基于电致折射率改变的3D显示方法技术

本发明专利技术提供一种基于电致折射率改变的3D显示方法，该方法在二维显示屏前端设置平板状的透明电光晶体阵列，所述电光晶体阵列由与二维显示屏像素点相同数量的方柱状的电光晶体组成，每个电光晶体的与显示屏平行的截面与二维显示屏像素点的大小相同，且各电光晶体与二维显示屏像素点相正对，通过一控制模块向电光晶体施加与该电光晶体相正对像素点的景深相对应的电压。本发明专利技术的3D显示方法所显示的影像可以裸眼光看，显示的三维影像的分辨率、亮度均没有改变，具有真实的物理景深。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本专利技术属于三维立体显示
，本专利技术涉及一种基于电致折射率改变的3D显示方法。【
技术介绍
】3D，也可称之为三维立体或三维，3D成像技术不同于二维平面成像技术，将三维图像信息压缩到一个二维平面中，势必会使图像失真，不能准备的反应图像中各个像素点真实空间位置，二维平面所展示的三维图像是通过色彩的明暗、物体的大小等信息来表达的，人们通过心理暗示作用再结合二维平面中的色彩的明暗、物体的大小等信息来主观判断二维平面中的各个像素点离人眼的距离，而不是真实的物理景深。三维显示区别于二维就是要用各种方法给观看者带来视觉的深度感知，使之自然或不自然获得画面中第三维度的信息，这种感知方法对人眼来说就是真三维和假三维的区另IJ。所以，对于三维立体成像技术而言，还原三维立体空间中的真实物理景深非常重要，是也是使人眼能够感知到三维立体图像的最关键的因素。目前普遍存在的需要佩戴眼镜的三维显示技术是利用双眼视差的原理来实现的，佩戴眼镜在短时间内观看静态的立体图像时并不明显，但当观看立体电视时，由于人眼长时间处于这种不十分自然且紧张的观看状态，便会感到极不舒适及非常疲劳。另一方面由于需要佩戴眼镜观看，所以只适合于观看电影等特殊场合，对于广告展示来说是不可能的，而且佩戴的眼镜对光线具有过滤作用，所以导致观看图形时光线较暗，对眼睛非常不好。所以目前越来越多的人热衷于研究裸眼三维显示技术，目前的裸眼三维显示技术主要有光屏障式(Barrier)、柱状透镜(Lenticular Lens)技术、指向光源(Direct1nalBacklight)、MLD三维显示技术、全息三维技术以及体三维显示技术六种。裸眼式3D技术最大的优势便是摆脱了眼镜的束缚，但是分辨率、可视角度和可视距离等方面还存在很多不足。光屏障式三维显示技术利用了安置在背光模块及LCD面板间的视差障壁，在立体显示模式下，应该由左眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡右眼；同理，应该由右眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡左眼，通过将左眼和右眼的可视画面分开，使观者看到3D影像。光屏障式三维显示技术的优点是与既有的LCD液晶工艺兼容，因此在量产性和成本上较具优势，但是缺点是采用此种技术的产品影像分辨率和亮度会下降，而且可视角度也有限制。柱状透镜三维显示技术的原理是在液晶显示屏的前面加上一层柱状透镜，使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上，这样在每个柱透镜下面的图像的像素被分成几个子像素，这样透镜就能以不同的方向投影每个子像素。于是双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素。柱状透镜三维显示技术的虽然相比视差屏障三维显示技术而言，图像的亮度不会降低，但是分辨率依然会下降，而且相关制造与现有LCD液晶工艺不兼容，需要投资新的设备和生产线，成本较高。指向光源(Direct1nal Backlight) 3D技术实现的方法是通过搭配两组LED，配合快速反应的LCD面板和驱动方法，让3D内容以排序方式进入观看者的左右眼，由于互换影像产生视差，进而让人眼感受到3D三维效果。这种技术具有很大的优势，在3D显示的亮度和分辨率上都能够得到保障，但是由于其还是利用了人们的左右眼视差原理来使图像在人的大脑中加工形成三维图像，所以人在观看的时间较长之后还是容易出现疲劳，头晕等现象。2009年4月，美国PureDepth公司宣布研发出改进后的裸眼3D技术——MLD (mult1-layer display多层显示)，这种技术能够通过一定间隔重叠的两块液晶面板，实现在不使用专用眼镜的情况下，观看文字及图画时所呈现3D影像的效果。本技术由于只有两块液晶面板，所以呈现的影像的景深有限，三维显示效果较差，而较多的液晶面板又会降低显示影像的亮度。全息三维技术利用镜面反射镜像的原理能够产生非常逼真的立体效果，但在动态显示方面需要非常高的空间光调制器以及超高速的数据处理系统，这两个技术限制了这种技术的发展，使之目前还不能很好的运用到现实生活中。体三维显示技术则与其他立体显示技术不同的是，它是真正能够实现动态效果的3D技术，它可以让你看到科幻电影中一般“悬浮”在半空中的三维透视图像。体三维显示技术目前大体可分为扫描体显示(Swept-Volume Display)、和固态体显示(Solid-VolumeDisplay)两种。全息三维技术以及体三维显示技术相比光屏障式(Barrier)、柱状透镜(Lenticular Lens)技术、指向光源(Direct1nal Backlight)三维显示技术而言，各像素点或者各像素点的像不在同一个平面上，具有真实的景深，所以观看3D影像时，用户不会产生眩晕、头痛及眼睛疲劳等副作用，而且屏幕的分辨率和亮度不会降低，对观看3D影像的视觉及角度没有太大的限制，但是由于体视三维显示设备相比普通的2D显示设备而言结构要复杂很多，而且由于结构的因素，所以体积较大，成本较高，而且其不与现有的LCD面板兼容，所以开发生产成本更高。【
技术实现思路
】本专利技术的目的就是为了解决现有技术存在的问题，提出了一种电致折射率改变的3D显示设备和显示方法。本专利技术的构思如下:对于二维显示屏(例如液晶显示屏)而言，各像素点在同一平面上，所以显示的画面为二维画面，但是如果有一种显示设备的各像素点不在同一平面上，各像素点离人眼的距离与实际所显示的三维画面的景深相对应，而由于各像素点显示不同的画面时离人眼的距离不同，所以各像素点离人眼的距离是变化的，由于像素点非常小，所以采用机械的方式移动像素点几乎是不可能的，但是我们可以将各像素点的虚像(由于像素点与其像均在人眼的同侧，所以其必定为虚像)离人眼的距离与实际所显示的三维画面的景深相对应，即离人眼距离最远的像素点的虚像所对应的像素点显示的画面的景深最远。而根据筷子在水中成像的原理可知，方形柱状体的折射率越大，在方形柱状体与人眼相对的面的物体在人眼中成像离人眼越近，所以，根据这个原理，只要我们改变方形柱状体的折射率，即可改变该物体在人眼中成像离人眼距离的远近，将每一个方形柱状体与各像素点相对应，即可实现各像素点在人眼中所称的虚像距离人眼的距离不同，从而形成真实的物理景深。本专利技术的具体技术方案如下:本专利技术提供一种基于电致折射率改变的3D显示设备，该设备包括二维平面显示屏、一设置于显示屏前端的平板状的透明电光晶体阵列，所述电光晶体阵列由与显示屏像素点相同数量的方柱状的电光晶体组成，每个电光晶体的与显示屏平行的截面与显示屏像素点的大小相同，且各电光晶体与显示屏像素点相正对，该3D显示设备还包括向各电光晶体施加电压的透明电极以及与电极电性连接的控制模块，所述控制模块用于控制电极向电光晶体施加与该电光晶体相正对像素点的景深相对应的电压。各电光晶体为一次电光效应晶体。所述各电光晶体为横向电光效应晶体，所述电极相对设置电光晶体的两侧，设置在电光晶体两侧的电极与电光晶体阵列垂直，且设置在电光晶体两侧的两电极相互平行。 横向相邻的电光晶体之间共用一电极，纵向相邻的电光晶体之间分布有连接电极和控制模块的透明导线，导线与电极垂直。所述电光晶体为钽铌酸锂或钽铌酸钾。所述透明电光晶体阵列的厚度为1mm?lm。所述二维显示屏为液晶显示屏。本专利技术还提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电致折射率改变的3D显示方法，该方法包括：在二维显示屏前端设置平板状的透明电光晶体阵列，所述电光晶体阵列由与二维显示屏像素点相同数量的方柱状的电光晶体组成，每个电光晶体的与显示屏平行的截面与二维显示屏像素点的大小相同，且各电光晶体与二维显示屏像素点相正对，通过一控制模块向电光晶体施加与该电光晶体相正对像素点的景深相对应的电压；各电光晶体外包覆有一层透明的绝缘薄膜，以防止电光晶体的导电性能对电极的影响；所述各电光晶体为横向电光效应晶体，所述控制模块与向电光晶体施加电压的电极电性连接，所述电极相对设置电光晶体的两侧，设置在电光晶体两侧的电极与电光晶体阵列垂直，且设置在电光晶体两侧的两电极相互平行；横向相邻的电光晶体之间共用一电极，纵向相邻的电光晶体之间分布有连接电极和控制模块的透明导线，导线与电极垂直。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯林，
申请(专利权)人：冯林，
类型：发明
国别省市：广东;44