CN102253525A - 一种立体影像显示系统的亮度调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体影像显示系统的亮度调节方法，立体影像显示系统包括液晶显示面板和立体成像装置，立体成像装置包括至少两块半反射半透过玻璃；半反射半透过玻璃依次间隔排列于液晶显示面板上，且与液晶显示面板保持一定夹角，并将液晶显示面板相应分成至少两个显示区域；各显示区域的内容通过相应半反射半透过玻璃后形成于各图像显示面上；当半反射半透过玻璃为n块时，通过设置各玻璃上的二氧化钛膜层厚度使其透过率和反射率满足：透过率=（m-1）/m%；反射率=1/m%；m值为1~n，其中，第1块半反射半透过玻璃为最里面的玻璃。本发明通过调节各半反射半透过玻璃的透过率和反射率，使观看者看到各图像显示面上显示的内容亮度一致。

Description

一种立体影像显示系统的亮度调节方法

技术领域

本发明涉及立体成像技术领域，特别涉及一种立体影像显示系统的亮度调节方法。

背景技术

平面影像显示技术日趋极致，发展合乎真实世界的立体影像显示技术已经成为时代的潮流。立体影像不但可以提供更高的娱乐享受，还可以广泛地应用到现实生活的各个层面，如医疗、军事等等，真实世界的立体影像是由两眼视差经过大脑融像所造成的。而人造的立体影像成像原理则仿照真实状况，产生真正立体物体存在感。

目前，有一种立体影像显示系统，该立体影像显示系统包括液晶显示装置和立体成像装置，如图1所示，观看者200在该立体影像显示系统前（即AA1A2A3面前）看到的图像是BB1B2B3面上的箭头、CC1C2C3面上的圆点和DD1D2D3面上的箭头图像合成，产生真正立体物体存在感。

请一并参阅图2，图2为上述立体影像显示系统的半剖视图，所述液晶显示装置包括液晶显示面板100，所述立体成像装置包括三块半反射半透过玻璃：第三半反射半透过玻璃201（该玻璃为图1中的A2A3BB1面）、第二半反射半透过玻璃202（该玻璃为图1中的B2B3CC1面）和第一半反射半透过玻璃203（该玻璃为图1中的C2C3DD1面）。所述半反射半透过玻璃201、202和203依次排列在液晶显示面板100的上方，并与液晶显示面板100的水平面保持一定的夹角α。第三半反射半透过玻璃201位于最前（即与观看者200的距离最近），并与液晶显示面板100成α夹角，第三半反射半透过玻璃201的两边垂直投射到液晶显示面板100上的距离为X。第二半反射半透过玻璃202置于中间，与液晶显示面板100也成α夹角，其两边垂直投射到液晶显示面板100上的距离为Y。第一半反射半透过玻璃203位于最后（即离观看者的距离最远），并与液晶显示面板100也成α夹角，其两边垂直投射到液晶显示面板100上的距离为Z。所述夹角α为锐角。

所述液晶显示装置的液晶显示面板100中播放的内容分别通过这三块半反射半透过玻璃201、202和203反射传递到观看者的眼中。具体来说，液晶显示面板100的AB段播放的内容（包括视频和图片等），通过第三半反射半透过玻璃201反射到BB1B2B3面传递到观看者200的眼中，液晶显示面板100的BC段播放的内容，通过第二半反射半透过玻璃202反射到CC1C2C3面，再经过第三半反射半透过玻璃201传递到观看者的眼中，液晶显示面板100的CD段播放的内容，通过第一半反射半透过玻璃203反射到DD1D2D3面，再依次经过第二半反射半透过玻璃202和第三半反射半透过玻璃201传递到观看者的眼中。

这样一来，观看者通过三块半反射半透过玻璃便可以观看到液晶显示系统中不同区段内容在不同深度的图像画面，通过立体内容关联性配合，使得观看者获得不同深度信息的立体影像效果，达到立体显示的效果。该系统的半反射半透过玻璃反射率及透过率曲线如图3所示，所述半反射半透过玻璃主要是在玻璃表面通过真空磁控溅射镀膜工艺镀制纳米级的氧化物介质膜层，使玻璃保持较高的透过率的同时也具有高的反射率。

在该立体影像显示系统中，为了使液晶显示面板100播放的内容分别通过三块半反射半透过玻璃反射传递到观看者的眼中，三块半反射半透过玻璃的规格尺寸必须满足一定条件，其可以通过如下计算公式得到：

请参阅图2，假定液晶显示面板100的尺寸规格为M×L（长×宽），三块半反射半透过玻璃均与液晶显示面板100的水平面成45度夹角（即图中α夹角为45度，此角度可便于液晶显示面板100在三块半反射半透过玻璃中成垂直影像），则第三半反射半透过玻璃201的规格为1.414X×L（长×宽），第二半反射半透过玻璃202的规格为1.414Y×L，第一半反射半透过玻璃203的规格为1.414Z×L，其中，X=M/(3-3tanβ+tan2β)，Y= M(1-tanβ)/(3-3tanβ+tan2β)，Z=M(1-2tanβ+ tan2β)/(3-3tanβ+tan2β)，其中β为三半反射半透过玻璃201、202和203远离液晶显示面板100的端部所在平面与液晶显示面板100的水平面的夹角，其中β角为锐角且可为0度，当β为0度时三块半反射半透过玻璃的尺寸相同，且间距相等（即投影距离X=Y=Z）。然而，观看者看到的液晶显示面板100的AB、BC和CD段内容规格应与相应的半反射半透过玻璃尺寸相对应：即AB段视频规格为X×L，BC段视频大小为Y×L，CD段视频大小为Z×L。假定每块半透半反玻璃的反射率为E，透过率为F，当观看者处于A点时，看到的CD段视频亮度为CD段视频亮度×E×F×F，看到的BC段视频亮度为BC段视频亮度×E×F，看到的AB段视频亮度为AB段视频亮度×E；这样观看者所看到的AB、BC、CD段视频亮度就会有差异，使观看者看到的立体影像效果不佳。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种立体影像显示系统的亮度调节方法，能使观看者看到的各段视频内容的亮度一致，从而提高立体影像显示系统的立体显示效果。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种立体影像显示系统的亮度调节方法，所述立体影像显示系统包括液晶显示面板和立体成像装置，所述立体成像装置包括至少两块半反射半透过玻璃；所述液晶显示面板水平放置，所述半反射半透过玻璃表面覆盖有二氧化钛膜层，依次间隔排列于液晶显示面板上，且与液晶显示面板保持一定夹角，并将液晶显示面板相应分成至少两个显示区域；所述液晶显示面板各显示区域的内容通过相应半反射半透过玻璃后形成于各图像显示面上，并通过立体内容关联性配合，获得不同深度信息的立体影像效果，其中，当有n块半反射半透过玻璃依次由内向外排列时，通过设置各半反射半透过玻璃表面的二氧化钛膜层厚度使其透过率和反射率满足以下条件，

透过率=（m-1）/m%；

反射率=1/m%；

m值为1~n，n为≥2的自然数，其中，第1块半反射半透过玻璃为最里面的玻璃；

通过调节各半反射半透过玻璃的透过率和反射率，使观看者看到各图像显示面上显示的内容亮度达到一致。

所述的立体影像显示系统的亮度调节方法，其中，当半反射半透过玻璃具有吸收率时，设所述吸收率为K，则所述各半反射半透过玻璃的透过率和反射率满足条件为：

透过率=（m-1）K/m%；

反射率=K/m%。

所述的立体影像显示系统的亮度调节方法，其中，半反射半透过玻璃的吸收率K为80%～90%。

所述的立体影像显示系统的亮度调节方法，其中，所述半反射半透过玻璃为三块；其中，第一块半反射半透过玻璃的透过率为0，反射率为100%；第二块半反射半透过玻璃的透过率为50%，反射率为50%；第三块半反射半透过玻璃的透过率为66.7%，反射率为33.3%。

所述的立体影像显示系统的亮度调节方法，其中，所述半反射半透过玻璃为三块；其中，第一块半反射半透过玻璃的透过率为0，反射率为100K%；第二块半反射半透过玻璃的透过率为50K%，反射率为50K%；第三块半反射半透过玻璃的透过率为66.7K%，反射率为33.3K%。

所述的立体影像显示系统的亮度调节方法，其中，所述第一块半反射半透过玻璃表面的二氧化钛膜层厚度为2250Å，第二块半反射半透过玻璃表面的二氧化钛膜层厚度为1250Å，第三块半反射半透过玻璃表面的二氧化钛膜层厚度为800Å。

本发明提供的立体影像显示系统的亮度调节方法，在液晶显示面板的表面上依次间隔排列多块半反射半透过玻璃，这些半反射半透过玻璃与液晶显示面板的水平面成夹角，并通过设置各半反射半透过玻璃表面的二氧化钛膜层厚度使其透过率和反射率满足：透过率=（m-1）/m；反射率=1/m，使观看者看到液晶显示面板上显示的各段视频内容的亮度一致，从而提高立体影像显示系统的立体显示效果。

附图说明

图1为现有技术提供的立体影像显示系统的结构示意图。

图2为图1的半剖视图。

图3为现有技术提供的立体影像显示系统中半反射半透过玻璃的反射率及透过率曲线的示意图。

图4为本发明立体影像显示系统较佳实施例的结构示意图。

图5为图4的半剖视图。

图6为本发明立体影像显示系统中半反射半透过玻璃的半反射半透膜的厚度与透过率、反射率关系示意图。

具体实施方式

本发明提供一种立体影像显示系统的亮度调节方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的立体影像显示系统的结构与本发明背景技术部分提及的立体影像显示系统的结构相同，其不同之处在于各块半反射半透玻璃膜层的反射率和透过率与现有技术半反射半透过玻璃膜层的反射率和透过率不同。

本发明提供一种立体影像显示系统的亮度调节方法通过设置立体显示系统中各块半反射半透过玻璃膜层的反射率和透过率来实现，请参阅图4和图5，所述立体影像显示系统包括液晶显示装置和立体成像装置。所述液晶显示装置包括液晶显示面板100'，立体成像装置包括至少两块半反射半透过玻璃，所述液晶显示面板100'水平放置，所述半反射半透过玻璃依次间隔排列于液晶显示面板100'的表面，并与该液晶显示面板100'的水平面保持一定的夹角α'，且该一夹角α'为锐角，将液晶显示面板相应分成至少两个显示区域，如图4中的A'A1'B1'B'区域、B'B1'C1'C'区域和C'C1'D1'D'区域。

所述液晶显示面板各显示区域（即A'A1'B1'B'区域、B'B1'C1'C'区域和C'C1'D1'D'区域）的内容通过相应半反射半透过玻璃后形成于各图像显示面B'B1'B2'B3'、C'C1'C2'C3'和D'D1'D2'D3'上，并通过立体内容关联性配合，获得不同深度信息的立体影像效果。

所述半反射半透过玻璃表面覆盖有二氧化钛膜层，当有n块半反射半透过玻璃依次由内向外排列时，通过设置各半反射半透过玻璃表面的二氧化钛膜层厚度使其透过率和反射率满足以下条件：

透过率=（m-1）/m%；

反射率=1/m%；

m值为1~n，n为≥2的自然数，其中，第1块半反射半透过玻璃为最里面的玻璃；

通过调节各半反射半透过玻璃的透过率和反射率，使观看者看到各图像显示面上显示的内容亮度达到一致。

本实施例中，各图像显示面B'B1'B2'B3'、C'C1'C2'C3'和D'D1'D2'D3'实际是由各显示区域出射光线经过各半反射半透过玻璃反射后汇聚形成的一个虚拟的图像显示面，通过设置各半反射半透过玻璃的二氧化钛膜厚使观看者在A'A1'A2'A3'面前看到各图像显示面B'B1'B2'B3'、C'C1'C2'C3'和D'D1'D2'D3'的亮度一致。

请继续参阅图4和图5，在较佳实施例中，所述半反射半透过玻璃为三块分别为第一半反射半透过玻璃203'、第二半反射半透过玻璃202'和第三半反射半透过玻璃201'。

由上述公式可知，第一半反射半透过玻璃203'膜层的透过率为0，反射率为100%；第二半反射半透过玻璃202'膜层的透过率为50%，反射率为50%；第三半反射半透过玻璃201'膜层的透过率为66.7%，反射率为33.3%。

当半反射半透过玻璃具有吸收率时，设所述吸收率为K，则上述半反射半透过玻璃膜层的透过率和反射率满足的条件为：

透过率=（m-1）K/m%；

反射率=K/m%；

其中，所述吸收率K优选为80%～90%。

在具体实施例，二氧化钛膜的厚度决定半反射半透过玻璃的透过率和反射率的大小，并且二氧化钛膜越厚，玻璃的透过率越低，反射率越高。其中，半反射半透过玻璃的透过率和反射率与二氧化钛膜厚的关系如图6所示，图6中曲线1表示半反射半透过玻璃的反射率与膜厚的关系，曲线2表示半反射半透过玻璃的透过率与膜厚的关系。

根据二氧化钛膜层厚度与透过率、反射率的关系可以得到，所述第一半反射半透过玻璃203'表面的二氧化钛膜的厚度为2250Å，第二半反射半透过玻璃202'表面的二氧化钛膜的厚度为1250Å，第三半反射半透过玻璃201'表面的二氧化钛膜的厚度为800Å。

其中，所述半反射半透过玻璃上的二氧化钛膜可通过真空磁控溅射镀膜工艺镀制纳米级的TiO₂氧化物介质膜层，使玻璃保持较高的透过率（50%—70%）的同时也具有高的反射率。所谓真空磁溅射镀膜采用高能粒子轰击固体表面时能使固体表面的粒子获得能量并逸出表面，沉积在玻璃基片上。通常将欲沉积的材料制成板材──靶，固定在阴极上。玻璃基片置于正对靶面的阳极上，距靶几厘米。将系统抽至高真空后充入10～1帕的气体（通常为氩气），在阴极和阳极间加几千伏电压，两极间即产生辉光放电。通过放电产生的正离子在电场作用下飞向阴极，与靶表面原子碰撞，受碰撞从靶面逸出的靶原子称为溅射原子，其能量在1至几十电子伏范围。溅射原子在基片表面沉积成膜，该膜层主要成分是二氧化钛（TiO₂），由于二氧化钛膜的制备方法为现有技术，此处不再详述。

以下结合图4至图6，对上述较佳实施例提供的立体影像显示系统中半反射半透过玻璃的透过率和反射率的设置方式进行详细描述：

假定第一半反射半透过玻璃203'的二氧化钛膜的反射率为E，通过率为F；第二半反射半透过玻璃202'的反射率为G，通过率为H；第三半反射半透过玻璃201'的反射率为I，通过率为J；当观看者200'处于显像显示面A'A1'A2'A3'面前时，看到的C'D'段（即C'C1'D1'D'区域）视频亮度为C'D'段视频亮度×E×H×J；看到的B'C'段视（即B'B1'C1'C'区域）频亮度为B'C'段视频亮度×G×J；看到的A'B'段（A'A1'B1'B'区域）视频亮度为A'B'段视频亮度×I；如果A'B'、B'C'、C'D'段视频亮度及F、H、J一致的话，则观看者看到的A'B'、B'C'、C'D'段视频亮度就会有差异。

本发明提供立体影像显示系统中半反射半透过玻璃实现了E×H×J=G×J=I；在理想情况下玻璃的透射率+反射率=100%，即需要使第一半反射半透过玻璃203'的反射率E为100%，透射率F为零，第二半反射半透过玻璃202'的（G+H）=100%，第三半反射半透过玻璃201'的（I+J）=100%；则G=50%，H=50%；I=33.3%，J=66.7%；这样观看者看到的A'B'、B'C'、C'D'段视频亮度就会一致。由于光线透过玻璃时，部分光线会被玻璃吸收，设玻璃的吸收率为K（因为玻璃的材质是一致的，所以吸收系数也相同）

于是，（E+F）=100K%；（G+H）=100K%；（I+J）=100K%。

又因，E=100%，F=0；

则，G=50K%，H=50K%；I=33.3K%，J=66.7K%。

在其它实施例中，立体影像显示系统的半反射半透过玻璃还可以根据需要设置有其它数量，如n（n为大于2的自然数），当液晶显示面板上设置有n块玻璃时，第m块玻璃（其中，1≦m≦n；1为最里面的玻璃，n为最外面的玻璃）的反射率和透过率满足：透过率=（m-1）/m%，反射率=1/m%。

再加上玻璃的吸收系数K，所以半反射半透过玻璃实际的透过率=（m-1）K/m%，反射率=K/m%。

在制作本发明立体影像显示系统中的半反射半透过玻璃时，可以结合图6中二氧化钛膜厚与反射率、透射率的关系来控制TiO₂膜的厚度，从而很好的实现液晶显示面板各段视频的亮度调节，使得观看者看到的n段视频亮度一致。

综上所述，本发明通过使半反射半透过玻璃的透过率和反射率满足：透过率=（m-1）/m%；反射率=1/m%，从而可将液晶显示面板各段视频内容的亮度调节一致，提高了立体影像显示系统的立体显示效果。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种立体影像显示系统的亮度调节方法，所述立体影像显示系统包括液晶显示面板和立体成像装置，所述立体成像装置包括至少两块半反射半透过玻璃；所述液晶显示面板水平放置，所述半反射半透过玻璃表面覆盖有二氧化钛膜层，依次间隔排列于液晶显示面板上，且与液晶显示面板保持一定夹角，并将液晶显示面板相应分成至少两个显示区域；所述液晶显示面板各显示区域的内容通过相应半反射半透过玻璃后形成于各图像显示面上，并通过立体内容关联性配合，获得不同深度信息的立体影像效果，其特征在于，当有n块半反射半透过玻璃依次由内向外排列时，通过设置各半反射半透过玻璃表面的二氧化钛膜层厚度使其透过率和反射率满足以下条件，

透过率=（m-1）/m%；

反射率=1/m%；

m值为1~n，n为≥2的自然数，其中，第1块半反射半透过玻璃为最里面的玻璃；

通过调节各半反射半透过玻璃的透过率和反射率，使观看者看到各图像显示面上显示的内容亮度达到一致。

2.根据权利要求1所述的立体影像显示系统的亮度调节方法，其特征在于，当半反射半透过玻璃具有吸收率时，设所述吸收率为K，则所述各半反射半透过玻璃的透过率和反射率满足条件为：

透过率=（m-1）K/m%；

反射率=K/m%。

3.根据权利要求2所述的立体影像显示系统的亮度调节方法，其特征在于，半反射半透过玻璃的吸收率K为80%～90%。

4.根据权利要求1所述的立体影像显示系统的亮度调节方法，其特征在于，所述半反射半透过玻璃为三块；其中，第一块半反射半透过玻璃的透过率为0，反射率为100%；第二块半反射半透过玻璃的透过率为50%，反射率为50%；第三块半反射半透过玻璃的透过率为66.7%，反射率为33.3%。

5.根据权利要求2或3所述的立体影像显示系统的亮度调节方法，其特征在于，所述半反射半透过玻璃为三块；其中，第一块半反射半透过玻璃的透过率为0，反射率为100K%；第二块半反射半透过玻璃的透过率为50K%，反射率为50K%；第三块半反射半透过玻璃的透过率为66.7K%，反射率为33.3K%。

6.根据权利要求4所述的立体影像显示系统的亮度调节方法，其特征在于，所述第一块半反射半透过玻璃表面的二氧化钛膜层厚度为2250Å，第二块半反射半透过玻璃表面的二氧化钛膜层厚度为1250Å，第三块半反射半透过玻璃表面的二氧化钛膜层厚度为800Å。

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