CN103945203A - 一种立体图像显示装置 - Google Patents

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CN103945203A CN201310703489.4A CN201310703489A CN103945203A CN 103945203 A CN103945203 A CN 103945203A CN 201310703489 A CN201310703489 A CN 201310703489A CN 103945203 A CN103945203 A CN 103945203A
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陶宇虹
吴章奔
凌志华
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Shanghai Tianma Microelectronics Co Ltd
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Tianma Microelectronics Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种立体图像显示装置,包括多个显示单元,所述多个显示单元呈行列排列,相邻的显示单元行之间设置有第一黑矩阵,相邻的显示单元列之间设置有第二黑矩阵;还包括与多个像素单元对应设置的透镜板,所述透镜板由多个半圆柱透镜排列构成,在X轴方向上,所述透镜板的半圆柱透镜一个周期长度为显示单元一个周期长度的正偶数倍;并且在透镜板的一个周期内,所述多个显示单元的X轴坐标值非周期性重复。本发明提供的立体图像显示装置可解决黑白条纹等不良,提高显示效果。

Description

一种立体图像显示装置
技术领域
本发明涉及立体显示领域,尤其涉及一种能提高显示效果的立体图像显示装置。
背景技术
立体显示技术的基本原理,是利用人的左右眼的视差,将显示画面分别提供给左右眼的左右画面,通过观察者大脑自行混合为立体画面。
现有技术中主要是通过凸透镜技术来形成立体显示的。但是,在现有技术中,当透镜结构与2D显示器配合形成立体图像显示装置时,会产生显示不均,如黑白条纹、莫尔条纹、色偏等问题,这些显示不均会对立体图像的观察会产生干扰,严重时可能导致无法看清立体图像。
发明内容
本发明的发明人发现立体图像中产生黑白条纹的原因如下,以下结合附图1和图2,以透镜式立体图像显示装置为例详细介绍黑白条纹产生的原理图。图1为现有技术中的透镜式立体图像显示装置的示意图,图2为图1所示的透镜式立体图像显示装置的截面示意图,如图所示,透镜式立体图像显示装置包括:
多种颜色的彩色亚像素单元,具体为R(红色)亚像素、G(绿色)亚像素、B(蓝色)亚像素,所述多种颜色的彩色亚像素单元呈行列排列,每行彩色亚像素单元的颜色相同,不同颜色的彩色亚像素单元行间隔排列,具体为R亚像素、G亚像素、B亚像素分别排列成行,并且多行R亚像素行、G亚像素行、B亚像素行相互间隔排列。其中,每行彩色亚像素单元之间都设置有第一黑矩阵01,在每列彩色亚像素单元之间还设置有第二黑矩阵02。在所述彩色亚像素单元矩阵中,相邻的R亚像素、G亚像素、B亚像素三个彩色亚像素单元组成一个像素单元09,其中左像素单元09L和右像素单元09R间隔设置。
所述彩色亚像素单元矩阵之上还设置有一块透镜板03,所述透镜板03是由多个细长的半圆柱透镜04周期性排列构成,即一个半圆柱透镜04即为透镜板03的一个周期,透镜板03的一个周期对应一行左像素09L和一行右像素09R,即透镜板03的周期的宽度为像素单元09的宽度的2倍,这样像素单元09的光线通过透镜板03的折射,右像素单元09R将会只到达右眼,左像素单元09L只到达左眼,再经人的视觉中枢的立体融合就获得立体感。
但是随着人眼位置的移动,观察到的点可能不同,经过透镜板03的折射,人眼可能在某些位置会观察到彩色亚像素单元之间的第一黑矩阵01或者第二黑矩阵02,则在这些位置图像相比于其他位置的亮度暗。并且彩色亚像素单元整列的周期和透镜板03的周期是对应的,具体地为,透镜板03的一个周期内对应正偶数倍的彩色亚像素单元列,这种暗态也会周期出现,这就是黑白条纹的现象。
有鉴于此,本发明提供以下一种新的立体图像显示装置,包括多个显示单元,所述多个显示单元呈行列排列,相邻的显示单元行之间设置有第一黑矩阵,相邻的显示单元列之间设置有第二黑矩阵;还包括与多个像素单元对应设置的透镜板,所述透镜板由多个半圆柱透镜排列构成,在X轴方向上,所述透镜板的半圆柱透镜一个周期长度为显示单元一个周期长度的正偶数倍;并且在透镜板的一个周期内,所述多个显示单元的X轴坐标值非周期性重复。本发明提供的立体图像显示装置,可以消除黑白条纹的现象,提高显示效果。
附图说明
图1为现有技术中的透镜式立体图像显示装置的示意图;
图2为图1所述的透镜式立体图像显示装置的截面示意图;
图3示出了实施例一的立体图像显示装置的示意图;
图4示出了实施例二的立体图像显示装置的示意图;
图5为实施例二的方式一提供的立体图像显示装置的示意图;
图6实施例二的方式一中随着像素单元的Y轴坐标依次增大,其X轴坐标值依次减小的示意图;
图7为实施例二的方式二提供的立体图像显示装置的示意图;
图8为实施例三的立体图像显示装置的示意图;
图9为实施例一和实施例三的技术方案的差别的示意图;
图10为实施例三的方式一的示意图;
图11为实施例三的方式二的示意图;
图12示出了实施例四的立体图像显示装置的示意图;
图13为莫尔条纹产生的原理示意图;
图14为莫尔条纹间距变化的示意图;
图15为莫尔条纹的间距的变化规律的示意图;
图16为实施例四的另一种实现方式的示意图
图17示出了实施例五的立体图像显示装置的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种立体图像显示装置,包括多个显示单元,所述多个显示单元呈行列排列,相邻的显示单元行之间设置有第一黑矩阵,相邻的显示单元列之间设置有第二黑矩阵;还包括与多个像素单元对应设置的透镜板,所述透镜板由多个半圆柱透镜排列构成,在X轴方向上,所述透镜板的半圆柱透镜一个周期长度为显示单元一个周期长度的正偶数倍;并且在透镜板的一个周期内,所述多个显示单元的X轴坐标值非周期性重复。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
图3示出了实施例一的立体图像显示装置,包括多个像素单元10,所述多个像素单元10呈行列排列,相邻的像素单元行之间设置有第一黑矩阵11,相邻的像素单元列之间设置有第二黑矩阵12,即在实施例一中,所述显示单元为像素单元。
还包括与多个像素单元10对应设置的透镜板13。所述透镜板13由多个半圆柱透镜14周期性排列构成,即一个半圆柱透镜14即为透镜板13的一个周期,所述透镜板13设置在观察点和多个像素单元10之间。
在X轴方向上,所述透镜板13的一个周期的长度,即一个半圆柱透镜14的长度为像素单元10一个周期长度的正偶数倍。在实施例一中所述半圆柱透镜14的长度为像素单元10一个周期长度的2倍,即一个半圆柱透镜14对应2列像素单元10,所述2列像素单元10分别为左像素L和右像素R,分别用于提供左眼观察的图像和供右眼的观察图像。人眼在观察点观察时,像素单元10的光线通过透镜板13的折射,右像素R将会只到达右眼,左像素L只到达左眼,再经视觉中枢的立体融合就获得立体感。
在透镜板13的一个周期内,所述2列的多个像素单元10的X轴坐标值非周期性重复。需要说明的是,所述像素单元10的X轴坐标值可以指的是像素单元10上的任一一点,只要全部像素单元10的该点位置相同就可以作为取X轴坐标值的点。为了方便,一般以像素单元10的四个顶点之一的位置来确定该像素单元10的X轴坐标值。在实施例一中以像素单元10的左下顶点确定该像素单元10的X轴坐标值。
所述非周期性重复是指,在所述像素单元10的矩阵中,在X轴上任意取点x0,在X=x0这条直线上,像素单元10的左下顶点不会周期性出现。即在该X=x0这条直线上可以有多个点,但该多个点不能周期性出现。
请参考图1和2,在现有技术中因为一列像素单元09所有的X轴坐标值都是相同的,所以透镜板03的一个周期对应的2列像素单元09聚焦到第一黑矩阵01或者第二黑矩阵02时,该周期内观测到的都是暗点,虽然人眼对一个很小的暗点可能会感受不到,但暗点连接在一起就形成暗条纹就会被人眼感受到,影响显示效果。就算在一个周期内,所述暗点不会全部连接成暗条纹,只要其周期性的出现也会被人眼察觉。
实施例一提供的技术方案,在透镜板13的一个周期内,2列中的多个像素单元10的X轴坐标值非周期性重复,相比于现有技术,将2列中的所述多个像素单元10的X轴坐标值进行了一定的偏移,解决了现有技术中因一列像素单元所有的X轴坐标值都是相同或者周期性出现而造成的暗条纹,提高了显示效果。
在其他实施方式中,所述透镜板的半圆柱透镜一个周期长度还可以为像素单元一个周期长度的4倍、8倍或者以及其他正偶数倍,倍数越到,其立体图像显示装置可以提供的视点的越多,用户可以从多个视点观察到立体显示效果。但是只要在透镜板的一个周期内,多个像素单元的X轴坐标值非周期性重复,就能达到抑制暗条纹出现的效果。
图4示出了实施例二的立体图像显示装置,包括多个像素单元20,所述多个像素单元20呈行列排列,相邻的像素单元行之间设置有第一黑矩阵21,相邻的像素单元列之间设置有第二黑矩阵22,即在实施例二中,所述显示单元为像素单元。
还包括与多个像素单元20对应设置的透镜板23。所述透镜板23由多个半圆柱透镜24排列构成,即一个半圆柱透镜24就是透镜板23的一个周期,所述透镜板23设置在观察点和多个像素单元20之间。在X轴方向上,所述透镜板23的一个半圆柱透镜24的长度为像素单元20长度的2倍。每列像素单元中包括多个像素单元,每个像素单元在X轴方向上的长度为M,其中多个像素单元中X轴坐标值最小为Xa,X轴坐标值最大为Xb,并且0<Xb-Xa<M。
在实施例一中已经说明只要在透镜板的一个周期内,多个像素单元的X轴坐标值非周期性重复就能达到抑制暗条纹出现的效果。在透镜板的一个周期内,使所述多个像素单元的X轴坐标值非周期性重复的方法有很多,比如,透镜板的一个周期对应2列像素单元,每列像素单元各具备n个像素单元,每个像素单元在X轴方向的长度为M,则在透镜板的一个周期内,一共有2n个像素单元,在X轴方向的长度为2M。可以在2M的长度内选取2n个不同的点,该2n个点的X轴坐标值即为所述2列像素单元的X轴坐标值。
为了设计和计算的方便,实施例二提供一种立体图像显示装置,在一列像素单元中,各个像素单元相比于该列中的第1个像素单元,其X轴坐标值的偏移量都不超过像素单元在X轴方向的长度M。即在一列像素单元中,如果像素单元的X轴坐标值最小为Xa,像素单元的X轴坐标值最大为Xb,那么0<Xb-Xa<M。
以上所述的立体图像显示装置只要计算出一列像素单元的X轴坐标值,后一列像素单元的X轴坐标值为前一列像素单元的X轴坐标值加上M即可。在一列像素单元中,各个像素单元相比于该列中的第1个像素单元,其X轴坐标值的偏移量都不超过像素单元在X轴方向的长度为M,所以不同列像素单元之间不会出现X轴坐标值相同的情况,就不需要对透镜板的一个周期内的所有像素单元的X轴坐标值都进行单独考量,降低了设计的难度。
进一步的,在一列像素单元中,各个像素单元的X轴坐标值可以都不相同,也可以有相同值,只要该相同值非周期性出现即可。
每列像素单元中多个像素单元的X轴坐标值均不相同的实现方式有多种,以下结合附图提供几种在每列像素单元中多个像素单元的X轴坐标值均不相同的实现方式。
请参考图5,为实施例二的方式一提供的立体图像显示装置的示意图。一立体图像显示装置,包括呈现多行多列排布的多个像素单元,其中每列像素单元中包括n个像素单元,从下至上依次为像素单元1、像素单元2、像素单元3、……像素单元n-1、像素单元n。一列像素单元中,n个像素单元的X轴坐标值在X轴上依次相差M/(n-1),其中M为一个像素单元在X轴方向的长度,n为像素单元的个数。
在方式一中,所述多个像素单元为640行和480列排列,即为VGA的分别率的立体图像显示装置。每列像素单元包括640个像素单元,比如设置每个像素单元的在X轴方向的长度M为180μm,则M/(n-1)的值为0.28μm。那么在一列像素单元中,多个像素单元的X轴坐标值在X轴上依次相差0.28μm。在X轴上,第1个像素单元的X轴坐标值可以为0,其第2个像素单元的X轴坐标值为0.28μm,第3个像素单元的X轴坐标值为0.56μm,……第639个像素单元的X轴坐标值为178.64μm,第640个像素单元的X轴坐标值为178.92μm。
通过以上确定了一列像素单元中的每个像素单元的X轴坐标值,一列中所有像素单元的X轴坐标值均不相同,后一列像素单元中每个像素单元的X轴坐标值只要为前一列像素单元中同一行像素单元的X轴坐标值加上180μm。所有640行和480列像素单元的X轴坐标值均不相同。
实施例二的方式一提供的立体图像显示装置,一列像素单元中的各个像素单元的X轴坐标值均不相同,因此透镜板23的一个周期内不会出现黑白条纹。
在相邻两列像素单元之间设置有第二黑矩阵22,为了计算的方便,所述像素单元的在X轴方向的长度为M包括一个第二黑矩阵22在X轴方向上的长度。
在像素单元的排列上,从第1个像素单元至第n个像素单元,所述多个像素单元的X轴坐标值可以依次偏移0.28μm,即图5所示,随着像素单元的X轴坐标值依次增大,其Y轴坐标值也依次增大,一列像素单元呈向右上倾斜的趋势。还可以如图6所示,为随着X轴坐标值依次增大的示意图,像素单元的Y轴坐标值依次减小,即从第1个像素单元至第n个像素单元,所述多个像素单元的X轴坐标值可以依次偏移-0.28μm,一列像素单元呈向右下倾斜的趋势。当然,所述一列像素单元的Y轴坐标值的变化趋势也可以和其X轴坐标值的变化趋势没有任何关系,即一列像素单元在Y轴方向上随机排列的。
请参考图7,为实施例二的方式二提供的立体图像显示装置的示意图,和方式一不一致在于将一列像素单元分为多组,所述多组像素单元的Y轴坐标值的变化趋势均相同,并且多组中同一顺序的像素单元的X轴坐标值依次相差M/(n-1)。其中,所述M为像素单元的在X轴方向的长度,n为一列包括的单元的数目。
具体的,比如将一列的包含像素单元n1至n5共50个像素单元分为10组为例进行说明,则每组中分别包括5个像素单元,设定M的值为98μm,则M/(n-1)为2μm。
每组中同一顺序的像素单元的X轴坐标值依次相差2μm,假设第一组的第一个像素单元n1的X轴坐标值为0,则第二组的第一个像素单元n6的X轴坐标值为2μm,第三组的第一个像素单元n11的X轴坐标值为4μm,第四组的第一个像素单元n16的X轴坐标值为6μm,第五组的第一个像素单元n21的X轴坐标值为8μm;……。
每组像素单元中其Y轴坐标值的变化趋势相同,如果第一组像素单元为Y轴坐标值随着其X轴坐标值增大而增大,则五组像素单元均为向右上倾斜设置。第一组的第二个像素单元n2的X轴坐标值可以取20μm,则第二组的第二个像素单元n7的X轴坐标值可以取22μm,……。以下的表1算出了每个像素单元的X轴坐标值。
表1
请结合图7和表1,在一组中五个像素单元的X轴坐标值依次相差20μm,每组的第5个像素单元和相邻一组的第1个像素单元的X轴坐标值相差78μm,一列像素单元呈现为有规律偏折的折线状。
如果按照图5或者图6的排列方式,相邻的像素单元的X轴坐标值依次相差只有2μm,而方式二提供的立体图像显示装置增大了相邻像素单元X轴坐标值的差,相邻的像素单元在X轴方向上偏移的更为厉害。
随着显示技术的发展,显示的分辨率越来越高,即像素单元的行数和例数越来越多,同时一个像素单元的尺寸却越来越小。如果要对一个高分辨率的立体图像显示装置的每列像素单元的X轴坐标值进行偏移,则可能因两个像素单元的X轴坐标值非常接近,工艺上无法实现,即工艺设备无法区分两个值。就算工艺条件满足,人眼可能也无法区分两个点,还是会出现显示的暗条纹的可能。再者,如果一整列像素单元都往同一方向上偏移,整个像素单元阵列将会是一个倾斜的形状,对于其他器件的设计带来了问题,比如非显示区域的面积增大等。
方式二提供的立体图像显示装置因将一列像素单元分为多组,所述多组像素单元的Y轴坐标值的变化趋势均相同,并且多组中同一顺序的像素单元的X轴坐标值依次相差M/(n-1),增大了相邻两个像素单元的X轴坐标值的差,使的工艺更容易实现,人眼也更容易分辨,提高了显示效果,可运用于高分辨率的显示装置。
通过以上确定了一列像素单元中的每个像素单元的X轴坐标值,一列中所有像素单元的X轴坐标值均不相同。后一列像素单元中每个像素单元的X轴坐标值只要为前一列像素单元中同一行像素单元的X轴坐标值加上M即可。所有列像素单元的X轴坐标值均不相同。
在相邻两列像素单元之间设置有第二黑矩阵,为了计算的方便,所述像素单元在X轴方向的长度M包括一个第二黑矩阵在X轴方向上的长度。
需要说明的是,将一列像素单元分为多组,但是每组像素单元数量并不一定要相等。比如一列像素单有51个像素单元,需要分成10组,那么可以设置一组有6个像素单元,或者其他分配方式。只要每组都按照上述的排列方式设置,都可以达到同样的技术效果。
以下为实施例一方式三的立体图像显示装置的详细说明。一种立体图像显示装置,包括呈现多行多列排布的像素单元,其中每列像素单元中包括n个像素单元,每个像素单元在X轴方向上的长度为M,每个像素单元在Y轴方向上的长度为H。在一列像素单元中,第n'个像素单元的X轴坐标值X'相对于第1个像素单元的X轴坐标值X1的横向位移disx由公式1确定:
公式1:disx=M×{(H×n'×F÷M)-Floor(H×n'×F÷M)}
其中:1<n'≤n;
F为预先设定的无理数;
Floor():为向下取整函数。
根据公式1,第2个像素单元n2的X轴坐标值X2相对于第1个像素单元的X轴坐标值X1的横向位移:
disx=M×{(H×2×F÷M)-Floor(H×2×F÷M)}
假设M的值为30μm,H为60μm,F为预定一个无理数,这里设定F为0.08748866352…,则disx的值为:disx=30×{(60×2×0.08748866352…÷30)-Floor(60×2×0.08748866352…÷30)}=10.4986396224…
因为F为一个无理数,(H×n'×F÷M)也为无理数,因为Floor(H×n'×F÷M)为向下取整函数,则其为一个小于(H×n'×F÷M)的整数,两者相减的差是一个小于0的无理数,两者相减的差再和30相乘,乘积仍为一个无理数,并且小于30,即第2个像素单元n2的X轴坐标值X2相对于第1个像素单元的X轴坐标值X1的横向位移为一个小于30的无理数,也就是说第2个单元的偏移范围不会超过第1个像素单元在X轴方向上的长度M。
因为F为无理数,而无理数是无限不循环小数,根据以上公式1计算出来的像素单元的X轴坐标值会均不相同,也就解决了黑白条纹的问题。
表2按照公式1计算出了一列像素单元中从像素单元n2至n50共49个像素单元的X轴坐标值,其中第一个像素单元n1的坐标值X1取值为0。根据计算,从像素单元n2至n50其X轴坐标值都为无理数,考虑到工艺精度在0.001μm以内,可以取3位或者2位小数作为X轴坐标设计的实际值。根据表2的计算结果可以看出,不管是X轴坐标计算值还是X轴坐标实际值,50个像素单元中,其X轴的坐标值都没有重复的,就不会产生因多个像素单元的黑色矩阵连在一起而形成的莫尔条纹。
n' n1 n2 n3 n4 n5
X轴坐标计算值 0 10.4986396224... 15.747959434... 20.997279245... 26.246599056...
X轴坐标实际值 0 10.499 15.748 20.997 26.247
n' n6 n7 n8 n9 n10
X轴坐标计算值 1.4959188672... 6.7452386784... 11.99455849... 17.243878301... 22.493198112...
X轴坐标实际值 1.496 6.745 11.995 17.244 22.493
n' n11 n12 n13 n14 n15
X轴坐标计算值 27.742517923... 2.9918377344... 8.2411575456... 13.490477357... 18.739797168...
X轴坐标实际值 27.743 2.992 8.241 13.490 18.740
n' n16 n17 n18 n19 n20
X轴坐标计算值 23.989116979... 29.23843679... 4.4877566016... 9.7370764128... 14.986396224...
X轴坐标实际值 23.989 29.238 4.488 9.737 14.986
n' n21 n22 n23 n24 n25
X轴坐标计算值 20.235716035 25.485035846 0.7343556576 5.9836754688 11.23299528
X轴坐标实际值 20.236 25.485 0.734 5.984 11.233
n' n26 n27 n28 n29 n30
X轴坐标计算值 16.482315091... 21.731634902... 26.980954714... 2.2302745248... 7.479594336...
X轴坐标实际值 16.482 21.732 26.981 2.230 7.480
n' n31 n32 n33 n34 n35
X轴坐标计算值 12.728914147... 17.978233958... 23.22755377... 28.476873581... 3.726193392...
X轴坐标实际值 12.729 17.978 23.228 28.477 3.726
n' n36 n37 n38 n39 n40
X轴坐标计算值 8.9755132032... 14.224833014... 19.474152826... 24.723472637... 29.972792448...
X轴坐标实际值 8.976 14.225 19.474 24.723 29.973
n' n41 n42 n43 n44 n45
X轴坐标计算值 5.2221122592... 10.47143207... 15.720751882... 20.970071693... 26.219391504...
X轴坐标实际值 5.222 10.471 15.720 20.970 26.219
n' n46 n47 n48 n49 n50
X轴坐标计算值 1.4687113152... 6.7180311264... 11.967350938... 17.216670749... 22.46599056...
X轴坐标实际值 1.468 6.718 11.967 17.216 22.465
表2
并且,根据公式1可以看出,随着n'值增大,(H×n'×F÷M)也将增大,{(H×2×F÷M)-Floor(H×2×F÷M)}相当于只取(H×n'×F÷M)小数部分的值,其小数部分逐渐增大后会减小,再逐渐增大。
参考表2,该一列像素单元的50个像素单元中,像素单元的X轴坐标值从n1至n5逐渐增大,像素单元n6的X轴坐标值小于像素单元n5的X轴坐标值,但是从像素单元n6至n11,其X轴坐标值又逐渐增大,相当于像素单元n1至n5为一组,像素单元n6的至n11为一组。同上,像素单元n12至n17为一组、像素单元n18至n22为一组、像素单元n23至n28为一组、像素单元n29至n34为一组、像素单元n35至n40为一组、像素单元n41至n45为一组、像素单元n46至n50为一组,共9组。每组中像素单元的X轴坐标值逐渐增大。
方式三只是提供了一种计算一列像素单元中多个像素单元的X轴坐标值的方法,而不限制像素单元排列的方法,可以设置像素单元像图5或者图6那样,随着X轴坐标值的增大,Y轴坐标值由大变小或者由小变大,或者随着X轴坐标值的变化,Y轴坐标值的变化没有任何规律,只要X轴坐标值是按照公式1出来的即可。
如果随着X轴坐标值的增大,每组像素单元的Y轴坐标值逐渐增大,或者随着X轴坐标值变大,每组像素单元的Y轴坐标值逐渐减小,则一列像素单元的排列为折线状,可以增大了相邻两个像素单元的X轴坐标值的差值,使的工艺更容易实现,人眼也更容易分辨,提高了显示效果,可运用于高分辨率的显示装置。
通过以上确定了一列像素单元中的每个像素单元的X轴坐标值,一列中所有像素单元的X轴坐标值均不相同,后一列像素单元中每个像素单元的X轴坐标值只要为前一列像素单元中同一行像素单元的X轴坐标值加上M即可。所有列像素单元的X轴坐标值均不相同。
在相邻两行像素单元之间设置有第一黑矩阵,在相邻两列像素单元之间设置有第二黑矩阵,为了计算的方便,所述像素单元在Y轴方向的长度H包括一个第一黑矩阵在Y轴方向上的长度,所述像素单元在X轴方向的长度M包括一个第二黑矩阵在X轴方向上的长度。
图8示出了实施例三的立体图像显示装置的示意图,包括多个彩色亚像素单元30,所述多个彩色亚像素单元30呈行列排列,相邻的彩色亚像素单元行之间设置有第一黑矩阵31,相邻的彩色亚像素单元列之间设置有第二黑矩阵32,即在实施例三中,所述显示单元为彩色亚像素单元。
一行中的各个彩色亚像素单元30的颜色相同,不同颜色的彩色亚像素单元行间隔排列。在实施例三中,红色(R)亚像素单元行、绿色(G)亚像素单元行和蓝色(B)亚像素单元行间隔排列。并且,上下相邻的三个不同颜色的彩色亚像素单元30组成一个像素单元39,比如图8所示的,一个像素单元39由相邻的R、G、B亚像素单元组成。
还包括与多个像素单元39对应设置的透镜板33。所述透镜板33由多个半圆柱透镜排列构成,所述透镜板33设置在观察点和多个像素单元39之间。在X轴方向上,所述透镜板的半圆柱透镜一个周期长度34为像素单元39一个周期长度的正偶数倍,在实施例三中,所述偶数倍为2倍,即一个半圆柱透镜的周期的长度等于2个像素单元39的长度。从图中可以看出,因为上下相邻的3个彩色亚像素单元30组成了一个像素单元39,则像素单元39和彩色亚像素单元30的在X轴方向上的长度都是相同的。
和实施例一不同之处在于,在透镜板的一个周期内,所述2列的多个彩色亚像素单元30的X轴坐标值非周期性重复。需要说明的是,所述彩色亚像素单元30的X轴坐标值可以指的是彩色亚像素单元30上的任一一点,只要全部彩色亚像素单元30的该点位置相同就可以作为取X轴坐标值的点。为了方便,一般以彩色亚像素单元30的四个顶点之一的位置来确定该彩色亚像素单元30的X轴坐标值。在实施例三中以彩色亚像素单元30的左下顶点确定该彩色亚像素单元30的X轴坐标值。
所述非周期性重复是指,在所述彩色亚像素单元30的矩阵中,在X轴上任意取点X0,在X=X0这条直线上,彩色亚像素单元30左下顶点不会周期性出现。即在该X=X0这条直线上可以有多个彩色亚像素单元30的左下顶点,但该多个顶点不能周期性出现。
参考图9,示出了实施例一和实施例三的技术方案的差别,图9A为实施例一的技术方案的示意图,图9B为实施例三的技术方案的示意图。实施例一是设置多个像素单元11的X轴坐标值非周期出现,实施例三是设置一个像素单元39中的3个彩色亚像素单元30的X轴坐标值均非周期出现。
如图9A所示,一个像素单元包括R、G、B三个彩色亚像素单元,如果这三个彩色亚像素单元的X轴坐标值相同的话,则R、G、B三个彩色亚像素单元同一侧的第一黑矩阵11就会连接在一起,在立体显示中,发生暗条纹的几率会较大。实施例三中,将一个像素单元39中的3个彩色亚像素单元30的X轴坐标值设置为非周期出现,即将R、G、B三个彩色亚像素单元错位排列,其同一侧的第一黑矩阵31也会不在同一条线上,发生暗条纹的几率就进一步的降低。
在透镜板33的一个周期内,设置所述2列的多个彩色亚像素单元30的X轴坐标值非周期性重复的方法也有多种。比如,在一列彩色亚像素单元中,每个彩色亚像素单元在X轴方向上的长度为M,其中该列彩色亚像素单元中,彩色亚像素单元X轴坐标值最小为Xa,彩色亚像素单元的X轴坐标值最大为Xb,其中0≤Xb-Xa≤M,即一列彩色亚像素单元在一个彩色亚像素单元在X轴方向上的长度M内进行偏移。具体的实现方式也可以类似实施例二的三种方式,以下结合附图对每个方式进行具体说明。
请参考图10,为实施例三的方式一的示意图,每列彩色亚像素单元包括n个彩色亚像素单元,从下至上依次为彩色亚像素单元1、彩色亚像素单元2、彩色亚像素单元3、……、彩色亚像素单元n-1、彩色亚像素单元n。一列彩色亚像素单元中,多个彩色亚像素单元的X轴坐标值在X轴上依次相差M/(n-1),其中M为一个彩色亚像素单元在X轴方向的长度,n为彩色亚像素单元的个数。
通过以上确定了一列彩色亚像素单元中的每个彩色亚像素单元的X轴坐标值,并且一列中所有彩色亚像素单元的X轴坐标值均不相同。后一列彩色亚像素单元中每个像素单元的X轴坐标值只要为前一列彩色亚像素单元中同一行彩色亚像素单元的X轴坐标值加上M即可。所有行列的彩色亚像素单元的X轴坐标值均不相同,因此透镜板的一个周期内不会出现黑白条纹。
在相邻两列彩色亚像素单元之间设置有第二黑矩阵32,为了计算的方便,所述彩色亚像素单元的在X轴方向的长度M包括一个第二黑矩阵32在X轴方向上的长度。
在彩色亚像素单元的排列上,从第1个彩色亚像素单元至第n个彩色亚像素单元,所述多个彩色亚像素单元的X轴坐标值可以依次偏移M/(n-1),即随着彩色亚像素单元的X轴坐标值依次增大,其Y轴坐标值也依次增大,一列彩色亚像素单元呈向右上倾斜的趋势,如图10所示。还可以为随着彩色亚像素单元的Y轴坐标值依次增大,其X轴坐标值依次减小的示意图,从第1个彩色亚像素单元至第n个彩色亚像素单元,所述多个彩色亚像素单元的X轴坐标值可以依次偏移-M/(n-1),即随着彩色亚像素单元的Y轴坐标值依次增大,其X轴坐标值依次减小,一列彩色亚像素单元呈向右下倾斜的趋势。当然,所述一列彩色亚像素单元的Y轴坐标值的变化趋势也可以和其X轴坐标值的变化趋势没有任何关系,即一列彩色亚像素单元在Y轴方向上随机排列的。
请参考图11,为实施例三方式二的示意图,每列彩色亚像素单元中包括n个彩色亚像素单元,将一列彩色亚像素单元分为多组,比如从组1至组X,所述多组彩色亚像素单元的Y轴坐标值的变化趋势均相同,并且多组中同一顺序的彩色亚像素单元的X轴坐标值依次相差M/(n-1),其中,所述M为彩色亚像素单元在X轴方向上的长度。方式二的技术方案可以增大相邻两个彩色亚像素单元的X轴坐标值的差,使的工艺更容易实现,人眼也更容易分辨,提高了显示效果,可运用于高分辨率的显示装置。
通过以上确定了一列彩色亚像素单元中的每个彩色亚像素单元的X轴坐标值,一列中所有彩色亚像素单元的X轴坐标值均不相同。后一列彩色亚像素单元中每个彩色亚像素单元的X轴坐标值只要为前一列彩色亚像素单元中同一行彩色亚像素单元的X轴坐标值加上M即可。所有行列的彩色亚像素单元的X轴坐标值均不相同。
在相邻两列彩色亚像素单元之间设置有第二黑矩阵,为了计算的方便,所述彩色亚像素单元的在X轴方向的长度M包括一个第二黑矩阵32在X轴方向上的长度。
以下为实施例三方式三的具体说明。一种立体图像显示装置,包括呈现多行多列排布的多个彩色亚像素单元,其中每列彩色亚像素单元中包括n个彩色亚像素单元,每个彩色亚像素单元在X轴方向上的长度为M,每个彩色亚像素单元在Y轴方向上的长度为H。在一列彩色亚像素单元中,第n'个彩色亚像素单元的X轴坐标值X'相对于第1个彩色亚像素单元的X轴坐标值的横向位移disx由公式2确定:
公式2:disx=M×{(H×n'×F÷M)-Floor(H×n'×F÷M)}
其中:1<n'≤n;
F为预先设定的无理数;
Floor():为下取整函数。
可设定第1个彩色亚像素单元的值为0,按照公式2计算出了一列彩色亚像素单元中的X轴坐标值,其都为无理数,考虑到工艺精度在0.001μm以内,可以取3位或者2位小数作为X轴坐标设计的实际值。根据公式2的计算得出的彩色亚像素单元的X,不管是X轴坐标计算值还是X轴坐标实际值,其X轴的坐标值都没有重复的,就不会产生因多个彩色亚像素单元的黑色矩阵连在一起而形成的莫尔条纹。
方式三只是提供了一种计算一列彩色亚像素单元中多个彩色亚像素单元的X轴坐标值的方法,而不限制彩色亚像素单元排列的方法。
通过以上确定了一列彩色亚像素单元中的每个彩色亚像素单元的X轴坐标值,一列中所有彩色亚像素单元的X轴坐标值均不相同,后一列彩色亚像素单元中每个彩色亚像素单元的X轴坐标值只要为前一列彩色亚像素单元中同一行彩色亚像素单元的X轴坐标值加上M即可。所有行列的彩色亚像素单元的X轴坐标值均不相同。
在相邻两行彩色亚像素单元之间设置有第一黑矩阵,在相邻两列彩色亚像素单元之间设置有第二黑矩阵,为了计算的方便,所述彩色亚像素单元在Y轴方向的长度H包括一个第一黑矩阵在Y轴方向上的长度,所述彩色亚像素单元的在X轴方向的长度M包括一个第二黑矩阵在X轴方向上的长度。
图12为实施例四的立体图像显示装置的示意图,包括多个彩色亚像素单元40,所述多个彩色亚像素单元40包括R亚像素单元、B亚像素单元、G亚像素单元,并且所述多个彩色亚像素单元40呈行列排列,相邻的彩色亚像素单元行之间设置有第一黑矩阵41,相邻的彩色亚像素单元列之间设置有第二黑矩阵42,即在实施例四中,所述显示单元为彩色亚像素单元。
一行中的彩色亚像素单元40的颜色相同,不同颜色的彩色亚像素单元行间隔排列。其中每两列彩色亚像素单元对应透镜板的一个半圆柱透镜形,并且所述两列彩色亚像素单元中每个彩色亚像素单元40的X轴坐标值非周期性重复。
和实施例三不同之处在于,相邻的彩色亚像素单元行之间设置的第二黑矩阵42,其和半圆柱透镜形的长边方向的夹角大于0°。如图所示,其实也就是彩色亚像素单元40的形状为一个平行四边形,该平行四边形的相邻两边的夹角不等于90°,并且一底边和X轴平行设置。
在现有技术中,立体显示装置经常会产生莫尔条纹,当透镜板与2D显示器配合形成立体图像显示装置时,都会产生莫尔条纹,莫尔条纹为一种周期性重复的Mura,即一种周期出现的显示不均。莫尔条纹主要因透镜板和2D显示器中的黑色矩阵条纹的周期性重复以及透镜板和黑矩阵之间的相互交叉而产生。莫尔条纹对立体图像的观察会产生干扰,严重时可能导致无法看清立体图像。
以下结合附图13,详细介绍莫尔条纹产生的原理。如图13所示,立体显示装置包括多条沿Y轴方向设置的半圆柱透镜A,并且各半圆柱透镜A之间的间距为a,也就是透镜的周期;多条黑矩阵条纹B,所述多条黑矩阵条纹B的方向可以为两个以上的不同方向,所述每个方向的黑矩阵条纹B都和半圆柱透镜A之间相互作用产生莫尔条纹,并且所述莫尔条纹的方向不同,整个立体图像显示装置上的不同莫尔条纹会进行叠加对显示效果造成影响。先以同一个方向的黑矩阵条纹B为例,所述多条黑矩阵条纹B与半圆柱透镜A之间有一定的夹角β,并且黑矩阵条纹B的周期为b,黑矩阵条纹B间距b与半圆柱透镜间距a的比值为k。
因为半圆柱透镜A和黑矩阵条纹B的规则重复,则就会产生莫尔条纹C,莫尔条纹C之间的间距为p,在观察时就给观察者一种周期性显示不均的视觉效果。
莫尔条纹的间距p可以通过公式3进行计算:
公式3:p=|a×k÷cosβ÷{(tanβ)2+(1-k÷(cosβ)2)}1/2|
发明人发现,参考图14,是莫尔条纹间距变化的示意图,如果莫尔条纹C之间的间距p越大,则莫尔条纹C对立体图像的观察者产生的干扰也越大,从而导致观察者无法看清立体图像,但是如果能降低莫尔条纹C之间的间距p,将间距p的值降低到人眼不能辨认的尺寸,则可以降低莫尔条纹对观察的影响。
参考图15,是发明人通过实验和测试获得的莫尔条纹C之间的间距p的变化规律的示意图,如图15所示,当黑矩阵条纹B的周期b与半圆柱透镜A的周期a的比值k取不同数值时,莫尔条纹间距p随着半圆柱透镜A与黑矩阵条纹B的夹角β的变化而变化。如图15所示,当在一定的k值下,莫尔条纹间距p随着夹角β的增大而减小。
所以通过设置相邻的彩色亚像素单元行之间设置的第二黑矩阵42,其和透镜板的周期方向的夹角大于0°,则可以降低莫尔条纹的间距,提高立体显示装置的显示效果。
在实施例四中所述彩色亚像素单元的形状为相邻两边的夹角不等于90°的平行四边形的。在其他实施方式中,所述彩色亚像素单元还可以为其他形状,具体地,请参考图16为实施例四的另一种实现方式的示意图。如图所示,和实施例四不同之处在于,所述彩色亚像素单元40'为矩形,并且倾斜设置。
具体的,彩色亚像素单元40'为矩形,并且向左倾斜设置。一行的彩色亚像素单元颜色相同,不同颜色的彩色亚像素单元行间隔排列。相邻的彩色亚像素单元行之间设置有第一黑矩阵41',相邻的彩色亚像素单元列之间设置有第二黑矩阵42'。因为彩色亚像素单元40'是倾斜设置的,所以其第二黑矩阵42'和半圆柱透镜形41的长边方向的夹角大于0°,也可以降低莫尔条纹的间距,提高立体显示装置的显示效果。
图17示出了实施例五的立体图像显示装置的示意图,包括多个彩色亚像素单元50,具体的,包括R亚像素单元、G亚像素单元、B亚像素单元,所述多个彩色亚像素单元50呈行列排列。一行中的彩色亚像素单元50的颜色相同,不同颜色的彩色亚像素单元行间隔排列。
还包括与多个彩色亚像素单元50对应设置的透镜板53。所述透镜板53由多个半圆柱透镜54排列构成,所述透镜板53设置在观察点和多个彩色亚像素单元50之间。在X轴方向上,所述透镜板的53一个周期也就是一个半圆柱透镜54长度为彩色亚像素单元50一个周期长度的2倍,即透镜板53的一个周期对应2列彩色亚像素单元50,分别用于提供左眼图像和右眼图像。在透镜板53的一个周期内,所述2列彩色亚像素单元50的X轴坐标值非周期性重复;相邻的彩色亚像素单元列之间设置的第二黑矩阵,其和透镜板半圆柱透镜形的长边方向的夹角大于0度。以上设置和实施例四相同,和实施例四不同之处在于:
一行彩色亚像素单元包括m个彩色亚像素单元,其中每个彩色亚像素单元在Y轴方向上的长度为H。所述一行彩色亚像素单元的Y轴坐标值均不相等,其中多个彩色亚像素单元中Y轴坐标值最小为Ya,Y轴坐标最大值为Yb,并且0≤Yb-Ya≤H。
请参考图12,示出了实施例四的一个彩色亚像素单元矩阵,包括多个R、G、B彩色亚像素单元,每行排列同一颜色的彩色亚像素单元,不同颜色的彩色亚像素单元行间隔排列。视线AB表示人眼通过一个半圆柱透镜看到的画面。在前面已经说明过,在观察立体显示装置时,当人眼透过一个半圆柱透镜看到一个像素单元时,看到的画面相当于一个视点,当一个半圆柱透镜内从上到下的视点全部连接起来后,就组成了一条视线AB。
在视线AB中可以看到,因为彩色亚像素单元的形状为一个平行四边形,并且该平行四边形的相邻两边的夹角不等于90°,该视线AB通过每个彩色亚像素单元的面积也就不同,也就是人眼观察到的彩色亚像素单元的面积不同,整个显示装置就可能存在显示色偏的问题。
实施例五提供的立体图像显示装置可解决以上色偏的问题。具体地请接着参考图17,图17示出一个具有9行8列的彩色亚像素单元50的阵列,每个彩色亚像素单元50在X轴方向上的长度为M,在Y轴方向上的长度为H。
第1列彩色亚像素单元50列为R、G、B三种颜色的彩色亚像素单元50间隔排列,并且所述第1列彩色亚像素单元50的各个彩色亚像素单元50的同一顶点的X轴坐标值均不相等,其中X轴坐标值最小为x1,X轴坐标值最大为x12,并且0≤x12-x1≤M。第2列至第12列彩色亚像素单元列的排列也如同第1列彩色亚像素单元列。
第1行彩色亚像素单元为R行,包括R11至R18共8个彩色亚像素单元50,并且所述8个彩色亚像素单元同一顶点的Y轴坐标值均不相等;其中彩色亚像素单元R16的Y轴坐标值最小为Y16,彩色亚像素单元R11的Y轴坐标值最大为Y1,并且0≤Y1-Y16≤H,也就是说一行彩色亚像素单元中,各个彩色亚像素单元的Y轴坐标值有偏移,但没有偏移出第一个彩色亚像素单元R11的长度H的范围。
彩色亚像素单元R11、彩色亚像素单元G21、彩色亚像素单元B31三个彩色亚像素单元形成的一个像素单元,当视线A1B1聚焦在由彩色亚像素单元R11、彩色亚像素单元G21、彩色亚像素单元B31组成的像素单元时,通过彩色亚像素单元R11、彩色亚像素单元G21的面积较小,因此该像素单元会偏蓝。彩色亚像素单元R12、彩色亚像素单元G22和彩色亚像素单元B32组成一个像素单元,当视线A2B2聚焦在彩色亚像素单元R12、彩色亚像素单元G22和彩色亚像素单元B32三个彩色亚像素单元形成的像素单元时,因为通过彩色亚像素单元R12、彩色亚像素单元G22的面积较小,因此该像素单元还是会偏蓝。但是到彩色亚像素单元R13、彩色亚像素单元G23、彩色亚像素单元B33组成的像素单元时,视线A3B3通过彩色亚像素单元G23、彩色亚像素单元R13的面积增大,偏蓝的情况将得到改善。在彩色亚像素单元R14、彩色亚像单元素G24、彩色亚像素单元B34组成的像素单元时,视线A4B4通过彩色亚像素单元B34、彩色亚像素单元G24、彩色亚像素单元R14的面积相等,画面颜色正常显示。即画面偏蓝的问题,在横向上被修正,不会发生现有技术中在横向方向上一行像素单元都偏蓝的问题。
同样,在彩色亚像素单元B93、彩色亚像素单元G83、彩色亚像素单元R73组成的像素单元中,视线A4B4通过彩色亚像素单元B93的面积较小,则该像素单元偏红绿。但是在彩色亚像素单元B92、彩色亚像素单元G82、彩色亚像素单元R72组成的像素单元中,视线A2B2通过彩色亚像素单元B92的面积增大,像素单元偏红绿的状况得以修正。在彩色亚像素单元B91、彩色亚像素单元G81、彩色亚像素单元R71组成的像素单元中,视线A1B1通过彩色亚像素单元B91的面积也有增大,该像素单元基本上没有色偏。即画面偏红绿的问题在横向上被修正,不会发生现有技术中在横向方向上一行像素单元都偏红绿的问题。
当彩色亚像素单元是相邻两边的夹角不等于90°的平行四边形时,通过设置一行彩色亚像素单元列单元的各个彩色亚像素单元的Y轴坐标值均不相等,不同视线通过同一行彩色亚像素单元时,彩色亚像素单元可被观察到的面积会有不同。借此可避免在一行像素单元中出现某种颜色色偏的问题,提高了显示效果。
彩色亚像素单元在列方向上排列的方法如图实施例一至实施例四,此处不再赘述。对于彩色亚像素单元在行方向上排列的方法有多种实现方式,以下举例具体说明。
以下为第五实施例的方式一的具体说明。一种立体显示装置包括多行彩色亚像素单元,一行彩色亚像素单元包括m个彩色亚像素单元,所述m个彩色亚像素单元均为相邻两边的夹角不等于90°的平行四边形,并且所述m个彩色亚像素单元的Y轴坐标值均不相等;其中所述m个彩色亚像素单元中Y轴坐标值最小为Y1,Y轴坐标值最大为Yn,并且0≤Yb-Ya≤H,所述而且H为一个彩色亚像素单元在Y轴方向上的长度。还将该所述彩色亚像素单元行分为多组,每组彩色亚像素单元的Y轴坐标值的变化趋势均相同。具体地,所述多组彩色亚像素单元中同一顺序的彩色亚像素单元的Y轴坐标值依次相差H/(m-1)。
请参考图17,将一行的彩色亚像素单元R11至彩色亚像素单元R18的8个彩色亚像素单元分为3组为例进行说明,第一组和第二组分别包括3个彩色亚像素单元R,第三组包括2个彩色亚像素单元R,若取H的值为70μm,则H/(m-1)为10μm。
每组中同一顺序的彩色亚像素单元R的Y轴坐标值依次相差10μm,假设第一组的第一个彩色亚像素单元R11的Y轴坐标值为0,则第二组的第一个彩色亚像素单元R14的Y轴坐标值为10μm,第三组的第一个彩色亚像素单元R17的Y轴坐标值为20μm;……。
每组彩色亚像素单元R中其Y轴坐标值的变化趋势相同,如果第一组彩色亚像素单元R的Y轴坐标值为随着X轴坐标值增加而减小,则三组彩色亚像素单元R均为向右下倾斜设置。第一组的第二个彩色亚像素单元R12的Y轴坐标值可以取30μm,则第二组的第二个彩色亚像素单元R15的Y轴坐标值为40μm,……。以下的表3算出了每个像素单元单元的Y轴坐标值。
第1组 Y轴坐标值 第2组 Y轴坐标值 第3组 Y轴坐标
R11 0 R14 10 R17 20
R12 30 R15 40 R18 50
R13 60 R16 70
表3
第2行彩色亚像素单元至第9行彩色亚像素单元的Y轴坐标值的分别为前一行的同一列中的彩色亚像素单元的Y轴坐标值加上H。优选地,所述彩色亚像素单元在Y轴方向上的长度H包括一个第一黑矩阵在Y轴方向上的长度,便于彩色亚像素单元Y轴坐标值的计算。
通过以上设置,将所述一行彩色亚像素单元行分为多组,所述多组彩色亚像素单元中同一顺序的彩色亚像素单元的Y轴坐标值依次相差H/(m-1),可以解决立体显示装置中的色偏问题,提高显示效果。
以下为第五实施例的方式二的具体说明。一种立体显示装置包括多行彩色亚像素单元,所述彩色亚像素单元在Y轴方向上的长度H,在X轴方向上的长度为M。一行彩色亚像素单元包括m个彩色亚像素单元,所述m个彩色亚像素单元均为相邻两边的夹角不等于90°的平行四边形。在一列彩色亚像素单元中,第m'个彩色亚像素单元的Y坐标值Y'相对于第1个彩色亚像素单元的Y轴坐标值的纵向位移disy由公式4确定:
公式4:disy=H×{(M×m'×F÷H)-Floor(M×m'×F÷H)}
其中:1<m'≤m;
F为预先设定的无理数;
Floor():为向下取整函数。
根据公式4,则第二个彩色亚像素单元m2的Y轴坐标值Y2相对于第1个彩色亚像素单元的Y1坐标值的纵向位移:disy=H×{(M×2×F÷H)-Floor(M×2×F÷H)}。
假设M的值为30μm,H为100μm,F为0.08748866352…,则:
disy=100×{(0.6×0.08748866352…)-Floor(0.6×0.08748866352…}=5.2493198112…
因为F为一个无理数,(M×m'×F÷H)也为无理数,因为Floor(M×m'×F÷H)为向下取整,因为为一个整数且小于(M×m'×F÷H),两者相减的差是一个小于0的无理数,两者相减的差再和100相乘,乘积仍为一个无理数,并且小于100。即第二个像素单元m2的Y轴坐标值Y2为一个小于30的无理数,也就是说第二个彩色亚像素单元的Y轴坐标值相对于第1个彩色亚像素单元的Y轴坐标值的纵向位移disy值不会超过一个彩色亚像素单元在Y轴方向上的长度为H的范围。
m' Y轴坐标计算值 Y轴坐标实际值 m' Y轴坐标计算值 Y轴坐标实际值
1 0 0 39 2.3617363184 2.362
2 5.2493198112 5.249 40 4.986396224 4.986
3 7.8739797168 7.874 41 7.6110561296 7.611
4 10.498639622 10.499 42 10.235716035 10.236
5 13.123299528 13.123 43 12.860375941 12.860
6 15.747959434 15.748 44 15.485035846 15.485
7 18.372619339 18.373 45 18.109695752 18.110
8 20.997279245 20.997 46 20.734355658 20.734
9 23.62193915 23.622 47 23.359015563 23.359
10 26.246599056 26.247 48 25.983675469 25.984
11 28.871258962 28.871 49 28.608335374 28.608
12 31.495918867 31.496 50 31.23299528 31.233
13 34.120578773 34.121 51 31.23299528 31.233
14 36.745238678 36.745 52 33.857655186 33.858
15 39.369898584 39.370 53 36.482315091 36.482
16 41.99455849 41.995 54 39.106974997 39.107
17 44.619218395 44.619 55 41.731634902 41.732
18 47.243878301 47.244 56 44.356294808 44.356
19 49.868538206 49.869 57 46.980954714 46.981
20 52.493198112 52.493 58 49.605614619 49.606
21 55.117858018 55.118 59 52.230274525 52.230
22 57.742517923 57.743 60 54.85493443 54.855
23 60.367177829 60.367 61 57.479594336 57.480
24 62.991837734 62.992 62 60.104254242 60.104
25 65.61649764 65.616 63 62.728914147 62.729
26 68.241157546 68.241 64 65.353574053 65.354
27 70.865817451 70.866 65 67.978233958 67.978
28 73.490477357 73.490 66 70.602893864 70.603
29 76.115137262 76.115 67 73.22755377 73.228
30 78.739797168 78.740 68 75.852213675 75.852
31 81.364457074 81.364 69 78.476873581 78.477
32 83.989116979 83.989 70 81.101533486 81.102
33 86.613776885 86.614 71 83.726193392 83.726
34 89.23843679 89.238 72 86.350853298 86.351
35 91.863096696 91.863 73 88.975513203 88.976
36 94.487756602 94.488 74 91.600173109 91.600
37 97.112416507 97.112 75 94.224833014 94.225
38 99.737076413 99.737 76 96.84949292 96.849
表4
如果一行中第一个彩色亚像素单元m1的Y轴坐标值Y1为0μm,则第二个彩色亚像素单元m2的Y轴坐标值Y2为5.2493198112…μm,考虑到工艺精度在0.001μm以内,可以取3位或者2位小数作为X轴坐标值设计的实际值。
表4按照公式4计算出了一列彩色亚像素单元中76个彩色亚像素单元m1至m76的Y轴坐标值,其中m1取值为0,坐标单位为μm。从表4中可以看出,76个彩色亚像素单元的Y轴坐标值的计算值都为无理数,考虑到工艺精度在0.001μm以内,可以取3位或者2位小数作为Y轴坐标设计的实际值,在表4中取3位小数作为Y轴坐标设计的实际值。
根据表4的计算结果还可以看出,不管是Y轴坐标计算值还是Y轴坐标实际值,76个彩色亚像素单元中,每个彩色亚像素单元的Y轴坐标值相对于第1个彩色亚像素单元Y轴坐标值的偏移量都没有超过彩色亚像素单元在Y轴方向上的长度H,也就是100μm。
并且所述76个彩色亚像素单元的Y轴坐标值按照从小到大变化的变化规律可以分为两组,第1个至第38个彩色亚像素单元为第一组,第39个至第76个彩色亚像素单元为第二组。在第一组和第二组中,随着彩色亚像素单元m1至m76其X轴坐标值的逐渐增大,彩色亚像素单元的Y轴坐标值也都逐渐增大的,也就是在每组中,彩色亚像素单元的Y轴坐标值的变化趋势均相同。
通过以上方式计算出第1行各彩色亚像素单元的Y轴坐标值,其后各行彩色亚像素单元的Y轴坐标值分别为前一行的同一列中的彩色亚像素单元的Y轴坐标值加上H。优选地,所述彩色亚像素单元在Y轴方向上的长度H包括一个第一黑矩阵在Y轴方向上的长度,便于彩色亚像素单元Y轴坐标值的计算。
通过以上设置,各行列的彩色亚像素单元的Y轴坐标值均不相同,可以解决立体显示装置中的色偏问题,提高显示效果。
在实施例五中所述彩色亚像素单元为相邻两夹角不为90度的平行四边形,在其他实施方式中,还可以设置彩色亚像素单元为倾斜的矩形。

Claims (22)

1.一种立体图像显示装置,包括:
多个显示单元,所述多个显示单元呈行列排列,相邻的显示单元行之间设置有第一黑矩阵,相邻的像素单元列之间设置有第二黑矩阵;
与所述多个显示单元对应设置的透镜板,所述透镜板包括沿X轴方向设置多个半圆柱透镜,在X轴方向上,所述透镜板的一个周期长度为显示单元一个周期长度的正偶数倍;
并且在透镜板的一个周期内,所述多个显示单元的X轴坐标值非周期性重复。
2.如权利要求1所述的立体图像显示装置,其特征在于,每列显示单元中存在以下关系:0<Xb-Xa<M,其中,
M为显示单元在X轴方向上的长度,n为每列显示单元中显示单元的个数,Xa为该列显示单元中X轴坐标值最小的显示单元的X轴坐标值,Xb为该列显示单元中X轴坐标值最大的显示单元的X轴坐标值。
3.如权利要求2所述的立体图像显示装置,其特征在于,所述显示单元在X轴方向上的长度M包括一个第二黑矩阵在X轴方向上的长度。
4.如权利要求2所述的立体图像显示装置,其特征在于,每列显示单元中,多个显示单元的X轴坐标值均不相同。
5.如权利要求4所述的立体图像显示装置,其特征在于,每列显示单元中,多个显示单元的X轴坐标值在X轴上依次相差M/(n-1)。
6.如权利要求4所述的立体图像显示装置,其特征在于,每列显示单元包括的n个显示单元分为多组,所述多组显示单元的Y轴坐标值变化趋势均相同,并且多组中同一顺序的显示单元的X轴坐标值依次相差M/(n-1)。
7.如权利要求6所述的立体图像显示装置,其特征在于,在每组显示单元中,所述显示单元的Y轴坐标值随其X轴坐标值增大而增大,或者所述显示单元的Y轴坐标值随其X轴坐标值增大而减小。
8.如权利要求4所述的立体图像显示装置,其特征在于,每列显示单元包括n个显示单元,其中,第n'个显示单元的X轴坐标值相对于第1个显示单元的X轴坐标值的横向位移为disx,所述disx为:
disx=M×{(H×n'×F÷M)-Floor(H×n'×F÷M)},其中:
1<n'≤n;
H为显示单元在Y轴方向上的长度;
F为预先设定的无理数;
Floor():为向下取整函数。
9.如权利要求8所述的立体图像显示装置,其特征在于,所述第n'个显示单元的X轴坐标值相对于第1个显示单元的X轴坐标值的横向位移disx,取其计算值的2或者3为小数作为实际设计值。
10.如权利要求8所述的立体图像显示装置,其特征在于,所述显示单元在Y轴方向的长度H包括一个第一黑矩阵在Y轴方向上的长度,所述显示单元在X轴方向上的长度M包括一个第二黑矩阵在X轴方向上的长度。
11.如权利要求8所述的立体图像显示装置,其特征在于,在一列显示单元中,所述显示单元的Y轴坐标值随其X轴坐标值增大而增大,或者所述显示单元的Y轴坐标值随其X轴坐标值增大而减小。
12.如权利要求1所述的立体图像显示装置,其特征在于,所述显示单元为像素单元,或者所述显示单元为彩色亚像素单元。
13.如权利要求12所述的立体图像显示装置,其特征在于,相邻的彩色亚像素单元列之间设置的第二黑矩阵,所述第二黑矩阵和半圆柱透镜的长边方向的夹角大于0度。
14.如权利要求12所述的立体图像显示装置,其特征在于,所述彩色亚像素单元的形状为菱形,或者所述彩色亚像素单元的形状为矩形。
15.如权利要求12所述的立体图像显示装置,其特征在于,
一行中的各个彩色亚像素单元的颜色相同,不同颜色行的彩色亚像素单元间隔排列;一行彩色亚像素单元中的各个彩色亚像素单元的Y轴坐标值均不相等,并且存在以下关系:0≤Yb-Ya≤H,其中,
H为显示单元在Y轴方向上的长度,Ya为该行彩色亚像素单元中Y轴坐标值最小的彩色亚像素单元的Y轴坐标值,Yb为该行彩色亚像素单元中Y轴坐标值最大的彩色亚像素单元的Y轴坐标值。
16.如权利要求15所述的立体图像显示装置,其特征在于,每行m个彩色亚像素单元包括多组,每组彩色亚像素单元的Y轴坐标值的变化趋势均相同,并且所述多组彩色亚像素单元中同一顺序的彩色亚像素单元的Y轴坐标值依次相差H/(m-1)。
17.如权利要求16所述的立体图像显示装置,其特征在于,在每组彩色亚像素单元中,彩色亚像素单元的Y轴坐标值随其X轴坐标值增大而增大,或者彩色亚像素单元的Y轴坐标值随其X轴坐标值增大而减小。
18.如权利要求16所述的立体图像显示装置,其特征在于,所述彩色亚像素单元在Y轴方向上的长度H包括一个第一黑矩阵在Y轴方向上的长度。
19.如权利要求15所述的立体图像显示装置,其特征在于,在一列m个彩色亚像素单元中,第m'个彩色亚像素单元的Y轴坐标值相对于第1个彩色亚像素单元的Y轴坐标值的纵向位移disy为:
disy=H×{(M×m'×F÷H)-Floor(M×m'×F÷H)}
其中:1<m'≤m;
M为彩色亚像素单元在X轴方向上的长度;
F为预先设定的无理数;
Floor():为向下取整函数。
20.如权利要求19所述的立体图像显示装置,其特征在于,第m'个彩色亚像素单元的Y轴坐标值相对于第1个彩色亚像素单元的Y轴坐标值的纵向位移disy,取其计算值的2或者3为小数作为实际设计值。
21.如权利要求19所述的立体图像显示装置,其特征在于,所述彩色亚像素单元在Y轴方向上的长度H包括一个第二黑矩阵在Y轴方向上的长度,所述彩色亚像素单元在X轴方向上的长度M包括一个第一黑矩阵在X轴方向上的长度。
22.如权利要求19所述的立体图像显示装置,其特征在于,在该行彩色亚像素单元中,彩色亚像素单元的X轴坐标值随其Y轴坐标值增大而增大,或者彩色亚像素单元的X轴坐标值随其Y轴的坐标值增大而减小。
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