CN113759566A - 一种裸眼3d图像显示系统及其应用方法 - Google Patents

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

需要指出的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。

图1是根据本发明实施例的一种裸眼3D图像显示系统的主要模块的示意图。

如图1所示，本发明实施例的一种裸眼3D图像显示系统包括显示面板101、多个纠正层102以及多个棱镜层103；其中：

显示面板101，用于显示平面图像；

多个纠正层102中的至少一个纠正层1021设置于显示面板101上；纠正层102，用于对显示过程中重合的光线进行过滤；

每一个棱镜层103由多个凸透镜组成；棱镜层103，用于通过凸透镜对光线进行折射；

通过纠正层102的过滤和棱镜层103的折射，使得平面图像显示为3D图像。

在本发明实施例中，设置于显示面板101上的至少一个纠正层，用于对显示面板101发出的光线中的重合光线进行过滤；多个纠正层102中，除至少一个纠正层以外的其他纠正层，用于对棱镜层103折射后产生的重合光线进行过滤。

可以理解的是，上述纠正层1021与纠正层102的标记仅是便于更清楚的叙述本发明实施例的方案所作，纠正层1021是本发明实施例所提供的裸眼3D图像显示系统中纠正层对应的一种可实现方式，下述纠正层1022、纠正层1023、纠正层1024、以及纠正层1025等标记均与此类似，其为本发明实施例所提供的裸眼3D图像显示系统中纠正层对应的不同的实现方式，也即，纠正层1022、纠正层1023、纠正层1024、以及纠正层1025均为纠正层102。

可以理解的是，上述棱镜层1031与棱镜层103的标记仅是便于更清楚的叙述本发明实施例的方案所作，棱镜层1031是本发明实施例所提供的裸眼3D图像显示系统中棱镜层对应的一种可实现方式，下述棱镜层1032、棱镜层1033等标记均与此类似，其为本发明实施例所提供的裸眼3D图像显示系统中棱镜层对应的不同的实现方式，也即，棱镜层1031、棱镜层1032、棱镜层1033均为棱镜层103。

在本发明实施例中，纠正层102由以下任意一种光学组件组成：防窥膜、多个遮光板或多个偏光片。

在本发明实施例中，纠正层102采用了百叶窗原理，如图2所示，图2中最下方一层表示显示面板101，每一个四边形表示一个光学组件，每一条直线表示显示面板101发出的光线，圆点代表人眼的位置。从纠正层的下方(纠正层102的下方可能是显示面板101，也可能是棱镜层103)发射出的多道光线中，具有一定角度的光学组件(纠正层)只允许某些角度的光线穿过，而其他角度的光线由于会与其他光线发生重合，所以被具有一定角度的光学组件(纠正层)进行遮挡，如图2右侧的五条被标记有叉号的光线所示，这些光线无法穿过光学组件(纠正层)到达圆点(人眼处)，从而使得纠正层102起到过滤重合光线的作用。

在本发明实施例中，每一个棱镜层103由多个凸透镜组成。在本发明一个优选的实施例中，组成同一个棱镜层103的多个凸透镜的大小与弧度相同。在本发明另一个优选的实施例中，不同棱镜层103中的多个凸透镜的大小与弧度不同。

棱镜层的原理如图3所示，图3中最下方一层表示显示面板101，每一个半圆形表示一个凸透镜，每一条直线表示显示面板101发出后经由凸透镜折射后的光线。凸透镜的大小与弧度决定了凸透镜的折射率，通过多层不同折射率的凸透镜，对显示面板101发射出的光线进行细化、分发，能够实现在有限的区域内(屏幕大小是有限的)，分隔出更多像素区(像素区即图3中显示面板101上的小方格)，从而让用户在不同的角度(图3中的各个人眼处)都能够看到从多个像素区发出的光线，进而使用户看到的图像更加真实。

在本发明实施例中，除了设置于显示面板101上的至少一个纠正层之外，其他纠正层可以与多个棱镜层1031-103n交叉设置。

在本发明实施例中，其他纠正层与多个棱镜层1031-103n交叉设置的方式可以如图4至图12所示，也可以使用附图所示之外的其他方式交叉设置，对此本方案不作具体限制。

实施例一

在本发明实施例一中，如图4所示，一种裸眼3D图像显示系统可以包括显示面板101、两个纠正层1021和1022以及两个棱镜层1031和1032，其中，两个纠正层1021和1022中的多个光学组件均为不平行放置，棱镜层1031中的凸透镜相比于棱镜层1032中的凸透镜，具有更大的大小和更小的弧度。纠正层1021设置于显示面板101上，用于对显示面板101发出的光线中的重合光线进行过滤；棱镜层1031设置于纠正层1021上，用于对纠正层1021过滤后的光线进行折射；纠正层1022设置于棱镜层1031上，用于对棱镜层1031折射后产生的重合光线进行过滤；棱镜层1032设置于纠正层1022上，用于对纠正层1022过滤后的光线进行折射。

实施例二

在本发明实施例二中，一种裸眼3D图像显示系统也可以包括三个棱镜层，如图5所示。相比于图4，图5增加了一个棱镜层1033，设置在纠正层1022和棱镜层1032之间，用于对纠正层1022过滤后的光线进行折射，此时棱镜层1032则用于对棱镜层1033折射后的光线进行二次折射，以使光线分布的角度更多、人眼观看到的3D图像更细腻真实。

在本发明实施例中，一种裸眼3D图像显示系统所包含的棱镜层103也可以是除了两个和三个以外的其他个数。在本发明一个优选的实施例中，棱镜层103的个数可以根据显示面板101的尺寸、显示面板101的分辨率以及具体的使用场景进行确定。

实施例三

在本发明实施例三中，一种裸眼3D图像显示系统还可以如图6所示，相比于图5，图6中棱镜层103从下到上按照每一层所包含的凸透镜由小到大的顺序进行排列：凸透镜最小的棱镜层1032设置于纠正层1021上，用于对纠正层1021过滤后的光线进行折射；棱镜层1033设置于纠正层1022上，用于对纠正层1022过滤后的光线进行折射；凸透镜最大的棱镜层1031设置于棱镜层1033上，用于对棱镜层1033折射后的光线进行二次折射。

实施例四

在本发明实施例四中，一种裸眼3D图像显示系统还可以如图7所示，图7中凸透镜最大的棱镜层1031设置于纠正层1021上，用于对纠正层1021过滤后的光线进行折射；凸透镜最小的棱镜层1032设置于纠正层1022上，用于对纠正层1022过滤后的光线进行折射；棱镜层1033设置于棱镜层1032上，用于对棱镜层1032折射后的光线进行二次折射。

在本发明实施例中，一种裸眼3D图像显示系统所包含的棱镜层103从下到上的排列顺序也可以是其他顺序。在本发明一个优选的实施例中，棱镜层103从下到上的排列顺序可以根据显示面板101的尺寸、显示面板101的分辨率以及具体的使用场景进行确定。

实施例五

在本发明实施例五中，一种裸眼3D图像显示系统还可以如图8所示，相比于图7，图8中的纠正层1023以及1024所包含的光学组件均为平行放置。在本发明一个优选的实施例中，每一个纠正层102中的光学组件相对于显示面板101的角度是根据显示面板101的尺寸、显示面板101的分辨率和/或纠正层102下方的棱镜层103中的凸透镜的大小与弧度来确定的。

实施例六

在本发明实施例六中，一种裸眼3D图像显示系统还可以如图9所示，相比于图8的纠正层1024，图9的纠正层1025中所包含的光学组件的个数发生了变化。在本发明一个优选的实施例中，每一个纠正层102中的光学组件的个数是根据显示面板101的尺寸、显示面板101的分辨率和/或纠正层102下方的棱镜层103中的凸透镜的大小与弧度来确定的。

实施例七

在本发明实施例七中，一种裸眼3D图像显示系统还可以如图10(a)所示，相比于图9，图10(a)增加了一个纠正层1022，纠正层1022设置于棱镜层1032上，用于对棱镜层1032折射后发生重合的光线进行过滤，而棱镜层1033则用于对纠正层1022过滤后的光线进行折射。

实施例八

在本发明实施例八中，一种裸眼3D图像显示系统还可以如图10(b)所示，相比于图10(a)，图10(b)增加了一个纠正层1024，纠正层1024设置于纠正层1023上，相当于在显示面板101上设置了两个纠正层，纠正层1023和纠正层1024共同用于对显示面板101发出的光线中的重合光线进行过滤。

在本发明实施例中，设置于显示面板101上的至少一个纠正层的个数还可以是除了一个和两个以外的其他个数。在本发明一个优选的实施例中，设置于显示面板101上的至少一个纠正层的个数可以根据显示面板101的尺寸、显示面板101的分辨率以及具体的使用场景进行确定。

在本发明实施例中，一种裸眼3D图像显示系统所包含的纠正层102也可以是除了两个和三个以外的其他个数。在本发明一个优选的实施例中，纠正层102的个数可以根据显示面板101的尺寸、显示面板101的分辨率、纠正层102下方的棱镜层103中的凸透镜的大小与弧度以及具体的使用场景进行确定。

实施例九

在本发明实施例九中，一种裸眼3D图像显示系统还可以如图11所示，相比于图10(a)，图11中纠正层1022设置于棱镜层1031上，用于对棱镜层1031折射后发生重合的光线进行过滤，而纠正层1025设置于棱镜层1032上，用于对棱镜层1032折射后发生重合的光线进行过滤。

在本发明实施例中，一种裸眼3D图像显示系统所包含的纠正层102从下到上的排列顺序也可以是其他顺序。在本发明一个优选的实施例中，纠正层102从下到上的排列顺序可以根据显示面板101的尺寸、显示面板101的分辨率、纠正层102下方的棱镜层103中的凸透镜的大小与弧度以及具体的使用场景进行确定。

实施例十

在本发明实施例十中，一种裸眼3D图像显示系统还可以如图12所示，相比于图11，图12中纠正层1025设置于棱镜层1033上，用于对棱镜层1033折射后发生重合的光线进行过滤。

在本发明实施例中，一种裸眼3D图像显示系统中，除了最下方的显示面板101以及设置于显示面板101上方的至少一个纠正层，其他的多个棱镜层1031-103n与多个纠正层1022-102n之间交叉设置的排列顺序也可以是其他顺序，对此本方案不做具体限制。

在本发明实施例中，通过不同折射率的多个棱镜层1031-103n的叠加，并且通过多个纠正层1021-102n，形成了一个具有光线分发、细化、过滤等功能的透明的透镜，再将该透镜置于显示面板101前，就形成了一个具有3D图像显示功能的屏幕。

另外，上述具体实施方式中，棱镜层103的个数与排列顺序、纠正层102的个数、排列顺序与光学组件的个数、以及棱镜层103与纠正层102交叉设置的顺序并不构成对本发明保护范围的限制。取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

在本发明实施例中，平面图像是由多张二维图像按照预设顺序叠加得到的，且多张二维图像分别对应与不同的拍摄角度，如图13所示，箭头左侧为多张二维图像，箭头右侧为叠加得到的平面图像，其中，预设顺序是与本裸眼3D图像显示系统相对应的像素分布规律。将该平面图像置于本系统内播放，裸眼即可看到3D图像。

根据本发明实施例的一种裸眼3D图像显示系统可以看出，多个棱镜层能够对光线进行多次折射、分发，使光线的分布区域更加细致准确，在相同面积下分布更密集的像素点，从而使最终显示的3D图像更加真实，多个纠正层则能够对光线进行过滤和纠正，过滤掉显示过程中发生重合的光线，进而避免用户看到模糊的画面，保证用户的观看体验。

图14是根据本发明实施例的一种裸眼3D图像显示系统的应用方法的主要步骤的示意图。

如图14所示，本发明实施例的一种裸眼3D图像显示系统的应用方法主要包括以下步骤：

步骤S1401：利用显示面板显示平面图像；

步骤S1402：多个纠正层中的至少一个纠正层设置于显示面板上；利用纠正层对显示过程中重合的光线进行过滤；

步骤S1403：每一个棱镜层由多个凸透镜组成；棱镜层通过凸透镜对光线进行折射；

步骤S1404：通过纠正层的过滤和棱镜层的折射，使得平面图像显示为3D图像。

在本发明实施例中，还可以利用设置于显示面板上的至少一个纠正层，对显示面板发出的光线中的重合光线进行过滤；多个纠正层中，利用除至少一个纠正层以外的其他纠正层，对棱镜层折射后产生的重合光线进行过滤。

在本发明实施例中，其他纠正层与多个棱镜层交叉设置。

在本发明实施例中，纠正层由以下任意一种光学组件组成：防窥膜、多个遮光板或多个偏光片。

在本发明实施例中，每一个纠正层中的光学组件相对于显示面板的角度是根据显示面板的尺寸、显示面板的分辨率和/或纠正层下方的棱镜层中的凸透镜的大小与弧度来确定的。

在本发明实施例中，每一个棱镜层中的凸透镜的大小与弧度是根据显示面板的尺寸、显示面板的分辨率以及与显示面板的距离来确定的。

在本发明实施例中，组成同一个棱镜层的多个凸透镜的大小与弧度相同。

在本发明实施例中，不同棱镜层中的多个凸透镜的大小与弧度不同。

在本发明实施例中，该方法还包括：根据不同的拍摄角度采集多张二维图像；按照预设顺序对多张二维图像进行叠加，得到平面图像。

根据本发明实施例的一种裸眼3D图像显示系统的应用方法可以看出，多个棱镜层能够对光线进行多次折射、分发，使光线的分布区域更加细致准确，在相同面积下分布更密集的像素点，从而使最终显示的3D图像更加真实，多个纠正层则能够对光线进行过滤和纠正，过滤掉显示过程中发生重合的光线，进而避免用户看到模糊的画面，保证用户的观看体验。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。