一種3d顯示系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種3D顯示系統(tǒng)，包括第一顯示器、第二顯示器、半反射鏡和偏振3D眼鏡；其中第一顯示器和第二顯示器發(fā)射出的偏振光是同向的，第一顯示器和第二顯示器的背光源為LED或CCFL光源，第一顯示器和第二顯示器面板為TN型面板；第一顯示器與第二顯示器呈a夾角放置在同一平面上，70°≤a≤110°；半反射鏡放置夾角的角平分線上，偏振3D眼鏡放置在半反射鏡后，位于第一顯示器或第二顯示器正前方。本系統(tǒng)能夠近距離觀看細(xì)致的圖像。因?yàn)閮蓚€(gè)顯示器輸出的圖像既沒有損失像素點(diǎn)，也是連續(xù)的圖像，畫面清晰細(xì)致。本實(shí)用新型的3D顯示系統(tǒng)能夠直接采用現(xiàn)有常規(guī)的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，在達(dá)到觀看效果良好的同時(shí)，無需增加觀看成本。
【專利說明】—種3D顯示系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及3D顯示領(lǐng)域，更具體地，涉及一種3D顯示系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]如今，3D技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于各行各界。生活中，人們可以通過各種方式來體驗(yàn)3D技術(shù)的效果。實(shí)現(xiàn)方式也是多種多樣。有偏振光3D，有120Hz主動(dòng)快門3D等等。當(dāng)前的3D電影所應(yīng)用的技術(shù)，就是用兩個(gè)鏡頭按照人眼的位置安放，拍攝景物的雙視點(diǎn)圖像，再通過兩臺(tái)放映機(jī)把兩個(gè)圖像同步放映，在放映機(jī)和人眼之前都加上相應(yīng)的偏振片，利用偏振消光技術(shù)使左眼只接收左機(jī)的圖像，右眼只接收右機(jī)圖像，形成視差，從而達(dá)到3D效果。
[0003]現(xiàn)在電影院用的是同時(shí)投影出兩個(gè)方向垂直的偏振光到一個(gè)熒幕上，觀眾戴眼鏡看。作為大場面，這是目前最好的技術(shù)，效果逼真，而且由于距離遠(yuǎn)，對(duì)人眼來說非常清晰了 ；然而，電影院的設(shè)備不是能在家里使用的。然后是nVIDIA的主動(dòng)式快門3D，通過電腦顯示器120Hz分別顯示左右眼的圖像，人戴上同步開關(guān)左右眼的眼睛達(dá)到3D效果。這算是家用現(xiàn)在最便攜的一種方案了，但其存在明顯的缺點(diǎn)，一是電腦的顯示屏輸出是有延遲的，所以做不到每1/120秒切換一個(gè)圖片，導(dǎo)致眼睛的同步效果也打折扣了，還有就是眼前不停地閃對(duì)眼睛來說也不好。
[0004]再有現(xiàn)在主流的3D電視使用的是一種隔行掃描的技術(shù)。就是他的每一行像素點(diǎn)輸出是同一個(gè)偏振方向的光，下一行輸出的是偏振方向與之垂直的光，再下一行偏振方向又轉(zhuǎn)回來了。這種技術(shù)算是不會(huì)閃爍，但是左眼和右眼接收到的圖像縱向的像素點(diǎn)減少了一半，圖像也就不清晰了。但是作為電視，從一定距離之外(如3米)觀看，就沒有太大關(guān)系。不過這樣的屏幕制造的成本非常高，且精度較難保證。再有就是一些低質(zhì)量的3D技術(shù)了，比方說紅藍(lán)3D，通過兩種濾光片來選擇則進(jìn)入左右眼的光，色彩完全變了。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了克服現(xiàn)有3D技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型提出一種適用于家庭等小型場所的3D顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠制造出細(xì)膩的3D顯示效果，且成本低。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0007]一種3D顯示系統(tǒng)，包括第一顯示器、第二顯示器、半反射鏡和偏振3D眼鏡；其中第一顯示器和第二顯示器發(fā)射出的偏振光是同方向的，第一顯示器和第二顯示器的背光源為LED光源或CCFL (冷陰極螢光燈管)光源，第一顯示器和第二顯示器的面板為TN型面板(扭曲向列型面板)；
[0008]只要不影響視角，第一顯示器與第二顯示器呈a夾角放置在同一平面上，70° ^ 110° ;半反射鏡放置夾角的角平分線上，偏振3D眼鏡放置在半反射鏡后，且位于第一顯示器或第二顯示器的正前方。
[0009]現(xiàn)有采用TN型面板的顯示器都是嚴(yán)格的45°偏振光，而且偏振光線純度非常高。經(jīng)過測試，當(dāng)檢偏器與偏振方向垂直時(shí)看到屏幕的效果幾乎是全黑。所以不需要再在顯示器外加線偏振膜，出來的就是現(xiàn)成的線偏振光，而且偏振方向都是高度一致。這樣有一個(gè)非常大的好處，就是在其中一個(gè)顯示器的光經(jīng)過反射之后的偏振方向是鏡像變化。觀察者戴上偏振3D眼鏡，在半反射鏡后看其中一個(gè)顯示器；這時(shí)另一個(gè)顯示器的虛像正好與使用者所觀察的這個(gè)顯示器重合。讓兩臺(tái)顯示器同步顯示左眼和右眼的圖像，通過偏振3D眼鏡的偏振片后讓觀察者的左眼和右眼接收到各自的圖像；這樣使用者就觀察到了有視差的3D圖像。
[0010]優(yōu)選的，所述第一顯示器和第二顯示器形成的夾角為90°。
[0011]優(yōu)選的，所述半反射鏡的透射光強(qiáng)度T與反射光強(qiáng)度R的比為5:5，即T/R = 5: 5。半反射鏡的厚度在保證TR比的情況下越薄越好，這樣可以避免半反射鏡前后兩個(gè)面反射重影帶來的影響。
[0012]優(yōu)選的，所述半反射鏡為無色玻璃。
[0013]如果使用兩臺(tái)主機(jī)來分別輸出至第一顯示器和第二顯示器，很難達(dá)到圖像的同步輸出，為了使得3D效果更好，則最好能保證輸出值第一顯示器和第二顯示器的圖像同步，則第一顯示器和第二顯示器是由一臺(tái)主機(jī)控制。
[0014]所述偏振3D眼鏡中一鏡片的偏振方向?yàn)?5° ,另一鏡片的偏振方向?yàn)?35°。至少是左邊鏡片為45°的偏振方向還是右邊鏡片為45°的偏振方向是沒有影響的，因?yàn)橹鳈C(jī)的輸出可以根據(jù)眼鏡左右來改設(shè)置。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型的3D顯示系統(tǒng)能夠近距離觀看細(xì)致的圖像。因?yàn)閮蓚€(gè)顯示器輸出的圖像既沒有損失像素點(diǎn)，也是連續(xù)的圖像，畫面清晰細(xì)致。本實(shí)用新型的3D顯示系統(tǒng)能夠直接采用現(xiàn)有常規(guī)的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，在達(dá)到觀看效果良好的同時(shí)，無需增加觀看成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的光路示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不限于此。
[0018]如圖1, 一種3D顯不系統(tǒng),包括LED第一顯不器、LED第二顯不器、半反射鏡和偏振3D眼鏡；其中LED第一顯示器和LED第二顯示器發(fā)射出的偏振光是同方向的，LED第一顯示器和LED第二顯不器的背光源為LED光源，LED第一顯不器和LED第二顯不器的面板為TN型面板(扭曲向列型面板)；在本實(shí)施例中，第一顯示器和第二顯示器是采用兩臺(tái)筆記本電腦。
[0019]第一顯示器與第二顯示器呈90°夾角放置在同一平面上；半反射鏡放置夾角的角平分線上，偏振3D眼鏡放置在半反射鏡后，且位于第一顯示器的正前方。
[0020]由于LED第一顯示器、2發(fā)射出的是同方向的偏振光，而第二顯示器所發(fā)出的光經(jīng)過中間半反射鏡后，偏振方向恰好改變90°，與第一顯不器所發(fā)出的光偏振方向垂直。兩個(gè)顯示器分別顯示左眼和右眼需要的圖像。這樣，觀察者通過佩戴相應(yīng)偏振方向的偏振3D眼鏡，使左眼只接受第二顯示器經(jīng)半反射鏡反射的光，右眼只接受第一顯示器經(jīng)半反射鏡透射的光，就可以觀察到3D效果。
[0021]圖1中，LED第二顯示器發(fā)出的45°偏振光的偏振方向在反射之后變成了豎直軸對(duì)稱的135° ,而135°恰好與45°垂直,也就是與LED第一顯不器發(fā)出的光的偏振方向垂直。這樣一來讓左眼右眼的偏振片偏振方向分別是135°和45°，就可以讓左眼只看到LED第一顯示器的圖像，右眼只看到LED第二顯示器的圖像了。這樣還有一個(gè)很大的好處，就是在生產(chǎn)過程不用區(qū)分左眼屏幕和右眼屏幕；全部按照45°的偏振角生產(chǎn)就可以了。
[0022]本實(shí)施例的半反射鏡放是一個(gè)關(guān)鍵器件，正是因?yàn)槔昧诉@個(gè)半反射鏡，觀察者就可以在LED第一顯示器的位置上同時(shí)看到兩個(gè)顯示器所發(fā)出的圖像。調(diào)整也非常方便。
[0023]在實(shí)際的使用過程中，其實(shí)兩個(gè)顯示器并不用嚴(yán)格擺成90°的夾角，只要不影響視角，誤差20°以內(nèi)都是可以的。把半反射鏡放到角平分線上也非常簡單。將擺放好顯示器后，先目測一下半反射鏡的位置，大致放在角平分線上，然后在觀測位置上戴上眼鏡，先睜開右眼看LED第一顯示器的位置，然后睜開左眼看LED第二顯示器邊框是不是與LED第一顯示器重合就可以了?？梢圆捎眠@種方式將該3D系統(tǒng)中的顯示設(shè)備生產(chǎn)為獨(dú)立的顯示設(shè)備，固定后虛像的位置不會(huì)隨著視角的改變而改變，即在觀看的時(shí)候只要能同時(shí)看到兩個(gè)屏幕，隨便哪個(gè)角度都可以。關(guān)于半反射鏡，理想?yún)?shù)是T/R = 5:5(透射光強(qiáng)度/反射光強(qiáng)度)，對(duì)于14寸的屏幕來說長400mm，寬250mm就夠了。厚度在保證TR比的情況下越薄越好，這樣可以避免前后兩個(gè)面反射重影帶來的影響；半反射鏡采用無色玻璃最佳。
[0024]偏振3D眼鏡采用最普通的偏振3D眼鏡就可以了 ；其偏振方向分別是45°和135°。左右其實(shí)無所謂，因?yàn)殡娔X的輸出可以根據(jù)眼鏡左右來改設(shè)置。以現(xiàn)在的工藝，這種精度要求的偏振眼鏡，質(zhì)量好一些的成本也只有幾塊錢而已。放置一臺(tái)普通的筆記本電腦，屏幕左邊與之垂直放置一面普通的鏡子。顯示器發(fā)出的光偏振方向是45°，鏡子中的像發(fā)出的光偏振方向是135°。而3D眼鏡右眼鏡片偏振方向是45° ,左眼鏡片偏振方向是135°，那么，因?yàn)榫€偏振光是不能通過偏振方向與之垂直的偏振片的，所以通過兩個(gè)鏡片分別觀察顯示器和鏡子中的像就會(huì)有不同的效果。由于拍攝角度的關(guān)系，不能很好地反應(yīng)真實(shí)效果，實(shí)際觀察的效果是通過右眼鏡片只能看到實(shí)際的電腦屏幕，而看鏡子中的電腦屏幕是黑的；通過左眼鏡片只能看到鏡子中的電腦屏幕，而實(shí)際的電腦屏幕是黑的。
[0025]當(dāng)觀察視頻信號(hào)時(shí)，視頻信號(hào)分為靜態(tài)圖像和動(dòng)態(tài)圖像。
[0026]當(dāng)為靜態(tài)圖像時(shí)，原理很簡單，因?yàn)檫M(jìn)入左右眼的分別是左右兩個(gè)顯示器的圖像。所以讓左邊的顯示器顯示你左眼看到的圖像，右邊的顯示器顯示你右邊看到的圖像就可以了。不過需要注意的是，由于看到的左邊顯示器的圖像是左右顛倒的，所以需要讓左邊顯示器播放水平翻轉(zhuǎn)的圖片。如果有現(xiàn)成的3D照片的話，讓LED第二顯示器顯示右眼圖像，讓LED第一顯示器顯示水平翻轉(zhuǎn)過的左眼圖像就可以了。自己制作也非常簡單，對(duì)準(zhǔn)一個(gè)物體，用相機(jī)當(dāng)你的一個(gè)眼睛，從左邊對(duì)著他拍一張照片，然后向右移動(dòng)兩眼之間那么長的距離，再拍一張照片，然后讓LED第二顯示器顯示從右邊拍的圖像，讓LED第一顯示器顯示水平翻轉(zhuǎn)過的左邊拍的圖像就可以了。
[0027]當(dāng)為動(dòng)態(tài)圖像時(shí)，也就是視頻，游戲。這個(gè)實(shí)現(xiàn)起來難度主要在于如何讓兩個(gè)電腦顯示的圖像同步。對(duì)于一臺(tái)主機(jī)，兩個(gè)顯示器的情況，沒有問題，直接輸出就好了。但是對(duì)于兩臺(tái)獨(dú)立的筆記本電腦這種情況，則需要更復(fù)雜的處理。
[0028]3D的片源已經(jīng)是現(xiàn)成的，包含了左右眼所需要的圖像，大型3D立體游戲也是可以輸出左右兩眼的圖像的。使用TriDef 3D，Iz3D這一類的軟件就可以做到這些。至于兩屏同步顯示，測試發(fā)現(xiàn)使用無線局域網(wǎng)(WLAN)的傳輸速度和穩(wěn)定性難以滿足要求，但是使用有線局域網(wǎng)(LAN)，或是交叉線直接連接是可以滿足這一要求的。
[0029]基本算法的原理如下，首先由A向B送出同步矯正信號(hào)，內(nèi)容是A機(jī)器上的系統(tǒng)時(shí)間值Tal，同時(shí)A自己也記錄下發(fā)出信號(hào)的時(shí)間。B接受到后立即返回信號(hào)給A，內(nèi)容是B機(jī)器上的系統(tǒng)時(shí)間值Tb。A在接收到B返回的信號(hào)Tb后，同時(shí)記錄下接收到信號(hào)時(shí)自己的系統(tǒng)時(shí)間Ta2。這樣一來，就可以計(jì)算出AB兩機(jī)的傳輸時(shí)間差，那么AB兩機(jī)的系統(tǒng)時(shí)間差就可以計(jì)算出來，TS= (Tb-Tal-Tab)。得到了 AB兩機(jī)系統(tǒng)的時(shí)間差Ts，準(zhǔn)備工作就做完了。播放視頻實(shí)質(zhì)上就是高速播放圖片。那么當(dāng)A機(jī)想在自己系統(tǒng)時(shí)間時(shí)間！^播放圖片P時(shí)，就提前把時(shí)間信號(hào)(Ts+T3)發(fā)給B，讓B在B系統(tǒng)時(shí)間的(Ts+T3)時(shí)播放圖片P就可以了。其中提前量應(yīng)大于傳輸所需時(shí)間Tab。這一過程是實(shí)時(shí)進(jìn)行的，所以可以不斷修正AB兩機(jī)之間的時(shí)間差，達(dá)到同步播放。
[0030]以上所述的本實(shí)用新型的實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。任何在本實(shí)用新型的精神原則之內(nèi)所作出的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種3D顯示系統(tǒng)，其特征在于，包括第一顯示器、第二顯示器、半反射鏡和偏振3D眼鏡；其中第一顯示器和第二顯示器發(fā)射出的偏振光是同方向的，第一顯示器和第二顯示器的背光源為LED光源或CCFL光源，第一顯示器和第二顯示器的面板為TN型面板； 第一顯示器與第二顯示器呈a夾角放置在同一平面上，70°110° ;半反射鏡放置夾角的角平分線上，偏振3D眼鏡放置在半反射鏡后，且位于第一顯示器或第二顯示器的正前方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述第一顯示器和第二顯示器形成的夾角為90°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的3D顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述半反射鏡的透射光強(qiáng)度T與反射光強(qiáng)度R的比為5:5，即T/R=5:5。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的3D顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述半反射鏡為無色玻璃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述第一顯示器和第二顯示器是由一臺(tái)主機(jī)控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的3D顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振3D眼鏡中一鏡片的偏振方向?yàn)?5° ,另一鏡片的偏振方向?yàn)?35°。
【文檔編號(hào)】G02B27/26GK203941346SQ201420204188
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】谷昕煒, 其他發(fā)明人請(qǐng)求不公開姓名 申請(qǐng)人:盧桓, 谷昕煒