CN108345122A - 一种确定裸眼3d显示视区对应背光灯的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种确定裸眼3D显示视区对应背光灯的方法和系统。该系统包括人眼发光装置、图像显示层、光学扩散膜层、菲涅尔透镜阵列和背光模组；人眼发光装置包括第一发光器和第二发光器，所述第一发光器和第二发光器之间的距离为55mm‑70mm；所述第一发光器和第二发光器发出的光线依次经过所述图像显示层、光学扩散膜层、菲涅尔透镜阵列后，落在所述背光源的背光模组的背光灯上时，记录所述第一发光器和第二发光器对应的背光模组的背光灯的编号。本发明提供的方法和系统可以确定不同视区对应的背光灯即3D显示系统中背光灯的开灯方式，通过光路的可逆性以及不同背光灯与视区的一一对应关系，可以较为快捷地且准确地确定不同视区对应的背光灯。

Description

一种确定裸眼3D显示视区对应背光灯的方法和系统

技术领域

本发明属于3D显示技术领域，更具体地，涉及一种确定裸眼3D显示视区对应背光灯的方法和系统。

背景技术

目前，2D平面显示技术已经非常成熟，设备辅助式3D也初步有所改善，裸眼3D技术将是未来发展的必然趋势。其主要由指向性背光，透镜阵列以及图像显示部分等组成。其中，图像显示部分主要以高刷新频率的液晶面板组成。裸眼3D显示系统以指向背光技术为主。

当人眼处于视区之内时，相应时刻视区对应的背光灯开启，此时液晶刷新的左(右)图像会被人眼所视，下一时刻液晶刷新的右(左)图像对应背光灯开启，由于液晶刷新频率较高，则大脑将两幅不同图像融为一副3D图像，即裸眼3D显示主要采取时空复用的方法。由于每个视区左、右眼都对应相应的背光灯，否则，会增加一定的串扰甚至3D消失。因此，每个视区对应背光灯开启策略愈发重要。

传统确定开启背光灯方法多以在不同视区位置固定一白板，根据背光灯所形成的光斑，逐一试探开启相应背光灯，直至所有背光灯形成一个较窄光斑，并记录此视区开启的相应背光灯。此方法，仅适用于同一视区对应背光灯数较少或不同背光模组开启灯的位置相同情况。对于每个视区对应较多背光灯以及每块背光模组开启不同位置背光灯情况，传统方法存在耗时较多的缺陷。

另外，通常3D显示技术要求一定的纵深范围，不同距离纵深的视区，其开灯方式也具有较大的差异，同样地，其对传统测量背光灯开灯方式也造成较大复杂性。

发明内容

本发明目的在于提供一种确定裸眼3D显示视区对应背光灯的方法和系统，以确定裸眼3D显示过程不同视区所对应的背光模组。

为此，本发明提供了一种确定裸眼3D显示视区对应背光灯的方法，包括：

在裸眼3D显示视区配置人眼发光装置，其中，所述人眼发光装置包括第一发光器和第二发光器，所述第一发光器和第二发光器之间的距离为55mm-70mm；将所述第一发光器或第二发光器放置于弧形的菲涅尔透镜阵列圆心处，并以该圆心为中点，分别沿横向和纵向分别以预设的相对圆心的间距平移所述人眼发光装置，从而来模拟人在观看过程中眼睛的移动；

所述第一发光器和第二发光器发出的光线依次经过图像显示层、光学扩散膜层、菲涅尔透镜阵列后，聚焦在背光源的背光模组的背光灯上；

记录所述人眼发光装置在该视区时所述第一发光器和第二发光器分别对应的背光模组的背光灯的编号。

本发明还提供了一种确定裸眼3D显示视区对应背光源的系统，包括人眼发光装置、图像显示层、光学扩散膜层、菲涅尔透镜阵列和背光模组；

人眼发光装置包括第一发光器和第二发光器，所述第一发光器和第二发光器之间的距离为55mm-70mm；所述第一发光器和第二发光器发出的光线依次经过所述图像显示层、光学扩散膜层、菲涅尔透镜阵列后，落在所述背光源的背光模组的背光灯上时，记录所述第一发光器和第二发光器对应的背光模组的背光灯的编号。

优选地，所述背光模组包括若干条形的背光灯，各背光模组设置为一定弧度自由曲面，并且所述背光模组的中心线放置于每块透镜单元的光轴上，且每块背光模组与所述菲涅尔透镜阵列单元距离相同。

优选地，所述第一发光器和第二发光器设于一半径为1-2.5mm的球体LED灯珠。

优选地，所述第一发光器发出的光线的颜色不同于所述第二发光器发出的光线的颜色。

优选地，所述第一发光器发出的光线颜色为蓝色，所述第二发光器发出的光线颜色为红色。

优选地，所述人眼发光装置还包括一基板，所述第一发光器和第二发光器设于所述基板上。

优选地，所述光学扩散膜层为横向扩散度为0.2度至1度，纵向扩散度为10度至30度的线性扩散材料；

所述菲涅尔透镜阵列包括若干个线性菲涅尔透镜单元，所述菲涅尔透镜单元形成以透镜焦距为半径弯曲为预设弧度自由曲面，并且，此焦距为裸眼3D显示系统的最佳观看距离。

与现有技术相比，本发明提供的确定裸眼3D显示视区对应背光灯的方法和系统可以确定不同视区对应的背光灯即3D显示系统中背光灯的开灯方式。

本方法和系统通过模拟瞳距，在测量过程中以菲涅尔透镜圆弧的圆心为基准，通过以适当的间距连续水平移动模拟3D显示过程中所有不同水平视区，记录不同视区对应背光灯；同样地，纵向上以适当的间距以弧形菲涅尔透镜圆心为中点纵向平移灯珠，模拟3D显示的纵向范围，通过光路的可逆性以及不同背光灯与视区的一一对应关系，有目的性地模拟所有视区，且每个视区对应的背光灯可以通过光的覆盖直接读出，因此可以较为快捷地且准确地确定不同视区对应的背光灯，进一步地，准确地得出3D显示过程中，不同纵深距离的不同视区对应背光灯。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1提供的确定裸眼3D显示视区对应背光灯的系统的结构示意图。

图2是本发明实施例1提供人眼发光装置的结构示意图。

图3是本发明实施例1确定裸眼3D显示视区对应背光灯的方法的流程图。

图中：

1：第一发光器；2、3：第二发光器；4：图像显示层；5：菲涅尔透镜阵列；601、602、607、608、613、614：蓝光照亮的LED灯条；604、605、610、611、617、618：红光照亮的LED灯条；6：背光源；7：人眼发光装置。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步说明。

图1是本发明实施例1提供的确定裸眼3D显示视区对应背光灯的系统的结构示意图。如图1所示，该确定裸眼3D显示视区对应背光源的系统包括人眼发光装置7、图像显示层4、光学扩散膜层8、菲涅尔透镜阵列5和背光模组。人眼发光装置7发出的光线依次经过所述图像显示层4、光学扩散膜层8、菲涅尔透镜阵列5后，聚焦在所述背光源6的背光模组，根据光路的可逆性原理确定不同视区对应的背光灯，并依次记录相应的背光模组的背光灯的编号。

图2是本发明实施例1提供人眼发光装置7的结构示意图。如图2所示，该人眼发光装置7包括第一发光器1和第二发光器2，所述第一发光器1和第二发光器2为一半径为1-2.5mm的球体LED灯珠，用于模拟人眼左右圆形瞳孔。所述第一发光器1和第二发光器2之间的距离为55mm-70mm，用于模拟瞳距大小。

所述人眼发光装置7还包括一基板，所述第一发光器1和第二发光器2设于所述基板上，且以一定的形式固定在距透镜一定的距离。

所述第一发光器1发出的光线的颜色不同于所述第二发光器2发出的光线的颜色。本实施方式中，所述第一发光器1发出的光线颜色为蓝色，所述第二发光器2发出的光线颜色为红色。第一发光器1为半径为1-2.5mm蓝光LED灯珠，第二发光器2和第二发光器3为半径为1-2.5mm的红光LED灯珠，二者固定在一块平面基板上，且第一发光器1与第二发光器2之间的间距为55mm，第一发光器1与第二发光器3之间的间距65mm.其主要模拟不同人眼瞳距；第一发光器1主要模拟左眼，第二发光器2、第二发光器3等主要模拟右眼。

不同灯珠可分别通过不同的开关所控制，用不同颜色灯珠同时点亮，其目的在于缩短确定裸眼3D系统相应背光灯时间，且根据聚焦在背光灯LED上颜色不同很容易分辨不同视区相对应的LED灯条。

图像显示层4主要以液晶屏为主，其图像刷新频率为120HZ。

所述背光模组包括若干LED背光灯，主要放置在菲涅尔透镜阵列5的光入射一侧。各背光模组设置为一定弧度自由曲面，并且所述背光模组的中心线放置于每块透镜单元的光轴上，且每块背光模组与所述菲涅尔透镜阵列5单元距离相同。

在确定裸眼3D背光灯开灯策略操作过程，背光源6处于关闭状态，其显示状态也是此模型中的待测状态。

所述光学扩散膜层为横向扩散度为0.2度至1度，纵向扩散度为10度至30度的线性扩散材料。光学扩散膜在确定裸眼3D背光灯开灯策略的装置中其主要局部地改变光的分布，但不会改变光的传播方向。

所述菲涅尔透镜阵列17包括若干个线性菲涅尔透镜单元，所述菲涅尔透镜单元形成以透镜焦距为半径弯曲为预设弧度自由曲面，并且，此焦距为裸眼3D显示系统的最佳观看距离。在确定裸眼3D背光灯开灯策略的装置中，菲涅尔透镜阵列5的功能与3D显示过程的菲涅尔透镜阵列完全相同，相应的入射光经过菲涅尔透镜单元会发生一定的折射，且在3D显示过程每个菲涅尔透镜单元对应不同背光模组。

显而易见地，在确定裸眼3D系统背光灯开灯策略的装置中人眼发光模型7发出的光线依次经过图像显示层4、光学扩散膜层8，菲涅尔透镜5、弧形的背光源6。此外，在3D显示过程中人眼发光模型充当左右眼或视区的角色。

根据光路的可逆性原理，在3D显示系统中，若打开以上背光灯，人左右眼位于第一发光器1、第二发光器2位置时可接受相应的3D显示图像。如图1所示，当同时开启第一发光器1以及第二发光器2时，蓝光聚焦在背光灯601、602、607、608、613、614上；红光聚焦在背光灯604、605、610、611、617、618上；显而易见地，第一发光器1所在位置视区对应于背光灯601、602、607、608、613、614，第二发光器2所在位置视区对应于背光灯604、605、610、611、617、618。

图3是本发明实施例1确定裸眼3D显示视区对应背光灯的方法的流程图。如图3所示，利用本实施例提供的确定裸眼3D显示视区对应背光灯的系统的方法如下：

步骤S301：在裸眼3D显示视区配置人眼发光装置7，其中，所述人眼发光装置7包括第一发光器1和第二发光器2，所述第一发光器1和第二发光器2之间的距离为55mm-70mm。此外，还需要对裸眼3D系统每块背光模组的LED灯条编号。

步骤S302：所述第一发光器1和第二发光器2发出的光线依次经过图像显示层4、扩散膜层8、菲涅尔透镜阵列5后，聚焦在背光源6的背光模组上；

步骤S303：记录所述人眼发光装置7在该视区时所述第一发光器01和第二发光器02分别对应的背光模组的编号。

本实施方式中，测定背光模组的次数可以是多次，作为示例性地，可以分为横向操作和纵向操作。以下详细描述横向操作和纵向操作以及两者相结合的方法。

1)横向操作上，将所述第一发光器1或第二发光器2放置于所述弧形菲涅尔透镜阵列5圆心处，并以该圆心为中点，沿左右方向分别以预设的间距平移所述人眼发光装置7，分别记录相应的被照亮的LED编号。

2)纵向操作上，将所述第一发光器1或第二发光器2放置于所述弧形菲涅尔透镜阵列5圆心处，并以该圆心为中点，沿前后方向分别以预设的间距平移所述人眼发光装置7，分别记录相应的被照亮的LED编号，以适当的间距移动人眼发光模型，以此类推，直至聚焦的光不能全覆盖LED背光灯，意味着此时已经达到3D显示的最大视区。

3)可以在横向平移所述人眼发光装置7的基础上实施纵向平移，或在纵向平移所述人眼发光装置7实施横向平移，从而可测量不同纵深观看距离的视区所对应的背光灯。

在实际操作过程，3D显示的背光源包括较多背光模组，每块背光模组布有较多LED背光灯，且红蓝光聚焦在每块背光模组的LED背光灯的数量大于2。

本实施方式提供的确定裸眼3D显示视区对应背光灯的方法和系统可以确定不同视区对应的背光灯即3D显示系统中背光灯的开灯方式。本方法和系统通过模拟瞳距，在测量过程中以菲涅尔透镜圆弧的圆心为基准，通过以适当的间距连续水平移动模拟3D显示过程中所有不同水平视区，记录不同视区对应背光灯；同样地，纵向上以适当的间距以弧形菲涅尔透镜圆心为中点纵向平移灯珠，模拟3D显示的纵向范围，通过光路的可逆性以及不同背光灯与视区的一一对应关系，有目的性地模拟所有视区，且每个视区对应的背光灯可以通过光的覆盖直接读出，因此可以较为快捷地且准确地确定不同视区对应的背光灯，进一步地，准确地刻画出3D显示过程中，不同纵深距离的不同视区对应背光灯开启方式。

本实施方式提供的方法和系统解决了3D显示过程诸如由于背光模组较多以及每块模组开启灯数较多且无规律所造成的确定开灯方式的复杂性，极大地降低了操作的难度。由于一定间距、半径的红蓝灯珠使用与人眼更为相似，能够更为准确的确定不同视区对应的背光灯，且价格低廉、易操作。

应该理解，本发明并不局限于上述实施方式，凡是对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意味着包含这些改动和变型。

Claims (8)

1.一种确定裸眼3D显示视区对应背光灯的方法，其特征在于，包括：

在裸眼3D显示视区配置人眼发光装置，其中，所述人眼发光装置包括第一发光器和第二发光器，所述第一发光器和第二发光器之间的距离为55mm-70mm；将所述第一发光器或第二发光器放置于弧形的菲涅尔透镜阵列圆心处，并以该圆心为中点，分别沿横向和纵向分别以预设的相对圆心的间距平移所述人眼发光装置，从而来模拟人在观看过程中眼睛的移动；

所述第一发光器和第二发光器发出的光线依次经过图像显示层、光学扩散膜层、菲涅尔透镜阵列后，聚焦在背光源的背光模组的背光灯上；

记录所述人眼发光装置在该视区时所述第一发光器和第二发光器分别对应的背光模组的背光灯的编号。

2.一种确定裸眼3D显示视区对应背光源的系统，其特征在于，包括人眼发光装置、图像显示层、光学扩散膜层、菲涅尔透镜阵列和背光模组；

人眼发光装置包括第一发光器和第二发光器，所述第一发光器和第二发光器之间的距离为55mm-70mm；所述第一发光器和第二发光器发出的光线依次经过所述图像显示层、光学扩散膜层、菲涅尔透镜阵列后，落在所述背光源的背光模组的背光灯上时，记录所述第一发光器和第二发光器对应的背光模组的背光灯的编号。

3.如权利要求1所述的确定裸眼3D显示视区对应背光源的系统，其特征在于：

所述背光模组包括若干条形的背光灯，各背光模组设置为一定弧度自由曲面，并且所述背光模组的中心线放置于每块透镜单元的光轴上，且每块背光模组与所述菲涅尔透镜阵列单元距离相同。

4.如权利要求1所述的确定裸眼3D显示视区对应背光源的系统，其特征在于：所述第一发光器和第二发光器设于一半径为1-2.5mm的球体LED灯珠。

5.如权利要求4所述的确定裸眼3D显示视区对应背光源的系统，其特征在于：所述第一发光器发出的光线的颜色不同于所述第二发光器发出的光线的颜色。

6.如权利要求5所述的确定裸眼3D显示视区对应背光源的系统，其特征在于：所述第一发光器发出的光线颜色为蓝色，所述第二发光器发出的光线颜色为红色。

7.如权利要求6所述的确定裸眼3D显示视区对应背光源的系统，其特征在于：所述人眼发光装置还包括一基板，所述第一发光器和第二发光器设于所述基板上。

8.如权利要求7所述的确定裸眼3D显示视区对应背光源的系统，其特征在于：所述光学扩散膜层为横向扩散度为0.2度至1度，纵向扩散度为10度至30度的线性扩散材料；

所述菲涅尔透镜阵列包括若干个线性菲涅尔透镜单元，所述菲涅尔透镜单元形成以透镜焦距为半径弯曲为预设弧度自由曲面，并且，此焦距为裸眼3D显示系统的最佳观看距离。