[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

说明书

本发明涉及三维显示技术领域，具体涉及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，包括高亮分区背光模块和空间光调制阵列，空间光调制阵列包括若干层液晶层，高亮分区背光模块和若干层液晶层依次等距排列，若干层液晶层和高亮分区背光模块均与计算机连接。本发明的实质性效果是：1、本发明采用高亮分区背光，通过双自由曲面透镜提高发光单元的有效发光亮度；2、本发明通过像素点透过率和背光模块发光强度相结合的方式重建目标光场，增加了调控光线的手段，提高了图像质量。

技术领域

本发明涉及三维显示技术领域，具体涉及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。

背景技术

与传统二维显示相比，三维显示能够提供显示物体的深度信息，能够客观描述真实世界，因此获得了广泛关注。光场显示实现三维显示主流方法之一，能提供双目视差、运动视差、物体间的遮挡关系，更加真实地再现三维世界。目前光场显示主要有集成成像和多投影阵列。然而它们都存在各种缺陷，例如分辨率低、成本高以及清晰度不高等问题。虽然基于多层液晶的光场显示能够有效解决上述问题，但因为液晶透过率低，液晶屏层叠数量不能超过三层。背光模块发光单元无法独立控制，发光强度均等，因此只能通过调控液晶透过率来调制光线，限制了调控光线的手段，所以仍存在亮度低、图像质量不高等问题。

如中国专利CN106647094A，公开日2017年5月10日，一种光场显示装置，该光场显示装置包括多组成像模组，每组所述成像模组包括一液晶透镜阵列和一显示屏，所述液晶透镜阵列设置于所述显示屏的出光侧，其中，所述多组成像模组的成像彼此平行。其技术方案可以降低显示屏和液晶透镜阵列的刷新频率要求，从而降低响应时间要求。但其不能解决光场显示分辨率低和清晰度不高的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：目前多层液晶光场显示存在的亮度低、图像质量不高的技术问题。提出了一种能够提高清晰度的立体显示更逼真的基于高亮分区背光的光场显示装置及其光场优化算法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种基于高亮分区背光的光场显示装置，包括计算机，还包括高亮分区背光模块和空间光调制阵列，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；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；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；A3)重复步骤A1至A2，更新立体图像帧的显示。

作为优选，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，所述发光单元为LED、miniLED或microLED中的一种。

作为优选，所述发光单元覆有双自由曲面透镜。