3D显示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种3D显示装置。该3D显示装置包括显示单元，显示单元包括显示窗口和光学结构层，显示窗口用于显示2D图像，光学结构层设置于显示窗口的一侧，用于将2D图像转换为3D图像，且3D显示装置还包括：定位单元，用于定位人眼透过光学结构层对显示窗口的观察位置，并发送定位信号；以及图像处理设备，分别与定位单元和显示窗口电连接，用于接收定位信号，并向显示窗口发送聚焦图像以显示2D图像，聚焦图像包括聚焦区域与模糊区域，聚焦区域与观察位置对应，聚焦图像的聚焦区域以外的区域为模糊区域，且光学结构层用于将聚焦区域与模糊区域进行分层处理以将2D图像转换为3D图像。

3D Display Device

The utility model provides a 3D display device. The 3D display device includes a display unit, which includes a display window and an optical structure layer. The display window is used for displaying 2D images. The optical structure layer is set on one side of the display window to convert 2D images into 3D images. The 3D display device also includes a positioning unit for locating the viewing position of the human eye through the optical structure layer and sending positioning signals. The image processing equipment is electrically connected with the positioning unit and the display window respectively to receive the positioning signal and send the focus image to the display window to display the 2D image. The focus image includes the focus area and the blurred area, the focus area corresponds to the observation position, the area outside the focus area of the focus image is the blurred area, and the optical structure layer is used for the focus area and the model. The blurred area is hierarchically processed to convert the 2D image to the 3D image.

【技术实现步骤摘要】
3D显示装置
本技术涉及光学
，具体而言，涉及一种3D显示装置。
技术介绍
随着增强现实(AR)和虚拟现实(VR)技术的发展，近眼式显示器也开始获得市场的广泛关注。目前市面上已经出现部分VR眼镜，AR眼镜，这些眼镜有的是利用双目视差融合产生立体感，有的则是直接将虚拟图像与现实融合，这些眼镜的出现，促进了人们对于近眼显示器的研究。但是目前的部分设备过分强调3D立体的呈现，忽视了人眼观看物体时的聚焦转换问题。因为这些设备的显示方式与人眼实际观看物体的方式有差异，导致长时间佩戴这些设备会出现生理上的不适。在实现3D显示的同时，结合模拟人眼的聚焦转换过程也开始成为业界研究重要方向之一。现有技术中有虽然也提到侦测视场和聚焦位置的技术方案，但只是将远近图像渲染为左右眼显示的图像。这种方法的本质依旧是单一平面带有聚焦和模糊图像的融合，这与我们在实际聚焦观察时，聚焦与模糊并不在同一平面的现象还是有所不同。这样的显示方法虽然模拟了人聚焦远近时模糊与聚焦的转换过程，尚不能称为最为真实的图像。也有方案提到利用SLM将平面场景弯曲实现不同的聚焦，但该方案也有设备复杂，运算负荷大，视场有限的问题。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种3D显示装置，以解决现有技术中的3D显示装置难以实现逼真的聚焦转换图像显示的问题。为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种3D显示装置，包括显示单元，显示单元包括显示窗口和光学结构层，显示窗口用于显示2D图像，光学结构层设置于显示窗口的一侧，用于将2D图像转换为3D图像，且3D显示装置还包括：定位单元，用于定位人眼透过光学结构层对显示窗口的观察位置，并发送定位信号；以及图像处理设备，分别与定位单元和显示窗口电连接，用于接收定位信号，并向显示窗口发送聚焦图像以显示2D图像，聚焦图像包括聚焦区域与模糊区域，聚焦区域与观察位置对应，聚焦图像的聚焦区域以外的区域为模糊区域，且光学结构层用于将聚焦区域与模糊区域进行分层处理以将2D图像转换为3D图像。进一步地，定位单元包括：定位传感器，用于定位人眼透过光学结构层对显示窗口的观察位置，并根据观察位置发送光学信号数据；信号处理器，分别与定位传感器和图像处理设备电连接，用于根据光学信号数据发送定位信号。进一步地，定位传感器包括：多个光发射器，设置于显示窗口上或设置于显示窗口的外侧，用于向人眼发送光线，各光发射器发送的光线具有不同波段，或各光发射器以不同的间隔频率发射光线；多个光接收器，与光发射器一一对应设置，且光接收器与信号处理器电连接，用于接收来自人眼的反射光线，并根据反射光线获取光学信号数据。进一步地，图像处理设备包括：数据存储模块，与显示窗口电连接，用于存储聚焦图像；图像传输模块，分别与定位单元和数据存储模块电连接，用于接收定位信号并将聚焦图像调送至显示窗口。进一步地，显示窗口选自LCD、LED、OLED、MicroLED和MicroOLED中的任一种。进一步地，光学结构层包括透明基板以及设置于透明基板上的微结构层。进一步地，微结构层为液晶透镜阵列或固定光学结构阵列，其中，液晶透镜阵列包括多个液晶透镜和驱动单元，驱动单元用于驱动各液晶透镜在透镜状态和非透镜状态之间切换。进一步地，微结构层为液晶透镜阵列，3D显示装置还包括：图像传感器，与显示窗口电连接，用于将聚焦图像转换为电信号，并输出电信号作为图像信号；存储器，用于存储实现液晶透镜控制和图像处理的程序指令；图像处理控制器，分别与图像传感器、存储器和液晶透镜阵列电连接，用于根据图像信号调用程序指令以控制液晶透镜阵列的焦距。进一步地，3D显示装置还包括框架主体，显示窗口、定位单元和图像处理设备设置于框架主体上。进一步地，框架主体为眼镜架，眼镜架包括眼镜框以及与镜框连接的眼镜脚，显示窗口设置于眼镜框上，光学结构层设置于显示窗口的内表面，定位传感器设置于眼镜框的内表面上或光学结构层远离显示窗口的一侧，信号处理器和图像处理设备分别设置于眼镜脚上。应用本技术的技术方案，提供了一种包括显示窗口、光学结构层、定位单元和图像处理设备的3D显示装置，由于显示窗口能够显示2D图像，光学结构层能够将2D图像转换为3D图像，定位单元能够定位人眼透过光学结构层对显示窗口的观察位置，并发送定位信号，图像处理设备能够接收定位信号，并向显示窗口发送聚焦图像以显示2D图像，该聚焦图像包括聚焦区域与模糊区域，聚焦区域以外的区域为模糊区域，且聚焦区域与观察位置对应，从而使人眼在观察显示窗口时能够通过定位单元确定人眼的观察位置，然后通过图像处理设备将聚焦该观察位置的聚焦图像发送至显示窗口，并通过设置于显示窗口一侧的光学结构层将不同聚焦图像的聚焦清晰部分和非聚焦模糊区域分布在不同的深度，进而结合左右眼的双目视差，使人眼能够看到更加逼真的聚焦转换图像。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本技术作进一步详细的说明。附图说明构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1示出了本技术实施方式所提供的一种3D显示装置的结构示意图；图2示出了本技术实施方式所提供的另一种3D显示装置的结构示意图；图3示出了图1或图2所提供的3D显示装置中显示单元的分解结构示意图；图4示出了本技术实施方式所提供的一种3D显示方法的流程框图；以及图5示出了实施例1和2中人眼在观察显示器不同位置时的聚焦效果。其中，上述附图包括以下附图标记：10、显示单元；110、显示窗口；120、光学结构层；20、定位传感器；210、光发射器；220、光接收器；30、信号处理器；40、图像处理设备。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。正如
技术介绍
中所介绍的，现有技术中的3D显示装置难以实现逼真的聚焦转换图像显示。本技术的技术人针对上述问题进行研究，提出了一种3D显示装置，如图1至3所示，包括显示单元10，显示单元10包括显示窗口110和光学结构层120，显示窗口11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D显示装置，其特征在于，包括显示单元(10)，所述显示单元(10)包括显示窗口(110)和光学结构层(120)，所述显示窗口(110)用于显示2D图像，所述光学结构层(120)设置于所述显示窗口(110)的一侧，用于将所述2D图像转换为3D图像，且所述3D显示装置还包括：定位单元，用于定位人眼透过所述光学结构层(120)对所述显示窗口(110)的观察位置，并发送定位信号；以及图像处理设备(40)，分别与所述定位单元和所述显示窗口(110)电连接，用于接收所述定位信号，并向所述显示窗口(110)发送聚焦图像以显示所述2D图像，所述聚焦图像包括聚焦区域与模糊区域，所述聚焦区域与所述观察位置对应，所述聚焦图像的聚焦区域以外的区域为模糊区域，且所述光学结构层(120)用于将所述聚焦区域与所述模糊区域进行分层处理以将所述2D图像转换为3D图像。

【技术特征摘要】
1.一种3D显示装置，其特征在于，包括显示单元(10)，所述显示单元(10)包括显示窗口(110)和光学结构层(120)，所述显示窗口(110)用于显示2D图像，所述光学结构层(120)设置于所述显示窗口(110)的一侧，用于将所述2D图像转换为3D图像，且所述3D显示装置还包括：定位单元，用于定位人眼透过所述光学结构层(120)对所述显示窗口(110)的观察位置，并发送定位信号；以及图像处理设备(40)，分别与所述定位单元和所述显示窗口(110)电连接，用于接收所述定位信号，并向所述显示窗口(110)发送聚焦图像以显示所述2D图像，所述聚焦图像包括聚焦区域与模糊区域，所述聚焦区域与所述观察位置对应，所述聚焦图像的聚焦区域以外的区域为模糊区域，且所述光学结构层(120)用于将所述聚焦区域与所述模糊区域进行分层处理以将所述2D图像转换为3D图像。2.根据权利要求1所述的3D显示装置，其特征在于，所述定位单元包括：定位传感器(20)，用于定位人眼透过所述光学结构层(120)对所述显示窗口(110)的观察位置，并根据所述观察位置发送光学信号数据；信号处理器(30)，分别与所述定位传感器(20)和所述图像处理设备(40)电连接，用于根据所述光学信号数据发送所述定位信号。3.根据权利要求2所述的3D显示装置，其特征在于，所述定位传感器(20)包括：多个光发射器(210)，设置于所述显示窗口(110)上或设置于所述显示窗口(110)的外侧，用于向人眼发送光线，各所述光发射器(210)发送的光线具有不同波段，或各所述光发射器(210)以不同的间隔频率发射光线；多个光接收器(220)，与所述光发射器(210)一一对应设置，且所述光接收器(220)与所述信号处理器(30)电连接，用于接收来自人眼的反射光线，并根据所述反射光线获取所述光学信号数据。4.根据权利要求1至3中任一项所述的3D显示装置，其特征在于，所述图像处理设备(40)包括：数...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓雷，薛翰聪，
申请(专利权)人：张家港康得新光电材料有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32