視區(qū)擴展的低串擾自由立體顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于視覺圖像【技術領域】，為提供一種立體顯示設備，可以用來擴展裸眼自由立體顯示的視區(qū)范圍，同時降低該范圍內(nèi)不同視點間的串擾度，改善3D顯示效果。為此，本發(fā)明采用的技術方案是，視區(qū)擴展的低串擾自由立體顯示裝置，包括：安裝在顯示面板前方的狹縫光柵和傾斜擋板，狹縫光柵每一個光柵單元都分為透明部分和不透明部分，不透明部分阻擋了顯示面板的一部分，傾斜擋板具有一定高度且與顯示面板保持一定夾角，使左視點所屬像素的光線均射入左眼視域，右視點所屬像素的光線均射入右眼視域。本發(fā)明主要應用于視覺圖像顯示裝置的設計制造。
【專利說明】視區(qū)擴展的低串擾自由立體顯示裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于視覺圖像【技術領域】，涉及裸眼3D自由立體顯示技術，具體講，涉及視區(qū)擴展的低串擾自由立體顯示裝置。
【背景技術】
[0002]人類獲取信息最有效的渠道是通過視覺。由于人的雙眼看到的是自然界中真實的三維景物，因此能夠在屏幕上再現(xiàn)真實的三維景物一直是人類追求的目標。隨著二維圖像壓縮、傳輸、顯示技術的日益提高，人類追求再現(xiàn)真實自然景物的下一個目標就是再現(xiàn)景物的立體信息。立體信息再現(xiàn)技術一定會成為繼語音、數(shù)據(jù)、平面圖像業(yè)務之后信息技術發(fā)展的下一個熱點。立體成像技術就是基于這樣的需求逐步發(fā)展起來的，它可以記錄、傳輸和顯示立體彩色圖像，使觀眾能夠產(chǎn)生身臨其境的感覺，應用前景非常廣泛，可以用于科研、軍事、教育、工業(yè)、醫(yī)療等諸多領域。例如，在醫(yī)學領域，體視探測能夠提供更多、更有用的信息；在工業(yè)領域，立體顯示可用于機器人在危險環(huán)境下對物體進行處理和檢查；在科學勘探和顯像領域，立體成像技術能使觀看者通過二維屏幕體會到逼真的三維環(huán)境。隨著電視網(wǎng)、計算機網(wǎng)、電話網(wǎng)(固定電話網(wǎng)和移動電話網(wǎng))的不斷融合和技術的不斷提高，通過手機屏幕、電視屏幕、計算機屏幕等顯示終端觀看立體圖像的要求已經(jīng)逐漸調(diào)高。
[0003]根據(jù)在觀看時是否需要使用輔助設備，立體顯示技術可分為戴眼鏡立體顯示和不戴眼鏡立體顯示兩種方式。從光學原理上講，不戴眼鏡立體顯示方式利用各種光學面，無需眼鏡即可觀看立體圖像，因此被稱為自由立體顯示方式(auto-stereoscopic)。如圖1所示，常用的光學面包括:透鏡柱板(Lenticular Plate)、視差柵欄(Parallax Barrier)、菲捏爾透鏡(Fresnel Lens)、光棚陣列(IP Lens Array)、可變形屏幕(Anamorphic Screen)、全息屏幕(Holographic Screen)等。
[0004]根據(jù)所能提供視點的數(shù)目，自由立體顯示方式分為雙視點和多視點兩類。
[0005]一般情況下，雙視點自由立體顯示方式，通過在CRT顯示器或者平板顯示器前加入透鏡柱面或者視差柵欄，控制各像素光線的射出方向，使左視點的圖像僅射入左眼，右視點的圖像僅射入右眼，利用雙目視差，產(chǎn)生立體視覺。
[0006]當前已有多種基于狹縫光柵技術的自由立體顯示設備產(chǎn)品。然而，在實際使用時，當用戶稍微偏離自由立體顯示設備產(chǎn)品的最佳觀看點時，會有少部分的右眼視圖影像進入左眼觀看區(qū)域。反之亦然，這樣便會產(chǎn)生串擾(crosstalk)或者重影的現(xiàn)象，同時將用戶局限一個很小的區(qū)域內(nèi)，影響到用戶觀看3D影像的效果和觀看自由度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在解決克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種立體顯示設備，可以用來擴展裸眼自由立體顯示的視區(qū)范圍，同時降低該范圍內(nèi)不同視點間的串擾度，改善3D顯示效果。為此，本發(fā)明采用的技術方案是，視區(qū)擴展的低串擾自由立體顯示裝置，包括:安裝在顯示面板前方的狹縫光柵和傾斜擋板，狹縫光柵每一個光柵單元都分為透明部分和不透明部分，不透明部分阻擋了顯示面板的一部分，傾斜擋板具有一定高度且與顯示面板保持一定夾角，使左視點所屬像素的光線均射入左眼視域，右視點所屬像素的光線均射入右眼視域。
[0008]如果顯示面板為IXD型顯示器，則傾斜擋板置于顯示面板中的液晶層中，具體位于兩個像素之間的黑矩陣(black matrix)上，高度小于液晶層厚度；如果顯示面板為LED型顯示器，則傾斜擋板置于兩個顯示二極管之間的框架區(qū)域。
[0009]傾斜擋板是由不透明的高分子聚合物或者電控光柵制成。
[0010]傾斜擋板與顯示面板保持的一定夾角為10°到65°，傾斜擋板的高度并非固定，而是與顯示面板上特定像素位置相關，達到串擾降到最低和視區(qū)達到最大。
[0011]本發(fā)明的技術特點及效果:
[0012]1、擴展了視區(qū)，提高了用戶觀看自由度。
[0013]2、適合LCD顯不器和LED顯不器。
[0014]3、采用狹縫光柵和傾斜擋板，視區(qū)內(nèi)的串擾大幅度降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1本發(fā)明的立體顯示器的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明包括一個顯示面板(IXD或者LED)、一個狹縫光柵及多個擋板結構。其中，所述狹縫光柵是安裝在顯示面板前方的垂直平板，每一個光柵單元都分為透明部分和不透明部分。對每只眼，它都阻擋了屏幕的一部分，使左視點所屬像素的光線均射入左眼視域，右視點所屬像素的光線均射入右眼視域。但是，因為狹縫光柵不透明部分的遮光作用，顯示的圖像較暗。根據(jù)顯示面板的種類，所述多個擋板結構，如果應用于LCD型顯示器，則可以置于顯示面板中的液晶層中，具體位于兩個像素之間的黑矩陣(black matrix)上，高度小于液晶層厚度；如果應用于LED型顯示器，則可以置于兩個顯示二極管之間的框架區(qū)域。在本發(fā)明的立體顯示器中，所述多個擋板結構可以是由不透明的高分子聚合物所制成，也可以是由電控光柵組成。在本發(fā)明的立體顯示器中，所述多個擋板結構并非垂直與顯示器平面，而是與顯示器平面成一定夾角，同時所述多個擋板結構的高度并非固定，而是與特定像素位置相關，此時該立體顯示器將達到最佳的串擾降低性能，視區(qū)也將達到最大；但如果考慮到加工工藝的難度，則多個擋板結構的高度也可以固定，此時該立體顯示器的串擾降低性能將略微下降，但相比現(xiàn)有的裸眼立體顯示器串擾性能，仍有較大幅度提高。本發(fā)明相對現(xiàn)有技術，由于在相鄰的像素行之間設有傾斜特定角度的、且與像素位置相關的多個不透明擋板狀結構，配合置于顯示器外表面的狹縫光柵，因此當用戶在自由立體顯示器的最佳觀看距離橫向水平移動時，在一定距離內(nèi)，由于用戶視線將交與傾斜擋板，從而避免看到相鄰視點所屬的像素，因此降低了影像串擾現(xiàn)象，提高了立體顯示器的顯示效果。為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。
[0017]例如:參照圖1，圖1為本發(fā)明的立體顯示器的示意圖，本發(fā)明較佳實施例的立體顯示器包括:狹縫光柵100，平板顯示器103。其中，100包括不透明部分101和透明部分102。103包括R視點所屬的像素104和L視點所屬的像素105，以及相鄰兩個像素之間的部分106。任何一個106上都會有擋板狀結構107或者108，107是L視點像素的擋板，108是R視點像素的擋板。標號L的像素所發(fā)出的影像定義為左眼影像L，標號R的像素行所發(fā)出的影像定義為右眼影像R。
[0018]具體以LED性顯示面板為例進行詳細說明。請再參照圖1，所述多個傾斜擋板107和108設置于所述顯示面板103中的像素間隙上，顯示面板103的像素點距104或者105為0.299mm，像素間的間隔106為0.01mm。103的分辨率為1920*1080。101和102均為
0.3075mm。α和β值相同，如果單純從串擾性能和視區(qū)擴展度上講，則均可為10°到65。，但傾斜角度越小，被擋板遮住的光就越多，用戶感知到的3D影響就越暗，因此本最佳實施例中，選取α=β=60。。
[0019]本最佳實施例中，狹縫光柵貼裝方式為垂直貼裝，不采取傾斜貼裝，因此顯示面板上每一行的R和L像素位置都是類似的，由此導致每一行像素間隙106上的擋板高度、傾斜角度都是相同的，因此本實施例僅列舉某一行上擋板的高度分布情況，同時，由于顯示面板一行有1920個像素，數(shù)據(jù)過多，表格I中僅列舉了部分數(shù)據(jù)(步距100個像素)。
[0020]表1像素間隙的擋板高度(mm)
[0021]
【權利要求】
1.一種視區(qū)擴展的低串擾自由立體顯示裝置，其特征是，包括:是安裝在顯示面板前方的狹縫光柵和傾斜擋板，狹縫光柵每一個光柵單元都分為透明部分和不透明部分，不透明部分阻擋了顯示面板的一部分，傾斜擋板具有一定高度且與顯示面板保持一定夾角，使左視點所屬像素的光線均射入左眼視域，右視點所屬像素的光線均射入右眼視域。
2.如權利要求1所述的視區(qū)擴展的低串擾自由立體顯示裝置，其特征是，如果顯示面板為LCD型顯示器，則傾斜擋板置于顯示面板中的液晶層中，具體位于兩個像素之間的黑矩陣(black matrix)上，高度小于液晶層厚度；如果顯示面板為LED型顯示器,則傾斜擋板置于兩個顯示二極管之間的框架區(qū)域。
3.如權利要求1所述的視區(qū)擴展的低串擾自由立體顯示裝置，其特征是，傾斜擋板是由不透明的高分子聚合物或者電控光柵制成。
4.如權利要求1所述的視區(qū)擴展的低串擾自由立體顯示裝置，其特征是，傾斜擋板與顯示面板保持的一定夾角為10°到65°，傾斜擋板的高度并非固定，而是與顯示面板上特定像素位置相關，達到串擾降到最低和視區(qū)達到最大。
【文檔編號】H04N13/00GK103605213SQ201310634297
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權日:2013年11月28日
【發(fā)明者】侯春萍, 許國, 沈麗麗 申請人:天津大學