CN202218349U - 扩大三维可视范围的动态视障三维显示结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种扩大三维可视范围的动态视障三维显示结构，包括顺次连接的摄像头、CPU、显示控制单元、显示屏幕，CPU还顺次连接液晶栅格透光控制单元和液晶屏障；或者包括顺次连接的摄像头、CPU、显示控制单元、显示屏幕，CPU还顺次连接屏障薄膜位置控制步进电机和屏障薄膜。本实用新型具有可扩大三维可视范围的动态视障，在很大的程度上扩大了立体三维显示的有效观看区域，从而提高了用户的体验。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种扩大三维可视范围的动态视障三维显示结构。
【背景技术】
三维显示是当前一项热门的技术，目前3D显示技术主要可以分为眼睛式和裸视式，眼睛式3D显示技术发展较早，解决方案也比较成熟，在商用领域已经应用多年，今年以来上市的3D平板电视也全部为眼睛式产品。但是眼睛式3D电视需要佩戴定制的3D眼镜，对于已经佩戴眼镜的消费者可能有些不便。裸视式3D因为不需要额外的设备即可让观众欣赏到3D效果，受到了消费者的普遍欢迎和厂家的重视。因而裸眼三维显示更是热点中的热点。由于人眼有4-6cm的距离，所以实际上我们看物体时两只眼睛中的图像是有差别的。两幅不同的图像输送到大脑后，我们看到的是有景深的图像。只要符合常规的观察角度，即产生合适的图像偏移，最终使人看到三维的图像。
从技术上来看，裸眼式3D可分为柱状透镜(Lenticular Lens)技术、光屏障式(Barrier)技术、和指向光源技术(DirectiONal Backlight)三种。裸眼式3D技术最大的优势便是摆脱了眼镜的束缚，但是分辨率、可视角度和可视距离等方面还存在很多不足。在观看的时候，观众需要和显示设备保持一定的位置才能看到3D效果的图像(3D效果受视角影响较大)。下面简单介绍一下柱状透镜(Lenticular Lens)技术、光屏障式(Barrier)技术：
柱状透镜屏式立体三维图像，由于柱状透镜的折射作用，使得左、右眼分别仅能观看到A，B放映机的相应图像，从而产生出立体感。柱状透镜(Lenticular Lens)技术也被称为双凸透镜或微柱透镜3D技术，其最大的优势便是其亮度不会受到影响.柱状透镜3D技术的原理是在液晶显示屏的前面加上一层柱状透镜，使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上，这样在每个柱透镜下面的图像的像素被分成几个子像素，这样透镜就能以不同的方向投影每个子像素。于是双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素.不 过像素间的间隙也会被放大，因此不能简单地叠加子像素。让柱透镜与像素列不是平行的，而是成一定的角度.这样就可以使每一组子像素重复投射视区，而不是只投射一组视差图像。
光屏障式也称视差障壁(Barrier)，是基于多通道自动立体显示技术，视差障壁被安置在显示器的背光模块和LCD面板之间。它利用特定的掩模算法，将展示影像交互排列，然后通过特定的视差屏障由两眼捕捉观察。通过摩尔干涉条纹判别法精确安装在显示器液晶板平面上的光栅阵列，可以准确控制每一个像素透过的光线，将左眼及右眼可视的画面分开。由于左眼或右眼观看屏幕的角度不同，利用这一角度差遮住光线就可将图像分配给左眼或右眼，经过用户大脑将这两幅有差别的图像合成为一幅具有空间深度信息的立体图像。如图4所示，由于左右眼视线通过栅栏状视差屏障的角度不同，因此会看到屏幕的不同部分，只要将左右眼画面以纵向方式交错排列，就能让左右眼看到各瞬息万变的画面而产生立体感。
视差障壁包括液晶屏障和屏障薄膜，液晶(LCD)依赖偏振光片和光线本身。自然光线是朝四面八方随机发散的，偏振光则是有一定振动方向的光波，只有与偏振片平行的光才能通过偏振光片，也就是偏振光片能阻断不与自身平行的所有光线。液晶显示器中有两个偏振光片，1、入射偏振光片，去除与偏振光片偏振方向不平行的光线，2、出射偏振光片，根据光被液晶扭转的偏转角度通过光量，形成图像。只有光线本身已扭转到与第二个偏振光片偏正方向匹配，光线才得以最大的穿透。LCD正是由这样两个相互垂直的偏振滤光片构成，所以在正常不通电情况下应该阻断所有试图穿透的光线。但是，由于两个滤光器之间充满了扭曲液晶，所以在光线射出第一个偏振光片后，会被液晶分子扭转90度，最后从第二个偏正光片中穿出。另一方面，若为液晶加一个电压，分子又会重新排列并完全平行，使光线不再扭转，所以正好被第二个偏振光片挡住。总之，在入射偏振片与出射偏振片偏振方向成90度角时，对液晶加电将光线阻断，不加电则使光线射出。入射偏振片与出射偏振片平行时，对液晶加电光线将射出，不加电则使光线被阻挡。
而在现有的裸眼三维显示技术中，视差屏障式立体三维显示技术是较为成熟的一种，但不管是液晶屏障还是屏障薄膜，都存在的一个大问题是用户 在观看三维图像时，三维有效视角有限且固定在中央位置，一旦用户的观看位置偏离有效观看区域则无法观看到三维图像，这样大大影响了用户体验，也限制了该技术在市场上进一步发展空间。
所以如何增加视察屏障式立体三维显示时用户的可视角度，是一项十分有挑战性并且十分有意义的工作。
【实用新型内容】
本实用新型要解决的技术问题之一，在于提供一种采用液晶屏障的三维显示结构，具有可扩大三维可视范围的动态视障，在很大的程度上扩大了立体三维显示的有效观看区域，从而提高了用户的体验。
该技术问题是这样实现的：一种扩大三维可视范围的动态视障三维显示结构，包括顺次连接的摄像头、CPU、显示控制单元、显示屏幕，CPU还顺次连接液晶栅格透光控制单元和液晶屏障。
本实用新型要解决的技术问题之二，在于提供一种采用屏障薄膜的三维显示结构，具有可扩大三维可视范围的动态视障，在很大的程度上扩大了立体三维显示的有效观看区域，从而提高了用户的体验。
该技术问题是这样实现的：一种扩大三维可视范围的动态视障三维显示结构，包括顺次连接的摄像头、CPU、显示控制单元、显示屏幕，CPU还顺次连接屏障薄膜位置控制步进电机和屏障薄膜。
本实用新型具有如下优点：本实用新型通过建立动态视障来实现根据人脸的位置来动态调整液晶栅格或动态调整屏障薄膜位置，从而扩大了立体三维显示的有效观看区域，提高了用户的体验，本实用新型适用于单用户手持三维立体显示设备或者其他单用户大型立体显示设备。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型实施例一的三维显示结构的示意图，该结构采用液晶屏障作为视障。
图2是本实用新型实施例二的三维显示结构的示意图，该结构采用屏障 薄膜作为视障。
图3是本实用新型三维显示结构的俯视视角用户位置示意图。
图4是本实用新型三维显示结构的用户处于中央位置观看屏幕时的屏障位置和左右眼视区分布示意图。
图5是图4的屏障和屏幕相对位置示意图。
图6是用户位置左移后观看屏幕时的屏障位置和左右眼视区分布示意图。
图7是图6的屏障位置和屏幕相对位置示意图。
【具体实施方式】
实施例一
如图1所示，该实施例的三维显示结构，是采用液晶屏障的三维显示结构，包括顺次连接的摄像头1、CPU、显示控制单元2、显示屏幕3，CPU还顺次连接液晶栅格透光控制单元4和液晶屏障5。如图3所示，俯视视角状态下，液晶屏障5位于显示屏幕3的表面，液晶屏障5的前方设置一摄像头1用于捕捉用户的位置。
如图4至图7所示，采用上述三维显示结构的工作原理如下：
步骤10、首先开启三维显示结构的电路，通过摄像头1捕捉用户的头部位置图像，将采集到的头部位置图像送往CPU。
步骤20、CPU在接收到用户头部位置图像后，根据人脸识别算法判断出人脸的位置，然后计算出适应该人脸位置的三维可视范围，并通知液晶栅格透光控制单元4进行调整；如图4用户头部位置在显示屏幕的中央位置时，CPU会计算出适应该人脸位置的三维可视范围，当用户头部位置左移(图中箭头方向)时如图6状态，CPU会再计算出适应该人脸位置的三维可视范围。
步骤30、液晶栅格透光控制单元4在接收CPU的控制信息后，通过控制液晶屏障的不透光栅格位置从而实现左右眼视区的变化。当用户头部位置在显示屏幕的中央位置时，经液晶栅格透光控制单元4调整后，液晶屏障5和显示屏幕3的相对位置如图5所示；当用户头部位置左移时，经液晶栅格 透光控制单元4调整后，液晶屏障5和显示屏幕3的相对位置如图7所示。
步骤40、摄像头1不断将新的采集图像送往CPU，而CPU也不断更新用户的位置信息来动态调整液晶栅格，不断重复步骤10至30，从而实现自动用户双眼位置的跟踪和显示区域跟踪；
在上述步骤10至40的整个过程中，CPU始终同时配置显示控制单元2进行左右眼视图的显示控制；显示控制单元2不断更新左右眼视图并将其显示到显示屏幕3上。
实施例二
如图2所示，该实施例的三维显示结构，是采用屏障薄膜的三维显示结构，包括顺次连接的摄像头1、CPU、显示控制单元2、显示屏幕3，CPU还顺次连接屏障薄膜位置控制步进电机6和屏障薄膜7。
如图4至图7所示，采用该三维显示结构的工作原理与实施列一类似，其与实施例一的区别在于：调整屏障薄膜7在显示屏幕3上的物理水平位置是由屏障薄膜位置控制步进电机6实现。
步骤10、首先开启三维显示电路，使之开始工作，通过摄像头1捕捉用户的头部位置图像，将采集到的头部位置图像送往CPU；
步骤20、CPU在接收到用户头部位置图像后，根据人脸识别算法判断出人脸的位置，然后计算出适应该人脸位置的三维可视范围，并通知屏障薄膜位置控制步进电机6进行动作；
步骤30、屏障薄膜位置控制步进电机6在接收CPU的控制信息后转动相应角度，带动调整屏障薄膜7在显示屏幕3上的物理水平位置，从而实现左右眼视区的变化；
步骤40、摄像头1不断将新的采集图像送往CPU，而CPU也不断更新用户的位置信息来动态调整屏障薄膜7的位置，不断重复步骤10至30，从而实现自动用户双眼位置的跟踪和显示区域跟踪；
在上述步骤10至40的整个过程中，CPU始终同时配置显示控制单元2进行左右眼视图的显示控制；显示控制单元2不断更新左右眼视图并将其显示到显示屏幕3上。
由上描述可知：本实用新型通过建立动态视障来实现根据人脸的位置来 动态调整液晶栅格或动态调整屏障薄膜位置，从而扩大了立体三维显示的有效观看区域，提高了用户的体验，本实用新型适用于单用户手持三维立体显示设备或者其他单用户大型立体显示设备。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。
Claims (2)
1.一种扩大三维可视范围的动态视障三维显示结构，其特征在于：包括顺次连接的摄像头、CPU、显示控制单元、显示屏幕，所述CPU还顺次连接液晶栅格透光控制单元和液晶屏障。
2.一种扩大三维可视范围的动态视障三维显示结构，其特征在于：包括顺次连接的摄像头、CPU、显示控制单元、显示屏幕，所述CPU还顺次连接屏障薄膜位置控制步进电机和屏障薄膜。
Priority Applications (1)
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| CN2011203197460U CN202218349U (zh) | 2011-08-30 | 2011-08-30 | 扩大三维可视范围的动态视障三维显示结构 |
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| CN2011203197460U Expired - Lifetime CN202218349U (zh) | 2011-08-30 | 2011-08-30 | 扩大三维可视范围的动态视障三维显示结构 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103852934A (zh) * | 2012-12-05 | 2014-06-11 | 东莞万士达液晶显示器有限公司 | 显示模块 |
| CN104620593A (zh) * | 2012-02-09 | 2015-05-13 | 三星电子株式会社 | 显示装置及用于控制该显示装置的方法 |
| CN105334690A (zh) * | 2014-08-14 | 2016-02-17 | 台达电子工业股份有限公司 | 环绕光场显示器及其操作方法 |
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2011
- 2011-08-30 CN CN2011203197460U patent/CN202218349U/zh not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 350000 Fuzhou Gulou District, Fujian, software Avenue, building 89, No. 18 Patentee after: FUZHOU ROCKCHIP ELECTRONICS CO., LTD. Address before: 350000 Fuzhou Gulou District, Fujian, software Avenue, building 89, No. 18 Patentee before: Fuzhou Rockchip Semiconductor Co., Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 350000 building, No. 89, software Avenue, Gulou District, Fujian, Fuzhou 18, China Patentee after: Ruixin Microelectronics Co., Ltd Address before: 350000 building, No. 89, software Avenue, Gulou District, Fujian, Fuzhou 18, China Patentee before: Fuzhou Rockchips Electronics Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20120509 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |