[實用新型]基于同步空間光調制器的立體顯示系統

有效

• 申請號: 202120361174.6
• 申請日: 2021-02-09
• 公開（公告）號: CN214540260U
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 何賽靈;李明錦;瑟曼菲利普
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G02B30/24
• 分類號: G02B30/24;H04N13/398;H04N13/385
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

本實用新型公開了一種基于同步空間光調制器的立體顯示系統，包括LED背光源、線性透鏡陣列、空間光調制器陣列、線性擴散膜I、線性擴散膜II、圖像顯示屏、視點檢測模塊和同步控制模塊。同步控制模塊，用于獲取圖像顯示屏面板的同步信號，以同步信號作為觸發信號來確定同步時序，驅動空間光調制器陣列的生成及LED背光源的開關；視點檢測模塊獲取視區中心的空間坐標后，上傳至同步控制模塊；同步控制模塊根據左右視區空間坐標計算生成對應的空間光調制器通光像素窗口，根據圖像顯示屏面板的同步信號同步刷新空間光調制器的通光像素窗口位置。基于時分復用與雙目視差原理，產生立體感。本實用新型為結構緊湊、全分辨率、支持2D/3D切換的自由立體顯示系統。

技術領域

本實用新型屬于圖像顯示領域，尤其是涉及一種基于空間光調制器的立體顯示系統。

背景技術

3D顯示技術是未來一種主流顯示方向，其中應用最為廣泛的是基于視差圖像的立體顯示方法。左眼和右眼位于空間中不同位置，借助某些方法使得左眼只接收到左眼對應視差圖像，右眼只接收到右眼對應的視差圖像，經由大腦融合獲得3D立體信息。

目前的一種自由立體顯示利用狹縫光柵或柱狀透鏡來實現視差屏障，是基于空分復用原理的一種立體顯示技術，雖然該類技術在串擾度上有較好的表現，但視差屏障也會導致背光亮度下降及分辨率損失等問題。另一種是，它通過線性透鏡及空間光調制的通光像素窗口的位置來出射光線的方向，由于是基于時分復用原理實現的，故可以保證無分辨率損失和2D/3D切換。

基于空間光調制器的立體顯示的背光源往往采用的是掃描式激光，造價昂貴且同步控制方案較為復雜，需要對激光、掃描儀、空間光調制器、液晶面板等多個模塊進行同步控制設計。

另外，傳統的基于空間光調制器的立體顯示系統選擇造價昂貴的鐵電液晶空間光調制器，雖然在響應時間及串擾度上有優勢，但顯示范圍較小，后續的光學系統較為復雜，系統厚度較大，在家用環境下沒有普適性。

實用新型內容

為了克服現有技術的不足，本實用新型提出一種基于同步空間光調制器的立體顯示系統，適用于家用環境，結構緊湊、全分辨率、支持2D/3D切換。

一種基于同步空間光調制器的立體顯示系統，包括LED背光源、線性透鏡陣列、空間光調制器陣列、線性擴散膜I、線性擴散膜II、圖像顯示屏、視點檢測模塊和同步控制模塊。線性透鏡陣列，用于控制LED背光源出射的光線方向；空間光調制器陣列，緊貼于線性透鏡陣列的出射面，用于生成可尋址通光像素窗口，位置根據視區中心坐標唯一確定，由同步控制模塊驅動；線性擴散膜I，緊貼于空間光調制器陣列的出射面，用于設定空間光調制器出射光線的出瞳擴散方向；線性擴散膜II，緊貼于圖像顯示屏的入射面，用于將背光的擴散光束均勻地在圖像顯示屏前擴散；圖像顯示屏，為透射式被動顯示面板，用于加載3D視頻；視點檢測模塊，用于實時獲取觀看者視點的空間坐標，并上傳至同步控制模塊；同步控制模塊，用于獲取圖像顯示屏面板的同步信號，以同步信號作為觸發信號來確定同步時序，驅動空間光調制器陣列的生成及LED背光源的開關；視點檢測模塊獲取視區中心的空間坐標后，上傳至同步控制模塊；同步控制模塊根據左右視區空間坐標計算生成對應的空間光調制器通光像素窗口，根據圖像顯示屏面板的同步信號同步刷新空間光調制器的通光像素窗口位置。

更進一步具體實施方式中，所述的LED背光源，由多個LED組成陣列，位于主光軸的矢面，大小與立體顯示區域大小相對應，每行有M個LED，共N行，陣列位置與帶有行間錯位的空間光調制器陣列相對應。

更進一步具體實施方式中，所述的線性透鏡陣列由多個一維線性透鏡組成，每行LED對應一個線性透鏡，各透鏡共面且位于主光軸的矢面，用于對LED出射光線在垂直方向上進行準直，在水平方向上自由發散。

更進一步具體實施方式中，所述的線性透鏡陣列與LED陣列的沿主光軸方向距離L應滿足：

其中，觀看者視區中心至線性透鏡陣列沿主光軸方向距離為，線性透鏡陣列中的單個透鏡焦距為。