АВТОСТЕРЕОСКОПИЧЕСКОЕ ДИСПЛЕЙНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2018 года по МПК G02B27/22 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Данное изобретение относится к автостереоскопическому дисплейному устройству, которое содержит дисплейную панель, имеющую матрицу дисплейных пикселей, и средство для направления разных видов в разные физические местоположения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известное автостереоскопическое дисплейное устройство содержит двумерную излучающую жидкокристаллическую дисплейную панель, имеющую матрицу строк и столбцов дисплейных пикселей, действующую в качестве средства формирования изображения, для создания дисплея. Матрица удлиненных линз, удлиненных параллельно друг другу, покрывает матрицу дисплейных пикселей, и действует в качестве средства формирования вида. Эти линзы известны как «лентикулярные линзы». Выходные данные от дисплейных пикселей проецируют через эти лентикулярные линзы, чьей функцией является модификация направлений выходных данных.

Лентикулярные линзы обеспечены в виде листа линзовых элементов, каждый из которых содержит удлиненный полуцилиндрический линзовый элемент. Лентикулярные линзы удлинены в направлении столбцов дисплейной панели, причем каждая лентикулярная линза покрывает соответствующую группу из двух или более соседних столбцов дисплейных пикселей.

Каждая лентикулярная линза может быть связана с двумя столбцами дисплейных пикселей для обеспечения пользователю возможности наблюдения единственного стереоскопического изображения. Напротив, каждая лентикулярная линза может быть связана с группой их трех или более соседних дисплейных пикселей в направлении строк. Соответствующие столбцы дисплейных пикселей в каждой группе расположены соответствующим образом для обеспечения вертикальной вырезки из соответствующего двумерного подызображения. Когда голова пользователя перемещается слева направо, он наблюдает ряд последовательных, разных, стереоскопических видов, что создает, например, впечатление осматривания.

Описанное выше автостереоскопическое дисплейное устройство создает дисплей, имеющий хорошие уровни яркости. Однако, одна проблема, связанная с этим устройством, состоит в том, что виды, проецируемые посредством лентикулярного листа, разделены темными зонами, вызванными «формированием изображения» неизлучающей черной матрицы, которая обычно определяет матрицу дисплейных пикселей. Эти темные зоны легко наблюдает пользователь как неоднородности яркости в виде темных вертикальных полос, расположенных с интервалами по дисплею. Эти полосы перемещаются по дисплею, когда пользователь перемещается слева направо, и шаг полос изменяется, когда пользователь перемещается в направлении дисплея или от него. Другая проблема состоит в том, что вертикальные линзы приводят к значительно большему снижению разрешения в горизонтальном направлении, чем в вертикальном направлении.

Обе эти проблемы могут быть решены, по меньшей мере частично, посредством общеизвестной технологии наклона лентикулярных линз под острым углом относительно направления столбцов матрицы дисплейных пикселей. Использование наклоненных под углом линз признают, таким образом, существенным признаком для создания разных видов с почти постоянной яркостью, и хорошим распределением RGB за линзами.

Традиционно, дисплейные панели основаны на матрице пикселей, которые являются квадратными по форме. Для генерации изображений в цвете, пиксели разделены на подпиксели. Традиционно, каждый пиксель разделен на 3 подпикселя, передающие или излучающие красный (R), зеленый (G) и синий (B) цвет, соответственно. Подпиксели одинакового цвета обычно расположены в столбцах.

Публикация WO2010/070564 описывает компоновку, в которой шаг линз и наклон линз выбирают таким образом, чтобы обеспечить улучшенное расположение пикселей в видах, создаваемых посредством лентикулярной матрицы, относительно интервалов между цветными подпикселями, и однородности плотности цвета. Этот случай относится к компоновке сетки пикселей, образующей 3D-изображение, а не к отдельным пикселям.

Данное изобретение имеет отношение к форме отдельных пикселей, образующих 3D-изображение.

Публикация WO2010/070564 описывает автостереоскопический дисплей с использованием наклонных лентикулярных линз, в котором выбран конкретный шаг линз для обеспечения однородного и регулярного распределения 3D-пикселей.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение определено посредством формулы изобретения.

Согласно первому аспекту данного изобретения, обеспечено автостереоскопическое дисплейное устройство, содержащее:

дисплей, имеющий матрицу дисплейных пикселей для создания дисплея, в котором дисплейные пиксели расположены в строках и столбцах разных цветных подпикселей;

матрицу линз, расположенную совмещенно с дисплеем, для проецирования множества видов к пользователю в разных направлениях, и содержащую удлиненные линзы, выполненные с возможностью фокусировки выходных данных группы дисплейных пикселей в множество видов, проецируемых к пользователю в разных направлениях, обеспечивая, таким образом, возможность автостереоскопического формирования изображения, причем удлиненные линзы имеют продольную ось, которая наклонена под углом θ общему направлению пикселей столбцов, причем:

,

где s=tan θ, α является отношением размеров пикселей, образующих каждый из множества видов, p является шагом линз в направлении строк пикселей, выражаемому в виде количества ширин дисплейных подпикселей, и c является количеством разных цветных подпикселей, образующих каждый пиксель дисплея,

и, причем,

Таким образом, данное изобретение относится к конструкции для обеспечения квадратных или почти квадратных 3D-пикселей (которые сами содержат множество 3D-подпикселей). Это обеспечивают посредством значения α, которое является близким к 1. Для таких дисплеев, угол наклона делают конкретной функцией шага.

Данное изобретение обеспечивает пространство проектирования, в котором можно спроектировать, чтобы 3D-пиксели имели одинаковое разрешение отношения размеров с лежащей в основе дисплейной панелью. Пространство проектирования предлагает хорошие конструкции для панелей высокого разрешения, таких как дисплеи сверхвысокой четкости (Super Hi-Vision - SHV). 3D-виды будут всегда иметь более низкое пространственное разрешение, чем лежащая в основе панель. Необходимый коэффициент уменьшения разрешения, A, может быть использован для вычисления требуемого шага:

Таким образом, комбинация шага линз и угла наклона учитывает уменьшение разрешения, количество цветных подпикселей 2D-дисплея и необходимое отношение размеров 3D-пикселей, подлежащих образованию посредством линзового приспособления. Коэффициент уменьшения представляет количество исходных 2D-пикселей, которые приходятся на 3D-пиксель. Таким образом, коэффициент уменьшения является большим, чем 1.

Каждый пиксель дисплея может содержать пиксель с полосами RGB с использованием красного, зеленого и синего подпикселей, причем каждый из них удлинен в направлении столбцов, и они расположены рядом. Альтернативно, каждый пиксель дисплея содержит пиксель с полосами RGBY с использованием красного, зеленого, синего и желтого подпикселей, причем каждый из них удлинен в направлении столбцов, и они расположены рядом. Другие конфигурации пикселей также могут быть использованы.

В одном примере c=3 и A=9. Это представляет особенный интерес для RGB-панели Super Hi-Vision (сверхвысокой четкости) с 7680*4320 RGB-пикселями, с 3D-разрешением стандарта Quad HD (учетверенной высокой четкости), равным 2560*1440 3D-RGB-пикселей.

В другом примере c=4 и A=16. Это представляет особенный интерес для RGBY-панели Super Hi-Vision с 7680*4320 RGBY-пикселями, с 3D-разрешением стандарта Quad HD, равным 1920*1080 3D-RGB-пикселей.

В других компоновках, c=3 и A=16 или c=4 и A=9.

Данное изобретение также обеспечивает способ определения угла наклона для матрицы удлиненных линз автостереоскопического дисплейного устройства, в котором это устройство содержит дисплей, имеющий матрицу дисплейных пикселей для создания дисплея, в котором дисплейные пиксели расположены в строках и столбцах из разных цветных подпикселей, и матрицу линз, расположенную совмещенно с дисплеем, для проецирования множества видов к пользователю в разных направлениях, и содержащую удлиненные линзы, выполненные с возможностью фокусировки выходных данных групп дисплейных пикселей во множество видов, проецируемых к пользователю в разных направлениях, обеспечивая, таким образом, возможность автостереоскопического формирования изображения, причем удлиненные линзы имеют продольную ось, которая наклонена под углом θ к общему направлению пикселей столбцов, причем этот способ содержит параметр:

,

где s=tan θ, α является отношением размеров пикселей, образующих каждый из множества видов, p является шагом лентикулярных линз в направлении строк пикселей, выражаемому в виде количества ширин дисплейных подпикселей, и c является количеством разных цветных подпикселей, образующих каждый пиксель дисплея, и параметр:

.

Этот способ также содержит параметр:

,

где A является коэффициентом уменьшения пространственного разрешения 3D-видов по сравнению с лежащей в основе панелью.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Варианты осуществления данного изобретения будут теперь описаны, исключительно в качестве примера, со ссылкой на сопутствующие чертежи, в которых:

Фиг. 1 является схематичным перспективным видом известного автостереоскопического дисплейного устройства;

Фиг. 2 является схематичным сечением дисплейного устройства, показанного на фиг. 1;

Фиг. 3 показывает, как известный RGB-пиксель проецируют посредством лентикулярного приспособления в известном дисплее;

Фиг. 4 показывает известное расположение RGB-пикселей и известный RGBW-пиксель для дисплея, к которому данное изобретение может быть применено;

Фиг. 5 показывает расположение RGBY-пикселей для дисплея, к которому данное изобретение может быть применено;

Фиг. 6 показывает дробную компоновку с использованием 4.66 подпикселей на шаг лентикулярных линз;

Фиг. 7 показывает дробную компоновку с использованием 4.5 подпикселей на шаг лентикулярных линз;

Фиг. 8 показывает параметры шага линз и наклона;

Фиг. 9 показывает, как параметры шага линз и наклона преобразуются в размеры подпикселя выходных данных 3D-дисплея;

Фиг. 10 показывает форму полного 3D-пикселя;

Фиг. 11 показывает компоновку дисплейного 3D-пикселя, которая должна быть обеспечена посредством конструкции данного изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Данное изобретение обеспечивает лентикулярное автостереоскопическое дисплейное устройство с использованием конкретной конструкции лентикулярной матрицы (угла наклона и, предпочтительно, также, шага линз), для оптимизации качества видов, обеспечиваемых для пользователя. В частности, данное изобретение обеспечивает возможность оптимизации шага и углов наклона(перекоса) для обеспечения 3D-пикселей с отношением размеров, подобным отношению размеров у лежащих в основе пикселей. На практике это обычно означает, что данное изобретение обеспечивает квадратные или почти квадратные 3D-пиксели.

Перед подробным описанием данного изобретения, сначала будет описана конфигурация известного автостереоскопического дисплейного устройства.

Фиг. 1 является схематичным перспективным видом известного многовидового автостереоскопического дисплейного устройства 1. Известное устройство 1 содержит жидкокристаллическую дисплейную панель 3 с активной матрицей, которая действует в качестве средства формирования изображения для создания дисплея.

Дисплейная панель 3 имеет ортогональную матрицу дисплейных пикселей 5, расположенных в строках и столбцах. Для обеспечения ясности, только небольшое количество дисплейных пикселей 5 показано на фиг. 1. На практике, дисплейная панель 3 может содержать около одной тысячи строк и несколько тысяч столбцов дисплейных пикселей 5.

Структура жидкокристаллической дисплейной панели 3 является, в целом, общепринятой. В частности, панель 3 содержит пару находящихся на расстоянии прозрачных стеклянных подложек, между которыми обеспечен выровненный скрученный нематический или другой жидкокристаллический материал. Подложки несут шаблоны прозрачных электродов из оксида индия-олова (indium tin oxide - ITO) на своих лицевых поверхностях. На внешних поверхностях подложек также обеспечены поляризационные слои.

Каждый дисплейный пиксель 5 содержит противоположные электроды на подложках, причем жидкокристаллический материал находится между ними. Форма и расположение дисплейных пикселей 5 определены формой и расположением электродов и расположением черной матрицы, обеспеченной на передней поверхности панели 3. Дисплейные пиксели 5 отделены друг от друга регулярными промежутками.

Каждый дисплейный пиксель 5 связан с переключающим элементом, например, тонкопленочным транзистором (thin film transistor - TFT) или тонкопленочным диодом (thin film diode - TFD). Дисплейные пиксели используют для создания дисплея посредством обеспечения адресации сигналов на переключающие элементы, и подходящие схемы адресации известны специалистам в данной области техники.

Дисплейную панель 3 освещают источником 7 света, обеспечивающим, в этом случае, плоскостную заднюю подсветку, распространенную по области матрицы дисплейных пикселей. Свет от источника 7 света направляют через дисплейную панель 3, причем отдельными дисплейными пикселями 5 управляют для модуляции света и создания дисплея.

Дисплейное устройство 1 также содержит лентикулярный лист 9, расположенный поверх стороны отображения дисплейной панели 3, которая выполняет функцию формирования видов. Лентикулярный лист 9 содержит строку лентикулярных линз 11, удлиненных параллельно друг другу, из которых показана только одна, с преувеличенными размерами для обеспечения ясности. Лентикулярные линзы 11 действуют в качестве элементов формирования видов для выполнения функции формирования видов.

Лентикулярные линзы 11 реализованы в виде выпуклых цилиндрических элементов, и они действуют в качестве средства направления световых выходных данных для обеспечения разных изображений, или видов, от дисплейной панели 3, к глазам пользователя, располагающегося перед дисплейным устройством 1.

Автостереоскопическое дисплейное устройство 1, показанное на фиг. 1, способно обеспечить несколько разных перспективных видов в разных направлениях. В частности, каждая лентикулярная линза 11 покрывает небольшую группу дисплейных пикселей 5 в каждой строке. Лентикулярный элемент 11 проецирует каждый дисплейный пиксель 5 из группы в разном направлении для формирования нескольких разных видов. Когда голова пользователя перемещается слева направо, его/ее глаза будут по очереди принимать разные виды из этих нескольких видов.

Фиг. 2 показывает принцип функционирования приспособления для формирования изображения лентикулярного типа, описанного выше, и показывает источник 7 света, дисплейную панель 3 и лентикулярный лист 9. Это приспособление обеспечивает три вида, каждый из которых спроецирован в разном направлении. Каждым пикселем дисплейной панели 3 управляют с использованием информации для одного конкретного вида.

Описанное выше автостереоскопическое дисплейное устройство создает дисплей, имеющий хорошие уровни яркости. Общеизвестен перекос (наклон) лентикулярных линз под острым углом относительно направления столбцов матрицы дисплейных пикселей. Это обеспечивает улучшенную однородность яркости, а также сближает горизонтальное и вертикальное разрешения.

Какой бы механизм не использовался для получения автостереоскопической дисплейной системы, разрешение обменивают на глубину: чем больше видов, тем выше потеря разрешения на вид. Это проиллюстрировано на фиг. 3, которая показывает расположение исходных пикселей дисплейной 2D-панели, а также, в том же масштабе, расположение пикселей в 3D-виде, полученном посредством помещения лентикулярного средства перед панелью.

Расположение пикселей, показанное для 3D-изображения, представляет шаблон пикселей, видимый с одного направления просмотра. Тот же геометрический шаблон пикселей виден со всех направлений просмотра, но разные множества подпикселей лежащего в основе 2D-дисплея являются видимыми. Для данного показанного направления просмотра, синий 3D-подпиксель является изображением одного или нескольких подпикселей исходного 2D-дисплея (и то же самое применимо для зеленого и красного 3D-подпикселей).

Лентикулярное средство имеет наклон s=tan(θ)=1/6 и шаг линз P_L=2.5 p_x (где p_x является шагом пикселей в направлении строк), что обеспечивает 15 видов. В этом случае, p_x=p_y. Шаг линз составляет, таким образом, 7.5, при выражении в виде количества размеров подпикселей в направлении строк. 3D-изображение имеет повторяющийся шаблон подпикселей, и цвета некоторых подпикселей (R, G и B) показаны таким образом, чтобы все цвета в шаблоне были понятны. Каждый цвет выводят в виде ромбовидной сетки подпикселей, которые разнесены друг от друга.

Угол наклона лентикулярного средства, а также его шаг, должны быть выбраны таким образом, чтобы, насколько это возможно, было выполнено некоторое количество требований:

(i) Удобное распределение пикселей должно быть получено для каждого 3D-вида.

В каждом из 3D-видов подпиксели каждого цвета должны быть распределены в шаблоне, который является регулярным и имеющим разрешение, которое является сходным для горизонтального и вертикального направления. Как показано на фиг. 3, горизонтальное расстояние между соседними зелеными пикселями (обозначенное А на фиг. 3) должно быть сравнимым с вертикальным расстоянием между соседними зелеными пикселями (обозначенным В). Это должно быть выполнено также для других цветов.

(ii) Площадь поверхности, занимаемая пикселями одних и тех же цветов должна быть одинаковой для каждого 3D-вида.

(iii) Отсутствие муара.

Комбинация с лентикулярным средством перед дисплейной панелью является очень восприимчивой к появлению муара («полосчатости»). Этот эффект вызван комбинацией периодичности расположения пикселей дисплейной панели и периодичности лентикулярного средства. Этот эффект усугубляется вследствие того факта, что подпиксели дисплейной панели окружены черной матрицей. Посредством наклона лентикулярного средства и посредством выбора лентикулярного средства, которое имеет ширину, которая не равна целому числу ширин подпикселей, этот эффект муара может быть минимизирован.

В последнее время, производители дисплеев начали исследовать альтернативные расположения пикселей с использованием более чем 3 основных цветов.

Фиг. 4 и 5 показывают два расположения пикселей. Подпиксели идентифицированы буквенными обозначениями ("R", "G", "B" и т.д.), для обозначения цвета. Пиксели находятся в повторяющихся шаблонах. Там, где столбцы пикселей имеют одинаковый цвет, это идентифицировано над столбцами. Показаны цвета только достаточного количества пикселей для идентификации повторяющегося шаблона.

Фиг. 4 показывает общепринятое расположение пикселей с полосами RGB. Каждый пиксель имеет три подпикселя, отсюда индекс "3" в RGB_3 (такое же обозначение используют для всех расположений пикселей).

Расположения пикселей с использованием более чем 3 основных цветов называют расположениями пикселей «с множеством основных цветов». Некоторые такие расположения с множеством основных цветов появились на рынке и, как ожидается, получат широкое распространение.

Фиг. 5 показывает расположение пикселей RGBY (Y=Yellow (Желтый)), которое использует компания Sharp. На фиг. 5, p_x^R=p_x^B=2p_x^G=2p_x^Y (красный и синий подпиксели вдвое шире, чем зеленый и желтый подпиксели, в направлении строк). По сравнению с расположениями RGB, это расположение обеспечивает большую цветовую гамму.

Как пояснено выше, для автостереоскопических дисплеев, пространственным разрешением обычно жертвуют для создания углового разрешения в форме видов. Текущие наилучшие линзовые конструкции предполагают неодинаковый компромисс между горизонтальным и вертикальным пространственным разрешением, что приводит к 3D-видам с пикселями, которые имеют отношение размеров, отличное от отношения размеров, которое имеют исходные пиксели лежащей в основе панели. Это обычно означает, что горизонтальная плотность 3D-пикселей неудобно отличается от вертикальной плотности 3D-пикселей.

Оптимальная линзовая конструкция должна учитывать расположение пикселей лежащего в основе дисплея. Наиболее распространенные разрешения современных дисплеев определены ниже в таблице:

Наименование Сокращение Горизонтальное разрешение Вертикальное разрешение Цвет Элементы Высокая четкость (High definition) HD 1280 720 RGB 2.7 MP Полная высокая четкость
(Full high definition) FHD 1920 1080 RGB 6.2 MP Учетверенная высокая четкость (Quad high definition) QHD 2560 1440 RGB 11 MP Учетверенная полная высокая четкость (Quad full high definition) QFHD 3840 2160 RGB 25 MP Сверхвысокая четкость (Super Hi-Vision) SHV 7680 4320 RGB 100 MP

Для дисплеев Full HD и Quad Full HD, были предложены подходящие параметры конструкции для автостереоскопической линзовой конструкции, с использованием шага приблизительно 4½ подпикселя и наклона 1/6.

Эти параметры могут быть незначительно изменены для обеспечения так называемой дробной конструкции для уменьшения полосчатости, в частности, с использованием шага a/b, причем a и b являются целыми, и b>2. Использование дробных видов описано в O.H. Willemsen, S.T. de Zwart and W.L. IJzerman, "Fractional viewing systems to reduce banding in lenticular based 3D displays". Proc. Int. Disp. Workshops, vol. 12, pp. 1789-1792, 2005.

Фиг. 6 показывает исходную 2D-панель с полосами RGB и положениями линз для 4 2/3 подпикселей и наклона 1/6. Количество дробных видов составляет 28, в которых существует 28 возможных положений подпикселя относительно линзы, но, если считать только виды с небольшими или отсутствующими перекрестными наложениями между ними, то тогда 4 вида являются реальным количеством.

Фиг. 7 показывает исходную 2D-панель с полосами RGB и положениями линз для 4 1/2 подпикселей.

Трудно оценить пространственное и угловое разрешение лентикулярного дисплея, поскольку каждый пиксель добавляет как угловое, так и пространственное разрешение. В качестве общего правила, количество p шагов в подпиксельных блоках указывает на количество отдельных видов (т.е. 4 или более), а пространственное разрешение вида составляет 1/p от исходного разрешения.

Посредством размещения лентикулярных линз поверх дисплейной панели, могут быть сгенерированы множественные угловые виды. Точная форма подпиксельных пикселей в этих видах зависит от параметров лентикулярной линзы и наклона, с которым линзу размещают относительно лежащей в основе дисплейной панели.

Фиг. 8 показывает 3D-подпиксели, созданные посредством размещения лентикулярной линзы с шагом p с наклоном s на дисплейной панели. Как показано на фиг. 9, 3D-подпиксели имеют ширину w и высоту h.

Важными параметрами для определения форм этих 3D-подпикселей являются шаг p лентикулярных линз и наклон s. Высота h 3D-подпикселя может быть получена из фиг. 9 и выражена следующим образом

,

где c является количеством подпикселей в исходном 2D-пикселе дисплея (например, c=3 в дисплее с полосами RGB). Ширину w 3D-подпикселя определяют следующим образом

В 3D-виде подпиксели расположены, в общем, по-другому, чем в лежащей в основе дисплейной панели. Существует свобода в том, как определить 3D-пиксели из соседних 3D-подпикселей.

Данное изобретение обеспечивает пространство проектирования для лентикулярных линз таким образом, что 3D-пиксели являются квадратными или почти квадратными, и что уменьшение разрешения панели поровну распределено в горизонтальном направлении и вертикальном направлении, что приводит к сохранению отношения размеров пикселей генерируемых видов.

Для достижения этой цели:

1. 3D-пиксель составляют из c подпикселей, которые расположены ниже один другого вдоль направления лентикулярных средств. Фиг. 10 показывает базовое расположение пикселей. Параметр c является количеством подпикселей, которые образуют исходные пиксели дисплея.

2. Наклон и шаг настраивают таким образом, чтобы полный 3D-пиксель был достаточно квадратным. Способ нахождения правильного наклона и шага приведен ниже.

Таким образом, 3D-пиксель составляют из 3D-подпикселей, которые ориентированы вдоль направления лентикулярных линз. Следовательно, высоту H и ширину W полного 3D-пикселя, как показано на фиг. 11, можно выразить следующим образом:

Эта величина является просто увеличенной в c раз высотой подпикселя, определенной выше.

Эта величина является такой же, как ширина отдельных подпикселей, определенная выше.

Если наложено условие, что пиксели должны иметь отношение размеров α, то высота должна быть в α раз больше его длины. Используя уравнения 3 и 4, и выражая s, выражение для наклона s относительно шага p и отношения размеров пикселя α получают в виде:

так что:

Отсюда:

Уравнение (6), приведенное выше, является только одним из двух решений квадратного уравнения, конкретно, одним решением, которое дает имеющие смысл результаты для наклона s. Знаки ± указывают на то, что наклон может быть в любом направлении (по часовой стрелке или против часовой стрелки относительно направления столбцов). Случай α=1 имеет место, когда 3D-пиксель точно сохраняет единичное отношение размеров исходных пикселей панели. Результирующий 3D-пиксель с единичным отношением размеров показан на фиг. 11.

Таким образом, для данного наклона и отношения размеров 3D-пикселя, устанавливают шаг. Однако, еще существует свобода для выбора наклона.

Данное изобретение обеспечивает способ для выбора наклона на основе необходимого уменьшения в пространственном разрешении 3D-видов.

В расположении согласно данному изобретению, 3D-пиксели имеют отношение размеров, равное α, и 3D-пиксели повернуты с использованием наклона s. Если площадь 3D-пикселя равна А (в единицах полной площади 2D-пикселя), то уменьшение разрешения также равно А. С учетом этого, уменьшение разрешения с коэффициентом А может быть создано посредством выбора правильного наклона:

Следует понимать, что на практике 3D-пиксель не должен быть точно квадратным (α=1), а должен быть достаточно близким к квадратному.

Таким образом, предпочтительно, α удовлетворяет .

Например, для данного наклона, уравнение 5 может дать шаг, который может привести к неудобному расположению 3D-пикселей, если использован α=1. Тогда, может потребоваться незначительная настройка α в уравнении 5 для оптимизации расположения 3D-пикселей без слишком большого нарушения исходного расположения.

С использованием фиг. 11 можно наблюдать, что компоненты 3D-пикселя образованы компонентами более, чем одного 2D-пикселя. В показанном примере, включены два компонента из каждого первичного пикселя.

Это происходит для всех наклонов |s|<1/c, где c является количеством компонентов на пиксель. Для наклонов |s|≥1/c этого не происходит (так что один 2D-подпиксель отображается в один 3D-подпиксель), но, чем больше наклон, тем шире становится профиль углового перекрестного наложения.

На основании этого, в предпочтительном варианте осуществления, наклон находится в пределах 1/β≤c|s|≤β, где β=3/2, или, более предпочтительно, β=4/3. Это устанавливает угол наклона близким к 1/c, так, чтобы обеспечить эффективное использование 2D-подпикселей.

Основные принципы были приведены выше. Ниже приведены некоторые конкретные примеры. Для простоты, для всех этих примеров использовано отношение размеров α=1.

RGB-панель Quad Full HD, 3D-разрешение HD

Исходное разрешение Ширина 3840 пикселей Высота 2160 пикселей Цвета, c 3 3D-разрешение Ширина 1280 пикселей Высота 720 пикселей Цвета, c 3 Площадь, A 9 2D-пикселей Конструктивное предложение Наклон, s 0.354 Шаг, p 3.182 пикселя 9.546 подпикселей

RGB-панель Super Hi-Vision, 3D-разрешение Full HD

Исходное разрешение Ширина 7680 пикселей Высота 4320 пикселей Цвета, c 3 3D-разрешение Ширина 1920 пикселей Высота 1080 пикселей Цвета, c 3 Площадь, A 16 2D-пикселей Конструктивное предложение Наклон, s 0.258 Шаг, p 4.131 пикселя 12.394 подпикселей

RGB-панель Super Hi-Vision, 3D-разрешение 110% Full HD

Исходное разрешение Ширина 7680 пикселей Высота 4320 пикселей Цвета, c 3 3D-разрешение Ширина 2110 пикселей Высота 1187 пикселей Цвета, c 3 Площадь, A 13.25 2D-пикселей Конструктивное предложение Наклон, s 0.286 Шаг, p 3.785 пикселя 11.356 подпикселей

RGB-панель Super Hi-Vision, 3D-разрешение Quad HD

Исходное разрешение Ширина 7680 пикселей Высота 4320 пикселей Цвета, c 3 3D-разрешение Ширина 2560 пикселей Высота 1440 пикселей Цвета, c 3 Площадь, A 9 2D-пикселей Конструктивное предложение Наклон, s 0.354 Шаг, p 3.182 пикселя 9.546 подпикселей

RGBY-панель Super Hi-Vision, 3D-разрешение Full HD

Исходное разрешение Ширина 7680 пикселей Высота 4320 пикселей Цвета, c 4 3D-разрешение Ширина 1920 пикселей Высота 1080 пикселей Цвета, c 4 Площадь, A 16 Конструктивное предложение Наклон, s 0.258 Шаг, p 4.131 пикселя 16.525 подпикселей

Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления иллюстрируют, а не ограничивают данное изобретение, и что специалисты в данной области техники смогут разработать много альтернативных вариантов осуществления, не выходя за рамки объема данного изобретения, определенного посредством формулы изобретения.

Другие варианты описанных вариантов осуществления могут быть поняты и осуществлены специалистами в данной области техники при практическом применении заявленного изобретения, из изучения чертежей, описания, и приложенной формулы изобретения. В формуле изобретения, слово «содержащий» не исключает других элементов или стадий, и неопределенный артикль «один» или «некоторый» не исключает множества. Просто тот факт, что некоторые меры перечислены во взаимно отличающихся зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что комбинация этих мер не может быть использована для получения выгоды. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны толковаться как ограничивающие объем изобретения.

Изобретение относится к автостереоскопическим дисплейным устройствам. Устройство содержит строки и столбцы цветных подпикселей и лентикулярную матрицу, совмещенную с дисплеем, линзы которой наклонены относительно общего направления пикселей столбцов для обеспечения квадратных 3D-пикселей. Устройство обеспечивает повышенное качество видов, обеспечиваемых для пользователя. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Автостереоскопическое дисплейное устройство, содержащее:

дисплей (3), имеющий матрицу дисплейных пикселей (5) для создания дисплея, в котором дисплейные пиксели расположены в строках и столбцах разных цветных подпикселей;

матрицу (9) линз, расположенную совмещенно с дисплеем для проецирования множества видов к пользователю в разных направлениях и содержащую удлиненные линзы, выполненные с возможностью фокусировки выходных данных групп дисплейных пикселей во множество видов, проецируемых к пользователю в разных направлениях, обеспечивая таким образом возможность автостереоскопического формирования изображения, причем удлиненные линзы имеют продольную ось, которая наклонена под углом θ к общему направлению пикселей столбцов, причем

,

где s=tan θ, α является отношением размеров пикселей, образующих каждый из множества видов, p является шагом линз в направлении строк пикселей, выражаемым в виде количества ширин дисплейных подпикселей, и c является количеством всех подпикселей, образующих каждый пиксель дисплея,

отличающееся тем, что

и в котором

,

где А является коэффициентом уменьшения разрешения 3D-вида относительно разрешения лежащей в основе панели.

2. Устройство по п. 1, в котором каждый пиксель (5) дисплея содержит RGB-пиксель с использованием красного, зеленого и синего подпикселей, причем каждый из них удлинен в направлении столбцов, и они расположены рядом.

3. Устройство по п. 1 или 2, в котором каждый пиксель (5) дисплея содержит RGBY-пиксель с использованием красного, зеленого, синего и желтого подпикселей, причем каждый из них удлинен в направлении столбцов, и они расположены рядом друг с другом.

4. Устройство по п. 1, в котором c=3 и A=9.

5. Устройство по п. 4, в котором дисплей имеет разрешение 7680*4320 RGB-пикселей.

6. Устройство по п. 1, в котором c=4 и A=16.

7. Устройство по п. 6, в котором дисплей имеет разрешение 7680*4320 RGB-пикселей.

8. Устройство по п. 1, в котором

c=3 и A=16 или

c=4 и A=9.

9. Дисплейное устройство по п.1 или 2, в котором столбцы пикселей параллельны боковой границе дисплея.

10. Способ определения угла наклона для матрицы (9) удлиненных линз автостереоскопического дисплейного устройства, в котором это устройство содержит дисплей (3), имеющий матрицу дисплейных пикселей (5) для создания дисплея, в котором дисплейные пиксели (5) расположены в строках и столбцах из разных цветных подпикселей, и матрицу линз, расположенную совмещенно с дисплеем для проецирования множества видов к пользователю в разных направлениях и содержащую удлиненные линзы, выполненные с возможностью фокусировки выходных данных групп дисплейных пикселей во множество видов, проецируемых к пользователю в разных направлениях, обеспечивая таким образом возможность автостереоскопического формирования изображения, причем удлиненные линзы имеют продольную ось, которая наклонена под углом θ к общему направлению пикселей столбцов, причем этот способ содержит параметр

,

где s=tan θ, α является отношением размеров пикселей, образующих каждый из множества видов, p является шагом линз в направлении строк пикселей, выражаемым в виде количества ширин дисплейных подпикселей, и c является количеством всех подпикселей, образующих каждый пиксель дисплея,

отличающийся тем, что этот способ содержит параметр

и параметр

,

где A является коэффициентом уменьшения пространственного разрешения 3D-вида относительно разрешения лежащей в основе панели.