视区分离的集成成像双视3D显示方法及装置

技术特征：
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散，棱镜阵列的材质选择高阿贝数的透明材质。5.视区分离的集成成像双视3d显示装置，其特征在于，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；
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，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；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。6.根据权利要求5所述的视区分离的集成成像双视3d显示装置，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。7.根据权利要求5所述的视区分离的集成成像双视3d显示装置，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。8.根据权利要求5所述的视区分离的集成成像双视3d显示装置，其特征在于，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。

技术总结
本发明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。


技术研发人员：邓欢 钟飞燕 郭兆达 汪天浩
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：2022.02.22
技术公布日：2022/5/31