[實(shí)用新型]基于集成成像的2D-3D混合顯示系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420133589.8
• 申請(qǐng)日: 2014-03-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203775345U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田豐;汪浩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04N13/00
• 分類(lèi)號(hào): H04N13/00;G02B27/22
• 代理公司: 上海上大專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種基于集成成像的2D-3D混合背光顯示系統(tǒng)，屬于自由立體顯示技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

客觀世界中的視差、聚焦、散焦、透視、陰影、遮擋、相對(duì)大小等立體暗示形成了人眼的心理立體視覺(jué)。利用這一特性可產(chǎn)生立體圖像給人更真實(shí)的觀察感受。隨著立體顯示技術(shù)的發(fā)展，立體顯示器在功能上有所擴(kuò)展——目前已研發(fā)出可以在二維與三維顯示中轉(zhuǎn)換的立體顯示器。

集成成像技術(shù)的原理是對(duì)某物體從不同角度進(jìn)行記錄，而后使用透鏡組將多角度圖像序列整合成三維立體圖像。常用的基于集成成像的三維顯示方法在圖像記錄過(guò)程中有所不同，一是利用透鏡陣列記錄，二是采用針孔攝像頭陣列進(jìn)行記錄。集成成像系統(tǒng)包括針孔攝像頭陣列、CCD、透鏡陣列、顯示屏等部件，記錄下的圖像通過(guò)CCD顯示在屏幕上，觀察者通過(guò)立于顯示屏前的透鏡陣列觀察到三維圖像。

目前常用液晶透鏡式顯示技術(shù)實(shí)現(xiàn)2D3D轉(zhuǎn)換顯示，其原理是通過(guò)控制電信號(hào)間接控制液晶屏幕的透光度。當(dāng)所有光線通過(guò)液晶層時(shí)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，普通的平面圖像就可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)二維顯示；若為多電極層加上不同電壓使液晶層發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而對(duì)光線產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)作用，以此實(shí)現(xiàn)三維顯示。

上述方案雖然都實(shí)現(xiàn)了自由立體顯示，但存在不足。單純的集成成像系統(tǒng)只能顯示三維圖像，并且觀察角度有限。而普通的2D3D轉(zhuǎn)換顯示器在偏轉(zhuǎn)光線的同時(shí)降低了圖像的亮度，從而導(dǎo)致圖像清晰度受損。

實(shí)用新型內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題和不足，本實(shí)用新型提供一種基于集成成像的2D-3D混合背光顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用可調(diào)透鏡陣列，并且使用自行設(shè)計(jì)的系統(tǒng)控制單元同步調(diào)節(jié)不同屏幕面板，在盡量減少亮度損失的情況下盡量保證分辨率，實(shí)現(xiàn)了全2D、全3D、以及亮度較均勻的2D-3D混合顯示模式。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

基于集成成像的2D-3D混合背光顯示系統(tǒng)，包括支架，可調(diào)背光板、活動(dòng)透鏡陣列、液晶顯示屏、偏振片、控制單元、HDMI線、串口線、USB電纜、微機(jī)，其特征在于：

（1）????????所述可調(diào)背光板、活動(dòng)透鏡陣列、液晶顯示屏按順序分別安置于支架上，且三者幾何中心在同一條水平線上；

（2）????????所述偏振片共三片分別貼在可調(diào)背光板、活動(dòng)透鏡陣列、液晶顯示屏的前面靠近觀察者的那一邊，其中背光板和顯示屏前的偏振角度為45°，透鏡陣列前的偏振片位于透鏡焦平面上且偏振角為135°；

（3）????????所述微機(jī)通過(guò)USB電纜連接所述控制單元；

（4）????????所述控制單元通過(guò)HDMI視頻線連接投影機(jī)；所述控制單元通過(guò)串口線連接活動(dòng)透鏡陣列。

控制單元由Virtex-7?FPGA（Field－Programmable?Gate?Array，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列）、DDR3?SDRAM(Synchronous?Dynamic?Random?Access?Memory，同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)、NAND?flash(NAND閃存)、HDMI（High?Definition?Multimedia?Interface，高清視多媒體口）線、USB接口芯片和電源管理等模塊組成，微機(jī)通過(guò)USB電纜與控制單元進(jìn)行通信，控制單元將處理過(guò)的圖像通過(guò)HDMI接口傳輸給可調(diào)背光板，并且控制活動(dòng)透鏡陣列上每組透鏡的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，此外還實(shí)時(shí)控制可調(diào)背光板上不同區(qū)域的亮度對(duì)損失了亮度的三維圖像進(jìn)行亮度補(bǔ)償。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見(jiàn)的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和技術(shù)進(jìn)步：

????本實(shí)用新型與基于普通液晶的2D-3D立體顯示系統(tǒng)相比，由于活動(dòng)透鏡陣列上的透鏡可控，因此不進(jìn)可以顯示二維與立體圖像，還能顯示2D與3D混合的圖像；由于背光板不同區(qū)域亮度可調(diào)，因此保證了同一視野中2D與3D畫(huà)面的亮度均勻度，保證了最終圖像真實(shí)感。

????本實(shí)用新型成像亮度較高、色彩保真、分辨率高，能夠在同一畫(huà)面中混合顯示2D-3D圖像。

附圖說(shuō)明

圖1基于集成成像的2D3D混合背光顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2基于Virtex-7的控制單元結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖詳述如下：

實(shí)施例一：

參見(jiàn)圖1，本基于集成成像的2D-3D混合背光顯示系統(tǒng)，包括支架1，可調(diào)背光板2、活動(dòng)透鏡陣列3、液晶顯示屏4、偏振片5、控制單元6、HDMI線7、串口線8、USB電纜9和微機(jī)10，其特征在于：