CN110336994A - 一种裸眼3d显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种裸眼3D显示系统，包括系统处理器、云服务器、用户终端和显示器，用户终端采集存储3D图像素材，云服务器进行素材合成，系统处理器为云服务器、用户终端提供交互，显示器显示3D模型和视频，同时，显示器为景深显示器，包括液晶屏、光栅、偏振玻璃、景深器和偏振膜，综上所述，本发明具有拍摄方便、素材合成简单易用、推送展示便捷、影像清晰度高、3D效果好和立体感强的优点。

Description

一种裸眼3D显示系统

技术领域

本发明涉及光学成像设备技术领域，特别是一种裸眼3D显示系统。

背景技术

3D图像技术是现今十分流行的图形图像技术，已被运用于各个领域之中，3D裸眼作为其中的主要分支和技术路线，也得到了大幅度的发展。

现今的3D裸眼图像专业性较强，严重依赖专业团队，个人使用十分不方便，而且，现有的显示器并不能完美展现3D裸眼图像的立体感，主要缺点在于显示景深不足。

发明内容

本发明针对上述问题，从而公开了一种裸眼3D显示系统。

具体的技术方案如下：

一种裸眼3D显示系统，其特征在于，包括系统处理器、云服务器、用户终端和显示器，所述用户终端采集存储3D图像素材，并与系统处理器交互，传输采集存储的3D图像素材，系统处理器接收用户终端传输的3D图像素材，并与云服务器交互，传输3D图像素材，云服务器接收3D图像素材，并通过3D合成软件将接收的3D图像素材合成为3D模型或视频，同时，将合成的3D模型或视频通过系统处理器传输回用户终端，用户终端通过推送方式，将3D模型或视频通过显示器进行展示。

上述的一种裸眼3D显示系统，其中，所述用户终端内加载有应用APP，所述应用APP与系统处理器建立网络传输连接，用户终端通过应用APP进行功能操作，包括用户注册、登录、密码找回、登出、上传素材、模型视频查看、模型视频推送。

上述的一种裸眼3D显示系统，其中，所述的功能操作具体如下：

用户注册：用户通过应用APP进行注册，并提交相应的注册信息，注册信息包括账户和密码，注册信息通过系统处理器进行验证，并存储于云服务器中；

登录：用户通过应用APP用账户和密码进行登录，系统处理器将用户输入的账户和密码与云服务器中存储的注册信息进行比对，比对无误后，用户登录成功，比对错误，用户不能登录；

密码找回：用户通过应用APP进行密码找回，通过将实时提交的注册信息与云服务器中存储的注册信息进行比对，系统处理器判断是否下达密码修改权限；

登出：用户登录应用APP后，可进行登出，用户下线；

上传素材：用户登录应用APP后，可由当前的用户终端中选取存储的3D图像素材，并通过应用APP将选取的3D图像素材上传至系统处理器中；

模型视频查看：用户上传素材后，上传的3D图像素材通过系统处理器传输至云服务器中，云服务器通过3D合成软件将接收的3D图像素材合成为3D模型或视频，并通过系统处理器传输回用户终端的应用APP上，用户可自行对回传的3D模型或视频进行查看；

模型视频推送：用户进行模型视频推送时，可通过无线和有线两种方式进行，有线推送是指用户通过信息传输线，将用户终端和显示器直连，将3D模型或视频在显示器上展示，无线推送是指用户基于投屏协议，进行同wifi下，3D模型或视频的数据由用户终端向显示器的传输，进而实现3D模型或视频在显示器上的展示；

其中，所述投屏协议为DLNA协议、airplay推送协议、lelink协议中的一种。

上述的一种裸眼3D显示系统，其中，所述用户终端为wifi智能相机、智能手机、平板电脑或PC电脑中的一种；

当用户终端为PC电脑，需配置用于拍摄3D图像素材的采集设备，所述采集设备为超清摄像头、相机、摄像机中的一种或者多种。

上述的一种裸眼3D显示系统，其中，所述用户终端在进行3D图像素材的采集时，需配置360°拍摄转盘，所述360°拍摄转盘用于控制拍摄物进行360°的旋转。

上述的一种裸眼3D显示系统，其中，所述显示器为景深显示器，包括液晶屏、光栅、偏振玻璃、景深器和偏振膜，所述液晶屏、光栅、偏振玻璃、景深器和偏振膜依次复合。

上述的一种裸眼3D显示系统，其中，所述光栅的正面上设置有多个斜向设置的刻痕，所述刻痕之间平行设置，相邻的2个刻痕之间为1个光栅单元，刻痕与竖直方向的角度为光栅斜度角，所述光栅斜度角为α，所述α为15～65°。

上述的一种裸眼3D显示系统，其中，所述偏振玻璃由基板、第二偏振膜和反光透视膜复合粘接而成，所述粘胶为压敏胶。

上述的一种裸眼3D显示系统，其中，所述景深器包括透明面板和连接框架，所述连接框架呈框形，所述透明面板的数量为2个，对称设置于连接框架的前后两端，并与连接框架密封连接，所述连接框架上设有进水口和抽真空口，所述进水口和抽真空口均连通连接框架内部，透明面板和连接框架内填充有注入液。

上述的一种裸眼3D显示系统，其中，所述注入液为经过脱气处理的纯水。

本发明的有益效果为：

本发明公开的一种裸眼3D显示系统，包括系统处理器、云服务器、用户终端和显示器，用户终端采集存储3D图像素材，云服务器进行素材合成，系统处理器为云服务器、用户终端提供交互，显示器显示3D模型和视频，同时，显示器为景深显示器，包括液晶屏、光栅、偏振玻璃、景深器和偏振膜，综上所述，本发明具有拍摄方便、素材合成简单易用、推送展示便捷、影像清晰度高、3D效果好和立体感强的优点。

附图说明

图1为本发明示意图。

图2为显示器分解图。

图3为光栅示意图。

图4为光栅单元示意图。

图5为光栅俯视图。

图6为偏振玻璃分解图。

图7为偏振玻璃截面图。

图8为景深器示意图。

图9为连接框架截面图。

图10为图8中，A-A向截面图。

图11为注入设备示意图。

附图标号：1、液晶屏；2、光栅；3、偏振玻璃；4、景深器；5、偏振膜；6、刻痕；7、光栅单元；8、透射弧面；9、反射面；10、基板；11、第二偏振膜；12、反光透视膜；13、透明面板；14、连接框架；15、进水口；16、抽真空口；17、插板；18、插槽；19、贴附条；20、密封条；21、自封逆止阀；22、纯水储罐；23、注水管；24、抽真空装置；25、抽真空管；26、进料管；27、稳压管；28、出料管；29、呼吸阀；30、阀门。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合实施例对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。

实施例一

一种裸眼3D显示系统，其特征在于，包括系统处理器、云服务器、用户终端和显示器，所述用户终端采集存储3D图像素材，并与系统处理器交互，传输采集存储的3D图像素材，系统处理器接收用户终端传输的3D图像素材，并与云服务器交互，传输3D图像素材，云服务器接收3D图像素材，并通过3D合成软件将接收的3D图像素材合成为3D模型或视频，同时，将合成的3D模型或视频通过系统处理器传输回用户终端，用户终端通过推送方式，将3D模型或视频通过显示器进行展示；

其中，所述用户终端内加载有应用APP，所述应用APP与系统处理器建立网络传输连接，用户终端通过应用APP进行功能操作，包括用户注册、登录、密码找回、登出、上传素材、模型视频查看、模型视频推送；

用户注册：用户通过应用APP进行注册，并提交相应的注册信息，注册信息包括账户和密码，注册信息通过系统处理器进行验证，并存储于云服务器中；

登录：用户通过应用APP用账户和密码进行登录，系统处理器将用户输入的账户和密码与云服务器中存储的注册信息进行比对，比对无误后，用户登录成功，比对错误，用户不能登录；

密码找回：用户通过应用APP进行密码找回，通过将实时提交的注册信息与云服务器中存储的注册信息进行比对，系统处理器判断是否下达密码修改权限；

登出：用户登录应用APP后，可进行登出，用户下线；

上传素材：用户登录应用APP后，可由当前的用户终端中选取存储的3D图像素材，并通过应用APP将选取的3D图像素材上传至系统处理器中；

模型视频查看：用户上传素材后，上传的3D图像素材通过系统处理器传输至云服务器中，云服务器通过3D合成软件将接收的3D图像素材合成为3D模型或视频，并通过系统处理器传输回用户终端的应用APP上，用户可自行对回传的3D模型或视频进行查看；

模型视频推送：用户进行模型视频推送时，可通过无线和有线两种方式进行，有线推送是指用户通过信息传输线，将用户终端和显示器直连，将3D模型或视频在显示器上展示，无线推送是指用户基于投屏协议，进行同wifi下，3D模型或视频的数据由用户终端向显示器的传输，进而实现3D模型或视频在显示器上的展示；

其中，所述投屏协议为DLNA协议、airplay推送协议、lelink协议中的一种；

所述用户终端为wifi智能相机、智能手机、平板电脑或PC电脑中的一种，当用户终端为PC电脑，需配置用于拍摄3D图像素材的采集设备，所述采集设备为超清摄像头、相机、摄像机中的一种或者多种；

本实施例中，用户终端采集素材，通过应用APP进行素材的传输，素材上传后，通过云服务器内的3D合成软件进行处理，处理完成后的模型视频，再回传至用户终端的应用APP上，用户可查看；

同时，为保证素材的拍摄效果，建议在拍摄时，配置360°拍+摄转盘，控制拍摄物进行360°的旋转，此时，用户终端进行定位设置，保证拍摄的稳定；

本实施例中，用户可通过无线和有线两种推送方式，进行3D模型或视频在显示器上的展示；

本实施例中，所述的应用APP为时巷摄影版。

实施例二

本实施例为提高模型或视频在显示器上的3D效果，进了行显示器的景深功能优化；

其中，所述显示器为景深显示器，包括液晶屏、光栅、偏振玻璃、景深器和偏振膜，所述液晶屏、光栅、偏振玻璃、景深器和偏振膜依次复合。

本实施例中，液晶屏根据3D模型或视频数据发出影像光，发出的影像光首先经过光栅折射结构，形成立体的影像效果，随后经过偏振玻璃，消除干扰光和眩光，然后，在进入景深器，通过景深器的折射效果，使影像光形成的显示虚像的深度加深，提升影像深度，强化立体感，最后在通过偏振膜的偏振后，进行影像的展示。

实施例三

实施例二中，所述光栅的正面上设置有多个斜向设置的刻痕，所述刻痕之间平行设置，相邻的2个刻痕之间为1个光栅单元，刻痕与竖直方向的角度为光栅斜度角，所述光栅斜度角为α，所述α为15～65°；

其中，所述光栅单元由中部的透射弧面和透射弧面两侧的反射面构成，所述刻痕呈V字形，构成透射弧面两侧的反射面，所述透射弧面呈圆弧形，所述反射面与刻痕所呈的V字形的对称线所呈的夹角为β，所述β为5～10。

本实施例中，刻痕呈斜向设置，形成呈斜向平行分布的光栅单元，从而调整了影像光栅的柱形排列折射结构，具有增强影像光影像深度的效果，进而提升影像的立体效果；

刻痕形成的反射面近乎与透镜本体垂直，具备反射局部影像光的效果，使光栅单元中部的透光部分形成光栅狭缝，提升影像的立体效果，并有助于提升影像的亮度；

同时，透镜本体上水平每英寸的刻痕数量与显示器的分辨率呈同步递增关系，就现有高清分辨率(720P或1080PI*1444P)而言，其水平每英寸的刻痕数量不低于48线；

本实施例中，由于光栅折射结构变化，因此需在3D模型或视频推送前，选取与当前显示器光栅匹配的图像分解软件，使合成的3D模型或视频数据，分切成与显示屏匹配像素光栅格。

实施例四

实施例二中所述的偏振玻璃由基板、第二偏振膜和反光透视膜复合粘接而成，所述粘胶为压敏胶；

其中，所述基板为光学玻璃、光学强化玻璃或TFT玻璃中的一种，所述偏振膜在进行粘接复合前，需对偏振膜的两面分别进行AG处理和AR处理，进行AR处理的面为偏振膜与基板粘接的面，进行AG处理的面为偏振膜与反光透视膜粘接的面，所述反光透视膜的透射方向和反射方向统一，均反向于基板方向。

本实施例的偏振玻璃，根据偏振膜光学原理进行设计，当影像光垂直于偏振膜传播的方向平面时，偏振光通过，其透光率高、反射率低、偏振效果好的特点，光线分散均匀，可大幅度消除干扰光和眩光，提高防眩效果，并大幅度提高影像清晰度，同时，通过复合反光透视膜，可增大亮度和景深。

实施例五

实施例四的偏振玻璃，由复合设备进行粘接复合；

所述复合设备包括静电除尘器、连续贴膜机和滚筒压合机，其复合方法，包括以下具体步骤：

在进行复合时，需在无尘车间中进行；

(1)将基板、偏振膜和反光透视膜转移至无尘车间中，连续贴膜机预热，并添加粘胶，同时，静电除尘器启动，无尘车间内静电除尘；

(2)将基板连续缓慢的送入连续贴膜机，并均匀涂覆粘胶，进行基板、偏振膜的粘接复合，控制贴膜温度在50～60℃之间，贴膜压力在0.4～0.5MPa之间；

(3)完成粘接后的基板和偏振膜低速通过三级设置的滚筒压合机，去除气泡，三级设置的滚筒压合机按工艺前后，压合压力依次为0.5MPa、0.55MPa和0.58MPa；

(4)待压合完成，自然冷却2小时，即得基板、偏振膜的复合玻璃；

(5)待复合玻璃完全冷却，重新连续缓慢的送入连续贴膜机，并均匀涂覆粘胶，进行复合玻璃和反光透视膜的的粘接复合，控制贴膜温度在50～60℃之间，贴膜压力在0.4～0.45MPa之间；

(6)待步骤(5)完成粘接，复合玻璃和反光透视膜低速通过三级设置的滚筒压合机，去除气泡，三级设置的滚筒压合机按工艺前后，压合压力依次为0.5MPa、0.55MPa和0.58MPa；

(7)待步骤(6)压合完成，自然冷却2小时，随后切割、清洁后，即得偏振玻璃。

本实施例中，偏振玻璃在进行复合时，需处于静电立场中，进行除尘处理，防止基板、偏振膜和反光透视膜三者复合时，有杂质混入，贴膜过程中，需进行温度控制，保证粘胶流动性，同时，降低起泡的情况，压合的作用在于，提高复合强度，同时也是为了去除可能存在的起泡，提高复合效果，进而提高偏振玻璃工作性能。

实施例六

实施例二所述的景深器包括透明面板和连接框架，所述连接框架呈框形，所述透明面板的数量为2个，对称设置于连接框架的前后两端，并与连接框架密封连接，所述连接框架上设有进水口和抽真空口，所述进水口和抽真空口均连通连接框架内部，透明面板和连接框架内填充有注入液；

其中，所述透明面板朝向连接框架的一侧上设有插板，所述连接框架的两侧设有对称的插槽和贴附条，所述插板和插槽均呈首尾环绕设置，其互相插接，插槽设有设有密封条，所述贴附条位于连接框架所呈的框形内，并紧贴与连接框架密封连接的透明面板；

所述透明面板和连接框架之间通过结构粘胶粘接加固并密封，所述插板和插槽的数量为多个，且一一对应，互相插接，所述透明面板为光学高透亚克力板，结构粘胶为亚克力无影胶，所述注入液为经过脱气处理的纯水，所述进水口和抽真空口处均设有自封逆止阀。

本实施例的景深器根据光学平面折射成像原理进行设计，当影像光进入景深器内，会在注入液中折射，进而使影像光形成的显示虚像的深度加深，从而达到增强影像光影像深度的效果，提高显示设备的影像立体感；

同时，本实施例为提高景深器强度，通过插板和结构粘胶进行加固和密封，并结合密封条强化密封性。

实施例七

实施例六的景深器，其内的注入液通过专用的注入设备进行注入；

所述的注入设备包括纯水储罐、注水管、抽真空装置和抽真空管，所述纯水储罐上设有进料管、稳压管和出料管，其内加入有纯水，所述进料管、稳压管和出料管均与纯水储罐内部连通，稳压管上设有呼吸阀，所述出料管竖直设置，其下端位于纯水储罐内底部，其上端与注水管连接，并通过注水管与进水口连接，进而连通景深器主体内部，所述抽真空装置与抽真空管连通，并通过抽真空管与抽真空口连接，进而连通景深器主体内部；

其中，所述进料管和出料管上均设有阀门；

注入设备工作时，注入液的注入方法如下：

(A)调节呼吸阀在负压力状态；

(B)启动抽真空装置，抽真空装置通过抽真空管和抽真空口，向景深器主体内部进行持续的抽真空；

(C)抽真空过程中，纯水储罐内的纯水通过注水管、进水口，被缓慢吸入景深器主体内部，此时，调节抽真空装置的抽真空力度，控制纯水进入景深器主体内部的流速；

(D)随着抽真空装置的持续抽真空，纯水持续缓慢的进入景深器主体内部，直至完全将景深器主体内部填充，并进入抽真空管内，此时，抽真空装置关闭，自封逆止阀工作，将纯水密封在景深器主体内；

(E)最后，将注水管和抽真空管取下，并通过密封盖或者密封胶将进水口和抽真空口密封，即完成了景深器主体内注入液的注入。

本实施例中，纯水储罐上的稳压管和呼吸阀，用于稳定纯水储罐内压和维持纯水储罐内纯水的脱气状态，同时，也是为了防止抽真空装置功率过大，而可能引起的注入液快速灌入景深器内，导致纯水的脱气状态降低；

本实施例中，进水口和抽真空口处设自封逆止阀，进水口可进水不可出水，抽真空口可出气不可进气，当抽真空装置启动后，景深器内气体抽出，纯水注入景深器内；

当纯水注入完毕后，可手动封闭自封逆止阀，强化密封效果，最后再通过密封盖或者密封胶将进水口和抽真空口密封；

由此得到的景深器，其密封良好、内部气体含量极低，可有效保证景深器的工作效果。

综上述实施例所述，本发明的一种裸眼3D显示系统具备以下优点：

(a)基于用户终端进行素材采集和存储，基于应用APP进行素材的上传和模型视频的接收，素材通过合成软件进行合成处理，无需进行软件预装，使用时，通过简单的素材拍摄采集、上传、接收，即可完成3D模型和视频的生成，简单易用；

(b)用户终端支持模型视频数据的推送，可简单快速的进行3D图像的展示；

(c)配置360°拍摄转盘，简化拍摄难度；

(d)设计景深显示器，强化3D模型和视频的3D效果，增强影像立体感；

(d1)刻痕形成的反射面，具备反射局部影像光的效果，有助于提升影像的亮度；

(d2)偏振玻璃的透光率高、反射率低、偏振效果好，光线分散均匀，可大幅度消除干扰光和眩光，提高防眩效果，并大幅度提高影像清晰度，同时，通过复合反光透视膜，可增大亮度；

(d3)景深器可使影像光形成的显示虚像的深度加深，从而达增强影像光影像深度，增强影像立体感；

综上所述，本发明的一种裸眼3D显示系统，具有拍摄方便、素材合成简单易用、推送展示便捷、影像清晰度高、3D效果好和立体感强的优点。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种裸眼3D显示系统，其特征在于，包括系统处理器、云服务器、用户终端和显示器，所述用户终端采集存储3D图像素材，并与系统处理器交互，传输采集存储的3D图像素材，系统处理器接收用户终端传输的3D图像素材，并与云服务器交互，传输3D图像素材，云服务器接收3D图像素材，并通过3D合成软件将接收的3D图像素材合成为3D模型或视频，同时，将合成的3D模型或视频通过系统处理器传输回用户终端，用户终端通过推送方式，将3D模型或视频通过显示器进行展示。

2.如权利要求1所述的一种裸眼3D显示系统，其特征在于，所述用户终端内加载有应用APP，所述应用APP与系统处理器建立网络传输连接，用户终端通过应用APP进行功能操作，包括用户注册、登录、密码找回、登出、上传素材、模型视频查看、模型视频推送。

3.如权利要求2所述的一种裸眼3D显示系统，其特征在于，所述的功能操作具体如下：

用户注册：用户通过应用APP进行注册，并提交相应的注册信息，注册信息包括账户和密码，注册信息通过系统处理器进行验证，并存储于云服务器中；

登录：用户通过应用APP用账户和密码进行登录，系统处理器将用户输入的账户和密码与云服务器中存储的注册信息进行比对，比对无误后，用户登录成功，比对错误，用户不能登录；

密码找回：用户通过应用APP进行密码找回，通过将实时提交的注册信息与云服务器中存储的注册信息进行比对，系统处理器判断是否下达密码修改权限；

登出：用户登录应用APP后，可进行登出，用户下线；

上传素材：用户登录应用APP后，可由当前的用户终端中选取存储的3D图像素材，并通过应用APP将选取的3D图像素材上传至系统处理器中；

模型视频查看：用户上传素材后，上传的3D图像素材通过系统处理器传输至云服务器中，云服务器通过3D合成软件将接收的3D图像素材合成为3D模型或视频，并通过系统处理器传输回用户终端的应用APP上，用户可自行对回传的3D模型或视频进行查看；

模型视频推送：用户进行模型视频推送时，可通过无线和有线两种方式进行，有线推送是指用户通过信息传输线，将用户终端和显示器直连，将3D模型或视频在显示器上展示，无线推送是指用户基于投屏协议，进行同wifi下，3D模型或视频的数据由用户终端向显示器的传输，进而实现3D模型或视频在显示器上的展示；

其中，所述投屏协议为DLNA协议、airplay推送协议、lelink协议中的一种。

4.如权利要求3所述的一种裸眼3D显示系统，其特征在于，所述用户终端为wifi智能相机、智能手机、平板电脑或PC电脑中的一种；

当用户终端为PC电脑，需配置用于拍摄3D图像素材的采集设备，所述采集设备为超清摄像头、相机、摄像机中的一种或者多种。

5.如权利要求4所述的一种裸眼3D显示系统，其特征在于，所述用户终端在进行3D图像素材的采集时，需配置360°拍摄转盘，所述360°拍摄转盘用于控制拍摄物进行360°的旋转。

6.如权利要求1或5所述的一种裸眼3D显示系统，其特征在于，所述显示器为景深显示器，包括液晶屏、光栅、偏振玻璃、景深器和偏振膜，所述液晶屏、光栅、偏振玻璃、景深器和偏振膜依次复合。

7.如权利要求6所述的一种裸眼3D显示系统，其特征在于，所述光栅的正面上设置有多个斜向设置的刻痕，所述刻痕之间平行设置，相邻的2个刻痕之间为1个光栅单元，刻痕与竖直方向的角度为光栅斜度角，所述光栅斜度角为α，所述α为15～65°。

8.如权利要求7所述的一种裸眼3D显示系统，其特征在于，所述偏振玻璃由基板、第二偏振膜和反光透视膜复合粘接而成，所述粘胶为压敏胶。

9.如权利要求8所述的一种裸眼3D显示系统，其特征在于，所述景深器包括透明面板和连接框架，所述连接框架呈框形，所述透明面板的数量为2个，对称设置于连接框架的前后两端，并与连接框架密封连接，所述连接框架上设有进水口和抽真空口，所述进水口和抽真空口均连通连接框架内部，透明面板和连接框架内填充有注入液。

10.如权利要求9所述的一种裸眼3D显示系统，其特征在于，所述注入液为经过脱气处理的纯水。