[發明專利]裸眼3D透鏡拼接方法及其拼接裝置

有效

• 申請號: 201410418340.6
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104166241B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 張長杰;安鵬莉;曹聰;林家用;毛杰
• 申請（專利權）人: 上海環鼎影視科技有限公司
• 主分類號: G02B27/22
• 分類號: G02B27/22;G01B11/00
• 代理公司: 上海晨皓知識產權代理事務所(普通合伙)31260
• 代理人: 成麗杰

【技術領域】

本發明涉及裸眼3D技術，尤其涉及對裸眼3D技術中透鏡的拼接方法。

【背景技術】

本發明涉及裸眼3D技術，大屏幕裸眼3D領域，以及光學檢測領域。近年來，3D顯示技術迅速發展，得到了長足的進步。而裸眼3D技術作為目前3D技術發展的新趨勢以及未來的熱門方向，受到3D領域技術研究人員的極大關注，而目前仍在不斷改進完善研發中。人眼在看到實際物體時，由于兩眼視距有一個細微的差距，導致我們看到物體呈立體狀態。而我們所謂3D技術就是讓人從屏幕/平面上看到的被拍攝的物體呈現實際物體的立體感。所以根據我們眼睛視物的原理，我們只要能為左右眼分別提供對同一對象的角度有細微差異圖像，在左右眼中形成自然視距差異的效果，則可以讓在大腦中合成立體的圖像。目前成熟的3D技術均需要一定在外在設備的輔助，如3D眼鏡或者頭盔。則視覺體驗的效果不佳。裸眼3D同樣是利用兩眼具有視差的特性，但是是利用技術手段讓屏幕自然投射出兩種不同效果的畫面給左右眼，而無需觀看者另行佩戴輔助裝置，即可獲得具有空間、深度的逼真立體影像。

目前，一種裸眼3D技術采用的是光屏障式技術，其原理是使用開關液晶屏、偏振膜和高分子液晶層，利用液晶層和偏振膜制造出一系列方向為90°的錘子條紋。通過這些條紋的光就形成了垂直的細條珊模式，稱之為視差障壁。而該技術正是利用了安置在背光模塊及LCD面板間的視差障壁。通過將左眼和右眼的可視畫面分開，使觀者看到3D影像。另一種技術是柱狀透鏡，柱狀透鏡技術的原理是將圖像的像素分成幾個子像素然后以不同的方向投射每個子像素。目前市場上已經出現基于這種技術上的小屏幕的裸眼3D手機，裸眼3D電視機等。

但是如果需要在戶外、商場上進行廣告傳媒的屏幕都是大尺寸屏幕，現有裸眼3D技術受到尺寸的限制，無法在大尺寸屏幕上應用。究其原因之一就是無法制作出品質精良的大尺寸透鏡(柱狀透鏡或是偏振膜)。依據現有的精密加工工藝，如光刻，納米壓印均無法達到大尺寸的要求。因此，利用一定的技術手段將一定數量的小尺寸透鏡拼接成大尺寸的透鏡成為了解決大屏幕裸眼3D顯示所需透鏡的關鍵問題。

因為透鏡有著精密的結構，最容易實現的拼接方法就是，利用高倍顯微鏡，觀察透鏡的微細結構，然后將相鄰透鏡的微細結構對準，這樣就能夠實現透鏡的拼接。但這種拼接方法的難以克服的問題在于：首先，顯微鏡的放大倍數有一定的要求，當然放大倍數越高越好，因此對拼接造成一定的門檻。其次，顯微鏡的觀察視野有限，無法看到很多塊的透鏡，故可能造成整體透鏡拼接的一致性差。

【發明內容】

本發明針對以上情況提出了一種裸眼3D透鏡的拼接方法，使用純色平面光源發出光線，經過光源前面的透鏡，能夠形成明暗相間的條紋。基于該明暗相間條紋的簡易拼接方法，能夠擺脫顯微鏡視野的限制，降低多塊非相鄰透鏡之間拼接不一致性。

本發明所涉及的裸眼3D透鏡拼接方法，包括以下步驟：

將大致初步拼接過的若干透鏡放置在透鏡基板上，平面光源發出的光線經過透鏡的作用在投影屏幕上形成明暗相間的條紋，讓平面光源距離透鏡的位置與該透鏡的焦點位置一致；

用光學檢測裝置CCD圖像傳感器(CCD?Charge-coupled?Device，電荷耦合元件)或者光學檢測裝置CMOS檢測明暗條紋的屬性，明暗條紋的寬度，或者光照強度，通過傳感器得到明暗條紋屬性、寬度或者光照強度的數值，使得測量得到的條紋屬性數據與理論計算的條紋寬度(或光照強度)數據進行對比；

如果符合，則表示拼接規范

如果不符合，則利用機械移動裝置移動數據不符合的單塊透鏡的位置至光學檢測裝置能檢測到符合理論計算值的的明暗條紋的寬度的位置。

該平面光源是指LED、LCD光源。

該機械移動裝置是指微距移動裝置。

一種用于裸眼3D透鏡拼接的拼接裝置，該裝置包括平面光源、透鏡基板、機械移動裝置、光路返回裝置、光學檢測裝置以及投影裝置；其中透鏡基板疊置在平面光源之上用于承托需要拼接的透鏡，在透鏡基板一側設有能夠推動透鏡的機械移動裝置，在透鏡基板上方懸空設置了光路返回裝置以及光學檢測裝置；該光路返回裝置將平面光源透過透鏡發出的光投影到透鏡裝置上，而光學檢測裝置以能夠捕捉到投影裝置上的影像的角度對著投影裝置。

該平面光源為呈平面均布的LED或者LCD光源。

該透鏡基板透明材質制成。

光路返回裝置為反光鏡，在透鏡上方與透鏡所在平面呈45°夾角。

光學檢測裝置為CCD圖像傳感器或者光學檢測裝置CMOS。