CN109188803A - 一种3d显示装置及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3D显示装置及电子设备。3D显示装置包括背光层、至少一层调制层、显示层、眼球追踪模块和信号处理模块;背光层用于提供背光照明;调制层包括第一调制层和第二调制层;显示层包括第一显示层和第二显示层;眼球追踪模块包括左眼眼球追踪模块和右眼眼球追踪模块;信号处理模块分别与左眼眼球追踪模块、右眼眼球追踪模块、第一调制层、第二调制层、第一显示层和第二显示层电连接,并根据左眼眼球位置信息和右眼眼球位置信息形成基于光场显示的立体图像;信号处理模块还用于形成2D左视图案和2D右视图案。本实施例提供的3D显示装置,在使3D显示装置保持较好的显示效果的同时,可以减少信号处理模块的运算量。

Description

一种3D显示装置及电子设备
技术领域
本发明实施例涉及3D显示技术领域,尤其涉及一种3D显示装置及电子设备。
背景技术
作为一种新兴的显示技术,3D显示正逐渐成为一个引人注目的前沿科技领域,在电视广播、视频游戏、医疗以及教育等领域得到越来越多的应用。3D显示已从眼镜式的3D电影等发展成为面向电视、PC、智能手机、平板电脑终端的裸眼式3D显示。
但是,客观来说,现阶段大部分的3D显示技术还是基于双目视差,在观看时对用户双眼的位置有一定的特殊要求,并且长时间观看时还容易导致眩晕等问题,用户体验并不理想。为了提高3D显示的显示效果,消除普通3D显示观看的眩晕问题,光场显示技术应运而生,光场显示是一种“真”3D技术,被誉为是下一代3D显示技术。
发明内容
本发明提供一种3D显示装置及电子设备,以提高3D显示装置的显示效果。
第一方面,本发明实施例提供了一种3D显示装置,包括背光层、至少一层调制层、显示层、眼球追踪模块和信号处理模块,所述背光层、所述至少一层调制层和所述显示层依次平行设置,所述显示层位于靠近观测者的一侧;
所述背光层用于提供背光照明;
所述调制层包括第一调制层和第二调制层;
所述显示层包括第一显示层和第二显示层;其中,所述第一显示层位于所述第一调制层靠近观测者的一侧,所述第二显示层位于所述第二调制层靠近观测者的一侧;
所述眼球追踪模块包括左眼眼球追踪模块和右眼眼球追踪模块;其中,所述左眼眼球追踪模块用于获取所述观测者的左眼眼球位置信息,所述右眼眼球追踪模块用于获取所述观测者的右眼眼球位置信息;
所述信号处理模块分别与所述左眼眼球追踪模块、所述右眼眼球追踪模块、所述第一调制层、所述第二调制层、所述第一显示层和所述第二显示层电连接,用于接收所述左眼眼球位置信息和所述右眼眼球位置信息,并根据所述左眼眼球位置信息确定所述第一调制层中的第一调制层中心注视区域和所述第一显示层中的第一显示层中心注视区域,并控制所述第一调制层中心注视区域显示第一调制层中心图案,控制所述第一显示层中心注视区域显示第一显示层中心图案,其中,所述第一调制层中心图案和所述第一显示层中心图案形成基于光场显示的左眼立体图像;根据所述右眼眼球位置信息确定所述第二调制层中的第二调制层中心注视区域和所述第二显示层中的第二显示层中心注视区域,并控制所述第二调制层中心注视区域显示第二调制层中心图案,控制所述第二显示层中心注视区域显示第二显示层中心图案,其中,所述第二调制层中心图案和所述第二显示层中心图案形成基于光场显示的右眼立体图像;
所述信号处理模块还用于控制所述第一调制层中的所述第一调制层中心注视区域以外的第一调制层其他区域显示第一调制层其他图案,控制所述第一显示层中的所述第一显示层中心注视区域以外的第一显示层其他区域显示第一显示层其他图案,其中,所述第一调制层其他图案和所述第一显示层其他图案形成2D左视图案;控制所述第二调制层中的所述第二调制层中心注视区域以外的第二调制层其他区域显示第二调制层其他图案,控制所述第二显示层中的所述第二显示层中心注视区域以外的第二显示层其他区域显示第二显示层其他图案,其中,所述第二调制层其他图案和所述第二显示层其他图案形成2D右视图案;
其中,所述第一调制层中心注视区域和所述第一显示层中心注视区域与所述观测者的左眼眼球中央区域对应设置,所述第一调制层其他区域和所述第一显示层其他区域与所述观测者的左眼眼球非中央区域对应设置;所述第二调制层中心注视区域和所述第二显示层中心注视区域与所述观测者的右眼眼球中央区域对应设置,所述第二调制层其他区域和所述第二显示层其他区域与所述观测者的右眼眼球非中央区域对应设置。
所述信号处理模块用于控制所述第一调制层中心注视区域形成第一调制层调制光栅,通过所述第一调制层调制光栅形成第一调制层中心图案;
所述信号处理模块用于控制所述第一显示层中心注视区域形成第一显示层调制光栅,通过所述第一显示层调制光栅形成第一显示层中心图案;
所述信号处理模块用于控制所述第二调制层中心注视区域形成第二调制层调制光栅,通过所述第二调制层调制光栅形成第二调制层中心图案;
所述信号处理模块用于控制所述第二显示层中心注视区域形成第二显示层调制光栅,通过所述第二显示层调制光栅形成第二显示层中心图案。
进一步地,所述第一调制层其他图案和所述第二调制层其他图案为透光状态;所述第一显示层其他图案为2D左视图案,所述第二显示层其他图案为2D右视图案。
进一步地,所述信号处理模块还与所述背光层电连接,用于根据所述观测者的左眼眼球位置信息和右眼眼球位置信息确定所述背光层中的第一发光亮度区域和第二发光亮度区域;其中,所述第一发光亮度区域包括左眼发光亮度区域和右眼发光亮度区域,所述左眼发光亮度区域与所述左眼眼球中央区域对应设置,所述右眼发光亮度区域与所述右眼眼球中央区域对应设置,所述第二发光亮度区域与所述左眼眼球非中央区域和所述左眼眼球非中央区域对应设置;
其中,所述第一发光亮度区域的发光亮度大于所述第二发光亮度区域的发光亮度,或者,所述第一发光亮度区域的发光亮度小于所述第二发光亮度区域的发光亮度。
进一步地,还包括近眼眼镜;
所述近眼眼镜用于接收所述3D显示装置提供的图像光线。
进一步地,所述背光层包括LED阵列、mini LED阵列、Micro LED阵列LCD背光单元和投影装置中的至少一种,其中,所述LCD背光单元包括背光模组和LCD显示面板。
进一步地,所述调制层为LCD显示面板,所述显示层为LCD显示面板。
第二方面,本发明实施例还提供了一种电子设备,包括上述第一方面任一项所述的3D显示装置。
本实施例在调制层和显示层上与观测者的眼球非中央区域对应的位置提供近眼立体显示图像立体图像,可以减少信号处理模块的数据处理量。同时,在与观测者的眼球中央区域对应的调制层中心注视区域和显示层中心注视区域提供基于光场显示的立体图像,可以保证观测者的眼球中央区域观测到的图像为光场显示的立体图像。本实施例提供的3D显示装置,相比整个调制层和显示层都是光场显示的情况,可以减少信号处理模块的运算量,相比整个调制层和显示层均为非光场显示的情况,可以使3D显示装置保持更好的显示效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的真实物体形成的3D显示的原理图;
图2是本发明实施例提供的光场显示的原理图;
图3是本发明实施例提供的3D显示装置的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的形成基于光场显示的左眼立体图像的原理图;
图5是本发明实施例提供的第一调制层调制光栅的结构示意图;
图6是本发明实施例提供的第一调制层调制光栅和第一显示层调制光栅的结构示意图;
图7是本发明实施例提供的背光层的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1是本发明实施例提供的真实物体形成的3D显示的原理图,图2是本发明实施例提供的光场显示的原理图。可选地,请参考图1和图2,当真实物体10的发出的或反射的光线进入人眼时,人眼可以观测到真实的三维立体图像。通过利用光场显示调制装置12调制光线模拟出真实物体发光或反光时的光线,如果光场显示调制装置12调制出的光线与真实物体10发出或反射的光线相同,则调制出的光线进入人眼后在视网膜上成像,人眼可以感知到在眼前的某处存在一个虚拟物体11,这是光场显示的基本原理。相比基于左右眼视差的裸眼3D显示技术或近眼3D显示技术,基于光场显示的3D显示更加接近真实的物体,也不会让观测者产生眩晕等问题。但是光场显示需要大量的计算,在现有的软硬件条件下的运行成本很高,难以普及应用,有鉴于此,本发明提供一种3D显示装置,在降低光场显示的数据运算量的同时,保证3D显示装置的显示效果。
以上是本发明的核心思想,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下,所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图3是本发明实施例提供的3D显示装置的结构示意图,图4是本发明实施例提供的形成基于光场显示的左眼立体图像的原理图。具体地,请参考图3和图4,该3D显示装置包括背光层101、至少一层调制层、显示层、眼球追踪模块和信号处理模块105,背光层101、至少一层调制层和显示层依次平行设置,显示屏位于靠近观测者的一侧;背光层101用于提供背光照明;调制层包括第一调制层112和第二调制层122;显示层包括第一显示层113和第二显示层123;其中,第一显示层113位于第一调制层112靠近观测者的一侧,第二显示层123位于第二调制层122靠近观测者的一侧;眼球追踪模块包括左眼眼球追踪模块114和右眼眼球追踪模块124;其中,左眼眼球追踪模块114用于获取观测者的左眼眼球位置信息,右眼眼球追踪模块124用于获取观测者的右眼眼球位置信息;信号处理模块105分别与左眼眼球追踪模块114、右眼眼球追踪模块124、第一调制层112、第二调制层122、第一显示层113和第二显示层123电连接,用于接收左眼眼球位置信息和右眼眼球位置信息,并根据左眼眼球位置信息确定第一调制层112中的第一调制层中心注视区域116和第一显示层113中的第一显示层中心注视区域118,并控制第一调制层中心注视区域116显示第一调制层中心图案,控制第一显示层中心注视区域118显示第一显示层中心图案,其中,第一调制层中心图案和第一显示层中心图案形成基于光场显示的左眼立体图像;根据右眼眼球位置信息确定第二调制层122中的第二调制层中心注视区域126和第二显示层123中的第二显示层中心注视区域128,并控制第二调制层中心注视区域126显示第二调制层中心图案,控制第二显示层中心注视区域128显示第二显示层中心图案,其中,第二调制层中心图案和第二显示层中心图案形成基于光场显示的右眼立体图像;信号处理模块105还用于控制第一调制层112中的第一调制层中心注视区域116以外的第一调制层其他区域117显示第一调制层其他图案,控制第一显示层113中的第一显示层中心注视区域118以外的第一显示层其他区域119显示第一显示层其他图案,其中,第一调制层其他图案和第一显示层其他图案形成2D左视图案;控制第二调制层122中的第二调制层中心注视区域126以外的第二调制层其他区域127显示第二调制层其他图案,控制第二显示层123中的第二显示层中心注视区域128以外的第二显示层其他区域129显示第二显示层其他图案,其中,第二调制层其他图案和第二显示层其他图案形成2D右视图案;其中,第一调制层中心注视区域116和第一显示层中心注视区域118与观测者的左眼眼球中央区域对应设置,第一调制层其他区域117和第一显示层其他区域119与观测者的左眼眼球非中央区域对应设置;第二调制层中心注视区域126和第二显示层中心注视区域128与观测者的右眼眼球中央区域对应设置,第二调制层其他区域127和第二显示层其他区域129与观测者的右眼眼球非中央区域对应设置。
具体地,人眼视网膜中的感光细胞的分布并不均匀,通常,在观测者的眼球中央区域,感光细胞相对较多,在观测者的眼球非中央区域,感光细胞的分布相对比较稀疏。因此,在眼球中央区域的视网膜区域,人眼的感知分辨率较高,在眼球非中央区域,人眼感知分辨率相对较低。基于上述原理,可以通过左眼眼球追踪模块114获取观测者的左眼眼球位置信息,信号处理模块105根据观测者的左眼眼球位置信息,控制第一调制层112的第一调制层中心注视区域116显示第一调制层中心图案13,以及控制第一显示层113的第一显示层中心注视区域118显示第一显示层中心图案14,进而使观测者的左眼眼球中央区域观测到基于光场显示的左眼立体图像15。同理,信号处理模块105还可以根据右眼眼球追踪模块124提供的观测者的右眼眼球位置信息,使观测者的右眼眼球中央区域也观测到基于光场显示的右眼立体图像,不再赘述。基于光场显示的左眼立体图像和基于光场显示的右眼立体图像分别被观测者的左右眼接收后,观测者就可以观测到完整的基于光场显示的立体图像。在观测者观测到基于光场显示的立体图像的同时,信号处理模块105还可以控制第一调制层112的调制层其他区域117显示第一调制层其他图案,以及控制第一显示层113的第一显示层其他区域119显示显示层其他图案,第一调制层其他图案和第一显示层其他图案可以形成左眼近眼立体显示图像。同理,第二调制层其他图案和第二显示层其他图案可以形成右眼近眼立体显示图像,具体过程不再赘述。
由于观测者的左眼眼球中央区域对准第一调制层中心注视区域116和第一显示层中心注视区域118,因此,尽管与左眼眼球非中央区域对应的第一调制层其他区域117和第一显示层其他区域119呈现近眼显示图像,但并不会对观测者的左眼观测到的基于光场显示的左眼立体图像造成明显的影响。同理,由于观测者的右眼眼球中央区域对准第二调制层中心注视区域126和第二显示层中心注视区域128,因此,尽管与右眼眼球非中央区域对应的第二调制层其他区域127和第二显示层其他区域129呈现右眼近眼立体显示图像,但也不会对观测者的右眼观测到的基于光场显示的右眼立体图像造成明显的影响。
需要说明的是,此处所说的近眼立体显示应该理解为利用近眼眼镜以及2D左视图和2D右视图形成的近眼立体显示。可以理解的是,第一调制层其他区域117和第一显示层其他区域119均还可以采用其他任何现有的或将来可能出现的非光场显示技术进行显示,第二调制层其他区域127和第二显示层其他区域129也可以采用其他任何现有的或将来可能出现的非光场显示技术进行显示,以达到节省信号处理模块105的运算量的目的,本实施例对此不作具体限制。
进一步地,本实施仅列举了包括一层第一调制层112及一层第二调制层122的情况,可以理解的是,当本实施例提供的3D显示装置包括多层第一调制层112及多层第二调制层122时,每层第一调制层112的第一调制层中心注视区域116均可以形成一个第一调制层中心图案,每层第二调制层122的第二调制层中心注视区域126均可以形成一个第二调制层中心图案,多个第一调制层中心图案与第一显示层中心图案共同形成基于光场显示的左眼立体图像,多个第二调制层中心图案与第二显示层中心图案共同形成基于光场显示的右眼立体图像。同理,每层第一调制层其他区域117均可以形成第一调制层其他图案,每层第二调制层其他区域127均可以形成第二调制层其他图案,多层第一调制层其他图案与第一显示层其他图案共同形成左眼近眼立体显示图像,多层第二调制层其他图案与第二显示层其他图案共同形成右眼近眼立体显示图像。
本实施例在调制层和显示层上与观测者的眼球非中央区域对应的位置提供近眼立体显示图像,可以减少信号处理模块105的数据处理量。同时,在与观测者的左眼眼球中央区域对应的第一调制层中心注视区域116和第一显示层中心注视区域118提供基于光场显示的左眼立体图像15,在与观测者的右眼眼球中央区域对应的第二调制层中心注视区域126和第二显示层中心注视区域128也提供基于光场显示的右眼立体图像,可以保证观测者的左眼眼球中央区域和右眼眼球中央区域观测到的图像均为基于光场显示的立体图像。本实施例提供的3D显示装置,相比整个调制层和显示层都是光场显示的情况,可以减少信号处理模块105的运算量;相比整个调制层和显示层均为近眼立体显示的情况,可以使3D显示装置保持更好的显示效果。
可选地,调制层可以为LCD显示面板,显示层可以为LCD显示面板。具体地,LCD显示面板包括液晶分子层,通过调节LCD显示面板中的液晶分子的偏转方向,就可以控制LCD显示面板形成各种形状的光栅,以实现各种图案的调制。当第一调制层112、第一显示层113、第二调制层122和第二显示层123都为LCD显示面板时,可以比较容易地控制调制层和显示层调制出各种形状的光栅,实现对调制层和显示层的透光调制。
图5是本发明实施例提供的第一调制层调制光栅的结构示意图,图6是本发明实施例提供的第一调制层调制光栅和第一显示层调制光栅的结构示意图。可选地,请参考图3-图6,信号处理模块105用于控制第一调制层中心注视区域116形成第一调制层调制光栅,通过第一调制层调制光栅形成第一调制层中心图案13;信号处理模块105用于控制第一显示层中心注视区域118形成第一显示层调制光栅,通过第一显示层调制光栅形成第一显示层中心图案14;信号处理模块105用于控制第二调制层中心注视区域126形成第二调制层调制光栅,通过第二调制层调制光栅形成第二调制层中心图案;信号处理模块105用于控制第二显示层中心注视区域128形成第二显示层调制光栅,通过第二显示层调制光栅形成第二显示层中心图案。
具体地,通过控制第一调制层112的液晶分子层的偏转方向,可以使第一调制层112的第一调制层中心注视区域116形成按照一定的规则排布的透光结构16和非透光结构17,调制层调制光栅包括透光结构16和非透光结构17。可以理解的是,第一显示层调制光栅、第二显示层调制光栅以及第二调制层调制光栅均具有与第一调制层调制光栅类似的结构,不再赘述。从背光层101出射的光线可以经过第一调制层112的透光结构16到达第一显示层113,经过第一显示层113的透光结构到达观测者的左眼。示例性地,当信号处理模块105检测到与观测者的左眼眼球中央区域对应的部分需要显示的虚拟图形18为“笑脸”时,从背光层101出射的光线,经过第一调制层112的调制层调制光栅后形成调制层中心图案13,经过第一显示层的显示层调制光栅后形成显示层中心图案14,第一调制层中心图案13和第一显示层中心图案14在观测者的眼瞳和显示层之间形成的“笑脸”为基于光场显示的虚拟图形18,进而使观测者的左眼观测到基于光场显示的“笑脸”。可以理解的是,第二调制层122和第一调制层112均用于形成调制层调制光栅,第二显示层123和第一显示层113均用于形成显示层调制光栅,因此,第二调制层122和第一调制层112的功能相同,第二显示层123和第一显示层113的功能相同,其区别仅在于,第一调制层112和第一显示层113用于形成适合观察者的左眼观看的立体图像,而第二调制层122和第二显示层123用于形成适合观察者的右眼的立体图像。因此,第二调制层122和第一调制层112的结构相同,第二显示层123和第一显示层113的结构相同。
需要说明的是,调制层可以包括两块互相独立的LCD显示面板,其中一块LCD显示面板用作第一调制层112,另一块LCD显示面板用作第二调制层122。或者,调制层也可以仅包括一块LCD显示面板,其中,LCD显示面板的左半侧可以用作第一调制层112,LCD显示面板的右半侧可以用作第二调制层122。类似地,显示层可以包括两块互相独立的LCD显示面板,其中一块LCD显示面板用作第一显示层113,另一块LCD显示面板用作第二显示层123。或者,显示层也可以仅包括一块LCD显示面板,其中,LCD显示面板的左半侧可以用作第一显示层113,LCD显示面板的右半侧可以用作第二显示层123。本实施例对调制层和显示层的结构不作具体限制。
可选地,本实施例提供的近眼3D显示装置还可以包括近眼眼镜;近眼眼镜用于接收近眼3D显示装置提供的图像光线。具体地,观测者通过佩戴近眼眼镜,可以观测到近眼3D显示装置提供的基于光场显示的立体图像。或者,近眼眼镜还可以包括左眼镜片和右眼镜片;其中,左眼镜片用于接收左眼立体图像和2D左视图案,滤除右眼立体图像和2D右视图;右眼镜片用于接收右眼立体图像和2D右视图,滤除左眼立体图像和2D左视图案。通过控制左眼立体图像和2D左视图案的光线偏振方向,以及控制右眼立体图像和2D右视图的光线偏振方向,可以使进入左眼镜片的光线仅包括左眼立体图像和2D左视图案,使进入右眼镜片的光线仅包括右眼立体图像和2D右视图。
可选地,第一调制层其他图案和第二调制层其他图案为透光状态;第一显示层其他图案为2D左视图案,第二显示层其他图案为2D右视图案。具体地,通过控制第一调制层112和第二调制层122的液晶分子层的偏转方向,可以使第一调制层112和第二调制层122均为全透光结构。通过控制第一显示层113的液晶分子层的偏转方向,可以使第一显示层113形成2D左视图案,通过控制第二显示层123的液晶分子层的偏转方向,可以使第二显示层123形成2D右视图案。可以理解的是,在近眼眼镜包括左眼镜片和右眼镜片时,在形成2D左视图案和2D右视图案的过程中,还需要考虑2D左视图案和2D右视图案的偏振方向。
图7是本发明实施例提供的背光层的结构示意图。可选地,请参考图3和图7,信号处理模块105还与背光层101电连接,用于根据观测者的左眼眼球位置信息和右眼眼球位置信息确定背光层101中的第一发光亮度区域201和第二发光亮度区域202,其中,第一发光亮度区域包括左眼发光亮度区域和右眼发光亮度区域,左眼发光亮度区域与左眼眼球中央区域对应设置,右眼发光亮度区域与右眼眼球中央区域对应设置;其中,第一发光亮度区域201的发光亮度大于第二发光亮度区域202的发光亮度,或者,第一发光亮度区域201的发光亮度小于第二发光亮度区域202的发光亮度。
示例性地,仍以观察者的左眼观察到的图像为例,第一调制层中心注视区域116和第一调制层其他区域117的光栅结构和光透过率往往不同,第一显示层中心注视区域118和第一显示层其他区域119的光栅结构和光透过率往往也不同,由此造成观测者最终观测到的左眼眼球中央区域的图像亮度与左眼眼球非中央区域的图像亮度不同。通常,在背光层101提供的背光亮度相同的情况下,观测者的左眼眼球中央区域观测到的图像亮度低于左眼眼球非中央区域的图像亮度。对此,通过将背光层101设置成不同亮度的第一发光亮度区域201和第二发光亮度区域202,可以使观测者观测到的整个3D显示画面的亮度均匀一致。示例性地,如果与第一发光亮度区域201对应的调制层和显示层显示的图像为“笑脸”时,此时,通过调节第一发光区域201的发光亮度大于第二发光亮度区域202的发光亮度,可以使基于光场显示的立体图像“笑脸”与基于近眼立体显示3D区域的其他图像的亮度比较接近,使立体显示区域和非立体显示区域的画面整体更加流畅自然。但是,如果用3D显示装置显示日全食时,第二发光亮度区域202对应的是天空背景,其亮度较大,而第一发光亮度区域201对应日全食,其亮度较小,此时,为了使第一发光亮度区域201对应的日全食更加清晰,需要进一步降低第一发光亮度区域201的背光亮度,以提高第一发光亮度区域201与第二发光亮度区域202的亮度对比。
可选地,为了实现动态背光效果,背光层101可以包括LED阵列、mini LED阵列、Micro LED阵列、LCD背光单元和投影装置中的至少一种,其中,LCD背光单元包括背光模组和LCD显示面板。具体地,LED阵列具有发光效率高、耗电量小、使用寿命长以及工作温度低等优点,可以用于背光应用。mini LED阵列和Micro LED阵列均是尺寸均小于普通的LED阵列,相比普通的LED阵列,mini LED阵列或Micro LED阵列可以在单位面积内设置更多的LED发光单元,因此,当选用mini LED阵列或Micro LED阵列做背光层101时,其发光效果可以更加细腻。LCD背光单元中的背光模组可以是只能提供单一亮度的背光元件,但是,通过调整LCD显示面板的结构,可以控制通过显示面板后的光强,从而达到动态背光的效果;由于无需采用各部分发光强度可调的背光元件,因而可以节约生产成本,提高经济效益。投影装置可以是发白光的设备,通过对其局部的发光强度进行调整,可以使第一发光亮度区域201的发光强度大于或小于第二发光亮度区域202的发光强度。
基于同一发明构思,本实施例还提供了一种电子设备,该电子设备可以包括上述任一实施例所述的3D显示装置。可选地,该电子设备可以为电视或电脑等。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种3D显示装置,其特征在于,包括背光层、至少一层调制层、显示层、眼球追踪模块和信号处理模块,所述背光层、所述至少一层调制层和所述显示层依次平行设置,所述显示层位于靠近观测者的一侧;
所述背光层用于提供背光照明;
所述调制层包括第一调制层和第二调制层;
所述显示层包括第一显示层和第二显示层;其中,所述第一显示层位于所述第一调制层靠近观测者的一侧,所述第二显示层位于所述第二调制层靠近观测者的一侧;
所述眼球追踪模块包括左眼眼球追踪模块和右眼眼球追踪模块;其中,所述左眼眼球追踪模块用于获取所述观测者的左眼眼球位置信息,所述右眼眼球追踪模块用于获取所述观测者的右眼眼球位置信息;
所述信号处理模块分别与所述左眼眼球追踪模块、所述右眼眼球追踪模块、所述第一调制层、所述第二调制层、所述第一显示层和所述第二显示层电连接,用于接收所述左眼眼球位置信息和所述右眼眼球位置信息,并根据所述左眼眼球位置信息确定所述第一调制层中的第一调制层中心注视区域和所述第一显示层中的第一显示层中心注视区域,并控制所述第一调制层中心注视区域显示第一调制层中心图案,控制所述第一显示层中心注视区域显示第一显示层中心图案,其中,所述第一调制层中心图案和所述第一显示层中心图案形成基于光场显示的左眼立体图像;根据所述右眼眼球位置信息确定所述第二调制层中的第二调制层中心注视区域和所述第二显示层中的第二显示层中心注视区域,并控制所述第二调制层中心注视区域显示第二调制层中心图案,控制所述第二显示层中心注视区域显示第二显示层中心图案,其中,所述第二调制层中心图案和所述第二显示层中心图案形成基于光场显示的右眼立体图像;
所述信号处理模块还用于控制所述第一调制层中的所述第一调制层中心注视区域以外的第一调制层其他区域显示第一调制层其他图案,控制所述第一显示层中的所述第一显示层中心注视区域以外的第一显示层其他区域显示第一显示层其他图案,其中,所述第一调制层其他图案和所述第一显示层其他图案形成2D左视图案;控制所述第二调制层中的所述第二调制层中心注视区域以外的第二调制层其他区域显示第二调制层其他图案,控制所述第二显示层中的所述第二显示层中心注视区域以外的第二显示层其他区域显示第二显示层其他图案,其中,所述第二调制层其他图案和所述第二显示层其他图案形成2D右视图案;
其中,所述第一调制层中心注视区域和所述第一显示层中心注视区域与所述观测者的左眼眼球中央区域对应设置,所述第一调制层其他区域和所述第一显示层其他区域与所述观测者的左眼眼球非中央区域对应设置;所述第二调制层中心注视区域和所述第二显示层中心注视区域与所述观测者的右眼眼球中央区域对应设置,所述第二调制层其他区域和所述第二显示层其他区域与所述观测者的右眼眼球非中央区域对应设置。
2.根据权利要求1所述的3D显示装置,其特征在于,所述信号处理模块用于控制所述第一调制层中心注视区域形成第一调制层调制光栅,通过所述第一调制层调制光栅形成第一调制层中心图案;
所述信号处理模块用于控制所述第一显示层中心注视区域形成第一显示层调制光栅,通过所述第一显示层调制光栅形成第一显示层中心图案;
所述信号处理模块用于控制所述第二调制层中心注视区域形成第二调制层调制光栅,通过所述第二调制层调制光栅形成第二调制层中心图案;
所述信号处理模块用于控制所述第二显示层中心注视区域形成第二显示层调制光栅,通过所述第二显示层调制光栅形成第二显示层中心图案。
3.根据权利要求1所述的3D显示装置,其特征在于,所述第一调制层其他图案和所述第二调制层其他图案为透光状态;所述第一显示层其他图案为2D左视图案,所述第二显示层其他图案为2D右视图案。
4.根据权利要求1所述的3D显示装置,其特征在于,所述信号处理模块还与所述背光层电连接,用于根据所述观测者的左眼眼球位置信息和右眼眼球位置信息确定所述背光层中的第一发光亮度区域和第二发光亮度区域;其中,所述第一发光亮度区域包括左眼发光亮度区域和右眼发光亮度区域,所述左眼发光亮度区域与所述左眼眼球中央区域对应设置,所述右眼发光亮度区域与所述右眼眼球中央区域对应设置,所述第二发光亮度区域与所述左眼眼球非中央区域和所述左眼眼球非中央区域对应设置;
其中,所述第一发光亮度区域的发光亮度大于所述第二发光亮度区域的发光亮度,或者,所述第一发光亮度区域的发光亮度小于所述第二发光亮度区域的发光亮度。
5.根据权利要求1所述的3D显示装置,其特征在于,还包括近眼眼镜;所述近眼眼镜用于接收所述3D显示装置提供的图像光线。
6.根据权利要求1所述的3D显示装置,其特征在于,所述背光层包括LED阵列、mini LED阵列、Micro LED阵列、LCD背光单元和投影装置中的至少一种,其中,LCD背光单元包括背光模组和LCD显示面板。
7.根据权利要求1所述的3D显示装置,其特征在于,所述调制层为LCD显示面板,所述显示层为LCD显示面板。
8.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求1-7任一项所述的3D显示装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110620918A (zh) * 2019-08-26 2019-12-27 宁波视睿迪光电有限公司 一种三维显示装置及***
CN111123549A (zh) * 2020-01-20 2020-05-08 广东省半导体产业技术研究院 一种裸眼3d显示模块与装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100103077A1 (en) * 2007-11-20 2010-04-29 Keiji Sugiyama Image display apparatus, display method thereof, program, integrated circuit, goggle-type head-mounted display, vehicle, binoculars, and desktop display
CN102682674A (zh) * 2012-05-28 2012-09-19 北京理工大学 一种基于oled-led的高亮度裸眼3d显示屏
CN103293688A (zh) * 2013-05-10 2013-09-11 昆山龙腾光电有限公司 二维/三维切换的显示器及其显示方法
CN105446050A (zh) * 2016-01-08 2016-03-30 京东方科技集团股份有限公司 3d显示控制***及方法
CN105892061A (zh) * 2016-06-24 2016-08-24 北京国承万通信息科技有限公司 显示装置及方法
CN106257321A (zh) * 2016-06-28 2016-12-28 京东方科技集团股份有限公司 3d抬头显示***和方法
CN107728770A (zh) * 2017-09-26 2018-02-23 努比亚技术有限公司 终端屏幕亮度调整方法、移动终端和计算机可读存储介质
CN108227226A (zh) * 2017-12-22 2018-06-29 张家港康得新光电材料有限公司 3d显示装置及3d显示方法
CN108267860A (zh) * 2018-01-19 2018-07-10 昆山国显光电有限公司 头戴式显示装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100103077A1 (en) * 2007-11-20 2010-04-29 Keiji Sugiyama Image display apparatus, display method thereof, program, integrated circuit, goggle-type head-mounted display, vehicle, binoculars, and desktop display
CN102682674A (zh) * 2012-05-28 2012-09-19 北京理工大学 一种基于oled-led的高亮度裸眼3d显示屏
CN103293688A (zh) * 2013-05-10 2013-09-11 昆山龙腾光电有限公司 二维/三维切换的显示器及其显示方法
CN105446050A (zh) * 2016-01-08 2016-03-30 京东方科技集团股份有限公司 3d显示控制***及方法
CN105892061A (zh) * 2016-06-24 2016-08-24 北京国承万通信息科技有限公司 显示装置及方法
CN106257321A (zh) * 2016-06-28 2016-12-28 京东方科技集团股份有限公司 3d抬头显示***和方法
CN107728770A (zh) * 2017-09-26 2018-02-23 努比亚技术有限公司 终端屏幕亮度调整方法、移动终端和计算机可读存储介质
CN108227226A (zh) * 2017-12-22 2018-06-29 张家港康得新光电材料有限公司 3d显示装置及3d显示方法
CN108267860A (zh) * 2018-01-19 2018-07-10 昆山国显光电有限公司 头戴式显示装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110620918A (zh) * 2019-08-26 2019-12-27 宁波视睿迪光电有限公司 一种三维显示装置及***
CN111123549A (zh) * 2020-01-20 2020-05-08 广东省半导体产业技术研究院 一种裸眼3d显示模块与装置

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