專利名稱：Led大尺寸自由立體顯示技術(shù)的制作方法
LED大尺寸自由立體顯示技術(shù) LED顯示技術(shù)具有高亮度、高分辨率顯示的優(yōu)點(diǎn)，適用于需要高亮 度和高分辨率顯示需求的場(chǎng)合，特別適用于戶外顯示。 LCD和PDP顯示技術(shù)大約可以提供500尼特的亮度，而LED顯示技 術(shù)卻可以提供出遠(yuǎn)大于1000尼特以上的顯示亮度。LCD和PDP顯示 技術(shù)只能提供平板顯示方式，而LED顯示技術(shù)卻能夠提供彎曲的顯 示方式，而且可以根據(jù)需要任意的拼接顯示單元，以形成不同尺寸、 不同分辨率和不同形狀的顯示屏。LED在廣告宣傳、文化娛樂(lè)、科 研教學(xué)等領(lǐng)域有著其它顯示技術(shù)無(wú)法取代的優(yōu)點(diǎn)。 利用LED顯示技術(shù)顯示自由立體圖像， 一直是人們不斷研究的領(lǐng)域， 只是由于LED顯示技術(shù)不同于LCD和PDP顯示技術(shù)，特別是其像 素的排列方式不適合于自由立體顯示技術(shù)的應(yīng)用，因此妨礙了自由立 體顯示技術(shù)在LED顯示屏上的應(yīng)用。
本發(fā)明提出一種LED大尺寸自由立體顯示技術(shù)，通過(guò)對(duì)LED顯示像 素的重新設(shè)計(jì)和布局，以及特殊設(shè)計(jì)的光柵，實(shí)現(xiàn)了利用LED顯示 技術(shù)顯示自由立體圖像。 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是對(duì)本發(fā)明涉及的LED大尺寸自由立體顯示技術(shù)的整體說(shuō)明。 1是LED自由立體顯示單元，每個(gè)LED自由立體顯示單元都具有同 樣的像素結(jié)構(gòu)、像素?cái)?shù)和像素排列方式及顯示方式。2是每個(gè)自由立
體顯示單元上的立體成像光柵，它們可以是柱鏡板構(gòu)成的，也可以是
由狹縫光柵構(gòu)成的。3是計(jì)算機(jī)，它將自由立體圖像傳輸?shù)絃ED自
由立體顯示屏。4是控制監(jiān)視器，它監(jiān)視計(jì)算機(jī)輸出到LED屏的控
制信號(hào)和圖像信號(hào)。立體成像光柵可以制作成同立體顯示單元一樣尺
寸的分體光柵再拼接成最終顯示尺寸的大光柵，也可以直接制作成同
最終顯示尺寸一樣的整體光柵
圖2是對(duì)LED自由立體顯示單元的描述。
1是一個(gè)LED自由立體顯示單元。5、 6、 7表示其中的像素。像素的 排列是由左向右為紅子像素、綠子像素、藍(lán)子像素，構(gòu)成一個(gè)完整 像素，然后繼續(xù)以紅子像素、綠子像素、藍(lán)子像素排列，依次構(gòu)成每 一個(gè)完整像素。11表示每個(gè)完整像素之間的距離，也就是點(diǎn)距，點(diǎn) 距是固定的，且每個(gè)自由立體顯示單元上的像素點(diǎn)距都是完全相同 的。在垂直方向上像素的排列方式，每一行都是一樣的，即從垂直方 向上看，第一列全部是紅子像素，第二列全部是綠子像素，第三列全 部是藍(lán)子像素，依次類推。12是在垂直方向上，兩個(gè)像素之間的距 離。13是每個(gè)自由立體顯示單元在垂直方向上的像素?cái)?shù)。14是每個(gè) 自由立體顯示單元水平方向上的像素?cái)?shù)。8、 9、 10描述的是在第一 行水平方向上第二個(gè)像素的紅子像素、綠子像素和藍(lán)子像素。15表 示這些像素不間斷的排列下去直到滿足每個(gè)自由立體顯示單元在水 平方向上的像素總數(shù)14。 16表示這些像素不間斷的在垂直方向上自 上而下排列下去，直到滿足在垂直方向上的全部像素?cái)?shù)13。 17表示 每個(gè)子像素的寬度。18表示每個(gè)子像素的高度。因?yàn)長(zhǎng)ED顯示技術(shù)
主要是依靠每個(gè)小的呈矩形的發(fā)光二極管構(gòu)成的，其兩端有兩個(gè)電 極，那里是不會(huì)發(fā)光的，為了能夠便于對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述，我們用 19表示每個(gè)子像素的有效發(fā)光高度。在圖2中，為了清晰起見，只 對(duì)一個(gè)發(fā)光二極管做了帶有焊接電極的圖示，而且為了顯示的更清
楚，對(duì)其中填充的顏色也特意顯示的較其它藍(lán)子像素談了些。20是
每個(gè)子像素在水平方向上的間距，全部子像素之間的間距在水平方向
上都必須保持相等。21是每個(gè)子像素在垂直方向上的間距，全部像 素在垂直方向上的間距都必須保持相等。 圖3是說(shuō)明如何獲得一個(gè)自由立體幀的。
23是一個(gè)物體，它可以是一個(gè)真實(shí)的物體，也可以是一個(gè)在計(jì)算機(jī) 中生成的數(shù)字化物體模型，有一個(gè)序列攝象機(jī)會(huì)聚到這個(gè)物體上，它 們是從24到31。這些攝象機(jī)可以是真實(shí)的攝象機(jī)，也可以是計(jì)算機(jī) 影視制作軟件中的攝象機(jī)。通過(guò)這些攝象機(jī)，可以獲得一個(gè)序列圖像， 它們是從32到39。這些圖像的高度為50，寬度為49。也可以用像 素來(lái)表示，比如攝象機(jī)是高清攝象機(jī)，則50的具體數(shù)值就是1080個(gè) 像素，而49就是1920個(gè)像素。
將32中的第一列圖像像素提取出來(lái)放置到40的位置，將33中的第 一列圖像像素提取出來(lái)放置在41的位置，依次類推，最后將39中第 一列圖像像素提取出來(lái)放置在47的位置，這樣我們就得到一個(gè)自由 立體列。依次形成自由立體列的序列，最終形成自由立體幀。自由立 體幀的寬度是48，而高度是51。如果是高清圖像，則48的像素?cái)?shù)為 15360個(gè)像素，而51的像素?cái)?shù)仍為1080。這樣圖像的長(zhǎng)寬比率出現(xiàn)
了變化，為了保證自由立體幀同原有圖像相一致，需要在垂直方向上
將長(zhǎng)度放大8倍，我們最終獲得了在垂直方向上有8640個(gè)像素。 圖4說(shuō)明如何看到自由立體幀的顯示的立體圖像。 40、 41直到47都是代表像素的。40是代表第一個(gè)攝像機(jī)拍攝的第 一幅圖的第一行第一列像素，41是代表第二個(gè)攝像機(jī)拍攝的第二幅 圖的第一行第一列像素，而47是代表第八攝像機(jī)拍攝的第八幅圖的 第一行第一列像素。這樣順序排過(guò)去。53是立體成像光柵，它可以 是柱鏡板光柵，也可以是狹縫光柵，無(wú)論用那種光柵，其實(shí)都可以理 解為在垂直方向被拉長(zhǎng)了的針孔構(gòu)成的光柵，柱鏡光柵只是可以會(huì)聚 更多光線。52是光柵的光線透射中心，它可以是柱鏡光柵的透鏡中 心，也可以是狹縫光柵的狹縫中心。54是觀察者的左眼。55是觀察 者的右眼。56表示觀察者左眼的視線。57表示觀察者右眼的視線。 可以看出，觀察者左眼只能看到41、 48、 53、 59等像素；而右眼只 能看到40、 47、 60、 61等像素。換句話說(shuō)，左眼只能看到第二個(gè)攝 象機(jī)拍攝的圖像，而右眼只能看到第一個(gè)攝象機(jī)拍攝的圖像。如果這 時(shí)觀察者在水平方向向左移動(dòng)，則左眼會(huì)依次看到第三幅圖像、第四 副圖像，直到第八幅圖像；而右眼也會(huì)依次看到第二副圖像、第三幅 圖像，直到第七幅圖像。這時(shí)觀察者看到的是具有不同視差的序列圖 像，因此獲得了立體視覺，并且獲得了一定的視角。觀察者繼續(xù)再向 左移動(dòng)，就會(huì)經(jīng)歷一次反相，即當(dāng)左眼看到47，而右眼看到46時(shí)發(fā) 生一次反相，因?yàn)檫@時(shí)左眼看到了第一個(gè)攝象機(jī)拍攝的圖，而右眼看 到了第八個(gè)攝象機(jī)拍攝的圖，這時(shí)不僅視差恰好是相反的，而且也是
很大的反相視差，觀察者會(huì)感覺很不舒服，這是自由立體成像技術(shù)的 固有缺憾。然而，這個(gè)過(guò)程是短暫的，因?yàn)橹灰缭竭@個(gè)像素組后， 視差序列就又變的正常了。
63是光柵到顯示屏的距離，準(zhǔn)確的說(shuō)，
是光柵到顯示像素之間的距離。64是光柵的周期，也叫柵距，用光 柵專業(yè)的術(shù)語(yǔ)可稱作每英寸的光柵線數(shù)，用LPI描述。62是人眼的 瞳孔間距，大約為6.5厘米。
圖5說(shuō)明一個(gè)LED自由立體顯示單元的基本結(jié)構(gòu)。 70是一個(gè)LED自由立體顯示單元，78為垂直高度同時(shí)表示像素?cái)?shù)目， 79為水平寬度同時(shí)表示水平像素?cái)?shù)。71是光柵，可以是柱鏡光柵也 可以是狹縫光柵，光柵可以傾斜放置，以用來(lái)消除可能發(fā)生的莫爾干 涉條紋，也可以垂直放置，夾角81是可以調(diào)節(jié)的，當(dāng)然這個(gè)夾角必 須同自由立體幀相匹配。80是光柵的周期，72是將光柵71固定在 LED顯示單元70上面后形成的圖像外觀效果。LED圖像通過(guò)光柵呈 現(xiàn)出來(lái)，并通過(guò)人眼的雙眼視差辨別產(chǎn)生立體視覺。82是光柵到LED 顯示屏的距離。73是LED顯示屏的驅(qū)動(dòng)電路盒。76是LED顯示屏 的驅(qū)動(dòng)電路。77是輸入LED顯示屏的圖像信號(hào)和電源。 光柵可以用金屬制作，這樣不僅便于保證精密加工，而且還可以適應(yīng) LED屏在高溫和低溫環(huán)境下應(yīng)用時(shí)的可靠性。采用金屬制作光柵還 可以有效的減輕光柵的重量，也便于安裝調(diào)試。另一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是， 采用金屬光柵會(huì)有效地消除莫爾千涉，因?yàn)榻饘俟鈻诺谋趁娌粫?huì)反 光，因此也就不會(huì)同LED屏相互作用而形成莫爾干涉。采用激光技 術(shù)加工金屬光柵可以有效控制加工精度。光柵也可以用非金屬材料制
作，雖然其溫度特性不如金屬光柵好，但在室內(nèi)應(yīng)用是完全可以滿足 要求的。采用非金屬材料制作光柵，其重量可以更輕，更加便于安裝 調(diào)試。光柵也可以用繩子制作，選擇一定直徑的繩子并使其間隔一定 距離拉緊排列也可以制作成效果很好的實(shí)用的光柵，有繩子的部分是 暗條紋部分，而繩子與繩子之間就是透明條紋部分。光柵也可以用膠 片制作，這是性價(jià)比較高的一種大尺寸光柵制作方法，由于膠片光柵 是通過(guò)激光照排方式實(shí)現(xiàn)的，其精度極高，且暗條紋的密度也可以做 的很高，具有很好的對(duì)比度特性。由于膠片強(qiáng)度很高，因此膠片光柵 可以直接作為光柵幕使用，膠片光柵也可以通過(guò)紫外膠粘結(jié)在亞克力 或平板玻璃上制成，這樣制作的光柵平整度好，耐沖擊力強(qiáng)，但重量 很大，尤其當(dāng)屏幕的寬度在十米以上時(shí)，利用玻璃或亞克力粘結(jié)膠片 的方法制作的光柵會(huì)給安裝調(diào)試帶來(lái)很大的困難。無(wú)論對(duì)于分體式光 柵還是整體式光柵，光柵的周邊和中央都可以設(shè)置加強(qiáng)筋，其直徑很 小，它們安置在光柵的暗條紋處，因此不會(huì)影響主觀視覺精度和立體 視效果。光柵也可以用柱鏡板制作，只是由于屏幕尺寸大，光柵柵距 較大，制作這樣的大尺寸柱鏡光柵，其性價(jià)比不是很理想。
84和84是加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)圖，它們?cè)诿總€(gè)顯示單元的外面將光柵包圍 起來(lái)，再在中間設(shè)置數(shù)條加強(qiáng)筋。光柵通過(guò)金屬支架或塑料支架固定 在LED顯示單元上。因?yàn)楠M縫必須保證每只眼睛都能夠準(zhǔn)確的看到 自己的視圖，因此LED顯示單元不能再安裝遮光罩。全部的發(fā)光二 極管都要裸露焊接在基板上。
圖6是利用LED自由立體顯示單元拼接成的大尺寸LED自由立體顯
示屏。79是LED自由立體顯示單元的寬度，78為L(zhǎng)ED自由立體顯 示單元的高度，90是將LED自由立體顯示單元拼接后的屏寬，91是 將LED自由立體顯示屏拼接后的屏高。92是LED自由立體顯示屏的 驅(qū)動(dòng)電路機(jī)箱和電子驅(qū)動(dòng)電路，93是光柵。由于光柵光柵同LED顯 示單元之間存在空間距離，因此通風(fēng)散熱的效果是良好的。在實(shí)際應(yīng) 用中，LED自由立體顯示單元是比較小的，由一定數(shù)量的LED自由 立體顯示單元屏構(gòu)成較大的自由立體顯示單元屏，再由這些屏拼接成 最終的大尺寸LED自由立體顯示屏。
圖7是一種整體光柵安置方法。當(dāng)光柵的寬度尺寸在5米左右時(shí)，采 用整體光柵還是有很多優(yōu)點(diǎn)的。IIO是LED顯示屏，已經(jīng)由多塊LED 屏拼接完成。111是固定110的金屬框，該框包括落地支架或背架， 以方便將該LED大尺寸屏穩(wěn)定的放置在地面上或懸掛在墻體上。113 是整體光柵，112是固定該整體光柵的金屬框，113和112的整體尺 寸均大于或等于111的尺寸，H3可以用膠片光柵制作，可以用繩子 制作，也可以用金屬或非金屬材料制作，無(wú)論以何種材料制作，該光 柵均固定在金屬邊框112上。112有落地支架或背架，以保證該光柵 可以穩(wěn)定的放置在LED顯示屏的前端的地面上，或懸掛于LED顯示 屏的前端并固定于墻體上，也可以直接固定于111上，形成一體。113、 112和110沒(méi)有任何接觸，113和110之間只有空氣介質(zhì)。固定著光 柵的112可以連接到111上形成一個(gè)整體，然后再固定在地面上或墻 體上。由于大型的膠片光柵通常也要拼接完成，115至118示意了這 種拼接光柵的方法。115是拼接前的膠片光柵，在圖中畫出三塊這樣
的膠片光柵完成拼接前的狀態(tài)，三塊光柵沿著117和118的方向分體切割，注意這個(gè)切割線必須是光柵的暗條紋的中間線。116是拼接完成后的光柵，由于拼接是在暗條紋處完成的，因此在光柵前方是看不 到這些接縫的。
如果用繩子制作光柵，則在112上必須安置按照光柵周期設(shè)計(jì)的金屬 定位槽或定位孔，繩子反復(fù)穿越這些定位槽或孔最終形成光柵。利用 繩子制作光柵可以不受尺寸限制，重量也很輕，是一種很實(shí)用的方法。 繩子的直徑就是光柵的暗條紋的寬度，繩子與繩子之間的中心間距構(gòu) 成了光柵的周期尺寸，兩個(gè)暗條紋之間的距離構(gòu)成了透明條紋間距。 圖8是一種可調(diào)整光柵柵距或光柵周期、狹縫寬度、光柵角度的光柵。 134是等長(zhǎng)度的條狀連接桿，其中間及兩端都開有小孔，這些小孔通 過(guò)緊密配合的金屬軸按照?qǐng)D中的方式連接成連續(xù)的菱形陣列，由于孔 可以在軸間轉(zhuǎn)動(dòng)，因此當(dāng)有力在140方向作用時(shí)，所有菱形的形狀會(huì) 沿著水平方向放大或縮小，既以125表示的全部菱形的中心結(jié)點(diǎn)間的 距離會(huì)隨著力140的作用而變大或變小。121是有一定寬度且可以轉(zhuǎn) 動(dòng)角度的用金屬或非金屬材料制作成的光柵片，圖中的127是在正視 光柵情況下看到的光柵的寬度，該寬度會(huì)隨著光柵片的轉(zhuǎn)動(dòng)而改變。 125表示了全部菱形結(jié)構(gòu)的中心結(jié)點(diǎn)，123和124表示了全部菱形結(jié) 構(gòu)的頂點(diǎn)，其中的小圓圈表示它們?nèi)渴峭ㄟ^(guò)連接桿上的孔和穿入孔 中的軸相連接的，為了保證圖的清晰，只用部分圓圈表示這些孔和軸， 其它部位同樣的孔和軸就沒(méi)有用這樣的圓圈畫出。圖9的上部分，說(shuō) 明在140的作用下，光柵呈現(xiàn)出周期126，圖9的下部分，說(shuō)明在140
的作用下，光柵呈現(xiàn)出較小的周期126，說(shuō)明了這種光柵是可以通過(guò)
調(diào)整140來(lái)方便的調(diào)整光柵周期。全部的菱形中心結(jié)點(diǎn)是固定在金屬 滑槽127或128內(nèi)的，如果整體的左右移動(dòng)127或128，則滑槽將帶 動(dòng)整個(gè)菱形結(jié)構(gòu)沿水平方向移動(dòng)，這樣就可以方便的調(diào)整光柵的傾斜 角，以校正由于LED拼屏加工和拼屏安裝上出現(xiàn)的誤差。改變光柵 片的角度相對(duì)于LED屏的角度，就可以方便的調(diào)整狹縫光柵的狹縫 寬度，光柵片121平行于LED顯示屏放置時(shí)，狹縫的寬度最小，為 130。旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度后，狹縫變大，為131。旋轉(zhuǎn)90度時(shí)，即當(dāng)光柵 片相對(duì)于LED顯示屏垂直放置時(shí)，狹縫寬度最大，可以直接顯示平 面圖象，實(shí)現(xiàn)了平面圖象和立體圖象的兼容顯示，控制光柵片的轉(zhuǎn)動(dòng) 可以用電機(jī)控制，也可以方便的用電磁鐵控制。 圖9是一個(gè)利用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例。
5、 6、 7、 8、 9、 IO是紅、綠、藍(lán)子像素，分別采用JZ-S0603紅、綠、 藍(lán)發(fā)光二極管構(gòu)成。該發(fā)光管的長(zhǎng)18為1.6毫米，該發(fā)光管的寬度 17為0.8毫米，發(fā)光區(qū)19為1.1毫米。紅、綠、藍(lán)各子像素的排列 為均勻的從左至右，圖8中的發(fā)光管發(fā)光面向讀者。每個(gè)子像素之間 的距離20為2.0毫米，每個(gè)完整像素之間的水平間距11為6.0毫米， 像素在垂直方向上間隔21為6.0毫米，同樣均勻排布。每個(gè)子像素 在垂直方向上對(duì)齊。顯示單元在水平方向有32個(gè)完整像素，寬度14 為192毫米寬，在垂直方向也有32個(gè)完整像素，高度13為192毫米。 用這樣的顯示單元構(gòu)成LED自由立體顯示大單元屏100，每個(gè)LED 自由立體顯示大單元屏在水平方向有10個(gè)顯示單元，共有320個(gè)像
素，長(zhǎng)度102為1920毫米；在垂直方向上有8個(gè)顯示單元，共有256 個(gè)像素，高度101為1536毫米。
再在水平方向上用4塊這樣的LED自由立體顯示單元板，構(gòu)成最終 水平顯示分辨率達(dá)到1280像素，總寬度為7680毫米。再在垂直方向 上用3塊這樣的LED自由立體顯示板，構(gòu)成最終垂直顯示分辨率達(dá) 到768像素，總高度為4608毫米。
光柵安裝在每個(gè)LED的基本自由立體顯示單元上，這個(gè)光柵的尺寸 為192毫米寬、192毫米高。光柵可以是垂直的，也可以是傾斜的。 光柵用合金鋁板制作，用激光加工光柵條紋，每個(gè)光柵單元周邊有一 圈加強(qiáng)筋，中間有一個(gè)十子加強(qiáng)筋。光柵同LED顯示單元通過(guò)螺絲 固定，光柵和LED屏之間保留一個(gè)間距，間距中的介質(zhì)為空氣。 圖9是另一個(gè)利用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例。
5、 6、 7、 8、 9、 IO是紅、綠、藍(lán)子像素，分別采用JZ-S0603紅、綠、 藍(lán)發(fā)光二極管構(gòu)成。該發(fā)光管的長(zhǎng)18為1.6毫米，該發(fā)光管的寬度 17為0.8毫米，發(fā)光區(qū)19為1.1毫米。紅、綠、藍(lán)各子像素的排列 為均勻的從左至右，圖8中的發(fā)光管發(fā)光面面向讀者。每個(gè)子像素之 間的距離20為2.03125毫米，每個(gè)完整像素之間的水平間距11為 6.09375毫米，像素在垂直方向上間隔21為6.09375毫米，同樣均勻 排布。每個(gè)子像素在垂直方向上對(duì)齊。顯示單元在水平方向有32個(gè) 完整像素，寬度14為195毫米寬，在垂直方向也有32個(gè)完整像素， 高度13為195毫米。用這樣的顯示單元構(gòu)成LED自由立體顯示大單 元屏100,每個(gè)LED自由立體顯示大單元屏在水平方向有5個(gè)顯示
單元，共有160個(gè)像素，長(zhǎng)度102為975毫米；在垂直方向上有4個(gè) 顯示單元，共有128個(gè)像素，高度101為780毫米。 再在水平方向上用4塊這樣的LED自由立體顯示單元板，構(gòu)成最終 水平顯示分辨率達(dá)到640像素，總寬度為3900毫米。再在垂直方向 上用3塊這樣的LED自由立體顯示板，構(gòu)成最終垂直顯示分辨率達(dá) 到384像素，總高度為2340毫米。
光柵安裝在整個(gè)拼接好的LED的自由立體顯示屏前，同屏的距離為 15厘米至25厘米之間，這個(gè)光柵尺寸同拼接好的LED屏的尺寸一 樣或略大一些。光柵的條紋方向可以同LED顯示像素的垂直方向平 行放置，也可以是傾斜于LED顯示像素的垂直方向放置。 光柵用膠片制作成光柵幕，用金屬框架固定。光柵幕同LED顯示屏 之間沒(méi)有任何接觸和連接，保證了 LED屏在安裝和調(diào)整時(shí)的安全性 和便捷性。
圖9是第3個(gè)利用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例。
5、 6、 7、 8、 9、 IO是紅、綠、藍(lán)子像素，分別采用JZ-S0603紅、綠、
藍(lán)發(fā)光二極管構(gòu)成。該發(fā)光管的長(zhǎng)18為1.6毫米，該發(fā)光管的寬度 17為0.8毫米，發(fā)光區(qū)19為1.1毫米。紅、綠、藍(lán)各子像素的排列 為均勻的從左至右，圖8中的發(fā)光管發(fā)光面面向讀者。每個(gè)子像素之 間的距離20為2.03125毫米，每個(gè)完整像素之間的水平間距11為 6.09375毫米，像素在垂直方向上間隔21為6.09375毫米，同樣均勻 排布。每個(gè)子像素在垂直方向上對(duì)齊。顯示單元在水平方向有32個(gè) 完整像素，寬度14為195毫米寬，在垂直方向也有32個(gè)完整像素，
高度13為195毫米。用這樣的顯示單元構(gòu)成LED自由立體顯示大單 元屏100，每個(gè)LED自由立體顯示大單元屏在水平方向有5個(gè)顯示 單元，共有160個(gè)像素，長(zhǎng)度102為975毫米；在垂直方向上有4個(gè) 顯示單元，共有128個(gè)像素，高度101為780毫米。 再在水平方向上用5塊這樣的LED自由立體顯示單元板，構(gòu)成最終 水平顯示分辨率達(dá)到800像素，總寬度為4875毫米。再在垂直方向 上用4塊這樣的LED自由立體顯示板，構(gòu)成最終垂直顯示分辨率達(dá) 到512像素，總高度為3120毫米。
光柵安裝在整個(gè)拼接好的LED的自由立體顯示屏前，同屏的距離為 18厘米至25厘米之間，這個(gè)光柵尺寸同拼接好的LED屏的尺寸一 樣或略大一些。光柵的條紋同LED顯示像素的垂直方向傾斜放置。 在面向LED屏的前提下，光柵的條紋方向同LED屏垂直像素方向有 順時(shí)針?lè)较驃A角 度，光柵的周期為，光柵的暗條紋寬度為 毫 米，光柵的透明條紋寬度為毫米。
光柵是用膠片制作成的光柵幕，用金屬框架固定。光柵幕同LED顯 示屏之間沒(méi)有任何接觸和連接，保證了 LED屏在安裝和調(diào)整時(shí)的安 全性和便捷性。當(dāng)要調(diào)整光柵和LED顯示屏之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)，只 需要調(diào)整固定光柵幕的金屬支架就可以了。
圖1是對(duì)LED大尺寸自由立體顯示技術(shù)的整體說(shuō)明圖。
圖2是對(duì)LED自由立體顯示單元的描述圖。
圖3是說(shuō)明如何獲得一個(gè)自由立體幀的說(shuō)明圖。
圖4是說(shuō)明如何看到自由立體幀的顯示的立體圖象說(shuō)明圖。
圖5是說(shuō)明一個(gè)LED自由立體顯示單元的基本結(jié)構(gòu)圖。
圖6是利用LED自由立體顯示單元拼接成的大尺寸LED自由立體顯
示屏的說(shuō)明圖。
圖7是一種整體光柵安置方法的說(shuō)明圖。 圖8是一個(gè)利用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例圖。 圖9是另一個(gè)利用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例圖。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明涉及一種LED大尺寸自由立體顯示屏，其特征是，該屏由 特殊排列的紅、綠、藍(lán)子像素構(gòu)成LED自由立體屏，紅、綠、藍(lán) 子像素的排列在水平方向上為自左至右均勻間隔排列構(gòu)成一個(gè)水 平行，在垂直方向上為紅、綠、藍(lán)子像素各構(gòu)成一個(gè)垂直列，同 樣均勻間隔排列，該顯示屏的前面以一定的間隔平行于LED屏幕 放置一塊光柵板，利用該光柵板保證觀察者通過(guò)光柵左眼只能看 到顯示屏顯示的左眼圖像，而右眼只能看到顯示屏顯示的右眼圖 像，從而獲得不用佩帶眼鏡就可以觀看的自由立體圖像，完整的 LED顯示屏由一定數(shù)量的顯示單元屏拼接構(gòu)成，每個(gè)顯示單元屏 和一個(gè)安置在顯示單元屏上的單元光柵，構(gòu)成一個(gè)LED自由立體 顯示單元，許多個(gè)這樣的LED自由立體顯示單元構(gòu)成一個(gè)LED 大尺寸自由立體顯示屏，也可以通過(guò)一個(gè)光柵和一個(gè)拼接好的 LED屏構(gòu)成一個(gè)完整的自由立體顯示屏，該屏通過(guò)計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)， 顯示自由立體幀圖像，由許多自由立體幀圖像構(gòu)成自由立體動(dòng)態(tài) 圖像。
2. 權(quán)利要求1中所涉及的像素排列，其特征是在水平方向和垂直方 向上，子像素和完整像素之間的間距都是相等的，LED發(fā)光元件 的長(zhǎng)邊是垂直放置的，而短邊是水平放置的，長(zhǎng)邊排列是同像素 排列的列相平行的，而短邊是同像素排列的行相平行的，在LED 自由立體顯示單元拼接成大尺寸的LED自由立體顯示屏后，其整 體的子像素和完整像素之間的間隔，無(wú)論在水平方向上，還是在 垂直方向上仍然是等間隔排列的。
3. 權(quán)利要求1中涉及到的單元光柵，其特征是該光柵是用金屬通過(guò) 激光加工制作完成的，該光柵的狹縫可以是沿著垂直方向構(gòu)成， 也可以傾斜構(gòu)成，后者用于消除莫爾干涉，光柵通過(guò)螺絲固定在LED顯示單元上，光柵與LED顯示單元之間有一個(gè)固定的距離， 其間的介質(zhì)是空氣，光柵上有加強(qiáng)筋。
4. 權(quán)利要求1中涉及到的單元光柵，其特征是該光柵是用柱鏡光柵 板制作完成的，該光柵的柱鏡可以是沿著垂直方向構(gòu)成，也可以 傾斜構(gòu)成，后者用于消除莫爾干涉，柱鏡光柵板通過(guò)螺絲固定在 LED顯示單元上，柱鏡光柵板與LED顯示單元之間有一個(gè)固定的 距離，其間的介質(zhì)是空氣。
5. 權(quán)利要求1中涉及的自由立體圖像和立體幀，其特征是，該圖像 的自由立體幀是通過(guò)在一個(gè)具有視差序列的圖像中依次提取每一 幅圖像的符合點(diǎn)像素，并用它們構(gòu)成一個(gè)完整的立體幀像素，最 終構(gòu)成一個(gè)立體幀的行和立體幀，并在垂直方向上將此立體幀等 比放大而形成的，連續(xù)播放這些立體幀，可以獲得自由立體動(dòng)態(tài) 圖像，通過(guò)光柵觀看這些圖像，即可獲得自由立體視覺。
6. 權(quán)利要求1中的紅、綠、藍(lán)子像素，其特征是，構(gòu)成這些子像素 的發(fā)光管的長(zhǎng)度為1.6毫米，寬度為0.8毫米，每個(gè)子像素之間的 水平間距為2.03125毫米，每個(gè)完整像素之間的水平間距為 6.09375毫米，每個(gè)子像素在垂直方向上的間距為6.09375毫米， 子像素的長(zhǎng)邊同像素列相平行，而子像素的短邊同像素行相平行。
7. 權(quán)利要求1中涉及的LED自由立體顯示單元，其特征是該顯示單 元由水平32個(gè)完整像素和垂直32個(gè)完整像素構(gòu)成，每個(gè)LED自 由立體顯示單元的尺寸為195毫米寬和195毫米高，在該單元屏 的前端平行于該屏的一定距離上放置光柵。
8. 權(quán)利要求1中涉及的大尺寸LED自由立體顯示屏的大顯示單元 屏，其特征是該屏由水平方向上5塊LED自由立體顯示單元構(gòu)成， 共形成160個(gè)像素，而在垂直方向上由4塊LED自由立體顯示單 元構(gòu)成，共形成128個(gè)像素，該屏的水平寬度為975毫米，高度 為780毫米，在該單元屏的前端平行于該屏的一定距離上放置光
9. 權(quán)利要求1中涉及的大尺寸LED自由立體顯示屏，其特征是該屏 水平方向由4個(gè)大顯示單元屏構(gòu)成，共有640個(gè)像素，3900毫米 寬，在垂直方向上由3個(gè)大顯示單元構(gòu)成，共有384個(gè)像素，2340 毫米高，在該屏的前端平行于該屏的一定距離上放置光柵。
10. 權(quán)利要求1中涉及的大尺寸LED自由立體顯示屏，其特征是該屏 水平方向由5個(gè)大顯示單元屏構(gòu)成，共有800個(gè)像素，4875毫米 寬，在垂直方向上由4個(gè)大顯示單元構(gòu)成，共有512個(gè)像素，3120 毫米高，在該屏的前端平行于該屏的一定距離上放置光柵。
11. 權(quán)利要求1中涉及的大尺寸LED自由立體顯示屏，其特征是該屏 水平方向由8個(gè)大顯示單元屏構(gòu)成，共有1280個(gè)像素，7800毫 米寬，在垂直方向上由6個(gè)大顯示單元構(gòu)成，共有768個(gè)像素， 4680毫米高。
12. 權(quán)利要求1中涉及的光柵，是由膠片制作成的光柵幕，該光柵幕 的周邊固定在堅(jiān)固的金屬框架上，直接放置于LED自由立體顯示 屏的前面，同LED自由立體顯示屏沒(méi)有接觸，在水平和垂直方向 上，調(diào)節(jié)該光柵幕，以校正光柵和LED屏之間的安裝誤差。
13. 權(quán)利要求12中涉及的光柵，其最終完整的光柵膠片是由多個(gè)分離 的光柵膠片構(gòu)成的，這些分離的光柵膠片相互粘接最終構(gòu)成完整 的光柵膠片，粘接部位必須在光柵的暗條紋處。
14. 權(quán)利要求12中涉及的膠片光柵可以通過(guò)紫外光固化膠粘接到玻 璃上或亞克力透明材料上，再將其固定在金屬框架上，該光柵玻 璃或光柵亞克力也是由分離的光柵拼接而成的，拼接部位在暗條 紋處。
15. 權(quán)利要求1中涉及的光柵，其光柵周期、狹縫寬度和光柵傾斜角 度可以調(diào)整，調(diào)整是通過(guò)安置在光柵上端和光柵下端的連續(xù)菱形 可控制伸縮的陣列實(shí)現(xiàn)的，該菱形陣列是由許多連接桿、接接桿 中心和兩端的孔和穿過(guò)孔將這些連接桿連接成菱形陣列的軸構(gòu)成 的，每條光柵是由金屬材料或非金屬材料制成的具有一定寬度的 光柵片，每個(gè)光柵片的上下兩端都固定在上下菱形陣列中每個(gè)菱 形的頂點(diǎn)上，當(dāng)菱形陣列在水平方向受力時(shí)，菱形陣列會(huì)沿著水 平方向放大或收縮，從而調(diào)整了光柵的周期，固定菱形中心結(jié)點(diǎn) 的一個(gè)金屬滑槽可以整體上做水平移動(dòng)，以調(diào)整光柵的傾斜角度， 光柵片是可以轉(zhuǎn)動(dòng)的，以調(diào)整光柵的狹縫寬度，當(dāng)光柵片將狹縫 調(diào)整為最大時(shí)，該自由立體顯示屏即可用作平面LED顯示屏，全 部光柵片的傾斜角度是一致的。
16. 權(quán)利要求1中涉及的光柵，其特征是光柵是由具有一定直徑的繩 子做成的，繩子的直徑構(gòu)成光柵的暗條紋寬度，而繩子與繩子之 間的距離構(gòu)成光柵的周期，暗條紋之間的距離構(gòu)成了透明條紋的 寬度，全部由繩子構(gòu)成的光柵都固定在金屬框架上，該金屬框架 同LED顯示屏有一個(gè)固定的距離，該光柵同LED顯示屏是相互 平行的。
17. 權(quán)利要求9和權(quán)利要求10中涉及的光柵，其光柵周期為15毫米 到17毫米之間，暗條紋的寬度在13毫米到15毫米之間，光柵條 紋方向同LED顯示屏垂直像素方向的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)夾角為12度到 13度之間，光柵同LED顯示屏之間的距離在100毫米到250毫 米之間，光柵在水平方向上的寬度大于3900毫米，高度大于2340 毫米，光柵同LED顯示屏之間無(wú)接觸、無(wú)連接，光柵的金屬框架 同LED屏的金屬框架之間有接觸、有連接。
全文摘要
一種LED大尺寸自由立體顯示屏，該屏由特殊排列的紅、綠、藍(lán)子像素構(gòu)成LED自由立體顯示單元，紅、綠、藍(lán)子像素的排列在水平方向上為自左至右均勻間隔排列構(gòu)成一個(gè)水平行，在垂直方向上為紅、綠、藍(lán)子像素各構(gòu)成一個(gè)垂直列，該顯示單元上間隔放置光柵板，該光柵板保證觀察者通過(guò)光柵左眼只能看到顯示單元顯示的左眼圖像，而右眼只能看到顯示單元顯示的右眼圖像，從而獲得不用佩帶眼鏡就可以觀看的自由立體圖像。
文檔編號(hào)G09F9/33GK101364364SQ200810053808
公開日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月10日
發(fā)明者昌 李 申請(qǐng)人:天津三維成像技術(shù)有限公司