CN108363210A - 智能裸眼3d屏幕及其显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能裸眼3D屏幕及其显示方法，包括套设在壳体内的透明基体，透明基体的背面设有第一显示阵列、第二显示阵列及相交间隙处覆盖的不反光黑色的图像平面板，第一显示阵列、第二显示阵列内均设置有光源，透明基体的正面设置有调节光线颜色和深度的空间光调节器，并输出处理后的左眼和右眼立体图像信息，上述左眼和右眼立体图像信息投影至成像层上；壳体上设置有摄像头。通过将摄像头拍摄现场环境，并根据现场座次排布情况来调节红绿蓝三色激光光源入射的角度和位置，使得屏幕的各个方位均能够获得良好的入射光线强度和深度，进而使得每个座次均能够获得良好的用户体验。

Description

智能裸眼3D屏幕及其显示方法

技术领域

本发明涉及显示屏技术领域，尤其涉及一种智能裸眼3D屏幕及其显示方法。

背景技术

3D成像是靠人两眼的视觉差产生的。传统的3D显示技术往往都需要观众佩戴眼镜进行观看，操作和使用不方便。现有的3D显示技术采用单光源source) 发出的光经过分光器分为两束，分别经两面反射镜反射后成为了装载了左右图像的LCD的背景光，背景光照亮LCD后，再次经过另一个分光器，使得左眼LCD的光进入左眼，右眼LCD的光进入右眼，从而达到了双象的分离。这种方法的优点是亮度高、分辨率高，缺点是观察位置固定，只可以在特定的位置上看到立体的效果。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种智能裸眼3D屏幕及其显示方法，提高3D屏幕的成像立体效果。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种智能裸眼3D屏幕，包括屏幕基体，所述屏幕基体包括一透明基体，所述透明基体的背面设置有液晶显示面板阵列，所述液晶显示面板阵列包括横向分布在透明基体上的第一显示阵列和纵向分布在透明基体上的第二显示阵列，所述第一显示阵列和第二显示阵列交错分布并组成网状结构；

所述第一显示阵列、第二显示阵列的相交间隙处覆盖有不反光黑色的图像平面板，所述第一显示阵列、第二显示阵列内均设置有红绿蓝三色激光光源，所述红绿蓝三色激光光源与图像平面板平齐；

所述透明基体的正面设置有空间光调节器，所述空间光调节器接收来自第一显示阵列、第二显示阵列的光线，所述空间光调节器内设置有信号处理的微处理器和光学***，用来调节光线颜色和深度，并输出处理后的左眼和右眼立体图像信息，上述左眼和右眼立体图像信息投影至成像层上；

所述红绿蓝三色激光光源的发射头部均为中间凸出的弧形结构，并在红绿蓝三色激光光源的周围包裹有不反光黑色；

所述屏幕基体的外部设置有壳体，并将屏幕基体放置在壳体上；所述壳体上设置有与微处理器相连接的摄像头。

本发明通过将摄像头拍摄现场环境，并根据现场座次排布情况来调节红绿蓝三色激光光源入射的角度和位置，使得屏幕的各个方位均能够获得良好的入射光线强度和深度，进而使得每个座次均能够获得良好的用户体验。

优选地，所述成像层包括内外分布的光栅膜和成像膜，通过光栅膜使得左眼透过光栅膜只能看到第一显示阵列的图像，右眼只能看到第二显示阵列的图像。上述光栅膜为纳米光栅结构，提高光栅过滤强度。进而在成像膜上显示出更加效果逼真的左右眼图像。

优选地，所述摄像头为三个，左中右分布在壳体的三个方位上。与现场座次的排布相对应，每个方位的摄像头能够拍摄清楚相应方位的座次情况，使得后台能够更好的根据情况来计算相应屏幕上的视觉情况。

优选地，所述成像膜的表层为不规则、等高的波浪结构。通过不规矩的表层分布，避免在成像膜上产生牛顿环等光晕情况，提高裸眼3D的视觉效果。

优选地，所述波浪结构的最高点和最低点间的高度差为h，0≤h≤60um。通过限定波浪结构的高度差，提高成像膜的散射效果。

一种智能裸眼3D屏幕的显示方法，包括：

1)设置屏幕相关参数包括光栅参数、屏幕分辨率和立体效果参数，根据用户需要调整图文区域的大小并设置每个区域的播放模式；其中立体效果参数 Effect是和裸眼效果相关，Effect参数越大出屏感越强舒适感越弱；

2)通过摄像头拍摄现场环境，并将现场座次排布情况传输至微处理器，通过分析屏幕位置和座次之间的分布情况来调整屏幕上各个方位的第一显示阵列、第二显示阵列的光线强度参数，使得每个第一显示阵列和第二显示阵列背景深度值不同，然后对上述区域内的图文附加深度信息；

3)将图形图像和深度图文信息进行裸眼渲染合成，通过深度处理技术将整个界面的每个区域分开渲染，最后合成裸眼3D界面的多视点图像；

4)空间光调节器将裸眼3D界面的多视点图像分别发出左眼和右眼立体图像信号，并对上述信号进行调节控制和放大处理，最终传输到成像层上，呈现给用户观看。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例中液晶显示面板阵列的结构示意图。

图中：

1-壳体；2-成像层；3-空间光调节器；4-透明基体；5-液晶显示面板阵列； 51-第一显示阵列；52-第二显示阵列；53-图像平面板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例

参见附图1、图2所示，本实施例中的一种智能裸眼3D屏幕，包括屏幕基体，所述屏幕基体包括一透明基体4，所述透明基体4的背面设置有液晶显示面板阵列5，所述液晶显示面板阵列5包括横向分布在透明基体4上的第一显示阵列51和纵向分布在透明基体4上的第二显示阵列52，所述第一显示阵列51和第二显示阵列52交错分布并组成网状结构；上述第一显示阵列51和第二显示阵列52的数量根据屏幕的大小而定，单个第一显示阵列51和第二显示阵列52 的面积限定在0.5～1cm²，相连两个显示阵列(第一显示阵列与第一显示阵列之间、第一显示阵列与第二显示阵列之间、第二显示阵列与第二显示阵列之间) 的距离限定为5mm～10mm，通过上述距离和面积的限定来提高屏幕显示的光线强度和清晰度，进而提高屏幕的视觉效果。

所述第一显示阵列51、第二显示阵列52的相交间隙处覆盖有不反光黑色的图像平面板53，所述第一显示阵列51、第二显示阵列52内均设置有红绿蓝三色激光光源，所述红绿蓝三色激光光源与图像平面板53平齐。上述红绿蓝三色激光光源的发射头部均为中间凸出的弧形结构，并在红绿蓝三色激光光源的周围包裹有不反光黑色。通过红绿蓝三色激光光源发射的光学进行隔离，防止出现光线混色的现象出现，影响屏幕的显示效果。

所述透明基体4的正面设置有空间光调节器3，所述空间光调节器3接收来自第一显示阵列51、第二显示阵列52的光线，所述空间光调节器3内设置有信号处理的微处理器和光学***，用来调节光线颜色和深度，并输出处理后的左眼和右眼立体图像信息，上述左眼和右眼立体图像信息投影至成像层2上。上述光学***由光源和光学透镜组，所述光源的照明方式为临界照明或柯拉照明，所述光学透镜组与二元光学投影屏之间的成像关系为:

D₀＝mD₁

上式中，D₁为光学透镜组的出瞳大小，D₀为向用户投射图像的观看光斑大小；L为光学透镜组与二元光学投影屏之间的距离，L′为观看距离；D₀大小和位置由D₁、L和菲涅尔透镜焦距F决定，F为二元光学投影屏的焦距，m为二元光学投影屏关于D₁的横向放大率，m＝L′/L。

所述屏幕基体的外部设置有壳体1，并将屏幕基体放置在壳体1上；所述壳体1上设置有与微处理器相连接的摄像头。上述摄像头为三个，左中右分布在壳体的三个方位上。与现场座次的排布相对应，每个方位的摄像头能够拍摄清楚相应方位的座次情况，使得后台能够更好的根据情况来计算相应屏幕上的视觉情况。

所述成像层2包括内外分布的光栅膜和成像膜，通过光栅膜使得左眼透过光栅膜只能看到第一显示阵列的图像，右眼只能看到第二显示阵列的图像。上述光栅膜为纳米光栅结构，提高光栅过滤强度。进而在成像膜上显示出更加效果逼真的左右眼图像。上述纳米光栅结构的周期与取向角根据光栅方程计算，光栅方程计算方式如下：

(1)tanφ₁＝sinφ/(cosφ-nsinθ(Λ/λ))

(2)sin2(θ₁)＝(λ/Λ)2+(nsinθ)2-2nsinθcosφ(λ/Λ)

其中，θ₁和φ₁分别表示衍射光的衍射角与方位角，θ和λ分别表示单色激光光源的入射角与波长，Λ和φ分别表示纳米光栅结构的周期和取向角，n表示光波在介质中的折射率。

所述成像膜的表层为不规则、等高的波浪结构。通过不规矩的表层分布，避免在成像膜上产生牛顿环等光晕情况，提高裸眼3D的视觉效果。优选地，所述波浪结构的最高点和最低点间的高度差为h，0≤h≤60um。通过限定波浪结构的高度差，提高成像膜的散射效果。

一种智能裸眼3D屏幕的显示方法，包括：

1)设置屏幕相关参数包括光栅参数、屏幕分辨率和立体效果参数，根据用户需要调整图文区域的大小并设置每个区域的播放模式；其中立体效果参数 Effect是和裸眼效果相关，Effect参数越大出屏感越强舒适感越弱；

2)通过摄像头拍摄现场环境，并将现场座次排布情况传输至微处理器，通过分析屏幕位置和座次之间的分布情况来调整屏幕上各个方位的第一显示阵列、第二显示阵列的光线强度参数，使得每个第一显示阵列和第二显示阵列背景深度值不同，然后对上述区域内的图文附加深度信息；

3)将图形图像和深度图文信息进行裸眼渲染合成，通过深度处理技术将整个界面的每个区域分开渲染，最后合成裸眼3D界面的多视点图像；

4)空间光调节器将裸眼3D界面的多视点图像分别发出左眼和右眼立体图像信号，并对上述信号进行调节控制和放大处理，最终传输到成像层上，呈现给用户观看。

本发明通过将摄像头拍摄现场环境，并根据现场座次排布情况来调节红绿蓝三色激光光源入射的角度和位置，使得屏幕的各个方位均能够获得良好的入射光线强度和深度，进而使得每个座次均能够获得良好的用户体验。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种智能裸眼3D屏幕，包括屏幕基体，其特征在于：所述屏幕基体包括一透明基体，所述透明基体的背面设置有液晶显示面板阵列，所述液晶显示面板阵列包括横向分布在透明基体上的第一显示阵列和纵向分布在透明基体上的第二显示阵列，所述第一显示阵列和第二显示阵列交错分布并组成网状结构；

所述第一显示阵列、第二显示阵列的相交间隙处覆盖有不反光黑色的图像平面板，所述第一显示阵列、第二显示阵列内均设置有红绿蓝三色激光光源，所述红绿蓝三色激光光源与图像平面板平齐；

所述透明基体的正面设置有空间光调节器，所述空间光调节器接收来自第一显示阵列、第二显示阵列的光线，所述空间光调节器内设置有信号处理的微处理器和光学***，用来调节光线颜色和深度，并输出处理后的左眼和右眼立体图像信息，上述左眼和右眼立体图像信息投影至成像层上；

所述红绿蓝三色激光光源的发射头部均为中间凸出的弧形结构，并在红绿蓝三色激光光源的周围包裹有不反光黑色；

所述屏幕基体的外部设置有壳体，并将屏幕基体放置在壳体上；所述壳体上设置有与微处理器相连接的摄像头。

2.根据权利要求1所述的智能裸眼3D屏幕，其特征在于：所述成像层包括内外分布的光栅膜和成像膜，通过光栅膜使得左眼透过光栅膜只能看到第一显示阵列的图像，右眼只能看到第二显示阵列的图像。

3.根据权利要求1所述的智能裸眼3D屏幕，其特征在于：所述摄像头为三个，左中右分布在壳体的三个方位上。

4.根据权利要求2所述的智能裸眼3D屏幕，其特征在于：所述成像膜的表层为不规则、等高的波浪结构。

5.根据权利要求4所述的智能裸眼3D屏幕，其特征在于：所述波浪结构的最高点和最低点间的高度差为h，0≤h≤60um。

6.一种智能裸眼3D屏幕的显示方法，其特征包括：

1)设置屏幕相关参数包括光栅参数、屏幕分辨率和立体效果参数，根据用户需要调整图文区域的大小并设置每个区域的播放模式；

2)通过摄像头拍摄现场环境，并将现场座次排布情况传输至微处理器，通过分析屏幕位置和座次之间的分布情况来调整屏幕上各个方位的第一显示阵列、第二显示阵列的光线强度参数，使得每个第一显示阵列和第二显示阵列背景深度值不同，然后对上述区域内的图文附加深度信息；

3)将图形图像和深度图文信息进行裸眼渲染合成，通过深度处理技术将整个界面的每个区域分开渲染，最后合成裸眼3D界面的多视点图像；

4)空间光调节器将裸眼3D界面的多视点图像分别发出左眼和右眼立体图像信号，并对上述信号进行调节控制和放大处理，最终传输到成像层上，呈现给用户观看。