本发明专利技术公开了一种视区分离的集成成像双视3D显示方法。所述方法包括背光准直、光场调制和视区分离三个过程。背光准直过程由点光源和准直透镜提供准直光；光场调制过程由透镜阵列对从透射式显示面板出射的光进行调制；视区分离过程由棱镜阵列对经过透镜阵列调制的两种子图像元的光线分别向相反方向偏折，实现视区分离。本发明专利技术还公开了一种视区分离的集成成像双视3D显示装置，所述装置包括背光准直、光场调制和视区分离三个子部件。背光准直子部件用点光源和准直透镜提供准直光；光场调制子部件用透镜阵列对从透射式显示面板出射的光进行调制；视区分离子部件用棱镜阵列对经过透镜阵列调制的两种子图像元的光线分别向相反方向偏折，实现视区分离。实现视区分离。实现视区分离。
【技术实现步骤摘要】
视区分离的集成成像双视3D显示方法及装置
[0001]本专利技术属于集成成像双视显示
，特别涉及一种视区分离的集成成像双视3D显示技术。
技术介绍
[0002]双视显示是一种新兴的显示技术，它允许人们从不同的位置看同一个显示屏幕时，分别观看到两幅内容不同的图像，广泛应用于车载显示、医疗手术、家庭影院等领域。例如，在车辆显示中，一侧的驾驶员可以实时观看导航信息，另一侧的乘客可以观看电影和娱乐节目。随着显示技术的蓬勃发展，双视显示不再局限于显示2D图像，双视显示与3D显示的结合也受到了越来越多的关注。集成成像3D显示可提供连续运动视差、准连续视点、无视觉疲劳的全彩动态三维图像。它还具有结构简单、紧凑的优点，适合应用于车载显示中。集成成像双视显示具备诸多优势，密集视点可以为驾驶员和乘客提供精确的3D导航信息和3D娱乐节目，且在长时间观看时不会造成视觉疲劳，这一特点也保证了行车安全。
[0003]传统集成成像双视3D显示的左右两个观看区域是连续的，没有角度间隔，这导致当观看者站在两个观看区域临界处时，左右视区的3D图像会发生重叠。而且，两个观看区域都是固定和受限的，且左右观看区域连续。对于需要分离可视区域的应用场景，如车载显示，传统集成成像双视3D显示装置不仅会在临界视区产生重叠图像，还会造成视点的浪费。
技术实现思路
[0004]本专利技术提出一种视区分离的集成成像双视3D显示方法，如附图1所示，所述方法包括背光准直、光场调制和视区分离三个过程。背光准直过程中，点光源和准直透镜提供平行准直背光；光场调制过程中，平行准直背光照射透射式显示面板，透射式显示面板显示复合微图像阵列，透镜阵列对从透射式显示面板出射的光进行调制；视区分离过程中，棱镜阵列对经过透镜阵列调制的光线进行偏折，将带有不同信息的子图像元I和子图像元II的光线分别向相反的方向偏折，从而实现左右3D视区分离。
[0005]所述复合微图像阵列如附图2所示，由复合图像元以阵列式排布而成，每个复合图像元对称地分为子图像元I和子图像元II，在复合微图像阵列中，子图像元I和子图像元II水平相间排列而成。
[0006]所述透镜阵列如附图3所示，由透镜元以阵列式排布而成。
[0007]所述棱镜阵列如附图4所示，由棱镜单元以阵列式排布而成，棱镜阵列的左右两个入射面将光线偏折到不同的方向。
[0008]所述背光准直过程，将点光源放置在准直透镜的焦点处，准直透镜把点光源发出的光束转变为平行准直光。
[0009]所述光场调制过程，平行准直背光照射透射式显示面板，透射式显示面板显示复合微图像阵列，透镜阵列将带有不同视差信息的光线进行光场调制。
[0010]所述视区分离过程，如附图5所示，组成棱镜阵列的棱镜单元与组成透镜阵列的透
镜元以及组成复合微图像阵列的复合图像元，三者一一对应。在经过了透镜阵列的光场调制后，子图像元I发出的光线从棱镜的左侧入射，由于棱镜的倾斜入射面对光线的偏折作用，从左侧入射的子图像元I的光线偏转到右侧，形成右侧的3D视区I，为右侧的观看者呈现3D图像I。同理地，来自子图像元II的光线进入棱镜的右侧，并被偏转到左侧，形成左侧的3D视区II，为左侧的观看者呈现3D图像II。通过这种方式，带有两种子图像元像素信息的光线分别向左右两个方向偏折，形成的3D视区I和3D视区II完全分离开，并在3D视区I和3D视区II中间形成分离区，避免了临界视区的图像重叠以及视点的浪费。
[0011]优选地，透镜阵列的组成单元透镜元与棱镜阵列的组成单元棱镜单元的下表面形状相同，且二者中心对齐。
[0012]优选地，为了避免光线入射棱镜阵列后产生全反射，减少光损失，棱镜的顶角α需满足条件，其中，f为透镜的焦距，Δp为透射式显示面板的像素尺寸，n为棱镜的折射率。
[0013]优选地，为了减小棱镜阵列对光线产生的色散，棱镜阵列的材质选择高阿贝数的透明材质。
[0014]本专利技术还提出视区分离的集成成像双视3D显示装置，如附图1所示，所述装置包括背光准直子部件、光场调制子部件、视区分离子部件。背光准直子部件包含点光源和准直透镜，将点光源放置在准直透镜的焦点处，准直透镜把点光源发出的光束转变为平行准直光；光场调制子部件包括透射式显示面板和透镜阵列，平行准直光照射透射式显示面板，透射式显示面板显示复合微图像阵列，透镜阵列对从透射式显示面板出射的光进行调制；视区分离子部件为棱镜阵列，棱镜阵列对经过透镜阵列调制的光线进行偏折，将带有不同信息的子图像元I和子图像元II的光线分别向相反的方向偏折，从而实现左右3D视区分离。
[0015]所述复合微图像阵列如附图2所示，由复合图像元以阵列式排布而成，每个复合图像元对称地分为子图像元I和子图像元II，子图像元I和子图像元II水平相间排列而成。
[0016]所述透镜阵列如附图3所示，由透镜元以阵列式排布而成。
[0017]所述棱镜阵列如附图4所示，由棱镜单元以阵列式排布而成，棱镜阵列的左右两个入射面将光线偏折到不同的方向。
[0018]所述背光准直子部件中，将点光源放置在准直透镜的焦点处，准直透镜把点光源发出的光束转变为平行准直光。
[0019]组成棱镜阵列的棱镜单元与组成透镜阵列的透镜元以及组成复合微图像阵列的复合图像元，三者一一对应。在经过了透镜阵列的光场调制后，子图像元I发出的光线从棱镜的左侧入射，由于棱镜的倾斜入射面对光线的偏折作用，从左侧入射的子图像元I的光线偏转到右侧，形成右侧的3D视区I，为右侧的观看者呈现3D图像I。同理地，来自子图像元II的光线进入棱镜的右侧，并被棱镜的倾斜入射面偏转到左侧，形成左侧的3D视区II，为左侧的观看者呈现3D图像II。通过这种方式，带有两种子图像元像素信息的光线分别向左右两个方向偏折，形成的3D视区I和3D视区II完全分离开，并在3D视区I和3D视区II中间形成分离区，避免了临界视区的图像重叠以及视点的浪费。
[0020]优选地，透镜阵列的组成单元透镜元与棱镜阵列的组成单元棱镜单元的下表面形状相同，且二者中心对齐。
[0021]优选地，为了避免光线入射棱镜阵列后产生全反射，减少光损失，棱镜的顶角α需满足条件，其中，f为透镜的焦距，Δp为透射式2D显示面板的像素尺寸，n为棱镜的折射率。
[0022]优选地，为了减小棱镜阵列对光线产生的色散，棱镜阵列的材质选择高阿贝数的透明材质。
附图说明
[0023]附图1为本专利技术的视区分离的集成成像双视3D显示装置示意图。
[0024]附图2为所述复合微图像阵列结构示意图。
[0025]附图3为所述透镜阵列的结构示意图。
[0026]附图4为所述棱镜阵列的结构示意图。
[0027]附图5为所述装置视区分离的光路示意图。
[0028]上述附图中的图示标号为：
[0029]1点光源，2准直透镜，3透射式显示面板，400复合微图像阵列，410复合图像元，401子图像元I，402子图像元II，500本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.视区分离的集成成像双视3D显示方法，其特征在于，所述方法包括背光准直、光场调制、视区分离三个过程；背光准直过程中，点光源和准直透镜提供平行准直背光；光场调制过程中，平行准直背光照射透射式显示面板，透射式显示面板显示复合微图像阵列，透镜阵列对从透射式显示面板出射的光进行调制；视区分离过程中，棱镜阵列对经过透镜阵列调制的光线进行偏折，将带有不同信息的子图像元I和子图像元II的光线分别向相反的方向偏折；所述复合微图像阵列由复合图像元以阵列式排布而成，每个复合图像元对称地分为子图像元I和子图像元II，在复合微图像阵列中，子图像元I和子图像元II水平相间排列而成；所述透镜阵列，由透镜元以阵列式排布而成；所述棱镜阵列由棱镜单元以阵列式排布而成，棱镜阵列的左右两个入射面将光线偏折到不同的方向；所述背光准直过程，将点光源放置在准直透镜的焦点处，准直透镜把点光源发出的光束转变为平行准直光；所述光场调制过程，平行准直光照射透射式显示面板，透射式显示面板显示复合微图像阵列，透镜阵列将带有不同视差信息的光线进行光场调制；所述视区分离过程，组成棱镜阵列的棱镜单元与组成透镜阵列的透镜元以及组成复合微图像阵列的复合图像元，三者一一对应，在经过了透镜阵列的光场调制后，子图像元I发出的光线从棱镜的左侧入射，由于棱镜的倾斜入射面对光线的偏折作用，从左侧入射的子图像元I的光线偏转到右侧，形成右侧的3D视区I，为右侧的观看者呈现3D图像I；同理地，来自子图像元II的光线进入棱镜的右侧，并被偏转到左侧，形成左侧的3D视区II，为左侧的观看者呈现3D图像II。2.根据权利要求1所述的视区分离的集成成像双视3D显示方法，其特征在于，透镜阵列的组成单元透镜元与棱镜阵列的组成单元棱镜单元的下表面形状相同，且二者中心对齐。3.根据权利要求1所述的视区分离的集成成像双视3D显示方法，其特征在于，为了避免光线入射棱镜阵列后产生全反射，减少光损失，棱镜的顶角α需满足条件，其中，f为透镜的焦距，Δp为透射式显示面板的像素尺寸，n为棱镜的折射率。4.根据权利要求1所述的视区分离的集成成像双视3D显示方法，其特征在于，为了减小棱镜阵列对光线产生的色...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓欢，钟飞燕，郭兆达，汪天浩，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
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