本发明专利技术涉及裸眼3D显示领域，更具体的涉及一种多人跟踪的指向性背光裸眼3D显示装置及方法，包括：摄像头坐标判定模块（3）、影像输出模块（4）、背光控制模块（5）、显示模块（6）、指向性背光模块（7）和透镜阵列模块（8）；其中所述显示模块（6）和透镜阵列模块（8）位于所述指向性背光模块（7）的光路上。本发明专利技术提供的多人跟踪的指向性背光裸眼3D显示装置及方法，可以同时为多名同一台指向性背光的裸眼3D显示装置的观看者提供无逆视的3D画面；并可在保证画质的前提下方便的实现2D显示和裸眼3D显示之间的切换。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】一种多人跟踪的指向性背光裸眼3D显示装置及方法
本专利技术涉及裸眼3D显示领域，更具体的涉及一种多人跟踪的指向性背光裸眼3D显示装置及方法。
技术介绍
由于眼镜式3D技术所带来的诸多不便，裸眼3D技术被认为是3D显示发展的必然选择，受到各方关注，逐步发展出了以视障光栅技术、柱镜光栅技术和指向性背光技术三种主流的裸眼3D解决方案。这三者均属于视差式3D技术的范畴，基本原理为实现光的指向性传播，从而分别向观看者的左右眼定向传输具有视差信息的左右眼图像，使观看者产生立体视觉。视障光栅技术及柱镜光栅技术由于其在一个画面上同时呈现左右眼图像，不可避免地均存在显示分辨率下降、实际显示效果模糊等情况。而指向性背光技术从原理上很好地解决了这个问题，它采用背光和透镜配合，以左右眼分别闪烁的时分方式，使观看者能得到左右眼均为原分辨率的图像，保证了 3D成像的效果。因此，指向性背光技术更能符合观看者的需求。当前，指向性背光技术配合人脸跟踪技术，能解决观看位置受限的问题。解决方案为:利用摄像头等影像装置，实时拍摄观看者，判断其是否处于可视区域内，再根据其所处的位置播放正确的左右眼图像，如图1所示，对于带有单人跟踪功能的单视角裸眼3D显示器1，只有单一观看者A左眼处于左眼视区L，右眼处于右眼视区R，此时可以看到正确的3D画面，而观看者B不处于任何视区，此时所看到的显示器是暗的；如图2所示，对于带有跟踪功能的多视角裸眼3D显示器2，同样只有被跟踪的观看者C能保证看到正确的3D画面，而不被跟踪的观看者D则可能右眼处于左眼视区L，左眼处于右眼视区R，此时观看到的是逆视画面。这两种3D显示器的视区实现均不能达到多人跟踪的目的。因此，现有的技术仅能跟踪单一观看者，两位或以上的观看者将观看到暗的屏幕，或者虽然观看到3D画面，但是会产生逆视现象。此外，当观看者均不在可观看3D区域内时，裸眼3D显示装置还会让观看者看到明显的重影和不均匀的画面。
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(不足)，提供一种多人跟踪的指向性背光裸眼3D显示装置及方法。本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下:一种多人跟踪的指向性背光裸眼3D显示装置，其特征在于，包括:摄像头坐标判定模块、影像输出模块、背光控制模块、显示模块、指向性背光模块和透镜阵列模块；其中所述显示模块和透镜阵列模块位于所述指向性背光模块的光路上；所述摄像头坐标判定模块，用于判断处在摄像头监控区内的观看者数量和各观看者位置，并反馈给背光控制模块；所述背光控制模块，用于实现基于摄像头坐标判定模块发来的控制信号和影像输出模块发来的同步信号，实时控制指向性背光模块做出相应的调整，从而改变3D左右眼视区在空间中的分布；所述影像输出模块，用于处理多种格式的3D影像，将其以时分式输出至显示模块，并提取同步信号发送至背光控制模块。进一步的，所述的摄像头坐标判定模块的输出端分别连接到背光控制模块的控制信号输入端和影像输出模块的输入端，影像输出模块的同步信号输出端连接到背光控制模块的同步信号输入端，背光控制模块的输出端连接到指向性背光模块的输入端，影像输出模块的图像输出端连接到显示模块的输入端。进一步的，所述显示模块为透射型液晶显示面板，且可用于时分式3D显示。进一步的，所述透镜阵列模块用于配合背光设计，对指向性背光模块发出的光进行指向性投射，在显示模块前方形成3D左右眼视区。进一步的，所述透镜阵列模块为有聚光效果的光学元件。进一步的，所述透镜阵列模块为球面或者非球面菲涅尔透镜阵列、柱面菲涅尔透镜阵列、柱状透镜阵列、球面或者非球面透镜阵列。进一步的，所述指向性背光模块中包含多个发光单元。进一步的，所述指向性背光模块中的发光单元按照弧形曲线排布，形成弧形发光曲面。进一步的，所述指向性背光模块包含多个子模块，每个子模块均包含多个发光单元，且发光单元按照弧形曲线排布，形成弧形发光曲面。进一步的，本专利技术还提供一种多人跟踪的指向性背光裸眼3D显示方法: 一种多人跟踪的指向性背光裸眼3D显示方法，其特征在于，采用前述多人跟踪的指向性背光裸眼3D显示装置，所述方法包括以下步骤: a.由摄像头坐标判定模块对可观看3D图像的区域进行拍摄，并检测观看者的数量及坐标； b.由摄像头坐标判定模块对观看者的数量及坐标进行判断； c.当检测到的观看者的数量为O(即观看者不在可观看3D区域内)时，摄像头坐标判定模块控制影像输出模块、背光控制模块、显示模块和指向性背光模块协同进入2D播放模式； d.当检测到的观看者数量不为O(即可观看3D区域内存在观看者)时，摄像头坐标判定模块控制影像输出模块、背光控制模块、显示模块和指向性背光模块协同进入3D播放模式。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是:本专利技术提供的多人跟踪的指向性背光裸眼3D显示装置及方法，可以同时为多名观看同一台指向性背光式裸眼3D显示装置的观众提供无逆视的3D画面；并可在保证画质的前提下方便的实现2D显示和裸眼3D显示之间的切换，确保了当观看者均不在合适的可观看3D区域内，依然能观看到正常的2D画面。【附图说明】图1是现有裸眼3D显示器的观看者处于无光区域的示意图。图2是现有裸眼3D显示器的观看者处于逆视区域的示意图。图3是本专利技术控制部分的模块结构示意图。图4是本专利技术实施例1显示部分的模块结构示意图。图5是本专利技术的流程示意图。图6为本专利技术检测到O人位于可观看3D区域内的处理示意图。图7是本专利技术检测到I人或以上位于可观看3D区域内的处理示意图。图8是本专利技术实施例2的显示部分的模块结构示意图。图9是本专利技术实施例3的显示部分的模块结构示意图。附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。实施例1 一种多人跟踪的指向性背光裸眼3D显示装置，如图3和图4所示，包括:摄像头坐标判定模块3、影像输出模块4、背光控制模块5、显示模块6、指向性背光模块7和透镜阵列模块8 ;所述显示模块6为透射型液晶显示面板，且可用于时分式3D显示；所述透镜阵列模块8用于配合背光设计，对指向性背光模块7发出的光进行指向性投射，在显示模块6前方形成3D左右眼视区；所述透镜阵列模块8为球面或者非球面菲涅尔透镜阵列(也可以为柱面菲涅尔透镜阵列、柱状透镜阵列、球面或者非球面透镜阵列等有聚光效果的光学元件)；所述指向性背光模块7中包含8个(也可以是其他数量的多个)发光单元，所述的发光单元7011-7018与空间中的视区901-908——对应；其中所述显示模块6和透镜阵列模块8位于所述指向性背光模块I的光路上；所述的摄像头坐标判定模块3的输出端32、31分别连接到背光控制模块5的控制信号输入端51和影像输出模块4的输入端41，影像输出模块4的同步信号输出端42连接到背光控制模块5的同步信号输入端52，背光控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多人跟踪的指向性背光裸眼3D显示装置，其特征在于，包括：摄像头坐标判定模块（3）、影像输出模块（4）、背光控制模块（5）、显示模块（6）、指向性背光模块（7）和透镜阵列模块（8）；其中所述显示模块（6）和透镜阵列模块（8）位于所述指向性背光模块（7）的光路上；所述摄像头坐标判定模块（3），用于判断处在摄像头监控区内的观看者数量和各观看者位置，并反馈给背光控制模块（5）；所述背光控制模块（5），用于实现基于摄像头坐标判定模块（3）发来的控制信号和影像输出模块（4）发来的同步信号，实时控制指向性背光模块（7）做出相应的调整，从而改变3D左右眼视区在空间中的分布；所述影像输出模块（4），用于处理多种格式的3D影像，将其以时分式输出至显示模块（6），并提取同步信号发送至背光控制模块（5）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周建英，林岱昆，王嘉辉，梁浩文，周延桂，范杭，苏剑邦，陈海域，
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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