專利名稱：一種多視角自由立體顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬顯示裝置，具體涉及一種通過平面顯示器來表現(xiàn)立體圖像 的顯示裝置。
背景技術(shù)：
人類之所以能看到立體的世界，是因為兩眼視差的存在，左右眼看到的 同一物體存在差異，存在差異的兩幅圖在大腦中合成一幅立體圖像。根據(jù)這 個原理，人們設(shè)計出多種不同的立體顯示裝置。從傳統(tǒng)的需要佩帶眼鏡或者 頭盔等輔助工具的立體顯示裝置，到現(xiàn)在的無需佩帶任何輔助觀看工具的自 由立體顯示裝置?，F(xiàn)在市場上存在的自由立體顯示設(shè)備大多都是基于兩眼視 差的原理設(shè)計的。在屏幕前方放置一種光線選擇性濾光裝置，屏幕發(fā)出的光 線通過濾光裝置有選擇地進入到左右眼從而形成立體圖像。這種光線過濾裝 置在透過需要的光線的同時會遮蔽其他光線的通過，它的透光率只有八分之 一到九分之一，由此造成顯示裝置的亮度和分辨率較低。
所以，有必要設(shè)計一種立體效果好，亮度和分辨率較高的自由立體顯示 裝置。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠在不影響立體顯示效果的 前提下提高立體顯示的亮度和分辨率的多視角自由立體顯示設(shè)備。
解決上述問題的技術(shù)方案是本實用新型設(shè)有平面矩形顯示設(shè)備(2) 和固定在平面矩形顯示設(shè)備前部的視差膠片裝置(1)，視差膠片裝置中的 視差膠片上設(shè)有由附著在透明膠片上的黑色銀層構(gòu)成的平行的黑色不透明條 紋，黑色不透明條紋與夾在其間的透明條紋周期性排列，其特征在于所述的平行黑色不透明條紋呈傾斜狀，其在垂直方向順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)角度 為
(9 = tan-U 3
所述(9角的誤差范圍為正負0.2X :r/180弧度；
設(shè)一條所述的黑色不透明條紋寬度加一條透明條紋寬度為一個周期寬度 r，每個周期里透明條紋寬度的占空比為五分之一，所述的條紋寬度是指與 條紋方向呈垂直方向的寬度。
所述的周期T根據(jù)不同顯示器的像素點距不同而不同。
本實用新型適用于對5個角度視差圖像的立體顯示，能夠在保證有良好 立體效果的同時，使亮度及分辨率比現(xiàn)有的自由立體顯示器提高60%。


圖l、本實用新型實施例結(jié)構(gòu)示意圖
圖2、圖1的A向視圖
圖3、圖1中B部局部層結(jié)構(gòu)放大示意圖
圖4、圖2所示視差膠片裝置1中的視差膠片結(jié)構(gòu)示意圖
圖5、圖4的C-C向?qū)咏Y(jié)構(gòu)示意圖
圖6、本實用新型實施例立體圖像編碼示意圖
圖7、本實用新型實施例視差膠片工作原理示意圖
圖8、多視角自由立體顯示設(shè)備的視覺范圍示意圖
具體實施方式
參見圖l，本實用新型實施例結(jié)構(gòu)主要包括平面矩陣顯示設(shè)備2 (可以是 液晶，等離子，LED， OLED等各種面板)和外置視差膠片裝置l，視差膠片裝 置1固定于平面矩陣顯示設(shè)備2的前面。這種在平面矩形顯示設(shè)備2上顯示的圖像要求是通過立體攝像技術(shù)或者立體軟件設(shè)計成像技術(shù)獲得多個角度的視 差圖像，立體攝像技術(shù)是通過多鏡頭的照相機或者攝像機同時拍攝到同一物 體的多個角度的圖像，這需要相鄰鏡頭之間的擺放距離恰好等于人類平均瞳 孔間距。也可以通過單鏡頭照相機從不同的角度多次進行拍攝來獲得多幅視 差圖像，此方法僅適用于靜態(tài)物體的拍攝，并且需要專業(yè)的定位軌道輔助拍 攝；立體軟件設(shè)計成像技術(shù)已經(jīng)非常成熟，在軟件里利用虛擬的多個攝像機 從不同的角度得到多個視差圖像。而視差膠片裝置l的作用是對不同視差的 圖像從光學上進行分離。
參見圖3，本例視差膠片裝置l包含有三層結(jié)構(gòu)視差膠片ll通過高透雙
面膠層12貼在玻璃層13上，視差膠片裝置l四周通過雙面膠固定在顯示器屏 幕2的外框上，其中視差膠片ll位于對著顯示器屏幕的最里層，并與顯示器 屏幕外壁面之間保持一定距離d。
視差膠片裝置1的尺寸可比液晶面板的尺寸略大(長寬分別大5-12毫 米)，大出來的部分主要用來封膠用。
由于平面矩陣顯示器的像素周期性排列，子像素(RGB子象素)之間存 在垂直的分界線。當視差膠片的條紋垂直放置的時候，子像素之間的垂直分 界線與視差膠片的周期性條紋會產(chǎn)生摩爾紋((Moir6)，嚴重影響圖像的觀 賞性。通過將視差膠片上的條紋由垂直方向順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)一定的角度 ^ ，可以有效的消除摩爾紋。同時，旋轉(zhuǎn)角"的大小要兼顧圖像編碼的 排列方式。
圖4顯示的是視差膠片的示意圖，其中寬條紋lla代表不透光部分，窄條 紋llb代表透明部分，視差膠片的條紋與垂直方向按順時針方向旋轉(zhuǎn)的夾角 為^，為了能使不同視差圖的信號進入不同的眼睛，視差膠片旋轉(zhuǎn)"角 后恰能夠?qū)⒉煌暡顖D的像素分離開，通過幾何三角關(guān)系，計算出
6^tan-11 3
該值為最佳值，誤差范圍為正負0.2X Jl/180弧度；視差膠片旋轉(zhuǎn)后，周期
<formula>formula see original document page 7</formula>
其中
r為一條黑色不透明條紋的寬度與一條透明條紋的寬度，該寬度是指與條 紋方向呈垂直方向的寬度，即未旋轉(zhuǎn)前的垂直向條紋的水平寬度。
w等于視差圖形的數(shù)量，本例采用w = 5 s為平面顯示器單個子象素的水平寬度
(9為視差膠片條紋與垂直方向的夾角；
由此得出透明條紋的寬度為1/577 。
下面描述本例使用傾斜角度i9的視差膠片的立體圖像的編碼方式。 為了提高產(chǎn)品的分辨率和亮度，同時不影響產(chǎn)品的立體效果，經(jīng)過多次 實際測試后，本例采用5幅視差圖進行立體圖像編碼，平面顯示器的每一個
像素是由3個子象素組成的，分別是R、 G、 B子象素，本例編碼的對象是單個 子象素，參見圖6本例的編碼方式這種編碼方式是從屏幕的左上角的單個 子象素開始編碼。分別從五福視差圖像的左上角開始提取單個子象素，按照 順序放到立體合成圖的對應(yīng)的編號位置，直到完成一幅立體合成圖的編碼。 這種斜向編碼的方式能夠有效地消除摩爾紋，并能夠均衡垂直和水平方向分 辨率的差異。
上述斜向編碼是按順時針旋轉(zhuǎn)角/9條紋設(shè)計的，同一號編碼從右上角向
左下角傾斜，如果條紋按逆時針方向旋轉(zhuǎn)<9，則同一號編碼即應(yīng)從左上角向
右下角傾斜。
制作視差膠片的材料是透光率高于95%的聚對苯甲酸乙二醇酯，將涂有 感光藥膜的聚對苯甲酸乙二醇酯膠片基通過激光照射進行感光氧化，然后通 過顯影定影劑處理后，被激光照射的部分會變?yōu)楹谏y層附著在透明的聚對 苯甲酸乙二醇酯膠片基上，沒有被激光照射的部分則會在定影過程中被沖洗 掉。這樣，在膠片上即可以形成由附著在透明膠片上的直條形黑色銀層lla 構(gòu)成的平行黑色不透明條紋。聚對苯甲酸乙二醇酯膠片具有透光率高、耐熱性能好、高溫情況下不 變形不變色、使用壽命長的優(yōu)點。
參見圖4、圖5，位于黑色不透明條紋之間的未附著黑色銀層的透明膠
片部分形成平行的透明條紋llb，黑色不透明條紋lla與透明條紋周期性排 列，若設(shè)一個黑色條紋寬度加一個透明條紋的寬度為一個周期T，則每個周 期里透明條紋的占空比為1/5 ，所述的條紋寬度是指與條紋方向呈垂直方 向的寬度，即未旋轉(zhuǎn)前的垂直向條紋的水平寬度。
周期T根據(jù)不同顯示器的像素點距不同而不同，具體如前面公式所示
7二 6 "J
圖7是本例視差膠片的工作原理示意圖圖7上方1、 2、 3、 4、 5各數(shù)字 分別代表此子象素位置播放的是來自視差圖像l、 2、 3、 4、 5的信息，通過 視差膠片黑色條紋lla的遮擋，不同視差圖像的信息分別通過透明條紋llb進 入到左右眼左眼看到的是來自視差圖像5的信息，而右眼看到的是來自視 差圖像4的信息。這種視差對經(jīng)過大腦的合成即會產(chǎn)生立體效果。
將視差膠片裝置l固定在平面矩陣顯示設(shè)備上視差膠片裝置中的視差 膠片是用超透雙面膠固定在超透玻璃或超透有機玻璃上，粘有視差膠片的一 面朝向平面顯示器。
超透玻璃或者超透有機玻璃厚度一般要求為2 3mm;透光率92%以 上。本例采用的玻璃厚度為2mm。
超透雙面膠厚度一般要求為0.04 0.06mm，透光率90%以上；本例雙 面膠厚度為0.05mm，透光率超過95%。
為了產(chǎn)生多個視差觀測區(qū)，視差膠片裝置與平面顯示器之間要保持一定 的距離d，根據(jù)顯示器尺寸的不同，d的大小也會不同。
丄—2即j :
其中/7^示人眼平均瞳孔間距，本例設(shè)為65mm;
"表示觀察者距離屏幕的最佳觀測距離，顯示器的尺寸不同，最佳觀 測距離也會不同，通?？梢愿鶕?jù)不同尺寸顯示器的用途以及觀察者的觀看習 慣得到一個觀測距離的平均值。
s表示屏幕上像素之間的水平寬度；
以分辨率為1280xl024的19英寸顯示器為例，平均觀測距離D取1.2米，S =0.098咖，通過上式得出d二1.8mm，即視差膠片距離屏幕的距離d為1. 8腿 左右。
上述4t的誤差范圍應(yīng)為正負0.5mm;
如圖8所示，本例多視角自由立體顯示設(shè)備的視覺范圍為1 2 0°。
經(jīng)過多次試驗證明本例采用5個視角的自由立體顯示裝置，可以在保 證良好立體效果的同時，比現(xiàn)在市場上的自由立體顯示器提高60%的亮度及 分辨率。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何形 式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單 修改、等同變化與修飾，均仍屬本實用新型技術(shù)方案的保護范圍。
權(quán)利要求1、一種多視角自由立體顯示設(shè)備，設(shè)有平面矩形顯示設(shè)備(2)和固定在平面矩形顯示設(shè)備前部的視差膠片裝置(1)，視差膠片裝置中的視差膠片上設(shè)有由附著在透明膠片上的黑色銀層構(gòu)成的平行的黑色不透明條紋，黑色不透明條紋與夾在其間的透明條紋周期性排列，其特征在于所述的平行黑色不透明條紋呈傾斜狀，其在垂直方向順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)角度為所述θ角的誤差范圍為正負0.2×π/180弧度；設(shè)一條所述的黑色不透明條紋寬度加一條透明條紋寬度為一個周期寬度T，每個周期里透明條紋寬度的占空比為五分之一，所述的條紋寬度是指與條紋方向呈垂直方向的寬度。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多視角自由立體顯示設(shè)備，其特征在于所 述的視差膠片裝置(1)包含有三層結(jié)構(gòu)視差膠片(11)通過高透雙面膠 層(12)貼在玻璃層(13)上，視差膠片裝置(1)四周通過雙面膠固定在 顯示器屏幕(2)的前外框上，其中視差膠片(11)位于對著顯示器屏幕的 最里層，并與顯示器屏幕外壁面之間保持一定距離"。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多視角自由立體顯示設(shè)備，其特征在于所 述視差膠片(11)與顯示屏幕之間的距離為"^sX/ /b，其中P表示人眼平均瞳孔間距； "表示觀察者距離屏幕的最佳觀測距離； 5"表示屏幕上單個子像素之間的水平寬度； rf值的誤差范圍應(yīng)為正負0.5mm。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多視角自由立體顯示設(shè)備，其特征在于所述 一條黑色不透明條紋寬度加一條透明條紋寬度的周期寬度T為<formula>formula see original document page 3</formula>其中W = 5S為平面顯示器單個子象素的水平寬度 (9為視差膠片條紋與垂直方向的夾角
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多視角自由立體顯示設(shè)備，其特征在于所述視差膠片(11)是透光率高于95%的聚對苯甲酸乙二醇酯材料。
專利摘要一種多視角自由立體顯示設(shè)備，設(shè)有平面矩形顯示設(shè)備(2)和固定在平面矩形顯示設(shè)備前部的視差膠片裝置(1)，視差膠片裝置中的視差膠片上設(shè)有由附著在透明膠片上的黑色銀層構(gòu)成的平行的黑色不透明條紋，黑色不透明條紋與夾在其間的透明條紋周期性排列，其特征在于所述的平行黑色不透明條紋呈傾斜狀，其在垂直方向順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)一角度θ，設(shè)一條所述的黑色不透明條紋加一條透明條紋的寬度為一個周期寬度T，每個周期里透明條紋的占空比為五分之一。本實用新型適用于對5個角度視差圖像的立體顯示，能夠在保證有良好立體效果的同時，使亮度及分辨率比現(xiàn)有的自由立體顯示器提高60％。
文檔編號G03B35/08GK201233473SQ200820128148
公開日2009年5月6日 申請日期2008年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月8日
發(fā)明者李宣鵬 申請人:李宣鵬