
一液晶顯示器；一疊放在所述液晶顯示器上的光柵，所述光柵沿所述液晶顯示器縱向以一特定的角度傾斜，所述光柵的尺寸與所述液晶顯示器相同，并且所述光柵中的每一個透鏡與所述液晶顯示器的每個像素通過摩爾干涉測量法精確地對準。
優選地，所述液晶顯示器是垂直像素液晶顯示器，所述光柵由一組顯微透鏡陣列構成。
本實用新型所使用的光柵由與液晶顯示器屏幕相匹配的高透光率材料例如聚甲基丙烯酸甲酯制成。
優選地，所述自動成像立體顯示設備的可視角度范圍為0-120度。
借助本實用新型，觀看者無需配戴立體眼鏡或其他任何輔助觀看設備就可以在液晶顯示器前方左右120度視角內觀看到清晰的立體效果，并且去除了60％的摩爾紋。
下面，將結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行進一步詳細的說明，其中圖1示出了根據本實用新型的自動成像立體顯示設備的側視圖；圖2示出了本實用新型所使用的光柵的立體圖；圖3示出了光柵與液晶顯示器結合的截面詳細示意圖；圖4示出了光柵傾斜疊放在液晶顯示器上的示意圖；圖5示出了不同觀看位置的成像示意圖。
具體實施方式
如圖1所示出的，根據本實用新型的自動成像立體顯示設備包含一臺液晶顯示器1，該液晶顯示器1例如可以為市場上可購買到的任意合適尺寸的垂直像素液晶顯示器。由一組顯微透鏡陣列構成的光柵2被傾斜地放置在所述液晶顯示器1的水平面板之上，所述光柵2的尺寸與所述液晶顯示器1相同，這樣通過透鏡的折射作用，顯示元素就會被看到。為了實現自動立體成像，所述光柵2沿液晶顯示器1縱向以一特定角度傾斜，并且所述光柵2中的每一個透鏡與所述液晶顯示器1的每個像素通過摩爾干涉測量法精確地對準，以確保該光柵2只在水平方向上發生折射。
圖2示出了本實用新型所使用的光柵2的立體圖，其中顯微透鏡陣列以一個特定的傾斜角度平行排列，光柵2的柵距和厚度等相關數據根據不同的液晶顯示器類型各有所不同。所述光柵2通常由與液晶顯示器屏幕相匹配的材料制成，只要保證其具有良好的透光性以及可切割性，例如可以選用聚甲基丙烯酸甲酯制造光柵，以便確保在該光柵2與液晶顯示器1結合以后或者即使外界溫度發生變化時也能保持與液晶顯示器的像素以及光學元素的對準。
圖3示出了光柵2與液晶顯示器1結合的截面詳細示意圖。從圖中可以看到所述顯示屏依次包括上偏光板3、第一玻璃基板4、第一彩色濾光片5、液晶單元6、第二彩色濾光片7、第二玻璃基板8以及下偏光板9，所述光柵2被放置在上偏光板3之上。在不同的觀看位置(光路的來源)都可以通過光柵2中的顯微透鏡的折射和衍射作用將液晶單元所顯示的圖像傳送給觀看者，從而使觀看者在不同的位置都可以觀看到立體圖像效果。
在圖4中可以清楚地示出了光柵2以一特定的角度被傾斜地疊放在液晶顯示器1上。由于液晶顯示器1的像素間距產生的黑色覆蓋將會引起出現摩爾紋現象，本實用新型的顯示設備通過將黑色覆蓋延展開并且使畫面間的轉換變得更為順暢來隱藏這種黑色覆蓋，同時借助光柵2中的顯微透鏡的折射和衍射作用，可以將液晶顯示器1的像素間的黑色覆蓋折射掉，從而使使用者感到他們所看到的是“連續的物體”而不是一系列跳動的畫面。當使用者在顯示器前方左右移動時，他將始終能夠看到一定數量的、但實際上不可察覺的黑色覆蓋，從而有效地去除了摩爾紋，畫面的立體效果也會得到增強，同時該顯示設備的可視角度范圍也擴展為0-120度。
圖5示出了根據本實用新型的顯示設備在不同觀看位置的成像示意圖。在直線A的位置上可以看到兩幅略有不同的畫面(第1、2幅畫面)，大腦對這兩幅畫面進行組合，從而可以產生立體圖像的效果。當使用者移動頭部到了直線B的位置上，視線會看到第7幅和第8幅畫面，在C位置上第5幅和第6幅畫面會進入到視角中。這樣，在使用者移動的過程中，畫面之間的轉換是漸進的，這樣就可以取得畫面的淡入淡出效果，從而得到一系列連續的而不是跳動的畫面。
本實用新型的自動成像立體顯示設備不僅可以呈現清晰的立體圖像，更可以去除60％的摩爾紋，同時其觀看角度也增大到120度，從而為使用者提供了更為優良的立體成像效果。
權利要求1.一種利用傾斜光柵的自動成像立體顯示設備，其特征在于，所述設備包括一液晶顯示器；一疊放在所述液晶顯示器上的光柵，所述光柵沿所述液晶顯示器縱向以一特定的角度傾斜，所述光柵的尺寸與所述液晶顯示器相同，并且所述光柵中的每一個透鏡與所述液晶顯示器的每個像素通過摩爾干涉測量法精確地對準。
2.根據權利要求1所述的自動成像立體顯示設備，其特征在于，所述液晶顯示器是垂直像素液晶顯示器。
3.根據權利要求1或2所述的自動成像立體顯示設備，其特征在于，所述光柵由一組顯微透鏡陣列構成。
4.根據權利要求1或2所述的自動成像立體顯示設備，其特征在于，所述光柵由與液晶顯示器屏幕相匹配的高透光率材料制成。
5.根據權利要求3所述的自動成像立體顯示設備，其特征在于，所述光柵由與液晶顯示器屏幕相匹配的高透光率材料制成。
6.根據權利要求5所述的自動成像立體顯示設備，其特征在于，所述高透光率材料為聚甲基丙烯酸甲酯。
7.根據權利要求4所述的自動成像立體顯示設備，其特征在于，所述高透光率材料為聚甲基丙烯酸甲酯。
8.根據權利要求1、2、5-7之一所述的自動成像立體顯示設備，其特征在于，自動成像立體顯示設備的可視角度范圍為0-120度。
9.根據權利要求3所述的自動成像立體顯示設備，其特征在于，自動成像立體顯示設備的可視角度范圍為0-120度。
10.根據權利要求4所述的自動成像立體顯示設備，其特征在于，自動成像立體顯示設備的可視角度范圍為0-120度。
專利摘要本實用新型提供了一種利用傾斜光柵的自動成像立體顯示設備，其包括一液晶顯示器；一疊放在所述液晶顯示器上的光柵，所述光柵沿所述液晶顯示器縱向以一特定的角度傾斜，所述光柵的尺寸與所述液晶顯示器相同，并且所述光柵中的每一個透鏡與所述液晶顯示器的每個像素通過摩爾干涉測量法精確地對準。優選地，所述液晶顯示器是垂直像素液晶顯示器，所述光柵由一組顯微透鏡陣列構成并且由與液晶顯示器屏幕相匹配的高透光率材料制成。優選地，自動成像立體顯示設備的可視角度范圍為0－120度。借助本實用新型，觀看者無需佩戴立體眼鏡或其他任何輔助觀看設備就可以在液晶顯示器前方左右120度視角內觀看到清晰的立體效果，并且去除了60％的摩爾紋。
文檔編號G02F1/13GK2929757SQ20062011314
公開日2007年8月1日 申請日期2006年4月20日 優先權日2006年4月20日
發明者戈張 申請人:北京超多維科技有限公司