CN104506843A - 一种多视点led自由立体显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于立体显示技术领域，提供了一种多视点LED自由立体显示装置，包括LED显示屏及光栅，LED显示屏的像素由RGB三基色发光芯片合成，相同视点的像素在LED显示屏上倾斜排列第i行的像素比第i-1行的像素移动ni＝mod(round(i-1)×tanθ),N)个像素，0°＜θ≤85°，N为视点数；光栅的节距为Nd cosθ≤P≤(N+0.5)d cosθ，光栅与LED显示屏之间的距离为D＝(P×L)/(E+P)。本发明由于光栅和像素均倾斜排列，同一视点在水平方向的可视范围得以扩大，在一定程度上降低了视区翻转，并且对于同一视点像素，其两侧相邻像素使该视点的分辨率得到补偿；另外由于同一视点的像素倾斜排列，均匀布满整个屏幕，使得显示画面更均匀，提升舒适性。

Description

一种多视点LED自由立体显示装置

技术领域

本发明属于3D显示技术领域，特别涉及一种多视点LED自由立体显示装置。

背景技术

裸眼3D显示技术使观看者摘去了3D眼镜，提高了观看舒适性，然而普通的裸眼3D显示装置无论是双视点还是多视点，都存在视区翻转问题，即当观看者移动位置时，左眼可能接收到右眼图像，同样右眼可能接收到左眼图像，因此无法正常观看3D图像，且容易引起视疲劳，不适于长时间观看，并且现有的多视点3D显示器的分辨率也随着视点的增加而损失严重，因此需要提供一种新的3D显示器以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多视点LED自由立体显示装置，旨在降低视区翻转并提高分辨率。

本发明是这样实现的，一种多视点LED自由立体显示装置，具有至少两个视点，包括LED显示屏及设置于所述LED显示屏的画面输出侧的光栅，所述LED显示屏的像素由RGB三基色发光芯片合成，相同视点的像素在所述LED显示屏上倾斜排列，第i行的像素比第i-1行的像素移动ni＝mod(round(i-1)×tanθ),N)个像素，round()为四舍五入取整函数，mod(round(i-1)×tanθ),N)表示round(i-1)×tanθ除以N取余数，若ni为正则向右偏移，反之则向左偏移；

其中，θ为所述光栅的条纹与所述LED显示屏的竖直方向夹角，0°＜θ≤85°，N为视点数；

所述光栅的节距为P，Ndcosθ≤P≤(N+0.5)dcosθ，d为像素中心间距；

所述光栅与所述LED显示屏之间的距离为D，D＝(P×L)/(E+P)，L为观看距离，E为人的双眼间距。

本发明提供的LED自由立体显示装置将同视点像素倾斜排列，并确定了像素排列规律为第i行的像素比第i-1行的像素移动ni＝mod(round(i-1)×tanθ),N)个像素，同时光栅倾斜适当角度，根据预设的视点数、像素间的距离及光栅条纹的倾斜角度，调整光栅的节距和与显示屏的距离，使多视点3D图像经过光栅向各视点输出。由于光栅和像素均倾斜排列，同一视点在水平方向的可视范围得以扩大，在一定程度上降低了视区翻转，并且对于同一视点的倾斜排列像素，其两侧相邻像素输出的图像也会有部分进入该视点，使每个视点的分辨率得到补偿；另外，由于同一视点的像素倾斜排列，均匀的布满整个屏幕，使得显示画面更加均匀，提升舒适性，避免视点越多画面越不均匀的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的多视点LED自由立体显示装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的多视点LED自由立体显示装置的像素分布示意图；

图3是本发明实施例提供的多视点LED自由立体显示装置的像素分布及光栅结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

实施例一：

请参考图1，本发明实施例一提供一种多视点LED自由立体显示装置，具有至少两个视点，该显示装置包括LED显示屏1及设置于LED显示屏1的画面输出侧的光栅2，还可以包括计算机3，与LED显示屏1相连接。通过对显示屏像素11和光栅2的特殊设计，可以有效降低视区翻转并提高分辨率。具体的，所述LED显示屏1的像素11由RGB三基色发光芯片合成，与液晶显示的区别在于其RGB子像素集成在一个LED灯珠，即一个像素，不可分割。本实施例中的像素按照如下方式排列，第i行的像素比第i-1行的像素移动ni＝mod(round(i-1)×tanθ),N)个像素，round()为四舍五入取整函数，mod(round(i-1)×tanθ),N)表示round(i-1)×tanθ除以N取余数，若ni为正则向右偏移，反之则向左偏移。如图2和图3，以9视点显示为例，第i行的像素比第i-1行的像素前移3个像素。第一行像素为V0、V1、V2…V8……V0、V1、V2…V8，第二行像素为V3、V4、V5、V6、V7、V8、V0、V1、V2……V3、V4、V5、V6、V7、V8、V0、V1、V2，以下依次类推。光栅条纹21与LED显示屏1的竖直方向成θ角，θ＝arctan(3)。该光栅2的节距P与视点数N、条纹的倾斜角度θ以及像素11的中心间距d有关，光栅节距P的表达式如下：

Ndcosθ≤P≤(N+0.5)dcosθ       (1)

优选的，光栅节距P＝N×d×E×cos(θ)/(E-d)         (2)

光栅2与LED显示屏1之间的距离D由光栅节距P、观看距离L及人的双眼中心间距E有关，距离D的表达式如下：

D＝(P×L)/(E+P)         (3)

通常，观看距离3m≤L≤30m，本实施例中取人的双眼中心间距E＝65mm，当然不限于此。

实施例二：

作为优选的实现方式，本实施例中的光栅条纹21与LED显示屏1的竖直方向成θ角，θ＝81°。第一行的像素分布为从左向右依次循环设置V0、V1、V2……VN-1，其中，N为视点数，第i行的像素比第i-1行的像素移动ni＝mod(round(i-1)×tanθ),N)个像素，round()为四舍五入取整函数，mod(round(i-1)×tanθ),N)表示round(i-1)×tanθ除以N取余数，若ni为正则向右偏移，反之则向左偏移。例如，当θ＝81°，视点为9时，第一行像素为V0、V1、V2…V8……V0、V1、V2…V8，第二行像素为V2、V3、V4…V1……V2、V3、V4…V1，以此类推。光栅条纹的倾斜角度不随视点数改变，而像素的排列规律和视点数和光栅的倾斜角度相关，且节距也与视点数相关，根据上述计算公式可以计算出光栅2的节距、光栅2与LED显示屏1的距离等物理参数。

作为一种具体的实施例，取观看距离L为10m，人的双眼中心间距E为6.5cm，相邻像素中心间距d为2mm，光栅2的条纹21与所述LED显示屏1的竖直方向所成夹角θ＝81°，根据公式(2)，光栅的节距P为2.73mm，根据公式(3)，光栅2与LED显示屏1之间的距离D为299mm。

由于光栅2和像素21均倾斜排列，同一视点在水平方向的可视范围得以扩大，在一定程度上降低了视区翻转，并且对于同一视点的像素，其两侧相邻像素输出的图像也会有部分进入该视点，被人眼接收，因此，每个视点接收的图像都会得到适当补偿，使得显示的分辨率得以增大；另外，由于同一视点的像素倾斜排列，均匀的布满整个屏幕，使得显示画面更加均匀，提升舒适性，而传统的排列结构，视点越多，所占像素的列数越少，画面越不均匀，本实施例则不会出现上述问题。

当然，本实施例仅提供9视点3D显示的像素及光栅参数，本发明适用于两个视点以上的所有视点数情况，此处不再一一说明。通过上述像素排列规律和光栅的参数计算方法，可以实现不同视点3D显示，有效降低了视区翻转并提高了分辨率和均匀性，适合用于各种三合一贴片式LED自由立体显示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多视点LED自由立体显示装置，具有至少两个视点，其特征在于，包括LED显示屏及设置于所述LED显示屏的画面输出侧的光栅，所述LED显示屏的像素由RGB三基色发光芯片合成，相同视点的像素在所述LED显示屏上倾斜排列，第i行的像素比第i-1行的像素移动ni＝mod(round(i-1)×tanθ),N)个像素，round()为四舍五入取整函数，mod(round(i-1)×tanθ),N)表示round(i-1)×tanθ除以N取余数，若ni为正则向右偏移，反之则向左偏移；

其中，θ为所述光栅的条纹与所述LED显示屏的竖直方向夹角，0°＜θ≤85°，N为视点数；

所述光栅的节距为P，Ndcosθ≤P≤(N+0.5)dcosθ，d为像素中心间距；

所述光栅与所述LED显示屏之间的距离为D，D＝(P×L)/(E+P)，L为观看距离，E为人的双眼间距。

2.如权利要求1所述的多视点LED自由立体显示装置，其特征在于，所述夹角θ与所述相同视点的像素的倾斜角度相适应。

3.如权利要求1所述的多视点LED自由立体显示装置，其特征在于，所述第1行的像素分布为从左向右依次循环设置V0、V1、V2……VN-1，其中，N为视点数。

4.如权利要求1所述的多视点LED自由立体显示装置，其特征在于，所述光栅节距P＝N×d×E×cos(θ)/(E-d)。

5.如权利要求1所述的多视点LED自由立体显示装置，其特征在于，所述观看距离3m≤L≤30m。

6.如权利要求1所述的多视点LED自由立体显示装置，其特征在于，所述光栅的条纹与所述LED显示屏的竖直方向所成夹角θ＝81°。

7.如权利要求1至6任一项所述的多视点LED自由立体显示装置，其特征在于，所述视点数N＝9。

8.如权利要求7所述的多视点LED自由立体显示装置，其特征在于，所述像素中心间距d＝2mm，所述光栅的节距P为2.73mm。

9.如权利要求8所述的多视点LED自由立体显示装置，其特征在于，所述光栅与所述LED显示屏之间的距离D为299mm。