光场显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种光场显示装置。根据本发明专利技术的一实施例的光场显示装置包括：显示模块；光结合器，射出将从显示模块射出的第一图像以及从与第一图像不同的路径射出的第二图像结合而成的第三图像，并且配备有第一图像入射的第一面、与第一面垂直布置且第二图像入射的第二面以及与第二面相面对并射出第三图像的射出面；以及控制部，基于三维建模数据生成图像数据，并将图像数据提供给显示模块。光结合器包括：光波导，配备有第一面、第二面、射出面以及与第一面相面对的第三面；分束器，相对于射出面倾斜地布置于光波导内部；以及凹镜，与光波导的第三面邻近布置。控制部对应于三维建模数据中包括的深度信息以第三面为基准沿上下方向移动凹镜。向移动凹镜。向移动凹镜。

【技术实现步骤摘要】
光场显示装置


[0001]本专利技术涉及一种光场显示装置及其图像处理方法。

技术介绍

[0002]对人的双眼显示彼此不同的图像的三维(3
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dimensional)显示装置可以有眼镜方式和裸眼方式。眼镜方式是通过利用偏光的分割、时分、改变原色(primary color)的波长的波长分割等来对期望的图像进行滤波的方法。并且，裸眼方式是利用视差栅栏(parallax barrier)或柱状透镜(Lenticular Lens)等使得仅在特定空间能够观看各个图像的方式。
[0003]尤其，在裸眼方式中，还有再现光场(Light Field)的方式。光场是指从物体发出的光线按各个位置或各个方向的分布。如果将这样的光场在任意的面光学再现，则位于该面的后方的用户可以体验与实际物体存在时相同的光线分布，因此可以看到自然的物体的三维图像。
[0004]如上所述，再现光场的方式可以表示通过显示装置原样地再现存在于预定空间的点沿各个方向输出的光线的方式。

技术实现思路

[0005]但是可能会发生如下问题：通过光场方式的显示装置显示的三维图像由于设计的光学系统而在特定位置最清楚地被看到，在超出该位置的情况下，三维图像的分辨率会降低。
[0006]本专利技术要解决的技术问题在于提供一种三维图像的深度感(或三维深度(3D depth))得到改善的光场显示装置。
[0007]并且，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种三维图像的分辨率及视角得到改善的光场显示装置的图像处理方法。
[0008]但是，本专利技术的目的并不限于上述目的，可以在不脱离本专利技术的思想及构思的范围内实现多种扩展。
[0009]用于解决上述技术问题的根据本专利技术的一实施例的光场显示装置包括：显示模块；光结合器，射出将从所述显示模块射出的第一图像以及从与所述第一图像不同的路径射出的第二图像结合而成的第三图像，并且配备有所述第一图像入射的第一面、与所述第一面垂直布置且所述第二图像入射的第二面以及与所述第二面相面对并射出所述第三图像的射出面；以及控制部，基于三维建模数据生成图像数据，并将所述图像数据提供给所述显示模块。
[0010]所述光结合器包括：光波导，配备有所述第一面、所述第二面、所述射出面以及与所述第一面相面对的第三面；分束器，相对于所述射出面倾斜地布置于所述光波导内部；以及凹镜，与所述光波导的所述第三面邻近布置。
[0011]所述控制部对应于所述三维建模数据中包括的深度信息以所述第三面为基准沿上下方向移动所述凹镜。
[0012]在所述深度信息中包括的深度值大于基准深度值的情况下，所述控制部可以对应于所述深度值与所述基准深度值之差的大小而将所述凹镜从所述第三面向下方移动。
[0013]在所述三维建模数据具有所述基准深度值的情况下，可以在所述第二面显示所述第一图像，所述三维建模数据具有的深度值越大于所述基准深度值，在越邻近所述分束器的区域显示所述第一图像。
[0014]所述分束器可以为半反射镜(half mirror)。
[0015]所述光结合器可以包括：多个偏光板，使入射到所述射出面的光不会经由所述分束器及所述凹镜而再次向所述射出面射出。
[0016]所述多个偏光板可以包括：第一偏光板，布置于所述第一面上；以及第二偏光板，布置于所述射出面上，并且偏光轴与所述第一偏光板垂直。
[0017]所述光结合器还可以包括：1/4波长板，布置于所述第三面与所述凹镜之间。
[0018]所述光结合器还可以包括：第三偏光板，布置于所述第二面上，并且偏光轴与所述第二偏光板平行。
[0019]所述显示模块可以包括：显示面板，包括多个像素；以及微型透镜阵列，布置于所述显示面板上，并且包括多个微型透镜。
[0020]所述多个微型透镜的间隔可以被设计为使得基本视角区间的视角为约6
°
。
[0021]还可以包括：眼睛跟踪(eye tracking)传感器，跟踪用户的双眼的位置。
[0022]所述控制部可以包括：多视点图像生成器，通过多视点虚拟相机将所述三维建模数据转换为第一组的多视点图像；以及图形处理器，将所述第一组的多视点图像映射到所述多个像素。
[0023]所述多视点虚拟相机可以以分别对应于所述用户的左眼及右眼的方式布置有至少两个。
[0024]在所述基本视角区间的左右侧可以包括多个子视角区间，所述子视角区间中的每一个具有相当于所述基本视角区间的一半的视角。
[0025]包括所述基本视角区间及所述多个子视角区间的扩展视角区间的视角可以是所述基本视角区间的视角的5倍至10倍。
[0026]所述多视点图像生成器可以对应于由所述眼睛跟踪传感器检测到的所述用户的双眼的位置变化而变更所述多视点虚拟相机的位置，以将所述三维建模数据转换为与所述第一组的多视点图像不同的第二组的多视点图像。
[0027]所述多视点图像生成器可以计算所述用户与所述眼睛跟踪传感器之间的距离，并且对应于计算的所述距离而变更所述多视点虚拟相机之间的间隔，以将所述三维建模数据转换为与所述第一组的多视点图像不同的第二组的多视点图像。
[0028]如果计算的所述用户与所述眼睛跟踪传感器之间的距离增大，则所述多视点图像生成器可以增大所述多视点虚拟相机之间的间隔，如果计算的所述用户与所述眼睛跟踪传感器之间的距离减小，则所述多视点图像生成器可以减小所述多视点虚拟相机之间的间隔。
[0029]用于解决上述技术问题的根据本专利技术的一实施例的光场显示装置的图像处理方法包括如下步骤：接收三维建模数据；通过多视点虚拟相机将所述三维建模数据转换为第一组的多视点图像；以及将所述第一组的多视点图像中的每一个映射到所述多个像素而输
出所述图像数据，其中，所述光场显示装置包括包含多个像素并显示根据图像数据的图像的显示模块、光结合器及眼睛跟踪传感器。
[0030]还包括如下步骤：通过所述眼睛跟踪传感器检测用户的双眼的位置；以及对应于检测到的所述用户的双眼的位置变化而变更所述多视点虚拟相机的位置，从而将三维建模数据转换为与所述第一组的多视点图像不同的第二组的多视点图像。
[0031]所述显示模块可以包括：显示面板，包括所述多个像素；以及微型透镜阵列，布置于所述显示面板上并包括多个微型透镜，其中，所述多个微型透镜之间的间距被设计为使得基本视角区间的视角为约6
°
。
[0032]还可以包括如下步骤：计算所述用户与所述眼睛跟踪传感器之间的距离；以及对应于计算的所述距离而变更所述多视点虚拟相机之间的间隔，以将所述三维建模数据转换为与所述第二组的多视点图像不同的第三组的多视点图像。
[0033]根据本专利技术的实施例的光场显示装置可以改变光学系统中包括的凹镜(concave mirror)的位置，从而改善三维图像的深度感(或三维深度(3Ddepth))。
[0034]并且，根据本专利技术的实施例的光场显示装置的图像处理方法可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光场显示装置，包括：显示模块；光结合器，射出将从所述显示模块射出的第一图像以及从与所述第一图像不同的路径射出的第二图像结合而成的第三图像，并且配备有所述第一图像入射的第一面、与所述第一面垂直布置且所述第二图像入射的第二面以及与所述第二面相面对并射出所述第三图像的射出面；以及控制部，基于三维建模数据生成图像数据，并将所述图像数据提供给所述显示模块，其中，所述光结合器包括：光波导，配备有所述第一面、所述第二面、所述射出面以及与所述第一面相面对的第三面；分束器，相对于所述射出面倾斜地布置于所述光波导内部；以及凹镜，与所述光波导的所述第三面邻近布置，所述控制部对应于所述三维建模数据中包括的深度信息以所述第三面为基准沿上下方向移动所述凹镜。2.根据权利要求1所述的光场显示装置，其中，在所述深度信息中包括的深度值大于基准深度值的情况下，所述控制部对应于所述深度值与所述基准深度值之差的大小而将所述凹镜从所述第三面向下方移动。3.根据权利要求2所述的光场显示装置，其中，在所述三维建模数据具有所述基准深度值的情况下，所述第一图像在所述第二面显示，所述三维建模数据具有的深度值越大于所述基准深度值，所述第一图像显示在与所述分束器越邻近的区域。4.根据权利要求1所述的光场显示装置，其中，所述分束器为半反射镜。5.根据权利要求1所述的光场显示装置，其中，所述光结合器包括：多个偏光板，使入射到所述射出面的光不会经由所述分束器及所述凹镜而再次向所述射出面射出，所述多个偏光板包括：第一偏光板，布置于所述第一面上；以及第二偏光板，布置于所述射出面上，并且偏光轴与所述第一偏光板垂直。6.根据权利要求5所述的光场显示装置，其中，所述光结合器还包括：1/4波长板，布置于所述第三面与所述凹镜之间。7.根据权利要求5所述的光场显示装置，其中，所述光结合器还包括：第三偏光板，布置于所述第二面上，并且偏光轴与所述第二偏光板平行。8.根据权利要求1所述的光场显示装置，其中，所述显示模块包括：
显示面板，包括多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：睦朗均，权载中，金范植，朴正佑，郑秀彬，赵玹辰，河英相，
申请(专利权)人：三星显示有限公司，
类型：发明
国别省市：