一種自由立體圖像顯示方法

2023-06-06 10:10:51

專利名稱：一種自由立體圖像顯示方法
自由立體成像技術隨著高解析度平板顯示技術的發展越來越受到人們的重視，各種顯示自由立體圖像的技術和手段紛紛出現，如利用柱鏡板在平板顯示器上顯示自由立體圖像，利用光柵在平板顯示器上顯示自由立體圖像。但是針對確定參數的平板顯示器，如何使得柱鏡板和光柵的設計更加精確，使之呈現更完美的立體圖像效果，利用何種製作工藝，使之更具有實用性，成為自由立體成像技術發展中的一個重要的技術問題。
本發明提出一種利用特殊設計的光柵針對特定參數的平板顯示器實現自由立體成像的自由立體圖像顯示方法。
下面結合附圖對本發明做進一步說明。


圖1是具有特定參數的液晶顯示器或等離子顯示器。其解析度為水平1280個像素，垂直為1024個像素，每個像素的尺寸為水平0.294毫米，垂直0.294毫米。像素結構是水平方向為紅綠藍排列，每排只有三個紅綠藍子像素，每個子像素的高度為0.294毫米。每個子像素的水平寬度為0.098毫米，三個子像素構成一個像素，水平寬度為0.294毫米。這種平板顯示器的可視尺寸為水平376.32毫米，垂直301.056毫米。
圖1中的1表示這種特定參數的平板顯示器，它可以是等離子顯示器，也可以是液晶顯示器。2是表示這種平板顯示器中的像素點，由於像素點很多，為了表述方便，這裡將每一個像素都畫的很大，實際像素是很小的，肉眼幾乎看不出來。3是表明這種平板顯示器必須在水平方向存在固定的1280個像素點，4表明這種平板顯示器必須在垂直方向上存在1024個像素點。每個像素均由子像素構成紅、綠、藍構成，5表示紅、綠、藍像素的高，為0.294毫米，6表示紅、綠、藍像素在水平排列下的總寬度，為0.294毫米，它們之間的距離是均分的。
圖2是放置在上述平板顯示器前方的光柵。該光柵是由透明條紋和不透明條紋構成的。透明條紋的寬度和不透明條紋的寬度比小於1/8，這些條紋完全是相互平行的，條紋的方向同平板顯示器像素的垂直方向存在夾角，這個夾角為15.10度到15.30度之間，最佳為15.20度。條紋的周期(LPI)為每英寸33.55到33.65之間，最佳周期為33.600。條紋的周期沿著同條紋方向相垂直的方向計算。
圖2中的10表示光柵，11表示該光柵的高度，為320毫米，12表示該光柵的寬度，為395毫米。18表示不透明條紋，為黑色。19表示透明條紋，為白色。20表示同平板顯示器中像素水平方向相平行的線，16表示同平板顯示器中像素垂直方向相平行的線，13表示光柵方向同16之間存在的夾角，這個夾角為15.10度到15.30度之間，最佳為15.20度。17表示同光柵平行方向相垂直的線，它同光柵的夾角11為90度，15表示透明條紋的寬度，14表示不透明條紋的寬度，它們的比小於1∶8，沿著17的方向，條紋的周期(LPI)為每英寸33.55到33.65之間，最佳周期為33.60。
為了獲得最佳的立體圖像清晰度，消除在垂直方向上的融像誤差，透明條紋應該儘量平滑，這可以通過提高光柵製作時的解析度實現。
圖3表明這種光柵的製作方法。光柵可以兩種通過照相製版的方法實現其一是首先製作出來光柵膠片，然後將其同厚度為1毫米到2毫米之間的光學玻璃通過紫外固化透明粘合劑粘合，粘合時要通過冷壓機將膠片和玻璃之間的氣體完全排除，然後放置在強紫外線下照射，使粘合劑徹底乾燥。另一種方法是直接將感光膠塗布在厚度為1毫米到2毫米之間的光學玻璃上，按照上述的光柵參數，直接在該玻璃上曝光成像，形成光柵。
該光柵的尺寸要大於平板顯示器的可視尺寸，水平方向為395毫米，垂直方向為320毫米。光柵中有光柵膠片的一面對著平板顯示器顯示圖像的一面，或著將光柵中有感光膠的一面對著平板顯示器顯示圖像的一面。光柵同平板顯示器的距離為2毫米。
22表示用膠片根據上述光柵的光學特性參數製作完成的光柵，要求該膠片要平整，透明之處有非常好的透過率，不透明之處要有很好的對光線的阻斷能力，膠片的厚度在0.1毫米到0.3毫米之間。23表示光學玻璃，厚度在1毫米到2毫米之間。24是紫外固化透明粘合劑，它均勻地塗布在玻璃上，將22粘合在23上，並放入冷壓機的壓棍24中，它們按照25的方向轉動，這樣就可以將膠片22和玻璃23之間的空氣排除乾淨，再將該光柵放在強紫外光線下照射乾燥。
圖4說明光柵是如何安置在平板顯示器上的。光柵有兩層，其中一層是膠片光柵層，或感光膜光柵層，另一層為玻璃層。將有膠片光柵層的一面對準平板監視器，並保持與監視器顯像保持2毫米的距離，這個距離是通過安裝在平板顯示器邊緣上的墊圈實現的。墊圈同平板顯示器之間通過強力雙面不乾膠固定，墊圈同光柵之間也通強力不幹雙面膠固定。最後墊圈在通過定位器同平板顯示器牢固固定，以避免運輸中產生的振動影響了光柵同平板顯示器之間的位置關係。
29是平板顯示器的機身，而27是該平板顯示器的顯示屏幕。28是厚度30為2毫米的墊圈，該墊圈環繞該平板顯示器。23是光柵板，其中有膠片或感光膜的一面22朝向顯示屏幕27。23是光柵的玻璃面，它朝向觀眾。23的一面鍍有增透膜，以減輕來外界的反光且提升光柵的光頭透過率。
圖5是說明在上述自由立體圖像顯示器上顯示的自由立體圖像是如何生成的。從32開始，直到39是8個具有不同視差的立體序列圖，通過圖像處理的方法，可以將他們加工為一個立體幀。利用光柵10作為光篩，分別將這8張立體圖序列篩出。首先用光柵10篩圖32，得到40，然後將光柵沿著光柵的水平方向位移一個透明條紋的距離，繼續篩33，得到41，將光柵沿著光柵的水平方向再位移一個透明條紋的距離，繼續篩34，的到42。就這樣將這個立體幀的最後一副圖47篩出。將篩出的圖疊加到一起形成一個自由立體圖像幀48，將該幀圖像放到平板顯示器上去顯示，透過光柵就可以看到立體圖像了。當然，這裡所說的光篩，只是一種圖像處理方法利用光柵10作光篩去處理圖像，就意味著將一副圖對這光柵透明條紋的地方，允許圖像通過，而對著光柵不透明的地方，就不允許圖像通過，相當於將圖像按照光柵的光學結構作了一次濾波。這一切都可以通過簡單的圖像處理軟體完成，如利用Photoshop軟體完成。如果想實現動態圖像的自由立體顯示，只需要將不同的序列運動自由立體圖像處理相關聯的序列自由立體圖像幀就可以了。
實施例之一，可以用ViewSonic VA912液晶顯示製作自由立體顯示器。該顯示器解析度為水平1280像素，垂直1024像素。像素寬0.294mm，像素高0.294mm。可視尺寸為水平376.32mm，垂直301.056mm。光柵參數按照說明書中指定的參數，則可以獲得理想的自由立體圖像。
實施例之二，可以利用日本ViewSonic VG910S液晶顯示器製作自由立體顯示器。該顯示器解析度為水平1280像素，垂直1024像素。像素寬0.294mm，像素高0.294mm。可視尺寸為水平376.32mm，垂直301.056mm。光柵參數按照說明書中指定的參數，同樣可以獲得理想的自由立體圖像。
實施例之三，可以利用臺灣奇美產M190E3-L02 19寸液晶屏加裝驅動電路後，實施上述發明。因為該液晶屏的參數為水平1280像素，垂直1024像素。像素寬0.294mm，像素高0.294mm。可視尺寸為水平376.32mm，垂直301.056mm。
權利要求
1.本發明涉及一種利用特定參數的平板顯示器和與之配套的特定參數的光柵製作和顯示自由立體圖象的實用方法。該方法的特徵是該平板顯示器的水平解析度為1280個像素，垂直解析度為1024個像素，可視尺寸為水平376.32毫米，垂直為301.056毫米，像素尺寸為水平0.294毫米，垂直0.294毫米，光柵的周期(LPI)在每英寸33.55到33.65之間，光柵透明條紋的寬度和不透明條紋的寬度比小於1/8，光柵在條紋方向同平板顯示器的垂直方向有一夾角，該夾角在15.10度和15.30度之間，光柵放置在平板顯示器的前端，但距離平板顯示器的顯示屏幕有2毫米的距離，光柵的尺寸大於平板顯示器的可視尺寸，為水平395毫米，垂直320毫米。
2.根據權利要求1的實用自由立體圖象顯示器，其特徵在於光柵是由光柵膠片通過紫外線固化透明粘結劑粘結在厚度在1毫米到2毫米之間的光學玻璃上的，粘有光柵膠片的一面對準平板顯示器的顯示屏幕。
3.根據權利要求1的實用自由立體圖象顯示器，其特徵在於光柵是由塗布有感光膠的光學玻璃經曝光顯影定影后形成的，其有感光膜的一面對著平板顯示器的顯示屏幕。
4.根據權利要求1的實用自由立體圖象顯示器，其特徵在於光柵是通過強力雙面膠粘結到距離顯示屏2毫米的墊圈上，而墊圈是通過強力雙面膠粘結到平板顯示器的顯示屏的外框上的。
5.根據權利要求1的實用自由立體圖象顯示器，其特徵在於膠片光柵和光學玻璃之間的粘結是通過紫外線固化透明膠粘合併經冷壓輥排除空氣的，最後經強紫外線照射乾燥的。
6.根據權利要求1的實用自由立體圖象顯示器，其特徵在於在這種自由立體圖象顯示器上顯示的圖象，是由不少於8幅具有序列視差的立體圖象經過光柵濾波後再疊加形成的，光柵順序處理序列立體圖象，每處理完一副圖象後，光柵都應該沿著水平方向右移動一個透明條紋的寬度。
全文摘要
本發明涉及一種利用特定參數的平板顯示器和與之配套的特定參數的光柵製作和顯示自由立體圖像的實用方法。該方法的特徵是該平板顯示器的水平解析度為1280個像素，垂直解析度為1024個像素，可視尺寸為水平376.32毫米，垂直為301.056毫米，像素尺寸為水平0.294毫米，垂直0.294毫米，光柵的周期(LPI)在每英寸33.55到33.65之間，光柵透明條紋的寬度和不透明條紋的寬度比小於1/8，光柵在條紋方向同平板顯示器的垂直方向有一夾角，該夾角在15.10度和15.30度之間，光柵放置在平板顯示器的前端，但距離平板顯示器的顯示屏幕有2毫米的距離，光柵的尺寸大於平板顯示器的可視尺寸，為水平395毫米，垂直320毫米。
文檔編號G02B5/18GK101029969SQ20061001388
公開日2007年9月5日 申請日期2006年5月29日 優先權日2006年5月29日
發明者李昌 申請人:天津三維顯示技術有限公司