CN106131542A - 一种基于全像素分光的裸眼3d显示的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于全像素分光的裸眼3D显示的装置，其包括显示面板和位于显示面板前方的多个分光器件，所述显示面板上显示的总的视点的个数为N*M个，N为显示面板的全像素在行方向上依次排列的数量，M为显示面板的全像素在列方向上依次排列的数量，所述全像素由多个不同颜色的子像素构成；显示面板上的视点通过分光器件投射到物理空间，以使人的双眼看到不同的视点信息，产生立体视觉。本发明能解决分辨率下降太快，分辨率下降太大，视角太小的问题。

Description

一种基于全像素分光的裸眼3D显示的装置

技术领域

本发明涉及裸眼3D显示技术。

背景技术

相比传统的二维显示，三维显示更直观与具有真实性。目前的3D显示方式主要分为戴眼镜式与裸眼3D两种方式。其实戴眼镜式3D主要以偏光式与快门式为主，主要应用于影院，家庭电视，立体投影等消费级市场。而在公共商用领域，戴眼镜式3D的应用因特定眼镜的存在在具体的应用场景中而大大受挫，特别如在机场，高铁站，地铁，商超等公共场所的商用显示领域中，受限最大。裸眼3D因不需额外的眼镜即可观赏到逼真的立体效果，在商用显示领域应用场景不断出现很多经典的市场案例，不断给商显市场注入创新的活力。

现有的裸眼3D显示装置由显示面板和分光器件组成。分光器件分为狭缝光栅或柱镜光栅等方式，而显示面板通常比较常见的二维显示面板构成，常用的显示方式有如LCD、PDP、LED等平板显示器件。由于裸眼3D的基本原理是由分光器件对二维显示面板的基本显示单元，即像素由分光器件进行分光。基本原理是将显示像素进行物理的分区，从而在真实的物理空间上能从不同的角度得到不同的信息。裸眼3D正利用这不同的视差信息，才得已显示立体画面，因而面板的像素结构的密度直接决定了立体画质的细腻度。

因像素密度，也就是面板的分辨率，会直接影响裸眼3D的画质细腻度和清晰度。像素结构的排列方式会影响立体效果的串扰和光学干涉等，故通过改变像素的映射排列可改善最终的立体效果。而目前市场大多的液晶显示，像素结构多为与人眼观察方向竖直排列，故市面上的裸眼3D为取得在横向上的最佳分辨率，故都为横屏显示。

为解决因像素排列方式而导致裸眼3D显示在竖屏上无法得到最优的效果的问题，国内外的有相关企业与机构提出了一些解决方案。法国阿里斯奥斯拷贝公司在“在竖直方向上具有最大尺寸的屏幕上自动立体显示的方法”(公开号：CN 104509107A)中将RGB三个子像素做为一个全像素作为一个基本单元，用光学分光器件投射出立体影像，但因子像素横向与纵向的比例为1：3，即使4个视点，光学器件的节距也会等同于纵向排列时的12个视点时的比例，从而使得光学器件的分辨率大大的降低，并且视角会非常小，会大大的降低体验感，从而使得市场推广更加困难。韩国三星电子株式会社申请的“具有改善的分辨率的多视角自动立体显示器”(公开号CN101518095)专利，利用定向背光分时显示不同视点图像，形成立体视觉；但因工艺复杂，对显示及配套的设备要求较高，而导致市场化相对较为困难。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于全像素分光的裸眼3D显示的装置，其能解决分辨率下降太快，分辨率下降太大，视角太小的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于全像素分光的裸眼3D显示的装置，其包括显示面板和位于显示面板前方的多个分光器件，所述显示面板上显示的总的视点的个数为N*M个，N为显示面板的全像素在行方向上依次排列的数量，M为显示面板的全像素在列方向上依次排列的数量，所述全像素由多个不同颜色的子像素构成；显示面板上的视点通过分光器件投射到物理空间，以使人的双眼看到不同的视点信息，产生立体视觉。

优选的，所述全像素由三个或六个或九个子像素构成。

优选的，所述显示面板为LCD显示面板，显示面板在行方向上的视点按照1、3、5、2、4依次周期性排列，显示面板在列方向上的视点按照1、5、4、3、2依次周期性排列。进一步优选的，位于显示面板的行方向上的分光器件的周期为2.5*3*Pixel，位于显示面板的列方向上的分光器件的周期为2*3*Pixel，Pixel为子像素周期。

优选的，所述显示面板为LCD显示面板，每个相邻的全像素在显示面板的列方向上错位两个子像素排列。

优选的，所述显示面板为LED显示面板，显示面板在行方向上的第一行的视点按照1、3、5依次周期性排列，显示面板在行方向上的第二行的视点按照2、4、6依次周期性排列，并且显示面板在行方向上的第一行的视点和第二行的视点在显示面板的列方向上依次周期性排列，并且显示面板的列方向的视点按照6、5、4、3、2、1依次周期性排列，而且显示面板的相邻列的视点错行排列。进一步优选的，位于显示面板的行方向上的分光器件的周期为3*3*Pixel，位于显示面板的列方向上的分光器件的周期为2*3*Pixel，Pixel为子像素周期。

优选的，所述显示面板为LED显示面板，显示面板在行方向上的视点按照1、3、5、2、4依次周期性排列，并且显示面板的相邻行的视点错位排列；显示面板的列方向上的视点按照5、4、3、2、1依次周期性排列，并且显示面板的相邻列的视点错行排列。进一步优选的，位于显示面板的行方向上的分光器件的周期为2.5*3*Pixel，位于显示面板的列方向上的分光器件的周期为2*3*Pixel，Pixel为子像素周期。

优选的，所述分光器件为柱镜光栅或狭缝光栅或具有2D/3D功能的液晶光栅。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明以全像素为视点图像信息显示的最小单元，例如全像素包括RBG三个子像素，经过排列的优化可降低现有技术的单行分光的分辨率下降太快的问题，从而保证3D效果下最优的画质效果。

附图说明

图1为本发明实施例一的基于全像素分光的裸眼3D显示的装置的结构示意图；

图2为本发明实施例二的基于全像素分光的裸眼3D显示的装置的结构示意图；

图3为本发明实施例三的基于全像素分光的裸眼3D显示的装置的结构示意图；

图4为本发明实施例四的基于全像素分光的裸眼3D显示的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

本发明公开了一种基于全像素分光的裸眼3D显示的装置，其包括显示面板和位于显示面板前方的多个分光器件，所述显示面板上显示的总的视点的个数为N*M个，N为显示面板的全像素在行方向上依次排列的数量，M为显示面板的全像素在列方向上依次排列的数量，所述全像素由多个不同颜色的子像素构成；显示面板上的视点通过分光器件投射到物理空间，以使人的双眼看到不同的视点信息，产生立体视觉。

所述分光器件可以是柱镜光栅或狭缝光栅或具有2D/3D功能的液晶光栅等。分光器件上的透镜条纹倾斜设置与显示面板的垂直线的倾斜角度为A，A＝arctan(1/2)，也即图1至图4中的斜线，也就是同一全像素在行向和列向跳跃的距离比例。

下面，以全像素由三个子像素构成为例进行说明，三个子像素分部为R(红色)子像素、G(绿色)子像素和B(蓝色)子像素。

基于上述的技术原理，请结合附图，分别以各种实施例对本发明的实现方案作进一步阐释。

实施例一

如图1所示，本实施例的显示面板为LCD显示面板，显示面板在行方向上的视点按照1、3、5、2、4依次周期性排列，显示面板在列方向上的视点按照1、5、4、3、2依次周期性排列。位于显示面板的行方向上的分光器件的周期为2.5*3*Pixel，位于显示面板的列方向上的分光器件的周期为2*3*Pixel，Pixel为子像素周期，3*Pixel为全像素周期，2.5是光栅(即分光器件)也就是附图所示的斜线之间的全像素周期的2.5倍。即显示面板的分辨率在行方向分布N＝2.5个全像素，而在列方向上分布有N＝2个全像素，总的视点个数为2*2.5即为5。

实施例二

如图2所示，本实施例的显示面板为LCD显示面板，每个相邻的全像素在显示面板的列方向上错位两个子像素排列。图2中，第一列中1号视点与相邻的1号视点错开2个子像素，分光器件的角度与两个相邻全像素所形成的角度一致，故通过固定匹配角度的分光器件将全像素通过将子像素做分割后投射到物理空间里。

实施例三

如图3所示，本实施例的显示面板为LED显示面板，显示面板在行方向上的第一行的视点按照1、3、5依次周期性排列，显示面板在行方向上的第二行的视点按照2、4、6依次周期性排列，并且显示面板在行方向上的第一行的视点和第二行的视点在显示面板的列方向上依次周期性排列，并且显示面板的列方向的视点按照6、5、4、3、2、1依次周期性排列，而且显示面板的相邻列的视点错行排列，例如，第一列的5号视点与第二列的1号视点相邻，从而形成错行排列。位于显示面板的行方向上的分光器件的周期为3*3*Pixel，位于显示面板的列方向上的分光器件的周期为2*3*Pixel。分辨率在行方向分布N＝3个全像素，而在列方向上分布有M＝2个全像素，总的视点个数为2*3即为6。

实施例四

如图4所示，本实施例的显示面板为LED显示面板，显示面板在行方向上的视点按照1、3、5、2、4依次周期性排列，并且显示面板的相邻行的视点错位排列，例如，图4中，第一行的4号视点与第二行的3号视点相邻，从而形成视点错位排列；显示面板的列方向上的视点按照5、4、3、2、1依次周期性排列，并且显示面板的相邻列的视点错行排列，例如，图4中，第一列的4号视点与第二列的1号视点相邻，从而形成视点错行排列。位于显示面板的行方向上的分光器件的周期为2.5*3*Pixel，位于显示面板的列方向上的分光器件的周期为2*3*Pixel。显示面板的分辨率在行方向分布N＝2.5个全像素，而在列方向上分布有M＝2个全像素，总的视点个数为2*2.5即为5。

综合上述各实施例，本发明旨在解决在裸眼3D在基于全像素结构下分光的分辨率急剧下降问题，特别是在竖屏显示与LED显示中。

本发明以全像素为表达视点图像信息显示的最小单元，全像素可以包括RBG三个子像素，经过排列的优化可降低以往单行分光的分辨率下降太快的问题，从而保证3D效果下最优的画质效果，可应用于LED显示以及竖屏裸眼3D显示。其中作为独立视点信息的全像素为一组三个或多个连续子像素。

本发明的主要方式是一种用全像素作为基本的分光单元，即视点形成的基本要素，但在排列上打破常规的从左至右将视点的排列方式，优化排列结构，将横向(即显示面板的行向)的分辨率的损失同时分散至纵向(即显示面板的列向)上，从而减弱因在横向上分光器件对分光单元的影响。其中将三个子像素做个基本分光单元，此分光单元呈标准的方块，方块会被分光器件在因透镜或狭缝光栅的分光作用而投射到物理空间里，因不同的方块分布不同视点的信息，此视点信息带有立体视差信息，从而显示最优的裸眼3D图像。

根据本发明的不同实施方式：

可以从显示面板的上方开始，在行方向上以N为模并按照递增次序显示所述视点；同时在列方向上依次排列M个视点。而不同行与列之间的互换跳跃间隔可以为全像素的整数倍，与特定角度的分光器件角度相对应，从而显示裸眼3D效果因将视点信息分布在行与列方向上，降低只在行方向上视点排列后而分辨率急剧降低的缺陷。

目前LCD显示面板绝大多数的像素结构为纵向排列而引起的视觉体验差，分辨率低，视角小的问题，本发明通过优化像素映射方式来达到该目的。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于全像素分光的裸眼3D显示的装置，其特征在于，包括显示面板和位于显示面板前方的多个分光器件，所述显示面板上显示的总的视点的个数为N*M个，N为显示面板的全像素在行方向上依次排列的数量，M为显示面板的全像素在列方向上依次排列的数量，所述全像素由多个不同颜色的子像素构成；显示面板上的视点通过分光器件投射到物理空间，以使人的双眼看到不同的视点信息，产生立体视觉。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述全像素由三个或六个或九个子像素构成。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述显示面板为LCD显示面板，显示面板在行方向上的视点按照1、3、5、2、4依次周期性排列，显示面板在列方向上的视点按照1、5、4、3、2依次周期性排列。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，位于显示面板的行方向上的分光器件的周期为2.5*3*Pixel，位于显示面板的列方向上的分光器件的周期为2*3*Pixel，Pixel为子像素周期。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述显示面板为LCD显示面板，每个相邻的全像素在显示面板的列方向上错位两个子像素排列。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述显示面板为LED显示面板，显示面板在行方向上的第一行的视点按照1、3、5依次周期性排列，显示面板在行方向上的第二行的视点按照2、4、6依次周期性排列，并且显示面板在行方向上的第一行的视点和第二行的视点在显示面板的列方向上依次周期性排列，并且显示面板的列方向的视点按照6、5、4、3、2、1依次周期性排列，而且显示面板的相邻列的视点错行排列。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，位于显示面板的行方向上的分光器件的周期为3*3*Pixel，位于显示面板的列方向上的分光器件的周期为2*3*Pixel，Pixel为子像素周期。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述显示面板为LED显示面板，显示面板在行方向上的视点按照1、3、5、2、4依次周期性排列，并且显示面板的相邻行的视点错位排列；显示面板的列方向上的视点按照5、4、3、2、1依次周期性排列，并且显示面板的相邻列的视点错行排列。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，位于显示面板的行方向上的分光器件的周期为2.5*3*Pixel，位于显示面板的列方向上的分光器件的周期为2*3*Pixel，Pixel为子像素周期。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分光器件为柱镜光栅或狭缝光栅或具有2D/3D功能的液晶光栅。