CN203025421U

CN203025421U - 带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏

Info

Publication number: CN203025421U
Application number: CN 201220726835
Authority: CN
Inventors: 李国炳; 李海波
Original assignee: HEILONGJIANG FOUR-DIMENSIONAL IMAGE DIGITAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HEILONGJIANG FOUR-DIMENSIONAL IMAGE DIGITAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2022-12-26

Abstract

带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏，它属于自由立体显示屏子像素排列的技术领域。本实用新型旨在改变显示屏上子像素的排列方式，使柱镜光栅可以垂直放置，提高立体播放效果。显示屏上的R、G、B子像素分离设置，R、G、B子像素的窄边在显示屏上水平放置，长边垂直放置，在显示屏上水平方向为子像素同色成行，垂直方向为R、G、B子像素循环排列,垂直方向上的一组R、G、B子像素构成一个像素单元，垂直方向每一列为一个视点像素,显示屏前平行设置柱镜光栅，柱镜光栅上的透镜条纹垂直设置，显示屏播放多视点合成立体图像。本实用新型可以看到视点的所有色彩，可以看到不失真的立体效果，提高了清晰度，有效提高立体播放图像的分辨率。

Description

带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏

技术领域

本实用新型属于自由立体显示屏子像素排列的技术领域，具体涉及一种带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏。

背景技术

随着显示技术的不断发展，人们已经开发出了各种各样无需借助立体眼镜等辅助工具，而直接裸眼就能观看立体图像的自由立体显示技术，主要包括柱镜光栅立体显示、狭缝光栅立体显示、全息立体显示等。在众多的自由立体显示技术中，基于柱镜光栅的自由立体显示技术因立体视觉效果突出，成为当前较为常见的自由立体显示技术。

光栅式自由立体显示屏由在2D平面显示屏上加装光栅制成，立体光栅一般附在立体图像或者显示屏外面，光栅对显示屏发出的图像光线起分光的作用，使对应的光束分别进入人的左眼和右眼，利用人两眼视差，观察者可以看到虚幻的立体图像。柱镜透镜光栅利用透镜对光的折射原理，没有造成显示屏的亮度损失。无论有无背景光源，通过柱镜光栅都可以看到良好的立体效果，在有背景光源的情况下立体效果更加完美。

光栅式自由立体显示屏要得到逼真的立体效果，只有光栅进行分光是不够的，还要求原始2D图像来自成像物体的不同视点，一般对于N视点（N≥2）的自由立体显示屏需要有N个不同视点的图像，N个视点在水平方向上有视差偏移，对不同视点的2D图像的像素进行重新排列后在自由立体显示屏上播放才会产生立体效果。

目前现有显示屏上的子像素排列方式一般为水平方向上RGB循环排列，垂直方向上为同色成列，水平方向上一组相邻的RGB构成一个像素，且该像素的高度和宽度相等为一个正方形，每个RGB子像素在显示平面上都是宽高比为1：3的小矩形，如图1所示。通常，这种子像素的排列方式对N视点的2D图像像素重新排列后进行立体显示时，若将光栅垂直安装，看到的为垂直方向上的单色子像素，无法正确还原立体影像的准确色彩，因此必须将柱镜光栅上的透镜条纹倾斜一定角度设置。倾斜角度的柱镜光栅加工制作难度高，且严重影响立体影像的清晰度，若用于大屏幕显示立体效果要对柱镜光栅进行拼接，若每块柱镜光栅上的透镜条纹倾斜角度有误差则会导致拼接后的整体误差更大，极大的降低立体播放效果。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏，改变显示屏上子像素的排列方式，使柱镜光栅可以垂直放置，提高立体播放效果。

所述的带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏，显示屏上的R、G、B子像素分离设置，R、G、B子像素的窄边在显示屏上水平放置，长边垂直放置，在显示屏上水平方向为子像素同色成行，垂直方向为R、G、B子像素循环排列,垂直方向上的一组R、G、B子像素构成一个像素单元，垂直方向每一列为一个视点像素,显示屏前平行设置柱镜光栅，柱镜光栅上的透镜条纹垂直设置，显示屏播放多视点合成立体图像。

所述的带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏，其特征在于所述显示屏播放的合成立体图像所需视点个数为n，n≥2。

所述的带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏，其特征在于所述垂直方向为R、G、B子像素循环排列，循环排列方式为RGB、RBG、GRB、GBR、BRG、BGR，垂直方向上按其中的一种排列方式进行循环。

所述的带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏，其特征在于显示屏水平方向上R、G、B子像素的数量为n的倍数，垂直方向上R、G、B子像素的数量为3的倍数。

所述的带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏，其特征在于R、G、B子像素在显示屏的水平方向上均匀分布，相邻子像素的中心距为a，R、G、B子像素在显示屏的垂直方向上均匀分布，相邻子像素的中心距为b，b=n×a/3。

所述的带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏，其特征在于柱镜光栅的一个光栅栅距宽度为n×a，覆盖与视点个数n数量相等的子像素。

所述的带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏，其特征在于垂直方向上的一组R、G、B子像素构成一个像素单元，相邻像素单元的中心距为3b，3b=3×n×a/3=n×a。

所述的带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏，其特征在于显示屏的水平方向上n个视点按1、2、3、4……n-1、n的顺序排列，以此循环合成立体图像；n个视点水平方向宽度为n×a，与垂直方向一个像素单元长度相同，组成一个正方形；在柱镜光栅放大作用下，垂直方向的一个像素单元放大成一个正方形的不失真影像像素。

本实用新型结构简单、设计合理，将显示屏上的R、G、B子像素分离设置，R、G、B子像素的窄边在显示屏上水平放置，长边垂直放置，在显示屏上水平方向为子像素同色成行，垂直方向为R、G、B子像素排列方式中一种的循环排列,垂直方向上的一组R、G、B子像素构成一个像素单元，垂直方向每一列为一个视点的像素，将柱镜光栅垂直放置，可以看到视点的所有色彩，通过柱镜的放大作用，可以将垂直方向的一个像素单元放大成一个正方形的不失真影像像素，从而可以看到不失真的立体效果。左右眼通过一个光栅分别只看到单个视点的影像，通过这两个视点的影像合成立体图像，没有其他视点的影像混合干扰，提高观看的清晰度。R、G、B子像素的窄边在显示屏上水平放置，大大减小了柱镜光栅的栅距，有效提高立体播放图像的分辨率。该子像素的排列方式适用于现有的液晶显示器、等离子显示器、LED大屏幕显示屏、OLED显示屏等显示屏，使其满足光栅垂直放置显示立体的要求。

附图说明

图1 为现有显示屏的R、G、B子像素排列结构示意图；

图2 为本实用新型R、G、B子像素其中一种排列方式的结构示意图；

图3 为按图2的排列方式对8个视点图像子像素排列示意图；

图4 为柱镜光栅的自由立体显示原理图(图中1为像素，2为柱镜光栅，3为观察者的眼睛)。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。

所述的带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏，显示屏上的R、G、B子像素分离设置，R、G、B子像素的窄边在显示屏上水平放置，长边垂直放置，在显示屏上水平方向为子像素同色成行，垂直方向为R、G、B子像素排列方式中的一种循环排列，R、G、B子像素的排列方式包括RGB、RBG、GRB、GBR、BRG、BGR，垂直方向上按其中的一种排列方式进行循环，图2所示为按RGB排列进行循环的方式，其他几种排列的循环方式与此相同，垂直方向上的一组R、G、B子像素构成一个像素单元，垂直方向每一列为一个视点的像素,显示屏前平行设置柱镜光栅，柱镜光栅上的透镜条纹垂直设置，显示屏播放多视点合成立体图像，显示屏播放的合成立体图像所需视点个数为n，n≥2。

R、G、B子像素在显示屏的水平方向上均匀分布，水平方向相邻子像素的中心距为a。R、G、B子像素在显示屏的垂直方向上均匀分布，垂直方向相邻子像素的中心距为b，b=n×a/3。垂直方向上的一组R、G、B子像素构成一个像素单元，相邻像素单元的中心距为3b，3b=3×n×a/3=n×a。显示屏水平方向上R、G、B子像素的数量为n的倍数，垂直方向上R、G、B子像素的数量为3的倍数。

显示屏的水平方向上n个视点按1、2、3、4……n-1、n的顺序排列，以此循环从而合成立体图像；n个视点水平方向宽度为n×a，与垂直方向一个像素单元长度相同，组成一个正方形。设置在显示屏前的柱镜光栅一个光栅栅距宽度为n×a，覆盖与视点个数n数量相等的子像素。在柱镜光栅放大作用下，垂直方向的一个像素单元放大成一个正方形的不失真影像像素。

图3 所示为按图2的排列方式对8个视点图像子像素进行排列的结构示意图。第一个视点图像的第一个R子像素填充到显示屏的最左上角，向右依次填充第2至第8个视点的R色子像素并循环，第一个视点图像的第一个G子像素填充到第一个R子像素下方，向右依次填充第2至第8个视点的G色子像素并循环，第一个视点图像的第一个B子像素填充到第一个G子像素下方，向右依次填充第2至第8个视点的B色子像素并循环，直到填充完成整个立体图像。垂直方向上的一组R、G、B子像素构成一个像素单元，垂直方向每一列为一个视点的像素。光栅栅距占据8个子像素的宽度，在播放合成后的立体图像时，观察者在某一角度看到两个视点的图像，这两个视点的图像在柱镜光栅放大作用下，垂直方向的一个像素单元放大成一个正方形的不失真影像像素，左右眼的图像对最终在大脑的融合下看到立体效果。

现有显示屏翻转90°后子像素排列虽然在显示屏上水平方向也为子像素同色成行，垂直方向为R、G、B子像素循环排列，但翻转后子像素的长边在显示屏上水平放置，会增加光栅栅距，极大的降低立体播放的分辨率。同时，现有显示屏的一个像素单元呈正方形，翻转90°后垂直安装柱镜光栅将子像素在水平方向上进行放大，而子像素在垂直方向上仍是原大小，造成像素的严重变形，造成立体效果的失真。

该子像素的排列方式适用于现有的液晶显示器、等离子显示器、LED大屏幕显示屏、OLED显示屏等显示屏，改变其上子像素的排列方式，即可使其满足光栅垂直放置显示立体图像的要求。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏，其特征在于显示屏上的R、G、B子像素分离设置，R、G、B子像素的窄边在显示屏上水平放置，长边垂直放置，在显示屏上水平方向为子像素同色成行，垂直方向为R、G、B子像素循环排列,垂直方向上的一组R、G、B子像素构成一个像素单元，垂直方向每一列为一个视点像素,显示屏前平行设置柱镜光栅，柱镜光栅上的透镜条纹垂直设置，显示屏播放多视点合成立体图像。

2、根据权利要求1所述的带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏，其特征在于所述显示屏播放的合成立体图像所需视点个数为n，n≥2。

3、根据权利要求2所述的带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏，其特征在于所述垂直方向为R、G、B子像素循环排列，循环排列方式为RGB、RBG、GRB、GBR、BRG、BGR，垂直方向上按其中的一种排列方式进行循环。

4、根据权利要求3所述的带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏，其特征在于所述显示屏水平方向上R、G、B子像素的数量为n的倍数，垂直方向上R、G、B子像素的数量为3的倍数。

5、根据权利要求4所述的带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏，其特征在于所述R、G、B子像素在显示屏的水平方向上均匀分布，相邻子像素的中心距为a，R、G、B子像素在显示屏的垂直方向上均匀分布，相邻子像素的中心距为b，b=n×a/3。

6、根据权利要求5所述的带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏，其特征在于所述柱镜光栅的一个光栅栅距宽度为n×a，覆盖与视点个数n数量相等的子像素。

7、根据权利要求6所述的带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏，其特征在于所述垂直方向上的一组R、G、B子像素构成一个像素单元，相邻像素单元的中心距为3b，3b=3×n×a/3=n×a。

8、根据权利要求7所述的带有垂直柱镜光栅的自由立体显示屏，其特征在于所述显示屏的水平方向上n个视点按1、2、3、4……n-1、n的顺序排列，以此循环合成立体图像；n个视点水平方向宽度为n×a，与垂直方向一个像素单元长度相同，组成一个正方形。