基於顯示屏的窄縫式雙面多次反射虛像成像模塊及其實現方法
2023-04-28 18:15:11 1
專利名稱：基於顯示屏的窄縫式雙面多次反射虛像成像模塊及其實現方法
技術領域：
本發明涉及一種成像方法，具體地說，是涉及一種基於顯示屏的窄縫式雙面多次反射虛像成像模塊及其實現方法。
背景技術：
隨著技術的發展，影音娛樂行業日趨壯大，3D影像技術發展日趨成熟，大大豐富了觀影體驗，然而，在觀看3D影像時大都需要佩戴特製的3D眼鏡，由於3D眼鏡造價較高，因此需要專門設置人員進行管理和清洗，用戶在使用時也多有不便，對於本身已佩戴有眼鏡的用戶來說，佩戴雙重眼鏡更是不便，且3D眼鏡的交互使用很容易造成交叉感染，對用戶的健康造成了不利影響。為了解決上述問題，人們迫切需要一種不需佩戴3D眼鏡便可觀看3D影像的技木，因此，裸眼立體成像技術應運而生。目前的裸眼立體成像技術主要有以下三種
光屏障技木光屏障式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，然而這種成像方式存在畫面亮度低，解析度會隨著顯示屏在同一時間播出影像的增加呈反比降低的缺陷，不便於應用；
柱狀透鏡技術在液晶顯示屏的前面加上ー層柱狀透鏡，使液晶屏的像平面位於透鏡的焦平面上，這樣在每個柱透鏡下面的圖像的像素被分成了幾個子像素，這樣透鏡便能以不同的方向投影每個子像素，於是雙眼從不同的角度觀看顯示屏就看到不同的子像素，不過像素間的間隙也會被放大，因此不能簡單地疊加子像素，由於柱透鏡與像素列不是平行的，而是成一定的角度，因此可以使每ー組子像素重複投射視區，而不是只投射ー組視差圖像，然而這種成像方式存在生產成本較高、生產難度較大的缺陷；
指向光源技術搭配兩組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互換影像產生視差，進而讓人眼感受到3D三維效果，然而這種成像方式存在需要許多附加設備監控並控制自身顯示區域隨觀賞者瞳孔移動而移動的缺陷，是ー種暫時無法應用於商業領域的技術理念。綜上所述，發明創造ー種便於應用、生產成本適中的裸眼立體成像技術為技術發
展所需。
發明內容
本發明的目的在於提供一種基於顯示屏的窄縫式雙面多次反射虛像成像模塊及其實現方法，主要解決現有技術中存在的3D成像方法不便於應用，且生產成本較高的問題。
為了實現上述目的，本發明採用的技術方案如下
基於顯示屏的窄縫式雙面多次反射虛像成像模塊，包括2n塊長度為a，寬度為b，厚度為c的透光板,所述姆個透光板的兩個ab面均覆蓋有反光層,且相鄰透光板的相鄰ab面緊密對準貼合在一起；
其中，n為正整數，所述透光板的長度a為顯示屏的高度，厚度c為顯示屏的最小像素列寬度的兩倍加上反光層的厚度，寬度b為厚度c的三倍以上。本發明中，透光板由透光材料製成。為了提高成像效果，所述反光層的光反射率大於或等於80%。基於上述硬體設備，本發明還提供了一種基於顯示屏的窄縫式雙面多次反射虛像成像模塊的實現方法，包括以下步驟
(a)將基於顯示屏的窄縫式雙面多次反射虛像成像模塊安裝於影像發生器的顯示屏 上，其中，基於顯示屏的窄縫式雙面多次反射虛像成像模塊中每個透光板的其中一 ac面與顯示屏上的兩列子像素列緊密對準並固定；
(b)開啟影像發生器，當兩束光線從顯示屏的兩列子像素列中射入其中ー個ac面與其貼合的透光板中時，設置在該透光板兩個ab面上的反光層則將從與之相對應的子像素列中射入的光線分別進行反射形成與入射光線對應的虛像；此時，該基於顯示屏的窄縫式雙面多次反射虛像成像模塊將顯示屏上的圖像內容中的左視圖分解為像素列由偶數編號列的顯示屏發光單元顯示，將右視圖分解為像素列由奇數編號列的顯示屏發光單元列顯示；
當大於零的偶數塊透光板均將射入的光線進行反射形成虛像時，透光板的另ー個ac面則呈現出3D影像。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果
(I)本發明只需將由大於零的偶數個覆蓋有反光層且體積固定的透光板所構成的模塊安裝在顯示屏上，無需觀影者佩戴3D眼睛便可實現3D觀影，大大提高了用戶體驗，十分便於應用。(2)本發明中，由於反光層的光反射率大於或等於80%，且各透光板體積較小，厚度較薄，因此不會對畫面的亮度和解析度造成太大影響，從而有效確保了觀影效果。(3)本發明結構簡單、所需材料均較為常見，整體成本較為低廉，以較優的性價比實現了成像效果較好的3D觀影，具有突出的實質性特點和顯著進步，適合大規模推廣應用。(4)本發明突破了傳統裸眼成像方式的思維局限，利用光的反射原理以及人眼間的距離形成了一套全新的成像方法，構思十分獨特，設計非常巧妙。
圖1為本發明中單個透光板的結構示意圖。圖2為本發明的原理示意圖一。圖3為本發明的原理示意圖ニ。圖4為本發明中各透光板的連接示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進ー步說明，本發明的實施方式包括但不限於下列實施例。
實施例三維立體影像顯示即3D成像技術是ー種將物體的遠近大小關係反映到觀看者左右兩眼中形成3D影像的顯示技術，觀看者通過左右兩眼觀看到的不同視差圖形在大腦中生成影像中的物體的三維空間特性。3D成像技術分為眼鏡式和裸眼式，其中，裸眼式是運用人的雙眼本身有6. 5釐米左右的距離而使用某種方式使左右兩幅視差圖在不需要觀看者佩戴任何裝置的情況下就能使用兩個眼睛分別看到，從而在大腦中生成影像中的空 間位置關係的顯示方式。與現有技術中光屏障技術、柱狀透鏡技術和指向光源技術的成像原理不同，本發明利用光的反射原理提出了ー種基本不會使光線減弱且無需増加子像素列的基於顯示屏的窄縫式雙面多次反射虛像成像模塊，通過將該模塊安裝在影像發生器的顯示屏上，人眼便可直接觀察到3D影像。如圖1、圖4所示，該基於顯示屏的窄縫式雙面多次反射虛像成像模塊由多個大小相同的立體透光板組合而成，每個透光板的尺寸均為長度a為底部顯示屏的高度；厚度c為底部顯示屏上兩個最小像素列的寬度加上反光層的厚度，寬度b可以根據需要的虛像個數進行調節，一般其為厚度c的三倍以上，但厚度越大，光線越弱，因此在實際應用時需根據實際情況自行選擇。其中，每個透光板的兩個ab面上均覆蓋了光反射率不小於80%的反光層，整個基於顯示屏的窄縫式雙面多次反射虛像成像模塊是由大於零的偶數塊透光板的ab面緊密結合組成。如圖4所示，顯示屏的高度與透光板的長度a相等，由於ab面上的反光層的厚度十分小，因此顯示屏上的每列子像素列的寬度f約為透光板厚度c的二分之一，在應用吋，用戶只需將該基於顯示屏的窄縫式雙面多次反射虛像成像模塊安裝於影像發生器的顯示屏上，並確保該模塊中每個透光板的其中一 ac面與顯示屏上的兩列子像素列緊密對準並固定，則在開啟影像發生器後便可觀看到3D影像。如圖2所示，本發明的成像原理如下當兩束光線從顯示屏的兩列子像素列中射入其中ー個ac面與其貼合的透光板中時，設置在該透光板兩個ab面上的反光層則將從此子像素列中射入的光線分別進行反射形成與入射光線對應的虛像面。如圖3所示，透光板的ac面與底部顯示屏上的兩列子像素列相對應，該兩列子像素列中，其中一個像素列顯示右視圖的對應像素，在此用I表示，另ー個像素列顯示左視圖的對應像素，在此用2表示，本發明中，底部顯示屏中的奇數列像素列顯示右視圖，偶數列像素列顯示左視圖，當人站在觀看面s上時，會看到經過多次反射後的虛像面P，虛像面P上的成像規律依次為1、2，左右相反的2，左右相反的1、1、2，左右相反的2，左右相反的1、1、2……一直重複，由於ac面上對應的兩個子像素列在橫向排布上已經是底部顯示器上的最小顯示單元，所以左右相反的I與原本的I在人眼觀看的時候是沒有區別的，同理左右相反的2與原本的2在人眼觀看時也沒有區別。於是我們得到了虛像面P上的的虛像區a和P，像區a由I和左右相反的I組成，像區P由2和左右相反的2組成。此時注意觀看面S上的右眼通過模塊的另ー邊的ac面就能觀看到右視圖a，左眼同時因為角度的不同就能看到左視圖P，觀賞者還可以通過左右橫移調整進入左右眼睛的視圖，但不可能雙眼都看到相同圖像。組合後的模塊就能使觀影者在不佩戴任何裝置的前提下左眼完整地觀看到左視圖，右眼完整地觀看到右視圖，從而在大腦中形成影像的三維空間位置關係，實現3D成像。按照上述實施例，便可很好地實現本發明。
權利要求
1.基於顯示屏的窄縫式雙面多次反射虛像成像模塊，其特徵在於，包括2η塊長度為a，寬度為b，厚度為c的透光板，所述每個透光板的兩個ab面均覆蓋有反光層，且相鄰透光板的相鄰ab面緊密對準貼合在一起； 其中，η為正整數，所述透光板的長度a等於顯示屏的高度，厚度c等於顯示屏的最小像素列寬度的兩倍加上反光層的厚度之和，寬度b為厚度c的三倍以上。
2.根據權利要求1所述的基於顯示屏的窄縫式雙面多次反射虛像成像模塊，其特徵在於，所述反光層的光反射率大於或等於80%。
3.權利要求Γ2任意一項所述的基於顯示屏的窄縫式雙面多次反射虛像成像模塊的實現方法，其特徵在於，包括以下步驟 (a)將基於顯示屏的窄縫式雙面多次反射虛像成像模塊安裝於影像發生器的顯示屏上，其中，基於顯示屏的窄縫式雙面多次反射虛像成像模塊中每個透光板的其中一 ac面與顯示屏上的兩列子像素列緊密對準並固定； (b)開啟影像發生器，當兩束光線從顯示屏的兩列子像素列中射入其中一個ac面與其貼合的透光板中時，設置在該透光板兩個ab面上的反光層則將從與之相對應的子像素列中射入的光線分別進行反射形成與入射光線對應的虛像； 當大於零的偶數塊透光板均將射入的光線進行反射形成虛像時，透光板的另一個ac面則呈現出3D影像。
全文摘要
本發明公開了一種基於顯示屏的窄縫式雙面多次反射虛像成像模塊及其實現方法，主要解決了現有技術中存在的3D成像方法不便於應用，且生產成本較高的問題。該基於顯示屏的窄縫式雙面多次反射虛像成像模塊，包括2n塊長度為a，寬度為b，厚度為c的透光板，所述每個透光板的兩個ab面均覆蓋有反光層，且相鄰透光板的相鄰ab面緊密對準貼合在一起；其中，n為正整數，所述透光板的長度a為顯示屏的高度，厚度c為顯示屏的最小像素列寬度的兩倍加上反光層的厚度，寬度b為厚度c的三倍以上。通過上述方案，本發明達到了成本低廉、便於應用，且成像效果較好的目的，具有很高的實用價值和推廣價值。
文檔編號H04N13/04GK103018916SQ20131000589
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月8日 優先權日2013年1月8日
發明者羅宏 申請人:羅宏