集成成像裸眼3D自由立体LED显示系统及其显示屏技术方案

本发明专利技术公开了一种集成成像裸眼3D自由立体LED显示系统及其显示屏。该显示系统包括计算机、与计算机连接的集成成像裸眼3D自由立体LED显示屏，以及获取图像元给计算机生成图像元阵列的摄像头阵列；图像元阵列通过计算机在LED显示屏中播放。该LED显示屏包括阵列拼装在一起的若干图像单元；图像单元包括平凸透镜、设置在所述凸透镜周缘的挡光膜，以及多个LED像素灯；所述平凸透镜一面为平面，另一面为凸面，所述LED像素灯位于所述平面上，且LED像素灯的发光中心位于平凸透镜的焦平面上。采用了本发明专利技术技术方案的集成成像裸眼3D自由立体LED显示系统，由于将集成成像实现全景3D成像技术与LED显示系统完美结合，不需要佩戴助视设备，观看距离较为灵活，串扰度小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及LED显示
，具体涉及ー种LED显示系统，更具体的说，涉及一种视角范围广、串扰度小、观看距离范国大，且易于装配的集成成像裸眼3D自由立体LED显示系统，以及该系统包含的集成成像裸眼3D自由立体LED显示屏。
技术介绍
目前3D显示已经逐渐进入到人们的生活，市场上我们所能见到的3D显示产品主要是助视3D显示方式，其原理是佩戴在观众双眼上的助视设备(比如偏振光眼镜，液晶开关眼镜，滤色眼镜等)将两幅视差图像分别送入人的左右眼。根据视差原理，两幅视差图像经过大脑融合使人形成3D立体感觉。助视3D显示方式具有立体深度深，串扰小等优点，但必须佩戴笨重的助视设备，从而严重影响了人的观看舒适度。不用佩戴助视设备的裸眼3D显示技术目前备受人们的青睐，也是未来3D显示技术的发展方向。目前实现裸眼3D自由立体显示的方式主要有光栅式3D显示、全息3D显示和集成成像(Integral Imaging)。相较于助视3D显示，光栅式3D显示技术同样利用视差原理，将左右两幅图像送入人的左右眼，从而使人感知到3D立体效果。但在这个过程中，光栅式3D显示并没有利用佩戴在人眼上的助视设备进行分光，而是利用耦合在ニ维显示屏上的光栅进行分光。分光光栅使两幅像素列间隔排布的图像分别进入人的左右眼，而人把两幅视差图像通过大脑融合从而感知3D立体效果。如中国专利技术专利申请201110119344. 0提出的ー种裸眼3D电视墙，其中采用的光栅可以是遮挡式狭缝光栅，也可以是亮度无损失的柱面光柵。然而光栅式3D显示要求观看者必须位于一定的狭小位置范围内才可以观看到3D立体效果，而且相较于助视3D显示具有更大的串扰，这些都限制了光栅式3D显示技术的广泛应用。全息3D显不的原理是米用相干光源将物体表面光强和光的相位信息记录在全息胶片上，利用相干光使ニ维全息胶片前再现出3D物体场景。该技术成像清晰无串扰，被认为是解决3D显示的最終解决方案，然而全息3D显示在拍摄时必须利用相干光源，不能直接在自然光下获得图像源，其苛刻的拍摄条件和庞大的数据处理量限制了全息3D显示的实际应用和普及，且目前全息3D显示所能呈现的顔色也很有限。集成成像技术是由M. G. Lippmann早在1908年提出的全景3D成像技术,其基本原理是利用微透镜阵列将空间场景记录到微透镜阵列后面的胶片上，每个微透镜对应其背后胶片上的一个图像元，每个图像元记录了空间场景中的一部分信息，当所有图像元集成起来组成的图像元阵列就记录了整个空间场景的3D信息。根据光路可逆原理，若在图像元阵列前面放置与记录时同样的微透镜阵列，就可以在微透镜阵列前重构起原始的3D空间场景。由于集成成像技术所重构的空间场景是实 像，因此观看距离较为灵活且串扰度较小。综上所述，集成成像技术是目前较为理想的裸眼3D显示技木，而LED (半导体发光ニ极管)显示屏以其发光亮度高、功耗低、工作电压低、视角大、耐冲击、寿命长等诸多优点而备受人们的宠爱。将集成成像裸眼3D技术应用于LED显示屏为裸眼3D技术拓展出新的发展空间，必将给人们带来更大的视觉享受。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之ー是提供ー种集成成像裸眼3D自由立体LED显示屏，解决目前没有技术将集成成像裸眼3D技术应用于LED显示屏的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案集成成像裸眼3D自由立体LED显示屏，包括集成成像裸眼3D自由立体LED显示灯板以及与所述集成成像裸眼3D自由立体LED显示灯板相连接的驱动电路，所述驱动电路与扫描控制卡相连接；所述集成成像裸眼3D自由立体LED显示灯板包括阵列拼装在一起的若干个图像単元；所述图像単元包括平凸透镜、设置在所述平凸透镜周缘的挡光膜，以及多个LED像素灯；所述平凸透镜一面为平面，另一面为凸面，所述LED像素灯位于所述平面上，且LED像素灯的发光中心位于平凸透镜的焦平面上。优选的技术方案中，所述平凸透镜的四周围边缘具有棱柱面，所述棱柱面的ー侧与平凸透镜的所述平面垂直相交，且所述挡光膜设置在所述棱柱面上。优选的技术方案中，所述平凸透镜的四周围边缘具有棱锥面，所述棱锥面的ー侧与平凸透镜的所述平面相交成鋭角，且所述挡光膜设置在所述棱锥面上。优选的技术方案中，平凸透镜的所述平面为正方形、矩形、正六边形中的ー种。优选的技术方案中，所述 若干个图像単元阵列拼装形成ー个平面的集成成像裸眼3D自由立体LED显示灯板，且所述曲面是可以展开成矩形的圆弧曲面。进ー步优选的技术方案中，所述若干个图像単元阵列拼装形成ー个曲面的集成成像裸眼3D自由立体LED显示灯板，且所述曲面是可以展开成矩形的圆弧曲面。进ー步优选的技术方案中，所述若干个图像単元阵列拼装形成ー个曲面的集成成像裸眼3D自由立体LED显示灯板，且所述曲面是球形曲面。进ー步优选的技术方案中，所述若干个图像単元阵列拼装形成ー个伪曲面的集成成像裸眼3D自由立体LED显示灯板，所述伪曲面的集成成像裸眼3D自由立体LED显示灯板表现为ー个平面，但是平面中的各图像单元具有大小方向不一的偏转角度，且各图像单元的偏转角度的大小和方向与拼装成圆弧曲面显示屏时各图像単元的偏转角度大小和方向--对应。进ー步优选的技术方案中，所述若干个图像単元阵列拼装形成ー个伪曲面的集成成像裸眼3D自由立体LED显示灯板，所述伪曲面的集成成像裸眼3D自由立体LED显示灯板表现为ー个平面，但是平面中的各图像单元具有大小方向不一的偏转角度，且各图像单元的偏转角度的大小和方向与拼装成球形曲面显示屏时各图像単元的偏转角度大小和方向--对应。进ー步优选的技术方案中，所述集成成像裸眼3D自由立体LED显示灯板包括多个裸眼3D自由立体LED显示灯板模组，每个所述裸眼3D自由立体LED显示灯板模组包括多个阵列拼装在一起的所述图像単元。本专利技术所要解决的技术问题之ニ是相应提供ー种集成成像裸眼3D自由立体LED显示系统，解决目前没有技术将集成成像裸眼3D技术应用于LED显示系统的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案集成成像裸眼3D自由立体LED显示系统，包括安装有显示控制软件的计算机，以及通过视频控制器与所述计算机连接的集成成像裸眼3D自由立体LED显示屏；所述集成成像裸眼3D自由立体LED显示系统还包括摄像头阵列，所述摄像头阵列通过视频采集卡连接到所述计算机，所述计算机将所述摄像头阵列在同一时刻获取的图像元按照摄像头阵列的排列方式合成图像元阵列，且每个所述图像元中的像素在计算机中经过左右上下翻转处理，所述图像元阵列在所述裸眼3D自由立体LED显示屏中播放；所述裸眼3D自由立体LED显示屏为前述的集成成像裸眼3D自由立体LED显示屏。本专利技术的有益效果是采用了本专利技术技术方案集成成像裸眼3D自由立体LED显示屏的集成成像裸眼3D自由立体LED显示系统，由于将集成成像实现全景3D成像技术与LED显示系统完美结合，不但不需要佩戴助视设备，而且观看距离较为灵活，串扰度也较小，能给人们带来更大的视觉享受和乐趣；同时LED显示屏还具有发光亮度高、功耗低、工作电压低、视角大、耐冲击、寿命长等诸多优点，符合当今节能环保的理念。附图说明图1是本专利技术具体实施方式一中集成成像裸眼3D自由立体LED显示系统的组成原理图；图2是本专利技术具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
集成成像裸眼3D自由立体LED显示屏，其特征在于，所述集成成像裸眼3D自由立体LED显示屏包括集成成像裸眼3D自由立体LED显示灯板以及与所述集成成像裸眼3D自由立体LED显示灯板相连接的驱动电路，所述驱动电路与扫描控制卡相连接；所述集成成像裸眼3D自由立体LED显示灯板包括阵列拼装在一起的若干个图像单元；所述图像单元包括平凸透镜、设置在所述平凸透镜周缘的挡光膜，以及多个LED像素灯；所述平凸透镜一面为平面，另一面为凸面，所述LED像素灯位于所述平面上，且LED像素灯的发光中心位于平凸透镜的焦平面上。

【技术特征摘要】
1.集成成像裸眼3D自由立体LED显示屏，其特征在于，所述集成成像裸眼3D自由立体LED显示屏包括集成成像裸眼3D自由立体LED显示灯板以及与所述集成成像裸眼3D自由立体LED显示灯板相连接的驱动电路，所述驱动电路与扫描控制卡相连接；所述集成成像裸眼3D自由立体LED显示灯板包括阵列拼装在一起的若干个图像单元；所述图像单元包括平凸透镜、设置在所述平凸透镜周缘的挡光膜，以及多个LED像素灯；所述平凸透镜一面为平面，另一面为凸面，所述LED像素灯位于所述平面上，且LED像素灯的发光中心位于平凸透镜的焦平面上。2.如权利要求1所述的集成成像裸眼3D自由立体LED显示屏，其特征在于，所述平凸透镜的四周围边缘具有棱柱面，所述棱柱面的一侧与平凸透镜的所述平面垂直相交，且所述挡光膜设置在所述棱柱面上。3.如权利要求1所述的集成成像裸眼3D自由立体LED显示屏，其特征在于，所述平凸透镜的四周围边缘具有棱锥面，所述棱锥面的一侧与平凸透镜的所述平面相交成锐角，且所述挡光膜设置在所述棱锥面上。4.如权利要求1所述的集成成像裸眼3D自由立体LED显示屏，其特征在于，平凸透镜的所述平面为正方形、矩形、正六边形中的一种。5.如权利要求1至4中任意一项所述的集成成像裸眼3D自由立体LED显示屏，其特征在于，所述若干个图像单元阵列拼装形成一个曲面的集成成像裸眼3D自由立体LED显示灯板，且所述曲面是可以展开成矩形的圆弧曲面。6.如权利要求1至4中任意一项所述的集成成像裸眼3D自由立体LED显示屏，其特征在于，所述若干个图像单元阵列拼装形成一个曲面的集成成像裸眼3D自由立体LED显示灯板，且所述曲面是球形曲面。7.如权利要求1至4中任意一项所述的集成成像裸眼3D自由立体LED显示屏，其特征在于，所述若干...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋呈群，吴振志，刘玲，王启权，王小虎，吴涵渠，
申请(专利权)人：深圳市奥拓电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：