[实用新型]3D显示装置

说明书

本实用新型提供了一种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。

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种3D显示装置。

背景技术

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。

实用新型内容

本实用新型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，根据本实用新型的一个方面，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、Micro LED和Micro OLED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。