一種亮度無損失視點可調(diào)的裸眼3d顯示系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種亮度無損失視點可調(diào)的裸眼3D顯示系統(tǒng)及方法，為了解決現(xiàn)有的立體顯示裝置亮度損失或者視點不可調(diào)的問題，本系統(tǒng)包括LCD面板、前置攝像頭、人眼跟蹤算法處理單元、圖像處理系統(tǒng)、液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)和液晶透鏡，圖像處理系統(tǒng)接收到視頻源的信號，通過對信號的檢測，判斷出信號的視點數(shù)，然后圖像處理系統(tǒng)根據(jù)檢測到的視點數(shù)觸發(fā)液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)，液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)出與視點數(shù)相對應的序列電壓來驅(qū)動液晶透鏡，使其產(chǎn)生與視點數(shù)相對應的透鏡效果，圖像處理系統(tǒng)通過對信號的處理然后發(fā)送給LCD面板顯示。本發(fā)明解決了立體顯示器硬件上對顯示立體內(nèi)容的視點限制、克服了現(xiàn)有裸眼3D技術的不足，提高了用戶的3D體驗。
【專利說明】—種亮度無損失視點可調(diào)的裸眼3D顯示系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及3D顯示處理領域，特別涉及一種亮度無損失視點可調(diào)的裸眼3D顯示系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]隨著顯示技術的發(fā)展，立體顯示裝置的應用也越來越廣。視差式立體顯示是光學調(diào)制組件使平面顯示器顯示立體信息的左右眼圖像分別提供給觀看者的左眼和右眼，然后觀看者的大腦可將獲取的兩幅視差圖像合成而感知到實現(xiàn)立體顯示。裸眼立體顯示擺脫了眼鏡式3D的眼鏡束縛，提高了觀看者的舒適度。裸眼立體顯示的實現(xiàn)裝置一般有兩種方式:狹縫光柵式立體顯示裝置和透鏡陣列立體顯示裝置。其中狹縫光柵的顯示裝置是通過對對光的遮擋，讓左眼、右眼圖像分別進入左眼和右眼，這樣亮度損失就比較嚴重。而柱狀透鏡式的裸眼立體顯示裝置亮度沒有損失，但是不可以實現(xiàn)2D/3D自由切換，而且該立體顯示裝置只能播放特定視點的立體圖像或者視頻，并且限制了立體觀看的區(qū)域大小，大大限制用戶的體驗，同時也限制了 3D產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術中，立體顯示裝置存在兩點損失或者觀看試點不可調(diào)的問題，本發(fā)明提供一種亮度無損失視點可調(diào)的裸眼3D顯示系統(tǒng)。
[0004]一種亮度無損失視點可調(diào)的裸眼3D顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括IXD面板、前置攝像頭、人眼跟蹤算法處理單元、圖像處理系統(tǒng)、液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)和液晶透鏡，圖像處理系統(tǒng)接收到視頻源的信號，通過對信號的檢測，判斷出信號的視點數(shù)，然后圖像處理系統(tǒng)根據(jù)檢測到的視點數(shù)觸發(fā)液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)，液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)出與視點數(shù)相對應的序列電壓來驅(qū)動液晶透鏡，使其產(chǎn)生與視點數(shù)相對應的透鏡效果，圖像處理系統(tǒng)通過對信號的處理然后發(fā)送給IXD面板顯示。
[0005]所述液晶透鏡包括兩層設有透明導電層的玻璃基板和夾在兩層玻璃基板之間的液晶層，所述玻璃基板包括外導電層、有刻蝕的透鏡電極的內(nèi)導電層和兩導電層內(nèi)的絕緣層。所述內(nèi)導電層靠近液晶層的一側(cè)設有絕緣層。所述兩層玻璃基板的內(nèi)導電層的刻蝕透鏡電極的線寬不同。所述兩層玻璃基板的內(nèi)導電層的刻蝕透鏡電極的線寬可以根據(jù)立體顯示需求進行調(diào)節(jié)。所述的兩層玻璃基板反平行摩擦，摩擦方向與透鏡電極的方向垂直。所述的導電層采用透明金屬。
[0006]一種亮度無損失視點可調(diào)的裸眼3D顯示方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0007]步驟一、圖像處理系統(tǒng)接收到視頻源的信號，通過對信號的檢測，判斷出信號的視點數(shù)；
[0008]步驟二、圖像處理系統(tǒng)根據(jù)檢測到的視點數(shù)觸發(fā)液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)；
[0009]步驟三、液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)出與視點數(shù)相對應的序列電壓來驅(qū)動液晶透鏡，使其產(chǎn)生與視點數(shù)相對應的透鏡效果；
[0010]步驟四、圖像處理系統(tǒng)通過對信號的處理然后發(fā)送給IXD面板顯示。
[0011]所述步驟三，透鏡驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)檢測的視點數(shù)給相對應線寬的內(nèi)導電層周期性的序列電壓，給其他導電層加電壓Ov ;透鏡電極可以是豎直的，也可以是傾斜的。
[0012]本發(fā)明的有益效果為，本發(fā)明提出的新的裸眼3D系統(tǒng)，通過圖像處理系統(tǒng)接收到視頻源的信號，通過對信號的檢測，判斷出信號的視點數(shù)，然后圖像處理系統(tǒng)根據(jù)檢測到的視點數(shù)觸發(fā)液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)，液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)出與視點數(shù)相對應的序列電壓來驅(qū)動液晶透鏡，使其產(chǎn)生與視點數(shù)相對應的透鏡效果，圖像處理系統(tǒng)通過對信號的處理然后發(fā)送給LCD面板顯示，從而實現(xiàn)視點可調(diào)、亮度無損失、2D/3D可以自由切換的立體顯示，可以顯示不同視點的立體內(nèi)容，同時也可以2D/3D自由切換，解決了立體顯示器硬件上對顯示立體內(nèi)容的視點限制、克服了現(xiàn)有裸眼3D技術的不足，提高了用戶的3D體驗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1本發(fā)明的具體實施例的裸眼3D顯示系統(tǒng)；
[0014]圖2本發(fā)明的具體實施例的液晶透鏡結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖3本發(fā)明的具體實施例的兩視點液晶透鏡豎直時的光學效果圖；
[0016]圖4本發(fā)明的具體實施例的兩視點液晶透鏡傾斜時的光學效果圖；
[0017]圖5本發(fā)明的具體實施例的兩視點的裸眼3D顯示系統(tǒng)；
[0018]圖6本發(fā)明的具體實施例的五視點液晶透鏡豎直時的光學效果圖；
[0019]圖7本發(fā)明的具體實施例的五視點液晶透鏡傾斜時的光學效果圖；
[0020]圖8本發(fā)明的具體實施例的五視點的裸眼3D顯示系統(tǒng)；
[0021]圖9本發(fā)明的具體實施例的人眼跟蹤裸眼3D系統(tǒng)的工作的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0022]下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發(fā)明的【具體實施方式】如所涉及的控制系統(tǒng)，相互間的連接關系，及實施方法，作進一步詳細的說明，以幫助本領域的技術人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。
[0023]本發(fā)明提出的裸眼3D顯示系統(tǒng)如圖1，包括IXD面板、前置攝像頭、人眼跟蹤算法處理單元、圖像處理系統(tǒng)、液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)、液晶透鏡。其工作原理如下:圖像處理系統(tǒng)6接收到視頻源5的信號，通過對信號的檢測，判斷出信號的視點數(shù)，然后圖像處理系統(tǒng)根據(jù)檢測到的視點數(shù)觸發(fā)液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)2，液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)出與視點數(shù)相對應的序列電壓來驅(qū)動液晶透鏡，使其產(chǎn)生與視點數(shù)相對應的透鏡效果，圖像處理系統(tǒng)通過對信號的處理然后發(fā)送給IXD面板7顯示，從而實現(xiàn)視點可調(diào)、亮度無損失、2D/3D可以自由切換的立體顯示，亮度不會下降，2D/3D可切換是指顯示系統(tǒng)在顯示2D信息的時候，液晶透鏡不工作，即所有的導電層的電壓都是零，這時候顯示的2D信息分辨率不變，是2D的工作模式。當顯示系統(tǒng)在顯示3D信息的時候，液晶透鏡工作，是3D的工作模式，從而實現(xiàn)了 2D/3D可切換。
[0024]實施例1本發(fā)明提出的可兼容不同視點液晶透鏡的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括上玻璃基板111和下玻璃基板101，在兩個基板中間夾有液晶層106，上下基板反平行摩擦，摩擦方向與透鏡電極的方向垂直，在上玻璃基板111上有上基板導電層110和108，其中110是整面的導電層，108是有刻蝕的透鏡電極，根據(jù)需要設計108的線寬和線距。在導電層110與108之間是絕緣層109，在108下表面上是絕緣層107，絕緣層107起到絕緣和平坦化的作用，可以減少上下電極之間的短路不良。在下基板101上有與上基板111同樣的結(jié)構(gòu)，如整面導電層102和和帶有刻蝕圖案的透鏡電極104，絕緣層103與105。其中105與107具有同樣的作用，所有的導電層可以是ITO，也可以是其它透明金屬。透鏡電極108與104的線寬是不一樣的，例如其中一個可以對應兩視點的立體顯示的需求，另外一個可以對應五視點的立體顯示需求。但是不局限于兼容這兩種視點的立體顯示需求。108與104的線寬和線距可以是1:1也可以是1:2，通過液晶透鏡覆蓋子像素的個數(shù)來確定一個液晶透鏡單元需要多少個透鏡電極組成，假定液晶電極108對應的是兩視點的液晶透鏡電極，5個透鏡電極形成一個液晶透鏡單元。液晶電極104對應的是五視點的液晶透鏡電極，5個透鏡電極形成一個液晶透鏡單元，是五個電極形成一個透鏡單元，兩視點對應108的五個電極形成的透鏡單元，五視點對應104的五個電極形成的透鏡單元。
[0025]實施例2當視頻源為兩視點時，液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)收到圖像處理系統(tǒng)觸發(fā)后，會給108周期性的序列電壓V1、V2、V3、V4、V5，五個電極形成一個透鏡單元，所以序列電壓是五個，這五個電壓可以對稱的電壓，也可以各不相同，序列電壓是液晶分子發(fā)生不同方向的偏轉(zhuǎn)，形成拋物線形式的相位延遲分布，從而形成透鏡的效果。透鏡電極104加0v，導電層110U02也同時加Ov的電壓。通過序列電壓的驅(qū)動，形成兩視點的液晶透鏡。如果液晶透鏡的電極如果是豎直的，其光學效果如圖3，如果透鏡電極是傾斜的，其光學效果圖如圖4，當液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動液晶電極108的同時，圖形處理系統(tǒng)結(jié)合人眼跟蹤算法處理單元反饋的數(shù)據(jù)，把處理好的兩視點信號傳送給LCD面板，形成可以顯示兩視點的裸眼3D系統(tǒng)，示意圖5。
[0026]實施例3當視頻源為五視點時，液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)收到圖像處理系統(tǒng)觸發(fā)后，會給104周期性的序列電壓V1、V2、V3、V4、V5,這五個電壓可以對稱的電壓,也可以各不相同。透鏡電極108加0v，導電層110、102也同時加Ov的電壓。通過序列電壓的驅(qū)動，形成兩視點的液晶透鏡。如果液晶透鏡的電極如果是豎直的，其光學效果如圖6，如果透鏡電極是傾斜的，其光學效果圖如圖7，當液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動液晶電極108的同時，圖形處理系統(tǒng)結(jié)合人眼跟蹤算法處理單元反饋的數(shù)據(jù)，把處理好的五視點信號傳送給LCD面板，形成可以顯示五視點的裸眼3D系統(tǒng)，示意圖8。
[0027]實施例4人眼跟蹤裸眼3D系統(tǒng)工作的架構(gòu)如圖9，攝像頭4捕捉人臉的圖像，人眼跟蹤算法處理單元3判斷觀看者的位置和人數(shù)，當判斷為一個人時，人眼跟蹤算法處理單元3會給圖像處理系統(tǒng)6 —個信號，圖像處理系統(tǒng)6接收到信號后，輸出兩視點的信息給LCD面板7顯示，同時觸發(fā)液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)2，液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)出與兩視點數(shù)相對應的序列電壓來驅(qū)動液晶透鏡，使其產(chǎn)生與兩視點所相對應的透鏡效果，形成兩視點的裸眼3D顯示系統(tǒng)。當人眼跟蹤算法處理單元3判斷為超過一個人時，人眼跟蹤算法處理單元3會給圖像處理系統(tǒng)6另一個信號，圖像處理系統(tǒng)6接收到信號后，輸出五視點的信息給LCD面板7顯示，同時觸發(fā)液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)2，液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)出與五視點數(shù)相對應的序列電壓來驅(qū)動液晶透鏡，使其產(chǎn)生與五視點所相對應的透鏡效果，形成五視點的裸眼3D顯示系統(tǒng)。從而實現(xiàn)視點可調(diào)(觀看區(qū)域可調(diào))、亮度無損失、2D/3D可以自由切換。[0028]本發(fā)明并不局限于上述特定實施例，在不脫離本發(fā)明精神及其實質(zhì)情況下，本領域的普通技術人員可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應改變和變形，這些相應對本發(fā)明進行的修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求保護的范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種亮度無損失視點可調(diào)的裸眼3D顯示系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括IXD面板、前置攝像頭、人眼跟蹤算法處理單元、圖像處理系統(tǒng)、液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)和液晶透鏡，圖像處理系統(tǒng)接收到視頻源的信號，通過對信號的檢測，判斷出信號的視點數(shù)，然后圖像處理系統(tǒng)根據(jù)檢測到的視點數(shù)觸發(fā)液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)，液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)出與視點數(shù)相對應的序列電壓來驅(qū)動液晶透鏡，使其產(chǎn)生與視點數(shù)相對應的透鏡效果，圖像處理系統(tǒng)通過對信號的處理然后發(fā)送給IXD面板顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裸眼3D顯示系統(tǒng)，其特征在于:所述液晶透鏡包括兩層設有透明導電層的玻璃基板和夾在兩層玻璃基板之間的液晶層，所述玻璃基板包括外導電層、有刻蝕的透鏡電極的內(nèi)導電層和兩導電層內(nèi)的絕緣層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裸眼3D顯示裝置，其特征在于:所述內(nèi)導電層靠近液晶層的一側(cè)設有絕緣層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裸眼3D顯示裝置，其特征在于:所述兩層玻璃基板的內(nèi)導電層的刻蝕透鏡電極的線寬不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裸眼3D顯示裝置，其特征在于:所述兩層玻璃基板的內(nèi)導電層的刻蝕透鏡電極的線寬可以根據(jù)立體顯示需求進行調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項所述的裸眼3D顯示裝置，其特征在于:所述的兩層玻璃基板反平行摩擦，摩擦方向與透鏡電極的方向垂直。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項所述的裸眼3D顯示裝置，其特征在于:所述的導電層采用透明金屬。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任意一項所述的一種亮度無損失視點可調(diào)的裸眼3D顯示方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟一、圖像處理系統(tǒng)接收到視頻源的信號，通過對信號的檢測，判斷出信號的視點數(shù)； 步驟二、圖像處理系統(tǒng)根據(jù)檢測到的視點數(shù)觸發(fā)液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)； 步驟三、液晶透鏡驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)出與視點數(shù)相對應的序列電壓來驅(qū)動液晶透鏡，使其產(chǎn)生與視點數(shù)相對應的透鏡效果； 步驟四、圖像處理系統(tǒng)通過對信號的處理然后發(fā)送給IXD面板顯示。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裸眼3D顯示方法，其特征在于:所述步驟三，透鏡驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)檢測的視點數(shù)給相對應線寬的內(nèi)導電層周期性的序列電壓，給其他導電層加電壓Ον。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裸眼3D顯示方法，其特征在于:透鏡電極可以是豎直的，也可以是傾斜的。
【文檔編號】G02F1/29GK104035203SQ201410304665
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月28日
【發(fā)明者】劉明禮, 李建軍, 陳國勝 申請人:中航華東光電（上海）有限公司