CN217879844U - 非平面显示屏及裸眼立体影像成像系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于3D技术领域，提供了一种非平面显示屏，所述非平面显示屏从预设的视角方向上看呈弯折状；所述非平面显示屏所显示的影像可在预设的视角区域内被观看后被想象成位于所述非平面显示屏所围成的几何空间之内的立体影像。本实用新型所提供的非平面显示屏为立体结构，上述弯折状所围成的几何空间位于非平面显示屏的显示面与观众观看的视角范围之间，当非平面显示屏的显示面所显示的影像被观众观看后，观众基于视错觉原理想象成一个位于上述几何空间的虚拟立体影像。可见，上述非平面显示屏的3D实现方式基于视错觉原理实现，无需佩戴3D眼镜，实现了裸眼观看3D影像，使观看3D影像的方式得以简化，提升观影体验。

Description

非平面显示屏及裸眼立体影像成像系统

技术领域

本实用新型属于3D技术领域，尤其涉及一种非平面显示屏及裸眼立体影像成像系统。

背景技术

3D电影有着比2D电影无法比拟的优势，会让观众有身临其境的观影体验，因此3D电影的市场前景越来越好。目前的3D电影实现原理从技术层面划分主要包括偏光式3D技术和主动快门式3D技术这两种方式，这两种方式都需要观众佩戴3D眼镜来观看，其中前者需要观众佩戴被动式偏光眼镜，后者需要观众佩戴主动快门式眼镜。

3D眼镜成为观看3D电影必需的配件后，会带来3D眼镜的破损更换、清洁、回收等一系列工作，这部分工作需要花费额外的人力、物力来完成。而且对于不习惯佩戴眼镜的观众或者原本就佩戴了视力矫正眼镜的观众来说，再佩戴3D眼镜也会有诸多不便。因此，如果能实现无需佩戴3D眼镜的裸眼3D技术，将能给观众带来更便捷的观影体验。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题为如何实现裸眼3D技术，以简化观看3D影像的方式，提升观影体验。

为解决上述技术问题，第一方面，本实用新型实施例提供了一种非平面显示屏，所述非平面显示屏从预设的视角方向上看呈弯折状；所述非平面显示屏所显示的影像可在预设的视角区域内被观看后想象成位于所述非平面显示屏所围成的几何空间之内的立体影像，所述预设的视角范围位于所述几何空间之外。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种裸眼立体影像成像系统，包括：

如第一方面所述的非平面显示屏；

驱动单元，与所述非平面显示屏连接，用于驱动所述非平面显示屏进行显示。

本实用新型实施例所提供的非平面显示屏为立体结构，从预设的视角方向上看，非平面显示屏的显示面呈弯折状，这种弯折状所围成的几何空间位于非平面显示屏的显示面与观众观看的视角范围之间，当非平面显示屏的显示面所显示的影像被观众观看后基于视错觉原理想象成一个位于上述几何空间的虚拟立体影像。可见，上述非平面显示屏的3D实现方式基于视错觉原理实现，无需佩戴3D眼镜，实现了裸眼观看3D影像，使观看3D影像的方式得以简化，提升观影体验。

附图说明

图1A至图1E是本实用新型第一实施例提供的非平面显示屏为多面拼接的结构设计图；

图2A至图2B是本实用新型第一实施例提供的非平面显示屏为单曲面的结构设计图；

图3A是本实用新型第二实施例提供的裸眼立体影像成像系统的结构图；

图3B是本实用新型第二实施例提供的观看非平面显示屏后想象出的虚拟立体影像的示意图；

图4是本实用新型第二实施例提供的裸眼立体影像成像系统的改进的结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型基于“视错觉”的原理实现裸眼3D技术，所谓“视错觉”，是指观察者在客观因素干扰下或者自身在经验、记忆等心理因素支配下，对图像产生的与客观事实不相符的错误观感。也就是说，对于2D的图像，观察者在“视错觉”下通过裸眼所能“观看”到的是一种想象出来的虚拟的3D图像。

基于上述原理，本实用新型第一实施例提供了一种非平面显示屏，该非平面显示屏从预设的视角方向上看呈弯折状，观众最终基于视错觉想象出来的3D影像位于这种弯折状所围成的几何空间中，能让观众感觉到想象的3D影像被“包裹”在这个几何空间中。该非平面显示屏具有一开口部，并且，该非平面显示屏的内壁面为显示面，本实施例中，显示面是指用于显示的像素点所在的一面，像素点可以为LED像素点或OLED像素点或Micro LED像素点，或者其他主动显示技术中的像素点。

从预设的视角方向上看对该非平面显示屏进行剖切，得到的截面为弯折状，本实施例中，所谓“弯折状”具体可以是多个线段之间的非平滑弯折，这种弯折一般是非平面显示屏设计为“多面拼接的非平面结构”的情形剖切得到。另外，上述弯折状可以是比较平滑的弯曲形状，例如当非平面显示屏设计为圆锥、球冠等“单曲面的非平面结构”的情形剖切得到。

“多面拼接的非平面结构”和“单曲面的非平面结构”这两种方式，分述如下：

如图1A至图1E所示，“多面拼接的非平面结构”的显示屏具体包括底面显示屏10和至少一个侧面显示屏11，图1A示出的两面体的设计中只包括一个侧面显示屏11，侧面为非封闭结构，图1B示出的三棱台的设计中包括三个侧面显示屏11，图1C示出的四棱台的设计中包括四个侧面显示屏11，图1D示出的五棱台的设计中包括五个侧面显示屏11。并且，侧面显示屏11可以是图1A至图1D所示的平面显示屏，也可以是图1E所示的曲面显示屏。

各侧面显示屏11以相对于底面显示屏10弯折的方式设置在底面显示屏11的周缘，形成一个具有开口部的敞口式立体显示屏，并且，侧面显示屏11的显示面朝向底面显示屏10的显示面，想象成的立体影像位于所述敞口式立体显示屏围合成的几何空间中。其中，侧面显示屏11的显示面与底面显示屏10的显示面之间的弯折角度以钝角为佳，这样更方便观看。

对于这种“多面拼接的非平面结构”，每次显示影像时需要底面显示屏10以及部分或全部的侧面显示屏11进行显示，这样用于显示的底面显示屏10和侧面显示屏11分别会显示出对应的子影像，这些子影像组成了一幅完整的影像。

观众基于视错觉的原理在预设的视角区域内观看到各个子影像后，每个子影像被想象成位于所述几何空间之内的立体子影像。

并且，相邻显示屏所显示出的子影像可拼接而使得想象成的各自对应的立体子影像拼接成一幅完整的立体影像。其中，不仅用于显示的两个相邻的侧面显示屏11之间属于相邻关系，用于显示的底面显示屏10与侧面显示屏11也属于相邻关系。由于各个立体子影像的是观众基于视错觉原理想象出来的虚拟影像，那么拼接后的完整的立体影像自然也是虚拟影像。

最终想象出的完整的立体影像与各个显示屏所直接显示出的子影像之间的关系，可以理解成这种关系的：从预设的视角区域看，直接显示的子影像相当于想象出的完整的立体影像在对应显示屏上透视投影出的2D图像，而想象出的完整的立体影像又相当于由各个显示屏显示的子影像在视错觉下整合后得到的虚拟立体影像。

需要说明的是，图1A至图1E示出的底面显示屏10和侧面显示屏11均为平面形状，具体设计时，还可以将二者都设计为高低起伏的曲面形状，适用于一些场景画面中的特殊地形要求。

“单曲面的非平面结构”的显示屏可以是如图2A所示的一无底面且顶点向下的圆锥式曲面显示屏，包括顶点210和圆锥面211；也可以是图2B所示的无底面且顶点向下的球冠式曲面显示屏，包括顶点220和球冠面221。图2A和图2B由于无底面而在曲面末端具有开口部，在剖切后均从上到下呈平滑的弯折状，形成一个敞口式立体显示屏，其中内侧壁为显示面。

另外，上述“非平面显示屏所围成的几何空间”是指非平面显示屏的外部轮廓线封闭后所包围的空间，对于图1A而言，是指将底面显示屏10和侧面显示屏11分别镜像并封闭两端后所包围的空间，而对于图1B至图2B而言，则是指直接将开口部封闭后所包围的空间。

参照图3A、图3B，本实用新型第二实施例提供了一种裸眼立体影像成像系统，包括：

如第一实施例所述的非平面显示屏；

驱动单元3，与非平面显示屏连接，用于驱动所述非平面显示屏进行显示。

驱动单元3的驱动信号中驱动单元中携带有经过3D建模得到的3D影像信息，具体的3D建模方式为通过将2D影像利用AI补偿等方式转换成3D模型。

图3B中的“A”为观众想象成的立体影像。

考虑到对于预设的视角区域为一个的情形，实际观看时观众有可能在该视角区域内会调整姿态，例如从站姿变成坐姿，为了给观众最佳的观看体验，参考图4，本实施例中，裸眼立体影像成像系统还包括：人眼跟踪装置4，用于对所述预设的视角区域内的人眼位置进行跟踪，人眼跟踪装置4可以采用有线或无线的方式与驱动单元3通信连接，在物理设置上可以设置在非平面显示屏上，也可以独立于非平面显示屏之外。

相应地，驱动单元3用于根据所述人眼跟踪装置跟踪到的人眼位置信息实时确定当前适于显示的像素点的位置，并驱动所确定的像素点进行显示。例如当观众从站姿变成坐姿时，如果还维持原先用于显示的像素点位置度，想象出的立体影像的大小可能会失真、变形，因此需要根据人眼位置的变化信息对用于显示的像素点的位置做出调整，使得想象出的立体影像的大小、形状能保持稳定。

进一步地，上述预设的视角区域也可以为多个，支持观众在大范围改变观看视角的情况下也不影响正常观看。此时裸眼立体影像成像系统还包括：视角监控装置5，用于跟踪确认观众所处的视角区域。同理，视角监控装置5可以采用有线或无线的方式与驱动单元3通信连接，在物理设置上可以设置在非平面显示屏上，也可以独立于非平面显示屏上之外。

具体可以将非平面显示屏的周围划分为若干视角区域，每个视角区域对应不同的显示参数，例如用于显示的像素点的位置等，并将各个视角区域对应的投射参数预先存储在驱动单元3中。

视角监控装置5可以基于热红外检测等方式检测观众所处的视角区域，并将检测结果发送至驱动单元3。

相应地，驱动单元3用于根据所述视角监控装置的跟踪确认结果实时确定当前适于显示的像素点的位置，并驱动所确定的像素点进行显示，以使当前显示的影像适合在观众当前所处的视角区域内观看。

往往观众视角区域的变化也会伴随人眼位置的变化，而前者的变化所需调整显示参数的幅度相对于后者的变化所需调整显示参数的幅度要更大一些，这时，驱动单元3可以先根据视角监控装置5的跟踪确认结果调整显示参数以实现粗调，再根据人眼跟踪装置4的跟踪信息进一步对显示参数进行细调。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种非平面显示屏，其特征在于，所述非平面显示屏从预设的视角方向上看呈弯折状；所述非平面显示屏所显示的影像可在预设的视角区域内被观看后被想象成位于所述非平面显示屏所围成的几何空间之内的立体影像，所述预设的视角范围位于所述几何空间之外。

2.如权利要求1所述的非平面显示屏，其特征在于，所述非平面显示屏包括：

底面显示屏；

至少一个侧面显示屏，各所述侧面显示屏以相对于所述底面显示屏弯折的方式设置在所述底面显示屏的周缘，所述侧面显示屏的显示面朝向所述底面显示屏的显示面，形成一个敞口式立体显示屏；

想象成的所述立体影像位于所述敞口式立体显示屏围合成的几何空间中。

3.如权利要求2所述的非平面显示屏，其特征在于，所述底面显示屏和所述侧面显示屏分别用于显示对应的子影像，每个所述子影像可在所述预设的视角区域内被观看后被想象成位于所述几何空间之内的立体子影像；

并且，相邻显示屏所显示的子影像可拼接而使得想象成的各自对应的立体子影像拼接成一幅完整的立体影像。

4.如权利要求2或3所述的非平面显示屏，其特征在于，所述底面显示屏和所述侧面显示屏为平面状或曲面状。

5.如权利要求1所述的非平面显示屏，其特征在于，所述非平面显示屏包括一无底面且顶点向下的圆锥式曲面显示屏或无底面且顶点向下的球冠式曲面显示屏，从上到下呈平滑的弯折状，形成一个敞口式立体显示屏；

所述圆锥式曲面显示屏或所述球冠式曲面显示屏的内侧壁为显示面。

6.如权利要求1、2、3或5所述的非平面显示屏，其特征在于，所述非平面显示屏上的像素点为LED像素点或OLED像素点或Micro LED像素点。

7.一种裸眼立体影像成像系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至6任一项所述的非平面显示屏；

驱动单元，与所述非平面显示屏连接，用于驱动所述非平面显示屏进行显示。

8.如权利要求7所述的裸眼立体影像成像系统，其特征在于，所述预设的视角区域为一个；所述裸眼立体影像成像系统还包括：

人眼跟踪装置，用于对所述预设的视角区域内的人眼位置进行跟踪；

所述驱动单元用于根据所述人眼跟踪装置跟踪到的人眼位置信息实时确定当前适于显示的像素点的位置，并驱动所确定的像素点进行显示。

9.如权利要求7所述的裸眼立体影像成像系统，其特征在于，所述预设的视角区域为多个；所述裸眼立体影像成像系统还包括：

视角监控装置，用于跟踪确认观众所处的视角区域；

所述驱动单元用于根据所述视角监控装置的跟踪确认结果实时确定当前适于显示的像素点的位置，并驱动所确定的像素点进行显示，以使当前显示的影像适合在观众当前所处的视角区域内观看。

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