[發明專利]一種指向背光型自由立體顯示系統及其顯示方法

有效

• 申請號: 201811174558.6
• 申請日: 2018-10-09
• 公開（公告）號: CN109120913B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 于迅博;高鑫;劉博陽;鄒禮行;王玉柱;邢樹軍
• 申請（專利權）人: 深圳市眸合科技有限公司
• 主分類號: H04N13/305
• 分類號: H04N13/305;H04N13/32;H04N13/322;H04N13/351;G02B30/24;G02B30/33
• 代理公司: 深圳市添源知識產權代理事務所(普通合伙) 44451
• 代理人: 黎健任

本發明公開了一種指向背光型自由立體顯示系統及其顯示方法，該系統由指向性背光模塊、水平向光線準直模塊、顯示面板、水平向光線控制模塊、豎置向光線擴散器件和中央控制模塊組成。系統通過控制背光模組中各背光源不同角度的依次出射以及顯示面板對應的圖像刷新，利用各光學模塊對光線的精確控制，在空間中高頻率交替形成若干視區，最終將實現大視角的三維顯示效果。

技術領域

本發明涉及立體顯示技術領域，尤其涉及一種指向背光型自由立體顯示系統及其顯示方法。

背景技術

不佩戴任何設備、高還原度的三維顯示已經成為顯示技術未來的必然選擇，該技術目前在醫學成像、展覽展示、商業顯示、軍事指揮、政府應急調度和通訊傳媒等越來越多的領域逐漸開始發揮重要作用，也已經成為各國大力發展的新型顯示方案。

基于指向性背光源的自由立體顯示技術是一種新型的、可以實現裸眼觀看3D影像的顯示技術。指向性背光源顯示技術通過控制背光源發出光線的指向，使得只有在空間設定位置才可以接收到屏幕圖像。借助時分復用技術，讓人左眼/右眼輪流交替分別僅接收到左眼右眼視差圖像，最終經過大腦融合，獲得立體深度信息。當前，指向性背光技術需要配合人眼跟蹤技術，來解決觀看位置受限的問題，即利用攝像頭等影像裝置，實時捕捉一個或多個觀看者的眼睛坐標，判斷其是否處于可視區域內，再根據其所處的位置刷新顯示器播放正確的左右眼圖像。

現有的基于指向性背光源的自由立體顯示技術雖然無分辨率損失的顯著優點，但是同樣具有明顯的缺陷：

(1)現有的基于指向性背光源的自由立體顯示技術絕大部分都需要利用人眼跟蹤設備來實時跟蹤觀看者的眼睛位置，這將增加系統的復雜性和成本，也會引入延遲和誤差。

(2)現有的基于指向性背光源的自由立體顯示技術都是實現給觀看者的左、右眼分別輸入一張視差圖像，即人眼觀看到的為兩視點的顯示效果。而真實得還原三維物體和場景需要密集的視點來實現，所以現有的技術無法還原物體的真實空間感(如空間的遮擋關系、前后視差關系)，觀察者無法觀看到還原物體或場景的不同角度的圖像，僅可在一個角度實現視覺上的縱深感。

(3)現有的基于指向性背光源的自由立體顯示技術只能在系統正面為觀看者提供小范圍的觀看角度，而真實的還原三維物體和場景需要提供較大的3D視角來實現。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷或不足，本發明提供了一種指向背光型自由立體顯示系統。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為如下。

一種指向背光型自由立體顯示系統，包括：指向性背光模塊、光線準直模塊、顯示面板、平向光線控制模塊、光線擴散器件和中央控制模塊；

所述光線準直模塊設置在所述指向性背光模塊和所述顯示面板之間；

所述平向光線控制模塊設置在所述顯示面板和所述光線擴散器件之間；

所述中央控制模塊分別與所述指向性背光模塊、所述顯示面板連接；

其中，所述指向性背光模塊由多個個指向性背光子模塊組成，每個所述指向性背光子模塊包含相同數目的n個發光單元，n≧2，所述發光單元為系統提供光源；

所述中央控制模塊對所述指向性背光模塊輸入電信號，控制所述指向性背光模塊中所有所述指向性背光子模塊的所述發光單元點亮或熄滅；

所述光線準直模塊將所述指向性背光子模塊的散射光調制準直為平行光，并出射；

所述光線準直模塊準直后的平行光線穿過所述顯示面板，同時中央控制模塊向所述顯示面板加載編碼圖像信息，一同進入所述水平向光線控制模塊，所述水平向光線控制模塊對平行光調制，在水平方向上將合成圖像中的各視點的光線偏折到空間中預期的各視點的位置；