[發明專利]基于電致折射率改變的3D顯示設備和顯示方法

有效

• 申請號: 201210201522.9
• 申請日: 2012-06-07
• 公開（公告）號: CN103389587A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 馮林
• 申請（專利權）人: 馮林
• 主分類號: G02F1/03
• 分類號: G02F1/03;G02B27/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明屬于三維立體顯示技術領域，本發明涉及一種基于電致折射率改變的3D顯示設備和顯示方法。

【背景技術】

3D，也可稱之為三維立體或三維，3D成像技術不同于二維平面成像技術，將三維圖像信息壓縮到一個二維平面中，勢必會使圖像失真，不能準備的反應圖像中各個像素點真實空間位置，二維平面所展示的三維圖像是通過色彩的明暗、物體的大小等信息來表達的，人們通過心理暗示作用再結合二維平面中的色彩的明暗、物體的大小等信息來主觀判斷二維平面中的各個像素點離人眼的距離，而不是真實的物理景深。

三維顯示區別于二維就是要用各種方法給觀看者帶來視覺的深度感知，使之自然或不自然獲得畫面中第三維度的信息，這種感知方法對人眼來說就是真三維和假三維的區別。所以，對于三維立體成像技術而言，還原三維立體空間中的真實物理景深非常重要，是也是使人眼能夠感知到三維立體圖像的最關鍵的因素。

目前普遍存在的需要佩戴眼鏡的三維顯示技術是利用雙眼視差的原理來實現的，佩戴眼鏡在短時間內觀看靜態的立體圖像時并不明顯，但當觀看立體電視時，由于人眼長時間處于這種不十分自然且緊張的觀看狀態，便會感到極不舒適及非常疲勞。另一方面由于需要佩戴眼鏡觀看，所以只適合于觀看電影等特殊場合，對于廣告展示來說是不可能的，而且佩戴的眼鏡對光線具有過濾作用，所以導致觀看圖形時光線較暗，對眼睛非常不好。

所以目前越來越多的人熱衷于研究裸眼三維顯示技術，目前的裸眼三維顯示技術主要有光屏障式(Barrier)、柱狀透鏡(Lenticular?Lens)技術、指向光源(Directional?Backlight)、MLD三維顯示技術、全息三維技術以及體三維顯示技術六種。裸眼式3D技術最大的優勢便是擺脫了眼鏡的束縛，但是分辨率、可視角度和可視距離等方面還存在很多不足。

光屏障式三維顯示技術利用了安置在背光模塊及LCD面板間的視差障壁，在立體顯示模式下，應該由左眼看到的圖像顯示在液晶屏上時，不透明的條紋會遮擋右眼；同理，應該由右眼看到的圖像顯示在液晶屏上時，不透明的條紋會遮擋左眼，通過將左眼和右眼的可視畫面分開，使觀者看到3D影像。光屏障式三維顯示技術的優點是與既有的LCD液晶工藝兼容，因此在量產性和成本上較具優勢，但是缺點是采用此種技術的產品影像分辨率和亮度會下降，而且可視角度也有限制。

柱狀透鏡三維顯示技術的原理是在液晶顯示屏的前面加上一層柱狀透鏡，使液晶屏的像平面位于透鏡的焦平面上，這樣在每個柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個子像素，這樣透鏡就能以不同的方向投影每個子像素。于是雙眼從不同的角度觀看顯示屏，就看到不同的子像素。柱狀透鏡三維顯示技術的雖然相比視差屏障三維顯示技術而言，圖像的亮度不會降低，但是分辨率依然會下降，而且相關制造與現有LCD液晶工藝不兼容，需要投資新的設備和生產線，成本較高。

指向光源(Directional?Backlight)3D技術實現的方法是通過搭配兩組LED，配合快速反應的LCD面板和驅動方法，讓3D內容以排序方式進入觀看者的左右眼，由于互換影像產生視差，進而讓人眼感受到3D三維效果。這種技術具有很大的優勢，在3D顯示的亮度和分辨率上都能夠得到保障，但是由于其還是利用了人們的左右眼視差原理來使圖像在人的大腦中加工形成三維圖像，所以人在觀看的時間較長之后還是容易出現疲勞，頭暈等現象。

2009年4月，美國PureDepth公司宣布研發出改進后的裸眼3D技術——MLD(multi-layer?display多層顯示)，這種技術能夠通過一定間隔重疊的兩塊液晶面板，實現在不使用專用眼鏡的情況下，觀看文字及圖畫時所呈現3D影像的效果。本技術由于只有兩塊液晶面板，所以呈現的影像的景深有限，三維顯示效果較差，而較多的液晶面板又會降低顯示影像的亮度。

全息三維技術利用鏡面反射鏡像的原理能夠產生非常逼真的立體效果，但在動態顯示方面需要非常高的空間光調制器以及超高速的數據處理系統，這兩個技術限制了這種技術的發展，使之目前還不能很好的運用到現實生活中。

體三維顯示技術則與其他立體顯示技術不同的是，它是真正能夠實現動態效果的3D技術，它可以讓你看到科幻電影中一般“懸浮”在半空中的三維透視圖像。體三維顯示技術目前大體可分為掃描體顯示(Swept-Volume?Display)、和固態體顯示(Solid-Volume?Display)兩種。