一种基于连续背光指向的裸眼3D显示系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于连续背光指向的裸眼3D显示系统，包括背光源单元、扩散膜层、透镜阵列膜层和图像显示层，所述扩散膜层、透镜阵列膜层和图像显示层沿远离所述背光源单元的方向依次设置，并且所述扩散膜层与所述背光源单元之间预留有间隙；所述背光源单元包括若干发光区域，所有发光区域整体形成朝向所述扩散膜层的凹形的发光面，所述发光区域呈连续或离散状分布；所述透镜阵列膜层包括单个透镜或若干个透镜形成的阵列。本发明专利技术通过在透镜阵列膜层和背光源单元之间加了扩散膜层，能使发光区域的最弱部分相干叠加，使得图像上的黑带减少甚至消失，进一步提高了图像的亮度和均匀度，降低了系统的串扰率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学领域，尤其是一种基于连续背光指向的裸眼3D显示系统。
技术介绍
目前，自由立体显示技术(又称裸眼3D)主要是通过将现有图像分离出左右眼图像，通过不同技术使得观察者在预定的位置沿着预定的方向观察自由立体显示器时，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，实现自由立体显示效果。自由立体显示技术可分为柱状透镜阵列技术、视差屏障技术和指向性背光技术。柱状透镜技术的原理主要是在液晶显示屏前面加一层柱状透镜阵列，使得LCD的像平面跟透镜的焦平面位于同一平面上，不同像素被分组后分别进入左右眼，从而产生立体效果。由于所加的柱状透镜并不是阻挡光线，所以该技术的主要优点是显示效果好，亮度高。视差屏障技术的原理主要是在液晶显示屏前面加一层视差光栅，可实现2D/3D的显示切换，当在3D模式下，视差光栅的存在使得不同像素分别进入左右眼，从而产生视差。相比于柱状透镜技术，视差屏障技术容易实现2D模式的兼容，但由于光栅的阻挡作用，图像的亮度相对更低。以上两种技术虽然实现了裸眼3D显示，但由于采用了纯空分的方法，往往存在串扰率低、分辨率损失以及莫尔条纹等缺陷。而基于时空混合控制方法的指向性背光技术，通过光学透镜阵列(菲涅尔透镜、柱面透镜等)将相应光源聚焦于人眼视区，同时采用液晶屏幕高速刷新左右图像，使得左右背光源与立体图像同步刷新，实现裸眼3D显示。该技术与前两种技术相比，具有串扰率低和分辨率无损失的优点。但是，由于指向性背光的分立性(往往是一组或一列光源对应于一个观看视区以实现背光刷新的独立性)，在背光模组单元与单元之间存在光学暗区，导致了人眼观看屏幕时出现了不均匀乃至视觉暗区等效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于连续背光指向的裸眼3D显示系统，旨在现有指向性背光裸眼3D显示中的视觉暗区的技术缺陷。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于连续背光指向的裸眼3D显示系统，包括背光源单元、扩散膜层、透镜阵列膜层和图像显示层，所述扩散膜层、透镜阵列膜层和图像显示层沿远离所述背光源单元的方向依次设置，并且所述扩散膜层与所述背光源单元之间预留有间隙；所述背光源单元包括若干发光区域，所有发光区域整体形成朝向所述扩散膜层的凹形的发光面，所述发光区域呈连续或离散状分布；所述透镜阵列膜层包括单个透镜或若干个透镜形成的阵列。根据本专利技术实施例提供的一种基于连续背光指向的裸眼3D显示系统，所述背光源单元的发光区域为开关和亮度至少之一独立控制的发光区域。根据本专利技术实施例提供的一种基于连续背光指向的裸眼3D显示系统，所述发光面为中心对称的弧形凹面。根据本专利技术实施例提供的一种基于连续背光指向的裸眼3D显示系统，所述发光面由垂直于所述图像显示层的平面截得的横截面为曲线段或直线段。根据本专利技术实施例提供的一种基于连续背光指向的裸眼3D显示系统，所述发光面由垂直于所述图像显示层的平面截得的横截面呈链状结构，所述链状结构由若干条首尾顺次连接的曲线段和/或直线段构成。根据本专利技术实施例提供的一种基于连续背光指向的裸眼3D显示系统，每个发光区域内设置有至少一个发光单元。根据本专利技术实施例提供的一种基于连续背光指向的裸眼3D显示系统，所述发光单元为直入式发光二极管。根据本专利技术实施例提供的一种基于连续背光指向的裸眼3D显示系统，当所述背光源单元的一发光区域发出的光线经过所述扩散膜层之后，与该发光区域相邻的发光区域的亮区部分跟该发光区域的暗区部分叠加。根据本专利技术实施例提供的一种基于连续背光指向的裸眼3D显示系统，所述扩散膜层为一种偏振膜层。根据本专利技术实施例提供的一种基于连续背光指向的裸眼3D显示系统，所述透镜为菲涅尔透镜。相较于现有技术，本专利技术实施例提供的基于连续背光指向的裸眼3D显示系统通过在透镜阵列膜层和背光源单元之间加了扩散膜层，能使发光区域的最弱部分相干叠加，使得图像上的黑带减少甚至消失，进一步提高了图像的亮度和均匀度，降低了系统的串扰率。此外，扩散膜层还可以一定程度上扩展视角。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：图1是本专利技术所述基于连续背光指向的裸眼3D显示系统一实施方式的结构示意图。图2是图1显示的实施方式中发光区域1-4中的相应视区理论亮度分布示意图。图3是图1显示的实施方式中发光区域1-4中的相应视区理论亮度分布示意图。图4是现有基于非连续背光的裸眼3D显示系统中发光区域的相应视区理论亮度分布示意图。图中：10：背光源单元 11：发光面12～19：发光区域 20：扩散膜层30：透镜阵列膜层 40：图像显示层50：视区具体实施方式为了更好的阐述本专利技术的精神和实质，本申请中涉及的“连续背光”是指通过利用背光模组弧形凹面的特性和扩散膜层的效果使得LED发出的光通过一定程度的散射在透过扩散膜层20后形成均匀连续的光线，我们称之为连续背光。如图1所示，图1是本专利技术所述基于连续背光指向的裸眼3D显示系统一实施方式的结构示意图。在图1示出的实施方式中，该基于连续背光指向的裸眼3D显示系统依次包括背光源单元10、扩散膜层20、透镜阵列膜层30和图像显示层40。其中，扩散膜层20、透镜阵列膜层30和图像显示层40沿远离背光源单元10的方向依次设置。在本实施例中，背光源单元10主要是作为照明光源为图像显示层40提供光线。背光源单元10包括若干发光区域12～19，发光区域12～19呈连续或离散状分布。在本实施方式中，背光源单元10的发光区域12～19为开关和亮度至少之一独立控制的发光区域，例如可以是各发光区域的开关和亮度均可独立控制的。由于背光模组是由若干独立可控的发光单元组成，所以发光单元的开关以及亮度都是可以进行独立控制，也可进行统一控制。其中，每个发光区域内设置有至少一个发光单元，发光单元可以是发光二极管，尤其是直入式发光二极管。在本实施方式中，所有的发光区域之间连续分布形成一个整体弧形凹面，整体形成朝向扩散膜层20的凹形的发光面11，即发光面11朝向扩散膜层20，而发光区域12～19位于发光面11的远离扩散膜层20的侧面。在本实施例中，发光面11为中心对称的弧形，其中心对称轴线可以与扩散膜层20、透镜阵列膜层30和图像显示层40至少之一重合。在一些实施方式中，发光面11由垂直于图像显示层40的平面截得的横截面为曲线段或直线段，发光面11由垂直于图像显示层40的平面截得的横截面呈链状结构，链状结构由若干条首尾顺次连接的曲线段和/或直线段构成。扩散膜层20被设置在与透镜阵列膜层30的靠近背光源单元10的一侧，并与背光源模组之间预留有间隙。扩散膜层20是一种能够偏振膜层，其主要作用是使光线在折射率相异的介质中穿过时，发生折射、反射与散射的作用。当背光源单元10的一发光区域发出的光线经过扩散膜层20之后，与该发光区域相邻的发光区域的亮区部分跟该发光区域的暗区部分叠加，可修正光线成均匀面光源以达到光学扩散的效果，从而提高其均匀性，从而使得非连续背光在视区50边缘部分产生的图像黑带消失。透镜阵列膜层30可以是由单个透镜或者多个透镜组成的阵列，具体而言，透镜可以是菲涅尔透镜。透镜阵列膜层30设置于扩散膜层20靠近图像显示层40的一侧，用于控制来自背光源模组以及扩散膜层20的光线的传播方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于连续背光指向的裸眼3D显示系统，其特征在于：包括背光源单元、扩散膜层、透镜阵列膜层和图像显示层，所述扩散膜层、透镜阵列膜层和图像显示层沿远离所述背光源单元的方向依次设置，并且所述扩散膜层与所述背光源单元之间预留有间隙；所述背光源单元包括若干发光区域，所有发光区域整体形成朝向所述扩散膜层的凹形的发光面，所述发光区域呈连续或离散状分布；所述透镜阵列膜层包括单个透镜或若干个透镜形成的阵列。

【技术特征摘要】
1.一种基于连续背光指向的裸眼3D显示系统，其特征在于：包括背光源单元、扩散膜层、透镜阵列膜层和图像显示层，所述扩散膜层、透镜阵列膜层和图像显示层沿远离所述背光源单元的方向依次设置，并且所述扩散膜层与所述背光源单元之间预留有间隙；所述背光源单元包括若干发光区域，所有发光区域整体形成朝向所述扩散膜层的凹形的发光面，所述发光区域呈连续或离散状分布；所述透镜阵列膜层包括单个透镜或若干个透镜形成的阵列。2.如权利要求1所述的基于连续背光指向的裸眼3D显示系统，其特征在于：所述背光源单元的发光区域为开关和亮度至少之一独立控制的发光区域。3.如权利要求1所述的基于连续背光指向的裸眼3D显示系统，其特征在于：所述发光面为中心对称的弧形凹面。4.如权利要求1所述的基于连续背光指向的裸眼3D显示系统，其特征在于：所述发光面由垂直于所述图像显示层的平面截得的横截面为曲线段或直线段。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建英，陈佳毅，范杭，周延桂，李焜阳，王嘉辉，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44