折叠式指向背光与透镜阵列的裸眼立体显示系统技术方案

本发明专利技术公开了一种折叠式指向背光与透镜阵列的裸眼立体显示系统，包括若干背光照明模组和光源控制模块，以及层叠设置的光束整形扩散膜层、多个透镜阵列和图像显示单元，所述折叠式的背光照明模组包括若干发光单元和若干反射膜层，所述发光单元发出的光束入射到所述反射膜层后，通过所述反射膜层的一次或者一次以上的反射，实现光路折叠，并向靠近所述图像显示单元的方向传播；所述光源控制模块分别与所述背光照明模组和所述图像显示单元电性连接。本发明专利技术提供的裸眼立体显示系统将背光照明模组中的发光单元设置在反射膜层的靠近所述图像显示单元的一侧实现折叠光路，从而可以减少裸眼立体显示系统的厚度。

Naked eye stereoscopic display system with foldable pointing backlight and lens array

The invention discloses a stereoscopic display system of a foldable lens array and directional backlight, backlight module and light source comprises a plurality of control modules, and beam shaping stacked diffusion layer, a plurality of lens array and image display unit, back light module of the folding comprises a plurality of light emitting units and several reflection film. The light emitting unit sends the incident beam to the reflection layer, the reflection layer through one or more reflection, the light path folding, and close to the image display unit to spread; the light control module is respectively connected with the backlight module and the image the display unit is electrically connected. The invention provides a stereoscopic display system will light emitting unit backlighting module is arranged on the reflective layer near the side of the unit to achieve folded optical path of the image display, which can reduce the thickness of naked eye stereoscopic display system.

【技术实现步骤摘要】
折叠式指向背光与透镜阵列的裸眼立体显示系统
本专利技术属于裸眼立体显示领域，具体涉及一种折叠式指向背光与透镜阵列的裸眼立体显示系统。
技术介绍
自由立体显示技术是裸眼3D显示技术的一种。而自由立体显示技术主要有3个技术流派，分别是基于视障光栅(Barrier)的裸眼立体显示技术、基于柱透镜(Lenticular)的裸眼立体显示技术、基于指向背光式的裸眼立体显示技术。它们都是利用视差原理，通过将左右眼图像分别输送进入左右眼中，并在大脑中融合，从而使人感知到立体信息。其中，基于视障光栅(Barrier)的技术、基于柱透镜(Lenticular)的技术是目前主流的裸眼立体显示方法。二者主要是通过匹配光栅/柱透镜与液晶像素，从而实现左右眼图像光束的分离，但是上述的方案会降低图像的分辨率。基于指向背光的裸眼立体显示技术，是先实现光束的定向传播，再加载图像信息，从而实现左右眼图像光束的定向传播。这种技术不会降低图像分辨率。但这种技术常见于中小尺寸的屏幕。如平板式无辅助立体显示装置CN103605211A，该技术需要将面光源发出的发散光，先压缩成平行光。而平行光的要求，使得光学系统的实现变得复杂。同时，这种基于单一透镜的结构会使得显示器体积太大。如果利用透镜阵列结构可以进一步减小体积厚度，并通过增加光束扩散膜层，使得屏幕达到均匀显示。而对于大尺寸的屏幕，特别是台式裸眼立体显示技术，基于这种技术的显示器普遍比较厚，而且最佳观察位置被限定在特定的距离。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种折叠式指向背光与透镜阵列的全分辨率(全高清或者超高清)裸眼立体显示系统，以降低基于指向背光技术的裸眼立体显示系统的厚度。为此，本专利技术提供了一种折叠式指向背光与透镜阵列的裸眼立体显示系统，包括若干折叠式的背光照明模组和光源控制模块，以及层叠设置的光束整形扩散膜层、透镜阵列和图像显示单元，所述折叠式的背光照明模组包括若干发光单元和若干反射膜层，所述发光单元发出的光束入射到所述反射膜层后，通过所述反射膜层的一次或者一次以上的反射，实现光路折叠，并向靠近所述图像显示单元的方向传播，所述反射膜层反射的光束经过所述光束整形扩散膜层进行光束整形后，照明所述图像显示单元。所述多个背光照明模组的光束经过所述透镜阵列中的多个透镜分别实现定向传播，通过层叠设置的所述透镜阵列、光束整形扩散膜层和图像显示单元形成多个裸眼3D视区。所述光源控制模块分别与所述背光照明模组和所述图像显示单元电性连接。进一步，所述背光照明模组在水平面的投影整体朝向所述图像显示单元，对所述图像显示单元进行照明。进一步，所述背光照明模组在竖直面的投影整体朝向所述图像显示单元，对所述图像显示单元进行照明。进一步，所述背光照明模组输出大于或者等于100Hz的脉冲光束，所述脉冲光束的频率同步于所述图像显示单元的图像刷新频率。进一步的，每个所述背光照明模组至少包括两个亮暗状态独立可控的发光单元，这些发光单元可以是发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)等。进一步，所述背光照明模组包括多个反射膜层，所述发光单元发出的光束经所述反射膜层多次反射后向靠近所述图像显示单元的方向传播。进一步，所述透镜阵列包括多个透镜，并且所述透镜阵列对应于至少两个所述发光单元。进一步，所述透镜为菲涅尔透镜，所述透镜阵列为菲涅尔透镜阵列。进一步，所述菲涅尔透镜阵列以平面结构对光束的传播方向进行调整。进一步，所述菲涅尔透镜阵列以弯曲的弧面结构对光束的传播方向进行调整。进一步，所述图像显示单元以大于或者等于100赫兹的频率交替刷新立体图像。所述发光单元发出的光束在以透射方式穿透所述图像显示单元的过程中，所述图像显示单元加载图像信息，并传递到对应的视区空间位置。进一步，所述图像显示单元可以是液晶显示屏幕(LCD)，也可以有机发光二极管(OLED)屏幕等。进一步，所述光源控制模块从所述图像显示单元中获取图像刷新的同步信号，并同步控制所述发光单元，使得所述发光单元以大于或者等于100赫兹的频率输出照明光束，其中，对应左眼的所述发光单元同步左眼图像信号的刷新，对应右眼的所述发光单元同步右眼图像信号的刷新。进一步，所述光束整形扩散膜层对入射光束在竖直方向上实现强扩散，在水平方向上实现小于5度的弱扩展。进一步，还包括跟踪识别模块，用于获取观看者人眼或人脸在视区空间的位置，所述跟踪识别模块与所述光源控制模块连接。所述识别和跟踪模块，可以识别出观看者在视区空间中的位置，并可以实时获取人眼/人脸的位置数据，所述光源控制模块通过所获得的位置数据，控制所述发光单元的状态。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的折叠式指向背光与透镜阵列的裸眼立体显示系统将背光照明模组中的发光单元设置在反射膜层的靠近所述图像显示单元的一侧实现折叠光路，从而可以减少裸眼立体显示系统的厚度，而且，发光单元可以使用普通的光源，而不需要使用平行光。进一步的，本专利技术提供的折叠式指向背光与透镜阵列的裸眼立体显示系统在不同位置并列设置多个背光照明模组，实现多个不同的裸眼立体显示观看距离。在每一个观看距离，每只眼睛所能接收到的图像分辨率为全分辨率，并维持在全高清或者超高清的水平，实现一种更加可靠、反应灵敏、平滑的视区拓展方法。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是本专利技术第一实施方式提供的折叠式指向背光与透镜阵列的裸眼立体显示系统的结构示意图。图2是本专利技术第二实施方式提供的折叠式指向背光与透镜阵列的裸眼立体显示系统的结构示意图。图3是本专利技术第三实施方式提供的折叠式指向背光与透镜阵列的裸眼立体显示系统的结构示意图。图4是本专利技术第四实施方式提供的折叠式指向背光与透镜阵列的裸眼立体显示系统的结构示意图。图5是本专利技术第五实施方式提供的折叠式指向背光与透镜阵列的裸眼立体显示系统的结构示意图。图6是本专利技术第六实施方式提供的折叠式指向背光与透镜阵列的裸眼立体显示系统的结构示意图。图中：10：背光照明模组；11：反射膜层；12：发光单元；20：光束整形扩散膜层；30：透镜阵列；40：图像显示单元；50：光源控制模块；60：人眼跟踪识别模块；70：视区；71：左眼视区；72：右眼视区；81：左眼；82：右眼。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在限制本专利技术。在本专利技术的各实施例中，为了便于描述而非限制本专利技术，本专利技术专利申请说明书中以及权利要求书中使用的术语“连接”并非限定于物理的或者机械的连接，也可以是电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种折叠式指向背光与透镜阵列的裸眼立体显示系统，其特征在于其包括：若干折叠式的背光照明模组和光源控制模块，以及层叠设置的光束整形扩散膜层、透镜阵列和图像显示单元；所述折叠式的背光照明模组包括若干发光单元和若干反射膜层，所述发光单元发出的光束入射到所述反射膜层后，通过所述反射膜层的一次或者一次以上的反射，实现光路折叠，并向靠近所述图像显示单元的方向传播；所述反射膜层反射的光束经过所述光束整形扩散膜层进行光束整形后，照明所述图像显示单元。

【技术特征摘要】
1.一种折叠式指向背光与透镜阵列的裸眼立体显示系统，其特征在于其包括：若干折叠式的背光照明模组和光源控制模块，以及层叠设置的光束整形扩散膜层、透镜阵列和图像显示单元；所述折叠式的背光照明模组包括若干发光单元和若干反射膜层，所述发光单元发出的光束入射到所述反射膜层后，通过所述反射膜层的一次或者一次以上的反射，实现光路折叠，并向靠近所述图像显示单元的方向传播；所述反射膜层反射的光束经过所述光束整形扩散膜层进行光束整形后，照明所述图像显示单元。2.如权利要求1所述的裸眼立体显示系统，其特征在于：所述多个背光照明模组的光束经过所述透镜阵列中的多个透镜分别实现定向传播，通过层叠设置的所述透镜阵列、光束整形扩散膜层和图像显示单元形成多个裸眼3D视区。3.如权利要求2所述的裸眼立体显示系统，其特征在于：所述光源控制模块分别与所述背光照明模组和所述图像显示单元电性连接。4.如权利要求1所述的裸眼立体显示系统，其特征在于：所述背光照明模组在水平面的投影整体朝向所述图像显示单元，对所述图像显示单元进行照明。5.如权利要求1所述的裸眼立体显示系统，其特征在于：所述背光照明模组在竖直面的投影整体朝向所述图像显示单元，对所述图像显示单元进行照明。6.如权利要求1所述的裸眼立体显示系统，其特征在于：所述背光照明模组输出大于或者等于100Hz的脉冲光束，所述脉冲光束的频率同步于所述图像显示单元的图像刷新频率。7.如权利要求1所述的裸眼立体显示系统，其特征在于：每个所述背光照明模组至少包括两个亮暗状态独立可控的发光单元。8.如权利要求1所述的裸眼立体显示系统，其特征在于：所述背光照明模组包括多个反射膜层，所述发光单元发出的光束经所述反射膜层多次反射后向靠近所述图像显示单元的方向传播。9.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：范杭，周延桂，
申请(专利权)人：广州弥德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44