裸眼3D技术在商业中的应用专利综述

舒瀚　顾明海

【摘要】裸眼3D技术基于双目视觉原理的裸眼3D显示器件在教育、展示、娱乐、影音及移动终端等领域具有重要的应用。裸眼3D产业化涉及摄像技术、内容制作、显示系统等多个环节，代表性的产品：任天堂3DS游戏机、裸眼3D广告机、裸眼3D电视机等。目前主流的裸眼3D技术手段主要有：独缝式液晶光栅、柱状棱镜、指向光源。本文主要介绍了国内外专利申请状况及授权分析和裸眼3D显示技术专利的主要分类与分析，对该技术的发展脉络和前景做了浅析。

【关键词】裸眼3D 商业 独缝式液晶光栅 柱状棱镜

一、引言

裸眼立体显示技术就是指不需要任何辅助设备观看就能够获得立体视觉效果的立体显示技术，其主要是通过使用光学器件在显示屏幕上改变双眼视图的走向，使人的双眼能分别看到相对应的立体视图。因为具有不固定的图像通道及图像分割装置，一般把这个实现立体显示的方法称之为空分法。

二、国内外专利申请状况及授权分析

通过对检索的211件国内外专利申请进行分析，得出国内外关于裸眼3D显示技术专利申请主要技术分支的分析结果。

针对裸眼3D显示技术专利申请的研究，可主要分为三个技术分支：通过硬件的改善提高显示效果、通过软件的改善提高显示效果、应用面的拓展。

应用面的拓展的技术分支的申请量相对于其他两个技术分支的申请量偏少，究其原因可能是因为裸眼3D技术的发展在特定的应用领域中已经比较成型，在运用到其他的领域相对要克服比较大的技术障碍。通过硬件的改善提高显示效果的申请量是通过软件的改善提高显示效果的申请量几乎一倍，并远超过应用面的拓展的技术分支的申请量，这表明国内外的专利申请主要集中在提高硬件方面来改善裸眼3D的显示技术。

从上述分析结果可以看出，关于裸眼3D显示技术的研究方向偏向于通过硬件改善和软件改善来提高显示效果，从这个趋势可以预测，未来仍将会更注重裸眼3D的显示技术中的硬件和软件的开发，通过使用更先进的硬件模块以及更合理的处理算法来实现更加优化的显示效果，从而给用户带来更加震撼的裸眼3D效果。

三、裸眼3D显示技术专利的主要分类与分析

通过硬件的改善提高显示效果：根据裸眼立体技术的光学空间特征，屏幕上的立体对图像交错显示，每个视图分别占用其固定的分区，该分区被称为亚屏幕。亚屏幕就是整个屏幕中的子集。

在亚屏幕中，左、右视图所占的显示区域空间是一样的，根据观看时的视点个数可以划分亚屏幕的数量。以单视点的立体显示为例，所有的奇列像素和偶列像素分别组成为一个新的屏幕，这些像素列的重新组合就形成了亚屏幕的各个分区。对于单视点立体显示的亚屏幕可视区通常只有位于显示器一定距离的正前方区域。

硬件方法是通过高频头输入端读取视频信号后，运用硬件电路对视频信号的帧时序脉冲检测出左右眼图像，再显示到对应的亚屏幕上。

通过软件的改善提高显示效果：软件方法是使用3D播放器读取3D图像和视频后，通过算法生成左右眼视图，再判断视图行列的分辨率，运用不失真的缩放技术，把图像尺寸变换成合适大小再映射到亚屏幕上。

通过改善软件来提高显示效果的代表专利有：CN201210479003、CN201410167890、CN201510068319、CN201310396158、US201313899644A。从以上涉及通过软件的改善提高显示效果的技术专利可以看出，该方式下的优化现有的引擎和优化目标函数，是通过软件的提高改善的主要趋势。

应用面的拓展：裸眼3D技术在商业上的产品应用，主要在裸眼3D显示器、裸眼3D便携式影音设备、裸眼3D广告机等，而近些年在产品上的应用也不仅仅局限于上述的几种。

代表专利有：CN201510125705、CN201220407965、CN201420412987、CN201420748593、CN201420046737、US201213545768A。

裸眼3D技术主要还是在显示领域中得到了进一步的发展，不仅仅是使用在商用上，近些年也教育教学系统中使用到。