專利名稱：平面立體混合兼容型視差擋板平板與背投自由立體視頻顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種立體顯示技術(shù)，特別涉及一種基于視差擋板的平面立體混合兼容型平板 與投影自由立體視頻顯示器。
背景技術(shù)：
視頻顯示技術(shù)正在飛速發(fā)展，平板顯示器(如LCD液晶顯示器、PDP等離子顯示器、FED 場發(fā)射顯示器、OLED有機電致光顯示器及CRT超薄顯示器等)具有顯示面積大、效果好、重 量輕、放置方便與美觀等優(yōu)點，目前已成為顯示技術(shù)領(lǐng)域的主流技術(shù)；投影立體顯示能顯示 極大的場景，是大場景顯示的主要方案；立體顯示能更好的虛擬真實空間及創(chuàng)造一個虛擬空 間，能使得人們獲得觀看時的高度沉浸感，自由立體(不戴眼鏡)顯示是立體顯示的基本要 求，真三維立體顯示能從上下、左右及前后不同的連續(xù)角度觀看到看到物休的不同顯示面， 是立體顯示的最高境界，現(xiàn)有的真三維技術(shù)主要是采用體元發(fā)光或運動旋轉(zhuǎn)面或運動平移面 技術(shù)，目前主要是成本太高或需要機械運動實現(xiàn)帶來可靠性差，現(xiàn)有的技術(shù)還沒有在平板顯 示器及背投顯示器上實現(xiàn)真三維顯示的方法。
自由立體顯示可以按其特征分為基本左右立體顯示型，如圖1所示，它的水平清晰度下 降一半，在平行于顯示屏的水平方向，存在一系列左右立體可視區(qū)、單視區(qū)及左右重疊區(qū)， 觀看者離屏幕的距離在一個較小的區(qū)域內(nèi)；左右立體單人跟蹤型，在基本左右立體顯示型基 礎(chǔ)上采用人眼跟蹤的方法實現(xiàn)視區(qū)的擴大；左右立體高清顯示型，在基本左右立體顯示型基 礎(chǔ)上采用時分的方法，實現(xiàn)高清顯示，能達到與平面顯示一樣的清晰度；左右立體連視型， 即在一個較大的視角區(qū)及距離顯示屏較大的距離范圍內(nèi)，不需采用人眼跟蹤，實現(xiàn)多人的自 由觀看，它比所述三種方法更進了一步；環(huán)視立體型，它由多個視圖組成，在較大的左右范 圍內(nèi)，能看到立體景物的不同顯示面，它比所述左右立體連續(xù)可視型方法更進了一步，向真 三維接近了一步；仰俯環(huán)視立體型，在環(huán)視的基礎(chǔ)上，在垂直方向，觀看者仰視與俯視時， 能看到立體景物的不同顯示面，比所述環(huán)視立體型更進了一步，基本接近真三維立體顯示。 由于平面顯示與多種立體顯示將長期并存，甚至在同一顯示場景中多種顯示并存，具有兼容 與混合顯示是十分必要的?，F(xiàn)有的技術(shù)已有在平板電視上實現(xiàn)基本左右立體顯示型、左右立 體單人跟蹤型及左右立體高清顯示型的方法，并實現(xiàn)平面與所述立體顯示兼容的方法，但還
沒有在平板顯示器及背投顯示器上實現(xiàn)連視立體型、環(huán)視立體型及仰俯環(huán)視立體型的實現(xiàn)方 法，沒有實現(xiàn)基于平板與背投顯示的平面與多種立體兼容的自由立體顯示的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在平板顯示器及背投影顯示器上基于視差擋板實現(xiàn)連續(xù)立體 型、連視高清立體型、環(huán)視立體型及仰俯環(huán)視立體型的fi由立體視頻顯示器的實現(xiàn)方法，它 采用虛像成像法、狹縫光柵與狹縫光篩控制法與時分顯示法分別進行平面、連視、環(huán)視及俯 仰環(huán)視自由立體顯示，它通過像素級遮擋控制能在同一顯示場景中進行任意兩種或三種或全 部混合顯示；它通過增加分時或減少視點數(shù)還能實現(xiàn)連視高清立體與環(huán)視高清立體顯示；它通過相鄰正交取向有效消除所述三種自由立體顯示中存在的重影，通過狹縫光柵與狹縫光篩 分段同步消除串?dāng)_。
所述狹縫光柵前置虛像成像方法，其特征是
在狹縫光柵前置時， 一空間物點Q,通過前置光柵，被投影到攝影面上，把Q在攝影面
上所成的多個像點記錄下來，Q點所成的各個像點本發(fā)明稱之為Q點的同名點，Q點的同名點 的參數(shù)主要有在攝影面上的水平坐標(biāo)、垂直坐標(biāo)及對應(yīng)的亮度與色度；Q點同時向空間各個 方向發(fā)光，觀眾可以從任意位置觀看到Q點，Q點的光線分別進入左右眼，觀看到Q點的立 體圖像。把攝影面當(dāng)成顯示面，同名點按記錄的坐標(biāo)及色度與亮度對外發(fā)光時，根據(jù)光路可 逆性原理，此時Q點在顯示面上的各個同名點所發(fā)的光在Q點匯聚，通過Q點后，又向四周 延伸發(fā)散，觀眾可從任意位置看到Q點虛像，當(dāng)同名點數(shù)量足夠多時，此虛像可從任意位置 和角度觀看，虛像的光線分別進入左右眼，觀看到立體圖像，就象觀看真實自然界的物體一 樣，同時虛像Q點凸出性的遠離顯示屏，物體的景深被完整地反應(yīng)出來。
一空間物點P，通過前置光柵，向空間各個方向發(fā)光，觀眾可以從任意位置觀看到P點， P點的光線分別進入左右眼，觀看到P點的立體圖像；同時P點投影到攝影面上，把P在攝 影面上所成的多個像點記錄下來，P點所成的各個像點本發(fā)明稱之為P點的同名點，P點的同 名點的參數(shù)主要有在攝影面上的水平坐標(biāo)、垂直坐標(biāo)及對應(yīng)的亮度與色度。把攝影面當(dāng)成顯 示面，同名點按記錄的坐標(biāo)及色度與亮度對外發(fā)光時，根據(jù)光路可逆性原理，此時P點在顯 示面上的各個同名點所發(fā)的光通過前置光柵向四周發(fā)散，觀眾觀看到一系列發(fā)散的光線，這 些發(fā)散的光線反向延伸匯聚于P點，觀眾好象看到光線從P點發(fā)出一樣，從而形成一個在P 點的虛像，當(dāng)同名點數(shù)量足夠多時，此虛像可從任意位置和角度觀看，虛像的光線分別進入 左右眼，觀看到立體圖像，就象觀看真實自然界的物體一樣，同時虛像P點凹進性的遠離顯 示屏，物體的景深被完整地反應(yīng)出來。
所述顯示器可以是LCD液晶顯示器或PDP等離子顯示器或FED場發(fā)射顯示器或OLED有機 電致光顯示器或CRT超薄顯示器或背投影顯示器等。 所述狹縫光柵后置虛像成像方法，其特征是-
在狹縫光柵后置時， 一空間物點Q，通過后置光柵，其透過后置光柵的光線在攝影面上 形成多個同名點，Q點的同名點的參數(shù)主要有在攝影面上的水平坐標(biāo)、垂直坐標(biāo)及對應(yīng)的亮 度與色度；Q點同時向空間各個方向發(fā)光，觀眾可以從任意位置觀看到Q點，Q點的光線分別 進入左右眼，觀看到Q點的立體圖像。把攝影面當(dāng)成顯示面，透過后置光柵的光線使得各同 名點按記錄的坐標(biāo)及色度與亮度對外發(fā)光時，根據(jù)光路可逆性原理，此時Q點在顯示面上的 各個同名點所發(fā)的光在Q點匯聚，通過Q點后，又向四周延伸發(fā)散，觀眾可從任意位置看到 Q點虛像，當(dāng)同名點數(shù)量足夠多時，此虛像可從任意位置和角度觀看，虛像得光線分別進入 左右眼，觀看到立體圖像，就象觀看真實自然界的物體一樣，同時虛像Q點凸出性的遠離顯 示屏，物體的景深被完整地反應(yīng)出來。
在狹縫光柵后置時， 一空間物點P，通過后置光柵，被投影到攝影面上，形成P點的多 個同名點，P點的同名點的參數(shù)主要有在攝影面上的水平坐標(biāo)、垂直坐標(biāo)及對應(yīng)的亮度與色 度；P點同時向空間各個方向發(fā)光，觀眾可以從任意位置觀看到P點，P點的光線分別進入左 右眼，觀看到P點的立體圖像。把攝影面當(dāng)成顯示面，透過后置光柵的光線使得各同名點按 記錄的坐標(biāo)及色度與亮度對外發(fā)光時，根據(jù)光路可逆性原理，此時P點在顯示面上的各個同名點所發(fā)的光向四周發(fā)散，觀眾觀看到一系列發(fā)散的光線，這些發(fā)散的光線反向延伸匯聚于 P點，觀眾好象看到光線從P點發(fā)出一樣，從而形成一個在P點的虛像，當(dāng)同名點數(shù)量足夠 多時，此虛像可從任意位置和角度觀看，虛像的光線分別進入左右眼，觀看到立體圖像，就 象觀看真實自然界的物體一樣，同時虛像P點凹進性的遠離顯示屏，物體的景深被完整地反 應(yīng)出來。
所述狹縫光柵后置顯示器只能用于LCD液晶顯示器與背投影顯示器，其優(yōu)點在于可以采 用增強背光等措施。
所述連視立體與環(huán)視立體時分實現(xiàn)方法，其特征是-
同名點的數(shù)量為N時，顯示器上要排列的象素數(shù)為平面顯示的N倍，在顯示面分辨率一 定的條件下，清晰度下降為平面圖像的1/N; N個同名點，形成N個視點，由于像素與狹縫光 柵均有一定的寬度，每個試點將形成一定寬度的視區(qū)，同名點的數(shù)量達到6-9個時，多個視 點形成的視區(qū)連續(xù)，滿足連視與環(huán)視的立體的要求，但圖像的清晰度下降為原來的平面顯示 的1/6-1/9。
視差擋板優(yōu)選的采用刷新頻率已達到100Hz以上的液晶材料，用于運動圖像需要占用 25Hz，在同名點數(shù)量為8個時，優(yōu)選釆用4分時顯示，在每一分時，平板顯示器只要求顯示 2個同名點，其清晰度完全可以做到與基本左右圖像的一致，達到標(biāo)清電視的程度，實現(xiàn)連 視與環(huán)視功能；在同名點的數(shù)量為9個時，采用3分時，在每一分時，同名點的數(shù)量只要求 顯示3個，清晰度可基本滿足要求。
在實現(xiàn)連視立體時，水平改變視點看到的是同一物體的同一形狀的立體圖像，同名點的 數(shù)量雖說有6-9個，但只有兩種同名點，即左右同名點，所有左同名點除坐標(biāo)不同外其亮色 信號是一樣的，所有右同名點除坐標(biāo)不同外其亮色信號是一樣的，圖像顯示源只需一對立體 圖像幀，即左同名點圖像幀與右同名點圖像幀，在水平位置按同名點的坐標(biāo)作平移形成多幅 圖像，圖像源的獲取是通過一對平行相機獲取的。當(dāng)分時數(shù)為兩次時，由兩組光柵交替顯示； 當(dāng)分時數(shù)為3次時，由3組光柵交替顯示，當(dāng)分時數(shù)為4次時，由4組光柵交替顯示。
對于一個3分時的連視立體來說，其圖像顯示周期為
1) 、第1分時，第1組水平狹縫光柵狀態(tài)
(1) 、左同名點圖像幀，
(2) 、右同名點圖像幀，
(3) 、左同名點圖像幀，
2) 、第2分時，第2組水平狹縫光柵狀態(tài)
(1) 、右同名點圖像幀，
(2) 、左同名點圖像幀，
(3) 、右同名點圖像幀，
3) 、第3分時，第3組水平狹縫光柵狀態(tài)
(1) 、左同名點圖像幀，
(2) 、右同名點圖像幀，
(3) 、左同名點圖像幀，
在實現(xiàn)連視高清立體時，有左同名點高清圖像幀與右同名點高清圖像幀；左同名點高清
圖像幀分成左奇標(biāo)清圖像幀與左偶標(biāo)清圖像幀，右同名點高清圖像幀分成右奇標(biāo)清圖像幀與右偶標(biāo)清圖像幀，在采用分時顯示時，實際分時數(shù)降低一半，重影點與單視點將增多，但清 晰度提高；隨著刷新頻率的提高，完全可以解決高清條件下的無重影連視立體顯示；在實現(xiàn) 背投高清連視立體時，可以采用兩個或多個投影器解決刷新頻率不夠問題，從而達到高清條 件下的無重影環(huán)視立體顯示。對一個4分時的連視立體來說，其圖像顯示周期一個實施例為-
1) 、第l組水平狹縫光柵狀態(tài)-
(1) 、第l分時左同名點奇圖像幀，右同名點奇圖像幀；
(2) 、第2分時左同名點偶圖像幀，右同名點偶圖像幀；
2) 、第2組水平狹縫光柵狀態(tài)
(3) 、第3分時左同名點奇圖像幀，右同名點奇圖像幀；
(4) 、第4分時左同名點偶圖像幀，右同名點偶圖像幀。 在實現(xiàn)環(huán)視立體時，水平改變視點看到的是同一物體不同形狀的立體圖像，有多少個同
名點，則有多少個圖像幀，同名點的獲取是通過多臺平行相機進行拍攝獲取的，也可將一對 平行相機獲得的一對立體圖源作視差預(yù)測，形成一系列視差圖像幀，所述環(huán)視立體比連視立 體顯示更加接近自然界的真實三維物體的顯示。當(dāng)分時數(shù)為兩次時，由兩組光柵交替顯示； 當(dāng)分時數(shù)為3次時，由3組光柵交替顯示，當(dāng)分時數(shù)為4次時，由4組光柵交替顯示。 對于一個3分時9幀圖像的環(huán)視立體來說，其圖像顯示周期為
1) 、第1分時，第l組水平狹縫光柵狀態(tài)-
(1) 、第l組同名點圖像幀；
(2) 、第2組同名點圖像幀；
(3) 、第3組同名點圖像幀；
2) 、第2分時，第2組水平狹縫光柵狀態(tài)
(1) 、第4組同名點圖像幀；
(2) 、第5組同名點圖像幀；
(3) 、第6組同名點圖像幀；
3) 、第3分時，第3組水平狹縫光柵狀態(tài)
(1) 、第7組同名點圖像幀；
(2) 、第8組同名點圖像幀；
(3) 、第9組同名點圖像幀。
在實現(xiàn)環(huán)視高清立體時，每個同名點高清圖像幀分為奇標(biāo)清圖像幀與偶標(biāo)清圖像幀，分 兩次顯示，這樣可以達到高清顯示的效果，受顯示器刷新頻率的限制，在實現(xiàn)環(huán)視高清立體 時，同名幀的數(shù)量減少一半，重影點與單視點將增多，但清晰度提高；隨著刷新頻率的提高，
完全可以解決高清條件下的無重影環(huán)視立體顯示；在實現(xiàn)背投高清連視立體時，可以采用兩
個或多個投影器解決刷新頻率不夠問題，從而達到高清條件下的無重影環(huán)視立體顯示。當(dāng)分
時數(shù)為4次時，由2組光柵交替顯示，對于一個4分時的環(huán)視高清來說，其圖像顯示周期一
個實施例為
1)、第l組水平狹縫光柵狀態(tài)
(1) 、第l分時第l組同名點左圖像幀，第2組同名點左圖像幀；
(2) 、第2分時第l組同名點右圖像幀，第2組同名點右圖像幀； 2)、第2組水平狹縫光柵狀態(tài)
11(1)、第3分時第3組同名點左圖像幀，第4組同名點左圖像幀；
(2)、第4分時第3組同名點右圖像幀，第4組同名點右圖像幀。
所述一個同名點圖像幀為一幅圖像內(nèi)不同像素的一個同名點組成的圖像幀，所述奇標(biāo)清 圖像幀與偶標(biāo)清圖像幀與所述高清圖像幀對比，只是水平清晰度降低了一半，而垂直清晰地 不變。
由于圖像顯示是從上到下掃描顯示的， 一副顯示畫面內(nèi)，上下部分顯示的不是一幀圖像， 實現(xiàn)連視與環(huán)視立體時，在狹縫光柵轉(zhuǎn)換狀態(tài)的過渡區(qū)，須將狹縫光柵與每一幀圖像分段， 使得狹縫光柵狀態(tài)與幀圖像相對應(yīng)，以避免出現(xiàn)串?dāng)_問題。
由于圖像顯示是從上到下掃描顯示的， 一副顯示畫面內(nèi)，上下部分顯示的不是一幀圖像， 實現(xiàn)連視與環(huán)視立體時，在狹縫光柵轉(zhuǎn)換狀態(tài)的過渡區(qū)，須將狹縫光柵與每一幀圖像分段， 使得狹縫光柵狀態(tài)與幀圖像相對應(yīng)，以避免出現(xiàn)串?dāng)_問題。
在實現(xiàn)連視立體與環(huán)視立體時，各同名點圖像幀與不同分時的狹縫光柵呈不同的相對平 移位置，本發(fā)明還可將狹縫光柵固定不變，采用在不同分時時，平移同名點圖像幀的方式實 現(xiàn)與狹縫光柵相對位置的改變。
所述俯仰環(huán)視立體時分實現(xiàn)方法，其特征是
在實現(xiàn)俯仰環(huán)視立體時，可以從水平與垂直兩個方向改變視點，看到的是同一物體不同 形狀的立體圖像，為達到俯仰環(huán)視立體的要求，同名點的數(shù)量可為16個或18個或24個等。 當(dāng)同名點的數(shù)量為24個時，水平方向的同名點數(shù)量可為6個，分兩次顯示，水平清晰度下降 為1/3，垂直方向同名點數(shù)量為4個，分兩次顯示，垂直清晰度下降為1/2。此時視差擋板為 復(fù)合光篩結(jié)構(gòu)，24個同名點時，通過24臺矩陣相機進行拍攝獲取24個同名點，其中水平方 向6個相機，垂直方向4個相機。此時由4組光柵交替顯示，其圖像顯示周期為
1)、第1組水平狹縫光柵與第1組垂直狹縫光柵組成的光篩狀態(tài)
(1) 、第Aa組同名點圖像幀；
(2) 、第Ab組同名點圖像幀；
(3) 、第Ba組同名點圖像幀；
(4) 、第Bb組同名點圖像幀,
(5) 、第Ca組同名點圖像幀；
(6) 、第Cb組同名點圖像幀；
2) 、第2組水平狹縫光柵與第1組垂直狹縫光柵組成的光篩狀態(tài)
(1) 、第Da組同名點圖像幀；
(2) 、第Db組同名點圖像幀；
(3) 、第Ea組同名點圖像幀-,
(4) 、第Eb組同名點圖像幀；
(5) 、第Fa組同名點圖像幀；
(6) 、第Fb組同名點圖像幀；
3) 、第1組水平狹縫光柵與第2組垂直狹縫光柵組成的光篩狀態(tài)
(1) 、第Ac組同名點圖像幀；
(2) 、第Ad組同名點圖像幀；
(3) 、第Bc組同名點圖像幀；
12(4) 、第Bd組同名點圖像幀；
(5) 、第Cc組同名點圖像幀；
(6) 、第Cd組同名點圖像幀；
4)、第2組水平狹縫光柵與第2組垂直狹縫光柵組成的光篩狀態(tài)
(1) 、第DC組同名點圖像幀；
(2) 、第Dd組同名點圖像幀；
(3) 、第Ec組同名點圖像幀
(4) 、第Ed組同名點圖像幀；
(5) 、第Fc組同名點圖像幀；
(6) 、第Fd組同名點圖像幀。
由于圖像顯示是從上到下掃描顯示的， 一副顯示畫面內(nèi)，上下部分顯示的不是一幀圖 像，實現(xiàn)俯仰環(huán)視立體時，在狹縫光篩轉(zhuǎn)換狀態(tài)的過渡區(qū)，須將狹縫光篩與每一幀圖像分段， 使得狹縫光篩狀態(tài)與幀圖像相對應(yīng)，以避免出現(xiàn)串?dāng)_問題；隨著顯示器刷新頻率的提高，可 望提高俯仰環(huán)視立體顯示的清晰度，在實現(xiàn)背投俯仰環(huán)視立體時，可通過增加投影器的數(shù)量 提高俯仰環(huán)視立體顯示的清晰度。 所述視差擋板的特征是-
它第l相鄰正交取向?qū)觢、薄膜晶體管層2、液晶開關(guān)層3、公共電極層4與第2相鄰正 交取向?qū)?及顯示屏6組成；所述第1相鄰正交取向?qū)?與所述第2相鄰正交取向?qū)?的相 鄰塊之間的偏振方向相互正交，二者對應(yīng)塊的偏振方向也相互正交。通過控制液晶的扭轉(zhuǎn)， 實現(xiàn)對每一個像素透光性的通擋控制。在實現(xiàn)平面顯示時，為全部通過，無視差遮擋；在實 現(xiàn)連視立體顯示時，形成水平方向的狹縫光柵，分時時，每一次分時的狹縫光柵在水平方向 存在一定的位移；在實現(xiàn)環(huán)視立體顯示時，形成水平方向的狹縫光柵，分時時，每一次分時 的狹縫光柵在水平方向存在一定的位移，每次分時時的狹縫光柵狀態(tài)，對應(yīng)不同的圖象幀； 在實現(xiàn)俯仰環(huán)視立體顯示時，形成交替的水平狹縫與垂直狹縫光柵組成的光篩，分時時，每 一次分時的狹縫光柵在水平方向與垂直方向存在一定的位移，每次分時時的光篩狀態(tài)，對應(yīng) 不同的圖象幀；這樣通過對液晶視差檔板地控制，就實現(xiàn)了平面圖像、連視立體圖像、環(huán)視 立體圖像與俯仰環(huán)視立體圖像的兼容性顯示；本發(fā)明可以實現(xiàn)對每一個像素的視線通擋控制， 從而在同一顯示畫面內(nèi)，部分區(qū)域可以實現(xiàn)平面顯示，部分區(qū)域可以實現(xiàn)連視立體顯示，部 分區(qū)域可以實現(xiàn)環(huán)視立體顯示，部分區(qū)域可以實現(xiàn)俯仰環(huán)視立體圖像的兼容性顯示，從而實 現(xiàn)了平面圖像、連視立體圖像、環(huán)視立體圖像與俯仰環(huán)視立體圖像的混合性顯示。
由于光線每通過一次取向?qū)恿炼葘⒔档?，在視差擋板前置時，利用液晶顯示面板的出光 面取向?qū)?，取消第l相鄰正交取向?qū)?，形成相鄰正交取向顯示屏，從而保證亮度達到顯示的 要求；在視差擋板后置時，利用液晶顯示面板的入光面取向?qū)樱∠?相鄰正交取向?qū)樱?形成相鄰正交取向顯示屏，從而保證亮度達到顯示的要求。所述視差擋板前置可廣泛用于LCD 液晶顯示器、PDP等離子顯示器、FED場發(fā)射顯示器、OLED有機電致光顯示器、CRT超薄顯示 器及背投影顯示器等；所述視差擋板后置，只能用于液晶電視與背投電視，但有利于采用增 強亮度措施。
所述視差擋板薄膜晶體管層的特征是
它由m條通擋控制線Si、 n掃描控制線Ki、 mXn個薄膜晶體管l及mXn個液晶顯示電極2組成，所述液晶顯示電極由透明導(dǎo)電材料組成，公共電極也由透明導(dǎo)電材料組成，在顯 示電極與公共電極之間施加電場，可以改變兩電極之間的液晶分子扭曲方向，從而控制光線 的通擋，當(dāng)液晶分子的扭曲方向與第2取向?qū)右恢聲r，光線通過，當(dāng)液晶分子的扭曲方向與 第2取向?qū)哟怪睍r，光線被遮擋不通過。這里薄膜晶體管的源極S接公共電極，柵極G與Ki 掃描控制線相連，漏極D與Si通擋控制線相連，Si通擋控制線的信號只有高低電平兩種狀 態(tài)，Ki掃描控制線上的信號也是高低電平兩種狀態(tài)，它依次將每一行的薄膜晶體管打開，Si 為高電平，視差像素擋板打開或關(guān)閉，光線通過或遮擋，Si為低電平，視差像素擋板關(guān)閉或 打開，光線遮擋或通過，實現(xiàn)對像素級的視差像素擋板控制，從而實現(xiàn)平面圖像與多種立體 圖像的混合兼容顯示，本發(fā)明不同于現(xiàn)有技術(shù)之處在于視差像素擋板控制只需針對每一個 像素點，無需針對每一個像素點的紅綠藍子像素，從而實現(xiàn)更為簡單；另外本發(fā)明為消除重 影，視差擋板偏振方向呈周期性正交，從而Si控制信號不同。 所述視差擋板相鄰正交取向消重影實現(xiàn)方法的特征是
在視差擋板前置時，它由像素取向偏振面l、前置視差擋板2及前置取向偏振面3組成； 在視差擋板后置時，它由像素取向偏振面l、后置視差擋板2及后置取向偏振面3組成。在 不采用相鄰正交取向時，在每一分時狀態(tài)，像素1在觀看面內(nèi)的位置為I1至I2，像素2在 觀看面內(nèi)的位置為I3至I4， 二者重疊，存在重影區(qū)，利用雙眼視覺暫留，仍然存在立體與 重影區(qū)相互重疊，導(dǎo)致圖像模糊及立體顯示效果不強。采用相鄰正交取向時，使得相鄰視差 擋板的透光偏振態(tài)相互正交，像素1在觀看面內(nèi)的位置為I11至I21，像素2在觀看面內(nèi)的 位置為I31至I41， 二者重疊可完全消除，從而不存在重影區(qū)；其對應(yīng)的取向?qū)右渤氏噜徴?交取向狀態(tài)；在顯示連視與環(huán)視立體時，呈水平方向相鄰正交取向；在顯示俯仰環(huán)視立體時，
呈水平方向與垂直方向的相鄰正交取向。 所述3分時視差擋板水平相鄰正交取向的特征是它由第1相鄰正交取向板1與第2相 鄰正交取向板2組成，它主要用于3分時的連視與環(huán)視立體顯示，每一個取向板由若干個取 向片組成，每3個像素對應(yīng)一個取向片，它只針對像素級，而不針對紅綠藍子像素級，第l 相鄰正交取向板1與第2相鄰正交取向板2的對應(yīng)取向片偏振方向相互垂直。在液晶顯示器 中視差擋板前置時，第l相鄰正交取向板由液晶圖像顯示面的出光顯示面取向?qū)犹娲?，?的相鄰取光片偏振方向相互正交；視差擋板后置時，相鄰正交取向板2由液晶圖像顯示面的
入光顯示面取向?qū)犹娲南噜徣」馄穹较蛳嗷フ弧?'
在2分時時，相鄰正交取向板的每個取向片對應(yīng)兩個像素的寬度；在4分時時，相鄰正 交取向板的每個取向片對應(yīng)4個像素的寬度。
所述4分時視差擋板水平與垂直相鄰正交取向的特征是它由第1相鄰正交取向板1與 第2相鄰正交取向板2組成，它主要用于4分時的俯仰環(huán)視立體顯示，同時可兼容2分時的 連視立體與環(huán)視立體顯示，每一個取向板由若干個取向片組成，每2個像素對應(yīng)一個取向片， 它只針對像素級，而不針對紅綠藍子像素級，第1相鄰正交取向板與第2相鄰正交取向?qū)?yīng) 取向片偏振方向相互垂直。在液晶顯示器中視差擋板前置時，第l相鄰正交取向板由液晶 圖像顯示面的出光顯示面取向?qū)犹娲南噜徣」馄穹较蛳嗷フ?；視差擋板后置時， 第2相鄰正交取向板由液晶圖像顯示面的入光顯示面取向?qū)犹娲?，它的相鄰取光片偏振方?相互正交。


圖1為現(xiàn)有左右自由立體平板顯示終端視區(qū)分布示意圖 圖2A為本發(fā)明的狹縫光柵前置前虛像形成原理示意圖 圖2B為本發(fā)明的狹縫光柵前置后虛像形成原理示意圖 圖3A為本發(fā)明的狹縫光柵后置前虛像形成原理示意圖 圖犯為本發(fā)明的狹縫光柵后置后虛像形成原理示意圖 圖4A為本發(fā)明的狹縫光柵前置第1分時前虛像形成原理示意圖 圖4B為本發(fā)明的狹縫光柵前置第2分時前虛像形成原理示意圖 圖4C為本發(fā)明的狹縫光柵前置第3分時前虛像形成原理示意圖 圖4D為本發(fā)明的狹縫光柵前置視覺暫留前虛像形成原理示意圖 圖5A為本發(fā)明的狹縫光柵前置第1分時后虛像形成原理示意圖 圖5B為本發(fā)明的狹縫光柵前置第2分時后虛像形成原理示意圖 圖5C為本發(fā)明的狹縫光柵前置第3分時后虛像形成原理示意圖 圖5D為本發(fā)明的狹縫光柵前置視覺暫留后虛像形成原理示意圖 圖6A為本發(fā)明的狹縫光柵后置第1分時前虛像形成原理示意圖 圖6B為本發(fā)明的狹縫光柵后置第2分時前虛像形成原理示意圖 圖6C為本發(fā)明的狹縫光柵后置第3分時前虛像形成原理示意圖 圖6D為本發(fā)明的狹縫光柵后置視覺暫留前虛像形成原理示意圖 圖7A為本發(fā)明的狹縫光柵后置第1分時后虛像形成原理示意圖 圖7B為本發(fā)明的狹縫光柵后置第2分時后虛像形成原理示意圖 圖7C為本發(fā)明的狹縫光柵后置第3分時后虛像形成原理示意圖 圖7D為本發(fā)明的狹縫光柵后置視覺暫留后虛像形成原理示意圖 圖8為本發(fā)明的視差擋板連視與環(huán)視立體分時示意圖 圖9為本發(fā)明的視差擋板俯仰環(huán)視立體分時示意圖 圖10為本發(fā)明的視差擋板前置結(jié)構(gòu)圖 圖11為本發(fā)明的視差擋板后置結(jié)構(gòu)圖 圖12為本發(fā)明的視差擋板薄膜晶體管層原理示意圖 圖13為本發(fā)明的視差擋板前置相鄰正交取向消重影原理示意圖 圖14為本發(fā)明的視差擋板后置相鄰正交取向消重影原理示意圖 圖15為本發(fā)明的3分時視差擋板相鄰正交取向結(jié)構(gòu)示意圖 圖16為本發(fā)明的4分時視差擋板水平與垂直相鄰正交取向結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施例方式
如圖1所示為現(xiàn)有的基本左右立體顯示顯示終端視區(qū)分布示意圖，圖中的黑色菱形區(qū)域 為進行了空間分離的左右視區(qū)，當(dāng)雙眼分別位于左右視區(qū)時，能觀看到立體圖像，偏離此視 區(qū)，則看不到立體圖像；在平行于顯示屏的水平方向，存在一系列離散的左右立體可視區(qū)、 單視區(qū)及左右重疊區(qū)；觀看者在垂直于顯示屏方向，也存在一系列離散的左右立體可視區(qū)、 單視區(qū)及左右重疊區(qū)；總的可視區(qū)太小，必須加大可視區(qū)的范圍。
如圖2A所示，為本發(fā)明的狹縫光柵前置前虛像形成原理示意圖，在狹縫光柵前置時，一 空間物點Q，通過前置光柵，被投影到攝影面上，把Q在攝影面上所成的多個像點記錄下來，
Q點所成的各個像點本發(fā)明稱之為Q點的同名點，Q點的同名點的參數(shù)主要有在攝影面上的水
15平坐標(biāo)、垂直坐標(biāo)及對應(yīng)的亮度與色度；Q點同時向空間各個方向發(fā)光，觀眾可以從任意位 置觀看到Q點，Q點的光線分別進入左右眼，觀看到Q點的立體圖像。
把攝影面當(dāng)成顯示面，同名點按記錄的坐標(biāo)及色度與亮度對外發(fā)光時，根據(jù)光路可逆性 原理，此時Q點在顯示面上的各個同名點所發(fā)的光在Q點匯聚，通過Q點后，又向四周延伸 發(fā)散，觀眾可從任意位置看到Q點虛像，當(dāng)同名點數(shù)量足夠多時，此虛像可從任意位置和角 度觀看，虛像的光線分別進入左右眼，觀看到立體圖像，就象觀看真實自然界的物體一樣， 同時虛像Q點凸出性的遠離顯示屏，物體的景深被完整地反應(yīng)出來。
如圖2B所示，為本發(fā)明的狹縫光柵前置后虛像形成原理示意圖，在狹縫光柵前置時，一 空間物點P，通過前置光柵，向空間各個方向發(fā)光，觀眾可以從任意位置觀看到P點，P點的 光線分別進入左右眼，觀看到P點的立體圖像；同時P點投影到攝影面上，把P在攝影面上 所成的多個像點記錄下來，P點所成的各個像點本發(fā)明稱之為P點的同名點，P點的同名點的 參數(shù)主要有在攝影面上的水平坐標(biāo)、垂直坐標(biāo)及對應(yīng)的亮度與色度。
把攝影面當(dāng)成顯示面，同名點按記錄的坐標(biāo)及色度與亮度對外發(fā)光時，根據(jù)光路可逆性 原理，此時P點在顯示面上的各個同名點所發(fā)的光通過前置光柵向四周發(fā)散，觀眾觀看到一 系列發(fā)散的光線，這些發(fā)散的光線反向延伸匯聚于P點，觀眾好象看到光線從P點發(fā)出一樣， 從而形成一個在P點的虛像，當(dāng)同名點數(shù)量足夠多時，此虛像可從任意位置和角度觀看，虛 像的光線分別進入左右眼，觀看到立體圖像，就象觀看真實自然界的物體一樣，同時虛像P 點凹進性的遠離顯示屏，物體的景深被完整地反應(yīng)出來。
這樣在狹縫光柵前置時，可以將被顯示物體的景深在顯示屏的前后表現(xiàn)出來，形成較大 景深的立體圖像，此圖象可以從任意位置觀看；狹縫光柵前置顯示器可以是多種，如LCD液 晶顯示器或PDP等離子顯示器或FED場發(fā)射顯示器或OLED有機電致光顯示器或CRT超薄顯示 器或背投影顯示器等。
如圖3A所示，為本發(fā)明的狹縫光柵后置前虛像形成原理示意圖，在狹縫光柵后置時，一 空間物點Q，通過后置光柵，其透過后置光柵的光線在攝影面上形成多個同名點，Q點的同名 點的參數(shù)主要有在攝影面上的水平坐標(biāo)、垂直坐標(biāo)及對應(yīng)的亮度與色度；Q點同時向空間各 個方向發(fā)光，觀眾可以從任意位置觀看到Q點，Q點的光線分別進入左右眼，觀看到Q點的 立體圖像。
把攝影面當(dāng)成顯示面，透過后置光柵的光線使得各同名點按記錄的坐標(biāo)及色度與亮度對 外發(fā)光時，根據(jù)光路可逆性原理，此時Q點在顯示面上的各個同名點所發(fā)的光在Q點匯聚， 通過Q點后，又向四周延伸發(fā)散，觀眾可從任意位置看到Q點虛像，當(dāng)同名點數(shù)量足夠多時， 此虛像可從任意位置和角度觀看，虛像得光線分別進入左右眼，觀看到立體圖像，就象觀看 真實自然界的物體一樣，同時虛像Q點凸出性的遠離顯示屏，物體的景深被完整地反應(yīng)出來。
如圖3B所示，為本發(fā)明的狹縫光柵后置后虛像形成原理示意圖，在狹縫光柵后置時，一 空間物點P，通過后置光柵，被投影到攝影面上，形成P點的多個同名點，P點的同名點的參 數(shù)主要有在攝影面上的水平坐標(biāo)、垂直坐標(biāo)及對應(yīng)的亮度與色度；P點同時向空間各個方向 發(fā)光，觀眾可以從任意位置觀看到P點，P點的光線分別進入左右眼，觀看到P點的立體圖 像。
把攝影面當(dāng)成顯示面，透過后置光柵的光線使得各同名點按記錄的坐標(biāo)及色度與亮度對 外發(fā)光時，根據(jù)光路可逆性原理，此時P點在顯示面上的各個同名點所發(fā)的光向四周發(fā)散，觀眾觀看到一系列發(fā)散的光線，這些發(fā)散的光線反向延伸匯聚于P點，觀眾好象看到光線從 P點發(fā)出一樣，從而形成一個在P點的虛像，當(dāng)同名點數(shù)量足夠多時，此虛像可從任意位置 和角度觀看，虛像的光線分別進入左右眼，觀看到立體圖像，就象觀看真實自然界的物體一 樣，同時虛像P點凹進性的遠離顯示屏，物體的景深被完整地反應(yīng)出來。
這樣在狹縫光柵后置時，可以將被顯示物體的景深在顯示屏的前后表現(xiàn)出來，形成較大 景深的立體圖像，此圖象可以從任意位置觀看；狹縫光柵后置顯示器只能用于LCD液晶顯示 器與背投影顯示器，其優(yōu)點在于可以采用增強背光等措施。
無論采用狹縫光柵前置還是后置，所形成的虛像是凸出還是凹進顯示面，同名點數(shù)量的 增多，意味著在顯示面上排列更多的象素，如同名點的數(shù)量為N時，顯示器上要排列的象素 數(shù)為平面顯示的N倍，在顯示面分辨率一定的條件下，意味著清晰度下降為平面圖像的1/N， N個同名點，形成N個視點，由于像素與狹縫光柵均有一定的寬度，每個試點將形成一定寬 度的視區(qū)，通過仿真試驗，同名點的數(shù)量達到6-9個時，多個視點形成的視區(qū)連續(xù)，基本可 以滿足連視與環(huán)視的立體的要求，但圖像的清晰度下降為原來的平面顯示的1/6-1/9。
將多幀同名點圖像進行一幀顯示時，勢必帶來水平清晰度的下降；視差擋板優(yōu)選的由液 晶材料組成，其原理與液晶電視一樣，現(xiàn)在液晶等平板電視的刷新頻率不斷提高，在高清顯 示時，刷新頻率已達到120Hz，用于運動圖像需要占用25Hz，這樣，在同名點數(shù)量為8個時， 我們可以采用4分時顯示，在每一分時，平板顯示器只要求顯示2個同名點，其清晰度完全 可以做到與基本左右圖像的一致，達到標(biāo)清電視的程度，但實現(xiàn)了連視與環(huán)視功能；在同名 點的數(shù)量為9個時，采用3分時，在每一分時，同名點的數(shù)量只要求顯示3個，清晰度可基 本滿足要求。
在實現(xiàn)連視立體時，水平改變視點看到的是同一物體的同一形狀的立體圖像，同名點的 數(shù)量雖說有8-9個，但只有兩種同名點，即左右同名點，所有左同名點除坐標(biāo)不同外其亮色 信號是一樣的，所有右同名點除坐標(biāo)不同外其亮色信號是一樣的，圖像顯示源只需一對立體 圖像幀，即左同名點圖像幀與右同名點圖像幀，在水平位置按同名點的坐標(biāo)作平移形成多幅 圖像，圖像源的獲取是通過一對平行相機獲取的。
在實現(xiàn)連視高清立體時，水平改變視點看到的是同一物體的同一形狀的立體圖像，只有
一對立體高清圖像幀，即左同名點高清圖像幀與右同名點高清圖像幀；左同名點高清圖像幀 分成左奇標(biāo)清圖像幀與左偶標(biāo)清圖像幀，右同名點高清圖像幀分成右奇標(biāo)清圖像幀與右偶標(biāo) 清圖像幀，在采用分時顯示時，實際分時數(shù)降低一半，重影點與單視點將增多，但清晰度提 高；隨著刷新頻率的提高，完全可以解決高清條件下的無重影連視立體顯示；在實現(xiàn)背投高 清連視立體時，可以采用兩個或多個投影器解決刷新頻率不夠問題，從而達到高清條件下的 無重影環(huán)視立體顯示。
在實現(xiàn)環(huán)視立體時，水平改變視點看到的是同一物體不同形狀的立體圖像，有多少個同 名點，則有多少個圖像幀，同名點的獲取是通過多臺平行相機進行拍攝獲取的，也可將一對 平行相機獲得的一對立體圖源作視差預(yù)測，形成一系列視差圖像幀，所述環(huán)視立體比連視立 體顯示更加接近自然界的真實三維物體的顯示。
在實現(xiàn)環(huán)視高清立體時，水平改變視點看到的是同一物體不同形狀的立體圖像，有多少 個同名點，則有多少個同名點高清圖像幀，每個同名點高清圖像幀分為奇標(biāo)清圖像幀與偶標(biāo) 清圖像幀，分兩次顯示，這樣可以達到高清顯示的效果，受顯示器刷新頻率的限制，在實現(xiàn)環(huán)視高清立體時，同名幀的數(shù)量減少一半，重影點與單視點將增多，但清晰度提高；隨著刷 新頻率的提高，完全可以解決高清條件下的無重影環(huán)視立體顯示；在實現(xiàn)背投高清連視立體 時，可以采用兩個或多個投影器解決刷新頻率不夠問題，從而達到高清條件下的無重影環(huán)視 立體顯示。
所述一個同名點圖像幀為一幅圖像內(nèi)不同像素的一個同名點組成的圖像幀，所述奇標(biāo)清 圖像幀與偶標(biāo)清圖像幀與所述高清圖像幀對比，只是水平清晰度降低了一半，而垂直清晰地 不變。
如圖4A、 4B、 4C所示分別為本發(fā)明的狹縫光柵前置第1、第2及第3分時前虛像形成示 意圖，如圖4D所示為本發(fā)明的狹縫光柵前置視覺暫留前虛像形成示意圖，不同時間，狹縫光 柵與像素相對位置不同，在第1分時，Q點形成的虛像為Q1;在第2分時，Q點形成的虛像 為Q2;在第3分時，Q點形成的虛像為Q3; Ql、 Q2與Q3的實現(xiàn)方法與所述狹縫光柵前置前 虛像的實現(xiàn)方法基本一致，所不同的是，Ql、 Q2與Q3的空間坐標(biāo)及亮色特性完全一致，但 向空間發(fā)散的光線數(shù)只有3根，立體可視點較少，Ql、 Q2與Q3在視覺暫留的作用下，形成 虛像點Q， Q點對外發(fā)散的光線有9根，立體可視點大幅度增多。這樣，顯示器的幀頻擴大到 75Hz，在視覺暫留的作用下，實現(xiàn)凸出顯示面的連視立體與環(huán)視立體運動圖像。
如圖5A、 5B、 5C所示分別為本發(fā)明的狹縫光柵前置第1、第2及第3分時后虛像形成示 意圖，如圖5D所示為本發(fā)明的狹縫光柵前置視覺暫留后虛像形成示意圖，不同時間，狹縫光 柵與像素相對位置不同，在第1分時，P點形成的虛像為P1;在第2分時，P點形成的虛像 為P2;在第3分時，P點形成的虛像為P3; Pl、 P2與P3的實現(xiàn)方法與所述狹縫光柵前置后 虛像的實現(xiàn)方法基本一致，所不同的是，Pl、 P2與P3的空間坐標(biāo)及亮色特性完全一致，但 向空間發(fā)散的光線數(shù)只有3根，立體可視點較小，Pl、 P2與P3在視覺暫留的作用下，形成 虛像點P， P點對外發(fā)散的光線有9根，立體可視點大幅度增多。這樣，顯示器的幀頻擴大到 75Hz，在視覺暫留的作用下，實現(xiàn)凹進顯示面的連視立體與環(huán)視立體運動圖像。
如圖6A、 6B、 6C所示分別為本發(fā)明的狹縫光柵后置第1、第2及第3分時前虛像形成示 意圖，如圖6D所示為本發(fā)明的狹縫光柵前置視覺暫留前虛像形成示意圖，不同時間，狹縫光 柵與像素相對位置不同，在第1分時，Q點形成的虛像為Q1;在第2分時，Q點形成的虛像 為Q2;在第3分時，Q點形成的虛像為Q3; Ql、 Q2與Q3的實現(xiàn)方法與所述狹縫光柵前置前 虛像的實現(xiàn)方法基本一致，所不同的是，Ql、 Q2與Q3的空間坐標(biāo)及亮色特性完全一致，但 向空間發(fā)散的光線數(shù)只有3根，立體可視點較小，Ql、 Q2與Q3在視覺暫留的作用下，形成 虛像點Q， Q點對外發(fā)散的光線有9根，立體可視點大幅度增多。這樣，顯示器的幀頻擴大到 75Hz，在視覺暫留的作用下，實現(xiàn)凸出顯示面的連視立體與環(huán)視立體運動圖像。
如圖？A、 7B、 7C所示分別為本發(fā)明的狹縫光柵后置第1、第2及第3分時后虛像形成示 意圖，如圖？D所示為本發(fā)明的狹縫光柵前置視覺暫留后虛像形成示意圖，不同時間，狹縫光 柵與像素相對位置不同，在第1分時，P點形成的虛像為P1;在第2分時，P點形成的虛像 為P2;在第3分時，P點形成的虛像為P3; Pl、 P2與P3的實現(xiàn)方法與所述狹縫光柵后置后 虛像的實現(xiàn)方法基本一致，所不同的是，Pl、 P2與P3的空間坐標(biāo)及亮色特性完全一致，但 向空間發(fā)散的光線數(shù)只有3根，立體可視點較少，Pl、 P2與P3在視覺暫留的作用下，形成 虛像點P， P點對外發(fā)散的光線有9根，立體可視點大幅度增多。這樣，顯示器的幀頻擴大到 75Hz，在視覺暫留的作用下，實現(xiàn)凹進顯示面的連視立體與環(huán)視立體運動圖像。
18在實現(xiàn)連視立體時，水平改變視點看到的是同一物體相同形狀的立體圖像，只有左右同 名點圖像幀，當(dāng)分時數(shù)為兩次時，由兩組光柵交替顯示；當(dāng)分時數(shù)為3次時，由3組光柵交 替顯示，當(dāng)分時數(shù)為4次時，由4組光柵交替顯示。
對于一個3分時的連視立體來說，其圖像顯示周期為
1) 、第1分時，第1組水平狹縫光柵狀態(tài)-
(1) 、左同名點圖像幀
(2) 、右同名點圖像幀
(3) 、左同名點圖像幀
2) 、第2分時，第2組水平狹縫光柵狀態(tài)
(1) 、右同名點圖像幀
(2) 、左同名點圖像幀
(3) 、右同名點圖像幀
3) 、第3分時，第3組水平狹縫光柵狀態(tài)
(1) 、左同名點圖像幀
(2) 、右同名點圖像幀
(3) 、左同名點圖像幀
在實現(xiàn)環(huán)視立體時，水平改變視點看到的是同一物體不同形狀的立體圖像，有多少個同 名點，則有多少個圖像幀，當(dāng)分時數(shù)為兩次時，由兩組光柵交替顯示；當(dāng)分時數(shù)為3次時， 由3組光柵交替顯示，當(dāng)分時數(shù)為4次時，由4組光柵交替顯示。
對于一個3分時9幀圖像的環(huán)視立體來說，其圖像顯示周期為
1) 、第1分時，第l組水平狹縫光柵狀態(tài)
(1) 、第l組同名點圖像幀；
(2) 、第2組同名點圖像幀，
(3) 、第3組同名點圖像幀；
2) 、第2分時，第2組水平狹縫光柵狀態(tài)
(1) 、第4組同名點圖像幀；
(2) 、第5組同名點圖像幀；
(3) 、第6組同名點圖像幀；
3) 、第3分時，第3組水平狹縫光柵狀態(tài)
(1) 、第7組同名點圖像幀；
(2) 、第8組同名點圖像幀；
(3) 、第9組同名點圖像幀。
由于圖像顯示是從上到下掃描顯示的， 一副顯示畫面內(nèi)，上下部分顯示的不是一幀圖像， 實現(xiàn)連視與環(huán)視立體時，在狹縫光柵轉(zhuǎn)換狀態(tài)的過渡區(qū)，須將狹縫光柵與每一幀圖像分段， 使得狹縫光柵狀態(tài)與幀圖像相對應(yīng)，以避免出現(xiàn)串?dāng)_問題。
在實現(xiàn)連視高清立體時，有左右同名點高清圖像幀，當(dāng)分時數(shù)為4次時，由2組光柵交 替顯示，對于一個4分時的連視立體來說，其圖像顯示周期一個實施例為
1)、第l組水平狹縫光柵狀態(tài)
(1)、第l分時左同名點奇圖像幀，右同名點奇圖像幀；(2) 、第2分時左同名點偶圖像幀，右同名點偶圖像幀； 2)、第2組水平狹縫光柵狀態(tài)
(3) 、第3分時左同名點奇圖像幀，右同名點奇圖像幀；
(4) 、第4分時左同名點偶圖像幀，右同名點偶圖像幀。 在實現(xiàn)環(huán)視高清立體時，有多對同名點高清圖像幀，當(dāng)分時數(shù)為4次時，由2組光柵交
替顯示，對于一個4分時的環(huán)視高清來說，其圖像顯示周期一個實施例為 1)、第l組水平狹縫光柵狀態(tài)
(1) 、第l分時第l組同名點奇圖像幀，第2組同名點奇圖像幀；
(2) 、第2分時第l組同名點偶圖像幀，第2組同名點偶圖像幀； 2)、第2組水平狹縫光柵狀態(tài)
(1) 、第3分時第3組同名點奇圖像幀，第4組同名點奇圖像幀；
(2) 、第4分時第3組同名點偶圖像幀，第4組同名點偶圖像幀。
由于圖像顯示是從上到下掃描顯示的， 一副顯示畫面內(nèi)，上下部分顯示的不是一幀圖像， 實現(xiàn)連視與環(huán)視立體時，在狹縫光柵轉(zhuǎn)換狀態(tài)的過渡區(qū)，須將狹縫光柵與每一幀圖像分段， 使得狹縫光柵狀態(tài)與幀圖像相對應(yīng)，以避免出現(xiàn)串?dāng)_問題。
在實現(xiàn)連視立體與環(huán)視立體時，各同名點圖像幀與不同分時的狹縫光柵呈不同的相對平 移位置，本發(fā)明還可將狹縫光柵固定不變，采用在不同分時時，平移同名點圖像幀的方式實 現(xiàn)與狹縫光柵相對位置的改變。
如圖8所示為本發(fā)明的視差擋板連視與環(huán)視立體分時示意圖，它實際上是狹縫光柵與顯示
面的相對分時狀態(tài)圖，本發(fā)明可以通過控制不同分時的狹縫光柵狀態(tài)或平移顯示面，實現(xiàn)狹 縫光柵與顯示面的相對分時狀態(tài)。
如圖9所示為本發(fā)明的視差擋板俯仰環(huán)視分時示意圖，在實現(xiàn)俯仰環(huán)視立體時，可以從水 平與垂直兩個方向改變視點，看到的是同一物體不同形狀的立體圖像，為達到俯仰環(huán)視立體 的要求，同名點的數(shù)量可為16個或18個或24個等。當(dāng)同名點的數(shù)量為24個時，水平方向 的同名點數(shù)量可為6個，分兩次顯示，水平清晰度下降為1/3，垂直方向同名點數(shù)量為4個， 分兩次顯示，垂直清晰度下降為1/2。此時視差擋板為復(fù)合光篩結(jié)構(gòu)，24個同名點時，通過 24臺矩陣相機進行拍攝獲取24個同名點，其中水平方向6個相機，垂直方向4個相機。此 時由4組光柵交替顯示，其圖像顯示周期為
1)、第1組水平狹縫光柵與第1組垂直狹縫光柵組成的光篩狀態(tài)
(1) 、第Aa組同名點圖像幀；
(2) 、第Ab組同名點圖像幀；
(3) 、第Ba組同名點圖像幀；
(4) 、第Bb組同名點圖像幀；
(5) 、第Ca組同名點圖像幀；
(6) 、第Cb組同名點圖像幀；
2)、第2組水平狹縫光柵與第1組垂直狹縫光柵組成的光篩狀態(tài)
(1) 、第Da組同名點圖像幀；
(2) 、第Db組同名點圖像幀；
(3) 、第Ea組同名點圖像幀；
20(4) 、第Eb組同名點圖像幀；
(5) 、第Fa組同名點圖像幀；
(6) 、第Fb組同名點圖像幀；
3) 、第1組水平狹縫光柵與第2組垂直狹縫光柵組成的光篩狀態(tài)
(1) 、第Ac組同名點圖像幀；
(2) 、第Ad組同名點圖像幀；
(3) 、第Bc組同名點圖像幀；
(4) 、第Bd組同名點圖像幀；
(5) 、第CC組同名點圖像幀；
(6) 、第Cd組同名點圖像幀；
4) 、第2組水平狹縫光柵與第2組垂直狹縫光柵組成的光篩狀態(tài)-
(1) 、第Dc組同名點圖像幀；
(2) 、第Dd組同名點圖像幀；
(3) 、第Ec組同名點圖像幀；
(4) 、第Ed組同名點圖像幀；
(5) 、第Fc組同名點圖像幀；
(6) 、第Fd組同名點圖像幀。
由于圖像顯示是從上到下掃描顯示的， 一副顯示畫面內(nèi)，上下部分顯示的不是一幀圖 像，實現(xiàn)俯仰環(huán)視立體時，在狹縫光篩轉(zhuǎn)換狀態(tài)的過渡區(qū)，須將狹縫光篩與每一幀圖像分段，
使得狹縫光篩狀態(tài)與幀圖像相對應(yīng)，以避免出現(xiàn)串?dāng)_問題；隨著顯示器刷新頻率的提高，可
望提高俯仰環(huán)視立體顯示的清晰度，在實現(xiàn)背投俯仰環(huán)視立體時，可通過增加投影器的數(shù)量 提高俯仰環(huán)視立體顯示的清晰度。
如圖IO所示為本發(fā)明的視差擋板前置結(jié)構(gòu)圖，它第l相鄰正交取向?qū)觢、薄膜晶體管層 2、液晶開關(guān)層3、公共電極層4與第2相鄰正交取向?qū)?及顯示屏6組成；所述第l相鄰正 交取向?qū)?與所述第2相鄰正交取向?qū)?的相鄰塊之間的偏振方向相互正交，二者對應(yīng)塊的 偏振方向也相互正交。通過控制液晶的扭轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對每一個像素透光性的通擋控制。由于光 線每通過一次取向?qū)恿炼葘⒔档?，本發(fā)明利用液晶顯示面板的出光面取向?qū)樱∠趌取向 層，形成相鄰正交取向顯示屏，從而保證亮度達到顯示的要求。在實現(xiàn)平面顯示時，為全部 通過，無視差遮擋；在實現(xiàn)連視立體顯示時，形成水平方向的狹縫光柵，分時時，每一次分 時的狹縫光柵在水平方向存在一定的位移；在實現(xiàn)環(huán)視立體顯示時，形成水平方向的狹縫光 柵，分時時，每一次分時的狹縫光柵在水平方向存在一定的位移，每次分時時的視差擋板狀 態(tài)，對應(yīng)不同的圖象幀；在實現(xiàn)環(huán)視立體顯示時，形成交替的水平狹縫與垂直狹縫光柵組成 的光篩視差擋板，分時時，每一次分時的狹縫光柵在水平方向與垂直方向存在一定的位移， 每次分時時的光篩狀態(tài)，對應(yīng)不同的圖象幀；這樣通過對液晶視差檔板地控制，就實現(xiàn)了平 面圖像、連視立體圖像、環(huán)視立體圖像與俯仰環(huán)視立體圖像的兼容性顯示；本發(fā)明可以實現(xiàn) 對每一個像素的視線通擋控制，從而在同一顯示畫面內(nèi)，部分區(qū)域可以實現(xiàn)平面顯示，部分 區(qū)域可以實現(xiàn)連視立體顯示，部分區(qū)域可以實現(xiàn)環(huán)視立體顯示，部分區(qū)域可以實現(xiàn)俯仰環(huán)視 立體圖像的兼容性顯示，從而實現(xiàn)了平面圖像、連視立體圖像、環(huán)視立體圖像與俯仰環(huán)視立 體圖像的混合性顯示。前置可廣泛用于LCD液晶顯示器、PDP等離子顯示器、FED場發(fā)射顯示器、 OLED有機電致光顯示器、CRT超薄顯示器及背投影顯示器等。
如圖11所示為本發(fā)明的視差擋板后置結(jié)構(gòu)圖，它第1相鄰正交取向?qū)?、薄膜晶體管層 2、液晶開關(guān)層3、公共電極層4與第2相鄰正交取向?qū)?及顯示屏6組成；所述第l相鄰正 交取向?qū)?與所述第2相鄰正交取向?qū)?的相鄰塊之間的偏振方向相互正交，二者對應(yīng)塊的 偏振方向也相互正交。通過控制液晶的扭轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對每一個像素透光性的通擋控制。光線每 通過一次取向?qū)恿炼葘⒔档?，本發(fā)明利用液晶顯示面板的入光面取向?qū)?，取消?取向?qū)樱?從而保證亮度達到顯示的要求。它的實現(xiàn)方法、原理及功能與所述視差擋板前置的基本一致， 所不同的是采用視差擋板后置，只能用于液晶電視與背投電視；第2個不同點是采用視差 擋板后置有利于采用增強亮度措施。
如圖12所示為本發(fā)明的視差擋板薄膜晶體管層原理示意圖
它由m條通擋控制線Si、 n掃描控制線Ki、 mXn個薄膜晶體管l及mXn個液晶顯示電 極2組成，所述液晶顯示電極由透明導(dǎo)電材料組成，公共電極也由透明導(dǎo)電材料組成，在顯 示電極與公共電極之間施加電場，可以改變兩電極之間的液晶分子扭曲方向，從而控制光線 的通擋，當(dāng)液晶分子的扭曲方向與第2取向?qū)右恢聲r，光線通過，當(dāng)液晶分子的扭曲方向與 第2取向?qū)哟怪睍r，光線被遮擋不通過。這里薄膜晶體管的源極S接公共電極，柵極G與Ki 掃描控制線相連，漏極D與Si通擋控制線相連，Si通擋控制線的信號只有高低電平兩種狀 態(tài)，Ki掃描控制線上的信號也是高低電平兩種狀態(tài)，它依次將每一行的薄膜晶體管打開，Si 為高電平，視差像素擋板打開或關(guān)閉，光線通過或遮擋，Si為低電平，視差像素擋板關(guān)閉或 打開，光線遮擋或通過，實現(xiàn)對像素級的視差像素擋板控制，從而實現(xiàn)平面圖像與多種立體 圖像的混合兼容顯示，本發(fā)明不同于現(xiàn)有技術(shù)之處在于視差像素擋板控制只需針對每一個 像素點，無需針對每一個像素點的紅綠藍子像素，從而實現(xiàn)更為簡單；另外本發(fā)明為消除重 影，視差擋板偏振方向呈周期性正交，從而Si控制信號不同。
如圖13所示為本發(fā)明的視差擋板前置相鄰正交取向消重影原理示意圖，它由像素取向偏 振面l、前置視差擋板2及前置取向偏振面3組成，在不采用相鄰正交取向時，在每一分時 狀態(tài)，像素1在觀看面內(nèi)的位置為II至12，像素2在觀看面內(nèi)的位置為13至14， 二者重疊， 存在重影區(qū)，利用雙眼視覺暫留，仍然存在立體與重影區(qū)相互重疊，導(dǎo)致圖像模糊及立體顯 示效果不強。本發(fā)明使得相鄰視差擋板的透光偏振態(tài)相互正交，像素l在觀看面內(nèi)的位置為 IU至I21，像素2在觀看面內(nèi)的位置為I31至I41， 二者重疊可完全消除，從而不存在重影
區(qū)；其對應(yīng)的取向?qū)右渤手芷谛缘南嗷フ粻顟B(tài)；在顯示連視與環(huán)視立體時，呈水平方向相 鄰正交取向；在顯示俯仰環(huán)視立體時，呈水平方向與垂直方向的正交取向。
如圖14所示為本發(fā)明的視差擋板后置相鄰正交取向消重影原理示意圖，它由像素取向偏 振面l、后置視差擋板2及后置取向偏振面3組成，其消重影原理法與所述視差擋板前置相 鄰正交取向消重影原理一致。
如圖15所示為本發(fā)明的3分時視差擋板相鄰正交取向結(jié)構(gòu)示意圖，它由第1相鄰正交取 向板1與第2相鄰正交取向板2組成，它主要用于3分時的連視與環(huán)視立體顯示，每一個取 向板由若干個取向片組成，每3個像素對應(yīng)一個取向片，它只針對像素級，而不針對紅綠藍 子像素級，第1相鄰正交取向板1與第2相鄰正交取向板2的對應(yīng)取向片偏振方向相互垂直。 在液晶顯示器中視差擋板前置時，第l相鄰正交取向板由液晶圖像顯示面的出光顯示面取向?qū)犹娲?，它的相鄰取光片偏振方向相互正交；視差擋板后置時，相鄰正交取向板2由液晶 圖像顯示面的入光顯示面取向?qū)犹娲?，它的相鄰取光片偏振方向相互正交?br> 在2分時時，相鄰正交取向板的每個取向片對應(yīng)兩個像素的寬度；在4分時時，相鄰正 交取向板的每個取向片對應(yīng)4個像素的寬度。
如圖16所示為本發(fā)明的4分時視差擋板水平與垂直正交取向結(jié)構(gòu)示意圖，它由第1相鄰 正交取向板1與第2相鄰正交取向板2組成，它主要用于4分時的俯仰環(huán)視立體顯示，同時 可兼容2分時的連視立體與環(huán)視立體顯示，每一個取向板由若干個取向片組成，每2個像素 對應(yīng)一個取向片，它只針對像素級，而不針對紅綠藍子像素級，第1相鄰正交取向板與第2 相鄰正交取向?qū)?yīng)取向片偏振方向相互垂直。在液晶顯示器中視差擋板前置時，第l相鄰 正交取向板由液晶圖像顯示面的出光顯示面取向?qū)犹娲?，它的相鄰取光片偏振方向相互正? 視差擋板后置時，第2相鄰正交取向板由液晶圖像顯示面的入光顯示面取向?qū)犹娲?，它的?鄰取光片偏振方向相互正交。
最后說明以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管本發(fā)明已參考上述 實施例進行了詳細的說明，但依然可以對本發(fā)明進行增減、修改或者等同替換，而不脫離本 發(fā)明精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)被包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
2權(quán)利要求
1、一種在平板顯示器及背投影顯示器上基于視差擋板實現(xiàn)連續(xù)立體型、連視高清立體型、環(huán)視立體型及仰俯環(huán)視立體型的自由立體視頻顯示終端實現(xiàn)方法，它采用虛像成像法、狹縫光柵與狹縫光篩控制法與時分顯示法分別進行平面、連視、環(huán)視及俯仰環(huán)視自由立體顯示，它通過像素級遮擋控制能在同一顯示場景中進行任意兩種或三種或全部混合顯示；它通過增加分時或減少視點數(shù)還能實現(xiàn)連視高清立體與環(huán)視高清立體顯示；它通過相鄰正交取向有效消除所述三種自由立體顯示中存在的重影，通過狹縫光柵與狹縫光篩分段同步消除串?dāng)_。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l，所述狹縫光柵前置虛像成像方法，其特征是-在狹縫光柵前置時， 一空間物點Q，通過前置光柵，被投影到攝影面上，把Q在攝影面 上所成的多個像點記錄下來，Q點所成的各個像點本發(fā)明稱之為Q點的同名點，Q點的同名點 的參數(shù)主要有在攝影面上的水平坐標(biāo)、垂直坐標(biāo)及對應(yīng)的亮度與色度；Q點同時向空間各個 方向發(fā)光，觀眾可以從任意位置觀看到Q點，Q點的光線分別進入左右眼，觀看到Q點的立 體圖像。把攝影面當(dāng)成顯示面，同名點按記錄的坐標(biāo)及色度與亮度對外發(fā)光時，根據(jù)光路可 逆性原理，此時Q點在顯示面上的各個同名點所發(fā)的光在Q點匯聚，通過Q點后，又向四周 延伸發(fā)散，觀眾可從任意位置看到Q點虛像，當(dāng)同名點數(shù)量足夠多時，此虛像可從任意位置 和角度觀看，虛像的光線分別進入左右眼，觀看到立體圖像，就象觀看真實自然界的物體一 樣，同時虛像Q點凸出性的遠離顯示屏，物體的景深被完整地反應(yīng)出來。一空間物點P，通過前置光柵，向空間各個方向發(fā)光，觀眾可以從任意位置觀看到P點， P點的光線分別進入左右眼，觀看到P點的立體圖像；同時P點投影到攝影面上，把P在攝影面上所成的多個像點記錄下來，p點所成的各個像點本發(fā)明稱之為p點的同名點，p點的同 名點的參數(shù)主要有在攝影面上的水平坐標(biāo)、垂直坐標(biāo)及對應(yīng)的亮度與色度。把攝影面當(dāng)成顯 示面，同名點按記錄的坐標(biāo)及色度與亮度對外發(fā)光時，根據(jù)光路可逆性原理，此時p點在顯 示面上的各個同名點所發(fā)的光通過前置光柵向四周發(fā)散，觀眾觀看到一系列發(fā)散的光線，這 些發(fā)散的光線反向延伸匯聚于p點，觀眾好象看到光線從p點發(fā)出一樣，從而形成一個在p 點的虛像，當(dāng)同名點數(shù)量足夠多時，此虛像可從任意位置和角度觀看，虛像的光線分別進入 左右眼，觀看到立體圖像，就象觀看真實自然界的物體一樣，同時虛像p點凹進性的遠離顯 示屏，物體的景深被完整地反應(yīng)出來。所述顯示器可以是LCD液晶顯示器或PDP等離子顯示器或FED場發(fā)射顯示器或OLED有機 電致光顯示器或CRT超薄顯示器或背投影顯示器等。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l，所述狹縫光柵后置虛像成像方法，其特征是-在狹縫光柵后置時， 一空間物點Q，通過后置光柵，其透過后置光柵的光線在攝影面上 形成多個同名點，Q點的同名點的參數(shù)主要有在攝影面上的水平坐標(biāo)、垂直坐標(biāo)及對應(yīng)的亮 度與色度；Q點同時向空間各個方向發(fā)光，觀眾可以從任意位置觀看到Q點，Q點的光線分別 進入左右眼，觀看到Q點的立體圖像。把攝影面當(dāng)成顯示面，透過后置光柵的光線使得各同 名點按記錄的坐標(biāo)及色度與亮度對外發(fā)光時，根據(jù)光路可逆性原理，此時Q點在顯示面上的 各個同名點所發(fā)的光在Q點匯聚，通過Q點后，又向四周延伸發(fā)散，觀眾可從任意位置看到 Q點虛像，當(dāng)同名點數(shù)量足夠多時，此虛像可從任意位置和角度觀看，虛像得光線分別進入 左右眼，觀看到立體圖像，就象觀看真實自然界的物體一樣，同時虛像Q點凸出性的遠離顯示屏，物體的景深被完整地反應(yīng)出來。在狹縫光柵后置時， 一空間物點P，通過后置光柵，被投影到攝影面上，形成P點的多個 同名點，P點的同名點的參數(shù)主要有在攝影面上的水平坐標(biāo)、垂直坐標(biāo)及對應(yīng)的亮度與色度; P點同時向空間各個方向發(fā)光，觀眾可以從任意位置觀看到P點，P點的光線分別進入左右眼， 觀看到P點的立體圖像。把攝影面當(dāng)成顯示面，透過后置光柵的光線使得各同名點按記錄的 坐標(biāo)及色度與亮度對外發(fā)光時，根據(jù)光路可逆性原理，此時P點在顯示面上的各個同名點所 發(fā)的光向四周發(fā)散，觀眾觀看到一系列發(fā)散的光線，這些發(fā)散的光線反向延伸匯聚于P點， 觀眾好象看到光線從P點發(fā)出一樣，從而形成一個在P點的虛像，當(dāng)同名點數(shù)量足夠多時， 此虛像可從任意位置和角度觀看，虛像的光線分別進入左右眼，觀看到立體圖像，就象觀看 真實自然界的物體一樣，同時虛像P點凹進性的遠離顯示屏，物體的景深被完整地反應(yīng)出來。 所述狹縫光柵后置顯示器只能用于LCD液晶顯示器與背投影顯示器，其優(yōu)點在于可以采 用增強背光等措施。
4、根據(jù)權(quán)利要求l、權(quán)利要求2與權(quán)利要求3，所述連視立體與環(huán)視立體時分實現(xiàn)方法， 其特征是同名點的數(shù)量為N時，顯示器上要排列的象素數(shù)為平面顯示的N倍，在顯示面分辨率一 定的條件下，清晰度下降為平面圖像的1/N; N個同名點，形成N個視點，由于像素與狹縫光 柵均有一定的寬度，每個試點將形成一定寬度的視區(qū)，同名點的數(shù)量達到6-9個時，多個視 點形成的視區(qū)連續(xù)，滿足連視與環(huán)視的立體的要求，但圖像的清晰度下降為原來的平面顯示 的l/e-l/9。視差擋板優(yōu)選的采用刷新頻率已達到100Hz以上的液晶材料，用于運動圖像需 要占用MHz，在同名點數(shù)量為8個時，優(yōu)選采用4分時顯示，在每一分時，平板顯示器只要 求顯示2個同名點，其清晰度完全可以做到與基本左右圖像的一致，達到標(biāo)清電視的程度， 實現(xiàn)連視與環(huán)視功能；在同名點的數(shù)量為9個時，采用3分時，在每一分時，同名點的數(shù)量 只要求顯示3個，清晰度可基本滿足要求。在實現(xiàn)連視立體時，水平改變視點看到的是同一物體的同一形狀的立體圖像，同名點的 數(shù)量雖說有6-9個，但只有兩種同名點，所有左同名點除坐標(biāo)不同外其亮色信號是一樣的， 所有右同名點除坐標(biāo)不同外其亮色信號是一樣的，圖像顯示源只需一對左同名點圖像幀與右 同名點圖像幀，在水平位置按同名點的坐標(biāo)作平移形成多幅圖像，圖像源的獲取是通過一對 平行相機獲取的。當(dāng)分時數(shù)為兩次時，由兩組光柵交替顯示；當(dāng)分時數(shù)為3次時，由3組光 柵交替顯示，當(dāng)分時數(shù)為4次時，由4組光柵交替顯示。對一個3分時的連視立體來說，其 圖像顯示周期為1) 、第1分時，第1組水平狹縫光柵狀態(tài)(1) 、左同名點圖像幀，(2) 、右同名點圖像幀，(3) 、左同名點圖像幀，2) 、第2分時，第2組水平狹縫光柵狀態(tài)(1) 、右同名點圖像幀，(2) 、左同名點圖像幀，(3) 、右同名點圖像幀，3) 、第3分時，第3組水平狹縫光柵狀態(tài)(1) 、左同名點圖像幀，(2) 、右同名點圖像幀，(3) 、左同名點圖像幀，在實現(xiàn)連視高清立體時，左同名點高清圖像幀分成左奇標(biāo)清圖像幀與左偶標(biāo)清圖像幀， 右同名點高清圖像幀分成右奇標(biāo)清圖像幀與右偶標(biāo)清圖像幀，在采用分時顯示時，實際分時 數(shù)降低一半，重影點與單視點將增多，但清晰度提高；隨著刷新頻率的提高，完全可以解決 高清條件下的無重影連視立體顯示；在實現(xiàn)背投高清連視立體時，可以采用兩個或多個投影 器解決刷新頻率不夠問題，從而達到高清條件下的無重影環(huán)視立體顯示。對一個4分時的連 視立體來說，其圖像顯示周期一個實施例為1) 、第l組水平狹縫光柵狀態(tài)-(1) 、第l分時左同名點奇圖像幀，右同名點奇圖像幀；(2) 、第2分時左同名點偶圖像幀，右同名點偶圖像幀；2) 、第2組水平狹縫光柵狀態(tài)(3) 、第3分時左同名點奇圖像幀，右同名點奇圖像幀；(4) 、第4分時左同名點偶圖像幀，右同名點偶圖像幀。在實現(xiàn)環(huán)視立體時，水平改變視點看到的是同一物體不同形狀的立體圖像，有多少個同 名點，則有多少個圖像幀，同名點的獲取是通過多臺平行相機進行拍攝獲取的，也可將一對 平行相機獲得的一對立體圖源作視差預(yù)測，形成一系列視差圖像幀，所述環(huán)視立體比連視立體顯示更加接近自然界的真實三維物體的顯示。當(dāng)分時數(shù)為兩次時，由兩組光柵交替顯示； 當(dāng)分時數(shù)為3次時，由3組光柵交替顯示，當(dāng)分時數(shù)為4次時，由4組光柵交替顯示。 對于一個3分時9幀圖像的環(huán)視立體來說，其圖像顯示周期為1) 、第1分時，第l組水平狹縫光柵狀態(tài)(1) 、第l組同名點圖像幀；(2) 、第2組同名點圖像幀；(3) 、第3組同名點圖像幀；2) 、第2分時，第2組水平狹縫光柵狀態(tài)(1) 、第4組同名點圖像幀；(2) 、第5組同名點圖像幀；(3) 、第6組同名點圖像幀；3) 、第3分時，第3組水平狹縫光柵狀態(tài)(1) 、第7組同名點圖像幀；(2) 、第8組同名點圖像幀；(3) 、第9組同名點圖像幀。在實現(xiàn)環(huán)視高清立體時，每個同名點高清圖像幀分為奇標(biāo)清圖像幀與偶標(biāo)清圖像幀，分 兩次顯示，達到高清顯示效果，受顯示器刷新頻率限制，在實現(xiàn)環(huán)視高清立體時，同名幀的數(shù)量減少一半，重影點與單視點將增多，但清晰度提高；隨著刷新頻率的提高，完全可以解 決高清條件下的無重影環(huán)視立體顯示；在實現(xiàn)背投高清連視立體時，可以采用兩個或多個投 影器解決刷新頻率不夠問題，從而達到高清條件下的無重影環(huán)視立體顯示。當(dāng)分時數(shù)為4次 時，由2組光柵交替顯示，對于一個4分時的環(huán)視高清來說，其圖像顯示周期一個實施例為1)、第l組水平狹縫光柵狀態(tài)(1) 、第l分時第l組同名點左圖像幀，第2組同名點左圖像幀；(2) 、第2分時第l組同名點右圖像幀，第2組同名點右圖像幀； 2)、第2組水平狹縫光柵狀態(tài)(1) 、第3分時第3組同名點左圖像幀，第4組同名點左圖像幀；(2) 、第4分時第3組同名點右圖像幀，第4組同名點右圖像幀。 所述一個同名點圖像幀為一幅圖像內(nèi)不同像素的一個同名點組成的圖像幀，所述奇標(biāo)清與偶標(biāo)清圖像幀與所述高清圖像幀對比，只是水平清晰度降低了一半，而垂直清晰地不變。 由于圖像顯示是從上到下掃描顯示的， 一副顯示畫面內(nèi)，上下部分顯示的不是一幀圖像，實現(xiàn)連視與環(huán)視立體時，在狹縫光柵轉(zhuǎn)換狀態(tài)的過渡區(qū)，須將狹縫光柵與每一幀圖像分段，使得狹縫光柵狀態(tài)與幀圖像相對應(yīng)，以避免出現(xiàn)串?dāng)_問題。在實現(xiàn)連視立體與環(huán)視立體時，各同名點圖像幀與不同分時的狹縫光柵呈不同的相對平移位置，本發(fā)明還可將狹縫光柵固定不變，采用在不同分時時，平移同名點圖像幀的方式實現(xiàn)與狹縫光柵相對位置的改變。
5、根據(jù)權(quán)利要求l、權(quán)利要求2與權(quán)利要求3，所述俯仰環(huán)視立體時分實現(xiàn)方法，其特征是在實現(xiàn)俯仰環(huán)視立體時，可以從水平與垂直兩個方向改變視點，看到的是同一物體不同形狀的立體圖像，為達到俯仰環(huán)視立體的要求，同名點的數(shù)量可為16個或18個或24個等。 當(dāng)同名點的數(shù)量為24個時，水平方向的同名點數(shù)量可為6個，分兩次顯示，水平清晰度下降 為1/3，垂直方向同名點數(shù)量為4個，分兩次顯示，垂直清晰度下降為1/2。此時視差擋板為 復(fù)合光篩結(jié)構(gòu)，24個同名點時，通過24臺矩陣相機進行拍攝獲取24個同名點，其中水平方 向6個相機，垂直方向4個相機。此時由4組光柵交替顯示，其圖像顯示周期為-1)、第1組水平狹縫光柵與第1組垂直狹縫光柵組成的光篩狀態(tài)；(1) 、第Aa組同名點圖像幀；(2) 、第Ab組同名點圖像幀；(3) 、第Ba組同名點圖像幀；(4) 、第Bb組同名點圖像幀；(5) 、第Ca組同名點圖像幀；(6) 、第Cb組同名點圖像幀；2) 、第2組水平狹縫光柵與第1組垂直狹縫光柵組成的光篩狀態(tài)(1) 、第Da組同名點圖像幀；(2) 、第Db組同名點圖像幀；(3) 、第Ea組同名點圖像幀；(4) 、第Eb組同名點圖像幀；(5) 、第Fa組同名點圖像幀；(6) 、第Fb組同名點圖像幀；3) 、第1組水平狹縫光柵與第2組垂直狹縫光柵組成的光篩狀態(tài)(1) 、第Ac組同名點圖像幀；(2) 、第Ad組同名點圖像幀；(3) 、第Bc組同名點圖像幀；(4) 、第Bd組同名點圖像幀；(5) 、第CC組同名點圖像幀；(6) 、第Cd組同名點圖像幀；4)、第2組水平狹縫光柵與第2組垂直狹縫光柵組成的光篩狀態(tài)(1) 、第DC組同名點圖像幀；(2) 、第Dd組同名點圖像幀；(3) 、第Ec組同名點圖像幀；(4) 、第Ed組同名點圖像幀；(5) 、第Fc組同名點圖像幀；(6) 、第Fd組同名點圖像幀。由于圖像顯示是從上到下掃描顯示的， 一副顯示畫面內(nèi)，上下部分顯示的不是一幀圖 像，實現(xiàn)俯仰環(huán)視立體時，在狹縫光篩轉(zhuǎn)換狀態(tài)的過渡區(qū)，須將狹縫光篩與每一幀圖像分段，使得狹縫光篩狀態(tài)與幀圖像相對應(yīng)，以避免出現(xiàn)串?dāng)_問題；隨著顯示器刷新頻率的提高，可望提高俯仰環(huán)視立體顯示的清晰度，在實現(xiàn)背投俯仰環(huán)視立體時，可通過增加投影器的數(shù)量 提高俯仰環(huán)視立體顯示的清晰度。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l、權(quán)利要求2、權(quán)利要求3、權(quán)利要求4與權(quán)利要求5，所述視差擋板的特征是它第l相鄰正交取向?qū)觢、薄膜晶體管層2、液晶開關(guān)層3、公共電極層4與第2相鄰正 交取向?qū)?及顯示屏6組成；所述第1相鄰正交取向?qū)?與所述第2相鄰正交取向?qū)?的相 鄰塊之間的偏振方向相互正交，二者對應(yīng)塊的偏振方向也相互正交。通過控制液晶的扭轉(zhuǎn)， 實現(xiàn)對每一個像素透光性的通擋控制。在實現(xiàn)平面顯示時，為全部通過，無視差遮擋；在實現(xiàn)連視立體顯示時，形成水平方向的狹縫光柵，分時時，每一次分時的狹縫光柵在水平方向 存在一定的位移；在實現(xiàn)環(huán)視立體顯示時，形成水平方向的狹縫光柵，分時時，每一次分時 的狹縫光柵在水平方向存在一定的位移，每次分時時的狹縫光柵狀態(tài)，對應(yīng)不同的圖象幀； 在實現(xiàn)俯仰環(huán)視立體顯示時，形成交替的水平狹縫與垂直狹縫光柵組成的光篩，分時時，每 一次分時的狹縫光柵在水平方向與垂直方向存在一定的位移，每次分時時的光篩狀態(tài)，對應(yīng) 不同的圖象幀；這樣通過對液晶視差檔板地控制，就實現(xiàn)了平面圖像、連視立體圖像、環(huán)視 立體圖像與俯仰環(huán)視立體圖像的兼容性顯示；本發(fā)明可以實現(xiàn)對每一個像素的視線通擋控制， 從而在同一顯示畫面內(nèi)，部分區(qū)域可以實現(xiàn)平面顯示，部分區(qū)域可以實現(xiàn)連視立體顯示，部 分區(qū)域可以實現(xiàn)環(huán)視立體顯示，部分區(qū)域可以實現(xiàn)俯仰環(huán)視立體圖像的兼容性顯示，從而實 現(xiàn)了平面圖像、連視立體圖像、環(huán)視立體圖像與俯仰環(huán)視立體圖像的混合性顯示。由于光線每通過一次取向?qū)恿炼葘⒔档?，在視差擋板前置時，利用液晶顯示面板的出光 面取向?qū)?，取消第l相鄰正交取向?qū)樱纬上噜徴蝗∠蝻@示屏，從而保證亮度達到要求； 在視差擋板后置時，利用液晶顯示面板的入光面取向?qū)?，取消?相鄰正交取向?qū)樱纬上?鄰正交取向顯示屏，從而保證亮度達到要求。所述視差擋板前置可廣泛用于LCD液晶顯示器、 PDP等離子顯示器、FED場發(fā)射顯示器、OLED有機電致光顯示器、CRT超薄顯示器及背投影顯 示器等；所述視差擋板后置，只能用于液晶電視與背投電視，但有利于采用增強亮度措施。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6，所述視差擋板薄膜晶體管層的特征是-它由m條通擋控制線Si、 n掃描控制線Ki、 mXn個薄膜晶體管l及mXn個液晶顯示電 極2組成，所述液晶顯示電極由透明導(dǎo)電材料組成，公共電極也由透明導(dǎo)電材料組成，在顯 示電極與公共電極之間施加電場，可以改變兩電極之間的液晶分子扭曲方向，從而控制光線 的通擋，當(dāng)液晶分子的扭曲方向與第2取向?qū)右恢聲r，光線通過，當(dāng)液晶分子的扭曲方向與 第2取向?qū)哟怪睍r，光線被遮擋不通過。這里薄膜晶體管的源極S接公共電極，柵極G與Ki 掃描控制線相連，漏極D與Si通擋控制線相連，Si通擋控制線的信號只有高低電平兩種狀 態(tài)，Ki掃描控制線上的信號也是高低電平兩種狀態(tài)，它依次將每一行的薄膜晶體管打開，Si 為高電平，視差像素擋板打開或關(guān)閉，光線通過或遮擋，Si為低電平，視差像素擋板關(guān)閉或 打開，光線遮擋或通過，實現(xiàn)對像素級的視差像素擋板控制，從而實現(xiàn)平面圖像與多種立體 圖像的混合兼容顯示，本發(fā)明不同于現(xiàn)有技術(shù)之處在于視差像素擋板控制只需針對每一個 像素點，無需針對每一個像素點的紅綠藍子像素，從而實現(xiàn)更為簡單；另外本發(fā)明為消除重 影，視差擋板偏振方向呈周期性正交，從而Si控制信號不同。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1與權(quán)利要求6，所述視差擋板相鄰正交取向消重影實現(xiàn)方法的特征是 在視差擋板前置時，它由像素取向偏振面1、前置視差擋板2及前置取向偏振面3組成；在視差擋板后置時，它由像素取向偏振面l、后置視差擋板2及后置取向偏振面3組成。在 不采用相鄰正交取向時，在每一分時狀態(tài)，像素1在觀看面內(nèi)的位置為I1至I2，像素2在 觀看面內(nèi)的位置為13至14， 二者重疊，存在重影區(qū)，利用雙眼視覺暫留，仍然存在立體與 重影區(qū)相互重疊，導(dǎo)致圖像模糊及立體顯示效果不強。采用相鄰正交取向時，使得相鄰視差 擋板的透光偏振態(tài)相互正交，像素1在觀看面內(nèi)的位置為I11至I21，像素2在觀看面內(nèi)的 位置為I31至I41， 二者重疊可完全消除，從而不存在重影區(qū)；其對應(yīng)的取向?qū)右渤氏噜徴?交取向狀態(tài)；在顯示連視與環(huán)視立體時，呈水平方向相鄰正交取向；在顯示俯仰環(huán)視立體時， 呈水平方向與垂直方向的相鄰正交取向。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1、權(quán)利要求6與權(quán)利要求8,所述3分時視差擋板水平相鄰正交取向 的特征是它由第1相鄰正交取向板1與第2相鄰正交取向板2組成，它主要用于3分時的 連視與環(huán)視立體顯示，每一個取向板由若干個取向片組成，每3個像素對應(yīng)一個取向片，它 只針對像素級，而不針對紅綠藍子像素級，第1相鄰正交取向板1與第2相鄰正交取向板2的對應(yīng)取向片偏振方向相互垂直。在液晶顯示器中視差擋板前置時，第l相鄰正交取向板 由液晶圖像顯示面的出光顯示面取向?qū)犹娲?，它的相鄰取光片偏振方向相互正交；視差擋板后置時，相鄰正交取向板2由液晶圖像顯示面的入光顯示面取向?qū)犹娲?，它的相鄰取光片?振方向相互正交。在2分時時，相鄰正交取向板的每個取向片對應(yīng)兩個像素的寬度；在4分 時時，相鄰正交取向板的每個取向片對應(yīng)4個像素的寬度。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l、權(quán)利要求6與權(quán)利要求8，所述4分時視差擋板水平與垂直相鄰 正交取向的特征是它由第1相鄰正交取向板1與第2相鄰正交取向板2組成，它主要用于 4分時的俯仰環(huán)視立體顯示，同時可兼容2分時的連視立體與環(huán)視立體顯示，每一個取向板 由若干個取向片組成，每2個像素對應(yīng)一個取向片，它只針對像素級，而不針對紅綠藍子像 素級，第1相鄰正交取向板與第2相鄰正交取向?qū)?yīng)取向片偏振方向相互垂直。在液晶顯示 器中視差擋板前置時，第l相鄰正交取向板由液晶圖像顯示面的出光顯示面取向?qū)犹娲南噜徣」馄穹较蛳嗷フ?；視差擋板后置時，第2相鄰正交取向板由液晶圖像顯示面的入光顯示面取向?qū)犹娲?，它的相鄰取光片偏振方向相互正交?br> 全文摘要
一種在平板顯示器及背投影顯示器上基于視差擋板實現(xiàn)連續(xù)立體型、環(huán)視立體型及仰俯環(huán)視立體型的自由立體視頻顯示終端實現(xiàn)方法，它采用虛像成像法、狹縫光柵及狹縫光篩控制法與時分顯示法分別進行平面、連視、環(huán)視及俯仰環(huán)視自由立體顯示，它通過像素級遮擋控制能在同一顯示場景中進行任意兩種或三種或全部混合顯示；它通過增加分時或減少視點數(shù)還能實現(xiàn)連視高清立體與環(huán)視高清立體顯示；它通過相鄰正交取向有效消除所述三種自由立體顯示中存在的重影，通過狹縫光柵與狹縫光篩分段同步消除串?dāng)_。
文檔編號G02B27/22GK101546042SQ20081003091
公開日2009年9月30日 申請日期2008年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月26日
發(fā)明者陳意輝 申請人:陳意輝