基于FPGA的自由立体显示系统光学引擎设计*

2013-08-13王元庆曹利群周必业李鸣皋

电子技术应用 2013年11期

陆麟，王元庆，曹利群，周必业，李鸣皋

（1.南京大学电子科学与工程学院，江苏南京 210046；2.中国人民解放军海军总医院，北京 100088）

立体显示技术经过多年发展已经有了巨大的进步，目前市场上已经商用的立体显示器大多需要佩戴配套的眼镜才能看到立体影像，存在多种不便利因素。已经出现的裸眼立体显示器基于光栅原理，虽然不需要佩戴眼镜，但是水平方向分辨率会降为原始分辨率的一半。因此如何实现不需要佩戴任何辅助设备即可观看全高清3D影像的自由立体显示技术，正成为研究的热点。

在这一背景下，本文提出并实现了一种可控的指向性光学引擎。采用该光学引擎利用普通120 Hz液晶面板即可实现自由立体显示技术。在不佩戴辅助设备的前提下，能达到同时多人观看全高清3D影像的目的。光学引擎采用通过Spartan 3E FPGA控制高亮度LED阵列的指向性背光技术，通过从人眼跟踪模块[1]获得的瞳孔

坐标，控制LED驱动电路按照液晶屏的刷新时序准确将光线投射到人的左右眼中。与目前基于Atmega128单片机的光学引擎系统[2]相比，本系统在仅增加很少成本的前提下，具有能够精确控制时序、同步性更好、适应于更大规模LED驱动电路等优势，增加了系统的稳定性和可升级性。整套系统经测试，可在±30°视场角内实现 1～5人的实时无辅助立体显示，并能够兼容传统的2D平面显示模式，达到商用标准，具有很好的应用前景。