專利名稱：一種自由立體圖像顯示方法
自由立體成像技術(shù)隨著高分辨率平板顯示技術(shù)的發(fā)展越來越受到人們的重視，各種顯示自由立體圖像的技術(shù)和手段紛紛出現(xiàn)，如利用柱鏡板在平板顯示器上顯示自由立體圖像，利用光柵在平板顯示器上顯示自由立體圖像。但是針對確定參數(shù)的平板顯示器，如何使得柱鏡板和光柵的設(shè)計更加精確，使之呈現(xiàn)更完美的立體圖像效果，利用何種制作工藝，使之更具有實用性，成為自由立體成像技術(shù)發(fā)展中的一個重要的技術(shù)問題。
本發(fā)明提出一種利用特殊設(shè)計的光柵針對特定參數(shù)的平板顯示器實現(xiàn)自由立體成像的自由立體圖像顯示方法。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。


圖1是具有特定參數(shù)的液晶顯示器或等離子顯示器。其分辨率為水平1280個像素，垂直為1024個像素，每個像素的尺寸為水平0.294毫米，垂直0.294毫米。像素結(jié)構(gòu)是水平方向為紅綠藍排列，每排只有三個紅綠藍子像素，每個子像素的高度為0.294毫米。每個子像素的水平寬度為0.098毫米，三個子像素構(gòu)成一個像素，水平寬度為0.294毫米。這種平板顯示器的可視尺寸為水平376.32毫米，垂直301.056毫米。
圖1中的1表示這種特定參數(shù)的平板顯示器，它可以是等離子顯示器，也可以是液晶顯示器。2是表示這種平板顯示器中的像素點，由于像素點很多，為了表述方便，這里將每一個像素都畫的很大，實際像素是很小的，肉眼幾乎看不出來。3是表明這種平板顯示器必須在水平方向存在固定的1280個像素點，4表明這種平板顯示器必須在垂直方向上存在1024個像素點。每個像素均由子像素構(gòu)成紅、綠、藍構(gòu)成，5表示紅、綠、藍像素的高，為0.294毫米，6表示紅、綠、藍像素在水平排列下的總寬度，為0.294毫米，它們之間的距離是均分的。
圖2是放置在上述平板顯示器前方的光柵。該光柵是由透明條紋和不透明條紋構(gòu)成的。透明條紋的寬度和不透明條紋的寬度比小于1/8，這些條紋完全是相互平行的，條紋的方向同平板顯示器像素的垂直方向存在夾角，這個夾角為15.10度到15.30度之間，最佳為15.20度。條紋的周期(LPI)為每英寸33.55到33.65之間，最佳周期為33.600。條紋的周期沿著同條紋方向相垂直的方向計算。
圖2中的10表示光柵，11表示該光柵的高度，為320毫米，12表示該光柵的寬度，為395毫米。18表示不透明條紋，為黑色。19表示透明條紋，為白色。20表示同平板顯示器中像素水平方向相平行的線，16表示同平板顯示器中像素垂直方向相平行的線，13表示光柵方向同16之間存在的夾角，這個夾角為15.10度到15.30度之間，最佳為15.20度。17表示同光柵平行方向相垂直的線，它同光柵的夾角11為90度，15表示透明條紋的寬度，14表示不透明條紋的寬度，它們的比小于1∶8，沿著17的方向，條紋的周期(LPI)為每英寸33.55到33.65之間，最佳周期為33.60。
為了獲得最佳的立體圖像清晰度，消除在垂直方向上的融像誤差，透明條紋應(yīng)該盡量平滑，這可以通過提高光柵制作時的分辨率實現(xiàn)。
圖3表明這種光柵的制作方法。光柵可以兩種通過照相制版的方法實現(xiàn)其一是首先制作出來光柵膠片，然后將其同厚度為1毫米到2毫米之間的光學(xué)玻璃通過紫外固化透明粘合劑粘合，粘合時要通過冷壓機將膠片和玻璃之間的氣體完全排除，然后放置在強紫外線下照射，使粘合劑徹底干燥。另一種方法是直接將感光膠涂布在厚度為1毫米到2毫米之間的光學(xué)玻璃上，按照上述的光柵參數(shù)，直接在該玻璃上曝光成像，形成光柵。
該光柵的尺寸要大于平板顯示器的可視尺寸，水平方向為395毫米，垂直方向為320毫米。光柵中有光柵膠片的一面對著平板顯示器顯示圖像的一面，或著將光柵中有感光膠的一面對著平板顯示器顯示圖像的一面。光柵同平板顯示器的距離為2毫米。
22表示用膠片根據(jù)上述光柵的光學(xué)特性參數(shù)制作完成的光柵，要求該膠片要平整，透明之處有非常好的透過率，不透明之處要有很好的對光線的阻斷能力，膠片的厚度在0.1毫米到0.3毫米之間。23表示光學(xué)玻璃，厚度在1毫米到2毫米之間。24是紫外固化透明粘合劑，它均勻地涂布在玻璃上，將22粘合在23上，并放入冷壓機的壓棍24中，它們按照25的方向轉(zhuǎn)動，這樣就可以將膠片22和玻璃23之間的空氣排除干凈，再將該光柵放在強紫外光線下照射干燥。
圖4說明光柵是如何安置在平板顯示器上的。光柵有兩層，其中一層是膠片光柵層，或感光膜光柵層，另一層為玻璃層。將有膠片光柵層的一面對準平板監(jiān)視器，并保持與監(jiān)視器顯像保持2毫米的距離，這個距離是通過安裝在平板顯示器邊緣上的墊圈實現(xiàn)的。墊圈同平板顯示器之間通過強力雙面不干膠固定，墊圈同光柵之間也通強力不干雙面膠固定。最后墊圈在通過定位器同平板顯示器牢固固定，以避免運輸中產(chǎn)生的振動影響了光柵同平板顯示器之間的位置關(guān)系。
29是平板顯示器的機身，而27是該平板顯示器的顯示屏幕。28是厚度30為2毫米的墊圈，該墊圈環(huán)繞該平板顯示器。23是光柵板，其中有膠片或感光膜的一面22朝向顯示屏幕27。23是光柵的玻璃面，它朝向觀眾。23的一面鍍有增透膜，以減輕來外界的反光且提升光柵的光頭透過率。
圖5是說明在上述自由立體圖像顯示器上顯示的自由立體圖像是如何生成的。從32開始，直到39是8個具有不同視差的立體序列圖，通過圖像處理的方法，可以將他們加工為一個立體幀。利用光柵10作為光篩，分別將這8張立體圖序列篩出。首先用光柵10篩圖32，得到40，然后將光柵沿著光柵的水平方向位移一個透明條紋的距離，繼續(xù)篩33，得到41，將光柵沿著光柵的水平方向再位移一個透明條紋的距離，繼續(xù)篩34，的到42。就這樣將這個立體幀的最后一副圖47篩出。將篩出的圖疊加到一起形成一個自由立體圖像幀48，將該幀圖像放到平板顯示器上去顯示，透過光柵就可以看到立體圖像了。當然，這里所說的光篩，只是一種圖像處理方法利用光柵10作光篩去處理圖像，就意味著將一副圖對這光柵透明條紋的地方，允許圖像通過，而對著光柵不透明的地方，就不允許圖像通過，相當于將圖像按照光柵的光學(xué)結(jié)構(gòu)作了一次濾波。這一切都可以通過簡單的圖像處理軟件完成，如利用Photoshop軟件完成。如果想實現(xiàn)動態(tài)圖像的自由立體顯示，只需要將不同的序列運動自由立體圖像處理相關(guān)聯(lián)的序列自由立體圖像幀就可以了。
實施例之一，可以用ViewSonic VA912液晶顯示制作自由立體顯示器。該顯示器分辨率為水平1280像素，垂直1024像素。像素寬0.294mm，像素高0.294mm?？梢暢叽鐬樗?76.32mm，垂直301.056mm。光柵參數(shù)按照說明書中指定的參數(shù)，則可以獲得理想的自由立體圖像。
實施例之二，可以利用日本ViewSonic VG910S液晶顯示器制作自由立體顯示器。該顯示器分辨率為水平1280像素，垂直1024像素。像素寬0.294mm，像素高0.294mm?？梢暢叽鐬樗?76.32mm，垂直301.056mm。光柵參數(shù)按照說明書中指定的參數(shù)，同樣可以獲得理想的自由立體圖像。
實施例之三，可以利用臺灣奇美產(chǎn)M190E3-L02 19寸液晶屏加裝驅(qū)動電路后，實施上述發(fā)明。因為該液晶屏的參數(shù)為水平1280像素，垂直1024像素。像素寬0.294mm，像素高0.294mm?？梢暢叽鐬樗?76.32mm，垂直301.056mm。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明涉及一種利用特定參數(shù)的平板顯示器和與之配套的特定參數(shù)的光柵制作和顯示自由立體圖象的實用方法。該方法的特征是該平板顯示器的水平分辨率為1280個像素，垂直分辨率為1024個像素，可視尺寸為水平376.32毫米，垂直為301.056毫米，像素尺寸為水平0.294毫米，垂直0.294毫米，光柵的周期(LPI)在每英寸33.55到33.65之間，光柵透明條紋的寬度和不透明條紋的寬度比小于1/8，光柵在條紋方向同平板顯示器的垂直方向有一夾角，該夾角在15.10度和15.30度之間，光柵放置在平板顯示器的前端，但距離平板顯示器的顯示屏幕有2毫米的距離，光柵的尺寸大于平板顯示器的可視尺寸，為水平395毫米，垂直320毫米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的實用自由立體圖象顯示器，其特征在于光柵是由光柵膠片通過紫外線固化透明粘結(jié)劑粘結(jié)在厚度在1毫米到2毫米之間的光學(xué)玻璃上的，粘有光柵膠片的一面對準平板顯示器的顯示屏幕。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的實用自由立體圖象顯示器，其特征在于光柵是由涂布有感光膠的光學(xué)玻璃經(jīng)曝光顯影定影后形成的，其有感光膜的一面對著平板顯示器的顯示屏幕。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的實用自由立體圖象顯示器，其特征在于光柵是通過強力雙面膠粘結(jié)到距離顯示屏2毫米的墊圈上，而墊圈是通過強力雙面膠粘結(jié)到平板顯示器的顯示屏的外框上的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的實用自由立體圖象顯示器，其特征在于膠片光柵和光學(xué)玻璃之間的粘結(jié)是通過紫外線固化透明膠粘合并經(jīng)冷壓輥排除空氣的，最后經(jīng)強紫外線照射干燥的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的實用自由立體圖象顯示器，其特征在于在這種自由立體圖象顯示器上顯示的圖象，是由不少于8幅具有序列視差的立體圖象經(jīng)過光柵濾波后再疊加形成的，光柵順序處理序列立體圖象，每處理完一副圖象后，光柵都應(yīng)該沿著水平方向右移動一個透明條紋的寬度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用特定參數(shù)的平板顯示器和與之配套的特定參數(shù)的光柵制作和顯示自由立體圖像的實用方法。該方法的特征是該平板顯示器的水平分辨率為1280個像素，垂直分辨率為1024個像素，可視尺寸為水平376.32毫米，垂直為301.056毫米，像素尺寸為水平0.294毫米，垂直0.294毫米，光柵的周期(LPI)在每英寸33.55到33.65之間，光柵透明條紋的寬度和不透明條紋的寬度比小于1/8，光柵在條紋方向同平板顯示器的垂直方向有一夾角，該夾角在15.10度和15.30度之間，光柵放置在平板顯示器的前端，但距離平板顯示器的顯示屏幕有2毫米的距離，光柵的尺寸大于平板顯示器的可視尺寸，為水平395毫米，垂直320毫米。
文檔編號G02B5/18GK101029969SQ20061001388
公開日2007年9月5日 申請日期2006年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月29日
發(fā)明者李昌 申請人:天津三維顯示技術(shù)有限公司