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一种交错式背光的裸眼3D显示系统技术方案

技术编号:15723005 阅读:723 留言:0更新日期:2017-06-29 06:25
本发明专利技术公开了一种交错式背光的裸眼3D显示系统。该裸眼3D显示系统包括背光源单元,沿所述背光源单元的发光方向还依次设有指向性扩散膜层、透镜单元阵列和图像显示层,所述背光源单元包括若干列沿第一方向延伸的发光区域,并且相邻的发光区域至少部分沿第二方向交错设置。本发明专利技术提供的一种交错式背光的裸眼3D显示系统通过在背光源单元的相邻的发光区域交错设置,有效降低了立体图像观察视区之间的光学暗区,提高了图像显示质量和均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种交错式背光的裸眼3D显示系统
本专利技术属于立体图像显示领域,尤其是一种背光的裸眼3D显示系统。
技术介绍
裸眼3D显示技术是最具有前景的下一代显示技术之一,技术上主要通过空间复用的方法,在屏幕前形成两个以上的一系列视区,为观看者两眼提供不同的图像。当观看者在预定的位置上观察屏幕时,左眼图像进入左眼,右眼图像进入右眼,从而产生双目视差,产生立体感,实现裸眼3D显示效果。目前主流的自由立体显示主要基于视障光栅、柱状透镜阵列和指向式背光技术。视障光栅技术的原理主要是在液晶显示面板交替竖直显示左右眼图像,在液晶显示面板和观看者直接预先放置一层多狭缝视障光栅。当观看者位于预定的位置时,视障光栅将一部分图像遮挡,未遮挡的左眼图像进入左眼,右眼图像进入右眼,从而实现自由立体显示。柱状透镜阵列技术的原理主要是在液晶显示面板交替竖直显示左右眼图像,在液晶显示面板贴合柱状透镜阵列。当观看者位于预定的位置时,经过透镜折射,左眼图像进入左眼,右眼图像进入右眼,从而实现自由立体显示。指向式背光的基本原理是采用了时空混合复用的方法,采用可以对光传播方向进行一定的规范的,使之能在观看距离形成一系列可独立开关的照明区域的光学器件,与高刷新率(不低于120Hz)的液晶显示面板构建显示装置。上述的照明区域被称为视区,当观察者的眼睛处于任一个视区内时,开启该视区的照明,可以观看到液晶显示面板当前显示的图像;当观察者的眼睛处在该视区外时,则不能看到液晶显示面板上的图像。由于在任一个时刻(左眼子图像帧或右眼子图像帧)的图像显示都利用了所有的像素,指向式背光技术克服了视障光栅和柱状透镜阵列技术中水平显示像素减半的缺陷,同时也克服了后者的图象畸变问题。但是,由于传统的指向式背光的光源存在一定的分隔(往往是独立的一列或一组光源对应一个视区,即使将光源紧贴排布,其发光区域也会受到封装结构或光学隔板隔断),形成的视区之间存在一定的光学暗区,如果观看者的瞳孔位于这些暗区,将无法正常观看屏幕内容。这导致了显示质量的下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种交错式背光的裸眼3D显示系统,旨在解决现有裸眼3D显示领域中观察视区存在光学暗区的技术缺陷。为此,本专利技术提供了一种交错式背光的裸眼3D显示系统,包括背光源单元,沿所述背光源单元的发光方向还依次设有指向性扩散膜层、透镜单元阵列和图像显示层,所述背光源单元包括若干列沿第一方向延伸的发光区域,并且相邻的发光区域至少部分沿第二方向交错设置。优选地,所述第一方向与所述第二方向正交。优选地,所述发光区域设于一朝向所述透镜单元阵列的平面上。优选地,所述发光区域包括若干离散的子区域,所述发光区域的子区域沿所述第一方向分布,并且相邻的发光区域的至少部分子区域沿所述第二方向交错设置。优选地,所述子区域包含至少一个发光单元。优选地,所述发光单元包括发光二极管。优选地,所述发光区域的边界为所述发光二极管的芯片封装结构的边界。优选地,所述发光区域包括发光单元,以及沿所述发光方向依次设置的光学隔板和光学扩散膜,所述光学隔板上设有与所述发光单元对应的通孔阵列,所述发光单元从所述光学隔板的一侧嵌入所述通孔阵列内,所述光学扩散膜从远离所述发光单元的侧面覆盖在所述光学隔板上。优选地,所述指向性扩散膜层采用能够在一个方向上具有弱光学扩散性质,在正交方向上具有强光学扩散的光学扩散材料。优选地,所述透镜单元为菲涅尔柱透镜,所述图像显示层为液晶显示面板或者无光源的透射式显示面板。与现有技术相比,本专利技术提供的一种交错式背光的裸眼3D显示系统通过在背光源单元的相邻的发光区域交错设置,有效降低了立体图像观察视区之间的光学暗区,提高了图像显示质量和均匀性。进一步,本专利技术提供的一种交错式背光的裸眼3D显示系统的背光源单元的发光单元配合指向性扩散膜形成完全连续照明区域,使得背光源单元具有更好的光效,能提高屏幕亮度和均匀性,节约能源。附图说明图1是本专利技术所述一种交错式背光的裸眼3D显示系统一实施方式的结构示意图;图2是本专利技术所述一种交错式背光的裸眼3D显示系统一实施方式中背光源单元的发光区域的结构示意图;图3a是本专利技术所述一种交错式背光的裸眼3D显示系统一实施方式中发光区域的理论亮度分布示意图;图3b是现有的背光的裸眼3D显示系统一实施方式中发光区域的理论亮度分布示意图;图4是本专利技术所述一种交错式背光的裸眼3D显示系统一实施方式中背光源单元的结构示意图;图5是本专利技术所述一种交错式背光的裸眼3D显示系统另一实施方式中背光源单元的结构示意图;图中:10:背光源单元;11:发光区域;11a:子区域;12:电路板;13:光学隔板;13a:开孔阵列;14:光学扩散膜;20:指向性扩散膜层;30:透镜单元阵列;40:图像显示层;50:视区。具体实施方式下面结合附图,对本专利技术做进一步说明。图1是本专利技术所述一种交错式背光的裸眼3D显示系统一实施方式的结构示意图。如图1所示,该交错式背光的裸眼3D显示系统包括背光源单元10,沿所述背光源单元10的发光方向还依次设有指向性扩散膜层20、透镜单元阵列30和图像显示层40。图2是本专利技术所述一种交错式背光的裸眼3D显示系统一实施方式中背光源单元10的发光区域的结构示意图。如图2所示,所述背光源单元10包括若干列沿第一方向延伸的发光区域11,并且相邻的发光区域11至少部分沿第二方向交错设置,其中,所述第一方向与所述第二方向正交。所述发光区域11设于一朝向所述透镜单元阵列30的平面上,而且,背光源单元10的发光区域11为开关和亮度可以独立控制的发光区域11。在图2示出的实施方式中,两条虚线所示为发光区域11的横向范围,虚线内的每个子区域11a内至少设置了一个发光单元,发光单元可以是发光二极管,尤其是贴片型的直下式发光二极管芯片。在本实施例中,所有的发光区域11整体处于一个平面上,平面整体朝向图像显示层40。在一个实施方式中,所述子区域11a的边界由预定的光学隔板13和扩散材料结构确定。在另一实施方式中,所述子区域11a的边界由发光二极管的芯片封装结构确定。具体的,由于相邻的背光源单元10的发光区域11有一定交叠,每个发光区域11优选包括多个离散的子区域11a,所述发光区域11的子区域11a沿所述第一方向分布,并且相邻的发光区域11的至少部分子区域11a沿所述第二方向交错设置。所述子区域11a包含至少一个发光单元。所述发光单元包括发光二极管。本实施方式中,所述指向性扩散膜层20采用能够在一个方向上具有弱光学扩散性质,在正交方向上具有强光学扩散的光学扩散材料。指向性扩散膜(LSD)被设置在透镜单元阵列30和背光源单元10之间,其强扩散方向和透镜单元阵列30的透镜单元的柱透镜轴向平行。发光区域11中离散的子区域11a发出的光线在经过指向性扩散膜后,在强扩散方向上扩散成均匀的矩形发光区域11,从而实现连续的照明。例如在图2中,发光区域11经过指向性扩散膜扩散后,等效于两条虚线范围内的连续条形发光区域11。所述透镜单元为菲涅尔柱透镜,所述透镜单元被放置于图像显示层40与背光源单元10之间,所述的透镜单元阵列30为一个或者若干个柱透镜组成的阵列。透镜单元阵列30的透镜单元的轴向与背光源单元10发光区域11的分布方向平行。具体而言,透镜单元本文档来自技高网
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一种交错式背光的裸眼3D显示系统

【技术保护点】
一种交错式背光的裸眼3D显示系统,包括背光源单元,沿所述背光源单元的发光方向还依次设有指向性扩散膜层、透镜单元阵列和图像显示层,其特征在于:所述背光源单元包括若干列沿第一方向延伸的发光区域,并且相邻的发光区域至少部分沿第二方向交错设置。

【技术特征摘要】
1.一种交错式背光的裸眼3D显示系统,包括背光源单元,沿所述背光源单元的发光方向还依次设有指向性扩散膜层、透镜单元阵列和图像显示层,其特征在于:所述背光源单元包括若干列沿第一方向延伸的发光区域,并且相邻的发光区域至少部分沿第二方向交错设置。2.如权利要求1所述的交错式背光的裸眼3D显示系统,其特征在于:所述第一方向与所述第二方向正交。3.如权利要求2所述的交错式背光的裸眼3D显示系统,其特征在于:所述发光区域设于一朝向所述透镜单元阵列的平面上。4.如权利要求3所述的交错式背光的裸眼3D显示系统,其特征在于:所述发光区域包括若干离散的子区域,所述发光区域的子区域沿所述第一方向分布,并且相邻的发光区域的至少部分子区域沿所述第二方向交错设置。5.如权利要求4所述的交错式背光的裸眼3D显示系统,其特征在于:所述子区域包含至少一个发光单元。6.如权利要求5所述的交错式背光的裸眼3D...

【专利技术属性】
技术研发人员:周建英张佺佺周延桂陈海域李焜阳何杰勇梁浩文王嘉辉
申请(专利权)人:中山大学
类型:发明
国别省市:广东,44

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