專(zhuān)利名稱(chēng)：采用濾色片減小柱面光柵立體顯示器圖像串?dāng)_的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及立體顯示技術(shù)領(lǐng)域，更確切的說(shuō)涉及到柱面光柵立體顯示技術(shù)。
背景技術(shù)：
柱面光柵立體顯示器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且不需要觀看者佩戴立體眼鏡。在圖像顯示屏前 面加裝一定參數(shù)的柱面光柵，就構(gòu)成柱面光柵立體顯示器。視點(diǎn)是柱面光柵立體顯示器前 方的一個(gè)位置點(diǎn)，眼睛在該點(diǎn)上能看到一幅完整視差圖像。柱面光柵立體顯示器中一個(gè)視 點(diǎn)對(duì)應(yīng)顯示一幅獨(dú)立的視差圖像，視點(diǎn)個(gè)數(shù)是柱面光柵立體顯示器能夠顯示不同視差圖像 的數(shù)量。利用柱面透鏡光柵對(duì)光線的折射作用，并將圖像顯示屏上的各個(gè)子像素交錯(cuò)顯示 不同的視差圖像，就可以在不同位置的視點(diǎn)上觀看到不同的視差圖像。相鄰視點(diǎn)的間距正 好等于普通人雙眼間距，當(dāng)觀看者的雙眼分別看不同的視差圖像的時(shí)候，就能產(chǎn)生立體的 感覺(jué)。柱面光柵由多個(gè)柱面透鏡組成，柱面透鏡結(jié)構(gòu)及工作原理如附

圖1所示，觀看者 眼睛在不同方向觀看時(shí)，眼睛所接受到的光線來(lái)源于柱面透鏡焦平面上的一條細(xì)線，叫聚 焦線。不同的觀看方向?qū)?yīng)不同的聚焦線。當(dāng)圖像點(diǎn)正好位于眼睛位置對(duì)應(yīng)的聚焦線上時(shí)， 該圖像點(diǎn)就能夠被看到，反之就不能被看到。利用該原理就可以將觀看者雙眼看到的圖像 分開(kāi)?，F(xiàn)有的柱面光柵立體顯示器，觀看者僅僅在有限的幾個(gè)視點(diǎn)上可以看到無(wú)串?dāng)_的 立體圖像。因?yàn)橛^看者通過(guò)柱面光柵看圖像顯示屏的時(shí)候，其實(shí)是看到每個(gè)柱面透鏡對(duì)應(yīng) 的一條聚焦線在圖像顯示屏所經(jīng)過(guò)的發(fā)光區(qū)域。當(dāng)觀看者眼睛所在位置不是恰好位于一個(gè) 視點(diǎn)上的時(shí)候，該位置對(duì)應(yīng)的聚焦線必定經(jīng)過(guò)顯示不同視點(diǎn)視差圖像的子像素。也就是說(shuō)， 當(dāng)觀看者眼睛所在位置不是恰好在視點(diǎn)上的時(shí)候，看到的圖像必定是有串?dāng)_的。通常改變 圖像顯示屏子像素的排列方式或者改變子像素的形狀等來(lái)消除串?dāng)_。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種采用濾色片減小柱面光柵立體顯示器圖像串?dāng)_的方法，柱面光 柵、濾色片以及圖像顯示屏依次放置，其中，在柱面光柵的焦平面上放置濾色片對(duì)引起視點(diǎn) 間串?dāng)_的光線進(jìn)行過(guò)濾，從而降低視點(diǎn)間圖像串?dāng)_。優(yōu)選地，所述柱面光柵周期為D，其以arctand/3)的角度與具有豎直彩條子像素 結(jié)構(gòu)的所述圖像顯示屏組成具有η個(gè)視點(diǎn)的柱面光柵立體顯示器，其中η為大于等于2的 自然數(shù)；所述濾色片由濾色單元陣列組成，濾色單元陣列的列方向和柱面光柵方向一致， 每個(gè)濾色單元寬度為D/n，高度為￡)><V^/| xcoS[arctan(l/3)]丨，在沿著濾色單元陣列行
方向上濾色單元依次下降D X cos [arctan (1/3) ] /n,各個(gè)濾色單元在濾色單元陣列的行方 向和列方向上依次按照紅色、綠色和藍(lán)色的順序循環(huán)排列，濾色單元陣列的濾色單元按濾 色片顏色呈周期性分布，相鄰行的濾色單元正好錯(cuò)開(kāi)一個(gè)顏色。
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優(yōu)選地，在濾色單元邊緣添加不透光的部分進(jìn)一步減小柱面光柵立體顯示器視點(diǎn) 間圖像的串?dāng)_。本發(fā)明還提出了一種柱面光柵立體顯示裝置，該裝置包括柱面光柵、濾色片以及 圖像顯示屏，所述柱面光柵、所述濾色片以及所述圖像顯示屏依次放置，其中，所述濾色片 放置在柱面光柵的焦平面上，對(duì)引起視點(diǎn)間串?dāng)_的光線進(jìn)行過(guò)濾，從而降低視點(diǎn)間圖像串 擾。優(yōu)選地，所述柱面光柵的周期為D，其以arCtan(l/3)的角度與具有豎直彩條子像 素結(jié)構(gòu)的所述圖像顯示屏組成具有η個(gè)視點(diǎn)的柱面光柵立體顯示器；所述濾色片由濾色單元陣列組成，濾色單元陣列的列方向和所述柱面光柵方向一
致，每個(gè)濾色單元寬度為D/n，高度為Dx>^/f xcos[arCtan(l/3)]l，在沿著濾色單元陣列
行方向上濾色單元依次下降D X cos [arctan (1/3) ] /n,各個(gè)濾色單元在濾色單元陣列的行 方向和列方向上依次按照紅色、綠色和藍(lán)色的順序循環(huán)排列，濾色單元陣列的濾色單元按 濾色片顏色呈周期性分布，相鄰行的濾色單元正好錯(cuò)開(kāi)一個(gè)顏色。優(yōu)選地，濾色單元的邊緣存在不透光的部分以進(jìn)一步減小柱面光柵立體顯示器視 點(diǎn)間圖像的串?dāng)_。四、附圖的說(shuō)明附圖1為柱面透鏡結(jié)構(gòu)和工作原理附圖2為用圖像顯示屏和柱面光柵構(gòu)成柱面光柵立體顯示器示意圖附圖3為當(dāng)觀看者眼睛不在視點(diǎn)上時(shí)對(duì)應(yīng)聚焦線引起串?dāng)_的示意圖附圖4為濾色片的結(jié)構(gòu)示意圖附圖5為濾色單元對(duì)子像素光線進(jìn)行過(guò)濾示意圖附圖6表示聚焦線上的光線全來(lái)自于顯示同一幅視差圖像的子像素附圖7是一種采用濾色片減小柱面光柵立體顯示器圖像串?dāng)_的方法的一個(gè)具體 實(shí)施例上述附圖中的圖示標(biāo)號(hào)為1柱面光柵，2柱面透鏡，3柱面透鏡的焦平面，4當(dāng)前觀看方向?qū)?yīng)的聚焦線，5圖 像顯示屏中的一個(gè)子像素，6濾色片，7濾色單元過(guò)濾掉部分光線的一個(gè)子像素，8眼睛，9 一 臺(tái)42寸液晶顯示器，10聚焦線上的圖像點(diǎn)，11不在聚焦線上的圖像點(diǎn)。
五具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)說(shuō)明利用本發(fā)明一種采用濾色片減小柱面光柵立體顯示器圖像串?dāng)_的 方法的一個(gè)典型實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的描述。有必要在此指出的是，以下實(shí)施例只 用于本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域技術(shù)熟練人員 根據(jù)上述發(fā)明內(nèi)容對(duì)本發(fā)明做出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。圖像顯示屏采用豎直彩條結(jié)構(gòu)的子像素排列方式，每個(gè)子像素是1 3的矩形， 在和柱面光柵一起實(shí)現(xiàn)立體顯示的過(guò)程中，為了避免彩色摩爾條紋的出現(xiàn)，柱面光柵將以 arctan(1/3)的角度和顯示器結(jié)合，同時(shí)各個(gè)子像素被用于顯示不同的視差圖像，同一個(gè)視 差圖像對(duì)應(yīng)的子像素排列方向也和柱面光柵方向一致。如附圖2所示，圖中的字母R、G和 B表示圖像顯示屏子像素的顏色分別為紅色、綠色和藍(lán)色，標(biāo)號(hào)表示該子像素被用于顯示第幾幅視差圖像。對(duì)于這種柱面光柵立體顯示器，觀看者僅僅在有限的幾個(gè)視點(diǎn)上可以看到 無(wú)串?dāng)_的立體圖像。因?yàn)橛^看者通過(guò)柱面光柵看圖像顯示屏的時(shí)候，其實(shí)是看到每個(gè)柱面 透鏡對(duì)應(yīng)的一條聚焦線在圖像顯示屏所經(jīng)過(guò)的發(fā)光區(qū)域。當(dāng)觀看者眼睛所在位置不是恰好 位于一個(gè)視點(diǎn)上的時(shí)候，該位置對(duì)應(yīng)的聚焦線必定經(jīng)過(guò)顯示不同視點(diǎn)視差圖像的子像素， 如附圖3所示。也就是說(shuō)，當(dāng)觀看者眼睛所在位置不是恰好在視點(diǎn)上的時(shí)候，看到的圖像存 在串?dāng)_。濾色片的具體結(jié)構(gòu)取決于光柵的傾斜角度、光柵周期和立體顯示的視點(diǎn)數(shù)目。當(dāng) 進(jìn)行具有η個(gè)視點(diǎn)的立體顯示，并且光柵與圖像顯示屏以arctan (1/3)角度安裝時(shí)，光柵 周期等于D，濾色片結(jié)構(gòu)如附圖4所示。該濾色片位于柱面光柵的焦平面上，由濾色單元 組成的陣列構(gòu)成，濾色單元陣列的列方向和柱面光柵方向一致，圖中的字母R、G和B表示 濾色單元允許透過(guò)光線的顏色分別為紅色、綠色和藍(lán)色。濾色單元的寬度為D/n，高度為
Z)x>/I^/bxcOS[arctan(l/3);|l，并且在沿著濾色單元陣列的行方向上各個(gè)單元逐次下降
DXcos[arctan(l/3)]/n的高度。濾色單元陣列行方向上的各個(gè)濾色單元允許透過(guò)的光線 顏色依次為紅色、綠色和藍(lán)色，周而復(fù)始；垂直方向上，允許透過(guò)不同顏色光線的濾色單元 相互錯(cuò)開(kāi)，并呈周期性重復(fù)排列。在濾色片的作用下，圖像顯示屏不同顏色的子像素將分別 被擋掉一部分光線，這樣在柱面光柵的焦平面處，透光部分就變成如附圖5所示的樣式。這樣，任意一條聚焦線上都只剩下顯示一個(gè)視差圖像的子像素發(fā)出的光線，如附 圖6所示。當(dāng)觀看者眼睛不是正好處在視點(diǎn)上時(shí)，進(jìn)入眼睛的光線仍然是全部來(lái)自于某一 幅視差圖像，因?yàn)閷?duì)應(yīng)聚焦線上的光線全來(lái)自于顯示同一幅視差圖像的子像素，這樣看到 的圖像自然沒(méi)有任何串?dāng)_。濾色片的各個(gè)濾色單元的邊緣最好存在少量不透光的部分，以便將各個(gè)單元區(qū)分 開(kāi)，并進(jìn)一步減小視點(diǎn)間圖像串?dāng)_。柱面光柵逆時(shí)針傾斜arctanl/3角度安裝在液晶顯示器上構(gòu)成一臺(tái)42寸的柱 面光柵立體顯示器，液晶顯示器示分辨率為1920X1080，子像素為0. 1614mmX0. 4843mm, 相同顏色的子像素豎直排列成一條直線，柱面光柵周期為1.3783mm。在柱面光柵的焦平 面上安置濾色片，濾色片的濾色單元為0. 1531mmX0. 5105mm，濾色單元陣列沿行方向下降 0. 0538mm，濾色單元陣列的每一行均勻交替出現(xiàn)紅色、綠色和藍(lán)色濾色單元，下一行與上一 行之間濾色單元顏色錯(cuò)開(kāi)一位，如附圖7所示。這臺(tái)柱面光柵立體顯示器視點(diǎn)間圖像串?dāng)_ 就消除了。
權(quán)利要求
一種采用濾色片減小柱面光柵立體顯示器圖像串?dāng)_的方法，柱面光柵、濾色片以及圖像顯示屏依次放置，其特征在于，在柱面光柵的焦平面上放置濾色片對(duì)引起視點(diǎn)間串?dāng)_的光線進(jìn)行過(guò)濾，從而降低視點(diǎn)間圖像串?dāng)_。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用濾色片減小柱面光柵立體顯示器圖像串?dāng)_的方法， 其特征在于，所述柱面光柵周期為D，其以arctand/3)的角度與具有豎直彩條子像素結(jié)構(gòu) 的所述圖像顯示屏組成具有η個(gè)視點(diǎn)的柱面光柵立體顯示器，其中η為大于等于2的自然 數(shù)；所述濾色片由濾色單元陣列組成，所述濾色單元陣列的列方向和所述柱面光柵方向一 致，每個(gè)濾色單元寬度為D/n，高度為Dx>^/p><cos[arctan(l/3)]j，在沿著濾色單元陣列行方向上濾色單元依次下降D X cos [arctan (1/3) ] /n,各個(gè)濾色單元在濾色單元陣列的行 方向和列方向上依次按照紅色、綠色和藍(lán)色的順序循環(huán)排列，所述濾色單元陣列的濾色單 元按濾色片顏色呈周期性分布，相鄰行的濾色單元正好錯(cuò)開(kāi)一個(gè)顏色。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用濾色片減小柱面光柵立體顯示器圖像串?dāng)_的方法， 其特征在于，在濾色單元邊緣可以添加不透光的部分進(jìn)一步減小柱面光柵立體顯示器視點(diǎn) 間圖像的串?dāng)_。
4.一種柱面光柵立體顯示裝置，該裝置包括柱面光柵、濾色片以及圖像顯示屏，所述柱 面光柵、所述濾色片以及所述圖像顯示屏依次放置，其特征在于，所述濾色片放置在所述柱 面光柵的焦平面上，對(duì)引起視點(diǎn)間串?dāng)_的光線進(jìn)行過(guò)濾，從而降低視點(diǎn)間圖像串?dāng)_。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種柱面光柵立體顯示裝置，其特征在于，所述柱面光柵的 周期為D，其以arctand/3)的角度與具有豎直彩條子像素結(jié)構(gòu)的所述圖像顯示屏組成具 有η個(gè)視點(diǎn)的柱面光柵立體顯示器，其中η為大于等于2的自然數(shù)；所述濾色片由濾色單元 陣列組成，所述濾色單元陣列的列方向和所述柱面光柵方向一致，每個(gè)濾色單元寬度為D/η，高度為，在沿著濾色單元陣列行方向上濾色單元依次下降DXC0S[arctan(l/3)]/n，各個(gè)濾色單元在濾色單元陣列的行方向和列方向上依次按照 紅色、綠色和藍(lán)色的順序循環(huán)排列，所述濾色單元陣列的濾色單元按濾色片顏色呈周期性 分布，相鄰行的濾色單元正好錯(cuò)開(kāi)一個(gè)顏色。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種柱面光柵立體顯示裝置，其特征在于，濾色單元的邊緣 可以存在不透光的部分以進(jìn)一步減小柱面光柵立體顯示器視點(diǎn)間圖像的串?dāng)_。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種采用濾色片減小柱面光柵立體顯示器圖像串?dāng)_的方法，柱面光柵、濾色片以及圖像顯示屏依次放置，其中，在柱面光柵的焦平面上放置濾色片對(duì)引起視點(diǎn)間串?dāng)_的光線進(jìn)行過(guò)濾，從而降低視點(diǎn)間圖像串?dāng)_。本發(fā)明還提出了一種柱面光柵立體顯示裝置，該裝置包括柱面光柵、濾色片以及圖像顯示屏，所述柱面光柵、所述濾色片以及所述圖像顯示屏依次放置，其中，所述濾色片放置在柱面光柵的焦平面上，對(duì)引起視點(diǎn)間串?dāng)_的光線進(jìn)行過(guò)濾，從而降低視點(diǎn)間圖像串?dāng)_。
文檔編號(hào)H04N13/00GK101951528SQ201010252720
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
發(fā)明者劉軍, 徐小清, 王瓊?cè)A, 谷俊, 陶宇虹 申請(qǐng)人:四川大學(xué)