一种可动态防窥的三维显示装置的制作方法

本发明涉及防窥设备，更具体涉及一种可动态防窥的三维显示装置。

背景技术：

1、目前常见实现防窥技术是通过并列排布的光栅结构实现，在一定角度外光线无法穿过屏幕即光线被阻拦，通过控制光线角度将屏幕的广视角度变为窄视角度。

2、例如，在一定角度内利用超微细百叶窗光学技术或通过控制液晶的方式实现光线控制以达成一定角度外的防窥作用。但在使用时，防窥角度过大无法保证隐私性，防窥角度过小无法方便自身。同时当前的大部分防窥屏幕仅为左右防窥，且常规的防窥技术会使显示屏的光照亮使用者整个脸部，因其无法达成精准控光能力，无法满足使用者有隐蔽自身的需求。

3、现有专利公布号为cn114035340a的专利文献公开了一种背光源模组，包括：动态发光单元阵列、准直膜、动态狭缝光栅和透镜阵列；动态发光单元阵列配置为根据显示模式确定每一帧图像对应的视图，以及为视图对应的图像帧提供背光的发光单元；准直膜配置为使发光单元发出的光线准直入射至光栅；光栅配置为根据显示模式确定每一帧图像对应的视图，根据视图确定光栅的参数，利用光栅的屏障遮挡发光单元的发光面，控制发光单元发出的光透过光栅后相对于透镜的位置和光束宽度；透镜阵列配置为对透过光栅后的光束进行折射以产生指向视图对应的目标方向的背光；显示模式包括以下至少一种：单视图模式、双视图模式和多视图模式。该方案能够实现多种显示模式下的一种或多种方向的定向背光，但其无法实现动态防窥。

4、同时，专利公布号为cn108415173a的专利文献公开了一种基于背光阵列生成器的指向性背光立体显示装置，包括视点检测模块、背光阵列生成器、线性透镜阵列、线性扩散膜、图像显示器。背光阵列生成器，由光源阵列、场镜阵列、空间光调制器、扩散膜依次组成，用于生成特定形状以及分布的背光阵列单元；线性透镜阵列，用于将背光阵列的光线汇聚到设定的视区单元；视点检测模块获取人眼视点后，背光阵列生成器发出的光线依次经过线性透镜阵列、线性扩散膜、图像显示器汇聚到设定视区单元。背光阵列生成器和图像显示器同步刷新，通过时分复用，可以实现空间中不同视点单元接收不同视差图像；从而改善已有指向性背光立体显示装置画面亮度均匀性较差的技术缺陷。

5、但该视点检测装置是通过控制背光源发出光线的指向，使得只有在空间设定位置才可以接收到屏幕图像，实现裸眼3d的效果，也无法实现动态防窥。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，如何实现三维显示装置的动态防窥。

2、本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种可动态防窥的三维显示装置，包括沿光线进入人眼方向依次设置光源模块、电控可调光阑阵列、光场调整透镜阵列、瞳孔投影平板透镜、人眼位置采集装置，所述光源模块包括灯珠阵列，所述灯珠阵列用于发出具有一定发散角的光束，所述电控可调光阑阵列能够选择性地允许光束光线在特定位置以特定角度通过，所述光场调整透镜阵列用于控制光束折射并调整方向，所述瞳孔投影平板透镜用于将经过电控可调光阑阵列编码的小角度光束解码并控制光束角度在空间中汇聚，所述人眼采集装置与灯珠阵列电性连接，所述人眼采集装置用于实时获取人眼位置信息并传输至灯珠阵列以点亮与人眼对应区域的灯珠，所述灯珠阵列发出的光线经电控可调光阑阵列、光场调整透镜阵列、瞳孔投影平板透镜调制后在人眼位置处形成视窗。

3、通过设置人眼采集装置，并将人眼采集装置与光源模块的灯珠阵列电性连接，能够实时获取人眼位置信息并传输至灯珠阵列以点亮与人眼对应区域的灯珠，能够实现动态防窥并实现三维图像光场的显示。

4、作为优选的技术方案，所述人眼采集装置包括相机，所述相机通过人眼采集方法对人眼位置实现动态捕获，所述人眼采集方法包括如下步骤：s1、画面获取：通过相机预览获取屏幕前图像画面；s2、图像的人脸识别：计算机读取图像画面并识别人脸，输出人脸的像素坐标点；s3、相机标定：使用相机拍摄标准棋盘格，拍摄各角度获取多张照片，使用opencv进行标定，获取相机内参矩阵；s4、确认人眼与屏幕垂直距离：将人眼间距设定为一固定数值，参考相机内参矩阵，确认相机参数，计算人眼到屏幕之间垂直距离；s5、镜头指出人眼向量计算：计算眉心像素坐标，结合相机内参矩阵计算镜头指出人眼向量；s6、人眼位置确认：根据人眼与屏幕之间垂直距离结合镜头指出人眼向量推导人像x轴及y轴坐标，确认人眼位置三维坐标。

5、作为优选的技术方案，所述电控可调光阑阵列包括若干个阵列式分布的透光区和遮光区，所述透光区与遮光区为间隔分布，且均为矩形，所述透光区口径不大于所述光场调整透镜阵列的尺寸。

6、作为优选的技术方案，所述灯珠阵列包括多个子区域，所述子区域包括若干个阵列分布的led灯珠，所述子区域尺寸与电控可调光阑阵列的子区域尺寸相适配。

7、作为优选的技术方案，所述光源模块还包括整形透镜阵列，所述灯珠阵列包括多个子区域，所述子区域包括若干个阵列分布的led灯珠，所述整形透镜阵列位于灯珠阵列与电控可调光阑阵列之间，所述整形透镜阵列包括若干个整形透镜单元，所述子区域尺寸与整形透镜单元相适配，所述整形透镜阵列收束后的光线发散角为ω，

8、其中，p1为整形透镜单元的口径；f1为整形透镜单元的焦距；l为灯珠阵列与整形透镜阵列之间的距离。

9、作为优选的技术方案，所述灯珠阵列包括多个子区域，所述子区域包括若干个阵列分布的miniled灯珠，所述子区域尺寸与电控可调光阑阵列的子区域尺寸相适配。

10、作为优选的技术方案，所述光源模块还包括整形透镜阵列，所述灯珠阵列包括多个子区域，所述子区域包括若干个阵列分布的miniled灯珠，所述整形透镜阵列位于灯珠阵列与电控可调光阑阵列之间，所述整形透镜阵列包括若干个整形透镜单元，所述子区域尺寸与整形透镜阵列的整形透镜单元尺寸相适配。

11、作为优选的技术方案，所述光场调整透镜阵列包括若干透镜单元，所述透镜单元为单透镜或胶合透镜或多个透镜组合。

12、作为优选的技术方案，所述瞳孔投影平板透镜包括菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜将来自所述光场调整透镜阵列调控的光线汇聚至视窗处，所述视窗尺寸为w，

13、其中，d为电控可调光阑阵列的透光区的口径，f2为透镜单元的焦距，f3为瞳孔投影平板透镜的焦距。

14、作为优选的技术方案，所述透镜单元均为二维透镜，并将通过所述电控可调光阑阵列2的背光整形为一小角度发散光或一准直光束，所述透镜单元的口径为p2，p2＝2f2tanω+d；所述透光区的发散角为θ，其中d为电控可调光阑阵列透光区的口径；f2为光场调整透镜单元的焦距。

15、本发明的优点在于：

16、(1)本发明中，通过设置人眼采集装置，并将人眼采集装置与光源模块的灯珠阵列电性连接，能够实时获取人眼位置信息并传输至灯珠阵列以点亮与人眼对应区域的灯珠，能够实现防窥(隐蔽性观看)并实现三维图像光场的显示。

17、(2)本发明中，通过人眼采集方法能够实时获取人眼三维坐标，将信号传输至光源模块，同时光源模块中对应灯珠被点亮，发出的光束依次通过电控可调光阑阵列、光场调整透镜阵列、瞳孔投影平板透镜汇聚于人眼处，形成观看视窗，观看视窗随着双眼的移动实时改变，实现了动态防窥。