CN102169236A

CN102169236A - 基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法

Info

Publication number: CN102169236A
Application number: CN 201110094307
Authority: CN
Inventors: 李海波; 周静; 李国炳
Original assignee: HEILONGJIANG FOUR-DIMENSIONAL IMAGE DIGITAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HEILONGJIANG FOUR-DIMENSIONAL IMAGE DIGITAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-04-15
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2031-04-15
Also published as: CN102169236B

Abstract

基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法，属于自由立体显示设备子像素排列的技术领域。显示设备上的红、绿、蓝子像素分离设置，水平方向为子像素同色成行，垂直方向为红、绿、蓝子像素排列方式中一种的循环排列，垂直方向上的一组红、绿、蓝子像素构成一个像素单元，显示设备前平行设置柱镜光栅，柱镜光栅上的透镜条纹垂直设置。本发明结构简单、设计合理，将柱镜光栅垂直放置，可以看到视点的所有色彩。观察者改变观看角度时视点切换顺滑，无画面跳动感，且避免左右眼同时看到子像素间的黑线条。红、绿、蓝子像素的窄边在显示设备上水平放置，大大减小了柱镜光栅的栅距，有效提高立体播放图像的分辨率。

Description

基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法

技术领域

本发明属于自由立体显示设备子像素排列的技术领域，具体涉及一种基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法。

背景技术

随着显示技术的不断发展，人们已经开发出了各种各样无需借助立体眼镜等辅助工具，而直接裸眼就能观看立体图像的自由立体显示技术，主要包括柱镜光栅立体显示、狭缝光栅立体显示、全息立体显示等。在众多的自由立体显示技术中，基于柱镜光栅的自由立体显示技术因立体视觉效果突出，成为当前较为常见的自由立体显示技术。

光栅式自由立体显示设备由在2D平面显示设备上加装光栅制成，立体光栅一般附在立体图像或者显示屏外面，光栅对显示设备发出的图像光线起分光的作用，使对应的光束分别进入人的左眼和右眼，利用人两眼视差，观察者可以看到虚幻的立体图像。柱镜透镜光栅利用透镜对光的折射原理，没有造成显示设备的亮度损失。无论有无背景光源，通过柱镜光栅都可以看到良好的立体效果，在有背景光源的情况下立体效果更加完美。

光栅式自由立体显示设备要得到逼真的立体效果，只有光栅进行分光是不够的，还要求原始2D图像来自成像物体的不同视点，一般对于N视点(N≥2)的自由立体显示设备需要有N个不同视点的图像，N个视点在水平方向上有视差偏移，对不同视点的2D图像的像素进行重新排列后在自由立体显示设备上播放才会产生立体效果。

目前现有显示设备上的子像素排列方式一般为水平方向上RGB循环排列，垂直方向上为同色成列，水平方向上一组相邻的RGB构成一个像素，且该像素的高度和宽度相等为一个正方形，每个RGB子像素在显示平面上都是宽高比为1∶3的小矩形，如图1所示。通常，这种子像素的排列方式对N视点的2D图像像素重新排列后进行立体显示时，若将光栅垂直安装，看到的为垂直方向上的单色子像素，无法正确还原立体影像的准确色彩，且当在某一角度观看时左右眼看到的是两个子像素间的黑线条，因此必须将柱镜光栅上的透镜条纹倾斜一定角度设置。倾斜角度的柱镜光栅加工制作难度高，且严重影响立体影像的清晰度，若用于大屏幕显示立体效果要对柱镜光栅进行拼接，若每块柱镜光栅上的透镜条纹倾斜角度有误差则会导致拼接后的整体误差更大，极大的降低立体播放效果。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法的技术方案，改变显示设备上子像素的排列方式，使柱镜光栅可以垂直放置，提高立体播放效果。

所述的基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法，其特征在于显示设备上的红、绿、蓝子像素分离设置，红、绿、蓝子像素的窄边在显示设备上水平放置，长边垂直放置，在显示设备上水平方向为子像素同色成行，垂直方向为红、绿、蓝子像素排列方式中一种的循环排列，垂直方向上的一组红、绿、蓝子像素构成一个像素单元，垂直方向每一列为一个视点的像素，显示设备前平行设置柱镜光栅，柱镜光栅上的透镜条纹垂直设置，显示设备播放多视点合成立体图像，所需视点个数为n，n为大于等于3的奇数，柱镜光栅的一个光栅栅距覆盖n/2个子像素。

所述的基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法，其特征在于红、绿、蓝子像素在显示设备的水平方向上均匀分布，相邻子像素的中心距为a。

所述的基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法，其特征在于所述的垂直方向为红、绿、蓝子像素排列方式中一种的循环排列，排列方式包括红绿蓝、红蓝绿、绿红蓝、绿蓝红、蓝红绿、蓝绿红，垂直方向上按其中的一种排列方式进行循环。

所述的基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法，其特征在于显示设备水平方向上红、绿、蓝子像素的数量为n的倍数，垂直方向上红、绿、蓝子像素的数量为3的倍数。

所述的基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法，其特征在于红、绿、蓝子像素在显示设备的垂直方向上均匀分布，相邻子像素的中心距为b，b＝n*a/3。

所述的基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法，其特征在于柱镜光栅的一个光栅栅距宽度为n*a/2。

所述的基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法，其特征在于垂直方向上的一组红、绿、蓝子像素构成一个像素单元，相邻像素单元的中心距为3b，3b＝3*n*a/3＝n*a。

所述的基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法，其特征在于显示设备的水平方向上n个视点按1、3、、、、n、2、、、、n-1的顺序排列，以此循环合成立体图像；n个视点水平方向宽度为n*a，与垂直方向一个像素单元长度相同，组成一个正方形。

本发明结构简单、设计合理，将显示设备上的红、绿、蓝子像素分离设置，红、绿、蓝子像素的窄边在显示设备上水平放置，长边垂直放置，在显示设备上水平方向为子像素同色成行，垂直方向为红、绿、蓝子像素排列方式中一种的循环排列，垂直方向上的一组红、绿、蓝子像素构成一个像素单元，垂直方向每一列为一个视点的像素，将柱镜光栅垂直放置，可以看到视点的所有色彩。观察者改变观看角度时视点切换顺滑，无画面跳动感，且避免左右眼同时看到子像素间的黑线条。红、绿、蓝子像素的窄边在显示设备上水平放置，大大减小了柱镜光栅的栅距，有效提高立体播放图像的分辨率。该子像素的排列方式适用于现有的液晶显示器、等离子显示器、LED大屏幕显示屏、OLED显示屏等显示设备，使其满足光栅垂直放置显示立体的要求。

附图说明

图1为现有显示设备的红、绿、蓝子像素排列结构示意图；

图2为本发明红、绿、蓝子像素其中一种排列方式的结构示意图；

图3为按图2的排列方式对9个视点图像子像素排列示意图；

图4为柱镜光栅的自由立体显示原理图；

图5为观看角度变换视点切换的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的说明。

所述的基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法，显示设备上的红、绿、蓝子像素分离设置，红、绿、蓝子像素的窄边在显示设备上水平放置，长边垂直放置，在显示设备上水平方向为子像素同色成行，垂直方向为红、绿、蓝子像素排列方式中一种的循环排列，红、绿、蓝子像素的排列方式包括红绿蓝、红蓝绿、绿红蓝、绿蓝红、蓝红绿、蓝绿红，垂直方向上按其中的一种排列方式进行循环，图2所示为按红绿蓝排列进行循环的方式，其他几种排列的循环方式与此相同，不在图示。垂直方向上的一组红、绿、蓝子像素构成一个像素单元，垂直方向每一列为一个视点的像素，显示设备前平行设置柱镜光栅，柱镜光栅上的透镜条纹垂直设置，显示设备播放多视点合成立体图像，显示设备播放的合成立体图像所需视点个数为n，n为大于等于3的奇数。

红、绿、蓝子像素在显示设备的水平方向上均匀分布，水平方向相邻子像素的中心距为a。红、绿、蓝子像素在显示设备的垂直方向上均匀分布，垂直方向相邻子像素的中心距为b，b＝n*a/3。垂直方向上的一组红、绿、蓝子像素构成一个像素单元，相邻像素单元的中心距为3b，3b＝3*n*a/3＝n*a。显示设备水平方向上红、绿、蓝子像素的数量为n的倍数，垂直方向上红、绿、蓝子像素的数量为3的倍数。

显示设备的水平方向上n个视点按1、3、、、、n、2、、、、n-1的顺序排列，以此循环从而合成立体图像；n个视点水平方向宽度为n*a，与垂直方向一个像素单元长度相同，组成一个正方形。设置在显示设备前的柱镜光栅一个光栅栅距宽度为n*a/2，覆盖n/2个子像素。

图3所示为按图2的排列方式对9个视点图像子像素进行排列的结构示意图。第一个视点图像的第一个红子像素填充到显示设备的最左上角，向右依次填充第3、5、7、9、2、4、6、8视点的红色子像素并循环，第一个视点图像的第一个绿子像素填充到第一个红子像素下方，向右依次填充第3、5、7、9、2、4、6、8视点的绿色子像素并循环，第一个视点图像的第一个蓝子像素填充到第一个绿子像素下方，向右依次填充第3、5、7、9、2、4、6、8视点的蓝色子像素并循环，直到填充完成整个立体图像。垂直方向上的一组红、绿、蓝子像素构成一个像素单元，垂直方向每一列为一个视点的像素。光栅栅距占据4.5个子像素的宽度，在播放合成后的立体图像时，观察者在某一角度左右眼看到两个视点的图像，左右眼的图像对最终在大脑的融合下看到立体效果。

如图5所示，当观察者在某一角度左右眼分别看到右眼1的第3视点图像、左眼1的第2视点图像，当观察者向右移动，右眼2仍然看到的是第3视点的图像，此时左眼2看到的是第4视点的图像，角度移动过程中使右眼一个视点的图像与左眼两个视点的图像合成立体图像，视点切换顺滑无画面跳动感，且避免了在移动的过程中左右眼同时看到子像素之间的黑线条的现象。不同角度观看其他视点的视点切换情况与此相同，不在赘述。

现有显示设备翻转90°后子像素排列虽然在显示设备上水平方向也为子像素同色成行，垂直方向为红、绿、蓝子像素循环排列，但翻转后子像素的长边在显示设备上水平放置，会增加光栅栅距，极大的降低立体播放的分辨率。同时，现有显示设备的一个像素单元呈正方形，翻转90°后垂直安装柱镜光栅将子像素在水平方向上进行放大，而子像素在垂直方向上仍是原大小，造成像素的严重变形，造成立体效果的失真。

该子像素的排列方式适用于现有的液晶显示器、等离子显示器、LED大屏幕显示屏、OLED显示屏等显示设备，改变其上子像素的排列方式，即可使其满足光栅垂直放置显示立体图像的要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法，其特征在于显示设备上的红、绿、蓝子像素分离设置，红、绿、蓝子像素的窄边在显示设备上水平放置，长边垂直放置，在显示设备上水平方向为子像素同色成行，垂直方向为红、绿、蓝子像素排列方式中一种的循环排列，垂直方向上的一组红、绿、蓝子像素构成一个像素单元，垂直方向每一列为一个视点的像素，显示设备前平行设置柱镜光栅，柱镜光栅上的透镜条纹垂直设置，显示设备播放多视点合成立体图像，所需视点个数为n，n为大于等于3的奇数，柱镜光栅的一个光栅栅距覆盖n/2个子像素。

2.如权利要求1所述的基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法，其特征在于红、绿、蓝子像素在显示设备的水平方向上均匀分布，相邻子像素的中心距为a。

3.如权利要求1所述的基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法，其特征在于所述的垂直方向为红、绿、蓝子像素排列方式中一种的循环排列，排列方式包括红绿蓝、红蓝绿、绿红蓝、绿蓝红、蓝红绿、蓝绿红，垂直方向上按其中的一种排列方式进行循环。

4.如权利要求1所述的基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法，其特征在于显示设备水平方向上红、绿、蓝子像素的数量为n的倍数，垂直方向上红、绿、蓝子像素的数量为3的倍数。

5.如权利要求1或2所述的基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法，其特征在于红、绿、蓝子像素在显示设备的垂直方向上均匀分布，相邻子像素的中心距为b，b＝n*a/3。

6.如权利要求1或2所述的基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法，其特征在于柱镜光栅的一个光栅栅距宽度为n*a/2。

7.如权利要求5所述的基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法，其特征在于垂直方向上的一组红、绿、蓝子像素构成一个像素单元，相邻像素单元的中心距为3b，3b＝3*n*a/3＝n*a。

8.如权利要求1或7所述的基于垂直柱镜光栅的奇数视点自由立体子像素排列方法，其特征在于显示设备的水平方向上n个视点按1、3、、、、n、2、、、、n-1的顺序排列，以此循环合成立体图像；n个视点水平方向宽度为n*a，与垂直方向一个像素单元长度相同，组成一个正方形。