[发明专利]一种阶梯型光栅、三维显示系统及方法

说明书

本发明提供一种阶梯型光栅、三维显示系统及方法，其中，阶梯型光栅，包括：多个阶梯光栅第一分区和多个阶梯光栅第二分区；所述阶梯光栅第一分区和所述阶梯光栅第二分区在竖直方向上间隔设置；所述阶梯光栅第一分区和所述阶梯光栅第二分区均由若干个形状相同的遮光区域周期排列组成；其中，所述遮光区域为平行四边形；相邻的遮光区域在水平方向上的透光间隙均形状相同；相邻的所述阶梯光栅第一分区和所述阶梯光栅第二分区的光栅偏移量均相等。能够在水平方向和竖直方向上构建视点，提高视点数目，达到均衡分辨率的目的，缓解由于视点数目增加带来的显示内容质量下降，提高显示质量。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种阶梯型光栅、三维显示系统及方法。

背景技术

相较于其他种类的三维显示技术，使用光场三维显示技术再现的图像能够重建原始场景的真实三维光场分布，并为多位处在不同位置上的观看者提供具有全视差、大景深、平滑运动视差以及更为生动逼真的三维显示效果。

基于光栅的光场三维显示技术逐渐成熟，可用性与实用性强的优良特性使之具有广泛的市场应用和发展前景，能够为人们的生产生活带来更大的便利和全新的视觉体验。

作为光场三维显示系统中重要的控光元件，光栅能够调制显示屏幕上像素发出光线的方向，依照元件的光学特性将光线在观看者面前重新排布并形成三维图像。分辨率是评估三维显示质量的重要指标，分辨率越高则现实的三维图像越精细，理想的光场显示器可以为观看者提供更加真实的视觉感受。

传统的狭缝光栅3D显示系统是将水平方向上不同像素的光线调制到空间中，并在水平方向上构成多个不同角度的视点，由于构成的视点只分布在水平方向上，故在水平方向上的分辨率降低非常严重，严重的影响观看者观看立体图像的视觉感受。

因此，如何提供一种阶梯型光栅、三维显示系统及方法，能够在水平方向和竖直方向上构建视点，提高视点数目，达到均衡分辨率的目的，缓解由于视点数目增加带来的显示内容质量下降，提高显示质量成为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种阶梯型光栅、三维显示系统及方法。

本发明提供一种阶梯型光栅，包括：多个阶梯光栅第一分区和多个阶梯光栅第二分区；

所述阶梯光栅第一分区和所述阶梯光栅第二分区在竖直方向上间隔设置；

所述阶梯光栅第一分区和所述阶梯光栅第二分区均由若干个形状相同的遮光区域周期排列组成；其中，所述遮光区域为平行四边形；相邻的遮光区域在水平方向上的透光间隙均形状相同；

相邻的所述阶梯光栅第一分区和所述阶梯光栅第二分区的光栅偏移量均相等。

本发明还提供一种基于上述阶梯型光栅所实现的三维显示系统，包括：所述阶梯型光栅和显示器；

所述阶梯型光栅和显示器面板大小相同，且对应贴合于所述显示器面板上。

本发明还提供一种基于上述三维显示系统所实现的三维显示方法，包括：

确定三维显示系统结构参数；其中，所述结构参数包括：阶梯型光栅水平线数W_p，所述光栅偏移量W_o，光栅倾斜角度θ和遮光区域高度Hp；

基于所述结构参数，确定合成图像上第一像素点在目标视差图像上映射的目标像素点；

基于所述合成图像上第一像素点和所述目标像素点，确定目标合成图像。

根据本发明提供的三维显示方法，所述基于所述结构参数，确定合成图像上第一像素点在目标视差图像上映射的目标像素点，具体包括：