一種亮度無(wú)損失視點(diǎn)可調(diào)的裸眼3d顯示系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種亮度無(wú)損失視點(diǎn)可調(diào)的裸眼3D顯示系統(tǒng)，為了解決現(xiàn)有的立體顯示裝置亮度損失或者視點(diǎn)不可調(diào)的問(wèn)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(dòng)系統(tǒng)和液晶透鏡，圖像處理系統(tǒng)接收到視頻源的信號(hào)，通過(guò)對(duì)信號(hào)的檢測(cè)，判斷出信號(hào)的視點(diǎn)數(shù)，然后圖像處理系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的視點(diǎn)數(shù)觸發(fā)液晶透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，液晶透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出與視點(diǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的序列電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶透鏡，使其產(chǎn)生與視點(diǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的透鏡效果，圖像處理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)信號(hào)的處理然后發(fā)送給LCD面板顯示。本實(shí)用新型解決了立體顯示器硬件上對(duì)顯示立體內(nèi)容的視點(diǎn)限制、克服了現(xiàn)有裸眼3D技術(shù)的不足，提高了用戶的3D體驗(yàn)。
【專利說(shuō)明】—種亮度無(wú)損失視點(diǎn)可調(diào)的裸眼3D顯示系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及3D顯示處理領(lǐng)域，特別涉及一種亮度無(wú)損失視點(diǎn)可調(diào)的裸眼3D顯不系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著顯示技術(shù)的發(fā)展，立體顯示裝置的應(yīng)用也越來(lái)越廣。視差式立體顯示是光學(xué)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(shí)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(shí)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(guò)對(duì)對(duì)光的遮擋，讓左眼、右眼圖像分別進(jìn)入左眼和右眼，這樣亮度損失就比較嚴(yán)重。而柱狀透鏡式的裸眼立體顯示裝置亮度沒(méi)有損失，但是不可以實(shí)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(diǎn)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(yàn)，同時(shí)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(shù)中，立體顯示裝置存在兩點(diǎn)損失或者觀看試點(diǎn)不可調(diào)的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種亮度無(wú)損失視點(diǎn)可調(diào)的裸眼3D顯示系統(tǒng)。
[0004]一種亮度無(wú)損失視點(diǎn)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(dòng)系統(tǒng)和液晶透鏡，圖像處理系統(tǒng)接收到視頻源的信號(hào)，通過(guò)對(duì)信號(hào)的檢測(cè)，判斷出信號(hào)的視點(diǎn)數(shù)，然后圖像處理系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的視點(diǎn)數(shù)觸發(fā)液晶透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，液晶透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出與視點(diǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的序列電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶透鏡，使其產(chǎn)生與視點(diǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的透鏡效果，圖像處理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)信號(hào)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(shè)有透明導(dǎo)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(dǎo)電層、有刻蝕的透鏡電極的內(nèi)導(dǎo)電層和兩導(dǎo)電層內(nèi)的絕緣層。所述內(nèi)導(dǎo)電層靠近液晶層的一側(cè)設(shè)有絕緣層。所述兩層玻璃基板的內(nèi)導(dǎo)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(dǎo)電層的刻蝕透鏡電極的線寬可以根據(jù)立體顯示需求進(jìn)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(dǎo)電層采用透明金屬。
[0006]一種亮度無(wú)損失視點(diǎn)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(hào)，通過(guò)對(duì)信號(hào)的檢測(cè)，判斷出信號(hào)的視點(diǎn)數(shù)；
[0008]步驟二、圖像處理系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的視點(diǎn)數(shù)觸發(fā)液晶透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；
[0009]步驟三、液晶透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出與視點(diǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的序列電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶透鏡，使其產(chǎn)生與視點(diǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的透鏡效果；
[0010]步驟四、圖像處理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)信號(hào)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(dòng)系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)的視點(diǎn)數(shù)給相對(duì)應(yīng)線寬的內(nèi)導(dǎo)電層周期性的序列電壓，給其他導(dǎo)電層加電壓Ov ;透鏡電極可以是豎直的，也可以是傾斜的。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果為，本實(shí)用新型提出的新的裸眼3D系統(tǒng)，通過(guò)圖像處理系統(tǒng)接收到視頻源的信號(hào)，通過(guò)對(duì)信號(hào)的檢測(cè)，判斷出信號(hào)的視點(diǎn)數(shù)，然后圖像處理系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的視點(diǎn)數(shù)觸發(fā)液晶透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，液晶透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出與視點(diǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的序列電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶透鏡，使其產(chǎn)生與視點(diǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的透鏡效果，圖像處理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)信號(hào)的處理然后發(fā)送給IXD面板顯示，從而實(shí)現(xiàn)視點(diǎn)可調(diào)、亮度無(wú)損失、2D/3D可以自由切換的立體顯示,可以顯示不同視點(diǎn)的立體內(nèi)容，同時(shí)也可以2D/3D自由切換，解決了立體顯示器硬件上對(duì)顯示立體內(nèi)容的視點(diǎn)限制、克服了現(xiàn)有裸眼3D技術(shù)的不足，提高了用戶的3D體驗(yàn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1本實(shí)用新型的具體實(shí)施例的裸眼3D顯示系統(tǒng)；
[0014]圖2本實(shí)用新型的具體實(shí)施例的液晶透鏡結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖3本實(shí)用新型的具體實(shí)施例的兩視點(diǎn)液晶透鏡豎直時(shí)的光學(xué)效果圖；
[0016]圖4本實(shí)用新型的具體實(shí)施例的兩視點(diǎn)液晶透鏡傾斜時(shí)的光學(xué)效果圖；
[0017]圖5本實(shí)用新型的具體實(shí)施例的兩視點(diǎn)的裸眼3D顯示系統(tǒng)；
[0018]圖6本實(shí)用新型的具體實(shí)施例的五視點(diǎn)液晶透鏡豎直時(shí)的光學(xué)效果圖；
[0019]圖7本實(shí)用新型的具體實(shí)施例的五視點(diǎn)液晶透鏡傾斜時(shí)的光學(xué)效果圖；
[0020]圖8本實(shí)用新型的具體實(shí)施例的五視點(diǎn)的裸眼3D顯示系統(tǒng)；
[0021]圖9本實(shí)用新型的具體實(shí)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(shí)施方式】
[0022]下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】如所涉及的控制系統(tǒng)，相互間的連接關(guān)系，及實(shí)施方法，作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0023]本實(shí)用新型提出的裸眼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(dòng)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(hào)，通過(guò)對(duì)信號(hào)的檢測(cè)，判斷出信號(hào)的視點(diǎn)數(shù)，然后圖像處理系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的視點(diǎn)數(shù)觸發(fā)液晶透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2，液晶透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出與視點(diǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的序列電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶透鏡，使其產(chǎn)生與視點(diǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的透鏡效果，圖像處理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)信號(hào)的處理然后發(fā)送給LCD面板7顯示，從而實(shí)現(xiàn)視點(diǎn)可調(diào)、亮度無(wú)損失、2D/3D可以自由切換的立體顯示，亮度不會(huì)下降，2D/3D可切換是指顯示系統(tǒng)在顯示2D信息的時(shí)候，液晶透鏡不工作，即所有的導(dǎo)電層的電壓都是零，這時(shí)候顯示的2D信息分辨率不變，是2D的工作模式。當(dāng)顯示系統(tǒng)在顯示3D信息的時(shí)候，液晶透鏡工作，是3D的工作模式，從而實(shí)現(xiàn)了 2D/3D可切換。
[0024]實(shí)施例1本實(shí)用新型提出的可兼容不同視點(diǎn)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(gè)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(dǎo)電層110和108，其中110是整面的導(dǎo)電層，108是有刻蝕的透鏡電極，根據(jù)需要設(shè)計(jì)108的線寬和線距。在導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(gè)可以對(duì)應(yīng)兩視點(diǎn)的立體顯示的需求，另外一個(gè)可以對(duì)應(yīng)五視點(diǎn)的立體顯示需求。但是不局限于兼容這兩種視點(diǎn)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(guò)液晶透鏡覆蓋子像素的個(gè)數(shù)來(lái)確定一個(gè)液晶透鏡單元需要多少個(gè)透鏡電極組成，假定液晶電極108對(duì)應(yīng)的是兩視點(diǎn)的液晶透鏡電極，5個(gè)透鏡電極形成一個(gè)液晶透鏡單元。液晶電極104對(duì)應(yīng)的是五視點(diǎn)的液晶透鏡電極，5個(gè)透鏡電極形成一個(gè)液晶透鏡單元，是五個(gè)電極形成一個(gè)透鏡單元，兩視點(diǎn)對(duì)應(yīng)108的五個(gè)電極形成的透鏡單元，五視點(diǎn)對(duì)應(yīng)104的五個(gè)電極形成的透鏡單元。
[0025]實(shí)施例2當(dāng)視頻源為兩視點(diǎn)時(shí)，液晶透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)收到圖像處理系統(tǒng)觸發(fā)后，會(huì)給108周期性的序列電壓V1、V2、V3、V4、V5，五個(gè)電極形成一個(gè)透鏡單元，所以序列電壓是五個(gè)，這五個(gè)電壓可以對(duì)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(dǎo)電層110U02也同時(shí)加Ov的電壓。通過(guò)序列電壓的驅(qū)動(dòng)，形成兩視點(diǎn)的液晶透鏡。如果液晶透鏡的電極如果是豎直的，其光學(xué)效果如圖3，如果透鏡電極是傾斜的，其光學(xué)效果圖如圖4，當(dāng)液晶透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)液晶電極108的同時(shí)，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(diǎn)信號(hào)傳送給LCD面板，形成可以顯示兩視點(diǎn)的裸眼3D系統(tǒng)，示意圖5。
[0026]實(shí)施例3當(dāng)視頻源為五視點(diǎn)時(shí)，液晶透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)收到圖像處理系統(tǒng)觸發(fā)后，會(huì)給104周期性的序列電壓V1、V2、V3、V4、V5,這五個(gè)電壓可以對(duì)稱的電壓,也可以各不相同。透鏡電極108加0v，導(dǎo)電層110、102也同時(shí)加Ov的電壓。通過(guò)序列電壓的驅(qū)動(dòng)，形成兩視點(diǎn)的液晶透鏡。如果液晶透鏡的電極如果是豎直的，其光學(xué)效果如圖6，如果透鏡電極是傾斜的，其光學(xué)效果圖如圖7，當(dāng)液晶透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)液晶電極108的同時(shí)，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(diǎn)信號(hào)傳送給LCD面板，形成可以顯示五視點(diǎn)的裸眼3D系統(tǒng)，示意圖8。
[0027]實(shí)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(dāng)判斷為一個(gè)人時(shí)，人眼跟蹤算法處理單元3會(huì)給圖像處理系統(tǒng)6 —個(gè)信號(hào)，圖像處理系統(tǒng)6接收到信號(hào)后，輸出兩視點(diǎn)的信息給LCD面板7顯示，同時(shí)觸發(fā)液晶透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2，液晶透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出與兩視點(diǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的序列電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶透鏡，使其產(chǎn)生與兩視點(diǎn)所相對(duì)應(yīng)的透鏡效果，形成兩視點(diǎn)的裸眼3D顯示系統(tǒng)。當(dāng)人眼跟蹤算法處理單元3判斷為超過(guò)一個(gè)人時(shí)，人眼跟蹤算法處理單元3會(huì)給圖像處理系統(tǒng)6另一個(gè)信號(hào)，圖像處理系統(tǒng)6接收到信號(hào)后，輸出五視點(diǎn)的信息給LCD面板7顯示，同時(shí)觸發(fā)液晶透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2，液晶透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出與五視點(diǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的序列電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶透鏡，使其產(chǎn)生與五視點(diǎn)所相對(duì)應(yīng)的透鏡效果，形成五視點(diǎn)的裸眼3D顯示系統(tǒng)。從而實(shí)現(xiàn)視點(diǎn)可調(diào)(觀看區(qū)域可調(diào))、亮度無(wú)損失、2D/3D可以自由切換。
[0028]本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施例，在不脫離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可根據(jù)本實(shí)用新型做出各種相應(yīng)改變和變形，這些相應(yīng)對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行的修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求保護(hù)的范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種亮度無(wú)損失視點(diǎn)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(dòng)系統(tǒng)和液晶透鏡，圖像處理系統(tǒng)接收到視頻源的信號(hào)，通過(guò)對(duì)信號(hào)的檢測(cè)，判斷出信號(hào)的視點(diǎn)數(shù)，然后圖像處理系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的視點(diǎn)數(shù)觸發(fā)液晶透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，液晶透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出與視點(diǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的序列電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶透鏡，使其產(chǎn)生與視點(diǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的透鏡效果，圖像處理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)信號(hào)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(shè)有透明導(dǎo)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(dǎo)電層、有刻蝕的透鏡電極的內(nèi)導(dǎo)電層和兩導(dǎo)電層內(nèi)的絕緣層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裸眼3D顯示系統(tǒng)，其特征在于:所述內(nèi)導(dǎo)電層靠近液晶層的一側(cè)設(shè)有絕緣層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裸眼3D顯示系統(tǒng)，其特征在于:所述兩層玻璃基板的內(nèi)導(dǎo)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顯示系統(tǒng)，其特征在于:所述兩層玻璃基板的內(nèi)導(dǎo)電層的刻蝕透鏡電極的線寬可以根據(jù)立體顯示需求進(jìn)行調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的裸眼3D顯示系統(tǒng)，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(xiàng)所述的裸眼3D顯示系統(tǒng)，其特征在于:所述的導(dǎo)電層采用透明金屬。
【文檔編號(hào)】G02B27/22GK203930227SQ201420353626
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)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(guó)勝 申請(qǐng)人:中航華東光電（上海）有限公司