专利名称：一种具有增亮功能的自由立体显示技术的制作方法
一种具有增亮功能的自由立体显示技术自由立体成像技术随着高分辨率平板显示技术的发展越来越受 到人们的重视，各种显示自由立体图像的技术和手段纷纷出现，如利 用柱镜板在平板显示器上显示自由立体图像，利用光栅在平板显示器 上显示自由立体图像。但是针对确定参数的各种平板显示器，如何使 柱镜板和光栅的设计更加精确，从而使其与平板显示器结合后可以显 示出更完美的立体图像，以及利用何种制作工艺，何种材料和何种方 法来实施这种自由立体图像显示技术，使之具有实用性，已经成为自 由立体成像技术发展进程中亟待解决的问题。为了显示自由立体图象，都需要在原显示屏的前方安装具有立体 成像功能的柱镜板或光栅，这就降低了原屏的显示亮度。特别是采用 光栅制作的自由立体显示屏，其亮度受到的影响是较大的。为了使这 种自由立体显示屏能够更好的应用于广告宣传领域，需要显示更加明 亮的图像，这就需要让这种自由立体显示屏在特殊的使用场合具有增 加显示亮度的功能。本发明提出一种利用特殊设计的光栅针对特定参数的平板显示 器实现自由立体成像的自由立体图象显示方法，同时提出了一种获得 自由立体图像增亮功能的技术。下面结合附图对本发明做进一步说明。
图1是具有特定参数的液晶显示器或等离子显示器。其分辨率为水平1366个像素，垂直为768个像素，每个像素的尺寸为水平0. 648 毫米，垂直0.648毫米。像素结构是水平方向为红绿蓝排列，可以 是一排排列，每排只有三个红绿蓝子像素，每个子像素的高度为O. 648 毫米。也可以是两排排列，每排共有3个子像素，两排共有6个子像 素，每一排像素的高度为0.324，每两排构成一个完整像素。该液晶 显示器或等离子显示器的可视尺寸为水平885. 168毫米，垂直497. 64图1中的1表示这种特定参数的平板显示器，它可以是等离子显 示器，也可以是液晶显示器。2是表示这种平板显示器中的像素点， 由于像素点很多，为了表述方便，这里将每一个像素都画的很大，实 际像素是很小的，肉眼几乎看不出来。3是表明这种平板显示器必须 在水平方向存在固定的1366个像素点，4表明这种平板显示器必须 在垂直方向上存在768个像素点。每个像素均由子像素构成，可以采 用两种像素结构其一是由单一的子像素红、绿、蓝构成，5表示红、 绿、蓝像素的高，为0.648毫米，6表示红、绿、蓝像素在水平排列 下的总宽度，为0.648毫米，它们之间的距离是均分的；其二由两排 子像素构成，7表示上一排子像素红、绿、蓝的高，为0.324毫米， 8表示下一排子像素红、绿、蓝的高，也为0.324毫米。总宽度仍为 6，是0.648毫米，它们之间的距离也是均分的。图2是放置在上述平板显示器前方的光栅。该光栅是由透明条纹 和不透明条纹构成的。透明条纹的宽度和不透明条纹的宽度比小于1: 8，这些条纹完全是相互平行的，条纹的方向同平板显示器像素的垂直方向存在夹角，这个夹角为12.30度到12.80度之间，最佳为12.50 度。条纹的周期(LPI)为每英寸15.090到15. IOO之间，最佳周期为 15， 095。条纹的周期沿着同条纹方向相垂直的方向计算。图2中的10表示光栅，ll表示该光栅的高度，为530毫米，12 表示该光栅的宽度，为920毫米。18表示不透明条纹，为黑色。19 表示透明条纹，为白色。20表示同平板显示器中像素水平方向相平 行的线，16表示同平板显示器中像素垂直方向相平行的线，13表示 光栅方向同16之间存在的夹角，这个夹角为12. 30度到12.80度之 间，最佳为12.50度。17表示同光栅平行方向相垂直的线，它同光 栅的夹角11为90度，15表示透明条纹的宽度，14表示不透明条纹 的宽度，它们的比小于1: 8，沿着17的方向，条纹的周期(LPI)为 每英寸15. 090到15. 100之间，最佳周期为15. 095。为了获得最佳的立体图象清晰度，消除在垂直方向上的融像误 差，透明条纹应该尽量平滑，这可以通过提高光栅制作时的分辨率实 现。图3表明这种光栅的制作方法。光栅可以两种通过照相制版的方 法实现其一是首先制作出来光栅胶片，然后将其同厚度为2毫米到 5毫米之间的光学玻璃通过紫外固化透明粘合剂粘合，粘合时要通过 冷压机将胶片和玻璃之间的气体完全排除，然后放置在强紫外线下照 射，使粘合剂彻底干燥。另一种方法是直接将感光胶涂布在厚度为2 毫米到5毫米之间的光学玻璃上，按照上述的光栅参数，直接在该玻 璃上曝光成像，形成光栅。也可以采用激光印刷的方法，将这种光栅直接印刷在塑料或玻璃上。该光栅的尺寸要大于平板显示器的可视尺寸，水平方向为920毫 米，垂直方向为530毫米。光栅中有光栅胶片的一面对着平板显示器 显示图象的一面，或着将光栅中有感光胶的一面对着平板显示器显示 图象的一面。光栅同平板显示器的距离为IO毫米。22表示用胶片根据上述光栅的光学特性参数制作完成的光栅， 要求该胶片要平整，透明之处有非常好的透过率，不透明之处要有很 好的对光线的阻断能力，胶片的厚度在0. 1毫米到0. 3毫米之间。23 表示光学玻璃，厚度在2毫米到5毫米之间。24是紫外固化透明粘 合剂，它均匀地涂布在玻璃上，将22粘合在23上，并放入冷压机的 压棍24中，它们按照25的方向转动，这样就可以将胶片22和玻璃 23之间的空气排除干净，再将该光栅放在强紫外光线下照射干燥。图4说明光栅是如何安置在平板显示器上的。光栅有两层，其中 一层是胶片光栅层，或感光膜光栅层，另一层为玻璃层。将有胶片光 栅层的一面对准平板监视器，并保持与监视器显像保持8毫米到10 毫米之间的距离，这个距离是通过安装在平板显示器边缘上的垫圈实 现的。垫圈同平板显示器之间通过强力双面不干胶固定，垫圈同光栅 之间也通强力不干双面胶固定。最后垫圈在通过定位器同平板显示器 牢固固定，以避免运输中产生的振动影响了光栅同平板显示器之间的 位置关系。29是平板显示器的机身，而27是该平板显示器的显示屏幕。28 是厚度30为8毫米到10毫米之间的垫圈，该垫圈环绕该平板显示器。23是光栅板，其中有胶片或感光膜的一面22朝向显示屏幕27。 23 是光栅的玻璃面，它朝向观众。23的一面镀有增透膜，以减轻来外 界的反光且提升光栅的光头透过率。图5是说明在上述自由立体图象显示器上显示的自由立体图象 是如何生成的。从32开始，直到39是8个具有不同视差的立体序列 图，通过图象处理的方法，可以将他们加工为一个立体帧。利用光栅 10作为光筛，分别将这8张立体图序列筛出。首先用光栅10筛图32， 得到40，然后将光栅沿着光栅的水平方向位移一个透明条纹的距离， 继续筛33，得到41，将光栅沿着光栅的水平方向再位移一个透明条 纹的距离，继续筛34，的到42。就这样将这个立体帧的最后一副图 47筛出。将筛出的图叠加到一起形成一个自由立体图象帧48，将该 帧图象放到平板显示器上去显示，透过光栅就可以看到立体图象了。 当然，这里所说的光筛，只是-一种图象处理方法利用光栅10作光 筛去处理图象，就意味着将一副图对这光栅透明条纹的地方，允许图 象通过，而对着光栅不透明的地方，就不允许图象通过，相当于将图 象按照光栅的光学结构作了一次滤波。这一切都可以通过简单的图象 处理软件完成，如利用Photoshop软件完成。如果想实现动态图象的 自由立体显示，只需要将不同的序列运动自由立体图象处理相关联的 序列自由立体图象帧就可以了 。图6说明是如何获得增亮功能的。50是液晶显示器的背光光源， 52是液晶显示器的背光灯管，54为驱动这些灯管的高频高压电源发 生器，56为向这些高频高压发生器供电的直流电源，57为液晶显示器的控制主扳，59为该液晶显示器的主电源控制开关。当59打开时， 57发出控制信号到56， 56给54加电，54产生高频高压信号，该信 号使得52发生电离，并使灯管发光，该光照亮液晶显示板，使液晶 显示板发出图象信号，当该液晶显示板的前端安装了立体成像光栅， 并显示自由立体图象时，观众就可以看到自由立体图象。51是在52 之间交替均匀安置的增亮灯管，该灯管同52具有同样的色温和发光 亮度，具有同样的驱动电压，53是这些增亮灯管的高频高压发生器， 55是为其供电的支流电源。58是控制增亮灯管的开关。当控制信号 61出现时，58接通电源60， 55将直流电压供给高频高压发生器53， 53驱动51，使得51发生电离，并激发灯管发光。当51发光时，使 得液晶屏的发光亮度加倍，达到使自由立体图象亮度增加的目的，弥 补了由于光栅给图象亮度带来的损失。为了降低分布电容对高频高压 发生器产生的干扰，53和54是共地连接的，而且53和54是同频率 同电压驱动的，即驱动电压的频率和电压的幅度都是相同的。55和 56采用独立电源供电。实施例之一，可以用韩国三星产SyncMaster 400P液晶电视机 制作自由立体显示器。该显示器分辨率为水平1366像素，垂直768 像素。像素宽0. 648mm，像素高0. 324 x 2 mm。可视尺寸为水平885. 168 mm，垂直497.64mm。光栅参数按照说明书中指定的参数，则可以获 得理想的自由立体图象。其液晶背光采用了 20只冷阴极灯管，加装 增亮功能后，灯管数量为40只冷阴极灯管，可以使亮度由原有的 500cd/m2增加到1000cd/m2，完全可以满足自由立体图象在广告应用领域的亮度要求。实施例之二，可以利用日本NEC产MultiSync LCD4010液晶电视 机制作自由立体显示器。该显示器分辨率为水平1366像素，垂直768 像素。像素宽0. 648mm，像素高0. 648 x 2 mm。可视尺寸为水平885. 168 匪，垂直497.64mm。光栅参数按照说明书中指定的参数，同样可以 获得理想的自由立体图象。液晶背光同样采用了 20只冷阴极灯管， 加装增亮功能后，灯管数量为40只冷阴极灯管，可以使亮度由原有 的500cd/m2增加到1000cd/m2，完全可以满足自由立体图象在广告 应用领域的亮度要求。实施例之三，可以利用韩国三星产LTA400w2-L03 40寸液晶屏加 装驱动电路后，实施上述发明。因为该液晶屏的参数为水平1366 像素，垂直768像素。像素宽0.648mm，像素高0. 648 x 2 mm。可视 尺寸为水平885. 168 mm，垂直497. 64mm。实施例之四，可以用韩国三星产SyncMaster 400PX液晶电视机 制作自由立体显示器。该显示器分辨率为水平1366像素，垂直768 像素。像素宽0. 648mm，像素高0. 324 x 2 mm。可视尺寸为水平885. 168 腿，垂直497.64腿。光栅参数按照说明书中指定的参数，则可以获 得理想的自由立体图象。液晶背光采用了 18只冷阴极灯管，加装增 亮功能后，灯管数量为36只冷阴极灯管，可以使亮度由原有的 450cd/m2增加到900cd/m2，也完全可以满足自由立体图象在广告应 用领域的亮度要求。
权利要求
1.本发明涉及一种利用特定参数的平板显示器和与之配套的特定参数的光栅制作和显示自由立体图象的实用方法。该方法的特征是该平板显示器的水平分辨率为1366个像素，垂直分辨率为768个像素，可视尺寸为水平885.168毫米，垂直为497.64毫米，像素尺寸为水平0.648毫米，垂直0.648毫米，光栅的周期(LPI)在每英寸15.090到15.100之间，光栅透明条纹的宽度和不透明条纹的宽度比小于1/8，光栅在条纹方向同平板显示器的垂直方向有一夹角，该夹角在12.30度和12.80度之间，光栅放置在平板显示器的前端，但距离平板显示器的显示屏幕有10毫米的距离，光栅的尺寸大于平板显示器的可视尺寸，为水平920毫米，垂直530毫米。该自由立体显示屏具有增亮功能，可以使得自由立体图象的显示亮度加倍。
2. 根据权利要求1的实用自由立体图象显示器，其特征在于光栅 是由光栅胶片通过紫外线固化透明粘结剂粘结在厚度在2毫米到 5毫米之间的光学玻璃上的，粘有光栅胶片的一面对准平板显示 器的显示屏幕。
3. 根据权利要求1的实用自由立体图象显示器，其特征在于光栅 是由涂布有感光胶的光学玻璃经曝光显影定影后形成的，其有感 光膜的一面对着平板显示器的显示屏幕。
4. 根据权利要求1的实用自由立体图象显示器，其特征在于光栅是通过强力双面胶粘结到高10毫米的垫圈上，而垫圈是通过强力 双面胶粘结到平板显示器的显示屏上的。
5. 根据权利要求1的实用自由立体图象显示器，其特征在于胶片 光栅和光学玻璃之间的粘结是通过紫外线固化透明胶粘合并经冷 压辊排除空气的，最后经强紫外线照射干燥的。
6. 根据权利要求1的实用自由立体图象显示器，其特征在于在这 种自由立体图象显示器上显示的图象，是由不少于8幅具有序列 视差的立体图象经过光栅滤波后再叠加形成的，光栅顺序处理序 列立体图象，每处理完一副图象后，光栅都应该沿着水平方向右 移动一个透明条纹的宽度。
7. 根据权利要求1的实用自由立体图象显示器，其特征在于其增 量功能是由直流电源、高频高压电源及灯管构成，该灯管同原显 示屏内的背光光源灯管相间均匀安置，数量同原液晶显示器背光 灯管的数量相同。
8. 根据权利要求1的实用自由立体图象显示器，其特征在于增亮 电路的高频高压同原液晶背光光源的高频高压是共地连接的，增 亮高频高压电源和其直流供电电源同原液晶显示器的背光电源完 全独立，增亮高频高压电源同原液晶显示器的背光高频高压电源 具有相同的频率和幅度。
全文摘要
本发明涉及一种利用特定参数的平板显示器和与之配套的特定参数的光栅制作和显示自由立体图象的实用方法和使自由立体图象增加显示亮度的技术。该方法的特征是该平板显示器的水平分辨率为1366个像素，垂直分辨率为768个像素，可视尺寸为水平885.168毫米，垂直为497.64毫米，像素尺寸为水平0.648毫米，垂直0.648毫米，光栅的周期(LPI)在每英寸15.090到15.100之间，光栅透明条纹的宽度和不透明条纹的宽度比小于1/8，光栅在条纹方向同平板显示器的垂直方向有一夹角，该夹角在12.30度和12.80度之间，光栅放置在平板显示器的前端，但距离平板显示器的显示屏幕有10毫米的距离，光栅的尺寸大于平板显示器的可视尺寸，为水平920毫米，垂直530毫米。该技术的特征是，采用一套特殊设计且可以独立控制的背光光源增加自由图象的显示亮度。
文档编号H04N15/00GK101237588SQ200710061360
公开日2008年8月6日 申请日期2007年10月8日 优先权日2007年10月8日
发明者昌 李 申请人:天津三维显示技术有限公司