三维显示设备以及三维显示方法

三维显示设备以及三维显示方法
【专利摘要】本发明的实施例提供了一种三维显示设备以及三维显示方法，该三维显示设备包括：显示装置，包括按阵列排布的多个像素且能够发出第一光谱组的光和第二光谱组的光；视差屏障，包括交替设置的多个第一窄带滤光片和多个第二窄带滤光片，其中多个第一窄带滤光片可透过第一光谱组的光而阻挡第二光谱组的光，多个第二窄带滤光片可透过第二光谱组的光而阻挡第一光谱组的光，第一光谱组和第二光谱组不重叠。这样，该三维显示设备以及三维显示方法能够增加三维立体显示的视点数，从而提高立体观视的自由度。
【专利说明】三维显示设备以及三维显示方法

【技术领域】
[0001] 本发明的实施例涉及一种三维显示设备以及三维显示方法。

【背景技术】
[0002] 近几年来，三维显示技术越来越收到人们的关注，其最基本的原理是使得人的左 右眼分别接收不同的画面，然后经过大脑对图像信息进行叠加重生，从而实现三维效果。
[0003] 三维显示技术主要分为裸眼式和眼镜式两种实现方式，其中，眼镜式三维显示技 术需要佩戴专门的眼镜，携带不方便，因此裸眼式三维显示技术更有优势。目前的裸眼式三 维显示的实现方式主要有视差屏障和柱状透镜两种方式，其中视差屏障裸眼三维显示是一 种主要的裸眼三维显示技术。
[0004] 一般地，视差屏障裸眼三维显示系统在显示装置前方设置狭缝光栅，如图1所示， 在3D显示模式下，通过狭缝光栅将左眼图像画面信息和右眼图像画面信息有选择地分离， 即让观看者的左眼只能看到显示左眼画面信息的像素，而观看者的右眼被遮挡不能看到显 示左眼画面信息的像素，反之亦然。因此观看者的左眼只能看到显示屏显示的左眼画面图 像，而右眼只能看到显示屏显示的右眼画面图像，这样观看者就能接受到视差立体图像对， 从而产生3D效果。
[0005] 然而，对于现有的视差屏障式裸眼三维显示装置，一旦狭缝光栅的参数确定，则三 维立体显示的视点数便确定了，这样当观看者在一定观看距离水平移动时，将有很大的概 率观看到与正常立体图像中物体的前后位置关系相反的伪立体图像或赝像，从而大大降低 了立体观看自由度。


【发明内容】

[0006] 本发明的实施例提供了一种三维显示设备以及三维显示方法，能够增加三维立体 显示的视点数，从而提高立体观视的自由度。
[0007] 本发明的实施例提供一种三维显示设备，包括：显示装置，包括按阵列排布的多个 像素且能够发出第一光谱组的光和第二光谱组的光；视差屏障，包括交替设置的多个第一 窄带滤光片和多个第二窄带滤光片，其中多个第一窄带滤光片透过第一光谱组的光而阻挡 第二光谱组的光，多个第二窄带滤光片透过第二光谱组的光而阻挡第一光谱组的光，第一 光谱组和第二光谱组不重叠。
[0008] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备中，相邻的第一窄带滤光片和第 二窄带滤光片之间具有间隔。
[0009] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备中，显示装置还包括：背光模组， 包括第一光源和第二光源，第一光源被构造为发射第一光谱组的光，第二光源被构造为发 射第二光谱组的光；显示面板，包括多个像素且接收背光模组所发射的光以显示图像。
[0010] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备中，视差屏障设置在显示面板的 出光侧或显示面板与背光模组之间。 toon] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备中，第一光源包括发射不同光谱 的光的多个第一固体激光器，第二光源包括发出不同光谱的光的多个第二固体激光器，多 个第一固体激光器和多个第二固体激光器并列设置。
[0012] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备中，背光模组还包括：导光板，包 括入光面和出光面且其入光面接收来自第一光源和第二光源发射的光且将光导向显示面 板。
[0013] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备中，背光模组还包括：反射片，设 置在导光板的与显示面板的相反的一侧，构造为将射向反射片的光反射回到导光板。
[0014] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备中，第一光源包括发出不同光谱 的光的多个第一发光二极管，第二光源包括发出不同光谱的光的多个第二发光二极管，多 个第一发光二极管和多个第二发光二极管并列设置。
[0015] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备中，背光模组还包括导光板，包括 入光面和出光面，其入光面面对多个第一发光二极管和多个第二发光二极管。
[0016] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备中，显示装置为有机发光显示装 置，多个像素包括多个第一像素和多个第二像素，其中多个第一像素发出第一光谱组的光， 多个第二像素发出第二光谱组的光。
[0017] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备中，视差屏障设置在有机发光显 示装置的出光侧。
[0018] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备中，多个第一窄带滤光片和多个 第二窄带滤光片的每个为双色向滤光片。
[0019] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备中，双色向滤光片包括：玻璃基 板；以及多层电介质材料，顺次涂敷在玻璃基板一侧。
[0020] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备中，多个第一窄带滤光片和多个 第二窄带滤光片的每个包括：颜色选择延迟器堆叠，包括N> = 2个延迟膜；输入偏振件，设 置在颜色选择延迟器堆叠的入光侧；以及输出偏振件，设置在颜色选择延迟器堆叠的出光 侧。
[0021] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备中，第一光谱组包括第一红光、第 一绿光和第一蓝光，第二光谱组包括第二红光、第二绿光和第二蓝光。
[0022] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备还包括控制器，构造为控制显示 装置发出第一光谱组的光或第二光谱组的光。
[0023] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备还包括头部示踪器，构造为检测 观看者的头部的位置。
[0024] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备中，头部示踪器包括：摄像单元， 拍摄观看者的头部的图像；以及判断单元，根据摄像单元拍摄的图像判断头部的位置。
[0025] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备中，头部示踪器还包括：信号发生 部，根据头部示踪器检测到的观看者的头部的位置输出控制信号以控制显示装置发出第一 光谱组的光或第二光谱组的光。
[0026] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备，还包括：控制器，构造为接收头 部示踪器检测到的观看者的头部的位置输出控制信号，以控制显示装置发出第一光谱组的 光或第二光谱组的光。
[0027] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备中，控制器构造为根据操作者输 入的控制信号来控制显示装置发出第一光谱组的光或第二光谱组的光。
[0028] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示设备中，显示装置在每帧图像的显示 周期的第一时间段发出第一光谱组的光，而在第二时间段发出第二光谱组的光。
[0029] 本发明的实施例提供一种三维显示方法，用于以上任意一种三维显示设备，三维 显示方法包括：接收显示一帧图像的左眼图像数据和右眼图像数据；以及根据产品设计需 要控制显示装置发出第一光谱组的光或发出第二光谱组的光以显示左眼图像和右眼图像。
[0030] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示方法中，根据产品设计需要控制显示 装置发出第一光谱组的光或发出第二光谱组的光以显示左眼图像和右眼图像，包括：在每 帧图像的显示周期的第一时间段控制显示装置发出第一光谱组的光；以及在每帧图像的显 示周期的第二时间段控制显示装置发出第二光谱组的光。
[0031] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示方法中，根据产品设计需要控制显示 装置发出第一光谱组的光或发出第二光谱组的光以显示左眼图像和右眼图像，包括：采用 控制器输出控制信号来控制显示装置发出第一光谱组的光以显示左眼图像和右眼图像或 发出第二光谱组的光以显示左眼图像和右眼图像。
[0032] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示方法中，采用控制器输出控制信号来 控制显示装置发出第一光谱组的光或发出第二光谱组的光，包括：检测观看者的头部的位 置；当观看者的头部在第一位置时，控制器输出控制信号控制显示装置发出第一光谱组的 光，当观看者的头部在第二位置时，控制器输出控制信号发出第二光谱组的光。
[0033] 示例性地，在根据本发明实施例的三维显示方法中，采用控制器输出控制信号来 控制显示装置发出第一光谱组的光或发出第二光谱组的光，包括：控制器根据操作者的输 入来输出控制信号来控制显示装置发出第一光谱组的光或发出第二光谱组的光。

【专利附图】

【附图说明】
[0034]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介 绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
[0035] 图1是现有的视差屏障式裸眼三维显示设备的结构简图；
[0036] 图2是根据本发明实施例的三维显示设备的结构示意图；
[0037] 图3是根据本发明实施例的三维显示设备的第一窄带滤光片的分光图；
[0038] 图4是根据本发明实施例的三维显示设备所包括的一种显示装置的示例性结构 图；
[0039] 图5是根据本发明实施例的三维显示设备的一种背光模组的示例性结构图；
[0040] 图6是根据本发明实施例的三维显示设备的另一显示装置的示例性结构图；
[0041] 图7示例性地示出根据本发明实施例的第一光谱的光和第二光谱组的光的光谱 图；
[0042] 图8是根据本发明实施例的一种三维显示设备的示例性结构图；
[0043] 图9是根据本发明实施例的另一种三维显示设备的示例性结构框图；
[0044] 图10是根据本发明实施例的再一种三维显示设备的示例性结构框图；以及
[0045] 图11是根据本发明实施例的三维显示设备的第二窄带滤光片的分光图。

【具体实施方式】
[0046] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发 明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术 人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0047] 除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有 一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的"第一"、"第二"以及类似的词语并不 表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，"一个"、"一"或 者"该"等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。"包括"或者"包含"等类 似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及 其等同，而不排除其他元件或者物件。"连接"或者"相连"等类似的词语并非限定于物理的 或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"左"、 "右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也 可能相应地改变。
[0048] 本发明的实施例提供一种三维显示设备以及用于该三维显示设备的三维显示方 法。
[0049] 根据本发明实施例的三维显示设备包括：显示装置，包括按阵列排布的多个像素 且能够发出第一光谱组的光和第二光谱组的光；视差屏障，设置在所述显示装置的出光侧， 且包括交替设置的多个第一窄带滤光片和多个第二窄带滤光片，其中所述多个第一窄带滤 光片可透过所述第一光谱组的光而阻挡所述第二光谱组的光，所述多个第二窄带滤光片可 透过所述第二光谱组的光而阻挡第一光谱组的光，所述第一光谱组和第二光谱组不重叠。
[0050] 在该三维显示设备中，由于设置在显示装置出光侧的视差屏障包括交替设置的多 个第一窄带滤光片和多个第二窄带滤光片，而两种窄带滤光片分别透过彼此不重叠的第一 光谱组的光和第二光谱组的光，这样，对于第一窄带滤光片，可以利用第二光谱组的光形成 两个或多个视点，而对于第二窄带滤光片，可以利用第一光谱组的光形成两个或多个视点， 这样，与仅由一种材料形成的视差屏障相比，显然增加了三维显示设备的视点数，例如，对 于现有的两视点三维显示设备，根据本发明实施例的采用两种窄带滤光片的三维显示设备 能将视点数增加到四个，因此，本发明实施例的三维显示设备能够增加视点数，从而提高立 体观视的自由度。
[0051] 以下将结合附图对本发明实施例提供的三维显示设备以及用于该三维显示设备 的三维显示方法进行详细说明。
[0052] 本发明的实施例提供了一种三维显示设备，图2示出了该三维显示设备的结构示 意图。如图2所示，三维显示设备10包括：显示装置11，包括按阵列排布的多个像素且能 够发出第一光谱组的光Ll和第二光谱组的光L2 ;视差屏障12,包括交替设置的多个第一窄 带滤光片121和多个第二窄带滤光片122,其中多个第一窄带滤光片121可透过第一光谱组 的光而阻挡第二光谱组的光，多个第二窄带滤光片122可透过第二光谱组的光而阻挡第一 光谱组的光，这里第一光谱组和第二光谱组不重叠。
[0053] 示例性地，由于第一窄带滤光片和第二窄带滤光片所透过的光的光谱范围并不重 叠，这样能被第一窄带滤光片121透过的第一光谱组的光会被第二窄带滤光片122阻挡，而 能被第二窄带滤光片122透过的第二光谱组的光会被第一窄带滤光片121阻挡，对于第一 光谱组的光而言，第一窄带滤光片121是透明的，所形成的3D图像实际上是由第二窄带滤 光片122的分光而形成的，而对于第二光谱组的光而言，第二窄带滤光片122是透明的，所 形成的3D图像实际上是有第一窄带滤光片121的分光而形成的，这样，第一窄带滤光片的 光栅参数可以独立于第二窄带滤光片的光栅参数而设计，二者并不干扰。
[0054] 这里，应该注意的是，由于第一窄带滤光片121和第二窄带滤光片122可以独立于 彼此而设计，这样任意相邻的两个第一窄带滤光片121和第二窄带滤光片122之间可以根 据设计需要而具有间隔或者没有间隔，而图2中示出的第一窄带滤光片和第二窄带滤光片 间隔设置仅是一种示例，并不限制本发明的实施例的方案。
[0055] 示例性地，当第一窄带滤光片121和第二窄带滤光片122之间具有间隔时，可以进 一步设置完全不透光的黑矩阵在相邻窄带滤光片之间的间隔中，用于防止光串扰，从而进 一步提1? 3D显不效果。
[0056] 下面，参考图3以第一窄带滤光片的设计为例对根据本发明实施例的视差屏障的 光栅参数进行示例性说明，为了简洁，图3中仅示出了第一窄带滤光片的分光原理图。
[0057] 如图3所示，第一窄带滤光片121所形成的光栅的节距为Wsl，光栅狭缝宽度，也就 是，第一窄带滤光片121之间的间距为Wwl，则根据三角形相似原理可以得到如下公式 ：

【权利要求】
1. 一种H维显示设备，包括： 显示装置，包括按阵列排布的多个像素且能够发出第一光谱组的光和第二光谱组的 光； 视差屏障，包括交替设置的多个第一窄带滤光片和多个第二窄带滤光片， 其中所述多个第一窄带滤光片可透过所述第一光谱组的光而阻挡所述第二光谱组的 光，所述多个第二窄带滤光片可透过所述第二光谱组的光而阻挡第一光谱组的光，所述第 一光谱组和第二光谱组不重叠。
2. 根据权利要求1所述的H维显示设备，其中相邻的所述第一窄带滤光片和所述第二 窄带滤光片之间具有间隔。
3. 根据权利要求1或2所述的H维显示设备，其中所述显示装置还包括： 背光模组，包括第一光源和第二光源，所述第一光源被构造为发射所述第一光谱组的 光，所述第二光源被构造为发射所述第二光谱组的光； 显示面板，包括所述多个像素且接收所述背光模组所发射的光W显示图像。
4. 根据权利要求3所述的H维显示设备，其中所述视差屏障设置在所述显示面板的出 光侧或所述显示面板与所述背光模组之间。
5. 根据权利要求4所述的H维显示设备，其中所述第一光源包括发射不同光谱的光的 多个第一固体激光器，所述第二光源包括发出不同光谱的光的多个第二固体激光器，所述 多个第一固体激光器和所述多个第二固体激光器并列设置。
6. 根据权利要去5所述的H维显示设备，其中所述背光模组还包括： 导光板，包括入光面和出光面且其入光面接收来自所述第一光源和所述第二光源发射 的光且将光导向所述显示面板。
7. 根据权利要求6所述的H维显示设备，其中所述背光模组还包括： 反射片，设置在所述导光板的与所述显示面板的相反的一侧，构造为将射向所述反射 片的光反射回到所述导光板。
8. 根据权利要求4所述的H维显示设备，其中所述第一光源包括发出不同光谱的光的 多个第一发光二极管，所述第二光源包括发出不同光谱的光的多个第二发光二极管，所述 多个第一发光二极管和所述多个第二发光二极管并列设置。
9. 根据权利要求8所述的H维显示设备，其中所述背光模组还包括导光板，该导光板 包括入光面和出光面，其入光面面对所述多个第一发光二极管和所述多个第二发光二极 管。
10. 根据权利要求1或2所述的H维显示设备，其中所述显示装置为有机发光显示装 置，所述多个像素包括多个第一像素和多个第二像素，其中所述多个第一像素发出所述第 一光谱组的光，所述多个第二像素发出所述第二光谱组的光。
11. 根据权利要求10所述的H维显示设备，其中所述视差屏障设置在所述有机发光显 示装置的出光侧。
12. 根据权利要求1或2所述的H维显示设备，其中所述多个第一窄带滤光片和多个第 二窄带滤光片的每个为双色向滤光片。
13. 根据权利要求12所述的H维显示设备，其中所述双色向滤光片包括： 玻璃基板；W及 多层电介质材料，顺次涂敷在所述玻璃基板一侧。
14. 根据权利要求1或2所述的H维显示设备，其中所述多个第一窄带滤光片和多个第 二窄带滤光片的每个包括： 颜色选择延迟器堆叠，包括N〉= 2个延迟膜； 输入偏振件，设置在所述颜色选择延迟器堆叠的入光侧；W及 输出偏振件，设置在所述颜色选择延迟器堆叠的出光侧。
15. 根据权利要求1或2所述的H维显示设备，其中所述第一光谱组的光包括第一红 光、第一绿光和第一蓝光，所述第二光谱组的光包括第二红光、第二绿光和第二蓝光。
16. 根据权利要求1或2所述的H维显示设备，还包括控制器，构造为控制所述显示装 置发出第一光谱组的光或第二光谱组的光。
17. 根据权利要求1或2所述的H维显示设备，还包括头部示踪器，构造为检测观看者 的头部的位置。
18. 根据权利要求17所述的H维显示设备，其中所述头部示踪器包括： 摄像单元，拍摄所述观看者的头部的图像；W及 判断单元，根据所述摄像单元拍摄的所述图像判断所述头部的位置。
19. 根据权利要求17所述的H维显示设备，其中所述头部示踪器还包括；信号发生部， 根据所述头部示踪器检测到的所述观看者的头部的位置输出控制信号W控制所述显示装 置发出第一光谱组的光或第二光谱组的光。
20. 根据权利要求17所述的H维显示设备，还包括： 控制模块，构造为接收所述头部示踪器检测到的所述观看者的头部的位置输出控制信 号，W控制所述显示装置发出第一光谱组的光或第二光谱组的光。
21. 根据权利要求16所述的H维显示设备，其中所述控制器构造为根据操作者输入的 控制信号来控制所述显示装置发出第一光谱组的光或第二光谱组的光。
22. 根据权利要求1或2所述的H维显示设备，其中所述显示装置在每峽图像的显示周 期的第一时间段发出所述第一光谱组的光，而在所述第二时间段发出第二光谱组的光。
23. -种H维显示方法，用于如权利要求1所述的H维显示设备，所述H维显示方法包 括： 接收显示一峽图像的左眼图像数据和右眼图像数据；W及 根据产品设计需要控制所述显示装置发出所述第一光谱组的光或发出所述第二光谱 组的光W显示左眼图像和右眼图像。
24. 根据权利要求23所述的H维显示方法，其中所述根据产品设计需要控制所述显示 装置发出所述第一光谱组的光或发出所述第二光谱组的光W显示左眼图像和右眼图像，包 括： 在每峽图像的显示周期的第一时间段控制所述显示装置发出所述第一光谱组的光；W 及 在每峽图像的显示周期的第二时间段控制所述显示装置发出所述第二光谱组的光。
25. 根据权利要求23所述的H维显示方法，其中所述根据产品设计需要控制所述显示 装置发出所述第一光谱组的光或发出所述第二光谱组的光W显示左眼图像和右眼图像，包 括： 采用控制器输出控制信号来控制所述显示装置发出所述第一光谱组的光w显示左眼 图像和右眼图像或发出所述第二光谱组的光W显示所述左眼图像和所述右眼图像。
26. 根据权利要求25所述的H维显示方法，其中所述采用控制器输出控制信号来控制 所述显示装置发出所述第一光谱组的光或发出所述第二光谱组的光，包括： 检测观看者的头部的位置； 当所述观看者的头部在第一位置时，所述控制器输出控制信号控制所述显示装置发出 所述第一光谱组的光，当所述观看者的头部在第二位置时，所述控制器输出控制信号发出 所述第二光谱组的光。
27. 根据权利要求25所述的H维显示方法，其中所述采用控制器输出控制信号来控制 所述显示装置发出所述第一光谱组的光或发出所述第二光谱组的光，包括： 所述控制器根据操作者的输入来输出控制信号来控制所述显示装置发出所述第一光 谱组的光或发出所述第二光谱组的光。
【文档编号】G09F9/33GK104460019SQ201410765843
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月11日 优先权日:2014年12月11日
【发明者】王欢, 辛武根 申请人:合肥鑫晟光电科技有限公司, 京东方科技集团股份有限公司