[发明专利]基于RGBW正方形子像素的跟踪式自由立体显示屏

说明书

技术领域

本发明涉及跟踪式自由立体显示技术，更具体地说，本发明涉及基于可移动狭缝光栅的跟踪式自由立体显示技术。

背景技术

基于狭缝光栅的自由立体显示器具有结构简单、成本低且与现有平板显示器兼容等优点，从而备受关注。然而，常规狭缝光栅自由立体显示器存在诸如观看视角小、图像分辨率低以及串扰较为严重等问题。为此，人们提出了基于人眼跟踪技术的可移动狭缝光栅自由立体显示器，它具有视角宽、图像分辨率高和串扰小等优点。然而，在这种显示中，狭缝的移动通常是通过改变狭缝光栅的最小显示单元的显示状态来实现的。因此，狭缝的移动不是连续的，由此引起的视区移动也不连续，即只有在观看者移动一定距离以上时，相应的视区调整才会响应。这种传统的跟踪式自由立体显示通常基于条状RGB（红绿蓝）子像素结构的平板显示屏，并采用竖条状可移动狭缝光栅，其两幅视差图像分别由平板显示屏的像素在竖直方向上的奇列和偶列构成。这种跟踪式自由立体显示器仅在最佳观看视点处左右视差图像不存在串扰，而观看者在最小响应距离内眼睛微动时，将会看到有串扰的立体图像。因此，可移动狭缝光栅的跟踪式自由立体显示器的串扰问题值得重视。

发明内容

本发明为基于RGBW（红绿蓝白）正方形子像素的跟踪式自由立体显示屏，其目的是解决现有的基于可移动狭缝光栅的跟踪式自由立体显示技术在最佳观看距离处仍会出现串扰的问题。

本发明提出的基于RGBW正方形子像素的跟踪式自由立体显示屏包括具有RGBW正方形子像素排列结构的平板显示屏和竖条状可移动狭缝光栅，如附图1所示。具有RGBW正方形子像素排列结构的平板显示屏中RGBW正方形子像素排列结构如附图2所示，一个像素单元由竖直方向上紧密排列的四个正方形子像素R、G、B、W构成，如附图2中椭圆圈内的四个子像素，这种高为四倍子像素节距，宽为一倍子像素节距的像素单元在竖直方向上周期性重复构成一条像素列。在水平方向上，两条紧密相邻的像素列与一条宽为一倍子像素节距的竖直不发光暗条交替重复排列。每一不发光暗条两侧的像素列对分别显示两幅不同的视差图像，附图2中子像素上的数字标注“1”、“2”代表两幅不同的视差图像。在这种RGBW正方形子像素排列结构中不发光的暗条用于创建具有一定宽度的无串扰左右视区，从而使观看者在微小移动时不会看到有串扰的立体图像。竖条状可移动狭缝光栅如附图3所示，包括透明部分和不透明部分。通过狭缝的移动可以使立体图像视区分布根据观看者的位置产生适当的调整，以提供给观看者无串扰的立体图像。

本发明提出的基于RGBW正方形子像素的跟踪式自由立体显示屏的原理图如附图4所示。其中，W_s为竖条状可移动狭缝光栅的透明条纹宽度，W_b为竖条状可移动狭缝光栅的不透明条纹宽度，t为平板显示屏的子像素节距，D为具有RGBW正方形子像素排列结构的平板显示屏与竖条状可移动狭缝光栅之间的距离，Z为最佳观看距离，s为视区宽度，e为人的两眼间距。这些参数满足如下关系：

                           (1)

                           (2)

                           (3)

本发明提出的基于RGBW正方形子像素的跟踪式自由立体显示屏中，具有RGBW正方形子像素排列结构的平板显示屏含有不发光的暗条会使显示屏的原始亮度降低。然而，由于RGBW正方形子像素结构比传统条状RGB子像素结构在亮度上有近50%的提升。因此，与传统条状RGB子像素结构排列的跟踪式自由立体显示屏相比，提出的基于RGBW正方形子像素的跟踪式自由立体显示屏中RGBW子像素结构的高亮度一定程度上弥补了因含有不发光的暗条而损失的亮度。

本发明提出的基于RGBW正方形子像素的跟踪式自由立体显示屏在水平和竖直方向上的图像分辨率较2D显示屏都有下降，其立体图像水平和垂直分辨率分别下降为常规RGBW正方形子像素2D显示屏的2/3和1/2。该发明装置能够在最佳观看距离处为观看者提供无串扰的立体图像。

附图说明

附图1为基于RGBW正方形子像素的跟踪式自由立体显示屏的结构示意图。

附图2为具有RGBW正方形子像素排列结构的平板显示屏的结构示意图。

附图3为竖条状可移动狭缝光栅的结构示意图。

附图4为基于RGBW正方形子像素的跟踪式自由立体显示屏的原理图。