针孔阵列厚度对集成成像3D显示观看视角的影响

基于针孔阵列的集成成像3D显示具有成本低,重量小,器件厚度薄,易于实现3D/2D转换等优点。针孔阵列的参数设计是集成成像3D显示器结构设计的关键之一。3D观看视角是集成成像3D显示的关键性能参数之一。本文研究针孔阵列的厚度对3D观看视角的影响。根据针孔阵列厚度与孔径宽度的3种取值关系,分别建立3种集成成像3D成像模型,然后根据几何光学分别计算不同成像模型的3D观看视角,并研制了集成成像3D显示测试装置。实验结果表明针孔阵列厚度存在最优值,且只取决于图像元节距、针孔孔径宽度以及针孔阵列与显示面板的间距。针孔阵列厚度取最优值时,显示面板上每个图像元中所有像素发出的光线都可以通过其对应的针孔,且每个图像元中像素发出的光线都不能通过其他针孔,因此3D观看视角最大,且没有串扰图像。针孔阵列厚度小于最优值时,显示面板上每个图像元中所有像素发出的光线都可以通过其对应的针孔,但是每个图像元中部分像素发出的光线可以通过其他针孔,因此3D观看视角不变,但是会产生串扰图像,且串扰与针孔阵列的厚度成反比。针孔阵列厚度大于最优值时,每个图像元中只有部分像素发出的光线可以通过其对应的针孔,虽然没有串扰图像,但是3D观看视角变小,且与针孔阵列厚度的厚度成反比。     

微图像阵列参数不匹配对集成成像3D显示的影响

集成成像具有裸眼观看、无立体观看视疲劳、全真再现等优点,是目前主流的一种裸眼3D显示技术。在集成成像3D显示器研制过程中,由于微图像阵列尺寸不等于显示器像素的整数倍,将产生微图像阵列尺寸的缩放,同时由于集成成像3D显示器装配误差或微透镜阵列制作工艺精度不够等问题,将使得微图像阵列相对于微透镜阵列产生一定程度的平移。针对微图像阵列尺寸缩放和平移对集成成像重建的3D图像在图像深度和3D观看视角方面的影响问题,本文基于几何光学原理,采用集成成像图像重建技术和视角分析方法,分别分析微图像阵列尺寸缩放和平移时重建3D图像的深度以及3D观看视角的变化情况。通过计算机模拟仿真实验和实际的光学再现实验对理论分析进行了验证。仿真实验结果表明,3D图像深度随着微图像阵列尺寸的放大而增大,反之则减小;光学再现实验结果表明,3D观看视角随着微图像阵列尺寸的放大而增大,反之则减小,微图像阵列平移对3D观看视角产生了一定的平移,而对3D观看视角大小的影响甚微。根据仿真实验和光学再现实验结果,得出结论,微图像阵列缩放将引起3D图像深度畸变和3D观看视角的改变,而微图像阵列平移对集成成像3D显示的影响较小。该研究结果将为集成成像3D显示器的研制和优化起到实际的指导作用。     

一种消除柱透镜光栅自由立体显示图像串扰的方法

提出了一种通过纠正平面显示屏上合成图像子像素亮度值来使得柱透镜光栅自由立体显示器相邻视点间的显示图像串扰消除的方法。针对合成图像分析其串扰的产生原因,并根据合成图像上显示的子像素亮度值、透过光栅观看到的子像素亮度值以及视点间的串扰系数3者之间的关系,推导出消除串扰的计算公式并实验证实了该方法的正确性。     

一种消除柱透镜光栅自由立体显示图像串扰的方法

提出了一种通过纠正平面显示屏上合成图像子像素亮度值来使得柱透镜光栅自由立体显示器相邻视点间的显示图像串扰消除的方法。针对合成图像分析其串扰的产生原因,并根据合成图像上显示的子像素亮度值、透过光栅观看到的子像素亮度值以及视点间的串扰系数3者之间的关系,推导出消除串扰的计算公式并实验证实了该方法的正确性。     

蜂窝式立体元图像阵列的生成

提出了一种蜂窝式透镜阵列立体元图像的生成方法。首先,通过分析真实透镜的成像原理,建立了成像模型。然后,利用虚拟相机阵列模拟透镜阵列,根据显示端透镜阵列和显示器的参数设置虚拟相机的采集参数。最后,采用投影的方式生成立体元图像阵列。实验结果表明:利用本文方法生成的蜂窝式立体元图像阵列在水平和垂直方向均具有连续的视差变化,且满足子图像与立体元图像之间的投影关系,可以真实再现3D物体的空间信息。本文方法既克服了透镜阵列直接采集存在的空间反转和串扰等问题,又可避免光学采集设备带来的误差,节约成本,可为基于组合成像系统研究提供各种图像来源。     

狭缝光栅1维集成成像3D显示器的狭缝孔径宽度对性能参数的影响

狭缝光栅的参数设计是一维集成成像3D显示器结构设计的关键之一。为了分析狭缝孔径宽度对显示器性能参数的影响,首先根据几何光学推导出分辨率的计算公式以及单个狭缝的观看视角与狭缝孔径宽度的关系,然后根据图像元串扰度推导出狭缝光栅的观看视角的计算公式,并研制了一维集成成像3D显示器原型样机,通过实验验证了减小狭缝孔径宽度可以增大显示器的分辨率和观看视角。该结论对设计基于狭缝光栅的一维集成成像3D显示器具有指导意义。     

装配误差对柱透镜光栅立体显示器性能的影响

柱透镜光栅立体显示器在装配过程中存在的微小误差会影响到其立体显示性能。实验结果表明:柱透镜光栅倾斜使用引起相邻视差图像之间的串扰是不可避免的,特别是存在装配误差时,会使图像串扰更加严重甚至失去立体效果。     

柱面微透镜阵列用于提高OLED图像质量的研究

微透镜阵列用于OLED是改善其输出效率和图像质量的一种有效技术途径。本文将薄膜柱面微透镜阵列用于全彩色OLED平板显示器,研究视角与亮度和色坐标的关系,重点分析了微透镜阵列相对于子像素在不同排列形式下对图像质量指数的影响。研究结果表明,柱面微透镜阵列在提高OLED输出效率的同时,可以明显改善显示器图像的质量,并且,垂直排列时图像质量指数达到了0.8637,优于平行排列时的情况。     

基于Maya的立体元图像阵列的生成

提出了一种基于Maya的立体元图像阵列生成方法,该方法无需实景采集设备,可以根据显示平台参数自由调整渲染,生成任意大小的多种孔径透镜阵列所需的立体元图像,即克服了传统集成成像系统存在的空间反转和串扰等问题,又避免了复杂而繁琐的光学设备校准,快速推进理论研究,提供基于集成成像系统研究所需的各种图像来源。实验分别从子图像与立体元图像间的映射关系、真实再现立体图像、虚拟再现立体图像3个方面验证了本文方法的正确性。     

基于狭缝光栅的一维集成成像双视3D显示

集成成像双视3D显示是集成成像3D显示技术与双视显示技术的结合,可以在不同的观看方向上呈现不同的3D图像。但是,现有的集成成像双视3D显示存在分辨率较低的缺点。基于此,该文提出了一种基于狭缝光栅的一维集成成像双视3D显示。微图像阵列由两组图像元相间排列组成,两组图像元分别从两个不同的3D场景拍摄获取。首先根据几何光学推导出图像元节距与狭缝节距的数理关系,然后根据3D视区宽度推导出观看视角的计算公式,并分析了最佳观看距离与系统结构参数的数理关系。建立了一维集成成像双视3D显示样机,在左18°~左2°范围内观看到3D场景"CS",而在右2°~右18°范围内观看到3D场景"SC"。     

全分辨率的低串扰时分复用狭缝光栅3D显示

提出了一种基于后置视差光栅的3D自由立体显示结构设计,用于减少显示中产生的串扰并实现全分辨率3D图像的显示。这种显示结构包含了一个后置视差光栅和一个2D显示面板。后置视差光栅由OLED面板光源制成,可方便地通过开关指定位置的像素,实现光栅透光部分的宽度与位置的调节。2D显示面板中的合成图像受到后置视差光栅的调制,显示出3D图像。叙述了这种设计的原理和相关参数的计算。根据设计的原理和相关参数,开发了一个显示结构的原型。实验指出通过改变光栅透光部分的宽度和位置,可有效降低串扰的产生。时分复用技术的引入也可用于实现全分辨率的3D图像显示。     

使用模式分解方法的过孔串扰机制研究

提出了一种基于模式分解的高速互连电路中过孔串扰机制的快速求解方法.该方法将三维互连结构分解为在过孔位置处耦合的电源平面对结构和微带线结构,先单独分析3种结构,再将其级联以求解整个系统特性.与全波仿真方法相比,该方法在保证准确度的前提下,可将仿真时间从187min降低至4min.分析了电路板和过孔结构对系统性能的影响,发现频域串扰系数与电源平面结构在过孔位置处的传输阻抗成正比关系.在实际设计中,可通过减小电源平面对结构厚度、添加去耦电容和选择适当的过孔位置来减小串扰.时域仿真表明,合适的互连结构可将串扰噪声幅度降低至原有结构的2%.     

准周期性对光子晶体缺陷模的影响

利用传输矩阵法研究了Bragg镜的准周期性对光子晶体缺陷模的影响.研究表明,无论是高折射率介质层还是低折射率介质层,当其折射率或厚度按一定的递变规律递增时,缺陷模都将向低频方向移动,递减时则向高频方向移动.但对缺陷模品质因子的影响却不同,高折射率介质层的折射率递增时品质因子提高,递减时品质因子减小;但低折射率介质层的折射率递变时品质因子的变化规律刚好相反;而介质层厚度的递变几乎不影响品质因子.此外还研究了准周期性对缺陷层内电场增强效应的影响.     

准周期性对光子晶体缺陷模的影响

利用传输矩阵法研究了Bragg镜的准周期性对光子晶体缺陷模的影响。研究表明,无论是高折射率介质层还是低折射率介质层,当其折射率或厚度按一定的递变规律递增时,缺陷模都将向低频方向移动,递减时则向高频方向移动。但对缺陷模品质因子的影响却不同,高折射率介质层的折射率递增时品质因子提高,递减时品质因子减小;但低折射率介质层的折射率递变时品质因子的变化规律刚好相反;而介质层厚度的递变几乎不影响品质因子。此外还研究了准周期性对缺陷层内电场增强效应的影响。     

应力型大模面积光子晶体光纤的纤芯设计

通过施加完美匹配层,利用有限元法,研究热应力诱导的单偏振大模面积光子晶体光纤的偏振特性,计算纤芯参数对场能量分布系数和偏振损耗比的影响.结果表明,随着纤芯折射率提高,两正交偏振模的损耗比下降,当纤芯直径减小时,场能量分布系数降低.     

单层薄膜的五次多项式椭偏方程的数值分析

采用椭偏法测试的单层均匀透射薄膜的介电常数满足一个五阶多项式方程,来求解 薄膜的折射率和厚度,并且进行了详细的计算和讨论。椭偏仪的测量精度除了与它本身的结构参数以及读数精度有关外,还与被测系统本身有关,精度还取决于衬底的折射率ｎ２,Ψ和Δ的区域及入射角。采用此方法编程可以既快又精确地计算出薄膜的折射率和厚度,取得了令人满意的结果。     

基于3DS MAX信息源的体三维显示技术

为了在真实的体积空间内重建三维图像，利用高速旋转的发光二极管（LED）面阵列作为显示媒介，以PIC单片机为核心组成控制电路建立了体三维显示系统。采用数字图像处理方法从3DS MAX软件的三维模型中获取离散的特征点信息，以光电触发器提供的外部中断信号为同步信号，单片机向数据存储器和LED专用驱动芯片提供控制信号和工作时序，驱动LED发光，逐行显示获得的二维图像序列。由于人眼的视觉暂留特性，快速显示的二维图像序列被感知为一幅连续的三维图像。再现的三维图像无需辅助设备就可在0°～360°内任意观察，并真实地体现了源图像的三维特性。     

Zn/Sn共掺杂MgO功能层对AC PDP放电性能的影响

采用化学共沉淀法制备出Zn/Sn共掺杂MgO纳米粉末，利用旋涂法将其涂覆在等离子体显示器（AC PDP）的前基板上作为功能层，以改善AC PDP的放电性能。X射线衍射（XRD）、光电子能谱（XPS）和扫描式电子显微镜（SEM）的分析结果表明，Zn和Sn原子被成功掺入MgO晶格中。紫外-可见分光光度计的测试结果显示，Zn/Sn共掺杂MgO功能层的加入使基板的可见光透过率降低了4%~7%。在200~450 torr、7% Xe+Ne的放电条件下，与传统AC PDP相比，新型功能层的加入有效降低了AC PDP的着火电压和维持电压。因此，该功能层对于提高AC PDP的放电效率和降低其功耗具有重要意义。     

体显示中点阵扫描模式对体像素方位的影响

建立了基于二维点阵屏旋转的体显示系统，在三维空间内预设位置上产生的体像素均来源于
快速旋转和瞬时发光的点阵像素，利用人眼的视觉暂留效应得到三维图像。当逐行或逐列地扫描点阵屏时
，点阵像素在扫描时序上的不同步和屏幕的旋转运动将导致在不同扫描瞬间产生的体像素不在同一空间方
位上，因而虽然所有的点阵像素总是处于屏幕所在的物理平面内，但在一次完整扫描后由之产生的瞬态体
像素将不再处于同一个二维平面内。建立以高速发光二极管为点阵像素的体显示系统，实验结果表明，在
高速扫描情况下，体像素的实际方位与预设方位的偏差可以忽略，系统能够较好地再现三维模型，并且可
以任意选择视点直接观看。     

基于光子晶体的偏振正交双色激光器谐振腔(英文)

利用4×4传输矩阵法,研究具有各向异性缺陷层的一维光子晶体的传输特性,指出利用该结构产生偏振正交双色缺陷模的原理,创建对偏振正交双色模间隔进行调控的方法.基于对各向异性缺陷层掺杂增益物质,研究了获得等增益偏振正交双色缺陷模的方法和条件,为两正交缺陷模在光子晶体激光器中避免模式竞争,获得双模同时谐振提供了理论指导.设计出工作在通信波长1.55μm附近的微尺寸、可调谐超大频差(0～199.8 GHz)的偏振正交双色光子晶体激光器谐振腔.