[发明专利]一种局部2D3D快速转换的高分辨率三维显示系统

说明书

本发明涉及局部2D/3D转换技术领域，公开了一种局部2D3D快速转换的高分辨率三维显示系统，包括：图像源以及转换透镜阵列单元；转换透镜单元包括用于对偏振光进行快速调制变换的TN偏振调制器阵列以及预制曲面透镜阵列，TN偏振调制器阵列用于控制预制曲面透镜阵列的工作状态并根据待显示内容局部控制显示区域；其中，预制曲面透镜阵列的外侧填充有各向同性的聚合物，聚合物构成与预制曲面透镜阵列相契合的凹型微透镜阵列。通过TN偏振调制器阵列的偏振作用，控制预制曲面透镜阵列的工作状态，使预制曲面透镜阵列开启或关闭透镜功能，进而使图像显示单元显示2D图像或3D图像，从而实现了局部2D/3D快速转换，并提高了三维显示图像的分辨率。

技术领域

本发明涉及局部2D/3D转换技术领域，尤其涉及一种局部2D3D快速转换的高分辨率三维显示系统。

背景技术

集成成像是一种非常有潜力并最有可能产业化的三维显示方法。但是受限于微透镜阵性能的影响，其景深和分辨率都受到严重的影响。使其无法达到目前2D显示器的分辨率。因此2D/3D转换技术使其只在显示3D物体时，切换到有透镜的状态，而在显示2D图像及视频时，则没有透镜的状态，以提高在显示2D图像时的分辨率。但是这种全局2D/3D转换，没法在3D模式下显示高分辨率的2D信息。

现有技术中，2006年，Hiddink提出了局部2D/3D转换技术，旨在三维图像显示区域开启3D模式，其余区域则是2D模式。这样可以保证3D模式区域以外的区域有较高的分辨率，可以显示文字及2D图像。该方法采用曲面预制透镜，使用十字交叉电极对每个曲面预制透镜进行局部独立控制，实现了局部2D/3D转换。2010年Takagi采用GRIN透镜结合TN偏振调制器，通过局部控制每个TN偏振调制器实现了局部2D/3D转换。2013年Takagi又提出独立电极来对每个GRIN透镜进行独立控制。2015年Tai-Hsiang Jen提出基于十字交叉电极对，对每个GRIN透镜进行独立控制实现了局部2D/3D转换。以上方法需要对透镜部分加载不同的电压来控制其透镜效应，其响应的速度制约了其在动态三维显示的应用。

因此，如何实现局部2D/3D快速转换及高分辨率三维显示成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于如何实现局部2D/3D快速转换及高分辨率三维显示。

为此，根据第一方面，本发明实施例公开了一种局部2D3D快速转换的高分辨率三维显示系统，包括：图像源，用于提供待显示的2D/3D显示图像；转换透镜阵列单元，用于提高三维显示图像的分辨率以及2D/3D区域切换的速度；所述转换透镜单元包括用于对偏振光进行快速调制变换的TN偏振调制器阵列以及预制曲面透镜阵列，所述TN偏振调制器阵列用于控制所述预制曲面透镜阵列的工作状态并根据待显示内容局部控制显示区域，以使所述图像显示单元显示2D显示区域或3D显示区域；其中，所述预制液晶透镜阵列中预制部分由各向同性的聚合物制成，该预制部分面形可为平凸透镜，也可为平凹透镜，且该平凹或平凸透镜面形根据光学成像需求可为球面、也可为非球面。

可选地，所述预制部分聚合物的折射率np根据其面形与液晶双折射率中某一折射率相匹配。

可选地，所述TN偏振调制器阵列中的每个TN偏振调制器与所述预制曲面透镜阵列中的每个子透镜一一对应。

可选地，所述TN偏振调制器阵列尺寸与所述预制曲面透镜阵列尺寸相同。

可选地，所述TN偏振调制器阵列中每个TN偏振调制器上的电压可独立被驱动。

可选地，2D内容显示在2D显示屏上，3D内容显示在凸屏或凹屏上。