采用多层显示屏提升集成成像三维显示性能的方法和系统技术方案

提供一种采用多层显示屏提升集成成像三维显示性能的方法和系统，其采用多层显示屏代替传统集成成像三维显示结构中的单一显示屏，分别设置每个单层显示屏上加载的信息内容，以空分复用和时分复用的方式组合显示，通过透镜阵列的调制，提升所述集成成像三维显示的性能。提供了一种采用两层显示屏提升集成成像三维显示视角的系统，两层显示屏可扩展为多层显示屏，同时提升集成成像三维显示的多个显示性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
采用多层显示屏提升集成成像三维显示性能的方法和系统


[0001]本专利技术涉及一种采用多层显示屏提升集成成像三维显示性能的方法和系统，属于显示


技术介绍

[0002]集成成像(Integral Imaging)是一种裸眼光场三维显示技术，可以实现具有准连续视点、全彩色的高质量的三维显示，为人们感知和探索世界提供了重要手段。集成成像通常有两个过程：记录和再现。记录阶段，通过微透镜阵列(MLA)记录三维物体的光场信息，以形成元素图像阵列(EIA)。再现阶段，利用光路可逆原理，将EIA加载到二维显示屏上，再次通过微透镜阵列重建为三维物体。
[0003]集成成像可以提供真实的物理深度线索、正确的遮挡关系，可以显示无会聚调节矛盾(VAC)和无需相干光源的三维图像。但是成像三维显示受制于有限的空间带宽积，主要表现为视角小、分辨率低、显示深度小和显示串扰。集成成像三维显示的研究重点和热点集中在显示性能的提高上。
[0004]例如专利CN112859375A公开了一种宽视角的集成成像3D显示方法，该方法通过集成成像显示设备实现3D显示，该集成成像显示设备包括显示屏和针孔阵列。针孔阵列位于显示屏前方且中心对应对齐。显示屏用于显示离散式的图像元阵列，图像元以及相应图像元之间的间隔宽度均相同。每个图像元通过与该图像元对应的针孔重建3D图像，每个图像元的成像区域均在最佳观看距离处重合，发出的光线不会干扰与该图像元相邻的图像元重建的3D图像，实现了宽视角的集成成像3D显示。但是该方法中使用的针孔阵列同光效率低，限制了3D显示图像的亮度，同时由于集成成像性能指标之间的制约关系，在提升视角的同时，会降低3D显示图像的分辨率和显示深度。
[0005]例如专利CN112019831A公开了一种拓宽集成成像系统视场区域的方法和系统。该方法和系统包括成像模块和虚拟光场信息捕获模块。成像模块利用场镜对目标光场进行成像，虚拟光场信息捕获模块用于将微透镜阵列和记录介质放在像之前捕获虚拟光场信息，以拓宽视场区域。但是该方法存在设备复杂、光学记录过程存在像差等问题，在拓宽视场区域的同时，会导致其他显示参数如角分辨率的下降，没有突破性能指标之间的制约关系。
[0006]鉴于上述，本专利技术旨在提供一种采用多层显示屏提高集成成像三维显示性能的方法和系统，来解决上述了一个或多个技术问题。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术中的一个或多个技术问题，根据本专利技术一方面，提供一种采用多层显示屏提升集成成像三维显示性能的方法，其特征在于包括以下步骤：
[0008]采用多层显示屏代替传统集成成像三维显示结构中的单一显示屏；
[0009]分别设置每个单层显示屏上加载的信息内容，以空分复用和时分复用的方式组合显示，通过透镜阵列的调制，提升所述集成成像三维显示的显示性能。
[0010]根据本专利技术又一方面，所述多层显示屏包括但不限于两层显示屏，还可以是三层显示屏、四层显示屏等结构。
[0011]根据本专利技术又一方面，所述多层显示屏中的每个单层显示屏均包括LCD显示屏，OLED显示屏。优选地，所述LCD显示屏包括但不限于无背光的LCD显示屏，常规背光的LCD显示屏，点光源准直背光的LCD显示屏，点光源阵列背光的LCD显示屏；优选地，所述OLED显示屏包括但不限于常规OLED显示屏，透明OLED显示屏。
[0012]根据本专利技术又一方面，所述透镜阵列为光线调制器件，包括宏透镜阵列和微透镜阵列。可选地，单个透镜的结构可为单透镜、胶合透镜、复合透镜，单个透镜的形状可为方形、圆形、矩形或正六边形。
[0013]根据本专利技术又一方面，所述多层显示屏的组合方式为多层重叠，且每个单层显示屏的尺寸，显示屏之间的间距和相对位置，以及多层显示屏与透镜阵列的距离等参数集成在一起设计。
[0014]根据本专利技术又一方面，所述多层显示屏上每个单层显示屏加载元素图像阵列的图像尺寸、单个元素图像的尺寸、透镜阵列的节距、单个透镜尺寸等参数集成在一起设计。
[0015]根据本专利技术又一方面，所述多层显示屏组合显示需设置每个单层显示屏的显示内容，根据集成成像三维显示的性能提升目标，单层显示屏可在全部显示区域或部分显示区域，加载三维显示信息或设置为透光状态。
[0016]根据本专利技术又一方面，所述集成成像三维显示的性能包括但不限于空间分辨率、视角、显示深度。
[0017]根据本专利技术又一方面，还提供了一种采用多层显示屏提升集成成像三维显示性能的系统，以采用两层显示屏为例，其特征在于包括：
[0018]显示屏Ⅰ，全部显示区域加载用于三维显示的元素图像阵列；
[0019]显示屏Ⅱ，显示区域分为信息区和透过区，信息区不透光，同时加载用于三维显示的元素图像阵列，透过区透光，透过来自显示屏Ⅰ的光线；以及
[0020]透镜阵列，调制来自显示屏Ⅰ和显示屏Ⅱ的光线。
[0021]根据本专利技术又一方面，显示屏Ⅰ、显示屏Ⅱ与透镜阵列的组合显示，可以提升所述集成成像三维显示的视角。
[0022]根据本专利技术又一方面，所述显示屏Ⅰ、显示屏Ⅱ包括LCD显示屏，OLED显示屏。优选地，所述LCD显示屏包括但不限于无背光的LCD显示屏，常规背光的LCD显示屏，点光源准直背光的LCD显示屏，点光源阵列背光的LCD显示屏；优选地，所述OLED显示屏包括但不限于常规OLED显示屏，透明OLED显示屏。
[0023]根据本专利技术又一方面，所述显示屏Ⅱ的信息区遮挡显示屏Ⅰ的原有视角之外的串扰光线，从而抑制显示屏Ⅰ的串扰，同时加载用于三维显示的元素图像阵列，通过透镜阵列的调制，在显示屏Ⅰ的三维显示原有视角之外，增加可供观看的显示视角。
[0024]根据本专利技术又一方面，所述显示屏Ⅱ的显示区域中信息区和透过区的尺寸和位置设置与显示屏Ⅰ、透镜阵列集成在一起设置，信息区和透过区的划分是周期的，且相互交错排列。
[0025]根据本专利技术的又一方面，所述两层显示屏的结构可扩展为多层显示屏，如将所述两层显示屏的结构扩展为三层显示屏，在两层显示屏的结构之外加入显示屏Ⅲ。可选地，显
示屏Ⅲ与显示屏Ⅰ组合，以时分复用的方式显示两种状态，显示屏Ⅲ加载用于三维显示的元素图像阵列，显示屏Ⅰ的全部显示区域设置为透光状态，或显示屏Ⅰ加载用于三维显示的元素图像阵列，显示屏Ⅲ的全部显示区域设置为透光状态，以此产生两个中心深度平面，提升集成成像三维显示的显示深度；可选地，显示屏Ⅲ与显示屏Ⅱ组合，以时分复用的方式显示两种状态，显示屏Ⅲ加载用于三维显示的元素图像阵列，显示屏Ⅱ的全部显示区域设置为透光状态，或显示屏Ⅱ加载用于三维显示的元素图像阵列，显示屏Ⅲ的全部显示区域设置为透光状态，以此产生两个中心深度平面，提升集成成像三维显示的显示深度。显示屏Ⅰ、显示屏Ⅱ和显示屏Ⅲ的组合，可同时提升集成成像三维显示的视角和显示深度。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有一下一个或多个技术效果：
[0027]首先，该方法由多层显示屏和透镜阵列组成，不引入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用多层显示屏提升集成成像三维显示系统显示性能的方法，其特征在于包括：采用多层显示屏代替传统集成成像三维显示系统中单一显示屏的结构；分别设置每个单层显示屏上加载的信息内容，以空分复用和时分复用的方式组合显示，通过透镜阵列的调制，提升所述集成成像三维显示系统的显示性能。2.根据权利要求1所述的采用多层显示屏提升集成成像三维显示系统显示性能的方法，其特征在于所述多层显示屏包括但不限于两层显示屏，还可以是三层显示屏、四层显示屏等结构。3.根据权利要求1所述的采用多层显示屏提升集成成像三维显示系统显示性能的方法，其特征在于所述多层显示屏中的每个单层显示屏均包括LCD显示屏，OLED显示屏。优选地，所述LCD显示屏包括但不限于无背光的LCD显示屏，常规背光的LCD显示屏，点光源准直背光的LCD显示屏，点光源阵列背光的LCD显示屏；优选地，所述OLED显示屏包括但不限于常规OLED显示屏，透明OLED显示屏。4.根据权利要求1所述的采用多层显示屏提升集成成像三维显示系统显示性能的方法，其特征在于所述透镜阵列为光线调制器件，包括宏透镜阵列和微透镜阵列。可选地，单个透镜的结构可为单透镜、胶合透镜、复合透镜，单个透镜的形状可为方形、圆形、矩形或正六边形。5.根据权利要求1
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4任一项所述的采用多层显示屏提升集成成像三维显示系统显示性能的方法，其特征在于所述多层显示屏的组合方式为多层重叠，且每个单层显示屏的尺寸，显示屏之间的间距和相对位置，以及多层显示屏与透镜阵列的距离等参数集成在一起设计。6.根据权利要求1
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4任一项所述的采用多层显示屏提升集成成像三维显示系统显示性能的方法，其特征在于所述多层显示屏上每个单层显示屏加载元素图像阵列的图像尺寸、单个元素图像的尺寸、透镜阵列的节距、单个透镜尺寸等参数集成在一起设计。7.根据权利要求1
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4任一项所述的采用多层显示屏提升集成成像三维显示系统显示性能的方法，其特征在于所述多层显示屏组合显示需设置每个单层显示屏的显示内容，根据集成成像三维显示系统的显示性能提升目标，单层显示屏可在全部显示区域或部分显...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘娟，李超，马皓文，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：