[實用新型]裸眼3D投影系統

有效

• 申請號: 201320570846.X
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN203444167U
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 曹乃元;陳泊舟
• 申請（專利權）人: 曹乃元
• 主分類號: G02B27/22
• 分類號: G02B27/22;G03B21/56;G03B35/18
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 李江

技術領域

本實用新型涉及一種3D投影系統，適用于裸眼狀態下大角度、多方位、多人同時觀測，具體的說，涉及一種裸眼3D投影系統。

背景技術

日常生活中，人們都是利用雙眼來辨認三維空間的物體，在辨認某個物體時，由于雙眼之間具有一定的距離，這段距離使得左右兩眼在觀察物體時分別進入左右眼的畫面是不同的，包括角度、透視都具有區別，反映在大腦中就會產生“立體視覺”，兩個畫面組合在一起，便產生立體感，從而能夠判斷物體的前后關系，這種被觀察的物體在人的左右眼視網膜上所形成的像的差異就是雙眼視差，視差的產生對立體視覺的形成起著非常重要的作用。

目前，3D顯示技術主要包括戴眼鏡式與不戴眼鏡式的裸眼式，戴眼鏡式的3D顯示技術發展的已經很成熟，但不能使我們擺脫特制眼鏡的束縛，這使得其應用范圍以及使用舒適度都打了折扣，而且不少3D顯示技術會讓長時間的體驗者有惡心眩暈等感覺，裸眼式的3D顯示技術由于不用戴眼鏡，受到越來越多人們的關注，成為未來3D?顯示技術的發展方向，因而裸眼式的3D顯示技術成為當前研究的熱點。

與人眼觀測三維空間的物體的原理相同，佩戴3D眼睛觀看3D影像時，從屏幕發出的圖像信號到了靠近眼睛的時候才通過3D鏡片將左右不同的圖像信息分別輸入左右眼，所以佩戴3D眼鏡觀看3D影像時沒有觀測角度的問題，但是當相同的片源用于主流裸眼3D觀測時，觀測角度的問題就尤為明顯，也就是說目前主流的裸眼式3D顯示設備只能單角度或者在較小的角度范圍內才可觀看到效果較好的3D影像，也就意味著觀眾想要看到較清晰的3D影像必須鎖定好位置，保持畫面與頭部的位置相對固定，稍有偏離就會出現串擾現象或觀測不到3D效果，導致裸眼3D影像觀看的自由度大大降低，嚴重影響3D影像的觀看效果。

為了解決觀影角度的問題，有科研人員提供了一種利用人眼方位識別系統結合軟件的實時計算調整裝置，采用所述裝置捕捉觀影者的雙眼并進行畫面的計算進行實時調節顯示，但采用所述裝置僅能捕捉到一位觀影者的雙眼，無法實現多人同時觀影，且運行時計算機運算數據龐大，從開始捕捉到捕捉完成再到調節顯示，必然會造成一定的延遲。

柱狀透鏡技術的出現實現了3D影像觀測角度小范圍的提升，所述柱狀透鏡技術是指使液晶屏的像平面位于透鏡的焦平面上，且柱透鏡節距是屏幕像素寬度的正整數倍，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，進而小范圍的提升了3D影像的觀測角度范圍，可實現多人同時觀影，如圖1所示，裸眼3D屏幕包括液晶屏幕1，液晶屏幕1的前方設有柱鏡光柵2，觀測時，當屏幕發出的左右分光圖像恰好分別進入左眼3和右眼4時，3D效果最佳。目前市面上用該技術已經實現了9個視差圖像的呈現，即每個柱鏡的節距內包含9個子像素，如果設單個視差圖像的觀測角度為2°，則最終觀測角度為18°，稍微偏離這一角度范圍時，就會出現左右眼畫面顛倒或串擾。且要實現該技術，首先要求超高分辨率的液晶屏幕，然后要求柱鏡光柵與屏幕像素的高度精確結合，子像素越多，立體畫面的觀測角度越大，則畫面像素越低，這也是限制該技術發展的一個本質要素，由此可見該技術片源的制作與數據量也是龐大的，無法實現真正意義上的大角度裸眼3D效果。

狹縫光柵式裸眼3D技術的原理同柱鏡光柵式裸眼3D技術，如圖2所示，裸眼3D屏幕包括液晶屏幕1，液晶屏幕1的前方設有狹縫光柵5，觀測時，當屏幕發出的左右分光圖像恰好分別進入左眼3和右眼4時，3D效果最佳，但是稍微偏離這一角度范圍時，就會出現左右眼畫面顛倒或串擾。

采用在液晶板上添加柱狀透鏡技術或狹縫光柵技術的裸眼3D顯示設備的畫面串擾現象較為嚴重，即觀眾在觀看3D影像時經常會觀測到3D畫面出現“重影”或者“跳畫”現象，嚴重影響觀影者的觀看舒適度。