CN112995644A - 裸眼3d显示装置和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种裸眼3D显示装置和电子设备，裸眼3D显示装置包括：图像获取模块，所述图像获取模块用于获取待显示场景的全息3D图像信息；图像显示模块，所述图像显示模块包括点光源层和遮罩层，所述点光源层包括多个白色点状光源，每个所述白色点状光源与一个像素相对应，所述遮罩层包括多个遮罩面，每个所述遮罩面设置于对应的至少一个白色点状光源之前，每个所述遮罩面根据所述全息3D图像信息对对应的白色点状光源所对应的像素进行显示。本发明能够实现裸眼3D效果，并且能够带来更丰富的视觉信息，实现裸眼的全视角观看。
Description
技术领域
本发明涉及显示装置技术领域，具体涉及一种裸眼3D显示装置和一种电子设备。
背景技术
目前主流的3D显示分为眼镜式和裸眼式两种，两种3D显示最基本的原理是相似的，就是利用人眼左右分别接收不同画面，然后大脑经过对图像信息进行叠加重生，让大脑感觉看到的是立体的图像。两种方案都有一些缺陷和不足。
具体地，眼镜式3D显示方案使用特殊的眼镜使两眼接收到不同的画面，比如红蓝色差式使用的是红色和蓝色两种不同的滤光镜片，左右镜片分别透过不同的光，左右眼的画面分别使用不同颜色的光线投射，左右眼即可看到不同的画面。另一种主流的眼镜是偏光式，偏光式3D是利用光线有“振动方向”的原理来分解原始图像的，先通过把图像分为垂直向偏振光和水平向偏振光两组画面，然后3D眼镜左右分别采用不同偏振方向的偏光镜片，这样人的左右眼就能接收两组画面，再经过大脑合成立体影像。眼镜式3D显示方案需要使用额外的设备才能有3D效果。
裸眼式3D显示方案是指在不配戴任何特殊配件的状态下以裸眼视觉就能直接观看到3D立体显示的效果。裸眼式3D可分为光屏障式(Barrier)、柱状透镜(LenticularLens)技术和指向光源(Directional Backlight)三种，都是使用某种方式使左右眼看到不同的画面。裸眼式3D显示方案使用体验不如眼镜式。
除了上面提到的缺点，上述两种方案也有共同的缺点：视觉信息单一，只能看到一个视角的立体图，也就是从不同角度看到的立体效果是一样的。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了一种裸眼3D显示装置和电子设备，能够实现裸眼3D效果，并且能够带来更丰富的视觉信息，实现裸眼的全视角观看。
本发明采用的技术方案如下：
一种裸眼3D显示装置，包括：图像获取模块，所述图像获取模块用于获取待显示场景的全息3D图像信息；图像显示模块，所述图像显示模块包括点光源层和遮罩层，所述点光源层包括多个白色点状光源，每个所述白色点状光源与一个像素相对应，所述遮罩层包括多个遮罩面，每个所述遮罩面设置于对应的至少一个白色点状光源之前，每个所述遮罩面根据所述全息3D图像信息对对应的白色点状光源所对应的像素进行显示。
所述待显示场景的全息3D图像信息由多个以不同拍摄角度设置的取景器拍摄得到。
所述待显示场景的全息3D图像信息根据深度取景器拍摄的包含深度信息的图像转换得到。
所述待显示场景的全息3D图像信息根据3D模型转换得到。
当一个所述遮罩面对应两个或两个以上的白色点状光源时，该两个或两个以上的白色点状光源分时依序发光，该遮罩面对发光的白色点状光源所对应的像素进行显示。
所述遮罩面为液晶面板。
一种电子设备，包括上述裸眼3D显示装置。
本发明的有益效果：
本发明通过设置点光源层和遮罩层，点光源层包括多个与像素一一对应的白色点状光源，遮罩层包括多个遮罩面，每个遮罩面设置于对应的至少一个白色点状光源之前，每个遮罩面对对应的白色点状光源所对应的像素进行显示，由此，能够实现裸眼3D效果，并且能够带来更丰富的视觉信息，实现裸眼的全视角观看。
附图说明
图1为本发明实施例的裸眼3D显示装置的方框示意图；
图2为本发明一个实施例的待显示场景图像的取景示意图；
图3为本发明另一个实施例的待显示场景图像的获取方式示意图；
图4为本发明又一个实施例的待显示场景图像的获取方式示意图；
图5为本发明一个实施例的遮罩面设置方式及显示方式示意图；
图6为本发明另一个实施例的遮罩面设置方式及显示方式示意图。
具体实施方式
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
如图1所示，本发明实施例的裸眼3D显示装置包括图像获取模块100和图像显示模块200。其中，图像获取模块100用于获取待显示场景的全息3D图像信息；图像显示模块200包括点光源层210和遮罩层220，点光源层210包括多个白色点状光源，每个白色点状光源与一个像素相对应，遮罩层220包括多个遮罩面，每个遮罩面设置于对应的至少一个白色点状光源之前，每个遮罩面根据全息3D图像信息对对应的白色点状光源所对应的像素进行显示。
在本发明的一个实施例中，待显示场景的全息3D图像信息可由多个以不同拍摄角度设置的取景器拍摄得到。如图2所示，可在待显示场景之前180度的角度范围内均匀设置多个取景器，不同的取景器可以采集到不同的视觉信息，通过对不同取景器采集的图像进行合成即可得到待显示场景的全息3D图像信息。
在本发明的一个实施例中，待显示场景的全息3D图像信息可根据深度取景器拍摄的包含深度信息的图像转换得到。如图3所示，首先可通过深度取景器采集到待显示场景的包含深度信息的图像，该图像是单个视角的信息叠加深度信息，然后，经计算机进行图像转换，计算出不同的视觉信息，得到待显示场景的全息3D图像信息。
在本发明的一个实施例中，待显示场景的全息3D图像信息可根据3D模型转换得到。如图4所示，通过获取待显示场景的虚拟3D模型，然后经计算机进行图像转换，计算出不同的视觉信息，得到待显示场景的全息3D图像信息。
在获取到待显示场景的全息3D图像信息后，可通过遮罩层220显示全息3D图像。在本发明的实施例中，白色点状光源之前可设置面状的遮罩面，遮罩面为透明面板，优选为液晶面板。如果每个白色点状光源所占用的面积较大，则可对应一个白色点状光源设置一个遮罩面；如果每个白色点状光源所占用的面积较小，为了防止因单个遮罩面过小而受到光衍射的影响，可对应多个白色点状光源设置一个遮罩面。当一个遮罩面对应一个白色点状光源时，点光源层210中的所有白色点状光源可同时发光；当一个遮罩面对应两个或两个以上的白色点状光源时，该两个或两个以上的白色点状光源可分时依序发光，该遮罩面可对发光的白色点状光源所对应的像素进行显示。一个遮罩面所对应的白色点状光源个数以遮罩面不会因光衍射的影响而无法正常显示为依据进行设置。需要说明的是，本发明实施例中的遮罩面设置于白色点状光源之前，是以从白色点状光源到人眼位置的方向为前向的，即遮罩面设置于白色点状光源与观看位置之间，在人眼观看显示内容时，遮罩面能够完全遮挡对应的白色点状光源。遮罩面与白色点状光源之间的距离可根据能够正常显示为依据进行设置，取决于白色点状光源，也即一个像素所占面积的大小、遮罩面的面积大小等因素，与上述的一个遮罩面所对应的白色点状光源个数相同，可由本领域技术人员根据实际设计参数推算得到或通过有限次的实验得到，在此不便限定为具体数值。
在本发明的一个具体实施例中，对应低像素密度的显示场景，例如裸眼3D显示装置应用于大型广告牌时，由于像素密度低，每个像素对应的是点光源，但相邻像素之间的间距较大，即平均每个白色点状光源所占的面积较大，这种情况下可在每个白色点状光源之前设置一个遮罩面。如图5所示，白色点状光源发光，其包含全量的色觉信息，遮罩面可显示该白色点状光源所对应的像素，在白色点状光源的光通过遮罩面后，遮罩面可过滤掉一些颜色，还原出该像素原始的光场信息。由于遮罩面具有一定的面积，当从不同的视角观看时，所看到的点光源是不同的，例如有不同的颜色，由于人的两眼在空间上的位置不同，所以两眼看到的像素是有区别的，进而实现了立体效果，并且，在两眼移动位置后，能够观看到另一种立体场景。
在本发明的一个具体实施例中，对应高像素密度的显示场景，例如裸眼3D显示装置应用于手机、平板电脑、PC机等时，由于像素密度高，平均每个白色点状光源所占的面积较小，如果遮罩面很小，由于光的衍射，无法很好地还原不同视角的视觉信息，这就需要扩大遮罩面的面积。举例而言，可对应四个白色点状光源构成的方阵设置一个遮罩面，即一个遮罩面覆盖四个白色点状光源，每个白色点状光源轮流使用该遮罩面。如图6所示，首先第一个白色点状光源使用遮罩面(以左上、右上、左下、右下为a、b、c、d序)，即白色点状光源a点亮，白色点状光源b、c、d灭，在遮罩面上白色点状光源a对应的区域显示白色点状光源a所对应的像素，并还原出该像素原始的光场信息；然后白色点状光源b点亮，白色点状光源a、c、d灭，在遮罩面上白色点状光源b对应的区域显示白色点状光源b所对应的像素，并还原出该像素原始的光场信息；…，以此类推，实现立体效果的显示。应当理解，这种分时点亮的方式下，显示的刷新频率会相对降低，比如该一个遮罩面覆盖四个白色点状光源的情况，相对于一个遮罩面覆盖一个白色点状光源而言，原来一次就可展示的信息需要分四次才能展示完，因此刷新频率是原来的1/4，但能够解决像素太小时光的衍射问题，保证裸眼3D效果。
根据本发明实施例的裸眼3D显示装置，通过设置点光源层和遮罩层，点光源层包括多个与像素一一对应的白色点状光源，遮罩层包括多个遮罩面，每个遮罩面设置于对应的至少一个白色点状光源之前，每个遮罩面对对应的白色点状光源所对应的像素进行显示，由此，能够实现裸眼3D效果，并且能够带来更丰富的视觉信息，实现裸眼的全视角观看。
基于上述实施例的裸眼3D显示装置，本发明还提出一种电子设备。
本发明实施例的电子设备包括本发明上述任一实施例的裸眼3D显示装置，其具体实施方式可参照上述实施例，在此不再赘述。
根据本发明实施例的电子设备，能够实现裸眼3D效果，并且能够带来更丰富的视觉信息，实现裸眼的全视角观看。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (7)
1.一种裸眼3D显示装置，其特征在于，包括：
图像获取模块，所述图像获取模块用于获取待显示场景的全息3D图像信息；
图像显示模块，所述图像显示模块包括点光源层和遮罩层，所述点光源层包括多个白色点状光源，每个所述白色点状光源与一个像素相对应，所述遮罩层包括多个遮罩面，每个所述遮罩面设置于对应的至少一个白色点状光源之前，每个所述遮罩面根据所述全息3D图像信息对对应的白色点状光源所对应的像素进行显示。
2.根据权利要求1所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，所述待显示场景的全息3D图像信息由多个以不同拍摄角度设置的取景器拍摄得到。
3.根据权利要求1所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，所述待显示场景的全息3D图像信息根据深度取景器拍摄的包含深度信息的图像转换得到。
4.根据权利要求1所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，所述待显示场景的全息3D图像信息根据3D模型转换得到。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，当一个所述遮罩面对应两个或两个以上的白色点状光源时，该两个或两个以上的白色点状光源分时依序发光，该遮罩面对发光的白色点状光源所对应的像素进行显示。
6.根据权利要求5所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，所述遮罩面为液晶面板。
7.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1-6中任一项所述的裸眼3D显示装置。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210618 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |