CN108469682A - 一种三维显示装置及其三维显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三维显示装置及其三维显示方法，在显示面板内设置交替排布的子像素区和遮光区，且在每相邻两列子像素区中，各子像素区与遮光区在列方向相接的侧边对齐排列于同一纵向直线，使得相邻列子像素区之间不存在遮光间隙，保证在三维显示模式下观看者在移动时，在三维光栅的每个透光区域对应的遮光区总面积构成的暗区面积不变，以及子像素区总面积构成的亮区面积也不变，因此不会看到摩尔纹。并且，由于在相邻列子像素区之间不存在遮光间隙，因此遮光区和子像素区在行方向的宽度一致，相对增大了遮光区面积，可以增大可视空间面积从而保证整体可视空间的连续性，使观看者在移动的过程中不会超过可视空间的范围而不会看到跳跃的三维视图。

Description

一种三维显示装置及其三维显示方法
技术领域
本发明涉及裸眼三维显示技术领域，尤其涉及一种三维显示装置及其三维显示方法。
背景技术
目前，在观看裸眼三维显示装置时，存在较严重的摩尔纹问题，也就是能够看到黑白相间的条纹。尤其是观看者来回移动时，摩尔纹会相应移动，无法消除，这样大大地影响了三维显示的观看效果。
并且，目前三维显示的两个视图之间存在的串扰区较大，观看者在移动观看的过程中会移出可视空间，这样会使看到的三维视图串扰过大，可视空间不连续，使观看者看到跳跃的三维视图，即存在图像跳跃感，影响观看。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种三维显示装置及其三维显示方法，用以解决移动观看时出现摩尔纹和可视空间不连续的问题。
本发明实施例提供了一种三维显示装置，包括：显示面板，以及设置在所述显示面板出光侧的三维光栅；其中，
所述显示面板包括具有紧密排列且在行方向和列方向均交替排布的多个子像素区和多个遮光区；
在每相邻两列所述子像素区中，各所述子像素区与所述遮光区在列方向相接的侧边对齐排列于同一纵向直线；
在三维显示模式下，以每至少两列所述子像素区为一组视图区，相邻的所述视图区用于提供不同视点图像的灰阶信息；
在三维显示模式下，所述三维光栅形成在行方向交替排列的透光区域和挡光区域。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述三维显示装置中，行相邻的所述子像素区的发光颜色互不相同；列相邻的所述子像素区的发光颜色互不相同。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述三维显示装置中，每行所述子像素区均包含全部发光颜色的子像素区；
每行所述子像素区中各发光颜色不同的子像素区按照相同的顺序重复排列；每行所述子像素区的同一侧首个子像素区的发光颜色按照设定顺序重复排列。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述三维显示装置中，各所述透光区域在行方向的宽度小于所述挡光区域在行方向的宽度。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述三维显示装置中，各所述透光区域在行方向的宽度小于所述子像素区在行方向的宽度。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述三维显示装置中，在三维显示模式下，以排列在相邻的三行子像素区内且在相邻的两列子像素区内的三个发光颜色不同的子像素区构成一显示像素点；
在二维显示模式下，以排列在相邻的三列子像素区内且在相邻的两行子像素区内的三个发光颜色不同的子像素区构成一显示像素点。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述三维显示装置中，所述子像素区在行方向的宽度与在列方向的宽度之比为2:3。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述三维显示装置中，在三维显示模式下，每两列所述子像素区为一组视图区，相邻的所述视图区分别显示左眼视点图像和右眼视点图像。
另一方面，本发明实施例还提供了一种上述三维显示装置的三维显示方法，包括：
在三维显示模式下，控制显示面板中左右相邻的视图区中的子像素区提供不同视点图像的灰阶信息，并控制三维光栅形成透光区域和挡光区域；同时，根据观看者的移动，变换所述三维光栅中透光区域和挡光区域的位置。
另一方面，本发明实施例还提供了另一种上述三维显示装置的三维显示方法，包括：
在三维显示模式下，控制显示面板中左右相邻的视图区中的子像素区提供不同视点图像的灰阶信息，并控制三维光栅形成位置固定的透光区域和挡光区域；同时，根据观看者的移动，变换所述显示面板中视图区的位置。
本发明实施例的有益效果包括：
本发明实施例提供的一种三维显示装置及其三维显示方法，在显示面板内设置紧密排列且在行方向和列方向均交替排布的多个子像素区和多个遮光区，且在每相邻两列子像素区中，各子像素区与遮光区在列方向相接的侧边对齐排列于同一纵向直线，使得相邻列子像素区之间不会存在遮光间隙，保证在三维显示模式下观看者在移动的过程中，在显示面板的出光侧设置的三维光栅中，每个透光区域对应的遮光区总面积构成的暗区面积不变，每个透光区域对应的子像素区总面积构成的亮区面积也不变，因此不会看到摩尔纹的产生。并且，由于在相邻列子像素区之间不会存在遮光间隙，使得遮光区和子像素区在行方向的宽度一致，相对增大了遮光区面积，可以降低在相邻可视空间之间的串扰区，可以增大单元可视空间的面积，从而保证整体可视空间的连续性，使观看者在移动的过程中不会超过可视空间的范围，即不会看到跳跃的三维视图，提升了三维观看的舒适度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的三维显示装置的结构示意图；
图2a和图2b分别为本发明实施例提供的三维显示装置中显示面板的结构示意图；
图3a为本发明实施例提供的三维显示装置中显示面板的在三维显示情况下的示意图；
图3b为本发明实施例提供的三维显示装置中显示面板的在二维显示情况下的示意图；
图4为图2a中虚线框的局部放大图；
图5为本发明实施例提供的三维显示装置中显示面板中的布线示意图；
图6a为相关三维显示装置的原理示意图；
图6b至图6d分别为本发明实施例提供的三维显示装置的原理图；
图7为本发明实施例提供的三维显示装置中的三维光栅的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供的一种三维显示装置，如图1所示，包括：显示面板100，以及设置在显示面板100出光侧的三维光栅200；其中，
如图2a和图2b所示，显示面板100包括具有紧密排列且在行方向和列方向均交替排布的多个子像素区110和多个遮光区120；
如图2a和图2b所示，在每相邻两列子像素区110中，各子像素区110与遮光区120在列方向相接的侧边对齐排列于同一纵向直线(图中虚线所示)；
在三维显示模式下，如图3a所示，以每至少两列子像素区110为一组视图区，相邻的视图区用于提供不同视点图像的灰阶信息；图3中是“1”和“2”表示不同视点图像的灰阶信息；
在三维显示模式下，如图1所示，三维光栅200形成在行方向交替排列的透光区域210和挡光区域220。
具体地，本发明实施例提供的上述三维显示装置在显示面板100内设置紧密排列且在行方向和列方向均交替排布的多个子像素区110和多个遮光区120，且在每相邻两列子像素区110中，各子像素区110与遮光区120在列方向相接的侧边对齐排列于同一纵向直线，使得相邻列子像素区110之间不会存在遮光间隙。如图4所示，保证在三维显示模式下观看者在移动的过程中，在显示面板100的出光侧设置的三维光栅200中，每个透光区域210对应的遮光区120总面积构成的暗区面积不变，每个透光区域210对应的子像素区110总面积构成的亮区面积也不变，因此不会看到摩尔纹的产生。
具体地，在本发明实施例提供的上述三维显示装置中，由于在相邻列子像素区110之间不会存在遮光间隙，如图2a所示，使得遮光区120和子像素区110在行方向的宽度d1一致，相对于如图6a所示的目前的三维显示装置中的遮光区，如图6b所示可以增大遮光区120面积，通过比较可以看出，遮光区120的面积增大，可以降低在相邻可视空间之间的串扰区，可以增大单元可视空间的面积，从而保证整体可视空间的连续性，使观看者在移动的过程中不会超过可视空间的范围，即不会看到跳跃的三维视图，提升了三维观看的舒适度。
可选地，在本发明实施例提供的上述三维显示装置中，如图3a所示，在三维显示模式下，每两列子像素区110为一组视图区，相邻的视图区分别显示左眼视点图像和右眼视点图像。在图3a中以“1”和“2”分别代表左眼视点图像和右眼视点图像，每两列子像素区110显示相同视点图像的内容。
具体地，在本发明实施例提供的上述三维显示装置中，在三维显示模式下，也可以每三列子像素区110作为一组视图区，或多于三列子像素区110作为一组视图区，在此不做限定。并且，视点图像也可以多于两个，以实现多视点的三维显示。
可选地，在本发明实施例提供的上述三维显示装置中，如图2a和图2b所示，行相邻的子像素区110的发光颜色互不相同；列相邻的子像素区110的发光颜色也互不相同，在图中以A、B、C表示子像素区110的不同发光颜色。
具体地，保证行相邻和列相邻的子像素区110的颜色各不相同，可以保证在三维显示和二维显示模式下，各发光颜色的子像素区110分布较为均匀，有利于显示的均匀性。
可选地，在本发明实施例提供的上述三维显示装置中，如图2a和图2b所示，每行子像素区110均包含全部发光颜色的子像素区110，例如每行子像素区110均包含A、B、C三种发光颜色的子像素区110；
每行子像素区110中各发光颜色不同的子像素区110按照相同的顺序重复排列，例如每行子像素区110中从左向右，各子像素区110按照A、B、C的顺序重复排列；每行子像素区110的同一侧首个子像素区110的发光颜色按照设定顺序重复排列，例如图2a中每行子像素区110中从上到下，左侧首个子像素区110的发光颜色按照A、C、B的顺序重复排列，又如图2b中每行子像素区110中从上到下，左侧首个子像素区110的发光颜色按照A、B、C的顺序重复排列。
具体地，图2a和图2b中仅是举例说明各子像素区110的发光颜色排列顺序，并不限于此。并且，A、B、C在实际应用时，可以分别对应红色、蓝色和绿色，在此不作详述。
具体地，按照本发明实施例提供的上述三维显示装置中的子像素区110的发光颜色排列方式，可以保证每相邻两列子像素区110中相同发光颜色的子像素区110的个数相同，这样，如图2a中的虚线框放大图即图4所示，在透光区域210对应位置的显示面板100中分别位于两列子像素区110的相同颜色的子像素区110能够进行面积上的互补，同样，在透光区域210对应位置的显示面板100中分别位于两列子像素区110的遮光区120也能够进行面积上的互补。在观看者移动的过程中，即从图4的左图到图4的右图，保证看到的由子像素区110构成的亮区面积和由遮光区120构成的暗区面积始终保持不变，因此不会看到摩尔纹的产生。
可选地，在本发明实施例提供的上述三维显示装置中，如图3a所示，在三维显示模式下，以排列在相邻的三行子像素区110内且在相邻的两列子像素区110内的三个发光颜色不同(图3a中不同的填充图案表示不同的发光颜色)的子像素区110构成一显示像素点P；
如图3b所示，在二维显示模式下，以排列在相邻的三列子像素区110内且在相邻的两行子像素区110内的三个发光颜色不同(图3b中不同的填充图案表示不同的发光颜色)的子像素区110构成一显示像素点P。
具体地，按照上述三位显示模式下的显示像素点P构成方式，以每两列子像素区110为一组视图区，相邻的视图区分别显示左眼视点图像和右眼视点图像时，在列方向，相邻的两个显示像素点P中的相同发光颜色的子像素区110会位于不同列，即红色子像素区位于不同列，蓝色子像素区位于不同列，绿色子像素区位于不同列，例如上一个显示像素点P中的红色子像素区如果位于第一列，那么下一个显示像素点P中的红色子像素区则位于第二列。并且，在列方向上，上一个显示像素点P与下一个显示像素点P显示相同的内容，这样可以起到显示补偿的作用。而行方向上，左右相邻的显示像素点P分别显示不同视点图像的信息。
可选地，在本发明实施例提供的上述三维显示装置中，如图2a所示，子像素区110在行方向的宽度d1与在列方向的宽度d2之比可以为2:3。
具体地，以27英寸的显示面板为例，子像素区110和遮光区120在行方向的宽度d1为26μm，在列方向的宽度d2为39μm，子像素区110的开口区尺寸为26μm×34μm。如图3a所示，在三维显示模式下，行相邻的两个显示相同视点图像的显示像素点P的中心间距即水平方向的点距为104μm，列相邻的两个显示相同视点图像的显示像素点P的中心间距即垂直方向的点距为117μm，两者相差很小，使三维显示模式下的发光密度较为均匀。如图3b所示，在二维显示模式下，行相邻的两个显示相同视点图像的显示像素点P的中心间距即水平方向的点距为78μm，列相邻的两个显示相同视点图像的显示像素点P的中心间距即垂直方向的点距为78μm，两者相等，使二维显示模式下的发光密度较为均匀。
具体地，在本发明实施例提供的上述三维显示装置中，显示面板100可以采用液晶显示面板，也可以采用电致发光显示面板等显示面板，在此不做限定。并且，由于显示面板100的每相邻两列子像素区110中，各子像素区110与遮光区120在列方向相接的侧边对齐排列于同一纵向直线，使得在各子像素区110之间不存在遮光间隙，也就不能按照常规设计竖直方向的信号线。基于此，如图5所示，可以在显示面板中设置折线型的信号线，以实现显示面板中各子像素区110的驱动。
具体地，在本发明实施例提供的上述三维显示装置中，通过增大遮光区120的面积，可以降低在相邻可视空间之间的串扰区，从而保证可视空间的连续性，使观看者在移动的过程中不会看到跳跃的三维视图，提升了三维观看的舒适度。为进一步降低串扰区的面积，还可以增大三维光栅200中的挡光区域220的面积，即不同于常规的三维光栅中挡光条和透光条宽度相等的设计，在本发明实施例提供的上述三维显示装置中，如图6b所示，各透光区域210在行方向的宽度d3可以小于挡光区域220在行方向的宽度d4。通过比较可以看出，增大挡光区域220的面积并减小透光区域210的面积，可以降低串扰区面积。
可选地，在本发明实施例提供的上述三维显示装置中，如图6c和图6d所示，各透光区域210在行方向的宽度d3还小于子像素区110在行方向的宽度d1，即进一步减小透光区域210的面积并增大挡光区域220的面积，可以进一步降低串扰区面积，从而保证可视空间的连续性，使观看者在移动的过程中不会看到跳跃的三维视图，提升了三维观看的舒适度。如图6c和图6d所示分别示出了观看者在移动过程中处于不同位置处的可视空间。
具体地，在本发明实施例提供的上述三维显示装置中，三维光栅200可以采用液晶光栅实现，也可以采用电致变色光栅实现，在此不做限定。并且，在三维光栅200中可以设计多条控制电极作为挡光区域220的切换档位，通过对控制电极通电的控制，能够形成交替排布条状的透光区域210和挡光区域220。如图7所示，当观看者移动时(例如向着箭头方向移动)，可以通过调整控制电极的通电量，使透光区域210和挡光区域220也相应随着移动，图7中左图为移动前三维光栅的结构，右图为移动后三维光栅的结构，此时，显示面板100显示的视点图像位置不变。并且，控制电极的宽度决定着移动的最小步长。
或者，在本发明实施例提供的上述三维显示装置中，当观看者移动时，也可以保持三维光栅中透光区域210和挡光区域220的位置不变，移动显示面板100显示的视点图像位置，其移动的最小步长为子像素区110在行方向的宽度。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种上述三维显示装置的三维显示方法，包括：
在三维显示模式下，控制显示面板中左右相邻的视图区中的子像素区提供不同视点图像的灰阶信息，并控制三维光栅形成透光区域和挡光区域；同时，根据观看者的移动，变换三维光栅中透光区域和挡光区域的位置。
具体地，在三维显示模式下，当观看者移动时，可以通过调整三维光栅中透光区域和挡光区域的位置，使其也相应随着移动，此时，显示面板显示的视点图像位置不变。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了另一种上述三维显示装置的三维显示方法，包括：
在三维显示模式下，控制显示面板中左右相邻的视图区中的子像素区提供不同视点图像的灰阶信息，并控制三维光栅形成位置固定的透光区域和挡光区域；同时，根据观看者的移动，变换显示面板中视图区的位置。
具体地，在三维显示模式下，当观看者移动时，可以通过调整显示面板显示的视点图像位置，使其也相应随着移动，此时，三维光栅中透光区域和挡光区域的位置不变。
本发明实施例提供的上述三维显示装置及其三维显示方法，在显示面板内设置紧密排列且在行方向和列方向均交替排布的多个子像素区和多个遮光区，且在每相邻两列子像素区中，各子像素区与遮光区在列方向相接的侧边对齐排列于同一纵向直线，使得相邻列子像素区之间不会存在遮光间隙，保证在三维显示模式下观看者在移动的过程中，在显示面板的出光侧设置的三维光栅中，每个透光区域对应的遮光区总面积构成的暗区面积不变，每个透光区域对应的子像素区总面积构成的亮区面积也不变，因此不会看到摩尔纹的产生。并且，由于在相邻列子像素区之间不会存在遮光间隙，使得遮光区和子像素区在行方向的宽度一致，相对增大了遮光区面积，可以降低在相邻可视空间之间的串扰区，可以增大单元可视空间的面积，从而保证整体可视空间的连续性，使观看者在移动的过程中不会超过可视空间的范围，即不会看到跳跃的三维视图，提升了三维观看的舒适度。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种三维显示装置，其特征在于，包括：显示面板，以及设置在所述显示面板出光侧的三维光栅；其中，
所述显示面板包括具有紧密排列且在行方向和列方向均交替排布的多个子像素区和多个遮光区；
在每相邻两列所述子像素区中，各所述子像素区与所述遮光区在列方向相接的侧边对齐排列于同一纵向直线；
在三维显示模式下，以每至少两列所述子像素区为一组视图区，相邻的所述视图区用于提供不同视点图像的灰阶信息；
在三维显示模式下，所述三维光栅形成在行方向交替排列的透光区域和挡光区域。
2.如权利要求1所述的三维显示装置，其特征在于，行相邻的所述子像素区的发光颜色互不相同；列相邻的所述子像素区的发光颜色互不相同。
3.如权利要求2所述的三维显示装置，其特征在于，每行所述子像素区均包含全部发光颜色的子像素区；
每行所述子像素区中各发光颜色不同的子像素区按照相同的顺序重复排列；每行所述子像素区的同一侧首个子像素区的发光颜色按照设定顺序重复排列。
4.如权利要求3所述的三维显示装置，其特征在于，各所述透光区域在行方向的宽度小于所述挡光区域在行方向的宽度。
5.如权利要求4所述的三维显示装置，其特征在于，各所述透光区域在行方向的宽度小于所述子像素区在行方向的宽度。
6.如权利要求1所述的三维显示装置，其特征在于，在三维显示模式下，以排列在相邻的三行子像素区内且在相邻的两列子像素区内的三个发光颜色不同的子像素区构成一显示像素点；
在二维显示模式下，以排列在相邻的三列子像素区内且在相邻的两行子像素区内的三个发光颜色不同的子像素区构成一显示像素点。
7.如权利要求6所述的三维显示装置，其特征在于，所述子像素区在行方向的宽度与在列方向的宽度之比为2:3。
8.如权利要求1所述的三维显示装置，其特征在于，在三维显示模式下，每两列所述子像素区为一组视图区，相邻的所述视图区分别显示左眼视点图像和右眼视点图像。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的三维显示装置的三维显示方法，其特征在于，包括：
在三维显示模式下，控制显示面板中左右相邻的视图区中的子像素区提供不同视点图像的灰阶信息，并控制三维光栅形成透光区域和挡光区域；同时，根据观看者的移动，变换所述三维光栅中透光区域和挡光区域的位置。
10.一种如权利要求1-8任一项所述的三维显示装置的三维显示方法，其特征在于，包括：
在三维显示模式下，控制显示面板中左右相邻的视图区中的子像素区提供不同视点图像的灰阶信息，并控制三维光栅形成位置固定的透光区域和挡光区域；同时，根据观看者的移动，变换所述显示面板中视图区的位置。
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