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一種顯示裝置及圖像顯示方法與流程

文檔序號(hào):12360302閱讀:177來源:國(guó)知局
一種顯示裝置及圖像顯示方法與流程

本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種顯示裝置及圖像顯示方法。



背景技術(shù):

隨著技術(shù)的進(jìn)步,圖像顯示已經(jīng)不再局限于二維空間(2D)的屏幕平面中,三維空間(3D)的畫面顯示越來越多的應(yīng)用于人們的日常工作、學(xué)習(xí)和娛樂等方面。

在真實(shí)世界中,如圖1a所示,正常的人眼觀看物體O時(shí),雙眼的視線匯聚距離L與單眼的聚焦距離L’相等,即聚焦位置都處在所觀察的物體O上。然而,在當(dāng)前的視差3D世界中,如圖1b所示,由于屏幕僅提供了所觀察光場(chǎng)的雙眼視差畫面,而并未提供單眼聚焦所需要的相應(yīng)的光線方向信息,使得單眼的聚焦位置一直處在屏幕上,而雙眼由于視差匯聚至屏幕以外的虛擬物體上,即在視差3D世界中,雙眼的視線匯聚距離L與單眼的聚焦距離L’不相等,進(jìn)而造成人眼在觀看3D畫面時(shí)感到眩暈和不適。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種顯示裝置及圖像顯示方法,該顯示裝置能夠?qū)窝劬劢咕嚯x與雙眼視線匯聚距離一致提供硬件支持。

為達(dá)到上述目的,本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:

本發(fā)明實(shí)施例一方面提供一種顯示裝置,包括依次設(shè)置的背光模組、顯示模組、光指向部件;所述背光模組用于周期性地依次發(fā)出S個(gè)不同方向的準(zhǔn)直光線,所述不同方向的準(zhǔn)直光線穿過所述顯示模組到達(dá)所述光指向部件,其中,S≥2;所述光指向部件用于將入射的相同方向的準(zhǔn)直光線匯聚至同一個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn),入射的不同方向的準(zhǔn)直光線匯聚至不同預(yù)設(shè)視點(diǎn);其中,S個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)中屬于同一眼球的各所述預(yù)設(shè)視點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)視點(diǎn)組,所述視點(diǎn)組包括至少兩個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn),不同的所述視點(diǎn)組位于不同的眼球。

進(jìn)一步的,一個(gè)所述視點(diǎn)組對(duì)應(yīng)的不同方向的準(zhǔn)直光線之間的最大夾角小于或等于1°。

進(jìn)一步的,所述背光模組包括光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu),所述光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)包括波導(dǎo)層、設(shè)置于所述波導(dǎo)層上表面的光柵結(jié)構(gòu),以及位于所述波導(dǎo)層上方的上介質(zhì)層和下方的下介質(zhì)層,且所述上介質(zhì)層和所述下介質(zhì)層的折射率小于所述波導(dǎo)層的折射率;所述背光模組還包括設(shè)置于所述波導(dǎo)層側(cè)面的至少一個(gè)準(zhǔn)直背光源,各準(zhǔn)直背光源構(gòu)成的整體用于發(fā)出至少兩個(gè)不同方向的準(zhǔn)直光線。

進(jìn)一步的,所述背光模組包括多個(gè)具有單一出光方向的準(zhǔn)直背光源,所述多個(gè)準(zhǔn)直背光源中的至少兩個(gè)出光方向不同。

進(jìn)一步的,所述波導(dǎo)層為矩形,所述背光模組包括的具有單一出光方向的準(zhǔn)直背光源分布在所述波導(dǎo)層至少一組相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面。

進(jìn)一步的,所述背光模組包括具有至少兩個(gè)出光方向的準(zhǔn)直背光源。

進(jìn)一步的,所述波導(dǎo)層為矩形,所述背光模組包括的具有至少兩個(gè)出光方向的準(zhǔn)直背光源分布在所述波導(dǎo)層的一個(gè)側(cè)面。

進(jìn)一步的,所述上介質(zhì)層為光學(xué)膠,所述下介質(zhì)層為透明有機(jī)材料。

進(jìn)一步的,在所述顯示模組包括第一亞像素單元、第二亞像素單元、第三亞像素單元,所述背光模組包括層疊設(shè)置的第一光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)、第二光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)、第三光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu);所述第一光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的光柵結(jié)構(gòu)與所述第一亞像素單元相對(duì)設(shè)置,所述第二光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的光柵結(jié)構(gòu)與所述第二亞像素單元相對(duì)設(shè)置,所述第三光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的光柵結(jié)構(gòu)與所述第三亞像素單元相對(duì)設(shè)置;其中,位于所述第一光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)側(cè)面的準(zhǔn)直背光源、位于所述第二光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)側(cè)面的準(zhǔn)直背光源、以及位于所述第三光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)側(cè)面的準(zhǔn)直背光源用于發(fā)出的不同原色的光線。

進(jìn)一步的,所述下介質(zhì)層的厚度為10μm~100μm。

進(jìn)一步的,所述背光模組為直下式背光模組,所述直下式背光模組用于發(fā)出至少兩個(gè)不同方向的準(zhǔn)直光線。

進(jìn)一步的,所述光指向部件為一個(gè)透鏡,或者微透鏡陣列,或者透射光柵。

本發(fā)明實(shí)施例另一方面還提供一種應(yīng)用于上述任一種顯示裝置的圖像顯示方法,包括控制背光模組周期性地依次發(fā)出S個(gè)不同方向的準(zhǔn)直光線;在所述背光模組發(fā)出任一方向的準(zhǔn)直光線時(shí),向顯示模組輸入該方向的準(zhǔn)直光線所匯聚至的預(yù)設(shè)視點(diǎn)對(duì)應(yīng)的一幀渲染圖像,以便該光場(chǎng)三維顯示裝置顯示該幀渲染圖像。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種顯示裝置及圖像顯示方法,該顯示裝置包括依次設(shè)置的背光模組、顯示模組、光指向部件,該背光模組用于周期性地依次發(fā)出S個(gè)不同方向的準(zhǔn)直光線,不同方向的準(zhǔn)直光線穿過顯示模組到達(dá)光指向部件,其中,S≥2;光指向部件用于將入射的相同方向的準(zhǔn)直光線匯聚至同一個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn),由于入射的S個(gè)不同方向的準(zhǔn)直光線經(jīng)過顯示模組和光指向部件匯聚至S個(gè)不同的預(yù)設(shè)視點(diǎn),并且S個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)中屬于同一眼球的各預(yù)設(shè)視點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)視點(diǎn)組,不同的視點(diǎn)組位于不同的眼球,這樣一來,當(dāng)顯示模組在針對(duì)S個(gè)不同的預(yù)設(shè)視點(diǎn)顯示S個(gè)渲染畫面時(shí),位于一個(gè)眼球中的視點(diǎn)組中的至少兩個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)至少可以獲取兩個(gè)渲染畫面,從而使得一個(gè)眼球即可獲取具有三維效果的渲染圖像,并且在上述顯示模組顯示合適的S個(gè)渲染畫面的情況下,能夠使得單個(gè)眼球?qū)νㄟ^該眼球中的視點(diǎn)組所獲取的渲染圖像的聚焦距離,與兩個(gè)眼球分別通過對(duì)應(yīng)眼球中的視點(diǎn)組獲取具有三維效果的渲染圖像時(shí)的視線匯聚距離一致,從而解決視差3D技術(shù)中的眩暈問題,即該顯示裝置能夠?qū)窝劬劢咕嚯x與雙眼視線匯聚距離一致提供硬件支持。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1a為真實(shí)世界中人眼觀看圖像的光路示意圖;

圖1b為現(xiàn)有技術(shù)提供一種3D世界中人眼觀看圖像的光路示意圖;

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光場(chǎng)三維顯示裝置的光路示意圖;

圖3a為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光場(chǎng)三維顯示裝置結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3b為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種光場(chǎng)三維顯示裝置結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3c為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種光場(chǎng)三維顯示裝置結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光場(chǎng)三維顯示裝置光路示意圖;

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種透射光柵的光路示意圖;

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)光學(xué)原理示意圖;

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光場(chǎng)三維顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光場(chǎng)三維顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種光場(chǎng)三維顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖11為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種光場(chǎng)三維顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖12為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種光場(chǎng)三維顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖13為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種光場(chǎng)三維顯示裝置的圖像顯示方法流程圖;

圖14為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種三維物體的渲染方法的流程圖;

圖15為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種三維物體的渲染方法的光路結(jié)構(gòu)示意圖;

圖16為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光場(chǎng)三維顯示裝置的單眼成像光路示意圖;

圖17本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光場(chǎng)三維顯示裝置的雙眼成像光路示意圖。

附圖標(biāo)記

001-顯示裝置;100-背光模組;110-光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu);1101-第一光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu);1102-第二光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu);1103-第三光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu);111-波導(dǎo)層;112-光柵結(jié)構(gòu);113-上介質(zhì)層;114-下介質(zhì)層;120-準(zhǔn)直背光源;200-顯示模組;201-偏光片;202-彩膜層;210-第一亞像素單元;220-第二亞像素單元;230-第三亞像素單元;300-光指向部件;310-透鏡;320-微透鏡陣列;330-透射光柵;01-虛擬三維物體;02-虛擬顯示屏。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種顯示裝置,如圖2所示,該顯示裝置001包括依次設(shè)置的背光模組100、顯示模組200、光指向部件300。

其中,背光模組100用于周期性地依次發(fā)出S個(gè)不同方向的準(zhǔn)直光線,S≥2(圖2僅是以S=2為例進(jìn)行舉例說明的),不同方向的準(zhǔn)直光線穿過顯示模組200到達(dá)光指向部件300。

光指向部件300用于將入射的相同方向的準(zhǔn)直光線匯聚至同一個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)Mi(1≤i≤S),入射的不同方向的準(zhǔn)直光線匯聚至不同預(yù)設(shè)視點(diǎn);其中,S個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)中屬于同一眼球的各預(yù)設(shè)視點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)視點(diǎn)組M,視點(diǎn)組M包括至少兩個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn),不同的視點(diǎn)組M位于不同的眼球。一般的,預(yù)設(shè)視點(diǎn)Mi(即人眼)到光場(chǎng)三維顯示裝置001的距離可以在1-30cm,,在實(shí)際的應(yīng)用中,優(yōu)選的,將預(yù)設(shè)視點(diǎn)Mi設(shè)置在距離顯示裝置001的2cm~5cm的位置處。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到,上述S個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)中屬于同一眼球的各預(yù)設(shè)視點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)視點(diǎn)組M是指,S個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)中屬于同一眼球的瞳孔位置的各預(yù)設(shè)視點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)視點(diǎn)組M,以實(shí)現(xiàn)聚焦3D效果。

由于入射的S個(gè)不同方向的準(zhǔn)直光線經(jīng)過顯示模組和光指向部件匯聚至S個(gè)不同的預(yù)設(shè)視點(diǎn),并且S個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)中屬于同一眼球的各預(yù)設(shè)視點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)視點(diǎn)組,不同的視點(diǎn)組位于不同的眼球,這樣一來,當(dāng)顯示模組在針對(duì)S個(gè)不同的預(yù)設(shè)視點(diǎn)顯示S個(gè)渲染畫面時(shí),位于一個(gè)眼球中的視點(diǎn)組中的至少兩個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)至少可以獲取兩個(gè)渲染畫面,從而使得一個(gè)眼球即可獲取具有三維效果的渲染圖像,并且在上述顯示模組顯示合適的S個(gè)渲染畫面的情況下,能夠使得單個(gè)眼球?qū)νㄟ^該眼球中的視點(diǎn)組所獲取的渲染圖像的聚焦距離,與兩個(gè)眼球分別通過對(duì)應(yīng)眼球中的視點(diǎn)組獲取具有三維效果的渲染圖像時(shí)的視線匯聚距離一致,從而解決視差3D技術(shù)中的眩暈問題,即該光場(chǎng)三維顯示裝置能夠?qū)窝劬劢咕嚯x與雙眼視線匯聚距離一致提供硬件支持。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到,當(dāng)上述視點(diǎn)組M的個(gè)數(shù)為兩個(gè)時(shí),如果該兩個(gè)視點(diǎn)組M分別對(duì)應(yīng)一個(gè)人的兩個(gè)眼球上的視點(diǎn)組M,則該兩個(gè)視點(diǎn)組M的相對(duì)位置應(yīng)該符合大部分人的兩個(gè)眼睛的相對(duì)位置;如果該兩個(gè)視點(diǎn)組M是不同人的眼球上的視點(diǎn)組M,則對(duì)該兩個(gè)視點(diǎn)組M的相對(duì)位置不做限定。另外,采用該方法得到的渲染圖像可以應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)顯示中,也可以應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示中,本發(fā)明對(duì)此不作限定。

此處需要說明的是,采用上述顯示裝置即可以實(shí)現(xiàn)單眼的光場(chǎng)三維顯示,也可以實(shí)現(xiàn)雙眼的光場(chǎng)三維顯示。其中,對(duì)于單眼的光場(chǎng)三維顯示,可以直接在整個(gè)顯示模組200上,周期性顯示至少兩幀預(yù)設(shè)渲染圖像,通過光指向部件將該至少兩幀預(yù)設(shè)渲染圖像匯聚至一個(gè)眼睛的瞳孔,以實(shí)現(xiàn)通過單眼獲取的三維立體效果的圖像的目的。

對(duì)于雙眼的光場(chǎng)三維顯示,可以直接在整個(gè)顯示模組200上周期性顯示多幀預(yù)設(shè)渲染圖像,通過光指向部件將其中至少兩幀預(yù)設(shè)渲染圖像匯聚左眼的瞳孔,將其中至少兩幀預(yù)設(shè)渲染圖像匯聚右眼的瞳孔,以實(shí)現(xiàn)通過雙眼獲取的三維立體效果的圖像。當(dāng)然也可以將左右眼對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)渲染圖像在顯示模組200上的不同區(qū)域進(jìn)行顯示,并通過光指向部件對(duì)應(yīng)左右眼的渲染圖像分別匯聚至左右眼,進(jìn)行三維顯示。例如,可以將顯示模組200分為左顯示區(qū)域和右顯示區(qū)域,其中,左顯示區(qū)域?qū)?yīng)顯示左眼的至少兩幀預(yù)設(shè)渲染圖像,并通過光指向部件將該至少預(yù)設(shè)渲染圖像匯聚至左眼的瞳孔;右顯示區(qū)域?qū)?yīng)顯示右眼的至少兩幀預(yù)設(shè)渲染圖像,并通過光指向部件將該至少兩幀預(yù)設(shè)渲染圖像匯聚至右眼的瞳孔,以實(shí)現(xiàn)通過雙眼獲取的三維立體效果的圖像。

此處還需要說明的是,對(duì)于一個(gè)視點(diǎn)組M中多個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)Mi的排布方式不作限定,只要保證該多個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)Mi均位于同一個(gè)眼球上即可,即相鄰視點(diǎn)間之間的最大距離應(yīng)小于或等于2.5mm。例如,當(dāng)該視點(diǎn)組M包括兩個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)時(shí),該兩個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)可以并列分布;又例如,當(dāng)該視點(diǎn)組M包括三個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)時(shí),該三個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)可以呈三角形分布;再例如,當(dāng)該視點(diǎn)組M包括四個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)時(shí),該四個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)可以成四邊形分布。

在此基礎(chǔ)上,如果一個(gè)視點(diǎn)組M對(duì)應(yīng)的不同方向的準(zhǔn)直光線之間的夾角大于1°,會(huì)使得該視點(diǎn)組M中的多個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)Mi不能落入一個(gè)眼球的瞳孔上,因此本發(fā)明優(yōu)選的,一個(gè)視點(diǎn)組M對(duì)應(yīng)的不同方向的準(zhǔn)直光線之間的最大夾角小于或等于1°,以保證該視點(diǎn)組M的多個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)Mi均位于一個(gè)眼球的瞳孔上。當(dāng)然此處不同方向的準(zhǔn)直光線之間的夾角是針對(duì)于眼球不動(dòng)的情況下設(shè)定的,在實(shí)際的應(yīng)用過程中眼球會(huì)在一定的范圍內(nèi)移動(dòng),因此上述不同方向的準(zhǔn)直光線之間的最大夾角可以適當(dāng)?shù)脑龃螅菍?duì)于落入單個(gè)瞳孔上的視點(diǎn)組M對(duì)應(yīng)的不同方向的準(zhǔn)直光線之間的最大夾角仍滿足小于或等于1°,以實(shí)現(xiàn)聚焦3D效果。

以下對(duì)上述光指向部件300的具體設(shè)置方式作進(jìn)一步說明。

例如,如圖3a所示,該光指向部件300可以為覆蓋整個(gè)顯示模組的一個(gè)透鏡310,例如液晶透鏡,或者其他焦距可調(diào)的透鏡,本發(fā)明對(duì)此不作限定。

又例如,如圖3b所示,該光指向部件300可以為覆蓋整個(gè)顯示模組的微透鏡陣列320,其中該微透鏡陣列320中的單個(gè)透鏡可以與一個(gè)亞像素單元對(duì)應(yīng),也可以與兩個(gè)或者兩個(gè)以上的亞像素單元對(duì)應(yīng),只要能夠保證將從背光模組100發(fā)出,并經(jīng)過顯示模組200的相同方向的準(zhǔn)直光線匯聚至同一個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)Mi即可,本發(fā)明對(duì)此不作限定。

另外,對(duì)于該微透鏡陣列320可以采用玻璃材質(zhì)或者透明樹脂材料構(gòu)成,當(dāng)然也可以采用光學(xué)薄膜制成,由于光學(xué)薄膜質(zhì)地輕薄,并且對(duì)于組裝該光場(chǎng)三維顯示裝置時(shí),可以直接進(jìn)行整層的粘結(jié),不易出現(xiàn)對(duì)位不準(zhǔn)的現(xiàn)象,因此采用光學(xué)薄膜的微透鏡陣列320,能夠在降低組裝誤差,簡(jiǎn)化制作工藝,并且符合光場(chǎng)三維顯示裝置的輕薄化的設(shè)計(jì)理念。

又例如,可以如圖3c所示,該光指向部件300可以為透射光柵330,該透射光柵330可以集成與顯示模組200中,也可以為單獨(dú)制作的薄膜層;由于單獨(dú)的透射光柵薄膜層質(zhì)地輕薄,且不易出現(xiàn)對(duì)位不準(zhǔn)的現(xiàn)象,從而能夠在降低組裝誤差,簡(jiǎn)化制作工藝,并且符合光場(chǎng)三維顯示裝置的輕薄化的設(shè)計(jì)理念。

需要說明的是,上述光指向部件300可以位于顯示模組200的內(nèi)部,也可以如圖3a中一個(gè)透鏡310、圖3b中微透鏡陣列320、圖3c中透射光柵330所示,位于顯示模組200的出光側(cè),即外部,當(dāng)然為了不影響顯示模組200的內(nèi)部結(jié)構(gòu),優(yōu)選的將光指向部件300設(shè)置在顯示模組200的出光側(cè)。

另外,本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解到,需要采用背光模組100的顯示裝置,一般可以為液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display,LCD),對(duì)于LCD而言,一般設(shè)置偏光片201,只有與該偏光片的透過軸平行的偏振光才能透過該偏光片201,以實(shí)現(xiàn)通過調(diào)整液晶分子兩側(cè)的電壓,來控制透過該偏光片201的出光亮,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同灰度的顯示。由于光指向部件300,例如透射光柵330,在一定程度上會(huì)使得透過該透射光柵330的光線的偏振方向發(fā)生偏移,因此,本發(fā)明優(yōu)選的,當(dāng)偏光片和透光指向部件300均設(shè)置在顯示模組200的外部時(shí),將透光指向部件300設(shè)置在偏光片201背離顯示模組200的一側(cè);或者,將偏光片201設(shè)置在顯示模組200內(nèi)部,將光指向部件300設(shè)置在顯示模組200外部,這樣一來,能夠使得光線經(jīng)過偏光片201后,再入射至光指向部件300,從而避免因光線先經(jīng)過光指向部件300而偏振方向發(fā)生偏移,再經(jīng)過偏光片201,進(jìn)而保證了該光場(chǎng)三維顯示裝置對(duì)灰度調(diào)整的準(zhǔn)確性。

另外,本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解到,如圖3c所示,上述顯示模組200中一般包括彩膜層202以及與彩膜層202相對(duì)設(shè)置的薄膜晶體管層(Thin Film Transistor,TFT),圖中未示出,顯示模組200中可以是彩膜層202靠近光指向部件300的一側(cè),也可以是TFT層靠近光指向部件300的一側(cè),本發(fā)明對(duì)此不作限定;然而由于上述光指向部件300在設(shè)置的過程中,需要與彩膜層202中對(duì)應(yīng)的不同顏色的亞像素單元進(jìn)行精準(zhǔn)對(duì)位,因此本發(fā)明優(yōu)選的彩膜層202靠近光指向部件300的一側(cè),以使得彩膜層202和光指向部件300的距離較近,進(jìn)而提高光指向部件300與彩膜層202的對(duì)位精準(zhǔn)性。

以下對(duì)上述透射光柵330原理以及設(shè)置方式做進(jìn)一步的說明。

如圖4所示,以透射光柵330任意位置處A點(diǎn)的光線為例,預(yù)設(shè)視點(diǎn)Mi距離該透射光柵330距離為d,預(yù)設(shè)視點(diǎn)Mi距離瞳孔中心B的距離為L(zhǎng)1,A點(diǎn)到瞳孔中心B與透射光柵330的垂線的距離為L(zhǎng)2,則如圖4中,當(dāng)預(yù)設(shè)視點(diǎn)M1與A點(diǎn)位于人眼瞳孔中心P的同一側(cè)時(shí),透射光柵330的衍射角θ=arctan[(L2-L1)/d];如圖4所示,當(dāng)預(yù)設(shè)視點(diǎn)M2與A點(diǎn)位于人眼瞳孔中心B的兩側(cè)時(shí),透射光柵330的衍射角θ=arctan[(L2+L1)/d]。

在此基礎(chǔ)上,透射光柵330的衍射角θ滿足以下公式:

sinθ=sinθ0+mλ/P

式中,θ0為入射角,λ為入射波的波長(zhǎng),P為光柵周期;

由于入射角θ0由背光模組100提供,入射波的波長(zhǎng)λ均為已知值,則對(duì)于上述透射光柵330的m級(jí)衍射角θ僅有光柵周期P決定,其中m=0,±1,±2…,即可以根據(jù)實(shí)際的需求通過調(diào)整光柵周期P,設(shè)置透射光柵330的m級(jí)衍射角θ。

另外,如圖5所示,對(duì)上述m級(jí)衍射角θ做進(jìn)一步的解釋說明。對(duì)于上述m級(jí)衍射角θ,由于0級(jí)衍射與沿入射光的方向相同,1級(jí)衍射及以上的衍射方向可以通過光柵周期P進(jìn)行調(diào)控;又0級(jí)和1級(jí)衍射的衍射強(qiáng)度較大,而2級(jí)以上相比于0級(jí)和1級(jí)衍射強(qiáng)度要小得多,因此,一般情況下,對(duì)光線方向的調(diào)節(jié)均采用1級(jí)衍射。

在此基礎(chǔ)上,由于光柵對(duì)光的最大衍射率發(fā)生在占空比為0.5時(shí),即圖5中,W/P=0.5,但在實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)中也可以偏離此值,可以根據(jù)出光的強(qiáng)度,平衡顯示面板不同位置亮度的差異、工藝條件等因素,進(jìn)行具體設(shè)置,本發(fā)明對(duì)此不作限定。

另外,當(dāng)衍射角θ給定后,當(dāng)一色波在光柵的柵條和空隙上的位相差為半波長(zhǎng)奇數(shù)倍時(shí),零級(jí)衍射波出現(xiàn)相干相消,零級(jí)波相干減弱,一級(jí)波增強(qiáng);當(dāng)位相差為波長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí),零級(jí)波相干增強(qiáng),一級(jí)波減弱,出于消除、減弱或增強(qiáng)該色波零級(jí)衍射波的目的,光柵的高度可以針對(duì)該波長(zhǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì),當(dāng)然不同的色光可以選擇不同的光柵高度,也可以選擇相同的。本發(fā)明中,光柵的高度可以設(shè)置在100nm~1000nm之間,優(yōu)選的一般設(shè)置為200nm~500nm。

以下通過具體實(shí)施例對(duì)上述背光模組100做進(jìn)一步的說明。

此處需要說明的是,本文中的“上”、“下”、“側(cè)面”等方位術(shù)語(yǔ)是相對(duì)于附圖的示意置放的方位來定義的,,應(yīng)當(dāng)理解到,這些方向性術(shù)語(yǔ)是相對(duì)的概念,它們用于相對(duì)于的描述和澄清,其可以根據(jù)顯示模組所放置的方位的變化而相應(yīng)地發(fā)生變化,例如,“波導(dǎo)層上表面”是指波導(dǎo)層的出光側(cè),“波導(dǎo)層下表面”是指波導(dǎo)層的入光側(cè)。

實(shí)施例一

如圖6所示,背光模組100包括光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)110,光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)110包括波導(dǎo)層111、設(shè)置于波導(dǎo)層111上表面的光柵結(jié)構(gòu)112,以及位于波導(dǎo)層111上方的上介質(zhì)層113和下方的下介質(zhì)層114,且上介質(zhì)層113和下介質(zhì)層114的折射率均小于波導(dǎo)層111的折射率,例如,可以選擇波導(dǎo)層111的折射率為1.7~1.8,上介質(zhì)層113和下介質(zhì)層114的折射率為1.5,以達(dá)到較好的光耦合作用。該背光模組100還包括設(shè)置于波導(dǎo)層111側(cè)面的至少一個(gè)準(zhǔn)直背光源120,各準(zhǔn)直背光源120構(gòu)成的整體用于發(fā)出至少兩個(gè)不同方向的準(zhǔn)直光線。

需要說明的是,上述設(shè)置于波導(dǎo)層111上表面的光柵結(jié)構(gòu)112可以是設(shè)置于波導(dǎo)層111上表面的刻痕,即波導(dǎo)層111與光柵結(jié)構(gòu)112為一體結(jié)構(gòu);光柵結(jié)構(gòu)112也可以為與波導(dǎo)層111相互獨(dú)立的結(jié)構(gòu);只要保證光柵結(jié)構(gòu)112的柵條與柵條之間的縫隙之間的部分對(duì)光的折射率不同即可,本發(fā)明對(duì)此不作限定。

在此基礎(chǔ)上,上述波導(dǎo)層111的厚度一般0.1mm~2mm,與上述透射光柵330類似,該波導(dǎo)層111中光柵結(jié)構(gòu)112的占空比優(yōu)選為0.5,光柵的高度可以設(shè)置在100nm~1000nm之間,優(yōu)選的一般設(shè)置為100nm~300nm。對(duì)于不同的亞像素單元可以選擇相同或者不同的光柵高度,根據(jù)實(shí)際需要具體設(shè)置,本發(fā)明對(duì)此不作限定。

以下對(duì)上述光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)110的工作原理做簡(jiǎn)單的說明,如圖7所示的光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)110的原理示意圖,其中是以上介質(zhì)層為空氣介質(zhì),折射率為nc;下介質(zhì)層為透明基板,折射率為ns;波導(dǎo)層折射率為nf,nf大于nc以及ns,為例進(jìn)行說明的。該光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)110可以將外部的光從外部耦合進(jìn)波導(dǎo)層111,即輸入耦合,也可以將光從波導(dǎo)層111中耦合出來,即輸出耦合。無論對(duì)于輸入耦合還是輸出耦合,入射光束或者出射光束與光柵結(jié)構(gòu)112產(chǎn)生的若干級(jí)衍射光束,其中,某一級(jí)衍射光的波矢量沿導(dǎo)模傳播方向上分量的大小βm滿足如下相位匹配條件,即:

βq=βm-qK(q=0,±1,±2…)

式中,βm為m階導(dǎo)模的傳播常數(shù),βm=k0Nm,Nm為m階導(dǎo)模的有效折射率,k0為常數(shù);K為光柵矢量,K=2π/P;P為光柵周期。設(shè)入射光(或出射光)波矢方向與豎直方向夾角為α,則以上位相匹配關(guān)系可進(jìn)一步表示為,

k0ncsinα=k0Nm–q2π/P(q=0,±1,±2…)

從上公式可以看出,通過入射光(或出射光)波矢方向與豎直方向夾角α僅與光柵周期P有關(guān),即可以通過控制光柵周期P來控制經(jīng)過該光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)110的出射光的方向。

在此基礎(chǔ)上,由于上述光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)110的上表面一般需要與背光模組100中的其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行粘合,以形成整體結(jié)構(gòu),下表面為了避免波導(dǎo)與外界的介質(zhì)接觸,進(jìn)而影響導(dǎo)模傳播,需要保證下表面具有較好的平整度及平行度,同時(shí)起到對(duì)波導(dǎo)層111的保護(hù)作用。在此情況下,本發(fā)明優(yōu)選,波導(dǎo)層111上方的上介質(zhì)層113為光學(xué)膠,以達(dá)到粘合和透光的目的;波導(dǎo)層111下方的下介質(zhì)層114為透明有機(jī)材料,例如氧化硅、樹脂等材料,當(dāng)然也可以是金屬反射膜層,且具有較好的平整度和平行度。

需要說明的是,上述介質(zhì)層113的具體設(shè)置僅為優(yōu)選設(shè)置,在實(shí)際的應(yīng)用過程中,也可以通過隔墊物的支撐作用使得該上介質(zhì)層113為空氣,或者任何材料,上述優(yōu)選設(shè)置并不能作為對(duì)本發(fā)明的限定。

以下對(duì)上述各準(zhǔn)直背光源120構(gòu)成的整體用于發(fā)出至少兩個(gè)不同方向的準(zhǔn)直光線做進(jìn)一步的說明。

例如,如圖8所示,背光模組100包括多個(gè)具有單一出光方向的準(zhǔn)直背光源120,多個(gè)準(zhǔn)直背光源120中至少兩個(gè),出光方向不同,由多個(gè)準(zhǔn)直背光源120發(fā)出的至少兩個(gè)方向的光線在光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)110的耦合作用下,經(jīng)過光柵結(jié)構(gòu)112控制出射光的出光方向,以實(shí)現(xiàn)該背光模組100發(fā)出至少兩個(gè)不同方向的準(zhǔn)直光線。

進(jìn)一步的,如圖9所示,在上述波導(dǎo)層111為矩形的情況下,該矩形波導(dǎo)層111具有兩組對(duì)邊X-X’和Y-Y’,該背光模組100包括的具有單一出光方向的準(zhǔn)直背光源120分布在該矩形波導(dǎo)層111至少一組相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面。

此處需要說明的是,上述背光模組100包括的具有單一出光方向的準(zhǔn)直背光源120分布在該矩形波導(dǎo)層111至少一組相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面是指,可以在矩形波導(dǎo)層111的一組對(duì)邊X-X’或Y-Y’中的任意一組對(duì)邊的側(cè)面分別設(shè)置具有單一出光方向的準(zhǔn)直背光源120,以使得該一組對(duì)邊的側(cè)面上設(shè)置的具有單一出光方向的準(zhǔn)直背光源120發(fā)出兩個(gè)方向的光線,并經(jīng)過光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)110,從而使得該背光模組100發(fā)出兩個(gè)方向的準(zhǔn)直光線,進(jìn)而通過顯示模組200以及光指向部件300實(shí)現(xiàn)匯聚至兩個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn),該兩個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)形成位于同一個(gè)眼球位置處視點(diǎn)組M,從而實(shí)現(xiàn)通過單眼觀看三維立體效果的圖像。

當(dāng)然,也可以在矩形波導(dǎo)層111的兩組對(duì)邊X-X’和Y-Y’中同時(shí)設(shè)置具有單一出光方向的準(zhǔn)直背光源120,以使得兩組對(duì)邊上設(shè)置的具有單一出光方向的準(zhǔn)直背光源120發(fā)出四個(gè)方向的光線,在此情況下,需要將光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)110中的光柵結(jié)構(gòu)112設(shè)置為網(wǎng)狀的二維光柵結(jié)構(gòu),這樣一來,四個(gè)方向的光線經(jīng)過該光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)110,能夠使得背光模組100發(fā)出四個(gè)方向的準(zhǔn)直光線,并通過顯示模組200以及光指向部件300實(shí)現(xiàn)匯聚至四個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn),可以設(shè)置該四個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn)中兩兩分別匯聚至兩個(gè)眼球位置處的兩個(gè)視點(diǎn)組M,從而實(shí)現(xiàn)通過雙眼觀看三維立體效果的圖像。

需要說明的是,上述將單一出光方向的準(zhǔn)直背光源120設(shè)置于矩形波導(dǎo)層111具有對(duì)邊X-X’和/或Y-Y’,僅為本發(fā)明的優(yōu)選方案,當(dāng)然也可以根據(jù)實(shí)際需要,將單一出光方向的準(zhǔn)直背光源120設(shè)置與矩形波導(dǎo)層111的X-Y、X-Y’、X’-Y’或者X’-Y的側(cè)邊上,本發(fā)明對(duì)此不作限定。

另外,本發(fā)明對(duì)分布在波導(dǎo)層111側(cè)面的準(zhǔn)直背光源120的個(gè)數(shù)不做限定,例如可以如圖9中的X和X’側(cè)面分別設(shè)置一個(gè)準(zhǔn)直背光源120,也可以如圖9中Y和Y’側(cè)面分別設(shè)置兩個(gè)準(zhǔn)直背光源120,只要保證單個(gè)側(cè)面的準(zhǔn)直背光源120能夠覆蓋整個(gè)波導(dǎo)層111即可。

又例如,如圖10所示,背光模組100包括具有至少兩個(gè)出光方向的準(zhǔn)直背光源120,準(zhǔn)直背光源120直接發(fā)出至少兩個(gè)出光方向的準(zhǔn)直光線,該準(zhǔn)直光線經(jīng)在光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)110的耦合作用下,經(jīng)過光柵結(jié)構(gòu)112控制出射光的出光方向,以實(shí)現(xiàn)該背光模組100發(fā)出至少兩個(gè)不同方向的準(zhǔn)直光線。

在此基礎(chǔ)上,當(dāng)波導(dǎo)層111為矩形的情況下,背光模組100包括的具有至少兩個(gè)出光方向的準(zhǔn)直背光源120,可以如圖10所示,具有至少兩個(gè)出光方向的準(zhǔn)直背光源120可以分布在波導(dǎo)層的一個(gè)側(cè)面,以使得該背光模組100發(fā)出兩個(gè)方向的準(zhǔn)直光線,進(jìn)而通過顯示模組200以及光指向部件300實(shí)現(xiàn)匯聚至一個(gè)視點(diǎn)組M中的兩個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn),從而實(shí)現(xiàn)通過單眼觀看三維立體效果的圖像;也可以是具有至少兩個(gè)出光方向的準(zhǔn)直背光源120分布在所述波導(dǎo)層的兩個(gè)側(cè)面,以使得該背光模組100發(fā)出四個(gè)方向的準(zhǔn)直光線,進(jìn)而通過顯示模組200以及光指向部件300實(shí)現(xiàn)匯聚至兩個(gè)視點(diǎn)組M中四個(gè)預(yù)設(shè)視點(diǎn),從而可以實(shí)現(xiàn)通過雙眼觀看三維立體效果的圖像。

此外,上述準(zhǔn)直背光源120可以由紅、綠、藍(lán)三色的半導(dǎo)體激光器芯片制成,也可由紅、綠、藍(lán)三色的發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,簡(jiǎn)稱LED)芯片經(jīng)過準(zhǔn)直、擴(kuò)束后制成,還可以由白光LED芯片經(jīng)過準(zhǔn)直、擴(kuò)束后制成,或者由條狀的冷陰極熒光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp,簡(jiǎn)稱CCFL)加一些光線準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)制成,本發(fā)明對(duì)此不作限定。

在此基礎(chǔ)上,在上述顯示模組200包括第一亞像素單元210、第二亞像素單元220、第三亞像素單元230,如圖11所示,上述背光模組100包括層疊設(shè)置的第一光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)1101、第二光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)1102、第三光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)1103。第一光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)1101的光柵結(jié)構(gòu)112與第一亞像素單元210相對(duì)設(shè)置,第二光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)1102的光柵結(jié)構(gòu)112與第二亞像素單元220相對(duì)設(shè)置,第三光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)1103的光柵結(jié)構(gòu)112與第三亞像素單元230相對(duì)設(shè)置。

其中,位于第一光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)1101側(cè)面的準(zhǔn)直背光源120、位于第二光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)1102側(cè)面的準(zhǔn)直背光源120、以及位于第三光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)1103側(cè)面的準(zhǔn)直背光源120用于發(fā)出的不同原色的光線,例如,可以分別為紅色光線、藍(lán)色光線、綠色光線,本發(fā)明對(duì)此不作限定。

另外,位于第一光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)1101、第二光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)1102、第三光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)1103側(cè)面的準(zhǔn)直背光源120,可以如圖11所示,該準(zhǔn)直背光源120為分布于波導(dǎo)層111的一組或多組對(duì)邊側(cè)面上具有單一出光方向的準(zhǔn)直背光源(圖11僅是以一組對(duì)邊側(cè)面為例進(jìn)行說明的);也可以如圖12所示,該準(zhǔn)直背光源120為分布于波導(dǎo)層111側(cè)面能夠發(fā)出至少兩個(gè)方向的準(zhǔn)直背光源(圖12僅是以一個(gè)側(cè)面為例進(jìn)行說明的)。

此處需要說明的是,對(duì)于圖11和圖12中,由于第一光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)1101、第二光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)1102、第三光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)1103采用了不同原色的光線,從而使得背光模組100直接在與第一亞像素單元210、第二亞像素單元220、第三亞像素單元230對(duì)應(yīng)位置出射不同顏色的光線,在此情況下,可以如圖12所示,該顯示裝置001中不設(shè)置彩膜層202,即可實(shí)現(xiàn)不同色彩的畫面顯示,當(dāng)然在實(shí)際的應(yīng)用中,為了有效的避免不同顏色光線之間的串?dāng)_,也可以如圖11所示,該顯示裝置001中設(shè)置彩膜層202,以保證顯示畫面的色彩對(duì)比度和飽和度等。

此處還需要說明的是,對(duì)于圖8或者圖11中,對(duì)于光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)110中波導(dǎo)層111一組對(duì)邊側(cè)面上相對(duì)設(shè)置的兩組具有單一出光方向的準(zhǔn)直背光源120,該具有單一出光方向的準(zhǔn)直背光源120發(fā)出的出光方向可以與波導(dǎo)層111平行,也可以如圖6與波導(dǎo)層111所在的平面具有一定的夾角,具體的,在波導(dǎo)層111較厚的情況下,優(yōu)選的采用準(zhǔn)直背光源120發(fā)出的出光方向與波導(dǎo)層111具有一定的夾角,以保證光線在波導(dǎo)層111中形成全反射的情況下,具有較高的出光效率;在波導(dǎo)層111足夠薄的情況下,優(yōu)選的該準(zhǔn)直背光源120發(fā)出的出光方向與波導(dǎo)層111平行,使得光線最大程度耦合進(jìn)入波導(dǎo)層111,進(jìn)而提高對(duì)光的利用率。對(duì)于圖10或者圖12中,對(duì)于光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)110中波導(dǎo)層111設(shè)置具有至少兩個(gè)出光方向的準(zhǔn)直背光源120,該具有至少兩個(gè)出光方向的準(zhǔn)直背光源120發(fā)出的至少兩個(gè)出光方向應(yīng)該沿波導(dǎo)層111所在的平面垂線方向偏移。

在此基礎(chǔ)上,對(duì)于上述層疊設(shè)置的第一光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)1101、第二光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)1102、第三光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)1103,當(dāng)波導(dǎo)層111下方的下介質(zhì)層114的厚度小于10μm,相鄰的波導(dǎo)層111之間的介質(zhì)層過薄,容易引起不同波導(dǎo)層111之間不同色光的串?dāng)_現(xiàn)象;當(dāng)波導(dǎo)層111下方的透明下介質(zhì)層114的厚度大于100μm時(shí),導(dǎo)致背光模組100的厚度過大,不利于該顯示裝置的輕薄化設(shè)計(jì),因此本發(fā)明優(yōu)選的波導(dǎo)層111的下介質(zhì)層114的厚度為10μm~100μm。當(dāng)然對(duì)于最下方的下介質(zhì)層114,例如圖11中的第三光柵波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)1103的下介質(zhì)層114由于設(shè)置的背光模組100的最下方,且光線不需要從該下介質(zhì)層114下方入射,因此該下介質(zhì)層114可以為金屬反射膜層。

實(shí)施例二

如圖3c所示,背光模組100還可以為直下式背光模組,該直下式背光模組能夠發(fā)出至少兩個(gè)不同方向的準(zhǔn)直光線(圖3c僅是以兩個(gè)不同方向的準(zhǔn)直光線為例進(jìn)行說明的),從而能夠?qū)崿F(xiàn)該背光模組100發(fā)出至少兩個(gè)不同方向的準(zhǔn)直光線的目的。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種應(yīng)用于上述任一種顯示裝置001的圖像顯示方法,如圖13所示,該圖像顯示方法包括:

步驟S101、控制背光模組周期性地依次發(fā)出S個(gè)不同方向的準(zhǔn)直光線。

步驟S102、在所述背光模組發(fā)出任一方向的準(zhǔn)直光線時(shí),向顯示模組輸入該方向的準(zhǔn)直光線所匯聚至的預(yù)設(shè)視點(diǎn)對(duì)應(yīng)的一幀渲染圖像,以便該光場(chǎng)三維顯示裝置顯示該幀渲染圖像。

以下對(duì)上述渲染圖像的獲取方法做進(jìn)一步的說明。

例如,可以通過計(jì)算機(jī)模擬三維物體以獲取三維物體的渲染圖像,具體步驟如圖14所示,包括:

步驟S201、三維場(chǎng)景模型,如圖15所示,該三維場(chǎng)景模型包括依次排布的虛擬三維物體01、虛擬顯示屏02、至少一個(gè)虛擬視點(diǎn)組M,每個(gè)虛擬視點(diǎn)組M由位于同一個(gè)虛擬瞳孔上的至少兩個(gè)虛擬視點(diǎn)構(gòu)成,不同虛擬視點(diǎn)組對(duì)應(yīng)不同的虛擬瞳孔。

步驟S202、確定從每個(gè)虛擬視點(diǎn)Mi到虛擬三維物體01表面多個(gè)虛擬物點(diǎn){T1,T2,…,Tn}的多條虛擬光路與虛擬顯示屏02的多個(gè)交點(diǎn)且虛擬物點(diǎn)Tk對(duì)應(yīng)的所有虛擬光路相交于虛擬物點(diǎn)Tk上;其中,(1≤k≤n,)1≤i≤S,S為建立的虛擬視點(diǎn)總數(shù),多個(gè)虛擬物點(diǎn){T1,T2,…,Tn}均位于虛擬顯示屏02的視角范圍內(nèi)。

具體的,該步驟S202中可以為,在虛擬顯示屏02的視角范圍內(nèi),以視點(diǎn)M1為發(fā)射視點(diǎn),以視點(diǎn)M2為回溯視點(diǎn)為例。首先,模擬由發(fā)射視點(diǎn)M1發(fā)出經(jīng)虛擬顯示屏02到達(dá)虛擬三維物體表面的多條第一光線,獲取多條第一光線與虛擬顯示屏02的第一交點(diǎn)第一光線與虛擬三維物體表面的交點(diǎn)為虛擬物點(diǎn){T1,T2,…,Tn}。然后,模擬由多個(gè)虛擬物點(diǎn){T1,T2,…,Tn}向回溯視點(diǎn)M2模擬發(fā)出第二光線,獲取多條第二光線與虛擬顯示屏02的第二交點(diǎn)這樣一來,通過在發(fā)射視點(diǎn)向虛擬物點(diǎn)發(fā)出光線,然后從該虛擬物點(diǎn)向回溯視點(diǎn)發(fā)出光線,能夠使得發(fā)射視點(diǎn)到虛擬物點(diǎn)的光路與回溯視點(diǎn)到虛擬物點(diǎn)的光路準(zhǔn)確的交匯于該虛擬物點(diǎn)的位置處,進(jìn)而使得獲取得到的渲染圖像更真實(shí)。

步驟S203、形成S幀渲染圖像,包括:根據(jù)多個(gè)虛擬物點(diǎn){T1,T2,…,Tn}的色彩參數(shù),確定虛擬顯示屏02上的多個(gè)交點(diǎn)的色彩參數(shù),以得到第i幀渲染圖像。

當(dāng)該顯示裝置001在顯示采用上述方法獲取的渲染圖像時(shí),如圖16所示,可以通過單眼獲取具有三維效果圖像,也可以如圖17所示,通過雙眼獲取具有三維效果圖像,其中圖17僅是以雙眼獲取三維效果圖像上的一點(diǎn)為例進(jìn)行說明的,詳細(xì)的光路可以參照?qǐng)D16,此處不再贅述;在此情況下,對(duì)于采用雙眼獲取具有三維效果圖像時(shí),能夠使得通過單眼的視點(diǎn)組所獲取圖像的聚焦距離L’,與雙眼分別通過對(duì)應(yīng)眼球中的視點(diǎn)組獲取具有三維效果圖像時(shí)的視線匯聚距離L一致,從而能夠解決視差3D技術(shù)中的眩暈問題。

當(dāng)然上述僅是對(duì)應(yīng)用于上述顯示裝置001的渲染圖像的一種渲染方法的一種舉例說明,也可以采用其他的渲染方法得到的上述渲染圖像應(yīng)用于本發(fā)明的顯示裝置001,本發(fā)明對(duì)此不作限定。

以上所述,僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。

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