CN101321300A - Led大尺寸自由立体显示技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED大尺寸自由立体显示屏，其特征是，该屏由特殊排列的红、绿、蓝子像素构成LED自由立体显示单元，红、绿、蓝子像素的排列在水平方向上为自左至右均匀间隔排列构成一个水平行，在垂直方向上为红、绿、蓝子像素各构成一个垂直列，同样均匀间隔排列，该显示单元上间隔放置一块光栅板，利用该光栅板保证观察者通过光栅左眼只能看到显示单元显示的左眼图像，而右眼只能看到显示单元显示的右眼图像，从而获得不用佩带眼镜就可以观看的自由立体图像，每个显示单元和一个安置在显示单元上的光栅，构成一个LED自由立体显示单元，多个这样的LED自由立体显示单元构成一个LED大尺寸自由立体显示屏，也可以由一块拼接好的LED屏和一块完整的光栅构成自由立体LED显示屏，该屏通过计算机驱动，显示自由立体帧图像，由多个自由立体帧图像构成自由立体动态图像。

Description

LED大尺寸自由立体显示技术

大屏幕LED显示技术具有高亮度、高分辨率、大尺寸、显示几何形状易调整、性价比高等显著优点，特别适用于高亮度、高分辨率、大尺寸、户外高亮环境显示要求的场合。

LCD和PDP显示技术大约可以提供500尼特到700尼特的显示亮度，而LED显示技术却可以提供出远大于1000尼特以上的显示亮度。LCD和PDP显示技术只能提供固定尺寸的平板显示方式，而LED显示技术却能够提供尺寸可任意调整、显示面可以异型设置、连续拼接的显示方式，以形成不同尺寸、不同分辨率和不同形状的显示屏。LED在广告宣传、文化娱乐等领域有着其它显示技术无法取代的优点。

利用LED显示技术显示自由立体图像，一直是人们不断研究的课题，但由于LED显示技术不同于LCD和PDP显示技术，不仅其像素的排列方式不适合自由立体显示技术的应用，而且由于其屏幕尺寸大、显示环境要求特殊，使得传统的自由立体显示技术无法直接应用于现有LED显示屏的自由立体图像显示，从而妨碍了自由立体显示技术在LED显示屏上的应用。

本发明提出一种LED大尺寸自由立体显示技术，通过对LED显示像素的重新设计和布局、特殊设计制作的光栅、和特殊的光栅控制技术，实现了在大尺寸、高亮度的LED屏上显示自由立体图像。

下面结合附图对本发明作详细说明。

图1是对本发明涉及的LED大尺寸自由立体显示技术的整体说明框图。

1是LED自由立体显示单元，每个LED自由立体显示单元都具有同样的像素结构、像素数和像素排列方式及显示方式，他们拼接成一个完整的自由立体显示屏5。2是每个自由立体显示单元上的立体成像光栅，它们可以是柱镜板构成的，也可以是由狭缝光栅构成的，光栅的条纹方向可以垂直于1的垂直边方向，也可以倾斜于1的垂直边方向，这些光栅同LED显示屏均保持一定的距离，它们可以独立的安装在每个自由立体显示单元之上，然后将其拼接成最终完整的自由立体LED显示屏，也可以整体安装在完全拼接好的LED显示屏5的前方。3是计算机，它将自由立体图像传输到LED自由立体显示屏，实现子像素点对点的数字显示，即实现计算机在一个确定屏幕的地址Xm，Yn上送出一个确定的子像素信号，则在LED显示屏幕的同一个地址Xm，Yn上就显示出这个子像素的图像信号。4是控制监视器，它监视计算机输出到LED屏的控制信号和图像信号。立体成像光栅具有固定的周期，其透明条纹的宽度和不透明条纹的宽度具有确定的比例关系，这些具有确定光学特性参数尺寸的光栅同LED上显示的自由立体图像信号具有确定的对应关系。为了清晰的表达这种自由立体显示屏的结构，图1中只在一块自由立体显示单元上绘出了光栅的形状，并用2表示。实际情况是在每一块自由立体显示单元的前方都存在这样的光栅，它们具有同样的光学特性参数和结构。

图2是对LED自由立体显示单元的描述。

1是一个LED自由立体显示单元。5、6、7表示其中的像素。像素的排列是：由左向右为红子像素、绿子像素、蓝子像素，构成一个完整像素，然后继续以红子像素、绿子像素、蓝子像素排列，依次构成每一个完整像素。11表示每个完整像素之间的距离，也就是点距，点距是固定的，且每个自由立体显示单元上的像素点距都是完全相同的。在垂直方向上像素的排列方式，每一行都是一样的，即从垂直方向上看，第一列全部是红子像素，第二列全部是绿子像素，第三列全部是蓝子像素，依次类推。12是在垂直方向上，两个像素之间的距离。13是每个自由立体显示单元在垂直方向上的像素数。14是每个自由立体显示单元水平方向上的像素数。8、9、10描述的是在第一行水平方向上第二个像素的红子像素、绿子像素和蓝子像素。15表示这些像素不间断的排列下去直到满足每个自由立体显示单元在水平方向上的像素总数14。16表示这些像素不间断的在垂直方向上自上而下排列下去，直到满足在垂直方向上的全部像素数13。17表示每个子像素的宽度。18表示每个子像素的高度。因为LED显示技术主要是依靠每个小的呈矩形的发光二极管构成的，其两端有两个电极，那里是不会发光的，为了能够便于对本发明的详细描述，我们用19表示每个子像素的有效发光高度。在图2中，为了清晰起见，只对一个发光二极管做了带有焊接电极的图示，而且为了显示的更清楚，对其中填充的颜色也特意显示的较其它蓝子像素谈了些。20是每个子像素在水平方向上的间距，全部子像素之间的间距在水平方向上都必须保持相等。21是每个子像素在垂直方向上的间距，全部像素在垂直方向上的间距都必须保持相等。

图3是说明如何获得一个自由立体帧的。

23是一个物体，它可以是一个真实的物体，也可以是一个在计算机中生成的数字化物体模型，有一个序列摄象机汇聚到这个物体上，它们是从24到31。这些摄象机可以是真实的数字视频摄象机，也可以是计算机影视制作软件中的摄象机。通过这些摄象机，可以获得一个序列图像，它们是从32到39。这些图像的高度为50，宽度为49。也可以用像素来表示，比如摄象机是高清摄象机，则50的具体数值就是1080个像素，而49就是1920个像素。

将32中的第一列图像像素提取出来放置到40的位置，将33中的第一列图像像素提取出来放置在41的位置，依次类推，最后将39中第一列图像像素提取出来放置在47的位置，这样我们就得到一个自由立体列。依次形成自由立体列的序列，最终形成自由立体帧。自由立体帧的宽度是48，而高度是51。如果是高清图像，则48的像素数为15360个像素，而51的像素数仍为1080。这样图像的长宽比率出现了变化，为了保证自由立体帧同原有图像相一致，需要在垂直方向上将长度放大8倍，我们最终获得了在垂直方向上有8640个像素。最终形成的立体帧图像，其分辨率是可以调整的，仍然可以调整到1920个水平像素，1080个垂直像素，但其中的视差关系不变。

图4说明如何看到自由立体帧显示的立体图像。40、41直到47都是代表像素的。40是代表第一个摄像机拍摄的第一幅图的第一行第一列像素，41是代表第二个摄像机拍摄的第二幅图的第一行第一列像素，而47是代表第八摄像机拍摄的第八幅图的第一行第一列像素。这样顺序排过去。53是立体成像光栅，它可以是柱镜板光栅，也可以是狭缝光栅，无论用那种光栅，其实都可以理解为在垂直方向被拉长了的针孔构成的光栅，柱镜光栅只是可以会聚更多光线。52是光栅的光线透射中心，它可以是柱镜光栅的透镜中心，也可以是狭缝光栅的狭缝中心。54是观察者的左眼。55是观察者的右眼。56表示观察者左眼的视线。57表示观察者右眼的视线。可以看出，观察者左眼只能看到41、48、53、59等像素；而右眼只能看到40、47、60、61等像素。换句话说，左眼只能看到第二个摄象机拍摄的图像，而右眼只能看到第一个摄象机拍摄的图像。如果这时观察者在水平方向向左移动，则左眼会依次看到第三幅图像、第四副图像，直到第八幅图像；而右眼也会依次看到第二副图像、第三幅图像，直到第七幅图像。这时观察者看到的是具有不同视差的序列图像，因此获得了立体视觉，并且获得了一定的视角。观察者继续再向左移动，就会经历一次反相，即当左眼看到47，而右眼看到46时发生一次反相，因为这时左眼看到了第一个摄象机拍摄的图，而右眼看到了第八个摄象机拍摄的图，这时不仅视差恰好是相反的，而且也是很大的反相视差，观察者会感觉很不舒服，这是自由立体成像技术的固有缺憾。然而，这个过程是短暂的，因为只要跨越这个像素组后，视差序列就又变的正常了。63是光栅到显示屏的距离，准确的说，是光栅到显示像素之间的距离。64是光栅的周期，也叫栅距，用光栅专业的术语可称作每英寸的光栅线数，用LPI描述。62是人眼的瞳孔间距，大约为6.5厘米。

图5说明一个LED自由立体显示单元的基本结构。70是一个LED自由立体显示单元，78为垂直高度同时表示像素数目，79为水平宽度同时表示水平像素数。71是光栅，可以是柱镜光栅也可以是狭缝光栅，光栅可以倾斜放置，以用来消除可能发生的莫尔干涉条纹，也可以垂直放置，夹角81是可以调节的，当然这个夹角必须同自由立体帧相匹配。80是光栅的周期，72是将光栅71固定在LED显示单元70上面后形成的图像外观效果。LED图像通过光栅呈现出来，并通过人眼的双眼视差辨别产生立体视觉。82是光栅到LED显示屏的距离。73是LED显示屏的驱动电路盒。76是LED显示屏的驱动电路。77是输入LED显示屏的图像信号和电源。

光栅可以用金属制作，这样不仅便于保证精密加工，而且还可以适应LED屏在高温和低温环境下应用时的可靠性，它的良好的刚性还便于完成平面立体两用光栅的功能。采用金属制作光栅还可以有效的减轻光栅的重量，也便于安装调试。另一个显著的优点是，采用金属光栅会有效地消除莫尔干涉，因为金属光栅的背面不会反光，因此也就不会同LED屏相互作用而形成莫尔干涉。采用激光技术加工金属光栅可以有效控制加工精度。光栅也可以用非金属材料制作，虽然其温度特性不如金属光栅好，但在室内应用是完全可以满足要求的。采用非金属材料制作光栅，其重量可以更轻，更加便于安装调试。光栅也可以用绳子制作，选择一定直径的绳子并使其间隔一定距离拉紧排列也可以制作成效果很好的实用的光栅，有绳子的部分是暗条纹部分，而绳子与绳子之间就是透明条纹部分。光栅也可以用胶片制作，这是性价比较高的一种大尺寸光栅制作方法，由于胶片光栅是通过激光照排方式实现的，其精度极高，且暗条纹的密度也可以做的很高，具有很好的对比度特性。由于胶片强度很高，因此胶片光栅可以直接作为光栅幕使用，胶片光栅也可以通过紫外胶粘结在亚克力或平板玻璃上制成，这样制作的光栅平整度好，耐冲击力强，但重量很大，尤其当屏幕的宽度在十米以上时，利用玻璃或亚克力粘结胶片的方法制作的光栅会给安装调试带来较大的困难。无论对于分体式光栅还是整体式光栅，光栅的周边和中央都可以设置加强筋，其直径很小，它们安置在光栅的暗条纹处，因此不会影响主观视觉精度和立体视效果。光栅也可以用柱镜板制作，只是由于屏幕尺寸大，光栅栅距较大，制作这样的大尺寸柱镜光栅，其性价比不是很理想。

84是加强筋的结构图，它们在每个显示单元的外面将光栅包围起来，再在中间设置数条加强筋。光栅通过金属支架或塑料支架固定在LED显示单元上。因为狭缝必须保证每只眼睛都能够准确的看到自己的视图，因此LED显示单元不能再安装遮光罩。全部的发光二极管都要裸露焊接在基板上。

图6是利用LED自由立体显示单元拼接成的大尺寸LED自由立体显示屏。79是LED自由立体显示单元的宽度，78为LED自由立体显示单元的高度，90是将LED自由立体显示单元拼接后的屏宽，91是将LED自由立体显示屏拼接后的屏高。92是LED自由立体显示屏的驱动电路机箱和电子驱动电路，93是光栅。由于光栅同LED显示单元之间存在空间距离，因此通风散热的效果是良好的。在实际应用中，LED自由立体显示单元是比较小的，由一定数量的LED自由立体显示单元屏构成较大的自由立体显示单元屏，再由这些屏拼接成最终的大尺寸LED自由立体显示屏。

图7是一种整体光栅安置方法。当光栅的宽度尺寸在5米左右时，采用整体光栅还是有很多优点的。110是LED显示屏，已经由多块LED屏拼接完成。111是固定110的金属框，该框包括落地支架或背架，以方便将该LED大尺寸屏稳定的放置在地面上或悬挂在墙体上。113是整体光栅，112是固定该整体光栅的金属框，113和112的整体尺寸均大于或等于111的尺寸，113可以用胶片光栅制作，可以用绳子制作，也可以用金属或非金属材料制作，无论以何种材料制作，该光栅均固定在金属边框112上。112有落地支架或背架，以保证该光栅可以稳定的放置在LED显示屏的前端的地面上，或悬挂于LED显示屏的前端并固定于墙体上，也可以直接固定于111上，形成一体。113、112和110没有任何接触，113和110之间只有空气介质。固定着光栅的112可以连接到111上形成一个整体，然后再固定在地面上或墙体上。由于大型的胶片光栅通常也要拼接完成，115至118示意了这种拼接光栅的方法。115是拼接前的胶片光栅，在图中画出三块这样的胶片光栅完成拼接前的状态，三块光栅沿着117和118的方向分体切割，注意这个切割线必须是光栅的暗条纹的中间线。116是拼接完成后的光栅，由于拼接是在暗条纹处完成的，因此在光栅前方是看不到这些接缝的。为了避免在拼接的断面上形成光反射干扰，可以将这些断面全部涂黑。

如果用绳子制作光栅，则在112上必须安置按照光栅周期设计的金属定位槽或定位孔，绳子反复穿越这些定位槽或孔最终形成光栅。利用绳子制作光栅可以不受尺寸限制，重量也很轻，是一种很实用的方法。绳子的直径就是光栅的暗条纹的宽度，绳子与绳子之间的中心间距构成了光栅的周期尺寸，两个暗条纹之间的距离构成了透明条纹间距。

图8是一种可调整光栅栅距或光栅周期、狭缝宽度、光栅角度的光栅。134是等长度的条状连接杆，其中间及两端都开有小孔，这些小孔通过紧密配合的金属轴按照图中的方式连接成连续的菱形阵列，由于孔可以在轴间转动，因此当有力在140方向作用时，所有菱形的形状会沿着水平方向放大或缩小，既以125表示的全部菱形的中心结点间的距离会随着力140的作用而变大或变小。121是有一定宽度且可以转动角度的用金属或非金属材料制作成的光栅片，图中的127是在正视光栅情况下看到的光栅的宽度，该宽度会随着光栅片的转动而改变。125表示了全部菱形结构的中心结点，123和124表示了全部菱形结构的顶点，其中的小圆圈表示它们全部是通过连接杆上的孔和穿入孔中的轴相连接的，为了保证图的清晰，只用部分圆圈表示这些孔和轴，其它部位同样的孔和轴就没有用这样的圆圈画出。图9的上部分说明在140的作用下，光栅呈现出周期126，图9的下部分，说明在140的作用下，光栅呈现出较小的周期126，说明了这种光栅是可以通过调整140来方便的调整光栅周期。全部的菱形中心结点是固定在金属滑槽127或128内的，如果整体的左右移动127或128，则滑槽将带动整个菱形结构沿水平方向移动，这样就可以方便的调整光栅的倾斜角，以校正由于LED拼屏加工和拼屏安装上出现的误差。改变光栅片的角度相对于LED屏的角度，就可以方便的调整狭缝光栅的狭缝宽度，光栅片121平行于LED显示屏放置时，狭缝的宽度最小，为130。旋转一个角度后，狭缝变大，为131。旋转90度时，即当光栅片相对于LED显示屏垂直放置时，狭缝宽度最大，可以直接显示平面图像，实现了平面图像和立体图像的兼容显示，控制光栅片的转动可以用电机控制，也可以方便的用电磁铁控制。

图9是一种可以增强显示亮度的LED像素排列方法。因为在LED显示屏的前端放置了光栅，因此显示亮度被削弱了，为了增加显示亮度，一种方法是将像素倾斜排列，其倾斜角可以同光栅的倾斜角一致。130，131，132表示子像素红绿蓝的排列方式，它们的两个焊盘连线方向是垂直于列的，如果光栅是倾斜放置的，则观察者透过光栅的透明条纹只能看到部分的子象素，换句话说，即每个子像素所发出的有效光，由于透明条纹角度的影响，只有发光二极管同透明条纹倾斜角度相一致部分的光线能够通过条纹到达观察者的眼睛，这就造成了极大的光损失。为了增加光强，可以将全部的子像素排列成133，134和135的样子，子像素焊盘连线方向同光栅条纹方向相一致，换句话说，160是列的方向，它代表屏幕的垂直边的方向，161是行的方向，它代表屏幕的水平边的方向，133，134，135是倾斜排列的子像素，其倾斜角同光栅的倾斜角完全相同，即142等于144，而原来的子像素的排列方向同光栅的倾斜角是不同的，141为90度。图中只画出的部分像素，实际情况是，全部的子像素都是按照133，134，135的规律排列的。为了增加显示亮度，另一种方法是在每一个水平行之间再增加一个水平行，其像素既可以垂直排列，也可以倾斜排列。130，131，132为垂直排列或倾斜排列的子像素，147为像素的点距，148为像素在垂直方向的距离，一般情况下，147和148是相等的，以保证显示比列不变。但是发光二极管在焊盘方向上的尺寸145通常很小，因此在垂直方向上，两个发光二极管之间完全可以放置另一组发光二极管152，151，150，让152同130并联，151同131并联，150同133并联，每个像素的发光强度可以增加一倍。在LED屏的全部像素排列上，每行之间都安置另一组发光二极管，增加的这些发光二极管同原发光二极管的排列方式完全一样，且同其对应子像素并联，形成亮度增加一倍的LED显示屏，从而可以有效的弥补由于放置光栅带来的光强损失。

图10是一个利用本发明实现的实施例。5、6、7、8、9、10是红、绿、蓝子像素，分别采用JZ-S0603红、绿、蓝发光二极管构成。该发光管的长18为1.6毫米，该发光管的宽度17为0.8毫米，发光区19为1.1毫米。红、绿、蓝各子像素的排列为均匀的从左至右，图8中的发光管发光面向读者。每个子像素之间的距离20为2.0毫米，每个完整像素之间的水平间距11为6.0毫米，像素在垂直方向上间隔21为6.0毫米，同样均匀排布。每个子像素在垂直方向上对齐。显示单元在水平方向有32个完整像素，宽度14为192毫米宽，在垂直方向也有32个完整像素，高度13为192毫米。用这样的显示单元构成LED自由立体显示大单元屏100，每个LED自由立体显示大单元屏在水平方向有10个显示单元，共有320个像素，长度102为1920毫米；在垂直方向上有8个显示单元，共有256个像素，高度101为1 536毫米。在水平方向上用4块这样的LED自由立体显示单元板，构成最终水平显示分辨率达到1280像素，总宽度为7680毫米。在垂直方向上用3块这样的LED自由立体显示板，构成最终垂直显示分辨率达到768像素，总高度为4608毫米。

光栅安装在每个LED的基本自由立体显示单元上，这个光栅的尺寸为192毫米宽、192毫米高。光栅可以是垂直的，也可以是倾斜的。

光栅用合金铝板制作，用激光加工光栅条纹，每个光栅单元周边有一圈加强筋，中间有一个十子加强筋。光栅同LED显示单元通过螺丝固定，光栅和LED屏之间保留一个间距，间距中的介质为空气。

图10是另一个利用本发明实现的实施例。5、6、7、8、9、10是红、绿、蓝子像素，分别采用JZ-S0603红、绿、蓝发光二极管构成。该发光管的长18为1.6毫米，该发光管的宽度17为0.8毫米，发光区19为1.1毫米。红、绿、蓝各子像素的排列为均匀的从左至右，图8中的发光管发光面面向读者。每个子像素之间的距离20为2.03125毫米，每个完整像素之间的水平间距11为6.09375毫米，像素在垂直方向上间隔21为6.09375毫米，同样均匀排布。每个子像素在垂直方向上对齐。显示单元在水平方向有32个完整像素，宽度14为195毫米宽，在垂直方向也有32个完整像素，高度13为195毫米。用这样的显示单元构成LED自由立体显示大单元屏100，每个LED自由立体显示大单元屏在水平方向有5个显示单元，共有160个像素，长度102为975毫米；在垂直方向上有4个显示单元，共有128个像素，高度101为780毫米。

再在水平方向上用4块这样的LED自由立体显示单元板，构成最终水平显示分辨率达到640像素，总宽度为3900毫米。再在垂直方向上用3块这样的LED自由立体显示板，构成最终垂直显示分辨率达到384像素，总高度为2340毫米。光栅安装在整个拼接好的LED的自由立体显示屏前，同屏的距离为15厘米至25厘米之间，这个光栅尺寸同拼接好的LED屏的尺寸一样或略大一些。光栅的条纹方向可以同LED显示像素的垂直方向平行放置，也可以是倾斜于LED显示像素的垂直方向放置。

光栅用胶片制作成光栅幕，用金属框架固定。光栅幕同LED显示屏之间没有任何接触和连接，保证了LED屏在安装和调整时的安全性和便捷性。

图10是第3个利用本发明实现的实施例。5、6、7、8、9、10是红、绿、蓝子像素，分别采用JZ-S0603红、绿、蓝发光二极管构成。该发光管的长18为1.6毫米，该发光管的宽度17为0.8毫米，发光区19为1.1毫米。红、绿、蓝各子像素的排列为均匀的从左至右，图8中的发光管发光面面向读者。每个子像素之间的距离20为2.03125毫米，每个完整像素之间的水平间距11为6.09375毫米，像素在垂直方向上间隔21为6.09375毫米，同样均匀排布。每个子像素在垂直方向上对齐。显示单元在水平方向有32个完整像素，宽度14为195毫米宽，在垂直方向也有32个完整像素，高度13为195毫米。用这样的显示单元构成LED自由立体显示大单元屏100，每个LED自由立体显示大单元屏在水平方向有5个显示单元，共有160个像素，长度102为975毫米；在垂直方向上有4个显示单元，共有128个像素，高度101为780毫米。在水平方向上用5块这样的LED自由立体显示单元板，构成最终水平显示分辨率达到800像素，总宽度为4875毫米。再在垂直方向上用4块这样的LED自由立体显示板，构成最终垂直显示分辨率达到512像素，总高度为3120毫米。

光栅安装在整个拼接好的LED的自由立体显示屏前，同屏的距离为18厘米至25厘米之间，这个光栅尺寸同拼接好的LED屏的尺寸一样或略大一些。光栅的条纹同LED显示像素的垂直方向倾斜放置。在面向LED屏的前提下，光栅的条纹方向同LED屏垂直像素方向有顺时针方向夹角12.00度到13度之间，光栅的周期为15毫米到17毫米之间，光栅的暗条纹宽度为12毫米到15毫米之间。

光栅是用胶片制作成的光栅幕，用金属框架固定。光栅幕同LED显示屏之间没有任何接触和连接，保证了LED屏在安装和调整时的安全性和便捷性。当要调整光栅和LED显示屏之间的对应关系时，只需要调整固定光栅幕的金属支架就可以了。

Claims (19)

1.本发明涉及一种LED大尺寸自由立体显示屏，其特征是，该屏由特殊排列的红、绿、蓝子像素构成LED自由立体屏，红、绿、蓝子像素的排列在水平方向上为自左至右均匀间隔排列构成一个水平行，在垂直方向上为红、绿、蓝子像素各构成一个垂直列，同样均匀间隔排列，该显示屏的前面以一定的间隔平行于LED屏幕放置一块光栅板，利用该光栅板保证观察者通过光栅左眼只能看到显示屏显示的左眼图像，而右眼只能看到显示屏显示的右眼图像，从而获得不用佩带眼镜就可以观看的自由立体图像，完整的LED显示屏由一定数量的显示单元屏拼接构成，每个显示单元屏和一个安置在显示单元屏上的单元光栅，构成一个LED自由立体显示单元，许多个这样的LED自由立体显示单元构成一个LED大尺寸自由立体显示屏，也可以通过一个光栅和一个拼接好的LED屏构成一个完整的自由立体显示屏，该屏通过计算机驱动，显示自由立体帧图像，由许多自由立体帧图像构成自由立体动态图像。

2.权利要求1中所涉及的像素排列，其特征是在水平方向和垂直方向上，子像素和完整像素之间的间距都是相等的，LED发光元件的长边是垂直放置的，而短边是水平放置的，长边排列是同像素排列的列相平行的，而短边是同像素排列的行相平行的，在LED自由立体显示单元拼接成大尺寸的LED自由立体显示屏后，其整体的子像素和完整像素之间的间隔，无论在水平方向上，还是在垂直方向上仍然是等间隔排列的。

3.权利要求1中涉及到的单元光栅，其特征是该光栅是用金属通过激光加工制作完成的，该光栅的狭缝可以是沿着垂直方向构成，也可以倾斜构成，后者用于消除莫尔干涉，光栅通过螺丝固定在LED显示单元上，光栅与LED显示单元之间有一个固定的距离，其间的介质是空气，光栅上有加强筋。

4.权利要求1中涉及到的单元光栅，其特征是该光栅是用柱镜光栅板制作完成的，该光栅的柱镜可以是沿着垂直方向构成，也可以倾斜构成，后者用于消除莫尔干涉，柱镜光栅板通过螺丝固定在LED显示单元上，柱镜光栅板与LED显示单元之间有一个固定的距离，其间的介质是空气。

5.权利要求1中涉及的自由立体图像和立体帧，其特征是，该图像的自由立体帧是通过在一个具有视差序列的图像中依次提取每一幅图像的符合点像素，并用它们构成一个完整的立体帧像素，最终构成一个立体帧的行和立体帧，并在垂直方向上将此立体帧等比放大而形成的，连续播放这些立体帧，可以获得自由立体动态图像，通过光栅观看这些图像，即可获得自由立体视觉。

6.权利要求1中的红、绿、蓝子像素，其特征是，构成这些子像素的发光管的长度为1.6毫米，宽度为0.8毫米，每个子像素之间的水平间距为2.03125毫米，每个完整像素之间的水平间距为6.09375毫米，每个子像素在垂直方向上的间距为6.09375毫米，子像素的长边同像素列相平行，而子像素的短边同像素行相平行。

7.权利要求1中涉及的LED自由立体显示单元，其特征是该显示单元由水平32个完整像素和垂直32个完整像素构成，每个LED自由立体显示单元的尺寸为195毫米宽和195毫米高，在该单元屏的前端平行于该屏的一定距离上放置光栅。

8.权利要求1中涉及的大尺寸LED自由立体显示屏的大显示单元屏，其特征是该屏由水平方向上5块LED自由立体显示单元构成，共形成160个像素，而在垂直方向上由4块LED自由立体显示单元构成，共形成128个像素，该屏的水平宽度为975毫米，高度为780毫米，在该单元屏的前端平行于该屏的一定距离上放置光栅。

9.权利要求1中涉及的大尺寸LED自由立体显示屏，其特征是该屏水平方向由4个大显示单元屏构成，共有640个像素，3900毫米宽，在垂直方向上由3个大显示单元构成，共有384个像素，2340毫米高，在该屏的前端平行于该屏的一定距离上放置光栅。

10.权利要求1中涉及的大尺寸LED自由立体显示屏，其特征是该屏水平方向由5个大显示单元屏构成，共有800个像素，4875毫米宽，在垂直方向上由4个大显示单元构成，共有512个像素，3120毫米高，在该屏的前端平行于该屏的一定距离上放置光栅。

11.权利要求1中涉及的大尺寸LED自由立体显示屏，其特征是该屏水平方向由8个大显示单元屏构成，共有1280个像素，7800毫米宽，在垂直方向上由6个大显示单元构成，共有768个像素，4680毫米高。

12.权利要求1中涉及的光栅，是由胶片制作成的光栅幕，该光栅幕的周边固定在坚固的金属框架上，直接放置于LED自由立体显示屏的前面，同LED自由立体显示屏没有接触，在水平和垂直方向上，调节该光栅幕，以校正光栅和LED屏之间的安装误差。

13.权利要求12中涉及的光栅，其最终完整的光栅胶片是由多个分离的光栅胶片构成的，这些分离的光栅胶片相互粘接最终构成完整的光栅胶片，粘接部位必须在光栅的暗条纹处。

14.权利要求12中涉及的胶片光栅可以通过紫外光固化胶粘接到玻璃上或亚克力透明材料上，再将其固定在金属框架上，该光栅玻璃或光栅亚克力也是由分离的光栅拼接而成的，拼接部位在暗条纹处。

15.权利要求1中涉及的光栅，其光栅周期、狭缝宽度和光栅倾斜角度可以调整，调整是通过安置在光栅上端和光栅下端的连续菱形可控制伸缩的阵列实现的，该菱形阵列是由许多连接杆、接接杆中心和两端的孔和穿过孔将这些连接杆连接成菱形阵列的轴构成的，每条光栅是由金属材料或非金属材料制成的具有一定宽度的光栅片，每个光栅片的上下两端都固定在上下菱形阵列中每个菱形的顶点上，当菱形阵列在水平方向受力时，菱形阵列会沿着水平方向放大或收缩，从而调整了光栅的周期，固定菱形中心结点的一个金属滑槽可以整体上做水平移动，以调整光栅的倾斜角度，光栅片是可以转动的，以调整光栅的狭缝宽度，当光栅片将狭缝调整为最大时，该自由立体显示屏即可用作平面LED显示屏，全部光栅片的倾斜角度是一致的。

16.权利要求1中涉及的光栅，其特征是光栅是由具有一定直径的绳子做成的，绳子的直径构成光栅的暗条纹宽度，而绳子与绳子之间的距离构成光栅的周期，暗条纹之间的距离构成了透明条纹的宽度，全部由绳子构成的光栅都固定在金属框架上，该金属框架同LED显示屏有一个固定的距离，该光栅同LED显示屏是相互平行的。

17.权利要求9和权利要求10中涉及的光栅，其光栅周期为15毫米到17毫米之间，暗条纹的宽度在13毫米到15毫米之间，光栅条纹方向同LED显示屏垂直像素方向的顺时针旋转夹角为12度到13度之间，光栅同LED显示屏之间的距离在100毫米到250毫米之间，光栅在水平方向上的宽度大于3900毫米，高度大于2340毫米，光栅同LED显示屏之间无接触、无连接，光栅的金属框架同LED屏的金属框架之间有接触、有连接。

18.权利要求1中涉及到的像素排列，其特征是全部子像素是倾斜排列的，其焊盘连接线的方向同光栅条纹的方向相一致，子像素沿着焊盘连接线的方向和显示屏垂直边的方向形成一个夹角，而光栅沿着条纹方向也同显示屏垂直边的方向形成一个夹角，这两个夹角完全相等。

19.权利要求1中涉及到的像素排列，其特征是在每两个像素行之间的空间位置，排列了另一个像素行，这个排列在两个像素行之间的像素行，其子像素的排列方式同该像素行上方的像素行和该像素行下方的像素行的对应的子像素的排列方式完全相同，在水平方向上，具有相同的倾斜角度，相同的行点距，在垂直方向上，其点距是均分的，这个像素行中的每个子像素，同其上方的对应的子像素是并联连接的。

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