平板化无辅助立体显示装置及方法制造方法及图纸

一种平板化无辅助立体显示方法，采用指向性背光模组、人眼位置跟踪模块和控制接口模块使普通图像的平板显示屏提供立体显示效果，所述指向性背光模组包括指向性光学组件和可寻址光学引擎；基于时分原理，平板化显示屏交替显示观看者左右眼观看的左右图像；利用视频场同步时序控制可寻址光学引擎的发光单元的亮灭时序，亦即显示左图像时，只有对应观看者左眼的发光单元被点亮，显示右图像时，只有对应观看者右眼的发光单元被点亮；指向性光学组件则将发光单元发出的光线在显示器前形成左眼或右眼的观看窗口(出瞳)，使得观看者的左眼只能看到左图像右眼只能看到右图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种立体显示装置及方法，特别是设计一种无辅助立体显示装置及方法，属于信息显示
。
技术介绍
自由立体显示技术是裸视3D显示技术的一种。它基于双目视差原理，通过光学部件将普通2D显示屏上显示的左、右视差图像分别送入观看者的左、右眼，经过大脑神经融合后获得立体感知。日本、韩国、欧美等国家从20世纪80年代开始了三维立体显示的基础研究，各国根据自身的情况，开发了各种技术和产品。我国三维立体显示虽起步较晚，基础薄弱，与国际水平存在差距，但也有不少高校、研究所和公司企业对立体显示开展研究并取得了较为显著的成果。光栅式立体显示是当前裸眼立体显示器常用实现方法，光栅又可分为几种，有狭缝光栅，柱面透镜光栅和点阵式光栅，其中点阵式光栅应用较少。如中国专利CN201110372599.8 (LED屏裸眼立体显示的狭缝光栅制作方法)和专利申请号为CN201010573306.8 (“光栅式自由立体显示装置”)等的中国专利都公开了一种狭缝光栅式无辅助立体显示装置或方法，通过匹配像素从而达到分光的效果。但光栅式立体显示会造成图像分辨率损失，而且需要提供多个视图以供多人观看，立体视域不连续造成立体感不强烈等缺点；而且，其中的狭缝光栅由一条条不透明的黑色线条间隔透明线条构成，显示设备的光线一部分被狭缝光栅遮挡，造成亮度损失。中国专利CN201010252725.1，王强华，刘军，陶宇虹等，公开了基于灰度屏的全分辨率多视点自由立体显示装置则公开了一种无分辨率失真的立体显示装置，采用多层屏叠加实现全分辨率，但屏与屏之间需要精确定位以及计算机精确控制灰度屏的灰度值，并且一旦制作完成，各参数不易改变，难以满足普适性要求；而且观看者只能在固定位置处看到立体，无法在一定范围内自由移动。有鉴于此，如今迫切需要设计一种便捷的可供多人观看的自由立体显示装置，以便可以在设备较为简单的前提下实现质量较高的立体显示效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是:提出一种无需借助眼镜、头盔等辅助设备，在观看范围内有连续立体效果的并可供多人观看的无辅助立体显示装置及方法。本专利技术的技术方案为:一种平板化无辅助立体显示方法，采用指向性背光模组、人眼位置跟踪模块和控制接口模块使普通图像的平板显示屏提供立体显示效果，所述指向性背光模组包括指向性光学组件和可寻址光学引擎；该方法基于时分原理，平板化显示屏交替显示观看者左右眼观看的左右图像；利用视频场同步时序控制可寻址光学引擎的发光单元的亮灭时序，亦即显示左图像时，只有对应观看者左眼的发光单元被点亮，显示右图像时，只有对应观看者右眼的发光单元被点亮；指向性光学组件则将发光单元发出的光线在显示器前形成左眼或右眼的观看窗口(出瞳)，使得观看者的左眼只能看到左图像右眼只能看到右图像，再经过大脑融合，从而观看到无分辨率损失的立体图像。所述的可寻址光学引擎由一系列发光单元构成的阵列及其驱动电路组成，每一发光单元可以分别寻址。根据从人眼位置跟踪模块获得的观察者双眼位置信息，可寻址光学引擎将对应的若干发光单元点亮，在观察者的双眼位置形成一对独立的出瞳。其中，左眼位置的出瞳处可以观看到液晶显示屏显示的左图像，右眼位置的出瞳处可以观看到液晶显示屏显示的右图像。所述的人眼位置跟踪模块的作用是探测观看者的位置，特别是脸部或者眼睛的位置，为指向性背光模组的出瞳位置控制提供依据。控制接口模块与人眼位置跟踪模块相互通信，获得人眼位置信息，再通过查询事先测定的人眼位置与发光单元位置对应表，从而确定可寻址光学引擎上应该对应点亮的发光单元位置；以所显示的视频或是图像内容的场同步信号同步光学引擎上被点亮的发光单元的亮灭时序，亦即显示左图像时，只有对应观看者左眼的发光单元被点亮，显示右图像时，只有对应观看者右眼的发光单元被点亮；指向性光学组件则将发光单元发出的光线在显示器前形成左眼或右眼的观看窗口(出瞳)，使得观看者的左眼只能看到左图像右眼只能看到右图像，再经过大脑融合，从而观看到无分辨率损失的立体图像。进一步的，所述的可寻址光学引擎由一系列发光单元构成的光源阵列及其驱动电路组成，每一发光单元能够分别寻址；根据从人眼位置跟踪模块获得的观察者双眼位置信息，可寻址光学引擎将对应的若干发光单元点亮，在观察者的双眼位置形成一对独立的出瞳；其中，左眼位置的出瞳处观看到图像显示屏显示的左图像，右眼位置的出瞳处观看到图像显示屏显示的右图像。进一步的，所述的控制接口模块负责与上位机人眼位置跟踪模块的通信以及光学引擎中发光单元的亮灭时序，控制接口模块与人眼位置跟踪模块建立通信，获得人眼位置信息，再通过查询事先测定的人眼位置与发光单元位置对应表，确定可寻址光学引擎上应该对应点亮的发光单元位置；同时，控制接口模块控制光学引擎上被点亮的发光单元的亮、灭时序，保持其与显示的左右图像的刷新时序一致。所述的图像显示屏是指能显示彩色图像的液晶显示屏、等离子显示屏、有机电致发光显示屏等。刷新率f需要满足本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平板化无辅助立体显示方法，其特征是采用指向性背光模组、人眼位置跟踪模块和控制接口模块使普通图像的平板显示屏提供立体显示效果，所述指向性背光模组包括指向性光学组件和可寻址光学引擎；基于时分原理，平板化显示屏交替显示观看者左右眼观看的左右图像；利用视频场同步时序控制可寻址光学引擎的发光单元的亮灭时序，亦即显示左图像时，只有对应观看者左眼的发光单元被点亮，显示右图像时，只有对应观看者右眼的发光单元被点亮；指向性光学组件则将发光单元发出的光线在显示器前形成左眼或右眼的观看窗口(出瞳)，使得观看者的左眼只能看到左图像右眼只能看到右图像。

【技术特征摘要】
1.一种平板化无辅助立体显示方法，其特征是采用指向性背光模组、人眼位置跟踪模块和控制接口模块使普通图像的平板显示屏提供立体显示效果，所述指向性背光模组包括指向性光学组件和可寻址光学引擎；基于时分原理，平板化显示屏交替显示观看者左右眼观看的左右图像；利用视频场同步时序控制可寻址光学引擎的发光单元的亮灭时序，亦即显示左图像时，只有对应观看者左眼的发光单元被点亮，显示右图像时，只有对应观看者右眼的发光单元被点亮；指向性光学组件则将发光单元发出的光线在显示器前形成左眼或右眼的观看窗口(出瞳)，使得观看者的左眼只能看到左图像右眼只能看到右图像。2.根据权利要求1所述的平板化无辅助立体显示方法，其特征是控制接口模块与人眼位置跟踪模块相互通信，获得人眼位置信息，从而确定可寻址光学引擎上应该对应点亮的发光单元位置；以所显示的视频或是图像内容的场同步信号同步光学引擎上被点亮的发光单元的亮灭时序，亦即显示左图像时，只有对应观看者左眼的发光单元被点亮，显示右图像时，只有对应观看者右眼的发光单元被点亮；指向性光学组件则将发光单元发出的光线在显示器前形成左眼或右眼的观看窗口(出瞳)。3.根据权利要求1所述的平板化无辅助立体显示方法，其特征是所述的可寻址光学引擎由一系列发光单元构成的光源阵列及其驱动电路组成，每一发光单元能够分别寻址；根据从人眼位置跟踪模块获得的观察者双眼位置信息，可寻址光学引擎将对应的若干发光单元点亮，在观察者的双眼位置形成一对独立的出瞳；其中，左眼位置的出瞳处观看到图像显示屏显示的左图像，右眼位置的出瞳处观看到图像显示屏显示的右图像。4.根据权利要求1所述的平板化无辅助立体显示方法，其特征是所述的控制接口模块负责与上位机人眼位置跟踪模块的通信以及光学引擎中发光单元的亮灭时序，控制接口模块与人眼位置跟踪模块建立通信，获得人眼位置信息，再通过查询事先测定的人眼位置与发光单元位置对应表，确定可寻址光学引擎上应该对应点亮的发光单元位置；同时，控制接口模块控制光学引擎上被点亮的发光单元的亮、灭时序，保持其与显示的左右图像的刷新时序一致。5.根据权利要求1所述的`平板化无辅助立体显示方法，其特征是所述的图像显示屏是指能显示彩色图像的液晶显示屏、等离子显示屏、有机电致发光显示屏等。刷新率f需要满足 ->CFF(I)2 在(I)式成立的条件下，人眼可以观看到无闪烁的立体图像。式中，-表示单眼观看到的图像刷新率，CFF...

【专利技术属性】
技术研发人员：王元庆，薛亚兰，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：