標定集成成像顯示設備的顯示誤差的方法和設備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及三維顯示領(lǐng)域。更具體地講，涉及一種標定集成成像顯示設備的顯示 誤差的方法和設備。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的進步，顯示技術(shù)也由黑白發(fā)展到彩色，由二維平面顯示發(fā)展到三維 (3D)立體顯示，為用戶提供越來越趨于真實化的體驗。三維立體顯示技術(shù)可分為基于視差 的三維顯示、體顯示和全息顯示等?；谝暡畹娜S顯示可分為視差屏障式和集成成像式。 在這些三維顯示方式中，集成成像顯示（IntegralImagingDisplay,IID)被認為是最有潛 力的一種三維顯示方式，因為這種方式的亮度高，可以讓用戶裸眼觀看到三維影像，并且這 種三維影像具有在水平和垂直方向上的連續(xù)視差變化，為用戶提供了一種真正的不變形的 三維效果體驗。
[0003] 集成成像顯示設備一般包括二維顯示屏(例如，液晶顯示（IXD)面板）和微透鏡陣 列（MLA)。集成成像顯示設備通過在微透鏡陣列之后的二維顯示屏上顯示作為二維圖像的 單元圖像陣列（Elementalimagearray:EIA)圖像而進行工作，從而用戶可以觀看到三維 效果。通過微透鏡陣列的折射，EIA圖像中的不同部分被折射到三維空間中的不同方向從 而形成三維圖像。
[0004] 在制造過程中由于加工精度的限制，或者是在使用構(gòu)成中環(huán)境溫度、自重等原因 帶來的外界作用，微透鏡陣列的形狀或位置有可能偏離設計參數(shù)，為了實際保障三維圖像 的觀看質(zhì)量，需要標定微透鏡陣列的誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種標定集成成像顯示設備的顯示誤差的方法和設備。
[0006] 本發(fā)明的一方面提供一種標定集成成像顯示設備的顯示誤差的方法，所述集成成 像顯示設備包括二維顯示屏和具有預定數(shù)量的微透鏡的微透鏡陣列，包括：獲取集成成像 顯示設備所顯示的結(jié)構(gòu)光圖像的照片；基于所述照片確定拍攝所述照片的拍攝設備相對于 二維顯示屏的運動參數(shù)；根據(jù)所述運動參數(shù)以及所述照片檢測微透鏡陣列的誤差。
[0007] 可選地，根據(jù)所述運動參數(shù)以及所述照片預測微透鏡陣列的誤差的步驟包括：根 據(jù)初始的誤差參數(shù)計算微透鏡的位置；根據(jù)所述運動參數(shù)以及計算的位置確定微透鏡在所 述照片中的對應位置；通過結(jié)構(gòu)光圖像的解碼確定所述對應位置在二維顯示屏上的第一映 射位置；根據(jù)所述運動參數(shù)以及計算的位置確定所述對應位置在二維顯示屏上的第二映射 位置；通過第一映射位置和第二映射位置對初始的誤差參數(shù)進行優(yōu)化；基于優(yōu)化后的誤差 參數(shù)計算微透鏡陣列的誤差值。
[0008] 可選地，根據(jù)所述運動參數(shù)以及計算的位置確定所述映射位置在二維顯示屏上的 第二映射位置的步驟包括：根據(jù)所述運動參數(shù)確定所述拍攝設備的光心位置，計算所述對 應位置在所述拍攝設備的成像平面上的成像位置，計算光心位置和成像位置的連線與二維 顯示屏的交點作為第二映射位置。
[0009] 可選地，通過第一映射位置和第二映射位置對初始的誤差參數(shù)進行優(yōu)化的步驟包 括：通過最小化第一映射位置和第二映射位置之間的位置差異來對初始的誤差參數(shù)進行優(yōu) 化。
[0010] 可選地，通過最小化第一映射位置和第二映射位置之間的位置差異來對初始的誤 差參數(shù)進行優(yōu)化的步驟包括：針對微透鏡陣列中的預定數(shù)量的微透鏡中的每個微透鏡，計 算第一映射位置與第二映射位置之間的距離，從而得到預定數(shù)量的距離，其中，所述預定數(shù) 量小于或等于微透鏡陣列所具有的微透鏡的數(shù)量；通過使得所述預定數(shù)量的距離之和最小 化來確定優(yōu)化后的誤差參數(shù)。
[0011] 可選地，微透鏡的位置為微透鏡的光心的位置。
[0012] 可選地，所述方法還包括：根據(jù)檢測的微透鏡陣列的誤差渲染單元圖像陣列 (EIA)0
[0013] 可選地，誤差參數(shù)是用于表示微透鏡的實際位置相對于設計位置的誤差的模型的 參數(shù)。
[0014] 可選地，誤差參數(shù)是微透鏡的實際位置相對于設計位置的誤差。
[0015] 可選地，根據(jù)檢測的微透鏡陣列的誤差渲染單元圖像陣列（EIA)的步驟包括：根 據(jù)微透鏡陣列的誤差計算每個微透鏡的位置；根據(jù)計算的每個微透鏡的位置建立用于渲染 單元圖像陣列的光線模型；基于建立的光線模型來渲染單元圖像陣列。
[0016] 可選地，根據(jù)計算的每個微透鏡的位置建立用于渲染單元圖像陣列的光線模型的 步驟包括：初始化二維顯示屏的像素所映射到的微透鏡；基于每個微透鏡更新二維顯示屏 的像素所映射到的微透鏡，其中，基于任意一微透鏡更新二維顯示屏的像素所映射到的微 透鏡的步驟包括：將預定觀察點通過所述一微透鏡的光心投影到二維顯示屏以得到第一投 影點，在二維顯示屏上確定以第一投影點為中心的局部搜索窗口，更新局部搜索窗口中的 每個像素所映射到的微透鏡；利用兩個平行的平面上的點表示每個像素與映射到的微透鏡 所限定的方向。
[0017] 可選地，更新局部搜索窗口中的每個像素所映射到的微透鏡的步驟包括：確認像 素映射到的微透鏡是否為初始值；當像素映射到的微透鏡為初始值時，將像素映射到所述 一微透鏡；當像素映射到的微透鏡不為初始值時，將像素通過所述映射到的微透鏡投影到 觀察點所在的觀察面以得到第二投影點，并將像素通過所述一微透鏡投影到觀察面以得到 第三投影點；當?shù)诙队包c與觀察點之間的距離大于或等于第三投影點與觀察點之間的距 離時，像素映射到的微透鏡改變?yōu)樗鲆晃⑼哥R，當?shù)诙队包c與觀察點之間的小于第三 投影點與觀察點之間的距離時，不改變像素映射到的微透鏡。
[0018] 本發(fā)明的另一方面提供一種標定集成成像顯示設備的顯示誤差的設備，所述集成 成像顯示設備包括二維顯示屏和具有預定數(shù)量的微透鏡的微透鏡陣列，包括：照片獲取單 元，獲取集成成像顯示設備所顯示的結(jié)構(gòu)光圖像的照片；運動參數(shù)確定單元，基于所述照片 確定拍攝所述照片的拍攝設備相對于二維顯示屏的運動參數(shù)；誤差估計單元，根據(jù)所述運 動參數(shù)以及所述照片檢測微透鏡陣列的誤差。
[0019] 可選地，誤差估計單元包括：微透鏡位置確定單元，根據(jù)初始的誤差參數(shù)計算微透 鏡的位置；對應位置確定單元，根據(jù)所述運動參數(shù)以及計算的位置確定微透鏡在所述照片 中的對應位置；第一映射位置確定單元，通過結(jié)構(gòu)光圖像的解碼確定所述對應位置在二維 顯示屏上的第一映射位置；第二映射位置確定單元，根據(jù)所述運動參數(shù)以及計算的位置確 定所述對應位置在二維顯示屏上的第二映射位置；參數(shù)優(yōu)化單元，通過第一映射位置和第 二映射位置對初始的誤差參數(shù)進行優(yōu)化；誤差計算單元，基于優(yōu)化后的誤差參數(shù)計算微透 鏡陣列的誤差值。
[0020] 可選地，第二映射位置確定單元根據(jù)所述運動參數(shù)確定所述拍攝設備的光心位 置，計算所述對應位置在所述拍攝設備的成像平面上的成像位置，計算光心位置和成像位 置的連線與二維顯示屏的交點作為第二映射位置。
[0021] 可選地，參數(shù)優(yōu)化單元通過最小化第一映射位置和第二映射位置之間的位置差異 來對初始的誤差參數(shù)進行優(yōu)化。
[0022] 可選地，參數(shù)優(yōu)化單元包括：距離獲取單元，針對微透鏡陣列中的預定數(shù)量的微透 鏡中的每個微透鏡，計算第一映射位置與第二映射位置之間的距離，從而得到預定數(shù)量的 距離，其中，所述預定數(shù)量小于或等于微透鏡陣列所具有的微透鏡的數(shù)量；最小化單元，通 過使得所述預定數(shù)量的距離之和最小化來確定優(yōu)化后的誤差參數(shù)。
[0023] 可選地，微透鏡的位置為微透鏡的光心的位置。
[0024] 可選地，所述設備還包括：渲染單元，根據(jù)檢測的微透鏡陣列的誤差渲染單元圖像 陣列（EIA)。
[0025] 可選地，誤差參數(shù)是用于表示微透鏡的實際位置相對于設計位置的誤差的模型的 參數(shù)。
[0026] 可選地，誤差參數(shù)是微透鏡的實際位置相對于設計位置的誤差。
[0027]可選地，渲染單元包括：位置確定單元，根據(jù)微透鏡陣列的誤差計算每個微透鏡的 位置；光線模型創(chuàng)建單元，根據(jù)計算的每個微透鏡的位置建立用于渲染單元圖像陣列的光 線模型；單元圖像陣列渲染單元，基于建立的光線模型來渲染單元圖像陣列。
[0028] 可選地，光線模型創(chuàng)建單元包括：初始化單元，初始化二維顯示屏的像素所映射到 的微透鏡；更新單元，基于每個微透鏡更新二維顯示屏的像素所映射到的微透鏡，其中，更 新單元包括投影單元、窗口創(chuàng)建單元和局部更新單元，在基于任意一微透鏡更新二維