專利名稱：基于光柵的多視點自由立體顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光柵的多視點自由立體顯示器。
背景技術(shù)：
多年來，人們已經(jīng)開發(fā)了各種各樣對立體圖像進行可視化的顯示技術(shù)。在這些顯示技術(shù)中，諸如微透鏡陣列式立體顯示、視差擋板式立體顯示、全息顯示等，均無需佩戴眼鏡或其他輔助視具就可以為觀看者呈現(xiàn)立體圖像，這些系統(tǒng)都是自由立體顯示系統(tǒng)。這些自由立體顯示系統(tǒng)在時間或空間內(nèi)可以顯示多個不同的視點圖像。在眾多的自由立體顯示系統(tǒng)中，基于光柵的多視點自由立體顯示設(shè)備因其易于加工、多視點立體效果好所以是當前較為常見的自由立體顯示系統(tǒng)。

圖1所示為現(xiàn)有的基于柱鏡光柵的多視點自由立體顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖。請參考圖1，多視點自由立體顯示器200a為7視點自由立體顯示器，其采用傾斜式的柱鏡光柵210a設(shè)計，即柱鏡光柵210a的長度延伸方向Ea與顯示面220a的豎直方向Va之間具有夾角β a，每個光柵周期單元212a沿顯示面220a的水平方向Ha對應(yīng)3.5個三維子像素215a，換句話說，在水平方向Ha上，每3.5個三維子像素215a發(fā)出的光經(jīng)一個光柵周期單元212a分光。圖2所示為現(xiàn)有的基于狹縫光柵的多視點自由立體顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖。請參考圖2，多視點自由立體顯示器200b為9視點自由立體顯示器，其采用傾斜式的狹縫光柵210b設(shè)計，即狹縫光柵210b的長度延伸方向Eb與顯示面220b的豎直方向Vb之間具有夾角β b(9視點自由立體顯示器對應(yīng)的夾角013通常為9.4623° )，每個光柵周期單元212b沿顯示面220b的水平方向Hb對應(yīng)4.5個三維 子像素215b，換句話說，在水平方向Ha上，每4.5個三維子像素215b發(fā)出的光經(jīng)一個光柵周期單元212b分光。如圖2所示，每個光柵周期單元212b是有開口部(即狹縫)213以及遮光部214組成?，F(xiàn)有的基于光柵的多視點自由立體顯示器200a與200b是利用光柵(柱鏡光柵210a或狹縫光柵210b)對三維子像素發(fā)出的光線進行分光，通過觀看者左右眼睛的觀看到不同的圖像，從而實現(xiàn)三維圖象效果。但是，由于現(xiàn)有的基于光柵的多視點自由立體顯示器200a與200b的尺寸均較大，并且光柵(柱鏡光柵210a或狹縫光柵210b)與顯示面220a、220b的傾斜式的相對位置關(guān)系，使得在顯示面220a、220b中心位置、四周周邊以及邊角位置的三維像素的分光角度都是一樣的。因此，在某些相鄰視點觀看基于光柵的多視點自由立體顯示器200a與200b時，便會出現(xiàn)較為嚴重的三維圖像的串擾現(xiàn)象，導(dǎo)致三維圖像顯示效果較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種基于光柵的多視點自由立體顯示器，能有效減少相鄰視點間的串擾，從而其具有高質(zhì)量的三維圖像顯示效果。本發(fā)明提供一種基于光柵的多視點自由立體顯示器，包括顯示面板及光柵。顯示面板具有用于顯示三維圖像子像素的顯示面。多個三維圖像子像素沿第一方向與第二方向呈行列式排布。光柵位于顯示面板的顯示面一側(cè)。光柵包括多個子光柵，且多個子光柵沿第二方向排列。各子光柵的長度延伸方向相互平行且與第二方向具有相同夾角，并具有相同的光柵柵距。各子光柵覆蓋的沿第二方向的三維圖像子像素的行數(shù)相同。在第二方向上多個子光柵依次沿第一方向錯位。在本發(fā)明的一個具體方案中，各子光柵包括沿第一方向排列的多個光柵周期單元，各光柵周期單元覆蓋的沿第一方向的三維圖像子像素的列數(shù)相同。在本發(fā)明的一個具體方案中，在第二方向上多個子光柵依次朝第一方向的相反方向錯位相同的錯位距離。在本發(fā)明的一個具體方案中，各子光柵覆蓋的沿第二方向的三維圖像子像素的行數(shù)為L，各子光柵的光柵周期單元沿第一方向的寬度為Ph，各三維圖像子像素沿第二方向的寬度為Sv，各子光柵的長度延伸方向與第二方向的夾角為α，錯位距離為Λ，其中，Λ =LX SvX tan α 一 Ph。在本發(fā)明的一個具體方案中，多視點自由立體顯示器具有多個視點，多個三維圖像子像素沿第一方向排列的總行數(shù)以及沿第二方向排列的總列數(shù)分別為多個視點的數(shù)量的整數(shù)倍，且各子光柵覆蓋的沿第二方向的三維圖像子像素的行數(shù)為多個視點的數(shù)量的整數(shù)倍。在本發(fā)明的一個具體方案中，各子光柵的各光柵周期單元覆蓋的沿第一方向的三維圖像子像素的列數(shù)為X，各三維圖像子像素沿第一方向的寬度為Sh，各子光柵的光柵周期單元沿第一方向的寬度為Ph，Ph = X*E*Sh/(E+Sh)，其中，E為瞳距。在本發(fā)明的一個具體方案中，各光柵為狹縫光柵、柱鏡光柵或可調(diào)節(jié)光柵。在本發(fā)明的一個具體方案中，多視點自由立體顯示器具有多個視點，多個三維圖像子像素選自多個視點的多個二維圖像的子像素。在本發(fā)明的一個具體方案中，多個三維圖像子像素與多個視點的多個二維圖像的
子像素的映射關(guān)系是
權(quán)利要求
1.一種基于光柵的多視點自由立體顯不器，其特征在于，其包括: 顯示面板，具有用于顯示三維圖像子像素的顯示面，該多個三維圖像子像素沿第一方向與第二方向呈行列式排布；以及 光柵，該光柵位于該顯示面板的該顯示面一側(cè)，該光柵包括多個子光柵，該多個子光柵沿該第二方向排列，各該子光柵的長度延伸方向相互平行且與該第二方向具有相同夾角，各該子光柵具有相同的光柵柵距，各該子光柵覆蓋的沿該第二方向的該三維圖像子像素的行數(shù)相同，并且在該第二方向上該多個子光柵依次沿該第一方向錯位。
2.如權(quán)利要求1所述的基于光柵的多視點自由立體顯示器，其特征在于，各該子光柵包括沿該第一方向排列的多個光柵周期單元，各該光柵周期單元覆蓋的沿該第一方向的該三維圖像子像素的列數(shù)相同。
3.如權(quán)利要求2所述的基于光柵的多視點自由立體顯示器，其特征在于，在該第二方向上該多個子光柵依次朝該第一方向的相反方向錯位相同的錯位距離。
4.如權(quán)利要求3所述的基于光柵的多視點自由立體顯示器，其特征在于，各該子光柵覆蓋的沿該第二方向的該三維圖像子像素的該行數(shù)為L，各該子光柵的該光柵周期單元沿該第一方向的寬度為Ph，各該三維圖像子像素沿該第二方向的寬度為Sv，各該子光柵的該長度延伸方向與該第二方向的該夾角為α，該錯位距離為Λ，其中，Λ= LXSvXtana —Ph0
5.如權(quán)利要求1所述的基于光柵的多視點自由立體顯示器，其特征在于，該多視點自由立體顯示器具有多個視點，該多個三維圖像子像素沿該第一方向排列的總行數(shù)以及沿該第二方向排列的總列數(shù)分別為該多個視點的數(shù)量的整數(shù)倍，且各該子光柵覆蓋的沿該第二方向的該三維圖像子像素的該行數(shù)為該多個視點的該數(shù)量的整數(shù)倍。
6.如權(quán)利要求2所·述的基于光柵的多視點自由立體顯示器，其特征在于，各該子光柵的各該光柵周期單元覆蓋的沿該第一方向的該三維圖像子像素的列數(shù)為X，各該三維圖像子像素沿該第一方向的寬度為Sh，各該子光柵的該光柵周期單元沿該第一方向的寬度為Ph, Ph = X*E*Sh/ (E+Sh)，其中，E 為瞳距。
7.如權(quán)利要求1所述的基于光柵的多視點自由立體顯示器，其特征在于，各該子光柵為狹縫光柵、柱鏡光柵或可調(diào)節(jié)光柵。
8.如權(quán)利要求1所述的基于光柵的多視點自由立體顯示器，其特征在于，該多視點自由立體顯示器具有多個視點，該多個三維圖像子像素選自該多個視點的多個二維圖像的子像素。
9.如權(quán)利要求8所述的基于光柵的多視點自由立體顯示器，其特征在于，該多個三維圖像子像素與該多個視點的該多個二維圖像的子像素的映射關(guān)系是(A-31 tan or) mod XN = 一^一^y- - ■ Nm 其中，k為各該三維圖像子像素所在的列序數(shù)，I為各該三維圖像子像素所在的行序數(shù)，α為各該光柵的該長度延伸方向與該第二方向的該夾角，Ntot為該多個視點的數(shù)量，X為各該光柵周期單元的覆蓋的沿該第一方向的該三維圖像子像素的列數(shù)，N表示各該三維圖像子像素是該多個視點中的第N視點的該二維圖像的子像素其中之一。
全文摘要
一種基于光柵的多視點自由立體顯示器，包括顯示面板及光柵。顯示面板具有用于顯示多個三維圖像子像素的顯示面。三維圖像子像素沿第一方向與第二方向呈行列式排布。光柵包括多個子光柵，多個子光柵位于顯示面板的顯示面一側(cè)，且沿第二方向排列。各子光柵的長度延伸方向相互平行且與第二方向具有相同夾角。各子光柵覆蓋的沿第二方向的三維圖像子像素的行數(shù)相同。在第二方向上各子光柵依次沿第一方向錯位。本發(fā)明的基于光柵的多視點自由立體顯示器通過在第二方向上子光柵依次沿第一方向錯位，以有效減少相鄰視點間的串擾，從而使觀看者看到高質(zhì)量的三維圖像顯示效果。
文檔編號H04N13/00GK103235415SQ20131011019
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月1日
發(fā)明者鐘德鎮(zhèn), 崔宏青, 潘春艷 申請人:昆山龍騰光電有限公司