人妻秘书ol中文字幕星空传媒影视公司|中文字幕人妻中文字幕成人性电影|国产精品美女久久久久久免费亚洲国产精品中文字幕一区久久|中文字幕在线天堂中文字幕一区一区二区三区|91丨九色丨国产熟女a|亚洲国产精品91|91极品国产|色悠悠国产精品|亚洲av一线二线久久性色|9区中文字幕在线,999中文字幕精品,成人久久不卡一区二区三区,国产av专区网站大全

 
Tel：153 2100 2012

Beijing Four Sentences of Heng Qu science and technology Co., Ltd.
北京橫渠四句科技有限公司
擬轉化成果 | 低串擾：多指向型背光三維顯示
來源: | 作者:4SHQ | 發(fā)布時間: 963天前 | 3767 次瀏覽 | 分享到:

20 世紀以來,，顯示技術經歷了不斷革新,，從笨重的陰極射線管到輕薄的平板顯示器,，從黑白到彩色，從標清到超高清,，顯示設備正朝著更真實的還原世界的目標發(fā)展,。如今，為了還原三維世界中立體物體的深度信息,，裸眼三維顯示已悄然而至,，人們在無需佩戴眼鏡等助視設備的情況下，仍可觀察到生動形象的立體圖像,，獲得奇妙非凡的觀看體驗,。


裸眼三維顯示可采用平板顯示器作為圖像信息的來源，為了能完整再現(xiàn)一個立體圖像,，平板顯示器上的圖像信息被調制到各個視點處,，立體圖像的分辨率將不可避免的有所降低。而今,，生活中充滿了高清乃至超高清的二維圖像,，人們同樣期望可以觀看到高分辨率的立體圖片。


基于指向型背光源的三維顯示技術可實現(xiàn)圖像分辨率的提升,。具有指向型的背光源即是此技術的關鍵器件,，顧名思義，此背光源出射具有方向性的光束,，分別指向觀看者的左右眼,，再配合高幀速液晶屏，可分別產生左右眼對應的視差圖像,。左右視差圖像快速切換,，根據(jù)人眼的視覺暫留效果，觀看者可觀察到高分辨率的三維圖像,。指向型背光源多采用微結構導光板和三維薄膜來實現(xiàn),，但由于三維薄膜對光線的調控能力有限，基于指向型背光源的三維顯示技術的串擾通常較大,，同時,，較難實現(xiàn)具有多個方向的背光源。


為了解決以上兩個問題,，來自浙江大學的 李海峰 教授研究團隊,，提出了采用體全息光學元件(Holographic optical element, HOE) 實現(xiàn)多指向型背光源，不僅實現(xiàn)了低串擾,、高分辨率的三維圖像,，視點數(shù)目也得到了提升。


該成果以“基于多指向型背光源的三維顯示系統(tǒng)”為題發(fā)表在《液晶與顯示》（ESCI,、Scopus 收錄,，中文核心期刊）2022 年第 5 期,。


  1. 實現(xiàn)原理  
在多指向型背光源中，不同位置處的 LED 光源經柱面鏡準直后,，入射到體全息光學器件上,，產生不同方向的衍射光束。人眼追蹤模塊負責捕獲觀看者左右眼的位置,，并傳遞給液晶屏和多指向型背光源,。左眼觀看時，液晶屏顯示左眼視差圖像,，多指向型背光源僅投射左眼方向光束,，右眼觀看時，液晶屏顯示右眼視差圖像,，多指向型背光源僅投射右眼方向光束,，二者快速交替進行，根據(jù)人眼的視覺暫留效應,，觀看者可觀察到視差圖像,，獲得三維感知。
圖片
圖1：多指向型背光三維顯示裝置圖
圖源：液晶與顯示,，2022, 37(5):599. Fig.1

  2. HOE 器件制備  
HOE 是多指向型背光源中的關鍵器件,。兩束相干光束（參考光束和物光束）發(fā)生干涉，在干涉位置處放置感光材料,，明暗相間的干涉條紋將記錄在感光材料上,，制備得到 HOE。當參考光束入射到 HOE 上,，衍射光即為原始物光束,，因此 HOE 可在超薄的材料上實現(xiàn)復雜的光學特性。當 HOE 的入射光束以較小角度偏移參考光束時,，衍射光束亦稍偏移原始物光束,，因此，可以通過修改入射光束角度,，獲取不同方向的衍射光,。系統(tǒng)中 HOE 由柱面光束和擴散光束在光致聚合物薄膜上干涉制備而成，實現(xiàn)了柱透鏡和定向擴散屏的光學特性的疊加,，其制備過程如圖2所示,。光致聚合物薄膜經紫外燈均勻照射后,，固化得到 HOE 器件,，實驗測得 HOE 器件的衍射效率約為 70%。
圖片
圖片
圖2：HOE 制備過程圖
圖源：液晶與顯示,，2022, 37(5):600. Fig.3

  3. 顯示均勻度的提升  
由于該系統(tǒng)中 HOE 器件采用非平面波曝光制備而成,，HOE 上各個區(qū)域的光柵矢量不斷變化,，因此邊緣位置的 LED 入射時，HOE 上各區(qū)域的衍射方向將存在差異,，邊緣方向上背光源的均勻度將大大減低,。為了解決這一問題，研究團隊采用兩種方式來提高均勻度,，分別是雙 LED 式和擴散屏式,。

雙 LED 式即相鄰的兩個 LED 同時點亮，觀看者在相應視點看到是拼接后的顯示圖像,。在雙 LED 式下,，邊緣視場的均勻度提升至 74%，即邊緣視場顯示效果將由圖3 (a)變化為圖3 (b),。同時,，串擾值平均值僅為 1.4%，遠小于引起觀看者不適感的串擾最大值 5%,。圖4中顯示了雙 LED 點亮方式下,，三個觀看視點處分別對應的顯示圖像。
圖片
圖3：邊緣視場處背光源的均勻度,，(a) 單 LED 式,，(b) 雙 LED 式
圖源：液晶與顯示，2022, 37(5):601. Fig.4, Fig.5

圖片

圖4：雙 LED 式不同視區(qū)下的視差圖
圖源：液晶與顯示,，2022, 37(5):602. Fig.7

為了提高三維顯示系統(tǒng)的觀看視場角,，同時保證均勻性和串擾，研究團隊又提出添加擴散屏的方式,，實現(xiàn)了 25 個觀看視點,。在擴散屏式下，視場角和邊緣視場均勻度均得到提升,，系統(tǒng)平均串擾值為 2.75%,，仍小于 5% 的串擾最大值。圖5顯示了擴散屏方式下,，5 個觀看視點分別對應的顯示圖像,。
圖片
圖5：擴散屏式不同視區(qū)下的視差圖
圖源：2022, 37(5):602. Fig.10

  四、總結與展望  
研究團隊利用 HOE 器件的衍射特性,，搭建了基于多指向型背光源的三維顯示系統(tǒng),，實現(xiàn)了低串擾、全分辨,、多視點的三維顯示效果,，解決了現(xiàn)有的基于指向型背光源的三維顯示裝置在串擾、視點數(shù)目上的問題,，大大提升了觀看者的視覺體驗,。
同時,，該系統(tǒng)較容易集成于便攜式的電子設備上，在未來,，人們可以使用自己的手機,、平板等設備觀看三維圖像，裸眼三維顯示技術將極大地豐富人們的生活學習和工作娛樂體驗,。

  論文信息  
李子寅, 李海峰, 劉旭. 基于多指向型背光源的三維顯示系統(tǒng)[J]. 液晶與顯示, 2022, 37(5):598-604.
https://cjlcd.lightpublishing.cn/thesisDetails#10.37188/C?JLCD.2022-0031

  通訊作者簡介  
圖片

李海峰,，浙江大學光電科學與工程學院教授、博士生導師,，1988 年于南開大學獲得學士學位,，1991 年于南開大學獲得碩士學位，2002 年于浙江大學獲得博士學位,，長期從事成像與顯示相關領域研究,，研究工作包括光學與光電子薄膜、三維顯示,、近眼顯示,、投影顯示以及顯微成像技術等。承擔和參加了多項國家重點研發(fā)計劃,、國防重點預研項目,、863 項目、973 項目以及重大橫向課題,；研究工作已授權國家發(fā)明專利 70 余項,，發(fā)表論文 100 余篇。

E-mail：[email protected]



監(jiān)制 | 張瑩,、趙陽

編輯 | 趙唯