[发明专利]一种基于高亮分区背光的光场显示装置及其光场优化算法

权利要求书

1.一种基于高亮分区背光的光场显示装置，包括计算机，其特征在于，

还包括高亮分区背光模块和空间光调制阵列，所述高亮分区背光模块包括若干个发光单元，所述若干个发光单元的数量和排列与液晶层的像素分辨率对应；

所述发光单元上覆有双自由曲面透镜；所述空间光调制阵列包括若干层液晶层，所述高亮分区背光模块和若干层液晶层依次等距排列，所述若干层液晶层和高亮分区背光模块均与计算机连接；

设定观看区域，设定若干个预设观看点，将预设观看点坐标输入计算机；

所述计算机执行以下步骤：

A1)根据目标立体图像帧构建重建光线；

根据目标立体图像和预设观看点，确定有效光线，所述有效光线指传播方向能够到达至少一个预设观看点的光线I，第i条有效光线表示为l_i，其光强表示为I_i；

A2)根据重建光线确定高亮分区背光模块的每个发光点亮度以及每层液晶层的像素点的透过率；

确定每条有效光线在高亮分区背光模块的发光点坐标(x_b,y_b)，以及经过每层液晶层的像素的坐标(k,x_k,y_k)，其中k表示第k层液晶层；

建立重建光线I'，重建光线I'的方向由其所在高亮分区背光模块的发光点坐标(x_b,y_b)以及经过的每层液晶层的像素的坐标(k,x_k,y_k)确定，重建光线I'的光强由下式确定：

其中，为高亮分区背光模块发光点的发光强度，f(k,x_k,y_k)表示第k层液晶层上坐标为(x_k,y_k)的像素点的透过率，N为液晶层总数量；

建立优化目标函数：

其中，T为有效光线总数量；

根据重建光线I'的光强的计算式和优化目标函数，使用优化算法，确定每个目标立体图像帧下，高亮分区背光模块每个发光点的强度和每层液晶层中每个像素点的透光率；

A3)重复步骤A1至A2，更新立体图像帧的显示。

2.根据权利要求1所述的一种基于高亮分区背光的光场显示装置，其特征在于，所述发光单元为LED、miniLED或microLED中的一种。