裸眼3D技術在商業(yè)中的應用專利綜述

舒瀚　顧明海

【摘要】裸眼3D技術基于雙目視覺原理的裸眼3D顯示器件在教育、展示、娛樂、影音及移動終端等領域具有重要的應用。裸眼3D產業(yè)化涉及攝像技術、內容制作、顯示系統(tǒng)等多個環(huán)節(jié)，代表性的產品：任天堂3DS游戲機、裸眼3D廣告機、裸眼3D電視機等。目前主流的裸眼3D技術手段主要有：獨縫式液晶光柵、柱狀棱鏡、指向光源。本文主要介紹了國內外專利申請狀況及授權分析和裸眼3D顯示技術專利的主要分類與分析，對該技術的發(fā)展脈絡和前景做了淺析。

【關鍵詞】裸眼3D 商業(yè) 獨縫式液晶光柵 柱狀棱鏡

一、引言

裸眼立體顯示技術就是指不需要任何輔助設備觀看就能夠獲得立體視覺效果的立體顯示技術，其主要是通過使用光學器件在顯示屏幕上改變雙眼視圖的走向，使人的雙眼能分別看到相對應的立體視圖。因為具有不固定的圖像通道及圖像分割裝置，一般把這個實現立體顯示的方法稱之為空分法。

二、國內外專利申請狀況及授權分析

通過對檢索的211件國內外專利申請進行分析，得出國內外關于裸眼3D顯示技術專利申請主要技術分支的分析結果。

針對裸眼3D顯示技術專利申請的研究，可主要分為三個技術分支：通過硬件的改善提高顯示效果、通過軟件的改善提高顯示效果、應用面的拓展。

應用面的拓展的技術分支的申請量相對于其他兩個技術分支的申請量偏少，究其原因可能是因為裸眼3D技術的發(fā)展在特定的應用領域中已經比較成型，在運用到其他的領域相對要克服比較大的技術障礙。通過硬件的改善提高顯示效果的申請量是通過軟件的改善提高顯示效果的申請量幾乎一倍，并遠超過應用面的拓展的技術分支的申請量，這表明國內外的專利申請主要集中在提高硬件方面來改善裸眼3D的顯示技術。

從上述分析結果可以看出，關于裸眼3D顯示技術的研究方向偏向于通過硬件改善和軟件改善來提高顯示效果，從這個趨勢可以預測，未來仍將會更注重裸眼3D的顯示技術中的硬件和軟件的開發(fā)，通過使用更先進的硬件模塊以及更合理的處理算法來實現更加優(yōu)化的顯示效果，從而給用戶帶來更加震撼的裸眼3D效果。

三、裸眼3D顯示技術專利的主要分類與分析

通過硬件的改善提高顯示效果：根據裸眼立體技術的光學空間特征，屏幕上的立體對圖像交錯顯示，每個視圖分別占用其固定的分區(qū)，該分區(qū)被稱為亞屏幕。亞屏幕就是整個屏幕中的子集。

在亞屏幕中，左、右視圖所占的顯示區(qū)域空間是一樣的，根據觀看時的視點個數可以劃分亞屏幕的數量。以單視點的立體顯示為例，所有的奇列像素和偶列像素分別組成為一個新的屏幕，這些像素列的重新組合就形成了亞屏幕的各個分區(qū)。對于單視點立體顯示的亞屏幕可視區(qū)通常只有位于顯示器一定距離的正前方區(qū)域。

硬件方法是通過高頻頭輸入端讀取視頻信號后，運用硬件電路對視頻信號的幀時序脈沖檢測出左右眼圖像，再顯示到對應的亞屏幕上。

通過軟件的改善提高顯示效果：軟件方法是使用3D播放器讀取3D圖像和視頻后，通過算法生成左右眼視圖，再判斷視圖行列的分辨率，運用不失真的縮放技術，把圖像尺寸變換成合適大小再映射到亞屏幕上。

通過改善軟件來提高顯示效果的代表專利有：CN201210479003、CN201410167890、CN201510068319、CN201310396158、US201313899644A。從以上涉及通過軟件的改善提高顯示效果的技術專利可以看出，該方式下的優(yōu)化現有的引擎和優(yōu)化目標函數，是通過軟件的提高改善的主要趨勢。

應用面的拓展：裸眼3D技術在商業(yè)上的產品應用，主要在裸眼3D顯示器、裸眼3D便攜式影音設備、裸眼3D廣告機等，而近些年在產品上的應用也不僅僅局限于上述的幾種。

代表專利有：CN201510125705、CN201220407965、CN201420412987、CN201420748593、CN201420046737、US201213545768A。

裸眼3D技術主要還是在顯示領域中得到了進一步的發(fā)展，不僅僅是使用在商用上，近些年也教育教學系統(tǒng)中使用到。