CN101900887A - 一种高分辨率立体显示装置及显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高分辨率立体显示装置，包括显示面板和光栅，显示面板在一个周期中显示至少两幅视差图像，且该至少两幅视差图像为拆分完整的带有视差的视图后组合而成，光栅将上述至少两幅视差图像中对应不同观看区的视图的图像分别导向各自的观看区。本发明还公开了一种高分辨率立体显示方法。本发明的上述技术方案利用光栅与同步控制显示的显示面板相结合，实现全分辨率立体显示的效果。

Description

一种高分辨率立体显示装置及显示方法
技术领域
本发明涉及立体显示技术领域，尤其涉及一种利用光栅实现高分辨率立体显示的装置及方法。
背景技术
现有的裸眼立体显示技术是通过光栅的分光作用，使一幅图进入左眼，另一幅图进入右眼，经过大脑融合而形成立体视觉。如图1所示，背光源1发出的光对矩阵显示器的图像层2进行照明后，图像层2被照明并变成次光源，通过狭缝光栅3将图像层2中的像素列R1至R2n导向右眼观看区，将图像层2中的像素列L1至L2n导向左眼观看区，像素列R1至R2n构成的图像与像素列L1至L2n构成的图像具有视差，这种立体显示方式所形成的立体由于只有一半的像素进入左眼另一半像素进入右眼，所以整个立体图像的分辨率降低了一半，图像质量很差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高分辨率立体显示装置及显示方法。
为实现上述目的，本发明提供一种高分辨率立体显示装置，包括显示面板和光栅，所述显示面板在一个周期中显示至少两幅视差图像，且所述至少两幅视差图像为拆分完整的带有视差的视图后组合而成，所述光栅将所述至少两幅视差图像中对应不同观看区的视图的图像分别导向各自的观看区。
进一步地，所述完整的带有视差的视图包括完整左眼视图和完整右眼视图。
进一步地，所述周期包括第一时间段和第二时间段，在第一时间段中显示的视差图像包括具有所述完整左眼视图一半分辨率的第一左眼视图和具有所述完整右眼视图一半分辨率的第一右眼视图，所述光栅将所述第一左眼视图和所述第一右眼视图分别导向左眼观看区和右眼观看区；在第二时间段中显示的视差图像包括从所述完整左眼视图中去掉所述第一左眼视图后的第二左眼视图和从所述完整右眼视图中去掉所述第一右眼视图后的第二右眼视图，其中，所述第二左眼视图所处显示面板的位置为第一右眼视图所处显示面板的位置，所述第二右眼视图所处显示面板的位置为第一左眼视图所处显示面板的位置，所述光栅在第二时间段形成的狭缝光栅与在第一时间段形成的狭缝光栅相比，平移了一个距离，以将所述第二左眼视图和所述第二右眼视图分别导向左眼观看区和右眼观看区。
进一步地，所述光栅为可控液晶狭缝光栅。
进一步地，所述可控液晶狭缝光栅中的液晶成份为铁电液晶。
本发明还提供一种高分辨率立体显示方法，其包括：
利用显示面板将至少两幅视差图像在一个周期中显示出来，其中，所述至少两幅视差图像为将完整的带有视差的视图拆分后组合而成，每幅视差图像包括完整的带有视差的视图中的部分图像，该部分图像在所述视差图像中所处的位置与在完整的带有视差的视图中所处的位置相同；
利用光栅将每幅视差图像中属于不同观看区的图像分别导向各自的观看区。
进一步地，所述完整的带有视差的视图包括完整左眼视图和完整右眼视图。
进一步地，所述周期包括第一时间段和第二时间段，在第一时间段中显示的视差图像包括具有所述完整左眼视图一半分辨率的第一左眼视图和具有所述完整右眼视图一半分辨率的第一右眼视图，所述光栅将所述第一左眼视图和所述第一右眼视图分别导向左眼观看区和右眼观看区；在第二时间段中显示的视差图像包括从所述完整左眼视图中去掉所述第一左眼视图后的第二左眼视图和从所述完整右眼视图中去掉所述第一右眼视图后的第二右眼视图，其中，所述第二左眼视图所处显示面板的位置为第一右眼视图所处显示面板的位置，所述第二右眼视图所处显示面板的位置为第一左眼视图所处显示面板的位置，所述光栅在第二时间段形成的狭缝光栅与在第一时间段形成的狭缝光栅相比，平移了一个距离，以将所述第二左眼视图和所述第二右眼视图分别导向左眼观看区和右眼观看区。
进一步地，所述光栅为可控液晶狭缝光栅。
进一步地，所述可控液晶狭缝光栅中的液晶成份为铁电液晶。
本发明的上述技术方案利用光栅与同步控制显示的显示面板相配合，实现在人眼视觉停留期间将两幅完整的画面分辨导向观看者的左眼观看区和右眼观看区，以达到全分辨率立体显示的效果。
附图说明
图1为现有技术中低分辨率立体显示光路原理图；
图2为本发明显示面板在两个时间段显示的图像PT1和PT2示意图；
图3为本发明视差图像拆分示意图；
图4为本发明高分辨率立体显示的光学原理示意图；
图5为可控液晶狭缝光栅的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实现原理。
首先说明本发明中显示面板的工作过程，本发明的显示面板在一个视觉停留期间之内要显示两幅图像，即两帧图像，分别为第一时间段(第一帧)显示的图像PT1(参见图2)和第二时间段(第二帧)显示的图像PT2，其中，两幅图中L奇和L偶构成一幅完整的左眼视图L，R奇和R偶构成一幅完整的右眼视图R，本发明以刷新率为120Hz的显示面板为例，所述第一时间段显示的图像PT1和第二时间段显示的图像PT2交替显示，即第一个1/120s显示如图2所示的图像PT1(第一幅左眼视图和第一幅右眼视图合成图像)，第二个1/120s显示如图2所示的图像PT2(第一幅左眼视图和第一幅右眼视图合成图像)，第三个1/120s显示如图2所示的图像PT1(第二幅左眼视图和第二幅右眼视图合成图像)，第四个1/120s显示如图2所示的图像PT2(第二幅左眼视图和第二幅右眼视图合成图像)，…，以此类推，因此，在一个视觉停留期间能将对应同一时刻的完整的左眼视图和右眼视图显示出来。其中，图像PT1和PT2是采用如下方式进行拆分然后组合而成，参见图3，将一帧左眼视图L分割为相邻两帧显示的两副视图，比如第一时间段显示的第一左眼视图10和第二时间段显示的第二左眼视图20，所述第一左眼视图10和第二左眼视图20组成一幅完整的左眼视图L；将一帧右眼视图R分割为相邻两帧显示的两副视图，比如第一时间段显示的第一右眼视图30和第二时间段显示的第二右眼视图40，所述第一右眼视图30和第二右眼视图40组成一幅完整的右眼视图R。
第一左眼视图10包括多个等间距平行排列的视图单元L偶，第二左眼视图20包括多个等间距平行排列的视图单元L奇，相邻视图单元L偶或相邻视图单元L奇之间存在空白档。第一右眼视图30包括的多个等间距平行排列的视图单元R奇，第二右眼视图40包括的多个等间距平行排列的视图单元R偶。且相邻视图单元R奇或相邻视图单元R偶之间存在空白档。所述空白档均大小相等。另外，第一左眼视图10的视图单元L偶在显示屏的位置对应第一右眼视图30的空白档，第一右眼视图30的视图单元R奇在显示屏的位置对应第一左眼视图10的空白档；也即：第一左眼视图10和第一右眼视图30进行插值构成在第一时间段显示的一桢图像PT1。第二左眼视图20的视图单元L奇在显示屏的位置对应第二右眼视图40的空白档，第二右眼视图40的视图单元R偶在显示屏的位置对应第二左眼视图20的空白档，也即：第二左眼视图10和第二右眼视图40进行插值构成在第二时间段显示的一桢图像PT2。
下面详细说明本发明的光学原理，参见图4，图中示意了一个视觉停留期间的光路原理图，图中附图标记2指示的是显示面板，附图标记3指示的是可控狭缝光栅，PT1和PT2分别指示的是在T1和T2两个时间段显示面板显示的图像，31和32指示的是在T1和T2两个时间段所分别形成的狭缝光栅，在T1时间段，显示面板2显示图像PT1，可控狭缝光栅3形成附图标记31所指示的狭缝光栅，光路如图中实线所示，视图单元L偶和视图单元R奇通过狭缝光栅31的狭缝分别导向观看者的左眼观看区和右眼观看区，在随后的T2时间段，显示面板2显示图像PT2，可控狭缝光栅3形成附图标记32所指示的狭缝光栅，所述T2时间段形成的狭缝光栅与T1时间段形成的狭缝光栅相比，平移了一个距离，光路如图中虚线所示，视图单元L奇和视图单元R偶通过狭缝光栅32的狭缝分别导向观看者的左眼观看区和右眼观看区，由于两个时间段的图像切换非常迅速，第一时间段和第二时间段之和小于或等于人眼视觉停留所需的最长时间，超过人眼的分辨能力，人眼存在视觉停留，人的左眼能够感觉到由L奇和L偶叠加形成的完整的左眼视图L，人的右眼能够感觉到由R奇和R偶叠加形成的完整的右眼视图R，由此使得观看者能看到全分辨率的左眼视图和右眼视图，左右眼所看到的图像经过大脑融合，形成高分辨率的立体图像，我们可以将T1与T2时间段之和称为一个周期，也就是显示一幅完整的左眼视图和右眼视图所需的时间。为了让本领域技术人员更加容易理解两个时间段的光路原理，在图中所示的狭缝光栅31和32是进行了一点错位的，不在一个平面上，并且用实线和虚线加以区分，事实上，图中狭缝光栅31和狭缝光栅32是同一个可控狭缝光栅，本发明中对于可控光栅平移的距离没有做具体规定，在立体显示领域，由于各种不同大小的显示屏幕以及不同的观看距离等因素决定光栅狭缝位置的设定，对于每一款具体的立体显示装置如何设定光栅的狭缝是一种较成熟的现有技术，因此，设置T2时间段光栅的狭缝位置可以利用同样的技术手段去实现，这里就不需再做具体的说明。
同理，本发明也可以实现将完整的带有视差的视图进行拆分，再组合而成得到至少两幅视差图像，并依照上述的方法进行高分辨率立体显示。
本发明具体实施方案中的可控狭缝光栅可以采用铁电液晶狭缝光栅，能够在T1时间段和T2时间段进行更加快速的切换。可控液晶狭缝光栅在现有技术中有着广泛的应用，例如专利公开文献CN201194055Y、CN 101487938A、CN 20259593Y及CN 101159881A中均有记载，下面对现有可控液晶狭缝光栅的结构和基本原理进行简单的说明。
如图5所示为现有的可控型液晶狭缝光栅的结构示意图，包括：透明基板21、透明基板22、带状电极23、取向层24、公共电极25、取向层26、扭曲向列液晶27和偏光片28。其中，透明基板21和透明基板22相互平行，透明基板21的上表面上具有多个平行设置的带状电极23，带状电极23的上表面设置有取向层24，透明基板22的下表面上设置有公共电极25，公共电极25的下表面具有取向层26，取向层24和取向层26的取向方向相互垂直，且两取向层之间充满扭曲向列液晶27，该扭曲向列液晶27可以是铁电液晶。通过控制带状电极23与公共电极25之间的电场来控制从显示面板射出的偏振光的扭转或不扭转，当带状电极23与公共电极25之间存在电场时，偏振光不发生扭转，反之会由于扭曲向列液晶27的作用发生扭转，由于偏光片28的存在，只允许其中一种偏振光通过，另一种偏振光会被遮挡，以此形成可控狭缝光栅。
上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的技术人员在本方法的启示下，在不脱离本方法宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高分辨率立体显示装置，包括显示面板和光栅，其特征在于：所述显示面板在一个周期中显示至少两幅视差图像，且所述至少两幅视差图像为拆分完整的带有视差的视图后组合而成，所述光栅将所述至少两幅视差图像中对应不同观看区的视图的图像分别导向各自的观看区。
2.根据权利要求1所述的高分辨率立体显示装置，其特征在于：所述完整的带有视差的视图包括完整左眼视图和完整右眼视图。
3.根据权利要求2所述的高分辨率立体显示装置，其特征在于：所述周期包括第一时间段和第二时间段，在第一时间段中显示的视差图像包括具有所述完整左眼视图一半分辨率的第一左眼视图和具有所述完整右眼视图一半分辨率的第一右眼视图，所述光栅将所述第一左眼视图和所述第一右眼视图分别导向左眼观看区和右眼观看区；在第二时间段中显示的视差图像包括从所述完整左眼视图中去掉所述第一左眼视图后的第二左眼视图和从所述完整右眼视图中去掉所述第一右眼视图后的第二右眼视图，其中，所述第二左眼视图所处显示面板的位置为第一右眼视图所处显示面板的位置，所述第二右眼视图所处显示面板的位置为第一左眼视图所处显示面板的位置，所述光栅在第二时间段形成的狭缝光栅与在第一时间段形成的狭缝光栅相比，平移了一个距离，以将所述第二左眼视图和所述第二右眼视图分别导向左眼观看区和右眼观看区。
4.根据权利要求1、2或3所述的高分辨率立体显示装置，其特征在于：所述光栅为可控液晶狭缝光栅。
5.根据权利要求4所述的高分辨率立体显示装置，其特征在于：所述可控液晶狭缝光栅中的液晶成份为铁电液晶。
6.一种高分辨率立体显示方法，其特征在于，
利用显示面板将至少两幅视差图像在一个周期中显示出来，其中，所述至少两幅视差图像为将完整的带有视差的视图拆分后组合而成，每幅视差图像包括完整的带有视差的视图中的部分图像，该部分图像在所述视差图像中所处的位置与在完整的带有视差的视图中所处的位置相同；
利用光栅将每幅视差图像中属于不同观看区的图像分别导向各自的观看区。
7.根据权利要求6所述的高分辨率立体显示方法，其特征在于，所述完整的带有视差的视图包括完整左眼视图和完整右眼视图。
8.根据权利要求7所述的高分辨率立体显示方法，其特征在于，
所述周期包括第一时间段和第二时间段，在第一时间段中显示的视差图像包括具有所述完整左眼视图一半分辨率的第一左眼视图和具有所述完整右眼视图一半分辨率的第一右眼视图，所述光栅将所述第一左眼视图和所述第一右眼视图分别导向左眼观看区和右眼观看区；在第二时间段中显示的视差图像包括从所述完整左眼视图中去掉所述第一左眼视图后的第二左眼视图和从所述完整右眼视图中去掉所述第一右眼视图后的第二右眼视图，其中，所述第二左眼视图所处显示面板的位置为第一右眼视图所处显示面板的位置，所述第二右眼视图所处显示面板的位置为第一左眼视图所处显示面板的位置，所述光栅在第二时间段形成的狭缝光栅与在第一时间段形成的狭缝光栅相比，平移了一个距离，以将所述第二左眼视图和所述第二右眼视图分别导向左眼观看区和右眼观看区。
9.根据权利要求6、7或8所述的高分辨率立体显示方法，其特征在于，所述光栅为可控液晶狭缝光栅。
10.根据权利要求9所述的高分辨率立体显示方法，其特征在于，所述可控液晶狭缝光栅中的液晶成份为铁电液晶。
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