CN108508616B - 一种3d显示系统及3d显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及3D显示技术领域，旨在改善现有技术中柱透镜光栅3D显示器易使观看者产生视疲劳的问题，提供一种3D显示系统及3D显示装置。本发明的3D显示系统包括2D显示面板、柱透镜光栅和掩模。柱透镜光栅设置在2D显示面板前方，且柱透镜光栅与掩模之间的距离小于柱透镜光栅的焦距。掩模包括多个沿第一方向设置的深度调制条纹组，深度调制条纹组与对应的2D显示面板上显示的图像的深度相匹配，通过在2D显示面板与柱透镜光栅之间、或2D显示面板远离柱透镜光栅的一侧设置掩模，使观看者在观看到不同深度的图像使能产生不同的视觉感受，从而减弱视疲劳。

Description

一种3D显示系统及3D显示装置

技术领域

本发明涉及3D显示技术领域，具体而言，涉及一种3D显示系统及3D显示装置。

背景技术

3D显示技术主要是通过使观看者的左眼与右眼分别接收到不同的影像，从而获得立体感。而裸眼3D显示器是不需要观看者佩戴眼镜或头盔等助视设备就能观看3D影像的一种3D显示器，其中光栅3D显示器由于结构简单、造价低廉、性能良好等优点而备受关注。

现有的光栅3D显示器根据光栅的不同，分为狭缝光栅3D显示器和柱透镜光栅3D显示器。柱透镜光栅3D显示器通过在2D显示面板前设置柱透镜光栅作为分光元件将2D显示面板上不同位置的多幅视差图像折射到不同方向，从而让观看者产生立体感，且2D显示面板需设置在柱透镜光栅的焦平面上。但是现有的柱透镜光栅3D显示器易使观看者产生视疲劳，从而影响观看者的视力。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种3D显示系统，以改善现有技术中的柱透镜光栅3D显示器易使观看者产生视疲劳的问题。

本发明的另一个目的在于提供一种3D显示装置，其包括上述的3D显示系统。

本发明的实施例是这样实现的：

一种3D显示系统，其包括2D显示面板、柱透镜光栅和掩模；柱透镜光栅设置在2D显示面板前方；掩模设置在2D显示面板与柱透镜光栅之间，或2D显示面板远离柱透镜光栅的一侧，且掩模与柱透镜光栅之间的距离小于柱透镜光栅的焦距；

掩模包括沿第一方向设置多个深度调制条纹组，深度调制条纹组与对应的2D显示面板上的图像深度相匹配，用于根据图像深度对图像进行调制。

在本发明的一个实施例中：

上述深度调制条纹组包括多个交替排列的第一深度调制条纹和第二深度调制条纹，第一深度调制条纹和第二深度调制条纹的节距相同；第一深度调制条纹和第二深度调制条纹的节距与对应深度相匹配。

在本发明的一个实施例中：

上述第一深度调制条纹包括沿第一方向设置的第一透光条和第二透光条；第二深度调制条纹包括沿第一方向设置的第二透光条和第一透光条；第一透光条和第二透光条的透光率不同。

在本发明的一个实施例中：

上述第二透光条为挡光条。

在本发明的一个实施例中：

上述掩模紧贴2D显示面板设置。

在本发明的一个实施例中：

上述2D显示面板为液晶显示面板。

在本发明的一个实施例中：

上述掩模设置在2D显示面板远离柱透镜光栅的一侧。

一种3D显示装置，包括上述任意一种3D显示系统

本发明实施例的有益效果是：

本发明的实施例提供了一种3D显示系统，其包括2D显示面板、柱透镜光栅和掩模。柱透镜光栅设置在2D显示面板前方，且柱透镜光栅与掩模之间的距离小于柱透镜光栅的焦距。当观看者观看时，目光经过柱透镜光栅后在掩模上形成一光斑。掩模包括多个沿第一方向设置的深度调制条纹组，第一方向与光斑的延伸方向相同，深度调制条纹组与对应的2D显示面板上显示的图像的深度相匹配，通过在2D显示面板与柱透镜光栅之间、或2D显示面板远离柱透镜光栅的一侧设置掩模，使观看者在观看到不同深度的图像使能产生不同的视觉感受，从而减弱视疲劳。

本发明的实施例提供的3D显示装置，包括上述的3D显示系统，因此也具有能够减弱视疲劳的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的3D显示系统的整体结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的3D显示系统中掩模的结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的3D显示系统中2D显示面板的结构示意图；

图4为本发明实施例1提供的3D显示系统中光斑宽度与深度调制条纹组的节距一致时的示意图；

图5为本发明实施例1提供的3D显示系统中光斑宽度与深度调制条纹组的节距不一致时的示意图；

图6为本发明实施例1提供的3D显示系统的原理示意图。

图标：010-3D显示系统；100-柱透镜光栅；200-2D显示面板；210-像素组；211-像素；300-掩模；310-深度调制条纹组；311-第一深度调制条纹；312-第二深度调制条纹；313-第一透光条；314-第二透光条；410-第一光线；420-第二光线；430-光斑。

具体实施方式

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中的附图，对本发明实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的实施例的附图中，A-B方向表示左右方向，C-D方向表示上下方向，E-F方向表示前后方向。

实施例1

图1为本实施例提供的3D显示系统010的整体结构示意图，图2为本实施例提供的3D显示系统010中掩模300的结构示意图。请结合参照图1和图2，本实施例提供一种3D显示系统010，其包括2D显示面板200、柱透镜光栅100和掩模300。柱透镜光栅100设置在2D显示面板200前方，且柱透镜光栅100与掩模300之间的距离s小于柱透镜光栅100的焦距f。观看者的目光经过柱透镜光栅100后在掩模300上形成一光斑430，光斑430沿上下方向延伸。掩模300设置在柱透镜光栅100与2D显示面板200之间、或2D显示面板200远离柱透镜光栅100的一侧。由于掩模300包括多个沿第一方向(即由上自下的方向)设置的深度调制条纹组310，深度调制条纹组310与对应的2D显示面板200上显示的图像的深度相匹配，因而不同深度的图像在经过掩模300调制后，会使观看者产生不同的视觉感受，从而减弱视疲劳。

下面对本实施例提供的3D显示系统010进行进一步说明：

图3为本实施例提供的2D显示面板200的结构示意图。请参照图3，在本实施例中，2D显示面板200由多个像素211阵列排列构成。在2D显示面板200上，沿上下方向，至少两个像素211构成一个像素组210，同一像素组210显示的图像的深度相同。具体的，在本实施例中，2D显示面板200为液晶显示面板。此时，掩模300既可以设置在液晶显示面板和柱透镜光栅100之间，又可以设置在液晶显示面板远离柱透镜光栅100的一侧。

需要说明的，此处并不对2D显示面板200的类型进行限制，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据用户的需求将2D显示面板200设置为其他显示面板，例如OLED(利用有机发光二极管制成的显示面板)、PDP(等离子显示面板)等。需要注意的是，此时掩模300仅能设置在2D显示面板200与柱透镜光栅100之间。

请参照图1，在本实施例中，为了获得更好的显示效果，2D显示面板200与柱透镜光栅100之间的距离小于柱透镜光栅100的焦距f。优选的，掩模300紧贴2D显示面板200设置。如此一来，掩模300与2D显示面板200之间的距离大致为零，观看者的目光在2D显示面板200处形成的光斑宽度d与掩模300处的相同。

请参照图2，在本实施例中，深度调制条纹组310包括多个交替排列的第一深度调制条纹311和第二深度调制条纹312，第一深度调制条纹311的宽度与第二深度调制条纹312的宽度相同，因而同一像素211的图像在经过同一深度调制条纹组310时，能够产生相同的视觉感受。同时，第一深度调制条纹311和第二深度调制条纹312的宽度与对应图像的深度相匹配，不同深度的图像经过对应的深度调制条纹组310调制，能够产生不同的视觉感受。第一深度调制条纹311和第二深度调制条纹312的宽度之和即为深度调制条纹组310的节距宽度l。

具体的，第一深度调制条纹311包括沿第一方向设置的第一透光条313和第二透光条314；第二深度调制条纹312包括沿第一方向设置的第二透光条314和第一透光条313；第一透光条313与第二透光条314的透光率不同。当观看者的目光在掩模300处形成的光斑宽度d与深度调制条纹组310的节距宽度l一致(如图4所示)时，同一像素组210的每一像素211能够以同等比例覆盖在光斑430上，即同一像素组210的每一像素211均能以同等光强度进行显示，此时，图像具有最强的高频信息，细节信息得以充分展现，图像纹理清晰；当光斑宽度d与深度调制条纹组310的节距宽度l不一致(如图5所示)时，同一像素组210的至少两个像素211不能以同等比例覆盖在光斑430上，即同一像素组210的各像素211不能以同等光强度进行显示，此时，图像的高频信息被削弱，图像纹理模糊。优选的，第二透光条314为挡光条。

图6为本实施例提供的3D显示系统010的原理示意图。请参照图6，观看者的目光在透过柱透镜光栅100后会在掩模300上汇聚成一光斑430。当人眼焦距发生变化时，光线的汇聚程度也在变化。当观看者的目光分别以第一光线410和第二光线420投射汇聚到掩模300上时，由于光线的汇聚程度不同，在掩模300上形成的光斑430的光斑宽度d也会发生变化。当光斑宽度d与深度调制条纹组310的节距宽度l一致时，对应的图像的具有最强的高频信息，细节信息得以充分展现，图像纹理清晰，此时，人眼正确对焦；当光斑宽度d与深度调制条纹组310的节距宽度l不一致时，图像的高频信息被削弱，图像纹理模糊，此时人眼不正确对焦。

深度调制条纹组310与像素组210一一对应设置。深度调制条纹组310的节距根据对应的图像的深度进行设置，多个不同节距的深度调制条纹组310沿上下方向设置，当人眼对焦、光斑宽度d不发生变化时，由于深度调制条纹组310的节距宽度l与对应图像深度相匹配，不同深度的图像对应的深度调制条纹组310的节距宽度l不同，因而不同深度的图像在观看者观看时的产生的清晰程度不同。

综上，本发明的实施例提供的3D显示系统010，能够将图像的深度信息，用不同节距宽度的调制条纹来进行表示，以图像纹理在人眼对焦时的清晰程度，来表示图像的深度，从而达到减弱视疲劳的目的。

本实施例还提供了一种3D显示装置(图未示出)，其包括上述的3D显示系统010。由于该3D显示装置包括上述的3D显示系统010，因而也具有能够减弱视疲劳的目的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

Claims (8)

1.一种3D显示系统，其特征在于，包括：

2D显示面板、柱透镜光栅和掩模；所述柱透镜光栅设置在所述2D显示面板前方；所述掩模设置在所述2D显示面板与所述柱透镜光栅之间，或所述2D显示面板远离所述柱透镜光栅的一侧，且所述掩模与所述柱透镜光栅之间的距离小于所述柱透镜光栅的焦距，当观看者观看时，目光经过柱透镜光栅后在掩模上形成一光斑；

所述掩模包括沿第一方向设置的多个深度调制条纹组，且多个所述深度调制条纹组的节距宽度不同，第一方向与光斑的延伸方向相同,所述深度调制条纹组与对应的所述2D显示面板上的图像深度相匹配，用于根据所述图像深度对图像进行调制；

所述深度调制条纹组包括多个沿左右方向交替排列的第一深度调制条纹和第二深度调制条纹，第一深度调制条纹和第二深度调制条纹的宽度之和为深度调制条纹组的节距宽度。

2.根据权利要求1所述的3D显示系统，其特征在于：

所述第一深度调制条纹和所述第二深度调制条纹的宽度相同；所述第一深度调制条纹和所述第二深度调制条纹的宽度与对应图像深度相匹配。

3.根据权利要求2所述的3D显示系统，其特征在于：

所述第一深度调制条纹包括沿第一方向设置的第一透光条和第二透光条；所述第二深度调制条纹包括沿所述第一方向设置的第二透光条和第一透光条；所述第一透光条和所述第二透光条的透光率不同。

4.根据权利要求3所述的3D显示系统，其特征在于：

所述第二透光条为挡光条。

5.根据权利要求1所述的3D显示系统，其特征在于：

所述掩模紧贴所述2D显示面板设置。

6.根据权利要求1所述的3D显示系统，其特征在于：

所述2D显示面板为液晶显示面板。

7.根据权利要求6所述的3D显示系统，其特征在于：

所述掩模设置在所述2D显示面板远离所述柱透镜光栅的一侧。

8.一种3D显示装置，其特征在于：

所述3D显示装置包括权利要求1-7任一项所述的3D显示系统。