一種基於全像素分光的裸眼3D顯示的裝置的製作方法

2023-12-10 01:22:01

本發明涉及裸眼3D顯示技術。

背景技術：

相比傳統的二維顯示，三維顯示更直觀與具有真實性。目前的3D顯示方式主要分為戴眼鏡式與裸眼3D兩種方式。其實戴眼鏡式3D主要以偏光式與快門式為主，主要應用於影院，家庭電視，立體投影等消費級市場。而在公共商用領域，戴眼鏡式3D的應用因特定眼鏡的存在在具體的應用場景中而大大受挫，特別如在機場，高鐵站，地鐵，商超等公共場所的商用顯示領域中，受限最大。裸眼3D因不需額外的眼鏡即可觀賞到逼真的立體效果，在商用顯示領域應用場景不斷出現很多經典的市場案例，不斷給商顯市場注入創新的活力。

現有的裸眼3D顯示裝置由顯示面板和分光器件組成。分光器件分為狹縫光柵或柱鏡光柵等方式，而顯示面板通常比較常見的二維顯示面板構成，常用的顯示方式有如LCD、PDP、LED等平板顯示器件。由於裸眼3D的基本原理是由分光器件對二維顯示面板的基本顯示單元，即像素由分光器件進行分光。基本原理是將顯示像素進行物理的分區，從而在真實的物理空間上能從不同的角度得到不同的信息。裸眼3D正利用這不同的視差信息，才得已顯示立體畫面，因而面板的像素結構的密度直接決定了立體畫質的細膩度。

因像素密度，也就是面板的解析度，會直接影響裸眼3D的畫質細膩度和清晰度。像素結構的排列方式會影響立體效果的串擾和光學幹涉等，故通過改變像素的映射排列可改善最終的立體效果。而目前市場大多的液晶顯示，像素結構多為與人眼觀察方向豎直排列，故市面上的裸眼3D為取得在橫向上的最佳解析度，故都為橫屏顯示。

為解決因像素排列方式而導致裸眼3D顯示在豎屏上無法得到最優的效果的問題，國內外的有相關企業與機構提出了一些解決方案。法國阿里斯奧斯拷貝公司在「在豎直方向上具有最大尺寸的屏幕上自動立體顯示的方法」(公開號：CN 104509107A)中將RGB三個子像素做為一個全像素作為一個基本單元，用光學分光器件投射出立體影像，但因子像素橫向與縱向的比例為1：3，即使4個視點，光學器件的節距也會等同於縱向排列時的12個視點時的比例，從而使得光學器件的解析度大大的降低，並且視角會非常小，會大大的降低體驗感，從而使得市場推廣更加困難。韓國三星電子株式會社申請的「具有改善的解析度的多視角自動立體顯示器」(公開號CN101518095)專利，利用定向背光分時顯示不同視點圖像，形成立體視覺；但因工藝複雜，對顯示及配套的設備要求較高，而導致市場化相對較為困難。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種基於全像素分光的裸眼3D顯示的裝置，其能解決解析度下降太快，解析度下降太大，視角太小的問題。

為了達到上述目的，本發明所採用的技術方案如下：

一種基於全像素分光的裸眼3D顯示的裝置，其包括顯示面板和位於顯示面板前方的多個分光器件，所述顯示面板上顯示的總的視點的個數為N*M個，N為顯示面板的全像素在行方向上依次排列的數量，M為顯示面板的全像素在列方向上依次排列的數量，所述全像素由多個不同顏色的子像素構成；顯示面板上的視點通過分光器件投射到物理空間，以使人的雙眼看到不同的視點信息，產生立體視覺。

優選的，所述全像素由三個或六個或九個子像素構成。

優選的，所述顯示面板為LCD顯示面板，顯示面板在行方向上的視點按照1、3、5、2、4依次周期性排列，顯示面板在列方向上的視點按照1、5、4、3、2依次周期性排列。進一步優選的，位於顯示面板的行方向上的分光器件的周期為2.5*3*Pixel，位於顯示面板的列方向上的分光器件的周期為2*3*Pixel，Pixel為子像素周期。

優選的，所述顯示面板為LCD顯示面板，每個相鄰的全像素在顯示面板的列方向上錯位兩個子像素排列。

優選的，所述顯示面板為LED顯示面板，顯示面板在行方向上的第一行的視點按照1、3、5依次周期性排列，顯示面板在行方向上的第二行的視點按照2、4、6依次周期性排列，並且顯示面板在行方向上的第一行的視點和第二行的視點在顯示面板的列方向上依次周期性排列，並且顯示面板的列方向的視點按照6、5、4、3、2、1依次周期性排列，而且顯示面板的相鄰列的視點錯行排列。進一步優選的，位於顯示面板的行方向上的分光器件的周期為3*3*Pixel，位於顯示面板的列方向上的分光器件的周期為2*3*Pixel，Pixel為子像素周期。

優選的，所述顯示面板為LED顯示面板，顯示面板在行方向上的視點按照1、3、5、2、4依次周期性排列，並且顯示面板的相鄰行的視點錯位排列；顯示面板的列方向上的視點按照5、4、3、2、1依次周期性排列，並且顯示面板的相鄰列的視點錯行排列。進一步優選的，位於顯示面板的行方向上的分光器件的周期為2.5*3*Pixel，位於顯示面板的列方向上的分光器件的周期為2*3*Pixel，Pixel為子像素周期。

優選的，所述分光器件為柱鏡光柵或狹縫光柵或具有2D/3D功能的液晶光柵。

相比現有技術，本發明的有益效果在於：

本發明以全像素為視點圖像信息顯示的最小單元，例如全像素包括RBG三個子像素，經過排列的優化可降低現有技術的單行分光的解析度下降太快的問題，從而保證3D效果下最優的畫質效果。

附圖說明

圖1為本發明實施例一的基於全像素分光的裸眼3D顯示的裝置的結構示意圖；

圖2為本發明實施例二的基於全像素分光的裸眼3D顯示的裝置的結構示意圖；

圖3為本發明實施例三的基於全像素分光的裸眼3D顯示的裝置的結構示意圖；

圖4為本發明實施例四的基於全像素分光的裸眼3D顯示的裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面，結合附圖以及具體實施方式，對本發明做進一步描述：

本發明公開了一種基於全像素分光的裸眼3D顯示的裝置，其包括顯示面板和位於顯示面板前方的多個分光器件，所述顯示面板上顯示的總的視點的個數為N*M個，N為顯示面板的全像素在行方向上依次排列的數量，M為顯示面板的全像素在列方向上依次排列的數量，所述全像素由多個不同顏色的子像素構成；顯示面板上的視點通過分光器件投射到物理空間，以使人的雙眼看到不同的視點信息，產生立體視覺。

所述分光器件可以是柱鏡光柵或狹縫光柵或具有2D/3D功能的液晶光柵等。分光器件上的透鏡條紋傾斜設置與顯示面板的垂直線的傾斜角度為A，A＝arctan(1/2)，也即圖1至圖4中的斜線，也就是同一全像素在行向和列向跳躍的距離比例。

下面，以全像素由三個子像素構成為例進行說明，三個子像素分部為R(紅色)子像素、G(綠色)子像素和B(藍色)子像素。

基於上述的技術原理，請結合附圖，分別以各種實施例對本發明的實現方案作進一步闡釋。

實施例一

如圖1所示，本實施例的顯示面板為LCD顯示面板，顯示面板在行方向上的視點按照1、3、5、2、4依次周期性排列，顯示面板在列方向上的視點按照1、5、4、3、2依次周期性排列。位於顯示面板的行方向上的分光器件的周期為2.5*3*Pixel，位於顯示面板的列方向上的分光器件的周期為2*3*Pixel，Pixel為子像素周期，3*Pixel為全像素周期，2.5是光柵(即分光器件)也就是附圖所示的斜線之間的全像素周期的2.5倍。即顯示面板的解析度在行方向分布N＝2.5個全像素，而在列方向上分布有N＝2個全像素，總的視點個數為2*2.5即為5。

實施例二

如圖2所示，本實施例的顯示面板為LCD顯示面板，每個相鄰的全像素在顯示面板的列方向上錯位兩個子像素排列。圖2中，第一列中1號視點與相鄰的1號視點錯開2個子像素，分光器件的角度與兩個相鄰全像素所形成的角度一致，故通過固定匹配角度的分光器件將全像素通過將子像素做分割後投射到物理空間裡。

實施例三

如圖3所示，本實施例的顯示面板為LED顯示面板，顯示面板在行方向上的第一行的視點按照1、3、5依次周期性排列，顯示面板在行方向上的第二行的視點按照2、4、6依次周期性排列，並且顯示面板在行方向上的第一行的視點和第二行的視點在顯示面板的列方向上依次周期性排列，並且顯示面板的列方向的視點按照6、5、4、3、2、1依次周期性排列，而且顯示面板的相鄰列的視點錯行排列，例如，第一列的5號視點與第二列的1號視點相鄰，從而形成錯行排列。位於顯示面板的行方向上的分光器件的周期為3*3*Pixel，位於顯示面板的列方向上的分光器件的周期為2*3*Pixel。解析度在行方向分布N＝3個全像素，而在列方向上分布有M＝2個全像素，總的視點個數為2*3即為6。

實施例四

如圖4所示，本實施例的顯示面板為LED顯示面板，顯示面板在行方向上的視點按照1、3、5、2、4依次周期性排列，並且顯示面板的相鄰行的視點錯位排列，例如，圖4中，第一行的4號視點與第二行的3號視點相鄰，從而形成視點錯位排列；顯示面板的列方向上的視點按照5、4、3、2、1依次周期性排列，並且顯示面板的相鄰列的視點錯行排列，例如，圖4中，第一列的4號視點與第二列的1號視點相鄰，從而形成視點錯行排列。位於顯示面板的行方向上的分光器件的周期為2.5*3*Pixel，位於顯示面板的列方向上的分光器件的周期為2*3*Pixel。顯示面板的解析度在行方向分布N＝2.5個全像素，而在列方向上分布有M＝2個全像素，總的視點個數為2*2.5即為5。

綜合上述各實施例，本發明旨在解決在裸眼3D在基於全像素結構下分光的解析度急劇下降問題，特別是在豎屏顯示與LED顯示中。

本發明以全像素為表達視點圖像信息顯示的最小單元，全像素可以包括RBG三個子像素，經過排列的優化可降低以往單行分光的解析度下降太快的問題，從而保證3D效果下最優的畫質效果，可應用於LED顯示以及豎屏裸眼3D顯示。其中作為獨立視點信息的全像素為一組三個或多個連續子像素。

本發明的主要方式是一種用全像素作為基本的分光單元，即視點形成的基本要素，但在排列上打破常規的從左至右將視點的排列方式，優化排列結構，將橫向(即顯示面板的行向)的解析度的損失同時分散至縱向(即顯示面板的列向)上，從而減弱因在橫向上分光器件對分光單元的影響。其中將三個子像素做個基本分光單元，此分光單元呈標準的方塊，方塊會被分光器件在因透鏡或狹縫光柵的分光作用而投射到物理空間裡，因不同的方塊分布不同視點的信息，此視點信息帶有立體視差信息，從而顯示最優的裸眼3D圖像。

根據本發明的不同實施方式：

可以從顯示面板的上方開始，在行方向上以N為模並按照遞增次序顯示所述視點；同時在列方向上依次排列M個視點。而不同行與列之間的互換跳躍間隔可以為全像素的整數倍，與特定角度的分光器件角度相對應，從而顯示裸眼3D效果因將視點信息分布在行與列方向上，降低只在行方向上視點排列後而解析度急劇降低的缺陷。

目前LCD顯示面板絕大多數的像素結構為縱向排列而引起的視覺體驗差，解析度低，視角小的問題，本發明通過優化像素映射方式來達到該目的。

對本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬於本發明權利要求的保護範圍之內。