[實用新型]一種動態背光三維顯示器

有效

• 申請號: 201920369997.6
• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN209560212U
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 趙建
• 申請（專利權）人: 句容福芯電子有限公司
• 主分類號: G02B27/22
• 分類號: G02B27/22;G02F1/1347;G02F1/13357
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本實用新型公開一種動態背光三維顯示器，所述顯示器包括光源層、光線調制層和液晶顯示層，所述光線調制層設在光源層和液晶顯示層之間，所述光源層、光線調制層和液晶顯示層相互平行且間隔設置；所述光源層上隨機布置有若干發光單元，且每個所述發光單元的亮/暗狀態均是單獨驅動的；所述光線調制層上隨機排布有若干小孔陣列，設定離發光單元距離最近的小孔為該發光單元的主瓣孔，其余的小孔為該發光單元的旁瓣孔；所述光源層發出的光線經過光線調制層后，光線的傳播方向獲得了動態調制；調制后的光線經過所述液晶顯示層時，液晶顯示層上的像素分別向不同方向傳播，從而形成了三維光場。

技術領域

本實用新型屬于立體顯示領域，具體是一種動態背光三維顯示器。

背景技術

目前的三維顯示方案大多是通過一些光學元件，如自由曲面，光學透鏡，半透半反鏡，光波導等，將放置在非明視距離內的顯示器的像源內容投射到瞳孔內。但目前的方案中仍然存在很多挑戰，例如設備體積小型化，輕量化，系統低功耗，圖像高分辨率，渲染實時性，以及最重要的視覺舒適度等問題。其中為了保障用戶可以長時間的使用設備，一個良好的觀看體驗是必不可少的，然而遺憾的是目前還沒有任何一種方案可以有效的同時解決以上所以問題。不過針對視覺舒適度里最重要的調節與輻輳角沖突問題，目前有很多有效的方案可以通過提供準確或者接近準確的深度線索來緩解，如基于麥克斯韋視圖的顯示方案；基于多平面的顯示方案；基于全息的光場顯示方案；基于雙層液晶的光場顯示方案；以及基于集成成像原理的光場顯示方案等等。

其中基于集成成像原理的光場顯示方案被視為最佳3D重建方案。其主要原理是基于微透鏡陣列或者小孔陣列來實現對光線的調控。但是，由于顯示原理的限制，具有分辨率損失嚴重，摩爾條紋明顯，立體串擾度高等問題，導致了該方案的成像質量不佳，嚴重影響立體顯示技術的推廣與應用。

發明內容

本實用新型的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種動態背光三維顯示器，本實用新型的三維顯示器三維顯示分辨率高、光學成像結構簡單，且有效降低了三維顯示器的摩爾條紋現象，從而提高了三維顯示器的顯示質量。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種動態背光三維顯示器，包括光源層、光線調制層和液晶顯示層，所述光線調制層設在光源層和液晶顯示層之間，所述光源層、光線調制層和液晶顯示層相互平行且間隔設置；所述光源層上隨機布置有若干發光單元，每個發光單元在光源層上的物理坐標是明確的，且每個所述發光單元的亮/暗狀態均是單獨驅動的；所述光線調制層上隨機排布有若干小孔陣列，每個小孔在光線調制層上的物理坐標是明確的；設定離發光單元距離最近的小孔為該發光單元的主瓣孔，其余的小孔為該發光單元的旁瓣孔；所述光源層發出的光線經過光線調制層后，光線的傳播方向獲得了動態調制；調制后的光線經過所述液晶顯示層時，液晶顯示層上的像素分別向不同方向傳播，從而形成了三維光場。

具體地，所述光源層上標有坐標網格，用于確定每個所述發光單元在光源層上的物理坐標。

具體地，所述光線調制層上標有坐標網格，用于確定每個所述小孔在光線調制層上的物理坐標。

具體地，所述發光單元與小孔的距離定義為：發光單元與小孔中心軸線的垂直距離。

具體地，所述光源層為微LED陣列、液晶顯示器或OLED顯示器。

可選地，所述光線調制層可以為透明的液晶像素層或基于電潤濕的液晶屏障層。

可選地，所述光線調制層還可以為不透明的散射層。

本實用新型一種動態背光三維顯示器的顯示方法為：按照時分復用的方法對像素進行渲染，具體包括以下步驟：

S1，將光源層上的若干發光單元隨機分為N組，每一組都包括若干稀疏的發光單元，每個所述發光單元發出的光線均按照蘭伯特(Lambert)模型傳播；