[发明专利]一种指向背光型自由立体显示系统及其显示方法

说明书

本发明公开了一种指向背光型自由立体显示系统及其显示方法，该系统由指向性背光模块、水平向光线准直模块、显示面板、水平向光线控制模块、竖置向光线扩散器件和中央控制模块组成。系统通过控制背光模组中各背光源不同角度的依次出射以及显示面板对应的图像刷新，利用各光学模块对光线的精确控制，在空间中高频率交替形成若干视区，最终将实现大视角的三维显示效果。

技术领域

本发明涉及立体显示技术领域，尤其涉及一种指向背光型自由立体显示系统及其显示方法。

背景技术

不佩戴任何设备、高还原度的三维显示已经成为显示技术未来的必然选择，该技术目前在医学成像、展览展示、商业显示、军事指挥、政府应急调度和通讯传媒等越来越多的领域逐渐开始发挥重要作用，也已经成为各国大力发展的新型显示方案。

基于指向性背光源的自由立体显示技术是一种新型的、可以实现裸眼观看3D影像的显示技术。指向性背光源显示技术通过控制背光源发出光线的指向，使得只有在空间设定位置才可以接收到屏幕图像。借助时分复用技术，让人左眼/右眼轮流交替分别仅接收到左眼右眼视差图像，最终经过大脑融合，获得立体深度信息。当前，指向性背光技术需要配合人眼跟踪技术，来解决观看位置受限的问题，即利用摄像头等影像装置，实时捕捉一个或多个观看者的眼睛坐标，判断其是否处于可视区域内，再根据其所处的位置刷新显示器播放正确的左右眼图像。

现有的基于指向性背光源的自由立体显示技术虽然无分辨率损失的显著优点，但是同样具有明显的缺陷：

(1)现有的基于指向性背光源的自由立体显示技术绝大部分都需要利用人眼跟踪设备来实时跟踪观看者的眼睛位置，这将增加系统的复杂性和成本，也会引入延迟和误差。

(2)现有的基于指向性背光源的自由立体显示技术都是实现给观看者的左、右眼分别输入一张视差图像，即人眼观看到的为两视点的显示效果。而真实得还原三维物体和场景需要密集的视点来实现，所以现有的技术无法还原物体的真实空间感(如空间的遮挡关系、前后视差关系)，观察者无法观看到还原物体或场景的不同角度的图像，仅可在一个角度实现视觉上的纵深感。

(3)现有的基于指向性背光源的自由立体显示技术只能在系统正面为观看者提供小范围的观看角度，而真实的还原三维物体和场景需要提供较大的3D视角来实现。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷或不足，本发明提供了一种指向背光型自由立体显示系统。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为如下。

一种指向背光型自由立体显示系统，包括：指向性背光模块、光线准直模块、显示面板、平向光线控制模块、光线扩散器件和中央控制模块；

所述光线准直模块设置在所述指向性背光模块和所述显示面板之间；

所述平向光线控制模块设置在所述显示面板和所述光线扩散器件之间；

所述中央控制模块分别与所述指向性背光模块、所述显示面板连接；

其中，所述指向性背光模块由多个个指向性背光子模块组成，每个所述指向性背光子模块包含相同数目的n个发光单元，n≧2，所述发光单元为系统提供光源；

所述中央控制模块对所述指向性背光模块输入电信号，控制所述指向性背光模块中所有所述指向性背光子模块的所述发光单元点亮或熄灭；

所述光线准直模块将所述指向性背光子模块的散射光调制准直为平行光，并出射；

所述光线准直模块准直后的平行光线穿过所述显示面板，同时中央控制模块向所述显示面板加载编码图像信息，一同进入所述水平向光线控制模块，所述水平向光线控制模块对平行光调制，在水平方向上将合成图像中的各视点的光线偏折到空间中预期的各视点的位置；