[发明专利]集成成像三维显示系统视场角扩大方法和系统

说明书

提供一种集成成像三维显示系统视场角扩大方法以及系统，其中将视场角扩大单元设置于集成成像三维显示系统，所述视场角扩大单元包括偏振控制器和偏振光栅；利用所述视场角扩大单元扩大所述集成成像三维显示系统的视场角。该系统不影响其他显示性能，不引入复杂机械结构，扩大了观看视角。

技术领域

本发明涉及一种集成成像三维显示系统视场角扩大方法和系统，属于三维显示领域。

背景技术

二维平板显示发展至今，在空间分辨率、视场角、亮度和色彩等方面已具有优秀的性能表现。但二维显示往往只能通过透视关系和遮挡阴影反应空间位置，容易造成视觉和认知错误，三维显示特别是主动立体三维显示技术的产生和发展为这一问题的解决提供了方案。在诸多三维显示技术中，集成成像技术对三维光场进行离散化的采样和重建，在三维海量数据和人眼视觉要求中进行平衡，因结构简单、非相干照明、全视差全彩色、物理深度提示等优点吸引了广泛的研究兴趣，具有较大的发展潜力和商业化应用前景。

集成成像三维显示系统的一个主要制约因素为有限的视场角或观看视角。根据视场角的定义及计算公式，常规的方法是增大重建过程微透镜阵列的节距(或透镜口径)和减小物距。但上述方法通常会导致采样间隔的增大从而造成图像模糊和景深降低，或导致采样数变化影响空间分辨率和三维效果间的平衡关系等等。近年来，一些基于高速震动微透镜阵列或合成孔径集成成像的非平稳光学方法、增加中继光学系统的方法、以及曲面微透镜阵列的方法被相继提出。这些方案虽然有效扩大了视场角，但会通常引入机械结构使系统复杂性大幅提升或引入图像畸变影响显示效果。

鉴于上述，本发明旨在提供一种集成成像三维显示系统视场角扩大方法和系统，来解决上述的一个或多个技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中的一个或多个技术问题，根据本发明一方面，提供一种集成成像三维显示系统视场角扩大方法。该方法利用偏振光栅(Polarization Grating,PG)对不同偏振态入射光具有不同衍射角的特性，在不显著增加系统体积的情况下，使用偏振复用和时空复用的方法实现视场角的扩大。

该集成成像三维显示系统视场角扩大方法，其特征在于包括以下步骤：

将视场角扩大单元设置于集成成像三维显示系统，所述视场角扩大单元包括偏振控制器和偏振光栅；

利用所述视场角扩大单元扩大所述集成成像三维显示系统的视场角。

根据本发明又一方面，所述集成成像三维显示系统包括光线方向调制单元以及显示器，所述显示器包括集成二维显示器(如液晶显示器、发光二极管显示器等)或具有点光源阵列背光的二维显示器。

根据本发明又一方面，所述偏振控制器设置于液晶显示器或发光二极管显示器上或上方，或者设置于具有点光源阵列背光的显示器的点光源阵列背光上或上方。

根据本发明又一方面，所述偏振光栅设置于光线方向调制单元上，或者设置于光线方向调制单元下，或者设置于所述偏振控制器上。

根据本发明又一方面，所述光线方向调制单元包括微透镜阵列。

根据本发明又一方面，还提供了一种具有扩大的视场角的集成成像三维显示系统，其特征在于包括：

显示器；

光线方向调制单元；以及

视场角扩大单元，包括偏振控制器和偏振光栅。

根据本发明又一方面，所述显示器包括集成二维显示器(如液晶显示器、发光二极管显示器)或具有点光源阵列背光的显示器。

根据本发明又一方面，所述偏振控制器设置于液晶显示器或发光二极管显示器上或上方，或者设置于具有点光源阵列背光的显示器的点光源阵列背光上或上方。