專(zhuān)利名稱：基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自由立體顯示設(shè)備子像素排列的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法。
背景技術(shù)：
隨著顯示技術(shù)的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了各種各樣無(wú)需借助立體眼鏡等輔助工具，而直接裸眼就能觀看立體圖像的自由立體顯示技術(shù)，主要包括柱鏡光柵立體顯示、狹縫光柵立體顯示、全息立體顯示等。在眾多的自由立體顯示技術(shù)中，基于柱鏡光柵的自由立體顯示技術(shù)因立體視覺(jué)效果突出，成為當(dāng)前較為常見(jiàn)的自由立體顯示技術(shù)。光柵式自由立體顯示設(shè)備由在2D平面顯示設(shè)備上加裝光柵制成，立體光柵一般附在立體圖像或者顯示屏外面，光柵對(duì)顯示設(shè)備發(fā)出的圖像光線起分光的作用，使對(duì)應(yīng)的光束分別進(jìn)入人的左眼和右眼，利用人兩眼視差，觀察者可以看到虛幻的立體圖像。柱鏡透鏡光柵利用透鏡對(duì)光的折射原理，沒(méi)有造成顯示設(shè)備的亮度損失。無(wú)論有無(wú)背景光源，通過(guò)柱鏡光柵都可以看到良好的立體效果，在有背景光源的情況下立體效果更加完美。光柵式自由立體顯示設(shè)備要得到逼真的立體效果，只有光柵進(jìn)行分光是不夠的， 還要求原始2D圖像來(lái)自成像物體的不同視點(diǎn)，一般對(duì)于N視點(diǎn)(N彡2)的自由立體顯示設(shè)備需要有N個(gè)不同視點(diǎn)的圖像，N個(gè)視點(diǎn)在水平方向上有視差偏移，對(duì)不同視點(diǎn)的2D圖像的像素進(jìn)行重新排列后在自由立體顯示設(shè)備上播放才會(huì)產(chǎn)生立體效果。目前現(xiàn)有顯示設(shè)備上的子像素排列方式一般為水平方向上RGB循環(huán)排列，垂直方向上為同色成列，水平方向上一組相鄰的RGB構(gòu)成一個(gè)像素，且該像素的高度和寬度相等為一個(gè)正方形，每個(gè)RGB子像素在顯示平面上都是寬高比為1 3的小矩形，如圖1所示。 通常，這種子像素的排列方式對(duì)N視點(diǎn)的2D圖像像素重新排列后進(jìn)行立體顯示時(shí)，若將光柵垂直安裝，看到的為垂直方向上的單色子像素，無(wú)法正確還原立體影像的準(zhǔn)確色彩，因此必須將柱鏡光柵上的透鏡條紋傾斜一定角度設(shè)置。傾斜角度的柱鏡光柵加工制作難度高， 且嚴(yán)重影響立體影像的清晰度，若用于大屏幕顯示立體效果要對(duì)柱鏡光柵進(jìn)行拼接，若每塊柱鏡光柵上的透鏡條紋傾斜角度有誤差則會(huì)導(dǎo)致拼接后的整體誤差更大，極大的降低立體播放效果。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于垂直柱鏡光柵自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法的技術(shù)方案，改變顯示設(shè)備上子像素的排列方式，使柱鏡光柵可以垂直放置，提高立體播放效果。所述的1.基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法，其特征在于顯示設(shè)備上的紅、綠、藍(lán)子像素分離設(shè)置，紅、綠、藍(lán)子像素的窄邊在顯示設(shè)備上水平放置， 長(zhǎng)邊垂直放置，在顯示設(shè)備上水平方向?yàn)樽酉袼赝尚?，垂直方向?yàn)榧t、綠、藍(lán)子像素排列方式中一種的循環(huán)排列，垂直方向上的一組紅、綠、藍(lán)子像素構(gòu)成一個(gè)像素單元，垂直方向每一列為一個(gè)視點(diǎn)的像素，顯示設(shè)備前平行設(shè)置柱鏡光柵，柱鏡光柵上的透鏡條紋垂直設(shè)置，顯示設(shè)備播放多視點(diǎn)合成立體圖像。所述的基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法，其特征在于所述顯示設(shè)備播放的合成立體圖像所需視點(diǎn)個(gè)數(shù)為η，η > 2。所述的基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法，其特征在于紅、 綠、藍(lán)子像素在顯示設(shè)備的水平方向上均勻分布，相鄰子像素的中心距為a。所述的基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法，其特征在于所述的垂直方向?yàn)榧t、綠、藍(lán)子像素排列方式中一種的循環(huán)排列，排列方式包括紅綠藍(lán)、紅藍(lán)綠、 綠紅藍(lán)、綠藍(lán)紅、藍(lán)紅綠、藍(lán)綠紅，垂直方向上按其中的一種排列方式進(jìn)行循環(huán)。所述的基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法，其特征在于顯示設(shè)備水平方向上紅、綠、藍(lán)子像素的數(shù)量為η的倍數(shù)，垂直方向上紅、綠、藍(lán)子像素的數(shù)量為 3的倍數(shù)。所述的基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法，其特征在于紅、 綠、藍(lán)子像素在顯示設(shè)備的垂直方向上均勻分布，相鄰子像素的中心距為b，b = n*a/3。所述的基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法，其特征在于柱鏡光柵的一個(gè)光柵柵距寬度為n*a，覆蓋與視點(diǎn)個(gè)數(shù)η數(shù)量相等的子像素。所述的基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法，其特征在于垂直方向上的一組紅、綠、藍(lán)子像素構(gòu)成一個(gè)像素單元，相鄰像素單元的中心距為3b，3b = 3*n*a/3 = n*a0所述的基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法，其特征在于顯示設(shè)備的水平方向上η個(gè)視點(diǎn)按1、2、3、4、、、、η-1、η的順序排列，以此循環(huán)合成立體圖像；η 個(gè)視點(diǎn)水平方向?qū)挾葹閚*a，與垂直方向一個(gè)像素單元長(zhǎng)度相同，組成一個(gè)正方形；在柱鏡光柵放大作用下，垂直方向的一個(gè)像素單元放大成一個(gè)正方形的不失真影像像素。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，將顯示設(shè)備上的紅、綠、藍(lán)子像素分離設(shè)置，紅、綠、 藍(lán)子像素的窄邊在顯示設(shè)備上水平放置，長(zhǎng)邊垂直放置，在顯示設(shè)備上水平方向?yàn)樽酉袼赝尚?，垂直方向?yàn)榧t、綠、藍(lán)子像素排列方式中一種的循環(huán)排列，垂直方向上的一組紅、 綠、藍(lán)子像素構(gòu)成一個(gè)像素單元，垂直方向每一列為一個(gè)視點(diǎn)的像素，將柱鏡光柵垂直放置，可以看到視點(diǎn)的所有色彩，通過(guò)柱鏡的放大作用，可以將垂直方向的一個(gè)像素單元放大成一個(gè)正方形的不失真影像像素，從而可以看到不失真的立體效果。左右眼通過(guò)一個(gè)光柵分別只看到單個(gè)視點(diǎn)的影像，通過(guò)這兩個(gè)視點(diǎn)的影像合成立體圖像，沒(méi)有其他視點(diǎn)的影像混合干擾，提高觀看的清晰度。紅、綠、藍(lán)子像素的窄邊在顯示設(shè)備上水平放置，大大減小了柱鏡光柵的柵距，有效提高立體播放圖像的分辨率。該子像素的排列方式適用于現(xiàn)有的液晶顯示器、等離子顯示器、LED大屏幕顯示屏、OLED顯示屏等顯示設(shè)備，使其滿足光柵垂直放置顯示立體的要求。


圖1為現(xiàn)有顯示設(shè)備的紅、綠、藍(lán)子像素排列結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明紅、綠、藍(lán)子像素其中一種排列方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為按圖2的排列方式對(duì)8個(gè)視點(diǎn)圖像子像素排列示意圖4為柱鏡光柵的自由立體顯示原理圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。所述的基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法，顯示設(shè)備上的紅、綠、藍(lán)子像素分離設(shè)置，紅、綠、藍(lán)子像素的窄邊在顯示設(shè)備上水平放置，長(zhǎng)邊垂直放置， 在顯示設(shè)備上水平方向?yàn)樽酉袼赝尚?，垂直方向?yàn)榧t、綠、藍(lán)子像素排列方式中一種的循環(huán)排列，紅、綠、藍(lán)子像素的排列方式包括紅綠藍(lán)、紅藍(lán)綠、綠紅藍(lán)、綠藍(lán)紅、藍(lán)紅綠、藍(lán)綠紅，垂直方向上按其中的一種排列方式進(jìn)行循環(huán)，圖2所示為按紅綠藍(lán)排列進(jìn)行循環(huán)的方式，其他幾種排列的循環(huán)方式與此相同，不在圖示。垂直方向上的一組紅、綠、藍(lán)子像素構(gòu)成一個(gè)像素單元，垂直方向每一列為一個(gè)視點(diǎn)的像素，顯示設(shè)備前平行設(shè)置柱鏡光柵，柱鏡光柵上的透鏡條紋垂直設(shè)置，顯示設(shè)備播放多視點(diǎn)合成立體圖像，顯示設(shè)備播放的合成立體圖像所需視點(diǎn)個(gè)數(shù)為η，η彡2。紅、綠、藍(lán)子像素在顯示設(shè)備的水平方向上均勻分布，水平方向相鄰子像素的中心距為a。紅、綠、藍(lán)子像素在顯示設(shè)備的垂直方向上均勻分布，垂直方向相鄰子像素的中心距為b，b = n*a/3。垂直方向上的一組紅、綠、藍(lán)子像素構(gòu)成一個(gè)像素單元，相鄰像素單元的中心距為!3b，3b = 3*n*a/3 = n*a。顯示設(shè)備水平方向上紅、綠、藍(lán)子像素的數(shù)量為η的倍數(shù)，垂直方向上紅、綠、藍(lán)子像素的數(shù)量為3的倍數(shù)。顯示設(shè)備的水平方向上η個(gè)視點(diǎn)按1、2、3、4、、、、η-1、η的順序排列，以此循環(huán)從而
合成立體圖像；η個(gè)視點(diǎn)水平方向?qū)挾葹閚*a，與垂直方向一個(gè)像素單元長(zhǎng)度相同，組成一個(gè)正方形。設(shè)置在顯示設(shè)備前的柱鏡光柵一個(gè)光柵柵距寬度為n*a，覆蓋與視點(diǎn)個(gè)數(shù)η數(shù)量相等的子像素。在柱鏡光柵放大作用下，垂直方向的一個(gè)像素單元放大成一個(gè)正方形的不
失真影像像素。圖3所示為按圖2的排列方式對(duì)8個(gè)視點(diǎn)圖像子像素進(jìn)行排列的結(jié)構(gòu)示意圖。第一個(gè)視點(diǎn)圖像的第一個(gè)紅子像素填充到顯示設(shè)備的最左上角，向右依次填充第2至第8個(gè)視點(diǎn)的紅色子像素并循環(huán)，第一個(gè)視點(diǎn)圖像的第一個(gè)綠子像素填充到第一個(gè)紅子像素下方，向右依次填充第2至第8個(gè)視點(diǎn)的綠色子像素并循環(huán)，第一個(gè)視點(diǎn)圖像的第一個(gè)藍(lán)子像素填充到第一個(gè)綠子像素下方，向右依次填充第2至第8個(gè)視點(diǎn)的藍(lán)色子像素并循環(huán)，直到填充完成整個(gè)立體圖像。垂直方向上的一組紅、綠、藍(lán)子像素構(gòu)成一個(gè)像素單元，垂直方向每一列為一個(gè)視點(diǎn)的像素。光柵柵距占據(jù)8個(gè)子像素的寬度，在播放合成后的立體圖像時(shí)， 觀察者在某一角度看到兩個(gè)視點(diǎn)的圖像，這兩個(gè)視點(diǎn)的圖像在柱鏡光柵放大作用下，垂直方向的一個(gè)像素單元放大成一個(gè)正方形的不失真影像像素，左右眼的圖像對(duì)最終在大腦的融合下看到立體效果?，F(xiàn)有顯示設(shè)備翻轉(zhuǎn)90°后子像素排列雖然在顯示設(shè)備上水平方向也為子像素同色成行，垂直方向?yàn)榧t、綠、藍(lán)子像素循環(huán)排列，但翻轉(zhuǎn)后子像素的長(zhǎng)邊在顯示設(shè)備上水平放置，會(huì)增加光柵柵距，極大的降低立體播放的分辨率。同時(shí)，現(xiàn)有顯示設(shè)備的一個(gè)像素單元呈正方形，翻轉(zhuǎn)90°后垂直安裝柱鏡光柵將子像素在水平方向上進(jìn)行放大，而子像素在垂直方向上仍是原大小，造成像素的嚴(yán)重變形，造成立體效果的失真。該子像素的排列方式適用于現(xiàn)有的液晶顯示器、等離子顯示器、LED大屏幕顯示
5屏、OLED顯示屏等顯示設(shè)備，改變其上子像素的排列方式，即可使其滿足光柵垂直放置顯示立體圖像的要求。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法，其特征在于顯示設(shè)備上的紅、綠、藍(lán)子像素分離設(shè)置，紅、綠、藍(lán)子像素的窄邊在顯示設(shè)備上水平放置，長(zhǎng)邊垂直放置， 在顯示設(shè)備上水平方向?yàn)樽酉袼赝尚?，垂直方向?yàn)榧t、綠、藍(lán)子像素排列方式中一種的循環(huán)排列，垂直方向上的一組紅、綠、藍(lán)子像素構(gòu)成一個(gè)像素單元，垂直方向每一列為一個(gè)視點(diǎn)的像素，顯示設(shè)備前平行設(shè)置柱鏡光柵，柱鏡光柵上的透鏡條紋垂直設(shè)置，顯示設(shè)備播放多視點(diǎn)合成立體圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法，其特征在于所述顯示設(shè)備播放的合成立體圖像所需視點(diǎn)個(gè)數(shù)為η，η > 2。
3.如權(quán)利要求1所述的基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法，其特征在于紅、綠、藍(lán)子像素在顯示設(shè)備的水平方向上均勻分布，相鄰子像素的中心距為a。
4.如權(quán)利要求1所述的基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法，其特征在于所述的垂直方向?yàn)榧t、綠、藍(lán)子像素排列方式中一種的循環(huán)排列，排列方式包括紅綠藍(lán)、紅藍(lán)綠、綠紅藍(lán)、綠藍(lán)紅、藍(lán)紅綠、藍(lán)綠紅，垂直方向上按其中的一種排列方式進(jìn)行循環(huán)。
5.如權(quán)利要求2所述的基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法，其特征在于顯示設(shè)備水平方向上紅、綠、藍(lán)子像素的數(shù)量為η的倍數(shù)，垂直方向上紅、綠、藍(lán)子像素的數(shù)量為3的倍數(shù)。
6.如權(quán)利要求1或2或3所述的基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法，其特征在于紅、綠、藍(lán)子像素在顯示設(shè)備的垂直方向上均勻分布，相鄰子像素的中心距 ^J b, b = n*a/3o
7.如權(quán)利要求1或2或3所述的基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法，其特征在于柱鏡光柵的一個(gè)光柵柵距寬度為n*a，覆蓋與視點(diǎn)個(gè)數(shù)η數(shù)量相等的子像ο
8.如權(quán)利要求6所述的基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法，其特征在于垂直方向上的一組紅、綠、藍(lán)子像素構(gòu)成一個(gè)像素單元，相鄰像素單元的中心距為 3b, 3b = 3*n*a/3 = rpKa。
9.如權(quán)利要求2或8所述的基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法， 其特征在于顯示設(shè)備的水平方向上η個(gè)視點(diǎn)按l、2、3、4、、、、n-l、n的順序排列，以此循環(huán)合成立體圖像η個(gè)視點(diǎn)水平方向?qū)挾葹閚*a，與垂直方向一個(gè)像素單元長(zhǎng)度相同，組成一個(gè)正方形；在柱鏡光柵放大作用下，垂直方向的一個(gè)像素單元放大成一個(gè)正方形的不失真影像像素。
全文摘要
基于垂直柱鏡光柵的自由立體顯示設(shè)備子像素排列方法，屬于自由立體顯示設(shè)備子像素排列的技術(shù)領(lǐng)域。顯示設(shè)備上的紅、綠、藍(lán)子像素分離設(shè)置，水平方向?yàn)樽酉袼赝尚?，垂直方向?yàn)榧t、綠、藍(lán)子像素排列方式中一種的循環(huán)排列，垂直方向上的一組紅、綠、藍(lán)子像素構(gòu)成一個(gè)像素單元，顯示設(shè)備前平行設(shè)置柱鏡光柵，柱鏡光柵上的透鏡條紋垂直設(shè)置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，將柱鏡光柵垂直放置，可以看到視點(diǎn)的所有色彩，通過(guò)柱鏡的放大作用，可以將垂直方向的一個(gè)像素單元放大成一個(gè)正方形的不失真影像像素。左右眼通過(guò)一個(gè)光柵分別只看到單個(gè)視點(diǎn)的影像，通過(guò)這兩個(gè)視點(diǎn)的影像合成立體圖像，沒(méi)有其他視點(diǎn)的影像混合干擾，提高觀看的清晰度。
文檔編號(hào)H04N13/00GK102183842SQ201110094328
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者周靜, 李國(guó)炳, 李海波 申請(qǐng)人:李國(guó)炳, 李海波, 黑龍江省四維影像數(shù)碼科技有限公司