專利名稱：帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于自由立體顯示屏子像素排列的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏。
背景技術(shù)：
隨著顯示技術(shù)的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)開發(fā)出了各種各樣無需借助立體眼鏡等輔助工具，而直接裸眼就能觀看立體圖像的自由立體顯示技術(shù)，主要包括柱鏡光柵立體顯示、狹縫光柵立體顯示、全息立體顯示等。在眾多的自由立體顯示技術(shù)中，基于柱鏡光柵的自由立體顯示技術(shù)因立體視覺效果突出，成為當前較為常見的自由立體顯示技術(shù)。光柵式自由立體顯示屏由在2D平面顯示屏上加裝光柵制成，立體光柵一般附在立體圖像或者顯示屏外面，光柵對顯示屏發(fā)出的圖像光線起分光的作用，使對應的光束分別進入人的左眼和右眼，利用人兩眼視差，觀察者可以看到虛幻的立體圖像。柱鏡透鏡光柵利用透鏡對光的折射原理，沒有造成顯示屏的亮度損失。無論有無背景光源，通過柱鏡光柵都可以看到良好的立體效果，在有背景光源的情況下立體效果更加完美。光柵式自由立體顯示屏要得到逼真的立體效果，只有光柵進行分光是不夠的，還要求原始2D圖像來自成像物體的不同視點，一般對于N視點(N > 2)的自由立體顯示屏需要有N個不同視點的圖像，N個視點在水平方向上有視差偏移，對不同視點的2D圖像的像素進行重新排列后在自由立體顯示屏上播放才會產(chǎn)生立體效果。目前現(xiàn)有顯示屏上的子像素排列方式一般為水平方向上RGB循環(huán)排列，垂直方向上為同色成列，水平方向上一組相鄰的RGB構(gòu)成一個像素,且該像素的高度和寬度相等為一個正方形，每個RGB子像素在顯示平面上都是寬高比為1:3的小矩形，如圖1所示。通常，這種子像素的排列方式對N視點的2D圖像像素重新排列后進行立體顯示時，若將光柵垂直安裝，看到的為垂直方向上的單色子像素，無法正確還原立體影像的準確色彩，因此必須將柱鏡光柵上的透鏡條紋傾斜一定角度設(shè)置。傾斜角度的柱鏡光柵加工制作難度高，且嚴重影響立體影像的清晰度，若用于大屏幕顯示立體效果要對柱鏡光柵進行拼接，若每塊柱鏡光柵上的透鏡條紋傾斜角度有誤差則會導致拼接后的整體誤差更大，極大的降低立體播放效果。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏，改變顯示屏上子像素的排列方式，使柱鏡光柵可以垂直放置，提高立體播放效果。所述的帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏，顯示屏上的R、G、B子像素分離設(shè)置，R、G、B子像素的窄邊在顯示屏上水平放置，長邊垂直放置，在顯示屏上水平方向為子像素同色成行，垂直方向為R、G、B子像素循環(huán)排列，垂直方向上的一組R、G、B子像素構(gòu)成一個像素單元，垂直方向每一列為一個視點像素，顯示屏前平行設(shè)置柱鏡光柵，柱鏡光柵上的透鏡條紋垂直設(shè)置，顯示屏播放多視點合成立體圖像。所述的帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏，其特征在于所述顯示屏播放的合成立體圖像所需視點個數(shù)為η, η > 2。所述的帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏，其特征在于所述垂直方向為R、G、B子像素循環(huán)排列，循環(huán)排列方式為RGB、RBG、GRB、GBR、BRG, BGR，垂直方向上按其中的一種排列方式進行循環(huán)。所述的帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏，其特征在于顯示屏水平方向上R、G、B子像素的數(shù)量為η的倍數(shù)，垂直方向上R、G、B子像素的數(shù)量為3的倍數(shù)。所述的帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏，其特征在于R、G、B子像素在顯示屏的水平方向上均勻分布，相鄰子像素的中心距為a，R、G、B子像素在顯示屏的垂直方向上均勻分布，相鄰子像素的中心距為b，b=nXa/3。所述的帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏，其特征在于柱鏡光柵的一個光柵柵距寬度為nXa，覆蓋與視點個數(shù)η數(shù)量相等的子像素。所述的帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏，其特征在于垂直方向上的一組R、G、B子像素構(gòu)成一個像素單元，相鄰像素單元的中心距為3b，3b=3XnXa/3=nXa。所述的帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏，其特征在于顯示屏的水平方向上η
個視點按1、2、3、4......η-1、η的順序排列，以此循環(huán)合成立體圖像；η個視點水平方向?qū)挾?br> 為η X a，與垂直方向一個像素單元長度相同，組成一個正方形；在柱鏡光柵放大作用下，垂直方向的一個像素單元放大成一個正方形的不失真影像像素。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理，將顯示屏上的R、G、B子像素分離設(shè)置，R、G、B子像素的窄邊在顯示屏上水平放置，長邊垂直放置，在顯示屏上水平方向為子像素同色成行，垂直方向為R、G、B子像素排列方式中一種的循環(huán)排列，垂直方向上的一組R、G、B子像素構(gòu)成一個像素單元，垂直方向每一列為一個視點的像素，將柱鏡光柵垂直放置，可以看到視點的所有色彩，通過柱鏡的放大作用，可以將垂直方向的一個像素單元放大成一個正方形的不失真影像像素，從而可以看到不失真的立體效果。左右眼通過一個光柵分別只看到單個視點的影像，通過這兩個視點的影像合成立體圖像，沒有其他視點的影像混合干擾，提高觀看的清晰度。R、G、B子像素的窄邊在顯示屏上水平放置，大大減小了柱鏡光柵的柵距，有效提高立體播放圖像的分辨率。該子像素的排列方式適用于現(xiàn)有的液晶顯示器、等離子顯示器、LED大屏幕顯示屏、OLED顯示屏等顯示屏，使其滿足光柵垂直放置顯示立體的要求。

圖1為現(xiàn)有顯示屏的R、G、B子像素排列結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型R、G、B子像素其中一種排列方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為按圖2的排列方式對8個視點圖像子像素排列示意圖；圖4為柱鏡光柵的自由立體顯示原理圖(圖中I為像素，2為柱鏡光柵，3為觀察者的眼睛)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。[0021]所述的帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏，顯示屏上的R、G、B子像素分離設(shè)置，R、G、B子像素的窄邊在顯示屏上水平放置，長邊垂直放置，在顯示屏上水平方向為子像素同色成行，垂直方向為R、G、B子像素排列方式中的一種循環(huán)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種排列方式進行循環(huán)，圖2所示為按RGB排列進行循環(huán)的方式，其他幾種排列的循環(huán)方式與此相同，垂直方向上的一組R、G、B子像素構(gòu)成一個像素單元，垂直方向每一列為一個視點的像素，顯示屏前平行設(shè)置柱鏡光柵，柱鏡光柵上的透鏡條紋垂直設(shè)置，顯示屏播放多視點合成立體圖像，顯示屏播放的合成立體圖像所需視點個數(shù)為η, η > 2。R、G、B子像素在顯示屏的水平方向上均勻分布，水平方向相鄰子像素的中心距為a。R、G、B子像素在顯示屏的垂直方向上均勻分布，垂直方向相鄰子像素的中心距為b，b=nXa/3。垂直方向上的一組R、G、B子像素構(gòu)成一個像素單元，相鄰像素單元的中心距為3b，3b=3XnXa/3=nXa0顯示屏水平方向上R、G、B子像素的數(shù)量為η的倍數(shù)，垂直方向上R、G、B子像素的數(shù)量為3的倍數(shù)。顯示屏的水平方向上η個視點按1、2、3、4……η_1、η的順序排列，以此循環(huán)從而合成立體圖像；η個視點水平方向?qū)挾葹棣?X a，與垂直方向一個像素單元長度相同，組成一個正方形。設(shè)置在顯示屏前的柱鏡光柵一個光柵柵距寬度為nXa，覆蓋與視點個數(shù)η數(shù)量相等的子像素。在柱鏡 光柵放大作用下，垂直方向的一個像素單元放大成一個正方形的不失
真影像像素。圖3所示為按圖2的排列方式對8個視點圖像子像素進行排列的結(jié)構(gòu)示意圖。第一個視點圖像的第一個R子像素填充到顯示屏的最左上角，向右依次填充第2至第8個視點的R色子像素并循環(huán)，第一個視點圖像的第一個G子像素填充到第一個R子像素下方，向右依次填充第2至第8個視點的G色子像素并循環(huán)，第一個視點圖像的第一個B子像素填充到第一個G子像素下方，向右依次填充第2至第8個視點的B色子像素并循環(huán)，直到填充完成整個立體圖像。垂直方向上的一組R、G、B子像素構(gòu)成一個像素單元，垂直方向每一列為一個視點的像素。光柵柵距占據(jù)8個子像素的寬度，在播放合成后的立體圖像時，觀察者在某一角度看到兩個視點的圖像，這兩個視點的圖像在柱鏡光柵放大作用下，垂直方向的一個像素單元放大成一個正方形的不失真影像像素，左右眼的圖像對最終在大腦的融合下看到立體效果?，F(xiàn)有顯示屏翻轉(zhuǎn)90°后子像素排列雖然在顯示屏上水平方向也為子像素同色成行，垂直方向為R、G、B子像素循環(huán)排列，但翻轉(zhuǎn)后子像素的長邊在顯示屏上水平放置，會增加光柵柵距，極大的降低立體播放的分辨率。同時，現(xiàn)有顯示屏的一個像素單元呈正方形，翻轉(zhuǎn)90°后垂直安裝柱鏡光柵將子像素在水平方向上進行放大，而子像素在垂直方向上仍是原大小，造成像素的嚴重變形，造成立體效果的失真。該子像素的排列方式適用于現(xiàn)有的液晶顯示器、等離子顯示器、LED大屏幕顯示屏、OLED顯示屏等顯示屏，改變其上子像素的排列方式，即可使其滿足光柵垂直放置顯示立體圖像的要求。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1、帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏，其特征在于顯示屏上的R、G、B子像素分離設(shè)置，R、G、B子像素的窄邊在顯示屏上水平放置，長邊垂直放置，在顯示屏上水平方向為子像素同色成行，垂直方向為R、G、B子像素循環(huán)排列，垂直方向上的一組R、G、B子像素構(gòu)成一個像素單元，垂直方向每一列為一個視點像素，顯示屏前平行設(shè)置柱鏡光柵，柱鏡光柵上的透鏡條紋垂直設(shè)置，顯示屏播放多視點合成立體圖像。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏，其特征在于所述顯示屏播放的合成立體圖像所需視點個數(shù)為η，η > 2。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏，其特征在于所述垂直方向為R、G、B子像素循環(huán)排列，循環(huán)排列方式為RGB、RBG、GRB、GBR、BRG, BGR,垂直方向上按其中的一種排列方式進行循環(huán)。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏，其特征在于所述顯示屏水平方向上R、G、B子像素的數(shù)量為η的倍數(shù)，垂直方向上R、G、B子像素的數(shù)量為3的倍數(shù)。
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏，其特征在于所述R、G、B子像素在顯示屏的水平方向上均勻分布，相鄰子像素的中心距為a，R、G、B子像素在顯示屏的垂直方向上均勻分布，相鄰子像素的中心距為b，b=nXa/3。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏，其特征在于所述柱鏡光柵的一個光柵柵距寬度為nXa，覆蓋與視點個數(shù)η數(shù)量相等的子像素。
7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏，其特征在于所述垂直方向上的一組R、G、B子像素構(gòu)成一個像素單元，相鄰像素單元的中心距為3b，3b=3XnXa/3=nXa。
8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏，其特征在于所述顯示屏的水平方向上η個視點按1、2、3、4......η-1、η的順序排列，以此循環(huán)合成立體圖像；η個視點水平方向?qū)挾葹棣?X a，與垂直方向一個像素單元長度相同，組成一個正方形。
專利摘要帶有垂直柱鏡光柵的自由立體顯示屏，它屬于自由立體顯示屏子像素排列的技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型旨在改變顯示屏上子像素的排列方式，使柱鏡光柵可以垂直放置，提高立體播放效果。顯示屏上的R、G、B子像素分離設(shè)置，R、G、B子像素的窄邊在顯示屏上水平放置，長邊垂直放置，在顯示屏上水平方向為子像素同色成行，垂直方向為R、G、B子像素循環(huán)排列,垂直方向上的一組R、G、B子像素構(gòu)成一個像素單元，垂直方向每一列為一個視點像素,顯示屏前平行設(shè)置柱鏡光柵，柱鏡光柵上的透鏡條紋垂直設(shè)置，顯示屏播放多視點合成立體圖像。本實用新型可以看到視點的所有色彩，可以看到不失真的立體效果，提高了清晰度，有效提高立體播放圖像的分辨率。
文檔編號H04N13/00GK203025421SQ20122072683
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者李國炳, 李海波 申請人:黑龍江省四維影像數(shù)碼科技有限公司, 李國炳, 李海波