CN116758824B - 一种裸眼3d显示组件及显示屏 - Google Patents

Abstract

一种裸眼3D显示组件及显示屏，属于LED显示技术领域，解决LED显示屏子像素为非均匀排布，无法通过像素复用增加屏幕显示分辨率，以及倾斜柱透镜光栅在拼接过程中难以完全对齐，导致图像在拼接处断裂的问题。所述显示组件包括基板和显示单元，显示单元设置于基板上呈矩阵式排列，所述矩阵中2×3的显示单元为一个显示周期单元；每个显示单元由3个子像素构成，3个子像素的连线组成等腰三角形，位于同一行的所有子像素的间距相等，相邻行的显示单元间距、与相邻列的显示单元的间距相等；同一行的子像素的颜色按照红、绿、蓝三基色周期排列，同一列的子像素的颜色按照红、绿、蓝三基色周期排列。本发明适用于裸眼3D显示屏的生产场景。

Description

一种裸眼3D显示组件及显示屏

技术领域

本发明属于LED显示技术领域，具体涉及一种3D显示技术。

背景技术

裸眼3D显示技术由于其无需佩戴装置的优点，能够让观察者减轻视觉疲劳。目前裸眼3D显示技术主要通过显示面板加透镜组合的方式实现，为了提升裸眼3D显示效果，通常需要增大显示面积。LCD显示器由于单体尺寸受限且不能无缝拼接，像素排布方式也难以改变，所以不适用于裸眼3D显示。而LED显示屏由于其可无限拼接和像素排布方式灵活多变的优势，适用于裸眼3D显示。

传统的LED裸眼3D显示为了减少摩尔纹，通常搭配倾斜柱透镜光栅来实现，而光栅在制作过程中无法实现单体无限大的要求，在制作大尺寸裸眼3D显示系统时只能采用光栅拼接的方法，由于裸眼3D显示系统对光栅和显示像素之间匹配精度要求非常高，倾斜柱透镜光栅在拼接过程中难以实现完全对齐，导致图像在拼接处断裂(如图2中圆圈所标注的区域)。有研究表明，人眼注意力机制对异常显示区域非常敏感，断裂的图像对整体观感影响巨大，所以目前裸眼3D显示屏的成像质量和显示尺寸相互制约。

发明内容

本发明提出一种裸眼3D显示组件及显示屏，解决现有的LED显示屏由于子像素之间为非均匀排布，无法通过像素复用来增加屏幕显示分辨率的问题，以及倾斜柱透镜光栅在拼接过程中难以实现完全对齐，导致图像在拼接处断裂，从而影响用户的整体观影感的问题。

一种裸眼3D显示组件，包括基板和数个显示单元，所述数个显示单元设置于所述基板上，所述数个显示单元呈矩阵式排列，所述矩阵中2×3的显示单元为一个显示周期单元；每个所述显示单元由3个子像素构成，所述3个子像素的连线组成等腰三角形，位于同一行的所有子像素的间距相等，相邻行的显示单元间距、与相邻列的显示单元的间距相等；同一行的子像素的颜色按照红、绿、蓝三基色周期排列，同一列的子像素的颜色按照红、绿、蓝三基色周期排列；所述等腰三角形的底边为高a的2倍；每行子像素中红、绿、蓝为一个周期；进一步地，相邻行的子像素的间距为等腰三角形高a的3倍；

进一步地，所述等腰三角形高a的取值为0<a<5mm；

进一步地，所述每排显示单元中所有子像素的复用方式为：同排后一个显示单元复用前一个显示单元中的后两个子像素；

本发明还提供一种裸眼3D显示屏，所述显示屏包括至少一个上述的一种裸眼3D显示组件。进一步地，所述显示屏还包括柱透镜光栅层，所述柱透镜光栅层覆盖在所述显示组件上；进一步地，所述柱透镜光栅层由多个柱透镜光栅拼接组成，所述多个透镜光栅为数值排列。本发明的有益效果：

传统的LED显示屏子像素之间为非均匀排布，无法通过像素复用来增加屏幕显示分辨率。

本发明提出的裸眼3D显示组件通过亚像素复用技术，在LED显示屏物理尺寸不变的条件下，即成本不变，提高约3倍的水平分辨率，显示更多的横向细节信息。

本发明提出的显示屏在降低摩尔纹的前提下，搭配竖直柱透镜光栅的LED像素排布，所述显示屏采用竖直排列的光栅，即使拼接没有完全对齐，也不存在图像断裂的现象，所以对拼接精度的要求大幅度降低，且通过改变像素排布方式能够实现降低摩尔纹的效果，有利于裸眼3D显示屏大尺寸拼接的显示效果提升。

本发明适用于裸眼3D显示屏的生产场景。

附图说明

图1为背景技术所述的两个倾斜柱透镜光栅拼接误差示意图；

图2为实施方式一所述的LED像素排布方式示意图；

图3为实施方式三所述的两个竖直柱透镜光栅拼接误差示意图；

图4为实施方式三所述的摩尔纹厚度示意图，其中m为光栅节距，n为像素间距，B为摩尔纹厚度，α为柱透镜与同列像素所在直线之间的夹角；

图5为实施方式三、实施方式四所述的像素排布关系示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施方式，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他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施方式一

参照图2说明本实施方式。

一种裸眼3D显示组件，包括基板和数个显示单元，所述数个显示单元设置于所述基板上，所述数个显示单元呈矩阵式排列，所述矩阵中2×3的显示单元为一个显示周期单元；每个所述显示单元由3个子像素构成，所述3个子像素的连线组成等腰三角形，位于同一行的所有子像素的间距相等，相邻行的显示单元间距、与相邻列的显示单元的间距相等；同一行的子像素的颜色按照红、绿、蓝三基色周期排列，同一列的子像素的颜色按照红、绿、蓝三基色周期排列。

具体地：

所述等腰三角形的底边为高a的2倍；

每行子像素中红、绿、蓝为一个周期；

相邻行的子像素的间距为等腰三角形高a的3倍；

所述等腰三角形高a的取值为0<a<5mm。

如图2所示，本实施方式设计一种斜向排布的LED子像素排布灯板，其中，同行每个子像素横向和纵向之间的间距为b，相邻行同列之间的子像素间距为3*b。横向每行每6个子像素为一个周期，纵向每3个子像素为一个周期(图4左上角浅灰色区域内)。以第一排浅灰色区域内为例，传统非复用方式的LED灯点水平方向上，红、绿、蓝；红、绿、蓝为2组像素点；而本实施方式中像素复用后，红、绿、蓝；绿、蓝、红；蓝、红、绿；红、绿、蓝；绿、蓝、红；蓝、红、绿；为6组像素点，其中最后两组中的红、绿为复用下一个周期的子像素，每个周期向下一个周期借用2个子像素，直至最后一个周期没有真正的子像素可以借用，则少2组像素，以非像素复用4K分辨率为例，复用前有3840组像素点，复用后则有3840*3-2＝11518组像素点，所以复用后水平分辨率约等于3倍复用前水平分辨率。

实施方式二

本实施方式是对实施方式一所述的一种裸眼3D显示组件中所述的每排显示单元的进一步举例说明。

本实施方式所述的每排显示单元中所有子像素的复用方式为：同排后一个显示单元复用前一个显示单元中的后两个子像素。

实施方式三

参照图3、图4、图5说明本实施方式。

本实施方式提出一种裸眼3D显示屏，所述显示屏包括至少一个上述的一种裸眼3D显示组件。

进一步地，所述显示屏还包括柱透镜光栅层，所述柱透镜光栅层覆盖在所述显示组件上；进一步地，所述柱透镜光栅层由多个柱透镜光栅拼接组成，所述多个透镜光栅为数值排列。所述竖直排列具体为：光栅的狭缝与显示单元的列平行。

如图4所示，摩尔纹的厚度计算公式为：

B＝n/sinα

其中n为像素间距，B为摩尔纹厚度，α为柱透镜与同列像素所在直线之间的夹角，图中m为光栅节距。

因此随着倾斜角度的增大，摩尔条纹的厚度减小。

本实施方式的像素排布关系如图5所示，柱透镜光栅排布如图3所示。

图5中被黑线连接的黑点的显示单元的子像素排布顺序相同，因此图像为斜向排布，柱透镜光栅为竖直排布，因此两者之间存在夹角α，所以能够在一定程度上减小摩尔纹的厚度，提升显示质量。

实施方式四

参照图5说明本实施方式。

本实施方式是对实施方式一所述的一种裸眼3D显示组件的进一步举例说明。

本实施方式所述的屏幕子像素分辨率为3840*3*2160，像素点间距为1mm，屏幕实际尺寸为11.52m*6.48m。复用前水平方向LED灯点按照红、绿、蓝；红、绿、蓝为一个周期排布，像素分辨率为3840*2160；复用后水平方向LED灯点按照红、绿、蓝；蓝、绿、红；蓝、红、绿；红、绿、蓝；蓝、绿、红；蓝、红、绿为一个周期排布，最后一个周期没有可以借用的子像素，所以总数减少两个，实际像素为(3840*3-2)*2160，即11518*2160。

因此水平分辨率提升至原来的11518/3840＝2.99947倍，垂直分辨率不变。

如图5所示，同列像素之间被黑色线段连接，以白色线段为例，以图像左上角为原点，横向为X轴，向右为正，纵向为Y轴，向下为正。最上边第一行空心点坐标为(1.5,1.5)，最上边第二行空心点坐标为(3.5,4.5)，因此柱透镜与像素所在直线之间的夹角α＝arctan(2/3)，像素间距为1mm，根据公式B＝n/sinα得出，摩尔纹的厚度为达到了与倾斜柱透镜光栅搭配传统LED显示屏同样的摩尔纹减小效果，并且极大的减小了光栅之间的拼接难度。柱透镜光栅裸眼3D显示方式是一种一维立体显示，在水平方向上对多视点进行插值、融合、排列等操作，所以水平方向分辨率越大，画面越细腻；而垂直方向不需要进行此类计算，所以即使垂直方向分辨率没有复用，对画质的影响也不大。/>

Claims (6)

1.一种裸眼3D显示组件，包括基板和数个显示单元，所述数个显示单元设置于所述基板上，所述数个显示单元呈矩阵式排列，所述矩阵中2×3的显示单元为一个显示周期单元；其特征在于，每个所述显示单元由3个子像素构成，所述3个子像素的连线组成等腰三角形，位于同一行的所有子像素的间距相等，相邻行的显示单元间距、与相邻列的显示单元的间距相等；同一行的子像素的颜色按照红、绿、蓝三基色周期排列，同一列的子像素的颜色按照红、绿、蓝三基色周期排列；所述等腰三角形的底边为高a的2倍；相邻行的子像素的间距为等腰三角形高a的3倍。

2.根据权利要求1所述的一种裸眼3D显示组件，其特征在于，所述等腰三角形高a的取值为0<a<5mm。

3.根据权利要求1所述的一种裸眼3D显示组件，其特征在于，所述数个显示单元的子像素的复用方式为：同排后一个显示单元复用前一个显示单元中的后两个子像素。

4.一种裸眼3D显示屏，其特征在于，所述显示屏包括至少一个权利要求1-3任一项所述的一种裸眼3D显示组件。

5.根据权利要求4所述的一种裸眼3D显示屏，其特征在于，所述显示屏还包括柱透镜光栅层，所述柱透镜光栅层覆盖在所述显示组件上。

6.根据权利要求5所述的一种裸眼3D显示屏，其特征在于，所述柱透镜光栅层由多个柱透镜光栅拼接组成，所述多个透镜光栅为数值排列。