[發明專利]基于光控時分法的數字立體顯示系統及顯示方法

無效

• 申請號: 201010535279.5
• 申請日: 2010-11-05
• 公開（公告）號: CN102088615A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 盧如西;王自鑫;王嘉輝;白寶國;周建英;蔡志崗
• 申請（專利權）人: 廣東威創視訊科技股份有限公司;中山大學
• 主分類號: H04N13/00
• 分類號: H04N13/00;G02B27/26;G02F1/01
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 曾旻輝

【技術領域】

本發明屬于立體顯示技術，具體涉及一種將光分法與時分法相結合的綜合性立體顯示技術。

【背景技術】

隨著DLP、LED、LCD等技術的發展，視頻顯示技術正處于不斷成熟的階段，從2008年末起，平面顯示器件因自身在分辨率、色域等方面的局限性，其發展遇到了瓶頸。2009年底，電影《阿凡達》上映帶來的熱潮為顯示技術指明了未來首選的發展方向——立體顯示。

目前的三維顯示技術共可以分為分光立體眼鏡、自動分光立體顯示、全息術和體立體顯示4大類。而這4類立體顯示技術中最為成熟的是分光立體眼鏡法。分光立體眼鏡法是利用佩戴的眼鏡對圖像進行選擇或適配，從視差圖像中分選出左、右眼的需要觀察的內容，觀眾的雙眼分別觀察到相應的視差圖像之后，視覺欺騙效應會在大腦中將兩幅附帶視差信息的畫面合成為具有視覺深度(即立體感)的圖像，從而實現立體顯示。根據眼鏡工作原理的差異，可以將分光立體眼鏡法細分為色差法、光分法和時分法三類。

1、色差法

色差法是利用不同顏色(其中最普遍的是紅色和藍色、或者紅色和綠色)的影像重疊，然后使用對應顏色的眼鏡來分離過濾重疊影像，達到景深。它具有成本非常低廉的優勢，但視覺效果也非常得差，只應用于一般的玩具、兒童讀物。

2、光分法

光分法，是基于檢偏器可以選擇透過光線的偏振方向的性質來工作的，在使用時需要有兩臺圖像輸出設備。目前光分法主要應用于影院中立體電影的播放。故此，我們可以用影院中立體電影播放的原理為例講解光分法的工作原理。

首先不管是光分法還是時分法，其顯示的立體圖像都是一樣的，這種圖像均是以人眼觀察景物的方法，利用兩臺并列安置的攝影機(或相機)，分別代表人的左、右眼，同步拍攝出兩條略帶水平視差的畫面。

光分法在放映時，將對應左、右眼的兩條電影影片分別裝入左、右投影機中(即圖1中的投影機1和2)，并在放映鏡頭前分別裝置兩個偏振方向互成90度的起偏器。兩臺投影機需同步運轉，同時將畫面投放在屏幕上，形成左像和右像的雙影。當觀眾戴上特制的偏光眼鏡時，由于左、右兩片偏光眼鏡片的偏振軸互相垂直，并與放映鏡頭前的偏振軸相一致；致使觀眾的左眼只能看到左像、右眼只能看到右像，通過雙眼匯聚功能將左、右像疊和在視網膜上，由大腦神經產生三維立體的視覺效果。展現出一幅幅連貫的立體畫面，使觀眾感到景物撲面而來、或進入屏幕深凹處，能產生強烈的“身臨其境”的立體感。

光分法中的起偏器和眼鏡鏡片可以由晶體或者偏振片制成，而屏幕可以是白色漫射屏或者金屬銀幕，其中以金屬銀幕的顯示效果為佳。光分法應用廣泛，目前絕大部分的立體影院和立體投影技術都是利用光分法工作的。光分法的偏振眼鏡成本低廉(幾元至十幾元)，是其主要優勢之一。但是，光分法需要兩套播放設備的緣故，所以成本高昂，使其應用范圍受到很大限制。另外，因為光分法使用偏振方法實現圖像信號的區分，所以有大部分的光會被浪費掉，導致觀看的亮度較低。目前，使用光分法的圖像亮度僅為相同圖像二維顯示時的四分之一到五分之一。

3、時分法

當立體圖像信號通過輸出設備(投影儀、顯示器、電視等)播放時，圖像以幀序列的格式實現左、右幀交替產生，通過同步信號將這些幀信號傳輸出去，負責接收的時分眼鏡(目前普遍使用液晶光閥眼鏡)在實現信號同步的同時與左、右幀圖像進行同步交替開關。目前時分法具有兩大主流技術：Nvidia(英偉達)的3D?Vision技術和TI(德州儀器)的DLP?Link技術。

3.1Nvidia的3D?Vision技術