[發(fā)明專利]一種基于子像素的三合一LED裸眼3D顯示裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410040343.0
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN103888746A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔華坤;丁凌;何林;楊嶺;張成浩
• 申請（專利權(quán)）人: 北京樂成光視科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: H04N13/00
• 分類號: H04N13/00;H04N13/04;G02B27/22
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及裸眼3D顯示領(lǐng)域，尤其涉及三合一LED的裸眼3D顯示。

背景技術(shù)

裸眼3D顯示是不需要輔助設(shè)備（如佩戴紅藍(lán)、偏振、快門眼鏡或者液晶頭盔等）的一種顯示技術(shù)，它在航空航天、軍事、醫(yī)學(xué)、廣告設(shè)計(jì)和娛樂互動(dòng)等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用背景。

目前，裸眼3D顯示的主流技術(shù)有兩種：狹縫光柵和柱鏡光柵。狹縫光柵是由透光和擋光的光柵條組成，通過對光線的遮擋作用，來實(shí)現(xiàn)不同視點(diǎn)圖像的空間分離，而柱鏡光柵是利用柱面透鏡對光線的折射作用，使光線在空間發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)與狹縫光柵相似的效果，這兩種方式都屬于空間復(fù)用的裸眼3D顯示技術(shù)。

但是，目前主流的這兩種光柵式裸眼3D顯示技術(shù)基于依賴于LCD液晶顯示屏，普遍存在著分辨率下降、亮度偏低等問題，而LED顯示屏因其具有高亮度、低熱量、環(huán)保、高效節(jié)能和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，正逐漸應(yīng)用到裸眼3D顯示領(lǐng)域中。

發(fā)明內(nèi)容

眾所周知，裸眼3D顯示裝置對2D顯示屏的子像素結(jié)構(gòu)要求特別高，一個(gè)完整像素由1R1G1B三種子像素?zé)艚M成，子像素排布方式且應(yīng)滿足如下規(guī)則：在水平方向上按紅、綠、藍(lán)或藍(lán)、綠、紅循環(huán)排布；在垂直方向上為紅、綠、藍(lán)的同一色，每個(gè)子像素在水平和垂直方向上的間距均應(yīng)保持相等。

但是，對于市面上常見的三合一LED顯示屏種類來說，其子像素結(jié)構(gòu)通常難以滿足裸眼3D顯示的上述要求。因此，若想采用LED屏作為2D顯示裝置以期提高立體顯示亮度，只能采用特殊子像素結(jié)構(gòu)排布的三拼一LED顯示屏，或者采用三合一LED顯示屏，但基于像素級別進(jìn)行設(shè)計(jì)，也就是說將1R1G1B三個(gè)子像素作為一個(gè)整體，此時(shí)的像素間距即為LED顯示屏的點(diǎn)距。因?yàn)槿弦籐ED裸眼3D通常是基于像素級別進(jìn)行光柵設(shè)計(jì)，那么這種技術(shù)相比于相同點(diǎn)距的三拼一LED屏來說，分辨率將受到嚴(yán)重?fù)p失，且立體圖像細(xì)膩度也會(huì)降低，圖像的顆粒感會(huì)加重。

本發(fā)明提出了一種基于子像素級別的三合一LED裸眼3D顯示裝置及設(shè)計(jì)方法，并給出了光柵的設(shè)計(jì)方案及相對應(yīng)的立體圖像合成算法。所述三合一LED裸眼3D顯示裝置是由三合一LED顯示屏和光柵組成；這里值得說明的是，本發(fā)明中涉及的三合一LED顯示屏應(yīng)具有以下特征：像素均勻排布且水平和豎直方向上的點(diǎn)距相等，每個(gè)像素所包含的1R1G1B子像素應(yīng)沿水平方向排布，通常來說，在水平方向上的兩兩子像素間距并不均勻。另外，子像素在豎直方向上應(yīng)為同一種顏色。

下面具體分兩大部分來介紹本發(fā)明內(nèi)容：

一、光柵參數(shù)設(shè)計(jì)

因?yàn)楣鈻旁O(shè)計(jì)之前必須要知道2D顯示屏的相關(guān)參數(shù)，尤其是子像素的間距，而對于三合一LED顯示屏來講，其子像素間距并不均勻。針對這種情況，本發(fā)明提出子像素間距p可取三合一LED顯示屏像素點(diǎn)距p₀的1/3，這樣就可以根據(jù)現(xiàn)有的光柵設(shè)計(jì)方法對狹縫光柵或者柱鏡光柵進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。

下面給出光柵主要參數(shù)的具體設(shè)計(jì)公式：

1.首先，光柵常數(shù)d，即光柵周期的計(jì)算公式如下：

d=Kspp+s---(1)]]>

其中，K為視點(diǎn)數(shù)，對于擁有K視點(diǎn)的裸眼3D顯示器，需將K個(gè)視點(diǎn)的視差圖像信息合成為一幅合成圖像并顯示在2D顯示屏上。2D顯示屏的分辨率是固定的，那么，單幅視差圖像的分辨率只能占到2D顯示屏分辨率的1/K，相應(yīng)的3D分辨率也下降為2D顯示屏分辨率的1/K。因此需要注意的是，采用多視點(diǎn)技術(shù)可提高立體觀看自由度，視點(diǎn)數(shù)越多，則立體觀看自由度越大，但同時(shí)使3D分辨率損失越嚴(yán)重，因此，需合理選擇視點(diǎn)數(shù)，在立體觀看自由度與立體分辨率兩者間取得平衡。通常，裸眼3D顯示器的視點(diǎn)數(shù)為8。