三維電視顯示器的制造方法
【專利摘要】一種三維電視顯示器，包括具有光源陣列的LED屏幕，其通過多個(gè)LED陣列視差的使用、LED陣列在多個(gè)LED陣列視差的布置的選擇、對(duì)角線的視差屏障及雙凸透鏡，該無玻璃的三維電視顯示器的分辨率可以提高。
【專利說明】三維電視顯示器
[0001]交叉參考的相關(guān)專利申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)要求享有美國專利系列號(hào)US13/964，930的優(yōu)先權(quán)，提交日為2013年8月12日，其在此引入作為參考。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及三維IXD顯示器的改進(jìn)。更進(jìn)一步地，無玻璃的三維電視顯示器的分辨率可以通過多個(gè)LED陣列視差的使用、LED陣列在多個(gè)LED陣列視差的布置的選擇、對(duì)角線的視差屏障及雙凸透鏡而得到提高。

【背景技術(shù)】
[0004]三維(“3D”)電視對(duì)于消費(fèi)者顯示器市場(chǎng)而言是發(fā)展中的技術(shù)。一般而言，3D電視通過采用各種顯示技術(shù)，如立體顯示、多視圖顯示、2D加深度、或任何其它形式的3D顯示向觀眾傳達(dá)深度感覺。實(shí)現(xiàn)3D顯示的基本技術(shù)要求是顯示濾波分離的偏移圖像到左眼和右眼。
[0005]通常地，對(duì)觀眾實(shí)現(xiàn)3D顯示的主要技術(shù)是要求觀眾佩戴眼鏡用來過濾單獨(dú)偏移圖像到每只眼睛。涉及眼鏡過濾器或透鏡的常用的3D顯示技術(shù)包括:(I)立體3D—帶有被動(dòng)濾色器；(2)偏振的3D系統(tǒng)一帶有被動(dòng)偏振濾光片；(3)主動(dòng)快門3D系統(tǒng)一帶有主動(dòng)快門；和(4)頭戴式顯示器一帶有位于每只眼睛的前面的和主要用于放松眼睛對(duì)焦的透鏡的單獨(dú)的顯示器。
[0006]從消費(fèi)者的觀點(diǎn)來看，對(duì)于3D顯示技術(shù)，盡管3D眼鏡硬件已經(jīng)顯著地發(fā)展并且還使得3D圖像能夠被多個(gè)觀眾同時(shí)觀看，該技術(shù)仍然會(huì)遭遇這樣的問題，即觀眾必須佩戴特殊眼鏡來觀3D圖像。結(jié)果，多個(gè)制造商致力于不需要觀眾佩戴特殊的鏡片的3D顯示技術(shù)的發(fā)展。事實(shí)上，該3D顯示技術(shù)目前發(fā)展到多視點(diǎn)顯示技術(shù)，其使多個(gè)觀眾能夠同時(shí)觀看3D圖像。然而，即使這種技術(shù)取得進(jìn)步，該技術(shù)當(dāng)前狀態(tài)仍然存在許多缺點(diǎn)。例如，當(dāng)通常的3D液晶電視機(jī)具有良好的分辨率(例如，0.5毫米點(diǎn)間距)且通過利用例如多個(gè)視差屏障來提供較好的3D視圖，這樣的設(shè)計(jì)局限于少量的觀眾。此外，通常的3D設(shè)計(jì)保持當(dāng)前圖像，觀眾在不同的觀看距離觀察到圖像中有明顯Moir6圖案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]考慮到上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，這里公開了一種三維電視顯示，包括具有發(fā)光的光源陣列的LED屏幕、雙凸透鏡，其位于鄰近于LED屏幕且設(shè)計(jì)成對(duì)角分布陣列中的每個(gè)光源發(fā)出的光，和鄰近于雙凸透鏡的視差屏障，其包含多個(gè)狹縫，這些狹縫將分布的光傳送給三維顯示設(shè)備的觀眾。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，顯示設(shè)備還包括位于LED屏幕和雙凸透鏡之間的聚碳酸酷基板。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，顯示設(shè)備的視差屏障位于距雙凸透鏡的距離A處，距離A大體上等于觀眾的觀看距離除以15。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述雙凸透鏡包括多個(gè)微透鏡，該多個(gè)微透鏡的每一個(gè)都具有中心軸線，該中心軸線從顯示屏幕的水平面偏移0°至90°。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述雙凸透鏡的多個(gè)對(duì)角延伸的微透鏡的每一個(gè)光學(xué)圓柱會(huì)聚。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，顯示設(shè)備的雙凸透鏡具有一個(gè)厚度，所述厚度取決于光源的像素間距。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述雙凸透鏡放置于距離顯示屏幕約6.0毫米處。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述雙凸透鏡具有厚度為0.26毫米。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述光源是發(fā)光二極管。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，三維電視顯示器還包括具有水平寬度的發(fā)光元件的視差陣列，所述發(fā)光元件布置成兩個(gè)水平和兩個(gè)垂直成組排列；和屏障的狹縫，其水平寬度大約等于發(fā)光元件的水平寬度的一半。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，具有水平寬度的發(fā)光元件的視差陣列，所述發(fā)光元件布置成兩個(gè)水平和兩個(gè)垂直成組排列；其中屏障的狹縫，其水平寬度大約等于發(fā)光元件的水平寬度的一半。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述視差屏障的多個(gè)狹縫在對(duì)角線方向延伸。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種從觀眾的視野產(chǎn)生三維圖像的方法，包括從具有平板光源陣列的顯示屏幕發(fā)出光；通過多個(gè)長(zhǎng)橢圓形圖案的雙凸透鏡分布光，所述雙凸透鏡布置在鄰近顯示屏幕處，且具有一中心軸線，該中心軸線從顯示屏幕的水平面偏移0°至90° ;和通過視差屏障的多個(gè)狹縫將分布光的所選部分傳送給三維顯示設(shè)備的觀眾。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，視差屏障位于一距雙凸透鏡的距離A處，距離A大體上等于觀眾的觀看距離除以15。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述視差屏障的多個(gè)狹縫在對(duì)角線方向延伸。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，其中所述多個(gè)狹縫的尺寸大約等于(L1*P)/L2，其中LI是從觀眾到視差屏障的距離，P是所述光源的間距，L2是從觀眾到顯示屏幕的距離。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種顯示屏幕，具有發(fā)光二極管陣列，其配置為4個(gè)視差陣列，發(fā)光元件兩個(gè)水平和兩個(gè)垂直地成組排列；從顯示屏幕偏移的視差屏障，偏移的距離通過縮小率決定，并且該視差屏障具有多個(gè)狹縫以將分布的光傳送到三維顯示設(shè)備的觀眾。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述兩個(gè)水平和兩個(gè)垂直的發(fā)光元件以Z字形排列偏移，并且多個(gè)狹縫相對(duì)于水平和垂直的發(fā)光元件成對(duì)角線。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述三維顯示設(shè)備還包括雙凸透鏡，其相鄰于顯示屏幕，用于分布每個(gè)長(zhǎng)橢圓形圖案的發(fā)光二極管發(fā)出的光，該發(fā)光二極管的每一個(gè)各自具有一中心軸線，該中心軸線從顯示屏幕的水平面偏移0°至90°。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]附圖僅是為了說明的目的，不一定是按比例繪制。但通過參考下面的詳細(xì)描述并結(jié)合所附的附圖，本發(fā)明本身可以最好地理解，其中:
[0027]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的3D顯示設(shè)備的側(cè)視圖；
[0028]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的光分布方案；
[0029]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的光分布的示例性圖像；
[0030]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的3D顯示設(shè)備的視差屏障的特寫視圖；
[0031]圖5A-C示出了通常的4個(gè)視差陣列和每塊使用4個(gè)水平LED陣列的屏障；
[0032]圖6A-C顯示了 4個(gè)視差陣列和本發(fā)明中每塊使用水平和垂直LED陣列的屏障；
[0033]圖7示出了本發(fā)明的用于4個(gè)視差陣列的視差分布；
[0034]圖8A-C顯示了 4個(gè)視差陣列和本發(fā)明中使用對(duì)角屏障的屏障；
[0035]圖9A-C顯示了 4個(gè)視差陣列和本發(fā)明中每塊使用移位的水平和垂直LED陣列的屏障；和
[0036]圖10顯示了本發(fā)明中4個(gè)視差陣列的視差分布。

【具體實(shí)施方式】
[0037]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的3D顯示設(shè)備100的側(cè)視圖。從圖1可以看出，3D顯示設(shè)備100包括LED顯示器110、雙凸透鏡片120、聚碳酸酯面板130和視差屏障140。在此示例性實(shí)施例中，LED顯示器110本身是一種常用的LED屏幕，該屏幕具有多個(gè)LED陣列，其中LED芯片在電視屏幕后方。在一個(gè)實(shí)施例中，LED芯片表面安裝RGB發(fā)光二極管。LED陣列的一個(gè)或多個(gè)LED被驅(qū)動(dòng)到一起以形成像素(例如，一組紅色、綠色、和藍(lán)色二極管被驅(qū)動(dòng)到一起以形成一個(gè)全色像素)。如將在下面更詳細(xì)地討論的那樣，雙凸透鏡片120和視差屏障140提供給濾波器和分離每個(gè)像素從而為觀眾產(chǎn)生3D圖像的效果。
[0038]如進(jìn)一步示出的那樣，該3D顯示設(shè)備100還包括雙凸透鏡片120，鄰近于LED顯示器110。在此示例性實(shí)施例中，所述的雙凸透鏡片120優(yōu)選為0.26毫米厚度且具有放大透鏡陣列來過濾從LED顯示器110的像素發(fā)出的圖像。雙凸透鏡片120的放大透鏡是多個(gè)對(duì)角延伸的微透鏡，優(yōu)選地，每一個(gè)微透鏡是光學(xué)圓柱地會(huì)聚的。在此示例性實(shí)施例中，該微透鏡相對(duì)于LED顯示器110的X和Y軸對(duì)角延伸，并且可以，例如，形成為平凸圓柱透鏡，如漸變折射率(GRIN)圓柱透鏡或類似。每英寸有較大的行數(shù)，用于所述微透鏡產(chǎn)生更好的效果。在一個(gè)實(shí)施例中，所述雙凸透鏡片中的微透鏡具有150行數(shù)/英寸或17毫米的間距。放大透鏡可以是其它類型的廣角透鏡，這些透鏡與所述微透鏡產(chǎn)生類似的效果。下面將參照附圖2來詳細(xì)描述，每個(gè)微透鏡定位于接近一個(gè)或多個(gè)像素來分布從LED顯示器110的發(fā)光兀件(即LED)發(fā)出的光。
[0039]此外，如圖1所示，雙凸透鏡片120被設(shè)置成與LED顯示器110稍微相隔以產(chǎn)生理想的光分布效果。優(yōu)選地，該距離是通過聚碳酸酯面板130定位在LED顯示器110和雙凸透鏡片120之間產(chǎn)生的。聚碳酸酯面板130可以使用任何適當(dāng)?shù)牟牧现圃?，該材料透明、耐熱、和?yōu)選地為重量輕。聚碳酸酯是優(yōu)選的，因?yàn)橄鄬?duì)于來自LED的熱，其具有低的膨脹系數(shù)并且具有高的光傳導(dǎo)性。但是可以使用其它合適的材料。通過在LED顯示器110和雙凸透鏡片120之間使用聚碳酸酯面板130，可以保證所述LED顯示器110和雙凸透鏡片120之間的距離基本上是平坦的和均勻的。優(yōu)選地，聚碳酸酯面板130通過合適的粘合劑或類似物固定到LED顯示器110和雙凸透鏡片120之間。然而可以預(yù)想的是，所述聚碳酸酯面板130可以設(shè)置于距LED顯示器110 —定距離處。在示例性實(shí)施例中，LED顯示器110和雙凸透鏡片120之間的距離為大致等于所述聚碳酸酯面板130的厚度，圖1稱為B。在一個(gè)實(shí)施例中，該聚碳酸酯面板的厚度B是大約6_。然而，通過雙凸透鏡片120擴(kuò)散的量取決于多個(gè)因素，例如尺寸、形狀和LED的強(qiáng)度、聚碳酸酯的類型和其它要求。因此，該厚度B可以隨著應(yīng)用的不同而不同。
[0040]另外，視差屏障140設(shè)在距雙凸透鏡片120的分離距離為A的像素屏障處。視差屏障140被配置成分離像素產(chǎn)生的左眼圖像和右眼圖像以產(chǎn)生3D效果給觀眾。更具體地，視差屏障包括連串的精密狹縫以允許觀眾從他們的左眼的位置僅能看到左圖圖像和從他們的右眼的位置僅能看到右圖圖像。雖然圖1中未示出，但是應(yīng)當(dāng)理解，該LED顯示器110中，雙凸透鏡片120、聚碳酸酯面板130和視差屏障140都集中安裝在電視框架或類似物上，以形成3D顯示設(shè)備100。此外，3D電視功能所需的剩余部件是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的在此就不再贅述，以免不必要地模糊了本發(fā)明的各方面。
[0041]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，通常的3D電視的觀眾感知的Moir6圖案將在很大程度上依賴于觀眾到電視的觀看距離。從遠(yuǎn)的觀看距離觀看，屏障孔看起來大于顯示器的像素。因此，如果像素間距和屏障間距是相同的，由于感知到尺寸的差異而產(chǎn)生的偏差導(dǎo)致偏差或者準(zhǔn)立體視覺，并且觀看是令人不滿意的。當(dāng)屏障間距設(shè)定稍窄，使得屏障孔的感知尺寸與顯示器中的像素的外觀相同，改進(jìn)了視野。如果顯示器和該屏障之間的距離太小或太窄，則沒有足夠的3維效果。為了達(dá)到滿意的效果，根據(jù)圖1所示的示例性實(shí)施例，該3D顯示設(shè)備100的視差屏障140位于距雙凸透鏡片120距離A處，其中距離A由下列公式計(jì)算:
[0042]A=觀看距離/15
[0043]因此，在制造過程中預(yù)先設(shè)定期望的觀看距離，所述像素屏障分離距離A是根據(jù)前述方程定義。
[0044]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的光分布方案。如圖所示，圖2示出了多個(gè)LED芯片210，其被提供作為上述的LED顯示設(shè)備100的屏幕的一部分。如上所述，雙凸透鏡片120被定位于鄰近所述LED顯示器110以提供用于每個(gè)相應(yīng)LED芯片210的每個(gè)像素的對(duì)角光分布220。換句話說，雙凸透鏡片120分布圖像在每個(gè)像素基上并且提供了一種光分布圖案，該光分布圖案相對(duì)于LED顯示器110的X軸和Y軸對(duì)角分布。圖2示出了光分布圖案為橢圓形，然而可以預(yù)想的是，光分布圖案可以是任何長(zhǎng)橢圓形狀圖案(即，其寬度大于其高度，反之亦然)。進(jìn)一步地，中心軸線，其定義為光分布圖案的更寬尺寸的軸線，是相對(duì)于顯示屏幕的水平面0°到90°之間的偏移，即，其對(duì)角地分布。例如，如圖2所示，光分布圖案的中心軸線，優(yōu)選地，是從如圖2所示LED芯片210的水平面偏移63°。當(dāng)光分布圖案是垂直的時(shí)，Moir6圖案可能產(chǎn)生并且視角范圍減小。當(dāng)光分布圖案是水平的時(shí)，視角增大但在像素之間的邊界線更加清楚地顯露。因此，對(duì)角的光分布圖案解決了在水平或垂直的光分布圖案都出現(xiàn)的一些問題。此外，對(duì)角的光分布圖案也減小了從側(cè)面角度觀看時(shí)，在產(chǎn)生3維顯示中LED顯示器產(chǎn)生的兩圖像之間的干擾所引起的閃爍。從水平偏移63°是基于三角函數(shù)計(jì)算出的值。像素水平線和對(duì)角光分布圖案之間的角度計(jì)算為對(duì)邊的長(zhǎng)度(兩倍像素寬度)的反正切除以鄰邊的長(zhǎng)度(一個(gè)像素的寬度)。雖然在一個(gè)實(shí)施例中偏移63°是優(yōu)選的，從水平面的角度偏移可不同于上述。
[0045]對(duì)角光分布220是通過雙凸透鏡片120的多個(gè)對(duì)角延伸的微透鏡來提供。通過加寬的光分布圖案和有效地降低像素間的不發(fā)光區(qū)域，每像素的光分布的設(shè)計(jì)極大地改善了圖像質(zhì)量以獲得平滑的圖像。如上所述，雙凸透鏡片120的設(shè)計(jì)放大了在長(zhǎng)橢圓形光分布圖案上的光，這樣來自一個(gè)LED芯片120的光被有效地分配到直接在其上方和其下方的兩個(gè)LED芯片的中間。如進(jìn)一步所示，示例性實(shí)施例的像素間距為4.4mm。大約4mm間距適合于三維LED顯示器，其具有合理的分辨率以便無輔助觀看。然而，應(yīng)該理解的是，示例性實(shí)施例為用于LED顯示器110的任何像素間距保持相同的光分布的角度。
[0046]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的光分布的示例圖像。如圖所示，圖3示出了參考照片，在其中從使用雙凸透鏡片/透鏡(如圖像的下半部分所示)分布的像素發(fā)出的光，并且沒有雙凸透鏡片/透鏡(如圖像的上半部分所示)。應(yīng)當(dāng)理解的是，圖3示例性圖像示出了使用雙凸透鏡片/透鏡的垂直的光分布。然而，如上所述的示例性實(shí)施例提出了一種對(duì)角的光分布，優(yōu)選地在距水平面63°。因此，提供圖3的示例性圖像主要來示出如何將光傳送器從一個(gè)LED芯片120延伸到如上所述直接在其上和其下的兩個(gè)LED芯片的中間。
[0047]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例LED顯示設(shè)備100中的視差屏障140的特寫視圖。如上所述，該視差屏障140具有一連串精密狹槽，這些狹槽允許觀眾從他們的左眼位置只看到左圖像像素和從右眼的位置只看到右圖像像素。如圖4所示，視差屏障140包括屏障材料410 (例如，不透明板)和多個(gè)狹縫420。在示例性實(shí)施例中，該多個(gè)狹縫420是垂直孔(即，從所述LED顯示器110的透視圖的垂直狹縫)?？蛇x擇地，可以在水平方向、對(duì)角方向等提供多個(gè)狹縫。此外，狹縫寬度C被確定為產(chǎn)生屏障狹縫寬度和LED像素間距被觀眾從觀看距離感知是相同的效果。因?yàn)橐暡钇琳?40被物理地定位在LED顯示器110的前面，如上所述，狹縫寬度C比像素間距窄。優(yōu)選地，在此示例性實(shí)施例中，如果觀看距離為5米，孔的百分比是50%。即，屏障狹縫寬度C是像素間距的50%。
[0048]為了計(jì)算屏障尺寸，首先計(jì)算縮小率(S)，其是從觀眾到屏障的距離(LI)除以從觀眾到顯示器的距離(L2)。屏障尺寸(C)可以被計(jì)算為縮小率(S)乘該LED的間距尺寸(P)。作為示例，如果觀看距離是5米，則顯示器和屏障之間的距離(A)為:
[0049]A=觀看距離/15
[0050]A=5m/15
[0051]A=0.33m
[0052]縮小率⑶是
[0053]S=L1/L2
[0054]=5m/5.33m
[0055]=0.94m
[0056]屏障尺寸(C)是:
[0057]C=S*P
[0058]C=4.44mm*0.94
[0059]C=4.2mm
[0060]在另一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)LED陣列可以用于表示單個(gè)像素。因此，兩個(gè)視差陣列具有兩個(gè)LED陣列，其表示通過視差屏障看到的圖像的單個(gè)“像素”。同樣，4個(gè)視差陣列具有4個(gè)LED陣列，其表示通過視差屏障看到的圖像的單個(gè)“像素”。作為這種情況的一個(gè)例子，圖5A示出了 4個(gè)視差陣列500。4個(gè)視差陣列500包括多個(gè)LED陣列502，其通常設(shè)置在四個(gè)水平塊中，其中的一個(gè)例子是塊504。這4個(gè)LED陣列在塊504中由標(biāo)號(hào)I到4所描述，且在整個(gè)陣列中重復(fù)顯示。一個(gè)LED陣列(圖像的單個(gè)像素)具有水平寬度A。
[0061]該4個(gè)視差陣列500的相應(yīng)屏障506被示于圖5B。屏障506被構(gòu)造成阻擋包括每個(gè)塊504的4個(gè)LED陣列中的3個(gè)LED陣列。物理屏障部分508具有約等于3A的水平寬度，以及每個(gè)物理屏障部分508之間的空間具有近似等于A的水平寬度。為了本討論的目的，屏障尺寸被表示為位于在像素表面上。然而，當(dāng)使用了實(shí)際3-D顯示時(shí)，該尺寸將基于縮小率計(jì)算。圖5C示出了 4個(gè)視差陣列500的頂部上的屏障506的覆蓋圖。在這種情況下，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)LED陣列發(fā)出的光通過了屏障506，光傳輸率將是25%，而其它3個(gè)LED陣列發(fā)出的光被物理屏障部分508阻擋。在該設(shè)計(jì)中，水平分辨率被降低，這導(dǎo)致了圖像質(zhì)量的降低。
[0062]將4個(gè)視差陣列的水平分辨率可通過設(shè)置如圖6A至6C所示的兩個(gè)水平和兩個(gè)垂直塊的四個(gè)視差來改善。在一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選地，垂直的比水平的具有較少的視差。如圖6A所示，4個(gè)視差陣列600由首先水平堆疊然后垂直堆疊的LED陣列602組成。因此，作為一個(gè)示例，塊604具有陣列I在左上象限中，陣列2在左下象限中，陣列3在右上象限中和陣列4在右下象限中。此外，每個(gè)LED陣列602具有水平寬度A。對(duì)應(yīng)于4個(gè)視差陣列600的物理屏障606被顯示在圖6B。物理屏障608具有等于3A/2的水平寬度，而物理屏障608之間的空間具有等于A/2的水平寬度。顯然，該屏障可以是LED陣列602間距的一半，產(chǎn)生兩倍的水平分辨率。圖6C顯示了四個(gè)視差陣列600頂部上的屏障606的覆蓋圖。
[0063]在使用該方法時(shí)，如圖7所示4個(gè)視差和兩個(gè)視差將被混合。沿垂直方向移動(dòng)，視差從4個(gè)視差轉(zhuǎn)到2個(gè)視差，反向地，有來自上部視差的兩個(gè)與來自下部視差的兩個(gè)的組合，然后回到2個(gè)視差和4個(gè)視差。這種配置改進(jìn)了水平分辨率，但是垂直分辨率被減少一半，因?yàn)長(zhǎng)ED陣列602中的每一個(gè)的布置都是垂直和水平地。然而，這是可接受的，因?yàn)榇怪狈直媛实慕档蛯?duì)圖像質(zhì)量的影響小于水平分辨率的降低。
[0064]圖像質(zhì)量可以通過使用對(duì)角屏障得到提高。如圖8A所示，4個(gè)視差陣列800包含LED陣列802，其布置在如塊804所示的4個(gè)水平組中，且包含標(biāo)號(hào)I到4。此外，每個(gè)LED陣列802具有水平寬度A。圖8B示出了對(duì)角屏障806。物理屏障808具有約等于3A的寬度，以及每個(gè)物理屏障808之間的間距的寬度近似等于A。圖SC示出了在4個(gè)視差陣列800上的對(duì)角屏障806的疊加。對(duì)角屏障806被構(gòu)造成阻擋形成塊804的4個(gè)LED陣列中的3個(gè)LED陣列。這樣，從4個(gè)視差陣列800傳送的光大約是25%。對(duì)4個(gè)視差陣列800亮度具有明顯影響且導(dǎo)致水平分辨率的減小。
[0065]作為使用對(duì)角屏障的改進(jìn)，4個(gè)視差屏障被設(shè)置為兩個(gè)水平和兩個(gè)垂直LED陣列，其設(shè)置成Z字形排列，如圖9A到9C所示。4個(gè)視差陣列900包括LED陣列902，其以4個(gè)為一組的方式設(shè)置，如塊904所示。第一 LED陣列開始?jí)K，第二 LED陣列位于其上方并移動(dòng)了一個(gè)位置。第三LED在第二 LED下面,和第四LED越過一個(gè)位置且在上面一個(gè)位置,如圖9A所示。圖9B示出了對(duì)角屏障906。物理屏障908的寬度大約等于3A/2，以及每個(gè)物理屏障908之間的間距的寬度大約等于A/2。通過以對(duì)角線Z字形排列該視差結(jié)合用微透鏡擴(kuò)散，在水平方向上面和下面的行內(nèi)插在視差之間并且分辨率人為地加倍，因此屏障可以被制成像素陣列尺寸的間距的一半。而且，這種方法中，不會(huì)發(fā)生伴隨垂直屏障發(fā)生的反向視差，這樣提高了圖像質(zhì)量。圖10示出了一個(gè)示例。
[0066]雖然在此示出并描述了特定實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，多種替換和/或等價(jià)實(shí)施方式可以代替所示出和描述的具體實(shí)施例，而不偏離本發(fā)明的范圍。在此公開的內(nèi)容旨在覆蓋這里討論的特定實(shí)施例的任何修改或變化。因此，意圖是本發(fā)明只受限于權(quán)利要求及其等價(jià)物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種三維顯示設(shè)備，包括: 顯示屏幕，其具有配置為發(fā)光的光源陣列； 雙凸透鏡，其相鄰于顯示屏幕并且配置為分布從長(zhǎng)橢圓形圖案的光源的每一個(gè)發(fā)出的光，該光源的每一個(gè)各自具有一中心軸線，該中心軸線是從顯示屏幕的水平面偏移0°至90。；和 視差屏障，其相鄰于雙凸透鏡并具有多個(gè)狹縫，每個(gè)狹縫配置成將分布的光傳送到三維顯示設(shè)備的觀眾。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，還包含聚碳酸酯面板，其位于顯示屏幕和雙凸透鏡之間。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中所述視差屏障位于距雙凸透鏡的距離A處，該距離A大體上等于觀眾的觀看距離除以15。
4.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中所述雙凸透鏡包括多個(gè)微透鏡，每一個(gè)微透鏡具有一中心軸線，該中心軸線是從顯示屏幕的水平面偏移0°至90°。
5.如權(quán)利要求4所述的顯示設(shè)備，其中所述多個(gè)微透鏡的每一個(gè)是光學(xué)圓柱會(huì)聚。
6.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中所述雙凸透鏡的厚度取決于在光源的像素間距。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中所述雙凸透鏡放置于距離顯示屏幕約6.0毫米處。
8.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中所述雙凸透鏡具有0.26毫米的厚度。
9.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中所述光源是發(fā)光二極管。
10.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，還包括: 具有水平寬度的發(fā)光元件的視差陣列，所述發(fā)光元件布置成兩個(gè)水平和兩個(gè)垂直成組排列；和 屏障的狹縫，其水平寬度大約等于發(fā)光元件的水平寬度的一半。
11.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，還包括: 具有水平寬度的發(fā)光元件的視差陣列，所述發(fā)光元件布置成4個(gè)一組的垂直和水平地排列的偏移；和 屏障的狹縫，其水平寬度大約等于發(fā)光元件的水平寬度的一半。
12.如權(quán)利要求10或11所述的顯示設(shè)備，其中所述視差屏障的多個(gè)狹縫在對(duì)角線方向延伸。
13.—種從觀眾的視野產(chǎn)生三維圖像的方法，包括: 從具有平板光源陣列的顯示屏幕發(fā)出光； 通過多個(gè)長(zhǎng)橢圓形圖案的雙凸透鏡分布光，所述雙凸透鏡布置在鄰近顯示屏幕處且具有一中心軸線，該中心軸線從顯示屏幕的水平面偏移0°至90° ;和 通過視差屏障的多個(gè)狹縫將分布光的所選部分傳送給三維顯示設(shè)備的觀眾。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述視差屏障位于距雙凸透鏡的距離為A處，距離A大體上等于觀眾的觀看距離除以15。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述視差屏障的多個(gè)狹縫在對(duì)角線方向延伸。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述多個(gè)狹縫的尺寸大約等于(L1*P)/L2，其中LI是從觀眾到視差屏障的距離，P是所述光源的間距，L2是從觀眾到顯示屏幕的距離。
17.一種三維顯示設(shè)備，包括: 顯示屏幕，具有發(fā)光二極管陣列，其配置為4個(gè)視差陣列，發(fā)光元件兩個(gè)水平和兩個(gè)垂直成組排列；和 從顯示屏幕偏移的視差屏障，該偏移的距離通過縮小率決定，并且該視差屏障具有多個(gè)狹縫以將分布的光傳送到三維顯示設(shè)備的觀眾。
18.如權(quán)利要求17所述的三維顯示設(shè)備，其中所述兩個(gè)水平的和兩個(gè)垂直的發(fā)光元件以Z字形排列偏移，并且多個(gè)狹縫相對(duì)于水平和垂直的發(fā)光元件成對(duì)角線。
19.如權(quán)利要求18所述的三維顯示設(shè)備，還包括:雙凸透鏡，其相鄰于顯示屏幕，用于分布每個(gè)長(zhǎng)橢圓形圖案的發(fā)光二極管發(fā)出的光,該發(fā)光二極管的每一個(gè)各自具有一中心軸線，該中心軸線從顯示屏幕的水平面偏移0°至90°。
【文檔編號(hào)】H04N13/00GK104378613SQ201310404537
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】吉川新作, 陳居禮 申請(qǐng)人:兆光科技有限公司, 惠州市兆光光電科技有限公司