Author Affiliations
Abstract
1 Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
In this Letter, we present a display system based on a curved screen and parallax barrier, which provides stereo images with a horizontal field of view of 360° without wearing any eyewear, to achieve an immersive autostereoscopic effect. The display principle and characteristics of this display system are studied theoretically in detail. Three consecutive pixels on a curved screen and parallax barrier form a display unit, which can generate separate viewing zones for the left and right eyes, respectively. Simulation and experimental results show that the non-crosstalk effect can be obtained in the viewing zones, which proves the effectiveness of this display system. This study provides some new ideas for the improvement of the autostereoscopic display and to enable envisioned applications in virtual reality technology.
autostereoscopic display parallax barrier curved screen Chinese Optics Letters
2021, 19(1): 013301
成都工业学院 电子工程学院, 四川 成都 611730
为了解决视区分离的问题, 设计了一种基于偏振光栅的一维集成成像双视3D显示器, 建立了3D成像模型, 详细阐述了一维集成成像双视3D显示的原理; 通过几何光学推导视区宽度以及观看视角的计算公式; 研制了基于偏振光栅的一维集成成像双视3D显示测试装置, 在左18°到右18°的范围内, 通过左偏振眼镜和右偏振眼镜在同一视区内分别观看到两个不同的3D图像。
集成成像 双视 偏振光栅 观看视角 integral imaging dual view polarizer parallax barrier viewing angle 红外与激光工程
2020, 49(1): 0116001
1 北京大学 软件与微电子学院, 北京 100871
2 京东方科技集团股份有限公司, 北京 100176
研究了狭缝光栅开口率和3D串扰之间的关系。先采用固定式的狭缝光栅显示器件进行实验, 发现2%~4%光栅开口率的增加导致了0.2%~2%串扰的增加, 初步验证了“光栅开口率越高, 3D串扰越大”的规律。考虑到2D显示产品的个体性能差异以及在贴合过程中的操作误差都可能对这个结果产生影响, 又用TN 盒制作成活动式狭缝光栅, 通过改变电压来改变狭缝光栅的开口率, 从而在其他条件都一致的情况下, 测试出狭缝光栅透过率和3D串扰之间的关系。对于2视点的裸眼3D设备, 随着控制电压从4 V增大到15 V, 串扰逐步减小了1.6%, 从而最终确认了“开口率越高, 3D串扰越大”的规律。
裸眼3D显示 串扰 狭缝光栅 活动式狭缝光栅 开口率 auto-stereoscopic display crosstalk parallax barrier active barrier opening ratio
常规竖直狭缝光栅和倾斜狭缝光栅的发光二极管(LED)屏裸眼3D显示器分别存在明显的莫尔条纹和立体图像串扰等问题,为此,提出一种弱化莫尔条纹的狭缝光栅LED屏裸眼3D显示器,它由LED屏和错位非均宽透光条的狭缝光栅构成。该狭缝光栅根据LED屏黑矩阵较宽的特点,通过适当增大透光条宽度和移动透光条在其周期中的位置,来增加狭缝光栅周期结构与LED屏像素周期结构之间的差异,降低莫尔条纹中暗带的对比度,并使莫尔条纹变得稀疏,从而达到既能弱化莫尔条纹,又不会明显增加立体图像串扰的目的。制作了所提狭缝光栅LED屏裸眼3D显示器样机,获得了莫尔条纹显著弱化、无明显立体图像串扰的显示效果,验证了理论的正确性。
光学器件 裸眼3D显示器 狭缝光栅 莫尔条纹 发光二极管屏 黑矩阵 光学学报
2018, 38(10): 1012002
1 湖北省武昌实验中学, 湖北 武汉 430061
2 华中科技大学-武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
在介绍自由立体显示技术工作原理的基础上,分析了该显示技术存在的技术问题,以及为了解决上述技术问题对技术方案做出的改进。其中,重点介绍了自由立体显示技术在2D与3D显示兼容性、分辨率和视角数目、自然3D显示以及3D图像触控方面的性能提升。
立体显示技术 自由立体显示技术 3D图像 视差挡板 three-dimensional display technology autostereoscopic display three-dimensional image parallax barrier
1 福州大学 物理与信息工程学院, 福州 350002
2 集美大学 理学院, 福建 厦门 361021
提出一种双层交错结构的驱动电极控制液晶分子偏转的可控液晶光栅.利用光刻和镀膜工艺在玻璃基板上制作掺铝氧化锌-二氧化硅-掺铝氧化锌双层交错结构的驱动电极, 采用液晶成盒工艺将制备好的驱动电极基板和公共电极基板组装成液晶盒.与传统单层控制电极相比, 双层交错电极实现了基板的无缝覆盖, 避免了各电极存在的空白区, 使得器件的控制区域变得完整与灵活.光学显微镜测试表明, 掺铝氧化锌第一电极和第二电极的宽度为275.8, 两者之间通过SiO2介质层隔离并相互交错覆盖在玻璃基板上.结合液晶光栅驱动电路, 可控液晶光栅能有效地控制遮光区与透光区的比值, 实现不同3D视差图片在同一套系统中的实时切换播放, 在多视点3D实时切换显示领域有一定的应用前景.
自由立体显示 视点可控 驱动电极 液晶光栅 狭缝光栅 光学仿真 Autostereoscopic display Viewpoint controllable Driving electrodes Liquid crystal grating Parallax barrier Optical simulation 光子学报
2016, 45(7): 070705002
福州大学 物理与信息工程学院, 福州 350002
设计了一种可实现分光效果的可控液晶光栅.该液晶光栅由双层交错结构的驱动电极来控制液晶偏转,避免了单层控制电极之间的空白区,增加了控制面积,同时还实现了快速切换,补给了因空间分割损失的图像信息,从而使空分与时分结合实现时分全分辨率的自由立体显示.利用光刻和镀膜工艺在玻璃基板上制作氧化铟锡-二氧化硅-掺铝氧化锌双层交错结构的驱动电极,采用液晶成盒工艺将制备好的驱动电极基板和公共电极基板组装成液晶盒.光学显微镜测试表明,氧化铟锡第一电极和掺铝氧化锌第二电极的宽度为275.8 μm,两者之间通过SiO2介质层隔离并相互交错覆盖在玻璃基板上.结合液晶光栅驱动电路,能有效地控制遮光区与透光区的切换,从而实现时分全分辨率可控液晶光栅.
自由立体显示 全分辨率 驱动电极 液晶光栅 狭缝光栅 光学仿真 双视点 Autostereoscopic display Full resolution Driving electrodes Liquid crystal grating Parallax barrier Optical saimulation Two views 光子学报
2015, 44(11): 1105003
1 天津大学 电子信息工程学院，天津 300072
2 天津科技大学 电子信息与自动化学院，天津 300222
对多视点自由立体显示的串扰成因进行了分析，推导出了无串扰观看点与光栅参数之间的关系；然后分别对垂直于显示器方向和平行于显示器方向的串扰进行了分析与计算，得到了屏前三维空间的串扰分布情况.仿真结果表明，沿显示屏幕垂直方向的视区范围大于水平方向的视区范围，而且在水平平行于屏幕的方向上，每一个视点存在多个理论无串扰观测点，但在垂直于屏幕方向上，每个视点只存在一个理论无串扰观测点.最后通过对屏前三维区域视点光强进行仿真，进一步验证了串扰计算的准确性，为自由立体显示系统的最佳设计与具体实现奠定了仿真基础.
多视点 自由立体显示 液晶显示器 串扰 狭缝光栅 建模 视区仿真 Multi-view Autostereoscopic display Liquid crystal displays Crosstalk Parallax barrier Modeling Viewing zone simulation
1 现代显示技术国家重点实验室,特种显示国家工程实验室, 上海 201114
2 中航华东光电(上海)有限公司, 上海 201114
应用光栅等分光元件对视差图进行空间分离是实现立体显示的重要方法之一, 介绍了狭缝光栅作为分光元件实现立体显示的原理, 建立了子像素发光经过多个周期狭缝光栅的数学模型, 分析狭缝光栅参数及子像素发光宽度对视区及立体显示器亮度的影响。结果表明, 在对狭缝光栅参数设计过程中需要综合考虑视区特性与显示器亮度, 狭缝的透光比应控制在0.2~0.3, 在样机生产过程中将透光比定为0.25, 采用高亮背光模式以补偿立体显示器亮度, 取得了较好效果。结果对狭缝光栅的参数设计具有指导意义。
自由立体显示 狭缝光栅 透光比 视区 autostereoscopic display parallax barrier slit ratio view zone
天马微电子股份有限公司研发中心， 广东 深圳 518118
文章根据视差液晶光栅立体显示原理和莫尔条纹形成规律，提出了一种视差液晶光栅贴合控制参数的设计规则及工艺指导方式。通过对实际产品立体效果的影响分析，得出了设计控制的关键因素：贴合间隙的厚度和光栅与显示屏之间贴合允许最大倾斜角度，根据贴合允许的最大倾斜角度推导出了贴合对位标记垂直方向上的最大允许误差。实验验证和量产实践表明，文中提出的理论和方法能很好地应用于裸眼3D显示液晶光栅贴合控制的设计与量产工艺控制。
视差液晶光栅 莫尔条纹 贴合参数 设计规则 倾斜角度 parallax barrier Moriě fringe lamination parameters design rule tilt angle
