專利名稱：拼接型光柵式三維自由立體顯示屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三維(3D)立體顯示技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及光柵式3D裸眼自由立體顯示技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
顯示器是人們對(duì)信息進(jìn)行獲取、處理、利用，甚至存儲(chǔ)、傳輸時(shí)必不可少的人機(jī)界面，是現(xiàn)代人們獲取信息的重要途徑。目前通常的顯示幾乎都是二維(2D)平面的，所謂3D立體顯示是指能顯示圖像深度(第三維)效果，就像我們看真實(shí)世界一樣的立體感。3D立體顯示將是世界各國(guó)大力發(fā)展的下一代新型顯示技術(shù)，已成為當(dāng)今一個(gè)引人注目的前沿科技領(lǐng)域，是關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防安全的高新技術(shù)。立體顯示器將具有上萬(wàn)億元的國(guó)際市場(chǎng)。3D立體顯示將誕生第三代電視，并將廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)顯示器以及手機(jī)顯示等方面。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、3D游戲、3D廣告、航空航天、核技術(shù)、生物分子等領(lǐng)域?qū)?D顯示提出了迫切的需求。
雙目視差是人眼能夠識(shí)別立體圖像的一個(gè)重要暗示。因此在觀看影視畫面時(shí)只要準(zhǔn)備拍攝位置稍微錯(cuò)開的兩組圖像(即兩個(gè)視差圖)分別供左眼和右眼觀看，人們便可看到一組立體感的畫面。3D立體顯示分為佩戴眼鏡和裸眼兩種，后者又稱為3D自由(或自動(dòng))立體顯示。光柵式3D自由立體顯示器就是基于雙目視差和光柵分光原理的一種裸眼3D立體顯示器，它由2D平面矩陣顯示器上加裝光柵而成。光柵可為前置式，也可為后置式，即可位于背光源與矩陣顯示板之間或矩陣顯示板面向觀眾的面之上。光柵可為柱面光柵或狹縫光柵，柱面光柵又稱為柱鏡透鏡，狹縫光柵又稱為視障檔板或狹縫檔板。光柵可以是電動(dòng)控制的也可以是非電動(dòng)的。2D平面矩陣顯示器包括常規(guī)液晶顯示器LCD、等離子顯示器PDP、場(chǎng)發(fā)射顯示器FED、有機(jī)電致發(fā)光顯示器OLED等像素按矩陣排列的平面顯示器。
目前的光柵式3D自由立體顯示器都采用一個(gè)屏來(lái)顯示立體場(chǎng)景，在這類立體顯示器中，被顯示的立體場(chǎng)景將被限制在一個(gè)錐形區(qū)域內(nèi)，只有在這個(gè)區(qū)域類的立體圖像才是合理的。因?yàn)橥ǔＡⅢw圖像歸根到底是在一個(gè)平面顯示屏上顯示出來(lái)的，空間中立體圖像的每個(gè)像點(diǎn)到觀察者眼睛的連線一定要和平面顯示區(qū)域相交。比如，如圖附1所示，對(duì)于顯示面積一定的一個(gè)立體屏，要顯示一個(gè)較大的長(zhǎng)方體的沙盤模型，很顯然是不可能的，因?yàn)槟Ｐ椭杏脺\色標(biāo)記的部分在錐形空間之外了，是無(wú)法顯示出來(lái)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種拼接型光柵式3D自由立體顯示屏，其特征是它由多個(gè)光柵式3D自由立體顯示屏構(gòu)成，要顯示的整體立體場(chǎng)景由各個(gè)光柵式3D自由立體顯示屏共同顯示，即整體立體場(chǎng)景分解為各個(gè)顯示屏的立體子場(chǎng)景。本發(fā)明可顯示任意形狀的立體場(chǎng)景，特別使更大更復(fù)雜的立體場(chǎng)景得到效果很好的完整顯示。
本發(fā)明的拼接型光柵式3D自由立體顯示屏與相關(guān)驅(qū)動(dòng)電路和其他輔助配件一起構(gòu)成光柵式3D自由立體顯示器，用于3D立體電視、3D立體電腦監(jiān)視器、3D立體手機(jī)顯示以及其他的3D立體顯示領(lǐng)域。
本發(fā)明豐富了光柵式3D自由立體顯示器的種類，增強(qiáng)了顯示效果，拓展了光柵式3D自由立體顯示器的應(yīng)用范圍，使得更大更復(fù)雜的立體場(chǎng)景得到完整顯示。本發(fā)明對(duì)我國(guó)在具有上萬(wàn)億元的立體顯示器國(guó)際市場(chǎng)上占有一席之地具有重要意義。
四、附圖的說(shuō)明附

圖1為一個(gè)光柵式3D自由立體顯示屏不能完整顯示一個(gè)較大的長(zhǎng)方體沙盤模型。
附圖2為本發(fā)明的平面拼接式光柵式3D自由豆體顯示屏能完整顯示一個(gè)較大的長(zhǎng)方體沙盤模型。
附圖3為本發(fā)明的非平面折疊拼接式光柵式3D自由立體顯示屏能完整緊湊顯示一個(gè)較大的長(zhǎng)方體沙盤模型。
附圖4為本發(fā)明的非平面垂直折疊拼接式光柵式3D自由立體顯示屏，及其共同顯示的立體場(chǎng)景效果。
附圖5為本發(fā)明的非平面彎曲拼接式光柵式3D自由立體顯示屏，及其共同顯示的立體場(chǎng)景效果。
附圖6為本發(fā)明的封閉拼接式光柵式3D自由立體顯示屏，觀看者置于其里自由觀看立體場(chǎng)景。
附圖7為本發(fā)明采用的一種投影變換方法，采用該方法將本發(fā)明的拼接式光柵式3D自由立體顯示屏要顯示的整體立體場(chǎng)景分解為各個(gè)光柵式3D自由立體顯示屏的立體子場(chǎng)景。
應(yīng)該理解附圖只是示意性的，并沒有按比例繪制。
上述各附圖中的圖示標(biāo)號(hào)為11立體沙盤模型，12光柵式3D自由立體顯示屏，13用于平面拼接的光柵式3D自由立體顯示屏，14平面拼接方式構(gòu)成的光柵式3D自由立體顯示屏，15用于非平面折疊拼接的光柵式3D自由立體顯示屏，16非平面折疊拼接而成的光柵式3D自由立體顯示屏，17虛擬水平光柵式3D自由立體顯示屏，18拼接光柵式3D自由立體顯示屏顯示的整體立體場(chǎng)景，19水平光柵式3D自由立體顯示屏顯示的立體場(chǎng)景部分，20垂直光柵式3D自由立體顯示屏顯示的立體場(chǎng)景部分，21虛擬水平光柵式3D自由立體顯示屏上的像素點(diǎn)，22垂直光柵式3D自由立體顯示屏上的像素點(diǎn)，23立體飛機(jī)模型，24用于非平面彎曲拼接的光柵式3D自由立體顯示屏，25用于非平面彎曲拼接的另一個(gè)光柵式3D自由立體顯示屏，26非平面彎曲拼接而成的光柵式3D自由立體顯示屏，27封閉拼接式光柵式3D自由立體顯示屏，28封閉拼接式光柵式3D自由立體顯示屏顯示的立體場(chǎng)景，31眼睛，32觀察者。
五具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明提出的一種拼接型光柵式3D自由立體顯示屏的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的具體描述。有必要在此指出的是，以下實(shí)施例只用于本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域技術(shù)熟練人員根據(jù)上述本發(fā)明內(nèi)容對(duì)本發(fā)明做出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
以光柵式3D自由立體顯示屏顯示一個(gè)長(zhǎng)方體沙盤模型為例，采用本發(fā)明，如附圖2所示，在原來(lái)顯示屏的基礎(chǔ)上再拼接一個(gè)顯示屏，兩個(gè)屏處于一個(gè)平面內(nèi)，整個(gè)長(zhǎng)方體沙盤模型都位于了立體顯示空間中。這種平面拼接方式使整個(gè)顯示系統(tǒng)變得龐大，于是本發(fā)明可采用附圖3所示的垂直折疊拼接方式，即用于拼接的兩個(gè)顯示屏互相垂直，既達(dá)到了完整顯示長(zhǎng)方體沙盤模型的很好效果，又使整個(gè)顯示系統(tǒng)明顯比附圖2所示的緊湊。附圖4為本發(fā)明的非平面垂直折疊拼接式光柵式3D自由立體顯示屏的另一個(gè)例子，它由水平光柵式3D自由立體顯示屏和垂直光柵式3D自由立體顯示屏構(gòu)成，它們共同顯示建筑物的立體場(chǎng)景。
附圖5為本發(fā)明的非平面彎曲拼接式光柵式3D自由立體顯示屏，它由兩塊曲面光柵式3D自由立體顯示屏構(gòu)成，共同顯示飛機(jī)的立體場(chǎng)景，這也是一種較為緊湊的拼接方式。
附圖6為本發(fā)明的封閉拼接式光柵式3D自由立體顯示屏，它由多塊光柵式3D自由立體顯示屏構(gòu)成，觀看者置于其里自由觀看立體場(chǎng)景。這是一種更緊湊的拼接方式。
由此可見，本發(fā)明用于拼接的光柵式3D自由立體顯示屏的個(gè)數(shù)、相互間的位置和角度由所顯立體場(chǎng)景不同而變換。本發(fā)明用于拼接的各個(gè)光柵式3D自由立體顯示屏可以是平面的，也可以是曲面的，以及它們的組合。本發(fā)明的拼接型光柵式3D自由立體顯示屏包括敞開形狀和封閉形狀，如環(huán)狀，球狀等。
附圖7為本發(fā)明采用的一種投影變換方法，采用該方法將本發(fā)明的垂直折疊拼接式光柵式3D自由立體顯示屏(16)要顯示的整體立體場(chǎng)景(18)分解為水平光柵式3D自由立體顯示屏顯示的立體場(chǎng)景部分(19)和垂直光柵式3D自由立體顯示屏顯示的立體場(chǎng)景部分(20)。這里假設(shè)垂直光柵式3D自由立體顯示屏(15)是透明的，觀察者將透過它看到水平光柵式3D自由立體顯示屏(12)未能顯示的部分由虛擬水平光柵式3D自由立體顯示屏(17)顯示出來(lái)，按照觀察者的視角將這部分立體場(chǎng)景投影到垂直光柵式3D自由立體顯示屏(15)上，就得到垂直光柵式3D自由立體顯示屏顯示的立體場(chǎng)景部分(20)。例如，虛擬水平光柵式3D自由立體顯示屏的像素點(diǎn)(21)經(jīng)過投影變換就成了垂直光柵式3D自由立體顯示屏上的像素點(diǎn)(22)。
這只是整體立體場(chǎng)景分解為子場(chǎng)景的一種方法舉例，其他任何可將整體立體場(chǎng)景分解為子場(chǎng)景的方法都在本發(fā)明保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種拼接型光柵式3D自由立體顯示屏，其特征是它由多個(gè)光柵式3D自由立體顯示屏構(gòu)成，要顯示的整體立體場(chǎng)景分解為各個(gè)光柵式3D自由立體顯示屏的立體子場(chǎng)景，由各個(gè)光柵式3D自由立體顯示屏共同顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拼接型光柵式3D自由立體顯示屏，其特征是各個(gè)光柵式3D自由立體顯示屏可采用平面拼接方式，各個(gè)光柵式3D自由立體顯示屏在一個(gè)平面內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拼接型光柵式3D自由立體顯示屏，其特征是各個(gè)光柵式3D自由立體顯示屏可采用非平面折疊和彎曲拼接方式，各個(gè)光柵式3D自由立體顯示屏不在一個(gè)平面內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種拼接型光柵式3D自由立體顯示屏，其特征是用于拼接的兩個(gè)光柵式3D自由立體顯示屏可以相互垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種拼接型光柵式3D自由立體顯示屏，其特征是拼接型光柵式3D自由立體顯示屏的形狀可以是敞開的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種拼接型光柵式3D自由立體顯示屏，其特征是拼接型光柵式3D自由立體顯示屏的形狀可以是封閉的，觀看者置于其里觀看立體場(chǎng)景。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拼接型光柵式3D自由立體顯示屏，其特征是整體立體場(chǎng)景分解為各個(gè)光柵式3D自由立體顯示屏的立體子場(chǎng)景時(shí)可采用投影變換方法。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種拼接型光柵式3D自由立體顯示屏的投影變換方法，其特征是對(duì)于垂直拼接型光柵式3D自由立體顯示屏投影變換方法的具體步驟假設(shè)垂直光柵式3D自由立體顯示屏(15)是透明的，觀察者將透過它看到水平光柵式3D自由立體顯示屏(12)未能顯示的部分由虛擬水平光柵式3D自由立體顯示屏(17)顯示出來(lái)，按照觀察者的視角將這部分立體場(chǎng)景投影到垂直光柵式3D自由立體顯示屏(15)上，就得到垂直光柵式3D自由立體顯示屏顯示的立體場(chǎng)景部分(20)，例如，虛擬水平光柵式3D自由立體顯示屏的像素點(diǎn)(21)經(jīng)過投影變換就成了垂直光柵式3D自由立體顯示屏上的像素點(diǎn)(22)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種拼接型光柵式3D自由立體顯示屏，其特征是由多個(gè)光柵式3D自由立體顯示屏構(gòu)成，要顯示的整體立體場(chǎng)景分解為各個(gè)光柵式3D自由立體顯示屏的立體子場(chǎng)景，由各個(gè)光柵式3D自由立體顯示屏共同顯示。拼接方式包括平面拼接與非平面折疊和彎曲拼接。本發(fā)明的拼接型光柵式3D自由立體顯示屏包括敞開和封閉形狀。本發(fā)明采用一種投影變換方法，將拼接式光柵式3D自由立體顯示屏的整體立體場(chǎng)景分解為各個(gè)顯示屏的立體子場(chǎng)景。本發(fā)明可顯示任意形狀的立體場(chǎng)景，特別使更大更復(fù)雜的立體場(chǎng)景得到效果很好的完整顯示。
文檔編號(hào)H04N15/00GK1972460SQ20061002243
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月7日
發(fā)明者陶宇虹, 王瓊?cè)A, 李大海, 趙悟翔, 趙仁亮 申請(qǐng)人:四川大學(xué)