專利名稱：無(wú)摩爾紋干擾的自由立體顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于立體顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)摩爾紋干擾的自由立體顯示器。
背景技術(shù)：
裸眼立體顯示技術(shù)是3D顯示技術(shù)的最終發(fā)展方向，而光柵式自由立體顯示技術(shù)是實(shí)現(xiàn)裸眼立體顯示的一種相對(duì)成熟和可行的技術(shù)手段。光柵式自由立體顯示器的基本構(gòu)成為平面顯示器和視差分離光柵，現(xiàn)在大部分的平面顯示器采用液晶顯示器或等離子顯示器。視差分離光柵分為狹縫光柵和柱鏡光柵，視差分離光柵的放置位置分為前置光柵式和后置光柵式，其中前置光柵式居多，即是將光柵設(shè)置在平面顯示器朝向觀看者一側(cè)。對(duì)于平面顯示器，無(wú)論是液晶顯示器還是等離子顯示器，都是在水平和垂直方向分別等間距排列基色像素，構(gòu)成基色像素陣列，而由于原理和結(jié)構(gòu)的限制，每一個(gè)基色像素結(jié)構(gòu)的水平和垂直方向都包含不發(fā)光的區(qū)域(遮光條紋)，如圖1所示。在一般情況下，每個(gè)基色像素結(jié)構(gòu)的水平遮光條和垂直遮光條同時(shí)存在，使得整個(gè)基色像素陣列同時(shí)具有了等間距的垂直遮光條紋和水平遮光條紋。對(duì)于前置光柵式自由立體顯示器，無(wú)論是采用狹縫光柵還是柱鏡光柵，都是一種條紋狀等間距排列的結(jié)構(gòu)化光學(xué)器件。如果將自由立體顯示器設(shè)計(jì)為垂直光柵，該光柵的條紋節(jié)距和顯示屏的基色像素的水平節(jié)距或水平節(jié)距的整數(shù)倍并不相等，這就不可避免地使得視差分離光柵的光學(xué)條紋與顯示屏像素的垂直遮光條紋產(chǎn)生干涉而形成嚴(yán)重的摩爾紋干擾，使得觀看者觀看到的3D圖像質(zhì)量大大下降。為了減輕由摩爾紋干擾對(duì)立體圖像視覺(jué)效果的影響，現(xiàn)在通行的設(shè)計(jì)方法是將視差分離光柵的光柵條紋設(shè)計(jì)成為相對(duì)于顯示屏像素的列方向傾斜的結(jié)構(gòu)，采用此設(shè)計(jì)方法使得視差分離光柵在平衡顯示器水平和垂直方向分辨率損失的同時(shí)，減輕了摩爾紋干擾對(duì)主觀視覺(jué)效果的影響，但是，由于傾斜光柵形成的傾斜視線與矩形像素外形的失配，又不可避免地造成人眼觀看到的視差子圖像之間的交叉干擾(crosstalk)，這使得所觀看到的立體圖像產(chǎn)生重影并降低立體感。因此，采用現(xiàn)有傾斜光柵只能略微改善摩爾紋干擾對(duì)視覺(jué)效果的影響，而不能從根本上消除摩爾紋，且現(xiàn)有技術(shù)在改善摩爾紋干擾對(duì)視覺(jué)造成的影響的同時(shí)，又降低了立體圖像的觀看效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種無(wú)摩爾紋干擾的自由立體顯示器，旨在消除摩爾紋干擾對(duì)立體圖像觀看效果的影響。本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，無(wú)摩爾紋干擾的自由立體顯示器，包括由多個(gè)像素組成的像素陣列，每個(gè)像素包括發(fā)光區(qū)和位于發(fā)光區(qū)周圍的水平和垂直遮光條紋，所述像素陣列的出光端設(shè)有由多個(gè)光導(dǎo)單元組成的光導(dǎo)陣列；相鄰光導(dǎo)單元的出光面之間無(wú)縫連接；所述光導(dǎo)單元的出光面完全覆蓋與其對(duì)應(yīng)的像素。
本發(fā)明實(shí)施例在像素陣列的出光端設(shè)置光導(dǎo)陣列，每個(gè)光導(dǎo)單元的出光面完全覆蓋與其對(duì)應(yīng)的像素，使光導(dǎo)單元的出光面成為新的沒(méi)有遮光條紋的像素發(fā)光面，有效的消除了前置光柵式自由立體顯示器中的摩爾紋干擾，改善了立體顯示圖像的觀看效果。


圖1是現(xiàn)有自由立體顯示器像素結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的自由立體顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的光線經(jīng)過(guò)光導(dǎo)單元的光路圖；圖4是本發(fā)明第四實(shí)施例提供的光導(dǎo)陣列的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明第五實(shí)施例提供的光導(dǎo)陣列的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明第六實(shí)施例提供的光導(dǎo)陣列的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例在現(xiàn)有自由立體顯示器的像素陣列的出光端設(shè)置光導(dǎo)陣列，每個(gè)光導(dǎo)單元的出光面完全覆蓋與其對(duì)應(yīng)的像素，使光導(dǎo)單元的出光面成為新的沒(méi)有遮光條紋的像素發(fā)光面，以消除自由立體顯示器中的摩爾紋干擾。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種無(wú)摩爾紋干擾的自由立體顯示器，包括由多個(gè)像素組成的像素陣列，每個(gè)像素包括發(fā)光區(qū)和位于發(fā)光區(qū)周圍的水平和垂直遮光條紋，像素陣列的出光端設(shè)有由多個(gè)光導(dǎo)單元組成的光導(dǎo)陣列；相鄰光導(dǎo)單元的出光面之間無(wú)縫連接；光導(dǎo)單元的出光面完全覆蓋與其對(duì)應(yīng)的像素。本發(fā)明實(shí)施例在像素陣列的出光端設(shè)置光導(dǎo)陣列，每個(gè)光導(dǎo)單元的出光面完全覆蓋與其對(duì)應(yīng)的像素，使光導(dǎo)單元的出光面成為新的沒(méi)有遮光條紋的像素發(fā)光面，有效的消除了前置光柵式自由立體顯示器中的摩爾紋干擾，改善了立體顯示圖像的觀看效果。以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述實(shí)施例一圖2示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的自由立體顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的光線經(jīng)過(guò)光導(dǎo)單元的光路圖，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本實(shí)施例相關(guān)的部分。為了徹底消除前置光柵式自由立體顯示器的摩爾紋干擾，必須消除顯示屏像素陣列中存在的周期性遮光條紋，本實(shí)施例提供一種無(wú)摩爾紋干擾的自由立體顯示器，包括由像素11構(gòu)成的像素陣列1，以及設(shè)置于像素陣列1出光端的光導(dǎo)陣列2。其中，像素11主要包括發(fā)光區(qū)111和遮光條紋112，該發(fā)光區(qū)111主要包括液晶調(diào)制層彩色濾膜。該光導(dǎo)陣列2包括多個(gè)緊密相接的高透光率的光導(dǎo)單元21，每個(gè)光導(dǎo)單元21覆蓋一個(gè)或多個(gè)像素 11，并且每個(gè)光導(dǎo)單元21的出光面211能夠完全覆蓋與其對(duì)應(yīng)的像素的發(fā)光區(qū)111與遮光條 112。
本發(fā)明實(shí)施例中的自由立體顯示器的像素陣列1由背光源3提供背光。來(lái)自像素陣列1的光穿過(guò)光導(dǎo)陣列2后，由前方的視差分離光柵將左、右眼圖像分別傳送至觀看者的左、右眼，形成3D圖像。結(jié)合附圖2，來(lái)自像素11的光線經(jīng)光導(dǎo)單元21的入射面212射入光導(dǎo)單元，部分光線經(jīng)過(guò)光導(dǎo)單元的側(cè)壁213反射或全反射后經(jīng)光導(dǎo)單元的出光面211射出，光導(dǎo)單元的出光面211成為新的像素發(fā)光面，由于該出光面可以完全覆蓋與其對(duì)應(yīng)的像素的發(fā)光區(qū) 111與遮光條紋112，因此這個(gè)新的像素發(fā)光面上不再存在遮光條紋，由此便避免了像素的遮光條與視差分離光柵產(chǎn)生干涉而形成的摩爾紋干擾。在本發(fā)明實(shí)施例中，每個(gè)光導(dǎo)單元可以對(duì)應(yīng)一個(gè)像素，以保證顯示屏的分辨率不會(huì)降低。本發(fā)明實(shí)施例中的一個(gè)像素具體可以是一個(gè)紅、綠、藍(lán)基色像素也可以是一個(gè)彩色像素。本發(fā)明實(shí)施例在像素陣列的出光端設(shè)置光導(dǎo)陣列，每個(gè)光導(dǎo)單元的出光面完全覆蓋與其對(duì)應(yīng)的像素，使光導(dǎo)單元的出光面成為新的沒(méi)有遮光條紋的像素發(fā)光面，有效的消除了前置光柵式自由立體顯示器中的摩爾紋干擾，改善了立體顯示圖像的觀看效果。實(shí)施例二 在本發(fā)明實(shí)施例中，在保證各光導(dǎo)單元的出光面211之間無(wú)縫連接的前提下，相鄰光導(dǎo)單元的側(cè)壁213之間也可以是無(wú)縫連接的，使每個(gè)光導(dǎo)單元的入光面212可以完全覆蓋像素發(fā)光區(qū)111與遮光條紋112。進(jìn)一步結(jié)合附圖2，在本發(fā)明實(shí)施例中，在保證各光導(dǎo)單元的出光面211之間無(wú)縫連接的前提下，相鄰光導(dǎo)單元的側(cè)壁213之間可以具有一楔形的縫隙，使相鄰光導(dǎo)單元的入光面213之間留有一定寬度的縫隙，該縫隙的寬度可以大于或等于相對(duì)應(yīng)的遮光條紋 112的寬度，這時(shí)每個(gè)光導(dǎo)單元的入光面212可以全部或部分覆蓋像素的發(fā)光區(qū)111。該縫隙的寬度還可以小于對(duì)應(yīng)的遮光條紋的寬度，這時(shí)每個(gè)光導(dǎo)單元的入光面212可以覆蓋像素的發(fā)光區(qū)111及遮光條紋112的一部分。本發(fā)明實(shí)施例中的相鄰光導(dǎo)單元之間具體采用完全無(wú)縫拼接的結(jié)構(gòu)，還是具有一楔形縫隙的結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工藝的難易程度確定，無(wú)論采用哪種結(jié)構(gòu)，均可消除立體顯示的摩爾紋干擾?？梢岳斫?，當(dāng)相鄰光導(dǎo)單元的入射面之間的縫隙大于下方的遮光條的寬度時(shí)，每個(gè)光導(dǎo)單元的入光面不能完全覆蓋像素的發(fā)光區(qū)，這時(shí)該裝置仍然能夠消除摩爾紋干擾，但是像素發(fā)出的光會(huì)有少部分光線不能射出光導(dǎo)單元，導(dǎo)致顯示器亮度有所降低，因此，光導(dǎo)單元的入光面的面積優(yōu)選等于或大于像素的發(fā)光面積，保證其能夠完全覆蓋像素的發(fā)光區(qū)。實(shí)施例三在本發(fā)明實(shí)施例中，光導(dǎo)陣列2可以是將側(cè)面鍍以光學(xué)反射膜或進(jìn)行金屬表面拋光而形成反射面的中空結(jié)構(gòu)。實(shí)施例四圖4示出了本發(fā)明第四實(shí)施例提供的光導(dǎo)陣列的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本實(shí)施例相關(guān)的部分。在本發(fā)明實(shí)施例中，光導(dǎo)陣列2可以是采用玻璃材料加工，或者采用透明工程塑料通過(guò)模壓的工藝制成的實(shí)體。在生產(chǎn)工藝中，具體可以選取一塊透明光學(xué)平板，采用一次模壓成型工藝直接在光學(xué)平板上形成一系列出光面緊密相接的光導(dǎo)單元，這種工藝制作的光導(dǎo)陣列在光導(dǎo)單元的出光面上還共同具有一塊一定厚度的透光平板4，這種結(jié)構(gòu)的光導(dǎo)陣列比較便于加工，可以簡(jiǎn)化制造工藝。實(shí)施例五圖5示出了本發(fā)明第五實(shí)施例提供的光導(dǎo)陣列的主視結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本實(shí)施例相關(guān)的部分。對(duì)于現(xiàn)有的前置光柵式自由立體顯示器，其視差分離光柵可以是垂直柱狀光柵， 這種垂直光柵與顯示屏的水平遮光條紋不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，無(wú)摩爾紋干擾，因此對(duì)于這種自由立體顯示器，僅需消除垂直方向的遮光條紋。本實(shí)施例提供一種光導(dǎo)陣列，具有垂直柱狀結(jié)構(gòu)，用以和顯示器的垂直像素列匹配，消除垂直遮光條紋，進(jìn)而消除摩爾紋干擾。在本發(fā)明實(shí)施例中，垂直柱狀的光導(dǎo)陣列優(yōu)選具有與像素相同寬度的結(jié)構(gòu)，以保證顯示器分辨率不會(huì)降低。實(shí)施例六圖6示出了本發(fā)明第六實(shí)施例提供的光導(dǎo)陣列的主視結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本實(shí)施例相關(guān)的部分?，F(xiàn)有技術(shù)有將視差分離光柵的光柵條紋設(shè)計(jì)成為相對(duì)于顯示屏像素的列方向傾斜的結(jié)構(gòu)，這種光柵只能略微改善摩爾紋干擾對(duì)視覺(jué)效果的影響，而不能從根本上消除摩爾紋，并且顯示屏上的水平和垂直遮光條紋都會(huì)與傾斜光柵產(chǎn)生干涉而造成摩爾紋干擾， 同時(shí)，采用這種光柵又會(huì)導(dǎo)致視差子圖像的交叉干擾，降低立體圖像的觀看效果。本實(shí)施例提供一種光導(dǎo)陣列具有矩形結(jié)構(gòu)的光導(dǎo)單元，每個(gè)光導(dǎo)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)像素，這樣可以同時(shí)消除垂直方向和水平方向的遮光條紋，進(jìn)而消除垂直和水平摩爾紋干擾。由于采用傾斜光柵可以均衡立體圖像在水平和垂直方向的分辨率損失，采用傾斜光柵的自由立體顯示器實(shí)用性相對(duì)較強(qiáng)，因此本實(shí)施例提供的光導(dǎo)陣列在實(shí)際生產(chǎn)制造中具有更重要的意義。并且，一種現(xiàn)有的3D顯示器采用透鏡陣列光柵，能夠?qū)崿F(xiàn)水平和垂直方向的視差分離，因此必然同時(shí)存在水平和垂直摩爾紋的干擾，此時(shí)同樣需要本實(shí)施例提供的光導(dǎo)陣列，使之可以消除水平和垂直方向的摩爾紋干擾。本發(fā)明實(shí)施例在像素陣列的出光端設(shè)置光導(dǎo)陣列，每個(gè)光導(dǎo)單元的出光面可以完全覆蓋與其對(duì)應(yīng)的像素的發(fā)光區(qū)與遮光條紋，使光導(dǎo)單元的出光面成為新的沒(méi)有遮光條紋的像素發(fā)光面，有效的消除了前置光柵式自由立體顯示器中的摩爾紋干擾，改善了立體顯示圖像的觀看效果。在每一個(gè)像素出光端設(shè)置一個(gè)矩形光導(dǎo)單元，可以同時(shí)消除顯示屏水平方向和垂直方向的摩爾紋干擾，并可以保證顯示屏的分辨率不會(huì)降低。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.無(wú)摩爾紋干擾的自由立體顯示器，包括由多個(gè)像素組成的像素陣列，每個(gè)像素包括發(fā)光區(qū)和位于發(fā)光區(qū)周圍的水平和垂直遮光條紋，其特征在于，所述像素陣列的出光端設(shè)有由多個(gè)光導(dǎo)單元組成的光導(dǎo)陣列；相鄰光導(dǎo)單元的出光面之間無(wú)縫連接；所述光導(dǎo)單元的出光面完全覆蓋與其對(duì)應(yīng)的像素。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于，所述像素為紅、綠、藍(lán)基色像素。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于，每個(gè)光導(dǎo)單元的入光面完全或部分覆蓋與其相對(duì)應(yīng)的像素的發(fā)光區(qū)。
4.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于，所述像素與光導(dǎo)單元一對(duì)一設(shè)置。
5.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于，所述像素與光導(dǎo)單元多對(duì)一設(shè)置。
6.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于，所述光導(dǎo)陣列是采用玻璃材料加工或者采用透明工程塑料通過(guò)模壓的工藝制成的實(shí)體。
7.如權(quán)利要求6所述的顯示器，其特征在于，所述光導(dǎo)陣列的出光面融接一透光平板。
8.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于，所述光導(dǎo)陣列是將側(cè)面鍍以光學(xué)反射膜或進(jìn)行金屬表面拋光而形成反射面的中空結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的顯示器，其特征在于，所述光導(dǎo)陣列由條形光導(dǎo)單元拼接而成，具有垂直柱狀結(jié)構(gòu)，用以遮蓋所述垂直遮光條紋。
10.如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的顯示器，其特征在于，所述光導(dǎo)陣列由與像素相匹配的矩形光導(dǎo)單元拼接而成，用以遮蓋所述水平和垂直遮光條紋。
全文摘要
本發(fā)明適用于3D顯示領(lǐng)域，提供了一種無(wú)摩爾紋干擾的自由立體顯示器，包括由多個(gè)像素組成的像素陣列，每個(gè)像素包括發(fā)光區(qū)和位于發(fā)光區(qū)周圍的水平和垂直遮光條紋，其特征在于，所述像素陣列的出光端設(shè)有由多個(gè)光導(dǎo)單元組成的光導(dǎo)陣列；相鄰光導(dǎo)單元的出光面之間無(wú)縫連接；所述光導(dǎo)單元的出光面完全覆蓋與其對(duì)應(yīng)的像素。本發(fā)明在像素陣列的出光端設(shè)置光導(dǎo)陣列，每個(gè)光導(dǎo)單元的出光面完全覆蓋與其對(duì)應(yīng)的像素，使光導(dǎo)單元的出光面成為新的沒(méi)有遮光條紋的像素發(fā)光面，有效的消除了前置光柵式自由立體顯示器中的摩爾紋干擾，改善了立體顯示圖像的觀看效果。
文檔編號(hào)H04N13/00GK102566059SQ20101061960
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者張凱, 曹嘉燦, 王榮, 王進(jìn) 申請(qǐng)人:康佳集團(tuán)股份有限公司