[实用新型]一种基于三合一LED显示屏的裸眼3D显示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及裸眼3D显示技术，尤其涉及一种基于三合一LED显示屏的裸眼3D显示装置。

背景技术

人们在观看自然物体时，既可以感知物体的形状，同时也可以感知物体远离自己的距离及物体的相对位置关系，能够显示这种完整的物体空间信息的显示系统被称为3D显示系统。随着社会的发展和科技的进步，各种3D显示技术已经渐渐发展起来。

裸眼3D显示装置是不需要辅助设备(如佩戴红蓝、偏振、快门眼镜或者液晶头盔等)的一种显示技术，它在航空航天、军事、医学、广告设计和娱乐互动等领域均有广泛的应用背景。裸眼3D显示装置包括2D显示屏和光栅，光栅采用狭缝光栅或者柱透镜光栅；将同一场景所获得的多幅稍有差异的图像称为视差图像，将视差图像的子像素(2D显示屏中一个完整像素包括红R绿G蓝B色散子像素组成)按照光栅的光学结构，以一定规律排列生成合成图像，将合成图像显示在2D显示屏上，由于狭缝光栅的遮挡作用或柱透镜光栅的折射作用，观看者的左右眼看到的图像信息来自不同的视差图像，经过大脑融合产生具有立体效果的立体图像。

裸眼3D显示装置中，通常采用液晶显示器LCD作为其2D显示屏。然而，LCD普遍存在着亮度偏低、显示尺寸受限等问题，而发光二极管LED显示屏相比于LCD来说，具有高亮度、形状尺寸几乎可任意拼接等优势，正逐渐应用到裸眼3D显示装置中。

通常，裸眼3D显示装置对2D显示屏的子像素排布要求很高，一般需满足如下要求：一个完整像素中由1R1G1B三色子像素灯组成，并且子像素应在水平方向上按红R、绿G、蓝B的顺序循环排布，在垂直方向上为红、绿、蓝的同一色，且要求每个子像素在水平和垂直方向上的间距均应保持相等。

但是，对于市面上常见的LED显示屏来说，其子像素结构通常难以满足裸眼3D显示领域的特殊要求。目前，若仍希望采用LED屏作为裸眼3D系统中的2D显示屏，可以采用满足特殊结构要求的三拼一LED显示屏或者三合一LED显示屏；三拼一LED显示屏中，子像素的间距相等，为完整的像素间距的三分之一；而三合一LED显示屏中，子像素的间距不均匀。如果采用三拼一LED显示屏，成本较高，且分辨率不易降低；如果采用三合一LED显示屏，通常基于整像素级别进行光栅设计和图像合成，也就是说将1R1G1B三个子像素作为一个整体，此时的像素间距即为LED显示屏的点距，但这种方法会严重损失LED屏的分辨率，其立体图像的细腻度也会降低，图像的颗粒感会加重。

对于现有的三合一LED显示屏，具有以下特征：像素均匀周期性排布且水平和竖直方向上的点距相等，每个像素包含1R1G1B三个子像素，也就是每个像素包含红、绿、蓝三颗灯芯，其中两颗灯沿水平方向排布，第三颗灯位于前两颗灯的中下部，三颗灯组成一个正三角形。针对这种市面上常见的LED显示屏，每个子像素在水平和垂直方向上的间距不相等，现有的裸眼3D显示装置不能给出设计方案和立体图像合成算法。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提出一种基于三合一LED显示屏的裸眼3D显示装置。

本实用新型的目的在于提供一种基于三合一LED显示屏的裸眼3D显示装置。

裸眼3D显示装置包括2D显示屏和光栅，本实用新型中2D显示屏采用三合一LED。

本实用新型的基于三合一LED显示屏的裸眼3D显示装置包括：三合一LED显示屏和光栅；其中，三合一LED显示屏包括均匀周期性排布的像素，并且水平和竖直方向上的像素间距相等；每个像素包括第一至第三子像素，其中，第一和第二子像素沿水平方向排布，第三子像素位于第一和第二子像素的中下部，第一至第三子像素组成一个正三角形；第一至第三子像素为红绿蓝子像素的排列；一个像素沿水平方向，平均分三份，其中一份为一个虚拟子像素，虚拟子像素间距p等于三合一LED显示屏的像素点距p₀的1/3，即p＝p₀/3；光栅为狭缝光栅，或者柱镜光栅。

本实用新型按照虚拟子像素间距设置光栅参数。

狭缝光栅包括：

1)光栅常数即光栅周期d为：