基于高信息密度光学结构的低视疲劳高性能3D显示器研究

Autostereoscopic 3D display has always suffered from low 3D resolution, visual fatigue, resolution ratio distortion, image crosstalk, and so on. These issues have limited the development of 3D display device seriously. The previous works indicate that these issues are related with the information density of 3D display device. Therefore, this program plans to propose a high-information-density optical structure based 3D display theory, and design 3D display prototypes by the proposed theory. This theory will reveal the relationship between resolution promotion, visual fatigue decreasing, resolution ratio correction, crosstalk reduction, and information density level of 3D display devices. According to the theory, this program will adopt spatial 3D stacking of parallax image information, depth information modulation of full focus image, and Space-time-division multiplexing, to design the 3D display device, and improve performances in the above aspects.

3D立体显示一直以来均受到图像分辨率不高、视疲劳、图像分辨率失调、立体图像串扰等方面的影响。这些问题严重限制了3D显示器件的发展。前期研究发现，这些显示的性能问题均和3D显示器的信息密度有关。因此，本项目拟提出基于高信息密度光学结构的3D显示理论，并以此为基础进行基于高信息密度光学结构3D显示器的设计。该显示理论将找到分辨率提升、视疲劳削弱、图像分辨率比例矫正、串扰抑制和3D显示信息密度之间的关系。依据该理论，项目将通过视差图像信息的空间三维堆积、全焦图像的深度信息调制和时空分复用来进行显示器结构设计，并最终在多方面提升3D显示器的性能。

本项目在背景条件下，以提升立体显示器件性能为目标，进行了视差图像信息的空间3D堆积、全焦图像的深度信息调制、时空分复用的信息密度提升等三方面的结构理论研究。分别提出了基于液晶偏振态调制层3D堆积的双倍分辨率显示结构、基于液晶偏振态调制层3D堆积的2/3D兼容显示结构、基于聚合物分散液晶层3D堆积的最佳观看距离可切换3D显示结构等空间信息三维堆积方法；提出了基于π型像素排布的双深度显示、深度增强的双深度立体显示、基于柔性屏的多深度立体显示等全焦图像显示方案；提出了基于信息扇入结构的时空分复用立体显示结构、非均匀视点分布的立体显示结构。上述研究能够有效提升图像显示的分辨率、实现2/3D显示兼容、增强图像深度、减小串扰及增大观看范围，从而有效提升立体显示器件的实用性。