[发明专利]一种实现低串扰率多视点裸眼3D显示的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D显示器件设计控制工程的技术领域，更具体地，涉及一种实现低串扰率多视点裸眼3D显示的设计方法。

背景技术

柱状透镜裸眼3D显示技术

柱状透镜(Lenticular Lens)裸眼3D显示技术，也被称为双凸透镜或微柱透镜。它相比视差障壁技术最大的优点是其亮度不会受到影响。它的原理是在液晶显示屏前面或者在背光源和液晶显示屏之间加上一层柱状透镜阵列，前者是将柱透镜下面的图像的像素分成几个子像素，这样透镜就能以不同的方向投影每个子像素。于是双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素。双眼看到不同的图像，就会产生视差，特定的图像差别下，双眼产生的视差就会产生立体感。后者的结构则如附图2。通过控制背光源在一个周期内的发光的时间顺序，在一个发光周期内，光源1,2，…，m，…，n-1,n依次发光，从而使得在L观察平面上，视区1,2，…，M，…，N-1,N依次被照亮。传统上，确定柱透镜参数的方法是根据简单的几何关系，利用下列关系式

W+gapD=dL-d]]>

Rsinθ_R=N*（W+gap）

h=d+Rcosθ_R

A=N*(W+gap)

通常条件下，对于多视点裸眼3D显示，但是根据上述设计出的柱透镜和光源器件，得到的光强分布和理想的光场分布差别非常大，也就是整个视区的串扰率很大，通常最小值都在5%以上，而且视区内光强分布非常不均匀,而且只在视区中央很小的区域串扰率比较低，离开视区，串扰率变化非常陡峭，从而使得只在极小的观看范围内串扰较小，从而严重限制了裸眼3D的观看效果和推广应用。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的多种缺陷，提供一种实现低串扰率多视点裸眼3D显示的设计方法，其不需要牺牲屏幕分辨率，能够实现液晶面板的全分辨率显示。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种实现低串扰率多视点裸眼3D显示的设计方法，其特征在于：利用几何光学，算出L观察面（距离透镜距离为L）上的光强分布I(X)与柱透镜、光源参数，如柱透镜周期A、边缘厚度h、曲率半径R以及光源宽度W、光源间隙gap，柱透镜折射率n_g之间的数学关系表达式，然后根据对光场的分布要求，如视区数目N、视区宽度D等，设定相应的目标函数，计算机程序采用自适应方法(包含但不限于模拟退火算法，直接扫描法等)，找出最理想目标函数值条件下所对应的柱透镜和光源参数值，并将这些参数带入原来的光强分布I(X)和各个参数之间的数学关系表达式，求出L平面上的光强分布，以及串扰率分布，并做出相应的关系曲线。最终根据得到的最优效果下的柱透镜、光源参数值，设计制造出相应的柱透镜和光源器件。该方法包括以下步骤：

a.根据具体的柱透镜结构，利用几何光学关系，假设视区数目为N,每个视区的宽度为D,利用光学追迹方法，得出在正对透镜阵列距离为L的平面上光强分布I(X)与柱透镜、光源的结构参数如柱透镜边缘厚度h、曲率半径R、周期A；背光源大小W、背光源间隙gap；透镜材料折射率n_g等之间的数学关系表达式；为求得光强在目标平面上的分布，设光线发出后经几何传播后到达观看平面X处，则有第m个光源发出的光在L平面上的光强分布，