裸眼三维显示系统和折射率调节装置的制作方法

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种裸眼三维显示系统和折射率调节装置。

背景技术：

裸眼三维(英文：three-dimensiona；简称：3D)显示技术是一种不需要用户佩戴3D眼镜就能够观察到3D图形的技术。目前，裸眼3D技术包括：狭缝式液晶光栅技术、柱状棱镜技术、指向光源技术和多层显示(英文：multi-layer display；简称：MLD)技术。

相关技术中有一种应用了MLD技术的裸眼三维显示系统，该系统包括两块液晶显示器(英文：Liquid Crystal Display；简称：LCD)，两块LCD重叠在一起，且显示两幅关联的图像(关联的图像在不同象距上显示能实现立体效果)，两块LCD中的第一LCD具有一定的透射率，第二LCD设置在第一LCD的背光侧，用户位于第一LCD的出光侧能够看到第一LCD上显示的图像以及第二块LCD上显示的图像，即用户能够看到像距不同的两幅关联的图像，继而产生观察到立体图像的感受，实现裸眼3D显示。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：第二LCD上显示的图像要经过具有一定透过率的第一LCD才能看到，这使得第一LCD和第二LCD显示的两幅关联的图像的亮度可能不同，两幅关联的图像在显示时存在明显的不协调，这可能降低裸眼3D显示的效果。

技术实现要素：

为了解决现有技术中两幅关联的图像在显示时存在明显的不协调，可能降低裸眼3D显示的效果的问题，本发明实施例提供了一种裸眼三维显示系统和折射率调节装置。所述技术方案如下：

根据本发明的第一方面，提供了一种裸眼三维显示系统，所述系统包括：

折射率调节装置、图像装置和承载屏，所述折射率调节装置包括透过区域，

所述图像装置用于将至少两幅关联的图像同时分别投射到所述折射率调节装置的所述透过区域的不同区域上；

所述折射率调节装置用于通过分别调节所述不同区域的折射率，以改变所述至少两幅关联的图像的像距并将改变了像距的所述至少两幅关联的图像投射到所述承载屏上。

可选地，所述折射率调节装置包括电致液晶ELC板，所述ELC板的所述透过区域为液晶层对应区域，

所述ELC板能够通过改变所述液晶层中液晶的偏转方向来调节所述不同区域的折射率。

可选地，所述承载屏为透反膜。

可选地，所述图像装置上包括至少两组显示区域，所述至少两组显示区域用于分别显示所述至少两幅关联的图像。

可选地，所述至少两组显示区域均包括多个子显示区域，

所述至少两组显示区域中第一组显示区域中的子显示区域和第二组显示区域中的子显示区域间隔排布。

可选地，所述裸眼三维显示系统包括至少两个ELC板，

所述至少两个ELC板在图像投射方向上重叠设置，所述图像投射方向为所述图像装置投射所述至少两幅关联的图像的方向。

可选地，所述图像装置为液晶显示器LCD、数字光学投影仪DLP、有机发光二极管OLED显示器和硅基液晶LCOS显示器中的一种。

可选地，所述图像装置包括至少两个子图像装置，

所述至少两个子图像装置中的第一子图像装置用于将第一图像投射到所述透过区域的不同区域上，第二子图像装置用于将第二图像投射到所述透过区域的不同区域上，所述第一图像和所述第二图像为关联的图像。

可选地，所述透反膜为曲面透反膜。

根据本发明的第二方面，提供一种折射率调节装置，用于裸眼三维显示系统，所述系统包括：折射率调节装置、图像装置和承载屏，所述图像装置用于将至少两幅关联的图像同时分别投射到所述折射率调节装置的透过区域的不同区域上，

所述折射率调节装置包括透过模块，所述透过模块上包括所述透过区域，所述透过模块能够调节所述透过区域上不同区域的折射率，以改变穿过所述透过区域上不同区域的图像的像距。

可选地，所述透过模块为ELC板，

所述ELC板包括：两个基板以及形成与所述两个基板间的液晶层；

所述两个基板朝向所述液晶层的一侧均设置有透明电极；

所述两个基板中的第一基板上的透明电极包括至少两组子透明电极，所述至少两组子透明电极在所述第一基板上的正投影分别与所述至少两幅关联的图像在所述第一基板上的正投影重合；

所述两个基板中的第二基板上的透明电极与所述第一基板上的透明电极的形状相同，或者，所述第二基板上的透明电极为透明电极层。

可选地，所述任一组子透明电极在所述第一基板上阵列排布且与所述图像装置中的子像素区域以预设关系对应，

所述预设关系为：P＝n(h*tan a+S_p)；

其中，所述P为所述任一组子透明电极中任意两个相邻的子透明电极间的排布距离，所述排布距离等于所述任意两个相邻的子透明电极中心间的距离，所述n为所述ELC板与所述图像装置之间介质的折射率，所述a为所述图像装置投射出的光线的水平方向扩散角，所述h为所述ELC板与所述图像装置之间的间距，所述S_p为所述图像装置中子像素区域的宽度。

可选地，所述任一组子透明电极中的任一子透明电极与所述图像装置中的一个子像素区域以所述预设关系对应；

或者，

所述任一组子透明电极中的任一子透明电极与所述图像装置中的两个子像素区域以所述预设关系对应；

或者，

所述任一组子透明电极中的任一子透明电极与所述图像装置中的三个子像素区域以所述预设关系对应。

可选地，所述图像装置中的任一像素区域中，子像素区域的排布方向与所述任一组子透明电极中子透明电极的排布方向平行，或，垂直。

可选地，所述任一组子透明电极中的子透明电极为矩形电极。

可选地，所述透明电极的材料包括氧化铟锡ITO。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过折射率调节装置调节两幅关联的图像投射在透过区域上不同区域的折射率，以调节两幅关联的图像的像距，并将两幅关联的图像投射到承载屏上，以实现裸眼3D显示。解决了相关技术中两幅关联的图像在显示时存在明显的不协调，可能降低裸眼3D显示的效果的问题，达到了两幅图像都是由图像装置提供，两幅图像的亮度一致，裸眼3D显示的效果较好的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例示出的一种裸眼三维显示系统的结构示意图；

图2-1是本发明实施例示出的另一种裸眼三维显示系统的结构示意图；

图2-2是图2-1所示实施例中一种图像装置的示意图；

图2-3是图2-1所示实施例中另一种图像装置的示意图；

图2-4是本发明实施例示出的另一种裸眼三维显示系统的结构示意图；

图2-5是本发明实施例示出的另一种裸眼三维显示系统的结构示意图；

图3-1本发明实施例提供的一种折射率调节装置的结构示意图；

图3-2是图3-1所示折射率调节装置中ELC板的结构示意图；

图3-3是图3-2所示ELC板中一种透明电极的排布示意图；

图3-4是图3-2所示ELC板中另一种透明电极的排布示意图；

图3-5是本发明实施例提供的折射率调节装置中子透明电极与子像素区域的对应示意图；

图3-6是本发明实施例提供的折射率调节装置中子透明电极与子像素区域的一种对应示意图；

图3-7是本发明实施例提供的折射率调节装置中子透明电极与子像素区域的另一种对应示意图；

图3-8是本发明实施例提供的折射率调节装置中一种子透明电极与子像素区域的排布示意图；

图3-9是本发明实施例提供的折射率调节装置中另一种子透明电极与子像素区域的排布示意图。

通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例示出的一种裸眼三维显示系统的结构示意图。该裸眼三维显示系统可以包括：折射率调节装置11、图像装置12和承载屏13，折射率调节装置11包括透过区域T。

图像装置12用于将至少两幅关联的图像同时分别投射到折射率调节装置11的透过区域T的不同区域上。

折射率调节装置11用于通过分别调节不同区域的折射率，以改变至少两幅关联的图像的像距并将改变了像距的至少两幅关联的图像投射到承载屏13上。

在图1中，用户P位于与图像装置12在承载屏13的同一侧，能够在承载屏13上看到像距不同的两幅关联的图像的虚像(图1中的虚线框可以代表该虚像)，产生观察到立体图像的感受。

综上所述。本发明实施例提供的裸眼三维显示系统，通过折射率调节装置调节两幅关联的图像投射在透过区域上不同区域的折射率，以调节两幅关联的图像的像距，并将两幅关联的图像投射到承载屏上，以实现裸眼3D显示。解决了相关技术中两幅关联的图像在显示时存在明显的不协调，可能降低裸眼3D显示的效果的问题，达到了两幅图像都是由图像装置提供，两幅图像的亮度一致，裸眼3D显示的效果较好的效果。

进一步的，请参考图2-1，其示出了本发明实施例提供的另一种裸眼三维显示系统的结构示意图，该裸眼三维显示系统在图1所示的裸眼三维显示系统的基础上增加了更优选的部件，从而使得本发明实施例提供的裸眼三维显示系统具有更好的性能。

可选地，承载屏13为透反膜。透反膜是具有一定透过率和一定反射率的薄膜，用户能够通过透反膜看到折射率调节装置11投射过来的像距不同的两幅关联的图像，并能够透过透反膜看到透反膜之后的物体，这使得本发明实施例提供的裸眼三维显示系统能够作为抬头显示器(英文：Head Up Display；简称：HUD)。示例性的，可以将作为承载屏13的透反膜设置在汽车挡风玻璃，或者头盔上。

可选地，透反膜为曲面透反膜。曲面的透反膜能够调节两幅相关的图像的大小，便于用户观看，还可以相应的缩小折射率调节装置11以及图像装置12的尺寸，便于本发明实施例提供的裸眼三维显示系统应用于HUD。

需要说明的是，在透反膜为曲面透反膜时，透反膜的焦距大于折射率调节装置11与图像装置12的间距，以便于调节用户观看到的像的大小。其中，折射率调节装置11与图像装置12的间距可以是指图像装置12的显示区域表面与折射率调节装置11的透过区域表面间的距离。

用户P位于与图像装置12在承载屏13的同一侧，能够在承载屏13上看到像距不同的两幅关联的图像的虚像，产生观察到立体图像的感受。

可选地，折射率调节装置11包括电致液晶(英文：electro liquid crystal；简称：ELC)板111，ELC板111的透过区域为液晶层对应区域，ELC板111能够通过改变液晶层中液晶的偏转方向来调节不同区域的折射率。示例性的，ELC板111能够通过调节施加给液晶层中液晶的电压来改变液晶层中液晶的偏转方向。ELC板111可以未贴有偏光片(英文：Polarizer；简称：POL)。

可选地，图像装置上包括至少两组显示区域，至少两组显示区域用于分别显示至少两幅关联的图像。至少两组显示区域可以均包括多个子显示区域，至少两组显示区域中第一组显示区域中的子显示区域和第二组显示区域中的子显示区域间隔排布。如图2-2所示，图像装置12上包括至少两组显示区域(121和122)，显示区域121包括多个子显示区域121a，显示区域122包括多个子显示区域122a，子显示区域121a和子显示区域122a在图像装置上间隔排布，图2-2示出的是子显示区域均为条状时的排布情况，子显示区域均为正方形时的排布情况可以如图2-3所示，图像装置12上的子显示区域121a(阴影区域)和子显示区域122a在图像装置上间隔排布。

需要说明的是，图像装置12上的显示区域的划分可以为功能上的划分，可以认为是根据显示装置所显示的内容而划分的。

可选地，裸眼三维显示系统包括至少两个ELC板，至少两个ELC板在图像投射方向上重叠设置，图像投射方向为图像装置投射至少两幅关联的图像的方向。由于单个的ELC板由于液晶层厚度的限制，对像距的调节有一定的范围(对像距的改变越大，就需要ELC板中的液晶层越厚，而过厚的液晶层难以控制)。两个ELC板能够共同来调整至少两幅关联的图像的像距，能够增大折射率调节装置可以调节的像距的范围。

可选地，图像装置12为液晶显示器(英文：Liquid Crystal Display；简称：LCD)、数字光学投影仪(英文：Digital Light Projector；简称：DLP)、有机发光二极管(英文：Organic Light-Emitting Diode；简称：OLED)显示器和硅基液晶(英文：Liquid Crystal on Silicon；简称：LCOS)显示器中的一种。其中，LCD中可以设置有背光模组(英文：back light units；简称：BLU)。

可选地，图像装置12包括至少两个子图像装置，至少两个子图像装置中的第一子图像装置用于将第一图像投射到透过区域的不同区域上，第二子图像装置用于将第二图像投射到透过区域的不同区域上，第一图像和第二图像为关联的图像。如图2-4所示，其为显示装置12包括两个子图像装置(12a和12b)的情况，在两个子图像装置(12a和12b)均为LCD时，两个子图像装置(12a和12b)可以沿LCD的出光的方向g重叠设置(两个LCD的出光方向一致)，子图像装置12b射出的光线经过子图像装置12a投射到折射率调节装置11，此时，图像装置12投射出的可以为像距不同的两幅关联的图像，折射率调节装置11可以在此基础上进一步调节两幅关联的图像的像距。图2-4中其他标号的含义可以参考图2-1，在此不再赘述。

此外，如图2-5所示，两个子图像装置(12a和12b)的出光方向可以有一定的夹角，两个子图像装置(12a和12b)均单独将图像投射到折射率调节装置11上。图2-5中其他标号的含义可以参考图2-1，在此不再赘述。

需要说明的是，本发明实施例提供的裸眼三维显示系统在进行裸眼3D显示时，可以配合使用MLD技术中的多层显示编码，以对至少两幅关联的图像进行控制。

综上所述，本发明实施例提供的裸眼三维显示系统，通过折射率调节装置调节两幅关联的图像投射在透过区域上不同区域的折射率，以调节两幅关联的图像的像距，并将两幅关联的图像投射到承载屏上，以实现裸眼3D显示。解决了相关技术中两幅关联的图像在显示时存在明显的不协调，可能降低裸眼3D显示的效果的问题，达到了两幅图像都是由图像装置提供，两幅图像的亮度一致，裸眼3D显示的效果较好的效果。

图3-1是本发明实施例提供的一种折射率调节装置的结构示意图，该折射率调节装置可以用于裸眼三维显示系统，该系统可以为图1所示的系统或图2-1所示的系统。

该折射率调节装置11包括透过模块M，透过模块M上包括透过区域(图3-1中未示出)，透过模块M能够调节透过区域上不同区域的折射率，以改变穿过透过区域上不同区域的图像的像距。

如图3-2所示，透过模块为ELC板111，ELC板111包括：两个基板(1111a和1111b)以及形成与两个基板间的液晶层1112。

两个基板(1111a和1111b)朝向液晶层1112的一侧均设置有透明电极(d1和d2)。

如图3-3所示，两个基板中的第一基板1111a上的透明电极包括至少两组子透明电极(d11和d12)，至少两组子透明电极(d11和d12)在第一基板1111a上的正投影分别与至少两幅关联的图像在第一基板上的正投影重合，即第一基板1111a上的透明电极d1的排布方式可以和显示装置上显示区域的排布方式相对应，以对应改变显示区域投射来的图像的像距。图3-3示出的是透明电极均为条状的情况，图3-3示出的透明电极排布方式可以和图2-2示出的图像装置的显示区域排布方式相对应。示例性的，第一基板1111a上的透明电极的排布方式还可以如图3-4所示，子透明电极d11(阴影部分)和子透明电极d12均呈方框状交替排布。在透明电极为正方形时，第一基板1111a上的透明电极的排布方式还可以与图2-3中的显示区域的排布方式类似，在此不再赘述。

可选地，任一组子透明电极中的子透明电极为矩形电极。即透明电极可以为正方形或长方形。

在图3-2中，两个基板中的第二基板1111b上的透明电极d2与第一基板1111a上的透明电极d1的形状相同，或者，第二基板1111b上的透明电极d2为透明电极层。

如图3-5所示，任一组子透明电极在第一基板1111a上阵列排布且与图像装置中的子像素区域以预设关系对应。

该预设关系可以为：P＝n(h*tan a+S_p)。

其中，P为任一组子透明电极中任意两个相邻的子透明电极d11间的排布距离，该排布距离等于任意两个相邻的子透明电极d11中心间的距离，n为ELC板111与图像装置12之间介质的折射率，a为图像装置12投射出的光线的水平方向扩散角(可以预先进行设定)，h为ELC板111与图像装置12之间的间距，S_p为图像装置12中子像素区域p1的宽度。以该预设关系来使子透明电极与子像素区域进行对应，能够提高本发明实施例提供的折射率调节装置应用于裸眼三维显示系统中时，裸眼三维显示系统的显示效果。

需要说明的是，显示装置12上的显示区域包括有多个像素区域，每个像素区域又包括多个子像素区域，通常每个子像素区域显示一种颜色，示例性的，每个像素区域包括3个子像素区域，这3个子像素区域分别显示红、绿、蓝，或者每个像素区域包括4个子像素区域，这4个子像素区域分别显示红、绿、蓝、灰。

还需要说明的是，子透明电极与子像素区域的对应，可以表现为子透明电极在ELC板中的基板的投影区域与子像素区域的对应。

本发明实施例提供的折射率调节装置中，子透明电极和子像素区域的对应关系至少可以包括3种。

第一种：任一组子透明电极中的任一子透明电极与图像装置中的一个子像素区域以预设关系对应。这种情况可以如图3-5所示。

第二种：任一组子透明电极中的任一子透明电极与图像装置中的两个子像素区域以预设关系对应。这种情况可以如图3-6所示，ELC板111上的子透明电极d11与两个子像素区域p1对应。

第三种：任一组子透明电极中的任一子透明电极与图像装置中的三个子像素区域以预设关系对应。这种情况可以如图3-7所示，ELC板111上的子透明电极d11与三个子像素区域p1对应。

需要说明的是，子透明电极还可以对应于更多个子像素区域，本发明实施例不作出限制。

可选地，图像装置中的任一像素区域中，子像素区域的排布方向与任一组子透明电极中子透明电极的排布方向平行，或，垂直。

如图3-8所示，子透明电极dd的排布方向为方向31，而像素区域pp中，子像素区域的排布方向为方向32，方向31和方向32垂直。其中的像素区域pp中的子像素区域可以包括R(红)、G(绿)和B(蓝)三种。

又如图3-9所示，子透明电极dd的排布方向和像素pp中子像素区域的排布方向均为方向33。其中的像素区域pp中的子像素区域可以包括R(红)、G(绿)和B(蓝)三种。

图3-8和3-9中的子像素区域可以是显示装置上的子像素区域在折射率调节装置上的正投影。

可选地，透明电极的材料包括氧化铟锡(英文：Indium tin oxide；简称：ITO)。

综上所述，本发明实施例提供的折射率调节装置，可以通过调节两幅关联的图像投射在透过区域上不同区域的折射率，以调节两幅关联的图像的像距，并将两幅关联的图像投射到承载屏上，以实现裸眼3D显示。解决了相关技术中两幅关联的图像在显示时存在明显的不协调，可能降低裸眼3D显示的效果的问题，达到了两幅图像都是由图像装置提供，两幅图像的亮度一致，裸眼3D显示的效果较好的效果。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。