視區(qū)擴(kuò)展的低串?dāng)_自由立體顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于視覺圖像【技術(shù)領(lǐng)域】，為提供一種立體顯示設(shè)備，可以用來擴(kuò)展裸眼自由立體顯示的視區(qū)范圍，同時(shí)降低該范圍內(nèi)不同視點(diǎn)間的串?dāng)_度，改善3D顯示效果。為此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，視區(qū)擴(kuò)展的低串?dāng)_自由立體顯示裝置，包括：安裝在顯示面板前方的狹縫光柵和傾斜擋板，狹縫光柵每一個(gè)光柵單元都分為透明部分和不透明部分，不透明部分阻擋了顯示面板的一部分，傾斜擋板具有一定高度且與顯示面板保持一定夾角，使左視點(diǎn)所屬像素的光線均射入左眼視域，右視點(diǎn)所屬像素的光線均射入右眼視域。本發(fā)明主要應(yīng)用于視覺圖像顯示裝置的設(shè)計(jì)制造。
【專利說明】視區(qū)擴(kuò)展的低串?dāng)_自由立體顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于視覺圖像【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及裸眼3D自由立體顯示技術(shù)，具體講，涉及視區(qū)擴(kuò)展的低串?dāng)_自由立體顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]人類獲取信息最有效的渠道是通過視覺。由于人的雙眼看到的是自然界中真實(shí)的三維景物，因此能夠在屏幕上再現(xiàn)真實(shí)的三維景物一直是人類追求的目標(biāo)。隨著二維圖像壓縮、傳輸、顯示技術(shù)的日益提高，人類追求再現(xiàn)真實(shí)自然景物的下一個(gè)目標(biāo)就是再現(xiàn)景物的立體信息。立體信息再現(xiàn)技術(shù)一定會(huì)成為繼語音、數(shù)據(jù)、平面圖像業(yè)務(wù)之后信息技術(shù)發(fā)展的下一個(gè)熱點(diǎn)。立體成像技術(shù)就是基于這樣的需求逐步發(fā)展起來的，它可以記錄、傳輸和顯示立體彩色圖像，使觀眾能夠產(chǎn)生身臨其境的感覺，應(yīng)用前景非常廣泛，可以用于科研、軍事、教育、工業(yè)、醫(yī)療等諸多領(lǐng)域。例如，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，體視探測(cè)能夠提供更多、更有用的信息；在工業(yè)領(lǐng)域，立體顯示可用于機(jī)器人在危險(xiǎn)環(huán)境下對(duì)物體進(jìn)行處理和檢查；在科學(xué)勘探和顯像領(lǐng)域，立體成像技術(shù)能使觀看者通過二維屏幕體會(huì)到逼真的三維環(huán)境。隨著電視網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)、電話網(wǎng)(固定電話網(wǎng)和移動(dòng)電話網(wǎng))的不斷融合和技術(shù)的不斷提高，通過手機(jī)屏幕、電視屏幕、計(jì)算機(jī)屏幕等顯示終端觀看立體圖像的要求已經(jīng)逐漸調(diào)高。
[0003]根據(jù)在觀看時(shí)是否需要使用輔助設(shè)備，立體顯示技術(shù)可分為戴眼鏡立體顯示和不戴眼鏡立體顯示兩種方式。從光學(xué)原理上講，不戴眼鏡立體顯示方式利用各種光學(xué)面，無需眼鏡即可觀看立體圖像，因此被稱為自由立體顯示方式(auto-stereoscopic)。如圖1所示，常用的光學(xué)面包括:透鏡柱板(Lenticular Plate)、視差柵欄(Parallax Barrier)、菲捏爾透鏡(Fresnel Lens)、光棚陣列(IP Lens Array)、可變形屏幕(Anamorphic Screen)、全息屏幕(Holographic Screen)等。
[0004]根據(jù)所能提供視點(diǎn)的數(shù)目，自由立體顯示方式分為雙視點(diǎn)和多視點(diǎn)兩類。
[0005]一般情況下，雙視點(diǎn)自由立體顯示方式，通過在CRT顯示器或者平板顯示器前加入透鏡柱面或者視差柵欄，控制各像素光線的射出方向，使左視點(diǎn)的圖像僅射入左眼，右視點(diǎn)的圖像僅射入右眼，利用雙目視差，產(chǎn)生立體視覺。
[0006]當(dāng)前已有多種基于狹縫光柵技術(shù)的自由立體顯示設(shè)備產(chǎn)品。然而，在實(shí)際使用時(shí)，當(dāng)用戶稍微偏離自由立體顯示設(shè)備產(chǎn)品的最佳觀看點(diǎn)時(shí)，會(huì)有少部分的右眼視圖影像進(jìn)入左眼觀看區(qū)域。反之亦然，這樣便會(huì)產(chǎn)生串?dāng)_(crosstalk)或者重影的現(xiàn)象，同時(shí)將用戶局限一個(gè)很小的區(qū)域內(nèi)，影響到用戶觀看3D影像的效果和觀看自由度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在解決克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種立體顯示設(shè)備，可以用來擴(kuò)展裸眼自由立體顯示的視區(qū)范圍，同時(shí)降低該范圍內(nèi)不同視點(diǎn)間的串?dāng)_度，改善3D顯示效果。為此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，視區(qū)擴(kuò)展的低串?dāng)_自由立體顯示裝置，包括:安裝在顯示面板前方的狹縫光柵和傾斜擋板，狹縫光柵每一個(gè)光柵單元都分為透明部分和不透明部分，不透明部分阻擋了顯示面板的一部分，傾斜擋板具有一定高度且與顯示面板保持一定夾角，使左視點(diǎn)所屬像素的光線均射入左眼視域，右視點(diǎn)所屬像素的光線均射入右眼視域。
[0008]如果顯示面板為IXD型顯示器，則傾斜擋板置于顯示面板中的液晶層中，具體位于兩個(gè)像素之間的黑矩陣(black matrix)上，高度小于液晶層厚度；如果顯示面板為L(zhǎng)ED型顯示器，則傾斜擋板置于兩個(gè)顯示二極管之間的框架區(qū)域。
[0009]傾斜擋板是由不透明的高分子聚合物或者電控光柵制成。
[0010]傾斜擋板與顯示面板保持的一定夾角為10°到65°，傾斜擋板的高度并非固定，而是與顯示面板上特定像素位置相關(guān)，達(dá)到串?dāng)_降到最低和視區(qū)達(dá)到最大。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)及效果:
[0012]1、擴(kuò)展了視區(qū)，提高了用戶觀看自由度。
[0013]2、適合LCD顯不器和LED顯不器。
[0014]3、采用狹縫光柵和傾斜擋板，視區(qū)內(nèi)的串?dāng)_大幅度降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1本發(fā)明的立體顯示器的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明包括一個(gè)顯示面板(IXD或者LED)、一個(gè)狹縫光柵及多個(gè)擋板結(jié)構(gòu)。其中，所述狹縫光柵是安裝在顯示面板前方的垂直平板，每一個(gè)光柵單元都分為透明部分和不透明部分。對(duì)每只眼，它都阻擋了屏幕的一部分，使左視點(diǎn)所屬像素的光線均射入左眼視域，右視點(diǎn)所屬像素的光線均射入右眼視域。但是，因?yàn)楠M縫光柵不透明部分的遮光作用，顯示的圖像較暗。根據(jù)顯示面板的種類，所述多個(gè)擋板結(jié)構(gòu)，如果應(yīng)用于LCD型顯示器，則可以置于顯示面板中的液晶層中，具體位于兩個(gè)像素之間的黑矩陣(black matrix)上，高度小于液晶層厚度；如果應(yīng)用于LED型顯示器，則可以置于兩個(gè)顯示二極管之間的框架區(qū)域。在本發(fā)明的立體顯示器中，所述多個(gè)擋板結(jié)構(gòu)可以是由不透明的高分子聚合物所制成，也可以是由電控光柵組成。在本發(fā)明的立體顯示器中，所述多個(gè)擋板結(jié)構(gòu)并非垂直與顯示器平面，而是與顯示器平面成一定夾角，同時(shí)所述多個(gè)擋板結(jié)構(gòu)的高度并非固定，而是與特定像素位置相關(guān)，此時(shí)該立體顯示器將達(dá)到最佳的串?dāng)_降低性能，視區(qū)也將達(dá)到最大；但如果考慮到加工工藝的難度，則多個(gè)擋板結(jié)構(gòu)的高度也可以固定，此時(shí)該立體顯示器的串?dāng)_降低性能將略微下降，但相比現(xiàn)有的裸眼立體顯示器串?dāng)_性能，仍有較大幅度提高。本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，由于在相鄰的像素行之間設(shè)有傾斜特定角度的、且與像素位置相關(guān)的多個(gè)不透明擋板狀結(jié)構(gòu)，配合置于顯示器外表面的狹縫光柵，因此當(dāng)用戶在自由立體顯示器的最佳觀看距離橫向水平移動(dòng)時(shí)，在一定距離內(nèi)，由于用戶視線將交與傾斜擋板，從而避免看到相鄰視點(diǎn)所屬的像素，因此降低了影像串?dāng)_現(xiàn)象，提高了立體顯示器的顯示效果。為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。
[0017]例如:參照?qǐng)D1，圖1為本發(fā)明的立體顯示器的示意圖，本發(fā)明較佳實(shí)施例的立體顯示器包括:狹縫光柵100，平板顯示器103。其中，100包括不透明部分101和透明部分102。103包括R視點(diǎn)所屬的像素104和L視點(diǎn)所屬的像素105，以及相鄰兩個(gè)像素之間的部分106。任何一個(gè)106上都會(huì)有擋板狀結(jié)構(gòu)107或者108，107是L視點(diǎn)像素的擋板，108是R視點(diǎn)像素的擋板。標(biāo)號(hào)L的像素所發(fā)出的影像定義為左眼影像L，標(biāo)號(hào)R的像素行所發(fā)出的影像定義為右眼影像R。
[0018]具體以LED性顯示面板為例進(jìn)行詳細(xì)說明。請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D1，所述多個(gè)傾斜擋板107和108設(shè)置于所述顯示面板103中的像素間隙上，顯示面板103的像素點(diǎn)距104或者105為0.299mm，像素間的間隔106為0.01mm。103的分辨率為1920*1080。101和102均為
0.3075mm。α和β值相同，如果單純從串?dāng)_性能和視區(qū)擴(kuò)展度上講，則均可為10°到65。，但傾斜角度越小，被擋板遮住的光就越多，用戶感知到的3D影響就越暗，因此本最佳實(shí)施例中，選取α=β=60。。
[0019]本最佳實(shí)施例中，狹縫光柵貼裝方式為垂直貼裝，不采取傾斜貼裝，因此顯示面板上每一行的R和L像素位置都是類似的，由此導(dǎo)致每一行像素間隙106上的擋板高度、傾斜角度都是相同的，因此本實(shí)施例僅列舉某一行上擋板的高度分布情況，同時(shí)，由于顯示面板一行有1920個(gè)像素，數(shù)據(jù)過多，表格I中僅列舉了部分?jǐn)?shù)據(jù)(步距100個(gè)像素)。
[0020]表1像素間隙的擋板高度(mm)
[0021]
【權(quán)利要求】
1.一種視區(qū)擴(kuò)展的低串?dāng)_自由立體顯示裝置，其特征是，包括:是安裝在顯示面板前方的狹縫光柵和傾斜擋板，狹縫光柵每一個(gè)光柵單元都分為透明部分和不透明部分，不透明部分阻擋了顯示面板的一部分，傾斜擋板具有一定高度且與顯示面板保持一定夾角，使左視點(diǎn)所屬像素的光線均射入左眼視域，右視點(diǎn)所屬像素的光線均射入右眼視域。
2.如權(quán)利要求1所述的視區(qū)擴(kuò)展的低串?dāng)_自由立體顯示裝置，其特征是，如果顯示面板為L(zhǎng)CD型顯示器，則傾斜擋板置于顯示面板中的液晶層中，具體位于兩個(gè)像素之間的黑矩陣(black matrix)上，高度小于液晶層厚度；如果顯示面板為L(zhǎng)ED型顯示器,則傾斜擋板置于兩個(gè)顯示二極管之間的框架區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的視區(qū)擴(kuò)展的低串?dāng)_自由立體顯示裝置，其特征是，傾斜擋板是由不透明的高分子聚合物或者電控光柵制成。
4.如權(quán)利要求1所述的視區(qū)擴(kuò)展的低串?dāng)_自由立體顯示裝置，其特征是，傾斜擋板與顯示面板保持的一定夾角為10°到65°，傾斜擋板的高度并非固定，而是與顯示面板上特定像素位置相關(guān)，達(dá)到串?dāng)_降到最低和視區(qū)達(dá)到最大。
【文檔編號(hào)】H04N13/00GK103605213SQ201310634297
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】侯春萍, 許國(guó), 沈麗麗 申請(qǐng)人:天津大學(xué)