本发明专利技术涉及自由立体显示技术或裸眼立体显示的技术领域，更具体地，涉及一种时空混合控制的裸眼立体显示系统及方法。一种时空混合控制的裸眼立体显示系统，背光驱动电路与背光模组连接并控制背光模组的开启与熄灭，LCD驱动电路与液晶LCD面板连接并控制液晶LCD面板的图像刷新；处理与决策模组用于接收立体图像信号并分别对背光驱动电路、LCD驱动电路产生背光控制信号和LCD刷新信号。本发明专利技术在空间上将立体子图像对进行分离准确地输送到各个视区，还通过对背光模组的时间平衡式驱动减少时间域的串扰，实现亮度适中、串扰低、全分辨率、立体效果强、成本低的自由立体显示。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自由立体显示技术(裸眼立体显示)的
，更具体地，涉及。
技术介绍
近年来，立体(3D)显示作为显示发展的重要方向，将成为显示的下一代平台性技术。业界普遍认为依靠无需辅助设备(3D眼镜或头盔)即可欣赏到3D影像的技术优势，裸眼3D显示将成为3D显示的最终发展方向。但现时的主流裸眼3D显示技术在画面清晰度、图像串扰率、拓展视区、制造对位精度控制等方面仍需提高。其中，3D状态下分辨率明显下降以及系统串扰率高已成为制约裸眼3D显示发展的主要瓶颈。目前，在眼镜式3D中快门式立体使用时分式技术，能保证设备在2D和3D两种显示状态下都实现全分辨率的显示效果，在国外已有研宄机构和院校将这一技术引入裸眼3D显示中，使得3D状态分辨率得以保全，其原理如图1所示。所显示的立体图像对所包含的左眼子图与右眼子图将被分为奇、偶列两张二级子图像。当系统处于A状态(即图1 (a))时，液晶面板显示左眼奇数列子图像和右眼偶数列子图像，而承载这两张子图像的背光光线会被液晶制作的视障光阑分别定向传播到空间上两个视区。如果双眼恰好在视区时，就可以看到裸眼立体图像。当系统处于B状态(即图1(b))时，液晶面板显示左眼偶数列子图像和右眼奇数列子图像。同时，视障光阑相应地将阻隔和通光的位置对换，使得承载左、右眼图像的背光光线能正确送到双眼。由于A、B两种状态的切换速度足够快，即高于120Hz时，人觉得同时看到左右眼图像，并在大脑中形成立体感，其时序图如图2所示。该种方法虽然可以控制实现全分辨率的显示，但是因为采用时分式的工作方式会引入时间域串扰(即imagecrosstalk)。而另一方面，在系统串扰率抑制方面的研宄，却进展不大。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种时空混合控制的裸眼立体显示系统，其在保持3D状态全分辨率显示的同时，能大幅度抑制系统串扰产生。不仅在空间上将立体子图像对进行分离准确地输送到各个视区，还通过对背光模组的时间平衡式驱动减少时间域的串扰，实现亮度适中、串扰低、全分辨率、立体效果强、成本低的自由立体显示；进一步的，提供此系统的控制方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是:一种时空混合控制的裸眼立体显示系统，其中，包括背光模组、液晶LCD面板、光学膜层，还包括处理与决策模组、与处理与决策模组连接的背光驱动电路、LCD驱动电路，背光驱动电路与背光模组连接并控制背光模组的开启与熄灭，LCD驱动电路与液晶LCD面板连接并控制液晶LCD面板的图像刷新；处理与决策模组用于接收立体图像信号并分别对背光驱动电路、LCD驱动电路产生背光控制信号和LCD刷新信号。其中，光学膜层可处于液晶面板的前方或者后方，最好是贴在液晶LCD面板上。本专利技术中，通过处理与决策模组实现对立体图像信号的接收，并对背光模组子单元和液晶LCD面板的刷新行为进行同步驱动，该驱动行为满足时间平衡式背光驱动的关系。观众只要透过光学膜层在合适的视距范围内即可凭借裸眼观察到舒适的立体图像。因此，本专利技术在使用改良式的时分时显示技术，整合时间平衡式背光驱动，配合特制的光学膜层，实现了时空双分的自由立体显示，在实现全分辨率的裸眼立体显示效果的同时，将系统串扰率大幅度降低至眼镜式立体显示的水平，让观众获得优秀的立体视觉体验。进一步的，所述的处理与决策模组包括主控芯片、与主控芯片连接的信号接收单元、可编程逻辑单元、LED亮灭信号产生单元、LCD刷新信号单元，信号接收单元用于接收立体图像信号，LED亮灭信号产生单元与背光驱动电路连接并对驱动电路产生背光控制信号，驱动电路对背光模组产生背光亮灭信号，LCD刷新信号单元与LCD驱动电路连接并对液晶LCD面板产生LCD刷新信号。其中主控芯片所使用的器件可以为单片机(Microcontroller)、数字信号处理器(Digital Signal Processor, DSP)、可编程逻辑器件FPGA、PLD、CPLD等或者由以上器件组成的处理器。所述处理与决策模组可根据用户要求调节背光亮灭信号的时序，从而改变LED亮灭占空比，数字式调节背光显示亮度。只要保证左(右)眼背光子单元在左(右)眼子图像帧刷新出现后才打开，在右(左)眼子图像帧开始刷新出现前关闭。进一步的，所述的背光模组由背光子单元组成的mXn个单元的阵列，每个子单元由背光源和散射光学元件组成。其中，背光源可由白光LED子元构成，LED子元可以是单独的LED个体，也可以是LED照明模块。根据背光的要求，也可使用OLED (有机发光二极管)、CCFL (冷阴极荧光灯管)、氙灯子元或其阵列等元件制成。背光子单元分为左眼子单元和右眼子单元两组。当所述背光驱动电路接收到从处理与决策模组发送的背光控制信号时，会根据信号分别打开或熄灭左眼子单元或者右眼子单元。左(右)眼子单元发出的背光被特制光学膜层偏折，然后在屏幕前形成视区，当观看者的双眼位于对应视区时，就能仅靠肉眼观看到立体影像。只要时序恰当，图像被照明光加载后，经过光学膜层就能无串扰地送入观看者的双眼，实现时分式自由立体显示。进一步的，所述的光学膜层是一个由MXN个子单元组成阵列，主要承担背光的定向分光工作，将左、右眼背光子单元所发出的背光光线准确地送到设计好的各个左、右眼视区。它可以放置在图像加载液晶屏幕的前方或后方。它与图像加载液晶屏幕之间可以采取紧贴或非紧贴的固定方式。其由液晶屏幕、液体透镜或其阵列、光学透镜或其阵列、二元光学器件或其阵列制成。立体图像信号与现有的时分式立体显示系统所用的信号兼容。当处理与决策模组接收到立体图像信号时，会对立体图像信号进行处理和分析，并向背光驱动电路和LCD驱动电路分别发送背光控制信号及LCD刷新信号，再由这两个电路发出相应的信号给背光子单元和液晶LCD面板，从而控制背光和LCD刷新行为。因为背光控制信号与LCD刷新信号是经过综合处理器的处理后发出的信号，具有极高的同步性，可使背光子单元的亮灭与LCD显示屏的刷新在时间上得到时间平衡式的配合，从而极大地降低系统串扰率，达至舒适的立体视觉体验。进一步的，所述的IXD刷新信号为经过处理的PWM信号，用于指示IXD进行刷新。当LCD驱动电路接收到LCD刷新信号后，便会指示LCD屏幕进行刷新。LCD刷新信号由左眼图像刷新信号T1与右眼图像刷新信号T 2组成。当IXD驱动电路接收到IXD刷新信号时，驱动液晶LCD面板刷新出左、右眼图像；左眼子图像帧时间为?Υ，右眼子图像帧时间为Τκ。并存在以下关系T fTK。进一步的，所述的背光亮灭信号为经过处理与决策模组处理和发出的PWM信号，用于控制背光源对应的子单元的亮灭，每个周期的背光亮灭信号由一组左眼子单元亮灭信号和右眼子单元亮灭信号组成；当背光驱动电路接收到处理与决策模组发出的背光控制信号后，编译为输送到各个背光子单元的亮灭信号，并控制各个背光子单元的开启与熄灭。时间平衡式背光驱动方式是让各个左、右眼背光子单元的开启时间t与子单元间延时τ之和达到时间上的某个最优化值，实现时间域上亮度和串扰率的平衡，其中，最优化值是指左、右眼子图像帧时间?Υ、Tk和首行背光开启延时Tw的差值，其中，首行背光开启延时Tw的长短由每款液晶LCD面板的具体刷新彳丁为决定，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种时空混合控制的裸眼立体显示系统，其特征在于，包括背光模组（1）、液晶LCD面板（2）、光学膜层（3）, 光学膜层（3）设于液晶LCD面板（2）的前方或后方，还包括处理与决策模组（4）、与处理与决策模组（4）连接的背光驱动电路（5）、LCD驱动电路（6），背光驱动电路（5）与背光模组（1）连接并控制背光模组（1）的开启与熄灭，LCD驱动电路（6）与液晶LCD面板（2）连接并控制液晶LCD面板（2）的图像刷新；处理与决策模组（4）用于接收立体图像信号并分别对背光驱动电路（5）、LCD驱动电路（6）产生背光控制信号和LCD刷新信号。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周建英，王嘉辉，梁浩文，范杭，周延桂，苏剑邦，彼得·克莱伯斯，梁伟棠，
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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