CN102843569A

CN102843569A - 一种多视点自动立体显示装置

Info

Publication number: CN102843569A
Application number: CN2012103202044A
Authority: CN
Inventors: 方勇
Original assignee: Shanghai EVIS Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai EVIS Technology Co Ltd
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2032-08-31
Also published as: CN102843569B

Abstract

本发明提供一种多视点自动立体显示装置，包括用于显示多视点合成图像的显示面板；用于将所述多视点合成图像分成多个视点图像的分像装置；所述分像装置的分像单元水平方向覆盖的子像素个数为整数；所述分像装置的分像单元与垂直方向呈预设角度倾斜；所述多视点合成图像的视点矩阵按视点分行倍增方式间隔排列。本发明使用高密度的分像装置显示获得了更多的视点图像，利用视点图像间的分辨率增强效应，视觉分辨率由分像装置的分像单元密度决定，也就是由栅距决定，不是由单个视点图像分辨率决定，可以显著提高多视点自动立体显示装置的视觉分辨率；同时，由于利用了行间的视点倍增效应，可达到多视点显示的效果，降低“死区”区域，提高视觉舒适性。

Description

一种多视点自动立体显示装置

技术领域

本发明涉及一种图像显示装置，特别是涉及一种多视点自动立体显示装置。

背景技术

一般的自动立体显示装置主要由显示面板和分像装置组成，显示面板通常由LCD、PDP等平板显示器件组成，分像装置通常由狭缝光栅和柱镜光栅等光栅器件组成。显示面板包括多个像素，每个像素由用于显示不同颜色分量的多个子像素组成；分像装置包括多个分像单元，将分像装置按一定方式配置在显示面板前面，可以将不同的子像素的输出引导到不同的空间位置；如果将多视点图像按照分像装置的分光特性进行合成并在显示面板上显示，经过分像装置，可使人的双眼看到不同的视点图像，产生立体感觉，如图1、图2所示。

为解决多人多角度同时观看的问题以及改善观看舒适度，这种类型的自动立体显示装置通常采用多视点显示方式。多视点显示可以拓展可视区域，减少“死区”区域，提高立体观看舒适性；但是，多视点显示由于在显示面板上要同时显示多个视点图像，从而导致单个视点图像分辨率显著下降，严重影响图像质量。例如，在1920×1080的全高清显示面板上采用9视点显示方式，则视点图像分辨率为640×360。为解决多视点自动立体显示方式分辨率低的问题，提出了许多改进分辨率的方法与装置：荷兰皇家飞利浦电子股份有限公司的专利“自动立体显示设备”（公开号CN101836460）利用不同偏振光在双折射棱镜上的不同折射率分时显示不同视点图像，形成立体视觉，设备构成复杂，需要偏振显示光源、双折射棱镜、分时显示驱动、高帧率显示器件等；韩国三星电子株式会社申请的专利“具有改善的分辨率的多视角自动立体显示器”（公开号CN101518095）利用定向背光分时显示不同视点图像，形成立体视觉，设备构成复杂，需要复杂的定向背光源、分时背光驱动、高帧率显示器件等。以上改进分辨率的多视点自动立体显示装置能保持显示面板的分辨率不下降，但都是通过分时显示方式实现，需要高帧率的显示面板以及更复杂的光源，设备复杂，成本高。

本发明提出的多视点自动立体显示装置，将高密度分像装置按特定方式配置在显示面板前面，使用视点分行倍增方式间隔排列多视点图像，利用视点图像间相关性增强视觉分辨率，可达到多视点显示而不显著降低视觉分辨率，显著提高立体图像质量。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多视点自动立体显示装置，用于解决现有技术中多视点自动立体显示装置随视点数增加分辨率严重下降的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种多视点自动立体显示装置，其特征在于，至少包括：

用于显示多视点合成图像的显示面板；

用于将所述多视点合成图像分成多个视点图像的分像装置；

其中，所述分像装置的分像单元水平方向覆盖的子像素个数为整数；

所述分像装置的分像单元与垂直方向呈预设角度倾斜；

所述多视点合成图像的视点矩阵按视点分行倍增方式间隔排列。

在本发明的多视点自动立体显示装置中，所述分像单元与垂直方向呈θ角向左或向右倾斜，且倾斜的斜率tanθ=R/T，其中，R为带分数，代表视点图像行偏移子像素，T为整数，其数值等于子像素高宽比与垂直分辨率下降系数的乘积。

在本发明的多视点自动立体显示装置中，所述分像单元的栅距d=k×w×cosθ，其中，k代表分像单元水平覆盖的子像素的个数，为整数，w为子像素的宽度。

作为本发明的多视点自动立体显示装置的一个优选方案，所述分像单元水平覆盖的子像素k为4个，子像素高宽比为3，垂直分辨率下降系数为3，视点图像行偏移子像素为5/2，倾斜角度的斜率tanθ为5/18。

在本发明的多视点自动立体显示装置中，所述多视点自动立体显示装置显示的视点数为V=v×k，其中，k代表分像单元水平覆盖的子像素的个数，v为视点倍增系数，由公式v×M=L确定，M为R的分数部分，L为此公式能取的最小正整数值。

在本发明的多视点自动立体显示装置中，视点矩阵按视点分行倍增方式间隔排列为：1）视点图像行间视点按0、1、…、v-1起始排列；2）视点图像行内视点按v间隔排列。

如上所述，本发明的多视点自动立体显示装置，具有以下有益效果：本发明包括用于显示多视点合成图像的显示面板；用于将所述多视点合成图像分成多个视点图像的分像装置；所述分像装置的分像单元水平方向覆盖的子像素个数为整数；所述分像装置的分像单元与垂直方向呈预设角度倾斜；所述多视点合成图像的视点矩阵按视点分行倍增方式间隔排列。本发明使用高密度的分像装置显示获得了更多的视点图像，利用视点图像间的分辨率增强效应，视觉分辨率由分像装置的分像单元密度决定，也就是由栅距决定，不是由单个视点图像分辨率决定，可以显著提高多视点自动立体显示装置的视觉分辨率；同时，由于利用了行间的视点倍增效应，可达到多视点显示的效果，降低“死区”区域，提高视觉舒适性。

附图说明

图1显示为狭缝式光栅多视点自动立体显示方式示意图。

图2显示为柱镜式光栅多视点自动立体显示方式示意图。

图3显示为本发明的多视点自动立体显示装置结构示意图（右斜）。

元件标号说明

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

实施例

请参阅图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图3所示，本实施例提供一种多视点自动立体显示装置，至少包括：

用于显示多视点合成图像的显示面板；

用于将所述多视点合成图像分成多个视点图像的分像装置；；

其中，所述分像装置的分像单元1水平方向覆盖的子像素10111的个数为整数；

所述分像装置的分像单元1与垂直方向呈预设角度倾斜；

所述显示面板为液晶显示面板LCD、等离子体显示面板PDP和发光二极管显示面板LED中的任意一种。在本实施例中，所述显示面板为液晶显示面板LCD，其分辨为1920×1080。当然，在其它的实施例中，可以采用一切预期的显示面板，并不限于此处所列举的种类，其分辨率也可以根据不同的需求而进行选择。

所述分像单元1与垂直方向呈θ角向左或向右倾斜，且倾斜的斜率tanθ=R/T，其中，R为带分数，代表视点图像垂直行偏移子像素，T为整数，其数值等于子像素10111高宽比与垂直分辨率下降系数的乘积。所述视点图像垂直行偏移子像素R具体指所述分像单元经过一个视点图像行时的左斜或右斜引起的子像素偏移量，所述垂直分辨率下降系数的具体数值为一个视点图像行所包含的子像素行的个数。

进一步地，所述分像单元1的栅距d=k×w×cosθ，其中，k代表分像单元1水平覆盖的子像素10111的个数，w为子像素10111的宽度，θ为分像单元1与垂直方向的倾斜角度。需要说明的是，对于大尺寸显示，k可以用小调整因子进行修正以提高显示效果。

所述多视点自动立体显示装置显示的视点数为V=v×k，其中，k代表分像单元1水平覆盖的子像素10111的个数，v为视点倍增系数，由公式v×M=L确定，M为R的分数部分，L为此公式能取的最小正整数值。为了便于理解，此处假设R=5/2，则其分数部分为1/2，则v由公式v×1/2=L决定，此等式中L能取的最小正整数为1，因此视点倍增系数v为2。

所述视点矩阵按视点分行倍增方式间隔排列为：1）视点图像行101间视点按0、1、…、v-1起始排列；2）视点图像行101内视点按v间隔排列。具体的实施方式将在以下的一个具体实施过程中做详细的解释。

为了便于了解本发明的技术方案，此处提供一具体的实施过程，如图3所示，所述分像单元1与垂直方向呈θ角右斜，其子像素10111高宽比3，垂直分辨率下降系数为3，则T为9，一个视点图像行101的子像素偏移数R为5/2，依据tanθ=R/T可知所述分像单元1的斜率为5/18。

由于R的分数部分为1/2，由公式v×M=L可确定所述分像单元1的视点倍增系数为2，其水平覆盖4个子像素10111，故由V=v×k可知，自动立体显示装置显示的视点数为V为8。由于所述视点矩阵按视点分行倍增方式间隔排列为，所以若在一个周期内每增加一个视点图像行，则视点数增加，增加的数量为分像单元水平覆盖子像素的个数k。具体地，可先对各该视点图像行101的子像素10111进行编号，使不同编号的子像素代表不同的视点，使不同视点图像行间视点按0、1、…、v-1起始排列，同一视点图像行内视点按公差为v的等差数列方式排列，且每个周期结构所包含的视点图像行的行数与视点倍增系数相等。如视点倍增系数v为2时，每个周期结构10包含2个视点图像行101，使第一视点图像行的子像素行视点排列为0、2、4、6，第二视点图像行的子像素行视点排列为1、3、5、7，第一视点图像行与第二视点图像行组成一个周期结构10，然后再周期重复，分像单元1中相同编号的子像素10111代表相同的视点。当然，此处的视点编号只是作为一个便于理解的实施方式，在其它的实施方式中，各该视点可采用其它一切预期的方式进行编号，并不限制于本方式。

由于垂直分辨率下降系数为3，则每个视点图像行101对应3行子像素行1011（显示面板像素行），分像单元1水平覆盖的子像素10111个数为4，若使用原始像素2水平覆盖3个子像素的1920×1080的全高清液晶屏，本实施例的分像装置单元数为1440，垂直分辨率为360，则人的单个眼睛接受的分辨率为1440×360，双眼可感受到的分辨率为2×1440×360，显著高于单个视点图像分辨率。

本实施例只是提供一种优选地实施方式，在其它的实施例中，所述分像单元水平覆盖的子像素个数、倾斜的斜率、视点倍增系数等参数可根据实际需求进行任意调整，以达到所需要的显示效果。

综上所述，本发明的多视点自动立体显示装置，包括用于显示多视点合成图像的显示面板；用于将所述多视点合成图像分成多个视点图像的分像装置；所述分像装置的分像单元水平方向覆盖的子像素个数为整数；所述分像装置的分像单元与垂直方向呈预设角度倾斜；所述多视点合成图像的视点矩阵按视点分行倍增方式间隔排列。本发明使用高密度的分像装置显示获得了更多的视点图像，利用视点图像间的分辨率增强效应，视觉分辨率由分像装置的分像单元1的密度决定，也就是由栅距决定，不是由单个视点图像分辨率决定，可以显著提高多视点自动立体显示装置的视觉分辨率；同时，由于利用了行间的视点倍增效应，可达到多视点显示的效果，降低“死区”区域，提高视觉舒适性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种多视点自动立体显示装置，其特征在于，至少包括：

用于显示多视点合成图像的显示面板；

用于将所述多视点合成图像分成多个视点图像的分像装置；

所述分像装置的分像单元与垂直方向呈预设角度倾斜；

2.根据权利要求1所述的多视点自动立体显示装置，其特征在于：所述分像单元与垂直方向呈θ角向左或向右倾斜，且倾斜的斜率tanθ=R/T，其中，R为带分数，代表视点图像行偏移子像素，T为整数，其数值等于子像素高宽比与垂直分辨率下降系数的乘积。

3.根据权利要求1所述的多视点自动立体显示装置，其特征在于：所述分像单元的栅距d=k×w×cosθ，其中，k代表分像单元水平覆盖的子像素的个数，为整数，w为子像素的宽度。

4.根据权利要求1所述的多视点自动立体显示装置，其特征在于：所述分像单元水平覆盖的子像素k为4个，子像素高宽比为3，垂直分辨率下降系数为3，视点图像行偏移子像素为5/2，倾斜角度的斜率tanθ为5/18。

5.根据权利要求1所述的多视点自动立体显示装置，其特征在于：所述多视点自动立体显示装置显示的视点数为V=v×k，其中，k代表分像单元水平覆盖的子像素的个数，v为视点倍增系数，由公式v×M=L确定，M为R的分数部分，L为此公式能取的最小正整数值。

6.根据权利要求1所述的多视点自动立体显示装置，其特征在于：视点矩阵按视点分行倍增方式间隔排列为：1）视点图像行间视点按0、1、…、v-1起始排列；2）视点图像行内视点按v间隔排列。