[發明專利]高分辨率自由立體顯示器

有效

• 申請號: 201210231489.4
• 申請日: 2012-07-06
• 公開（公告）號: CN103533336A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 薄淑英
• 申請（專利權）人: 薄淑英
• 主分類號: H04N13/04
• 分類號: H04N13/04;G02B27/22;G09G3/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種高分辨率自由立體顯示器，更具體地講，涉及一種高清晰的自由立體顯示器，所述自由立體顯示器可用于立體電視、3D游戲機、3D廣告等。

背景技術：

立體顯示器具有信息量大、能將實際場景的三維信息全部再現出來的特點，使觀看者可以從顯示器上直接看出圖像中各物體的遠近、縱深，因此觀看者能獲得更加全面而直觀的信息。傳統的立體顯示器需要觀看者佩帶偏振眼鏡、互補色眼鏡或者液晶開關眼鏡之類輔助工具，盡管具有很好的立體效果，但不適用于公共場所，特別是廣告的展示。

近幾年以來，不使用眼鏡的自由立體技術被積極地研究，其代表是光柵立體顯示器，它由平面矩陣顯示器上加裝光柵而成，分為光柵前置式和光柵后置式，即光柵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那面，光柵可為柱鏡光柵或狹縫光柵。光柵自由立體顯示又分為雙眼視差式和多視點立體顯示，其中多視點立體顯示具有良好的觀看自由度和舒適度，適合多人同時觀看，成為發展及應用的重點。

目前已經開發成功的新型平板數字顯示器共有十多種，已經商品化的大約有5、6種，其中LCD和PDP仍是目前新型數字顯示器的主流。紅、綠、藍三原色的子像素在像素上的排列方式有四種：線條紋排列、三角形排列、正方形排列、馬賽克排列。其中線條紋排列是最主要的形式，具體特征為，一個正方形的彩色像素點由3個橫向排列的RGB子像素構成，子像素的寬高比為1∶3，尤其適合應用在自由立體顯示器上。另外，以自主發光LED為顯示像素的大型顯示屏也開始應用在自由立體顯示上，使自由立體顯示開始向大屏幕方向發展。

自由立體顯示需要多視點分割顯示屏像素，必然帶來圖像清晰度的降低，即觀看自由度與圖像清晰度是沖突的，大多數立體顯示器不適合顯示精細的立體圖像和文字?，F有技術用4K顯示屏來實現多視點立體圖像的高清晰顯示，在分辨率為3840×2160的顯示屏上，9視點圖像的立體分辨率可達1280×720，畫質較細致。本發明將倍頻刷新與高密度面板兩種技術有機結合在一起，大幅增加顯示面板的像素密度，會獲得更清晰的自由立體顯示。

發明內容：

本發明公開了一種立體顯示器的結構和原理，目的在于提供一種可以高分辨率顯示立體圖像的裸眼顯示器，不用轉換到2D顯示方式，就可直接播放高清的2D/3D節目。

立體顯示器由高刷新率的切換光柵(1)、平板顯示屏(2)、同步器(4)和倍頻播放器(3)構成。

平板顯示屏(2)可采用全高清或超高清的LCD、PDP或者高密度的LED全彩屏，以及其它具有圖像點對點顯示功能的設備，具有120HZ以上的圖像刷新率。顯示屏以基礎頻率的N倍交替刷新屏幕圖像，基礎頻率一般為60Hz，也可以是其它合適的頻率，也就是說，顯示屏的刷新率等于基礎頻率的N倍。倍頻播放器(3)輸出的每一幀高分辨率的立體合成圖象被分解成N幅全分辨率子圖像，在一個基礎刷新周期，即1/60秒內依次點對點刷新顯示，N≥2，同步器(4)控制切換光柵(1)與平板顯示屏(2)的刷新同步進行，被分解的N幅子圖像同一視點的可視子像素被掃描組合成一幀N倍清晰度的立體圖像。本發明即使采用較低的基礎頻率，也不會引起屏幕的閃爍，閃爍主要是由顯示器總刷新率決定的。顯示屏刷新率、基礎頻率與倍頻數N的幾種組合舉例：

a.2倍頻120Hz基礎刷新率為60Hz；

b.3倍頻120Hz基礎刷新率為40Hz；

c.3倍頻240Hz基礎刷新率為80Hz；

d.4倍頻240Hz基礎刷新率為60Hz；

e.5倍頻240Hz基礎刷新率為48Hz。

通常自由立體顯示器的面板清晰度為1920*1080像素，容納5～9鏡頭，立體清晰度為360P～540P。面板清晰度達4K*2K以上的為高密度像素，9鏡頭立體視頻的清晰度可達720P，而采用倍頻技術的4K*2K面板可以容納更多的鏡頭數，獲得更高的清晰度。

切換光柵(1)具有相同的刷新率，平行安裝在平板顯示屏(2)之外，光柵的柵距根據顯示屏像素尺寸、立體圖像視點數量以及光柵的傾斜角度確定，切換光柵(1)分為可切換狹縫光柵和可切換柱鏡光柵兩種。在固定的一個視點，顯示屏上可以看到的白格子像素叫可視子像素(14)，不能看見的黑格子像素叫不可視子像素(13)，切換光柵(1)共有N個狀態，在一個基礎周期內依次切換，等效于切換光柵(1)從初始狀態水平移動，可視子像素(14)(15)依次出現在顯示屏不同位置且均勻分布，在保證大視角的前提下提高了立體圖像的清晰度。