CN102857783B - 一种多视点自动立体显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种多视点自动立体显示装置，包括显示面板与分像装置，显示面板与分像装置按设定方式进行配置；分像装置包括多个平行排列的分像单元，分像单元水平宽度为半个子像素宽度的k倍，k为奇数，分像单元按行依次同向偏移半个子像素；行内视点间隔排列；视点图像像素颜色分量跨分像单元显示；所述显示面板显示多视点合成图像，分像装置进行空间分像，可使人的双眼看到不同的视点图像，产生立体视觉。本发明可显著改进多视点自动立体显示装置的整体效果。

Description

一种多视点自动立体显示装置

技术领域

本发明属于立体显示技术领域，涉及一种立体显示装置，尤其涉及一种多视点自动立体显示装置。

背景技术

如今主流的3D立体显示技术，仍然不能使我们摆脱特制眼镜的束缚，这使得其应用范围以及使用舒适度都打了折扣。而且不少3D技术会让长时间的体验者有恶心眩晕等感觉。于是，3D立体显示能够持续发展的动力，就落到了裸眼3D显示技术这一前沿科技身上。

一种类型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4、图5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1920x1080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640x360。

为解决多视点自动立体显示方式分辨率低的问题，国内外的企业及研发机构提出了许多改进分辨率的方法与装置，例如：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，然而该方案存在缺陷，主要缺陷是：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；其缺陷在于：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。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的多视点自动立体显示装置，以便可以在设备较为简单的前提下实现质量较高的立体显示效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种多视点自动立体显示装置，可显著改进多视点自动立体显示装置的整体效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种多视点自动立体显示装置，所述立体显示装置包括显示面板与分像装置，显示面板与分像装置按设定方式进行配置；

分像装置包括多个平行排列的分像单元，分像单元水平宽度为半个子像素宽度的k倍，k为奇数，分像单元按行依次同向偏移半个子像素；

行内视点间隔排列；视点图像像素颜色分量跨分像单元显示；

设分像装置的分像单元栅距为d，斜角为θ，显示面板与分像装置配置为：（1）tanθ＝R/T，T由子像素高宽比决定，R为行偏移子像素数，R=0.5；（2）d/cosθ＝k*w，w为半子像素宽度；对于大尺寸显示，k用小调整因子进行修正以提高显示效果；

视点矩阵的视点数v=k，视点矩阵跨分像单元间隔排列；奇数行视点按0、2、…、v-1、1、3、…、v-2的顺序循环排列，偶数行按1、3、…、v-2、0、2、…、v-1的顺序循环排列；或者，奇数行视点按1、3、…、v-2、0、2、…、v-1的顺序循环排列，偶数行按0、2、…、v-1、1、3、…、v-2的顺序循环排列；视点图像像素R、G、B颜色分量位于相邻三行跨分像单元的子像素中；

所述显示面板显示多视点合成图像，分像装置进行空间分像，可使人的双眼看到不同的视点图像，产生立体视觉。

一种多视点自动立体显示装置，所述立体显示装置包括显示面板与分像装置，显示面板与分像装置按设定方式进行配置；所述分像装置的分像单元水平宽度为半子像素宽度的奇数倍，每行依次同向偏移半个子像素；显示视点跨分像单元间隔排列；视点图像像素颜色分量位于相邻像素行跨分像单元的子像素中。

作为本发明的一种优选方案，所述显示面板显示多视点合成图像，分像装置进行空间分像，可使人的双眼看到不同的视点图像，产生立体视觉。

作为本发明的一种优选方案，显示面板与分像装置配置为：（1）tanθ＝R/T，T由子像素高宽比决定，R为行偏移子像素数，R=0.5，θ为斜角；（2）分像装置的分像单元栅距d/cos θ＝k*w，k为分像装置的分像单元水平宽度是半子像素宽度的倍数，w为半子像素宽度；对于大尺寸显示，k用小调整因子进行修正以提高显示效果。

作为本发明的一种优选方案，视点矩阵的视点数v=k，视点矩阵跨分像单元间隔排列。

作为本发明的一种优选方案，奇数行视点按0、2、…、v-1、1、3、…、v-2的顺序循环排列，偶数行按1、3、…、v-2、0、2、…、v-1的顺序循环排列；或者，奇数行视点按1、3、…、v-2、0、2、…、v-1的顺序循环排列，偶数行按0、2、…、v-1、1、3、…、v-2的顺序循环排列。

作为本发明的一种优选方案，视点图像像素R、G、B颜色分量位于相邻三行跨分像单元的子像素中。

作为本发明的一种优选方案，对于大尺寸显示，k用小调整因子进行修正以提高显示效果。

本发明的有益效果在于：本发明提出的多视点自动立体显示装置，相邻分像单元间跨半子像素、分像单元行间偏移半子像素，可以利用较小分像单元栅距实现更多视点显示，可达到多视点显示的效果，降低“死区”区域，提高视觉舒适性。其次，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栅距决定，可以显著提高多视点自动立体显示装置的视觉分辨率；最后，采用奇偶行、奇偶分像单元交替方式排列视点，并跨分像单元配置视点图像像素颜色分量，可以提高立体图像质量。

附图说明

图1为多视点自动立体显示装置的组成示意图。

图2为多视点自动立体显示视点排列示意图。

图3为视点图像像素排列示意图。

图4为狭缝光栅多视点自动立体显示示意图。

图5为柱镜光栅多视点自动立体显示示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一

请参阅图1，本发明揭示了一种多视点自动立体显示装置，所述立体显示装置包括显示面板10与分像装置20，显示面板10与分像装置20按设定方式进行配置。

所述分像装置20包括多个平行排列的分像单元，分像单元水平宽度为半个子像素宽度的k倍，k为奇数，每行依次同向偏移半个子像素；显示视点跨分像单元间隔排列；视点图像像素颜色分量位于相邻像素行跨分像单元的子像素中。

设分像装置的分像单元栅距为d，斜角为θ，显示面板与分像装置配置为：（1）tanθ＝R/T，T由子像素高宽比决定，R为行偏移子像素数，R=0.5；（2）d/cosθ＝k*w，w为半子像素宽度；对于大尺寸显示，k用小调整因子进行修正以提高显示效果。

视点矩阵的视点数v=k，视点矩阵跨分像单元间隔排列；奇数行视点按0、2、…、v-1、1、3、…、v-2的顺序循环排列，偶数行按1、3、…、v-2、0、2、…、v-1的顺序循环排列；或者，奇数行视点按1、3、…、v-2、0、2、…、v-1的顺序循环排列，偶数行按0、2、…、v-1、1、3、…、v-2的顺序循环排列；视点图像像素R、G、B颜色分量位于相邻三行跨分像单元的子像素中。

所述显示面板显示多视点合成图像，分像装置进行空间分像，可使人的双眼看到不同的视点图像，产生立体视觉。

实施例二

本实施例中，所述立体显示装置包括显示面板与分像装置，显示面板与分像装置按设定方式进行配置。请参阅图2，子像素高宽比为3，T=3，R=0.5，则斜率为1/6；分像单元水平宽度为9倍半子像素宽度，d/cos θ＝9*w，则视点数v=9。视点矩阵跨分像单元间隔排列，则第一行以0、2、4、6、8、1、3、5、7的顺序循环排列，第二行以1、3、5、7、0、2、4、6、8的顺序循环排列。视点图像像素R、G、B颜色分量位于相邻3行跨分像单元的子像素中。

请参阅图3，设R、G、B颜色分量序号依次为0、1、2，相邻分像单元中相邻3行同视点子像素左边子像素序号为N，则中间子像素序号为(N+1)%3，右边子像素序号为(N+5)%3，所以3个子像素的序号互不相同，视点图像像素的3个颜色分量R、G、B按序号位于这3个子像素中。

所述显示面板显示多视点合成图像，分像装置进行空间分像，可使人的双眼看到不同的视点图像，产生立体视觉。

综上所述，本发明提出的多视点自动立体显示装置，相邻分像单元间跨半子像素、分像单元行间偏移半子像素，可以利用较小分像单元栅距实现更多视点显示，可达到多视点显示的效果，降低“死区”区域，提高视觉舒适性。其次，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栅距决定，可以显著提高多视点自动立体显示装置的视觉分辨率；最后，采用奇偶行、奇偶分像单元交替方式排列视点，并跨分像单元配置视点图像像素颜色分量，可以提高立体图像质量。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (4)

1.一种多视点自动立体显示装置，其特征在于，所述立体显示装置包括显示面板与分像装置，显示面板与分像装置按设定方式进行配置；

分像装置包括多个平行排列的分像单元，分像单元水平宽度为半个子像素宽度的k倍，k为奇数，分像单元按行依次同向偏移半个子像素；

行内视点间隔排列；视点图像像素颜色分量跨分像单元显示；

设分像装置的分像单元栅距为d，斜角为θ，显示面板与分像装置配置为：(1)tanθ＝R/T，T由子像素高宽比决定，R为行偏移子像素数，R＝0.5；(2)d/cosθ＝k*w，w为半子像素宽度；对于大尺寸显示，k用小调整因子进行修正以提高显示效果；

视点矩阵的视点数v＝k，视点矩阵跨分像单元间隔排列；奇数行视点按0、2、…、v-1、1、3、…、v-2的顺序循环排列，偶数行按1、3、…、v-2、0、2、…、v-1的顺序循环排列；或者，奇数行视点按1、3、…、v-2、0、2、…、v-1的顺序循环排列，偶数行按0、2、…、v-1、1、3、…、v-2的顺序循环排列；视点图像像素R、G、B颜色分量位于相邻三行跨分像单元的子像素中；

所述显示面板显示多视点合成图像，分像装置进行空间分像，可使人的双眼看到不同的视点图像，产生立体视觉。

2.一种多视点自动立体显示装置，其特征在于，所述立体显示装置包括显示面板与分像装置，显示面板与分像装置按设定方式进行配置；

所述分像装置的分像单元水平宽度为半子像素宽度的奇数倍，每行依次同向偏移半个子像素；显示视点跨分像单元间隔排列；视点图像像素颜色分量位于相邻像素行跨分像单元的子像素中；

显示面板与分像装置配置为：(1)tanθ＝R/T，T由子像素高宽比决定，R为行偏移子像素数，R＝0.5，θ为斜角；(2)分像装置的分像单元栅距d/cosθ＝k*w，k为分像装置的分像单元水平宽度是半子像素宽度的倍数，w为半子像素宽度；

视点矩阵的视点数v＝k，视点矩阵跨分像单元间隔排列；

奇数行视点按0、2、…、v-1、1、3、…、v-2的顺序循环排列，偶数行 按1、3、…、v-2、0、2、…、v-1的顺序循环排列；或者，奇数行视点按1、3、…、v-2、0、2、…、v-1的顺序循环排列，偶数行按0、2、…、v-1、1、3、…、v-2的顺序循环排列；

视点图像像素R、G、B颜色分量位于相邻三行跨分像单元的子像素中。

3.根据权利要求2所述的多视点自动立体显示装置，其特征在于：

所述显示面板显示多视点合成图像，分像装置进行空间分像，可使人的双眼看到不同的视点图像，产生立体视觉。

4.根据权利要求2所述的多视点自动立体显示装置，其特征在于：

对于大尺寸显示，k用小调整因子进行修正以提高显示效果。