[发明专利]一种光场显示系统

说明书

本发明实施例公开了一种光场显示系统，包括旋转显示屏子系统、显示屏定位装置、人眼跟踪子系统及计算机；旋转显示屏子系统包括灯杆，灯杆上包括灯板，灯板上包括矢量像素阵列，矢量像素阵列包实像矢量像素和虚像矢量像素；显示屏定位装置包括多个激光器和光敏传感器，人眼跟踪子系统包括人眼跟踪摄像头和位置计算单元，计算机设备与所述旋转显示屏子系统和所述人眼跟踪子系统相连接；灯板控制器用于根据显示屏定位装置的传感数据确定该灯板的位置，驱动灯板上的各矢量像素在显示方向显示显示内容，以实现3D图像显示。本发明实施例可以实现多人同时观看裸眼3D图像，并且不同观看位置的观众看到的3D图像内容不同，提高裸眼3D图像的分辨率和景深。

技术领域

本发明实施例涉及3D显示技术，尤其涉及一种光场显示系统。

背景技术

裸眼式3D技术可以使用户摆脱3D眼镜的束缚，肉眼直接观察到3D图像。目前，随着显示技术的发展，裸眼3D显示技术主要包括多视点显示技术、体显示技术、指向性背光显示技术、集成成像显示技术、多层显示技术及全息3D显示技术。

其中，多视点显示技术的出现是由于每两个视点的视角太小，所以采用增大视点数的方法来解决视角过小的问题。但是视点越多，占用资源越大而分辨率越低，且视觉辐辏调节与对焦调节的冲突(VAC效应)较为明显。此外，多视点三维显示的节目制作无论动漫还是视频都面临着技术难度大、成本高昂的问题，所以它的应用范围有限。体显示技术是采用旋转屏幕或多个屏幕在空间均匀分布实现不同时间和不同空间位置像素的顺序点亮，由于人眼的视觉暂留效应，从而感知3D影像，但是该技术立体影像画面空间分辨率不足，应用范围有限。指向性背光技术是在导光板上加工特殊设计的结构，使光线传播指向不同方向，形成视差照明，该技术依赖液晶显示屏和指向性背光源，两者难以实现大幅面的图形照明和显示，VAC效应严重。多层显示技术是一种空间平面视角光场显示技术，其基本原理是通过一个显示器内布置两个以上的显示屏幕，在不同的显示屏中显示有差异的视频图像，这些图像具有一定的深度信息，将这些图像进行一一处理后，再通过多个显示屏幕的合成效果，就可以达到立体显示，但是实现多层显示的成像设备体积太大，亮度变低，成本高难以实现。集成成像是利用透镜阵列根据光线可逆原理记录和再现真实三维场景的裸眼3D立体显示技术，但是该方法中成像像点位置单一，景深较小。全息三维显示技术是利用两束相干光，其中一束经真实物体表面反射并携带了物体表面的强度和相位信息，另一束不携带任何信息，两束光相互干涉形成一个复杂的全息光场，这个全息光场包含了物体表面的亮暗、景深等信息，从而复现光场的信息、记录和再现光的强度和相位，给人眼视觉系统提供所需的全部的深度感知信息，实现了多人同时观看同一三维图像，打破了裸眼3D技术对观看人数的限制，但是，全息三维显示技术的视角很小，应用的范围有限。

综上，在现有的多种裸眼3D显示技术中，各方法均不能同时具备景深大、无VAC效应、移动视差明显、视角范围大、亮度高且可同时支持多人观看等优点。

发明内容

本发明实施例提供一种光场显示系统，以实现多人同时观看裸眼3D图像，并且不同观看位置的观众看到的3D图像内容不同，提高裸眼3D图像的分辨率和景深，增大观众视角范围。

本发明实施例提供一种光场显示系统，该系统包括：旋转显示屏子系统、显示屏定位装置、人眼跟踪子系统及计算机设备；

其中，所述旋转显示屏子系统是由灯杆、控制器、灯杆固定装置和电机搭建而成的旋转结构,所述灯杆上包括第一预设数量的灯板，各灯板上包括矢量像素阵列及矢量像素驱动线路，所述矢量像素阵列包实像矢量像素和虚像矢量像素；

所述显示屏定位装置包括多个激光器和光敏传感器，所述激光器设置在所述旋转显示屏子系统周边的多个预设位置处，所述光敏传感器设置在每一个控制器上；

所述人眼跟踪子系统包括人眼跟踪摄像头和位置计算单元，用于根据所述人眼跟踪摄像头获取的图像信息确定至少一个观众的双眼的空间位置和视线方向；