专利名称：一种自由立体图像显示方法
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平板显示器，如何使得柱镜板和光栅的设计更加精确，使之呈现更完美的立体图像效果，利用何种制作工艺，使之更具有实用性，成为自由立体成像技术发展中的一个重要的技术问题。
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像显示方法。
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1280个像素，垂直为1024个像素，每个像素的尺寸为水平0.294毫米，垂直0.294毫米。像素结构是水平方向为红绿蓝排列，每排只有三个红绿蓝子像素，每个子像素的高度为0.294毫米。每个子像素的水平宽度为0.098毫米，三个子像素构成一个像素，水平宽度为0.294毫米。这种平板显示器的可视尺寸为水平376.32毫米，垂直301.056毫米。
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1280个像素点，4表明这种平板显示器必须在垂直方向上存在1024个像素点。每个像素均由子像素构成红、绿、蓝构成，5表示红、绿、蓝像素的高，为0.294毫米，6表示红、绿、蓝像素在水平排列下的总宽度，为0.294毫米，它们之间的距离是均分的。
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15.10度到15.30度之间，最佳为15.20度。条纹的周期(LPI)为每英寸33.55到33.65之间，最佳周期为33.600。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，11表示该光栅的高度，为320毫米，12表示该光栅的宽度，为395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15.10度到15.30度之间，最佳为15.20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33.55到33.65之间，最佳周期为33.60。
为了获得最佳的立体图像清晰度，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1毫米到2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1毫米到2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。
该光栅的尺寸要大于平板显示器的可视尺寸，水平方向为395毫米，垂直方向为320毫米。光栅中有光栅胶片的一面对着平板显示器显示图像的一面，或着将光栅中有感光胶的一面对着平板显示器显示图像的一面。光栅同平板显示器的距离为2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1毫米到2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2毫米的距离，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2毫米的垫圈，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像显示器上显示的自由立体图像是如何生成的。从32开始，直到39是8个具有不同视差的立体序列图，通过图像处理的方法，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像帧48，将该帧图像放到平板显示器上去显示，透过光栅就可以看到立体图像了。当然，这里所说的光筛，只是一种图像处理方法利用光栅10作光筛去处理图像，就意味着将一副图对这光栅透明条纹的地方，允许图像通过，而对着光栅不透明的地方，就不允许图像通过，相当于将图像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像处理软件完成，如利用Photoshop软件完成。如果想实现动态图像的自由立体显示，只需要将不同的序列运动自由立体图像处理相关联的序列自由立体图像帧就可以了。
实施例之一，可以用ViewSonic VA912液晶显示制作自由立体显示器。该显示器分辨率为水平1280像素，垂直1024像素。像素宽0.294mm，像素高0.294mm。可视尺寸为水平376.32mm，垂直301.056mm。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像。
实施例之二，可以利用日本ViewSonic VG910S液晶显示器制作自由立体显示器。该显示器分辨率为水平1280像素，垂直1024像素。像素宽0.294mm，像素高0.294mm。可视尺寸为水平376.32mm，垂直301.056mm。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像。
实施例之三，可以利用台湾奇美产M190E3-L02 19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1280像素，垂直1024像素。像素宽0.294mm，像素高0.294mm。可视尺寸为水平376.32mm，垂直301.056mm。
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1280个像素，垂直分辨率为1024个像素，可视尺寸为水平376.32毫米，垂直为301.056毫米，像素尺寸为水平0.294毫米，垂直0.294毫米，光栅的周期(LPI)在每英寸33.55到33.65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15.10度和15.30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2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395毫米，垂直320毫米。
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1毫米到2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距离显示屏2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的外框上的。
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。
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像的实用方法。该方法的特征是该平板显示器的水平分辨率为1280个像素，垂直分辨率为1024个像素，可视尺寸为水平376.32毫米，垂直为301.056毫米，像素尺寸为水平0.294毫米，垂直0.294毫米，光栅的周期(LPI)在每英寸33.55到33.65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15.10度和15.30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2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395毫米，垂直320毫米。
文档编号G02B5/18GK101029969SQ20061001388
公开日2007年9月5日 申请日期2006年5月29日 优先权日2006年5月29日
发明者李昌 申请人:天津三维显示技术有限公司