一種3d顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種3D顯示裝置，利用圖像分離結構將顯示面板顯示的2D圖像分離為偏振方向相互垂直的第一圖像和第二圖像，利用3D成像結構分別將第一圖像和第二圖像形成3D像差圖像對，并利用圖像防串擾結構防止第一圖像的3D像差圖像對與第二圖像的3D像差圖像對相互串擾，以供左眼和右眼分別接收所述第一圖像的3D像差圖像對與第二圖像的3D像差圖像對，并通過人的視覺系統產生立體圖像。該3D顯示裝置結構簡單，易于實現，無需對圖像進行預處理即可實現3D圖像顯示。
【專利說明】
一種3D顯示裝置
技術領域
[0001]本發明涉及顯示技術領域，具體涉及一種3D顯示裝置。
【背景技術】
[0002]目前，3D立體電影廣泛采用偏光眼鏡實現觀看，即以人眼觀察景物的方法，利用兩臺并列安置的電影攝影機，同步拍攝出兩條略帶水平視差的電影畫面。放映時，將兩條電影影片分別裝入左、右電影放映機，并在放映鏡頭前分別裝置兩個偏振軸互成90度的偏振鏡。兩臺放映機需同步運轉，同時將畫面投放在金屬銀幕上，形成左像右像雙影。偏光眼鏡的左、右兩片偏光鏡的偏振軸互相垂直，并與放映鏡頭前的偏振軸相一致，致使觀眾的左眼只能看到左像、右眼只能看到右像，通過雙眼匯聚功能將左、右像疊和在視網膜上，由大腦神經產生三維立體的視覺效果，從而展現出立體畫面。
[0003]然而，實現3D顯示效果需要拍攝3D片源，而目前3D片源匱乏，因此3D顯示的實現過程復雜。現有的另一種3D顯示方案需要借助計算機對圖像進行處理，并需要顯示器圖像芯片支持運算才能實現，同樣存在3D顯示實現過程復雜的問題。
[0004]因此，亟需一種3D顯示裝置以解決上述技術問題。
【發明內容】
[0005]本發明針對現有技術中存在的上述不足，提供一種3D顯示裝置，用以至少部分解決3D顯示實現困難的問題。
[0006]本發明為解決上述技術問題，采用如下技術方案:
[0007]本發明提供一種3D顯示裝置，包括用于顯示2D圖像的顯示面板，其特征在于，還包括圖像分離結構、3D成像結構和圖像防串擾結構；
[0008]所述圖像分離結構用于，將顯示面板顯示的2D圖像分離為第一圖像和第二圖像，所述第一圖像與第二圖像的偏振方向相互垂直；
[0009]所述3D成像結構用于，分別將所述第一圖像和第二圖像形成3D像差圖像對；
[0010]所述圖像防串擾結構用于，防止第一圖像的3D像差圖像對與第二圖像的3D像差圖像對相互串擾，以供左眼和右眼分別接收所述第一圖像的3D像差圖像對與第二圖像的3D像差圖像對。
[0011]優選的，所述圖像分離結構包括:FPR膜和設置有第一檢偏孔和第二檢偏孔的擋板，所述FPR膜貼覆于所述顯示面板上；
[0012]所述第一圖像是經過所述第一檢偏孔形成的，所述第二圖像是經過第二檢偏孔形成的。
[0013]優選的，所述3D成像結構包括:第一棱鏡、第二棱鏡、以及能夠使光線透過的第一成像面和第二成像面；
[0014]所述第一棱鏡設置于所述擋板和第一成像面之間，并與所述第一檢偏孔相對應；所述第二棱鏡設置于所述擋板和第二成像面之間，并與所述第二檢偏孔相對應。
[0015]優選的，所述第一成像面和第二成像面上各部分的透過率能夠調節。
[0016]優選的，所述第一成像面和第二成像面上貼覆有光激發增亮膜。
[0017]優選的，所述第一成像面遠離第二成像面的一端，以及第二成像面遠離第一成像面的一端設置有遮光板。
[0018]優選的，所述第一棱鏡、第二棱鏡、第一成像面和第二成像面的位置能夠調節。
[0019]優選的，所述圖像防串擾結構包括遮光的隔板，所述隔板設置于所述第一成像面與第二成像面之間以及所述第一棱鏡與第二棱鏡之間。
[0020]進一步的，所述3D顯示裝置還包括遮光的外殼，所述顯示面板、圖像分離結構、3D成像結構和圖像防串擾結構容置于所述外殼內；
[0021]所述外殼上與所述第一成像面和第二成像面相對的一側開設有第一開孔和第二開孔，第一開孔和第二開孔分別設置于所述隔板的兩側。
[0022]優選的，所述第一成像面和第二成像面由透明材料制成。
[0023]優選的，所述第一成像面和第二成像面為漫反射面。
[0024]優選的，所述圖像防串擾結構包括:第一透鏡、第二透鏡、第一檢偏鏡片和第二檢偏鏡片；
[0025]所述第一透鏡設置于所述第一成像面與第一檢偏鏡片之間，所述第二透鏡設置于所述第二成像面與第二檢偏鏡片之間；
[0026]所述第一透鏡和第二透鏡用于，分別形成第一虛擬倒像和第二虛擬倒像，第一虛擬倒像和第二虛擬倒像疊加形成虛擬成像面；
[0027]所述第一檢偏鏡片的檢偏方向與所述第一檢偏孔的檢偏方向相反，所述第二檢偏鏡片的檢偏方向與所述第二檢偏孔的檢偏方向相反。
[0028]優選的，所述第一成像面和第二成像面為非漫反射面。
[0029]本發明能夠實現以下有益效果:
[0030]本發明利用圖像分離結構將顯示面板顯示的2D圖像分離為偏振方向相互垂直的第一圖像和第二圖像，利用3D成像結構分別將第一圖像和第二圖像形成3D像差圖像對，并利用圖像防串擾結構防止第一圖像的3D像差圖像對與第二圖像的3D像差圖像對相互串擾，以供左眼和右眼分別接收所述第一圖像的3D像差圖像對與第二圖像的3D像差圖像對，并通過人的視覺系統產生立體圖像。該3D顯示裝置結構簡單，易于實現，無需對圖像進行預處理即可實現3D圖像顯示。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發明實施例1的3D顯示裝置的結構示意圖；
[0032]圖2為本發明實施例2的3D顯示裝置的結構示意圖。
[0033]圖例說明:
[0034]1、顯示面板2、擋板5、遮光板
[0035]6、隔板7、外殼21、第一檢偏孔
[0036]22、第二檢偏孔 31、第一棱鏡 32、第二棱鏡
[0037]41、第一成像面 42、第二成像面 71、第一開孔
[0038]72、第二開孔 81、第一透鏡 82、第二透鏡
[0039]91、第一檢偏鏡片92、第二檢偏鏡片10、虛擬成像面
【具體實施方式】
[0040]下面將結合本發明中的附圖，對本發明中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0041]結合圖1和圖2所示，本發明提供的3D顯示裝置包括顯示面板1，顯示面板用于顯示2D圖像。所述3D顯示裝置還包括圖像分離結構、3D成像結構和圖像防串擾結構。圖像分離結構用于，將顯示面板顯示的2D圖像分離為第一圖像和第二圖像，所述第一圖像與第二圖像的偏振方向相互垂直。3D成像結構用于，分別將所述第一圖像和第二圖像形成3D像差圖像對。圖像防串擾結構用于，防止第一圖像的3D像差圖像對與第二圖像的3D像差圖像對相互串擾，以供左眼和右眼分別接收第一圖像的3D像差圖像對與第二圖像的3D像差圖像對。
[0042]需要說明的是，該3D顯示裝置可以是近眼式(手持式)3D顯示裝置，即人眼需要接近該3D顯示裝置才能夠實現3D顯示效果的呈現。該3D顯示裝置也可以是開放式3D顯示裝置，無需人眼接近該3D顯示裝置即可實現3D顯示效果的呈現。
[0043]本發明利用圖像分離結構將顯示面板顯示的2D圖像分離為偏振方向相互垂直的第一圖像和第二圖像，利用3D成像結構分別將第一圖像和第二圖像形成3D像差圖像對，并利用圖像防串擾結構防止第一圖像的3D像差圖像對與第二圖像的3D像差圖像對相互串擾，以供左眼和右眼分別接收所述第一圖像的3D像差圖像對與第二圖像的3D像差圖像對，并通過人的視覺系統產生立體圖像。該3D顯示裝置結構簡單，易于實現，無需對圖像進行預處理即可實現3D圖像顯示。
[0044]以下分別結合圖1和圖2，通過兩個具體的實施例，分別對上述兩種3D顯示裝置的結構進行詳細描述。
[0045]實施例1
[0046I 在本實施例的3D顯示裝置中，如圖1示，3D顯示裝置的圖像分離結構可以包括:FPR(Film-type Patterned Retarder)膜(圖中未繪示)和擋板2，擋板2設置在顯示面板I的出光側，擋板2上設置有第一檢偏孔21和第二檢偏孔22。所述第一圖像是經過第一檢偏孔21形成的，第二圖像是經過第二檢偏孔22形成的。
[0047]顯示面板I劃分多個像素單元，能夠提供普通的2D片源。FPR膜貼覆于顯示面板I上，FPR膜與擋板2相配合，利用偏光原理分離出兩幅圖像，即左眼圖像和右眼圖像。具體的，如圖1所示，顯示面板I的奇數列像素的圖像通過擋板2的第一檢偏孔21，顯示面板I的偶數列像素的圖像通過擋板2的第二檢偏孔22，第一檢偏孔21與左眼的位置相對應，通過第一檢偏孔21的第一圖像為左眼圖像，第二檢偏孔22與右眼的位置相對應，通過第二檢偏孔22的第二圖像為右眼圖像。
[0048]需要說明的是，所述圖像分離結構還可以通過光柵實現左、右眼圖像的分離。利用光柵分離左、右眼圖像的圖像分離結構包括光柵(此時，顯示面板I上無需再貼覆FPR膜)，光柵可設置在顯示面板I的入光側或出光側。利用光柵實現左、右眼圖像分離的原理及具體實現過程屬于現有技術，在此不再贅述。
[0049]如圖1所示，所述3D成像結構可以包括:第一棱鏡31、第二棱鏡32、以及能夠使光線透過的第一成像面41和第二成像面42。第一棱鏡31設置于擋板2與第一成像面41之間，并與第一檢偏孔21相對應。第二棱鏡32設置于擋板2與第二成像面42之間，并與第二檢偏孔22相對應。
[0050]經過第一檢偏孔21分離出的第一圖像經由第一棱鏡31形成倒立的像，并成像在第一成像面41上。經過第二檢偏孔22分離出的第二圖像經由第二棱鏡32形成倒立的像，并成像在第二成像面42上。
[0051 ]第一成像面41和第二成像面42由透明材料制成，例如，第一成像面41和第二成像面42可以由玻璃制成。
[0052]優選的，第一成像面41和第二成像面42為漫反射面，漫反射面能更好地均勻投影成像，與透明材料制成的成像面相比，可以減少環境光的影響，也能提高畫面質量(透明介質容易透射過去，觀感較差)。
[0053]本發明的技術方案通過形成左、右眼圖像像差(即左、右眼視差)來實現3D顯示，也就是說，本發明只考慮了同一平面上左、右眼圖像像差的因素，并未考慮景深的因素。因此，為了達到更好的3D成像效果，可以使第一成像面41和第二成像面42上各部分的透過率能夠調節，不但使左、右眼圖像具有像差差異，也具有明暗差異，從而進一步優化3D顯示效果。此夕卜，對于第一成像面41或第二成像面42來說，也可以對其局部區域的明暗度進行調節，從而提高相應區域圖像的亮度。具體的，第一成像面41和第二成像面42作為投影面，可以根據片源自動調節不同區域的明暗度。明暗度的測量及控制，以及第一成像面41和第二成像面42材料的選取屬于現有技術，在此不再贅述。
[0054]優選的，第一成像面41和第二成像面42上貼覆有光激發增亮膜，這樣，可以在一定程度上彌補光在傳輸過程中產生的亮度損失。
[0055]為了形成3D像差圖像對，可以在第一成像面41和第二成像面42的邊緣設置遮光板。如圖1所示，在第一成像面41遠離第二成像面42的一端，以及在第二成像面42遠離第一成像面41的一端設置遮光板5，使第一圖像丟失掉靠近左側(外側)的一部分，使第二圖像丟失掉靠近右側(右側)的一部分，從而形成3D像差圖像對。
[0056]優選的，第一棱鏡31、第二棱鏡32、第一成像面41和第二成像面42的位置能夠調節，即所述棱鏡(第一棱鏡31和第二棱鏡32)和成像面(第一成像面41和第二成像面42)相對于人眼的位置可以進行微調，以達到更好的3D顯示效果。
[0057]如圖1所示，所述圖像防串擾結構包括遮光的隔板6，隔板6設置于第一成像面41與第二成像面42之間以及第一棱鏡31與第二棱鏡32之間，能夠隔離第一圖像與第二圖像的光路，即隔離左、右眼，保證左、右眼的3D像差圖像對相互不形成串擾，從而保證3D圖像能夠正常形成。
[0058]所述3D顯示裝置還包括遮光的外殼7，顯示面板1、圖像分離結構、3D成像結構和圖像防串擾結構容置于所述外殼7內。外殼7上與第一成像面41和第二成像面42相對的一側開設有第一開孔71和第二開孔72，第一開孔71和第二開孔72分別設置于隔板6的兩側。
[0059]如圖1所不，在本實施例中，外殼7為六邊形，夕卜殼7與顯不面板1、擋板2、第一、二棱鏡(31、32)以及第一、二成像面(41、42)平行的一側開設第一開孔71和第二開孔72，這樣，顯示面板I發出的光可以分別通過第一開孔71和第二開孔72到達左、右眼。需要說明的是，本發明對外殼7的形狀不做限定，任何形狀的外殼均在本發明的保護范圍之內。
[0060]本發明實施例1的3D顯示裝置為手持式設備，在使用時需要使用者手持該3D顯示裝置并將第一開孔71和第二開孔72靠近雙眼。
[0061 ] 實施例2
[0062]本實施例的3D顯示裝置與實施例1的3D顯示裝置的區別在于:不再設置外殼7，且圖像防串擾結構的組成不同。本實施例的3D顯示裝置也包括:顯示面板1、圖像分離結構和3D成像結構，顯示面板、圖像分離結構和3D成像結構的組成和位置關系與實施例1均相同，在此不再贅述。
[0063]如圖2示，在本實施例中，所述圖像防串擾結構包括:第一透鏡81、第二透鏡82、第一檢偏鏡片91和第二檢偏鏡片92。第一透鏡81設置于第一成像面41與第一檢偏鏡片91之間，第二透鏡82設置于第二成像面42與第二檢偏鏡片92之間。
[0064]第一透鏡81和第二透鏡82用于，分別形成第一虛擬倒像和第二虛擬倒像，第一虛擬倒像和第二虛擬倒像疊加形成虛擬成像面10。虛擬成像面10位于透鏡(第一透鏡81和第二透鏡82)與檢偏鏡片(第一檢偏鏡片91和第二檢偏鏡片92)之間。
[0065]第一檢偏鏡片81的檢偏方向與第一檢偏孔21的檢偏方向相反，第二檢偏鏡片82的檢偏方向與第二檢偏孔22的檢偏方向相反。
[ΟΟ??]第一檢偏鏡片81和第二檢偏鏡片82可以制成檢偏眼鏡供使用者佩戴。
[0067]第一圖像在第一成像面41上形成3D像差圖像對后，進一步經過第一透鏡81形成虛擬的第一倒像，同樣，第二圖像在第二成像面42上形成3D像差圖像對后，進一步經過第二透鏡82形成虛擬的第二倒像，第一倒像與第二倒像形成疊加在一起的圖像對，即形成虛擬成像面10。
[0068]由于第一圖像與第二圖像是具有不同偏振效果的圖像，二者的偏振方向相互垂直，因此，通過在左眼觀察位置設置與第一檢偏孔21的檢偏方向相反的第一檢偏鏡片81，可以利用第一檢偏鏡片81將右眼圖像過濾掉，即過濾掉與第一圖像的偏振方向相互垂直的第二圖像。同理，通過在右眼觀察位置設置與第二檢偏孔22的檢偏方向相反的第二檢偏鏡片82，可以利用第二檢偏鏡片82將左眼圖像過濾掉，即過濾掉與第二圖像的偏振方向相互垂直的第一圖像。這樣就能夠實現將左、右眼圖像再次分離，分離后的圖像分別被左、右眼接收，然后再通過雙眼的匯聚功能將左、右眼圖像疊和在視網膜上，由大腦神經產生三維立體的視覺效果，從而展現出3D立體畫面。
[0069]在本實施例中，由于利用成像面形成的左、右眼的3D像差圖像對還分別經過透鏡疊加形成虛擬成像面，并再次利用檢偏鏡片分離為左、右眼圖像，也就是說，經過第一成像面41和第二成像面42的光還需要進行檢偏處理，因此，在本實施例中，將第一成像面41和第二成像面42做成非漫反射面，避免光在第一成像面41和第二成像面42上向各個方向反射，以使第一檢偏鏡片91和第二檢偏鏡片92能夠正確檢偏，保證3D圖像顯示效果。
[0070]需要說明的是，實施例1的3D顯示裝置不適用于開放環境，另外，該裝置為手持式設備，受到外殼的限制，其內部各個部件之間的位置關系相對固定，只能夠進行微調整，無法做到隨意調節。而實施例2的3D顯示裝置為開放式設備，適用于開放環境，不受設備外殼的局限，各個部件之間的位置可以根據實際需要自行調節，調節范圍較大。因此，實施例2的3D顯示裝置相對于實施例1的3D顯示裝置的人眼觀看范圍更大。
[0071]本發明的上述3D顯示裝置結構簡單，無需對片源或圖像進行特殊的處理，而是直接利用本裝置即可觀看到3D圖像。
[0072]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發明并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種3D顯示裝置，包括用于顯示2D圖像的顯示面板，其特征在于，還包括圖像分離結構、3D成像結構和圖像防串擾結構； 所述圖像分離結構用于，將顯示面板顯示的2D圖像分離為第一圖像和第二圖像，所述第一圖像與第二圖像的偏振方向相互垂直； 所述3D成像結構用于，分別將所述第一圖像和第二圖像形成3D像差圖像對； 所述圖像防串擾結構用于，防止第一圖像的3D像差圖像對與第二圖像的3D像差圖像對相互串擾，以供左眼和右眼分別接收所述第一圖像的3D像差圖像對與第二圖像的3D像差圖像對。2.如權利要求1所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述圖像分離結構包括:FPR膜和設置有第一檢偏孔和第二檢偏孔的擋板，所述FPR膜貼覆于所述顯示面板上； 所述第一圖像是經過所述第一檢偏孔形成的，所述第二圖像是經過第二檢偏孔形成的。3.如權利要求2所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述3D成像結構包括:第一棱鏡、第二棱鏡、以及能夠使光線透過的第一成像面和第二成像面； 所述第一棱鏡設置于所述擋板和第一成像面之間，并與所述第一檢偏孔相對應;所述第二棱鏡設置于所述擋板和第二成像面之間，并與所述第二檢偏孔相對應。4.如權利要求3所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述第一成像面和第二成像面上各部分的透過率能夠調節。5.如權利要求3所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述第一成像面和第二成像面上貼覆有光激發增亮膜。6.如權利要求3所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述第一成像面遠離第二成像面的一端，以及第二成像面遠離第一成像面的一端設置有遮光板。7.如權利要求3所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述第一棱鏡、第二棱鏡、第一成像面和第二成像面的位置能夠調節。8.如權利要求3-7任一項所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述圖像防串擾結構包括遮光的隔板，所述隔板設置于所述第一成像面與第二成像面之間以及所述第一棱鏡與第二棱鏡之間。9.如權利要求8所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述3D顯示裝置還包括遮光的外殼，所述顯示面板、圖像分離結構、3D成像結構和圖像防串擾結構容置于所述外殼內； 所述外殼上與所述第一成像面和第二成像面相對的一側開設有第一開孔和第二開孔，第一開孔和第二開孔分別設置于所述隔板的兩側。10.如權利要求8所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述第一成像面和第二成像面由透明材料制成。11.如權利要求8所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述第一成像面和第二成像面為漫反射面。12.如權利要求3-7任一項所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述圖像防串擾結構包括:第一透鏡、第二透鏡、第一檢偏鏡片和第二檢偏鏡片； 所述第一透鏡設置于所述第一成像面與第一檢偏鏡片之間，所述第二透鏡設置于所述第二成像面與第二檢偏鏡片之間； 所述第一透鏡和第二透鏡用于，分別形成第一虛擬倒像和第二虛擬倒像，第一虛擬倒像和第二虛擬倒像疊加形成虛擬成像面； 所述第一檢偏鏡片的檢偏方向與所述第一檢偏孔的檢偏方向相反，所述第二檢偏鏡片的檢偏方向與所述第二檢偏孔的檢偏方向相反。13.如權利要求12所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述第一成像面和第二成像面為非漫反射面。
【文檔編號】G02B27/22GK105824127SQ201610289697
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月4日
【發明人】王俊偉, 姚之曉
【申請人】京東方科技集團股份有限公司, 北京京東方顯示技術有限公司