CN213987059U - 一种体3d显示 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种体3D显示，包括用于提供3D图像中不同景深的切片图像的图像源控制器、用于显示所述切片图像以获得立体感的图像显示器，以及将所述图像源控制器中的所述切片图像传输给所述图像显示器的信号传输器，所述图像显示器包括N个图像显示单元，N≥2，N个图像显示单元间隔平行放置，且每一图像显示单元显示相应景深的切片图像。通过上述结构，无辐辏调节矛盾，便于人们长期观看，且相对于现有体3D显示，结构简单，不需要机械式扫描等复杂、厚重的系统。

Description

一种体3D显示

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，特别是涉及一种体3D显示。

背景技术

现实世界是一个三维立体世界，随着社会的发展，通常的二维平面显示在某些方面已不能满足人类的需求，人们希望显示器能真实地还原显示出空间的三维信息。因此三维显示应运而生，并不断得到发展，成为当今显示领域的研究热点。

传统的3D立体显示主要是基于双目视差原理实现的，人能看到现实的3D 立体景物，主要是由于两眼在不同位置观看，所看景物具有双目视差，从而在大脑中产生立体效果，此种三维显示由于不能解决眼球聚焦深度和眼球辐辏之间的矛盾，容易导致人体产生疲劳和头晕，不便人们长期观看。全息三维显示虽能解决上述矛盾，但对制造工艺、光源的相干性、计算量以及调制器像素尺寸要求极高，目前难应用于实际中。

前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无辐辏矛盾的体3D显示。

本实用新型提供一种体3D显示，包括用于提供3D图像中不同景深的切片图像的图像源控制器、用于显示所述切片图像以获得立体感的图像显示器，以及将所述图像源控制器中的所述切片图像传输给所述图像显示器的信号传输器，所述图像显示器2包括N个图像显示单元，N≥2，N个所述图像显示单元间隔平行放置，且每一所述图像显示单元显示相应景深的切片图像。

在其中一实施例中，所述图像显示单元的数量为6个。

在其中一实施例中，各所述图像显示单元均与所述信号传输器连接，且各所述图像显示单元之间并联。

在其中一实施例中，所述图像源控制器包括输入接口、存储单元、图像处理器、输出接口和信号控制器，所述输入接口接收所述3D图像及连接所述存储单元，所述存储单元连接所述图像处理器，所述存储单元连接所述控制器，所述信号控制器连接所述输出接口，所述输出接口连接所述信号传输器。

在其中一实施例中，所述信号控制器包括M个信号控制单元，M＝N，所述 M个信号控制单元与所述N个图像显示单元一一对应连接。

在其中一实施例中，所述图像显示单元包括导电层、发光层、显示控制器，所述显示控制器包括X控制器和Y控制器，所述发光层连接所述导电层并贴合在一起，所述导电层分别连接所述X控制器和所述Y控制器。

在其中一实施例中，所述发光层包含多个发光单元，各所述发光单元并联。

在其中一实施例中，所述发光层为microLED或miniLED或OLED单元。

在其中一实施例中，所述导电层包括第一导电单元层和第二导电单元层，所述第一导电单元层和所述第二导电单元层之间设置在所述发光层。

在其中一实施例中，所述第一导电单元层连接所述X控制器，所述第二导电单元层连接所述Y控制器。

本实用新型提供的体3D显示，通过用于提供3D图像中不同景深的切片图像的图像源控制器、用于显示所述切片图像以获得立体感的图像显示器，无辐辏调节矛盾，便于人们长期观看，且相对于现有体3D显示，结构简单，不需要机械式扫描等复杂、厚重的系统。

附图说明

图1为本实用新型实施例体3D显示的结构示意图；

图2为本实用新型实施例图像源控制器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例图像显示单元的第一种电路设计方案的电路图；

图4为采用第一种布置的图像显示单元的部分结构示意图；

图5为采用第二种布置的图像显示单元的部分结构示意图；

图6为本实用新型实施例图像显示单元的第二种电路设计方案的电路图；

图7为采用图6的图像显示单元的部分结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

请参图1和图2，本实用新型第一实施例中提供的体3D显示，包括用于提供3D图像中不同景深的切片图像的图像源控制器1、用于显示切片图像以获得立体感的图像显示器2，以及将图像源控制器1中的切片图像传输给图像显示器2的信号传输器3。图像显示器2包括N个图像显示单元，N≥2，N 个图像显示单元间隔平行放置，且每一图像显示单元显示相应景深的切片图像。

信号传输器3可以为实体的信号传输线，也可以为无线发射与接收模块。当信号传输器3为实体的信号传输线时，一侧需与图像源控制器1的输出接口15信号连接，另一侧需与图像显示器2的显示控制器27连接，这里说的连接可以是电连接也可以是光信号连接，或其他信号连接形式。当信号传输器3为无线发射与接收模块时，无线发射模块设置于图像源控制1一端或者集成在图像源控制1内，无线接收模块设置于图像显示器2一端或者集成在图像显示器2内。

图像源控制器1里预装载有所需展现的3D图像的切片图像；根据图像显示器2中图像显示单元的数量N，将3D图像按照N个图像显示单元分成N个切片图像，每个切片图像按照其在3D图像中所对应的深度(景深)位置，通过信号传输器3输入进图像显示器2的对应图像显示单元中。同样道理，如果需要呈现的是3D视频，则对3D视频的每帧3D图像进行切片，切片后根据其在各3D图像中对应的深度进行分组，在图像再现或者视频再现的时候，对应的N个图像显示单元进行呈现。需要注意的是，由于是图像源控制器1里包含了多帧图像，因此在呈现的时候需要可控制在某个时间或者某个时间段内是同一帧3D图像的切片图像。

图像源控制器1包括输入接口11、存储单元12、图像处理器13、信号控制器14和输出接口15。输入接口11接收3D图像及连接存储单元12，存储单元12分别连接图像处理器13和信号控制器14，信号控制器14连接输出接口15，输出接口15连接信号传输器3。

信号控制器14包括M个信号控制单元，M＝N。M个信号控制单元与N个图像显示单元一一对应连接。

具体地，各信号控制单元通过传输器3控制各图像显示单元所需要显示的切片图像。

在本实施例中，图像显示器2的显示控制器27，包括显示控制单元271、显示控制单元272、显示控制单元273、显示控制单元274、显示控制单元275、显示控制单元276，每个显示控制单元包括X控制器和Y控制器。

在本实施例中，图像显示单元的数量为6个，分别为第一图像显示单元 21、第二图像显示单元22、第三图像显示单元23、第四图像显示单元24、第五图像显示单元25、第六图像显示单元26。

各图像显示单元之间按景深间隔平行放置，各图像显示单元通过信号传输器3实现并联，信号传输器3将图像源控制器1中的图像信号传输给对应的图像显示单元。

具体地，每一图像显示单元通过信号传输器3与输出接口15连接以连接信号控制器14的对应信号控制单元，以保证3D图像的立体感。

图像显示器2的图像显示单元为透明显示器，可见光透过率不低于80％；图像显示单元包括显示控制器、基底层8、导电层、发光层7以及至少一层保护层5。显示控制器包括X控制器28和Y控制器29，导电层分别连接X控制器28和Y控制器29，发光层7连接导电层。

基底层起支撑作用及保护，保护层5对图像显示单元中其余各层起保护作用。具体地，基底层8为透明基底，可以为玻璃或薄膜；导电层通过在图形化光刻胶凹槽中埋入导电介质形成，导电介质可以为纳米金属材料，如纳米银，也可以是混合物，如纳米银和石墨烯的混合物。发光层7包含多个发光单元71，各发光单元71并联。具体地，发光单元71可以为microLED或 miniLED或OLED单元。

为了获取预设的景深效果，需要设定各图像显示单元间隔一定距离，并平行阵列排布并通过绝缘材料固定，组成图像显示器2。需要说明的是，这里的平行阵列排布不限定为平面平行排布；因为基底层和保护层为柔性透明薄膜时具有可弯曲性，因此各图像显示单元及图像显示器2整体均有做成带有弧度的形式显示器。

根据不同的电路设计，图像显示单元中各层所处的位置不同，具体阐述如下。

请参考图3至图5，第一种电路设计方案

如图3所示的电路排布，多条连接线交叉，如此，则至少需要两层导电结构，以防止连接线之间因交叉造成部分发光单元71出现串联，保证X控制器、Y控制器能准确及时地控制相应的发光单元71。图中黑色圆圈所表示的是仅列举的9个发光单元71，但应当理解发光层7远不止9个发光单元71； X控制器并联控制相应的发光单元71、Y控制器并联控制相应的发光单元71。

具体地，导电层包括第一导电单元层61和第二导电单元层62。第一导电单元层61和第二导电单元层62之间设置发光层7。X控制器28与第一导电单元层61连接以定位控制到相应的发光单元71；Y控制器29与第二导电单元层62连接以定位控制到相应的发光单元71。

根据第一种电路设计，图像显示单元中的各层可以进行如下两种布置。

第一种布置：如图4所示，从上至下依次为保护层5、第一导电单元层61、基底层8、发光层7、第二导电单元层62、保护层5；第一导电单元层61、第二导电单元层62中的图形化光刻胶凹槽按照预先的第一种电路设计方案走线设计并制作，且第一导电单元层61的导线与X控制器28连接、第二导电单元层62引出的导线与Y控制器29相连，从而可以定位控制到各个发光单元71。为了导电层61与发光层7能够电连接，需在基底层8的相应位置挖通孔，并通过导电介质相连。

第二种布置，如图5所示，从上至下依次为保护层5、第一导电单元层61、发光层7、第二导电单元层62、基底层8。此布置的结构设置相对于第一种布置可减少层结构数，节省材料，并且无需穿过层结构挖通孔，工艺更佳简单。

请参考图6和图7，第二种电路设计方案

如图6所示的电路排布，在电路设计的时候，有意避开不同线路的交叉，此时只需一层导电层即可。图中黑色圆圈所表示的是仅列举的9个发光单元 71，但应当理解发光层远不止9个发光单元71；X控制器28并联控制各发光单元71、Y控制器29并联控制各发光单元71。

如图7所示，从上至下依次为保护层5、发光层7、导电层6、基底层8。保护层5为透明材质，可以为玻璃或薄膜。图形化光刻胶凹槽按照预先的第二种电路设计方案走线设计并制作。导电层6引出的导线分别与X控制器28 和Y控制器29相连，从而可以单独控制到各个发光单元71。此方案的结构设置相对于第一电路设计方案可减少层结构数，节省材料，工艺更佳简单。

工作原理

图像源控制器1通过输入接口11接收所需显示的3D图像，由存储设备 12存储后，在图像处理器13中通过切片软件将3D图像进行切片处理，利用切片软件将3D图像按照从前往后或从后往前(即从靠近观察者处往远离观察者处或者从远离观察者处往靠近观察者处)，进行层层切片，每层切片都为一个二维平面图形，每一幅3D图像(或3D视频每一帧的图像)所切的片数与图像显示器2的图像显示单元数目一致。将生成的多个切片图像存储到存储设备 12中，并传输到信号控制器14上进行识别和读取。识别读取后的切片图像通过输出接口15传输，信号传输器3接收输出接口15传输的切片图像，再传输给图像显示器2，图像显示器2的显示控制器27根据接收的信号，使各图像显示单元分别显示3D切片图像后对应的二维平面图形。如，靠近观察者的图像显示单元显示原3D图像对应前面的切片后的二维平面图形，即第一图像显示单元21显示原3D图像的相对观察者最前面部分的切片图像，以此类推，第六图像显示单元26显示原3D图像的相对观察者最后面部分的切片图像。

基于上述工作原理，本实用新型有二种显示方法，具体阐述如下。

第一种显示方法：对于一幅3D图像，当显示第一幅切片图像时，第一图像显示单元21进行工作，此时其余的图像显示单元不工作(为透明状态)；当显示第二幅切片图像时，第二图像显示单元22进行工作，此时其余的图像显示单元不工作(为透明状态)，第二图像显示单元22发出的光线可以透过第一图像显示单元21；依次类推，当显示第六幅切片图像时，第六图像显示单元26进行工作，此时其余的图像显示单元不工作(为透明状态)，第六图像显示单元26发出的光线可以透过第五图像显示单元25……第一图像显示单元21，直至到达人眼，当图像源控制器11高速刷新时，图像显示器2的各图像显示单元也同步刷新，从而利用视觉暂留效应，在人眼前呈现一个具有深度的三维图像；当显示一段3D视频时，对于每一帧的3D图像进行切片，之后跟上述 3D图像显示方法相同，在进行刷新，形成3D视频。

第二种显示方法：对于一幅3D图像，将图像源控制器11通过信号传输器3传输过来的切片图像信号分别输入图像显示器2中对应的图像显示单元，各图像显示单元同时工作，由于各图像显示单元本身间隔一定距离，因此可在人眼中呈现3D图像的立体感，并可进一步，通过控制各图像显示单元的亮度以进一步加深景深感，从而提高人眼中呈现3D图像的立体感；具体的，在实际显示时，离观察者最近的第一图像显示器21的亮度最高，第二图像显示单元22直至第六图像显示单元26的亮度逐渐降低，以使人眼感觉逐步渐远，从而提升3D图像的立体感。

本实用新型有许多优点。

1、相对于现有视差法三维显示，没有辐辏调节矛盾，便于人们长期观看。

2、相对于现有体3D显示，结构简单，不需要机械式扫描等复杂、厚重的系统。

3、相对于多视角3D显示，此种显示结构简单，各电子元器件具有成熟的工艺支撑，可靠性及生产良品率高，从而降低生产成本低。

4、由于利用透明显示器件，具有轻薄及柔性的优势，实现了柔性3D显示。

在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”、“设置在”或“位于”另一元件上时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。

在本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。

在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本文中，用于描述元件的序列形容词“第一”、“第二”等仅仅是为了区别属性类似的元件，并不意味着这样描述的元件必须依照给定的顺序，或者时间、空间、等级或其它的限制。

在本文中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤。前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种体3D显示，其特征在于，包括用于提供3D图像中不同景深的切片图像的图像源控制器、用于显示所述切片图像以获得立体感的图像显示器，以及将所述图像源控制器中的所述切片图像传输给所述图像显示器的信号传输器，所述图像显示器包括N个图像显示单元，N≥2，N个所述图像显示单元间隔平行放置，且每一所述图像显示单元显示相应景深的切片图像。

2.如权利要求1所述的体3D显示，其特征在于，所述图像显示单元的数量为6个。

3.如权利要求1或2所述的体3D显示，其特征在于，各所述图像显示单元均与所述信号传输器连接，且各所述图像显示单元之间并联。

4.如权利要求1所述的体3D显示，其特征在于，所述图像源控制器包括输入接口、存储单元、图像处理器、输出接口和信号控制器，所述输入接口接收所述3D图像及连接所述存储单元，所述存储单元连接所述图像处理器，所述存储单元连接所述控制器，所述信号控制器连接所述输出接口，所述输出接口连接所述信号传输器。

5.如权利要求4所述的体3D显示，其特征在于，所述信号控制器包括M个信号控制单元，M＝N，所述M个信号控制单元与所述N个图像显示单元一一对应连接。

6.如权利要求1所述的体3D显示，其特征在于，所述图像显示单元包括导电层、发光层、显示控制器，所述显示控制器包括X控制器和Y控制器，所述发光层连接所述导电层并贴合在一起，所述导电层分别连接所述X控制器和所述Y控制器。

7.如权利要求6所述的体3D显示，其特征在于，所述发光层包含多个发光单元，各所述发光单元并联。

8.如权利要求7所述的体3D显示，其特征在于，所述发光单元为microLED或miniLED或OLED单元。

9.如权利要求6所述的体3D显示，其特征在于，所述导电层包括第一导电单元层和第二导电单元层，所述第一导电单元层和所述第二导电单元层之间设置所述发光层。

10.如权利要求9所述的体3D显示，其特征在于，所述第一导电单元层连接所述X控制器，所述第二导电单元层连接所述Y控制器。

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