标定集成成像显示设备的显示误差的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及三维显示领域。更具体地讲，涉及一种标定集成成像显示设备的显示 误差的方法和设备。
【背景技术】
[0002] 随着科技的进步，显示技术也由黑白发展到彩色，由二维平面显示发展到三维 (3D)立体显示，为用户提供越来越趋于真实化的体验。三维立体显示技术可分为基于视差 的三维显示、体显示和全息显示等。基于视差的三维显示可分为视差屏障式和集成成像式。 在这些三维显示方式中，集成成像显示（IntegralImagingDisplay,IID)被认为是最有潜 力的一种三维显示方式，因为这种方式的亮度高，可以让用户裸眼观看到三维影像，并且这 种三维影像具有在水平和垂直方向上的连续视差变化，为用户提供了一种真正的不变形的 三维效果体验。
[0003] 集成成像显示设备一般包括二维显示屏(例如，液晶显示（IXD)面板）和微透镜阵 列（MLA)。集成成像显示设备通过在微透镜阵列之后的二维显示屏上显示作为二维图像的 单元图像阵列（Elementalimagearray:EIA)图像而进行工作，从而用户可以观看到三维 效果。通过微透镜阵列的折射，EIA图像中的不同部分被折射到三维空间中的不同方向从 而形成三维图像。
[0004] 在制造过程中由于加工精度的限制，或者是在使用构成中环境温度、自重等原因 带来的外界作用，微透镜阵列的形状或位置有可能偏离设计参数，为了实际保障三维图像 的观看质量，需要标定微透镜阵列的误差。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种标定集成成像显示设备的显示误差的方法和设备。
[0006] 本发明的一方面提供一种标定集成成像显示设备的显示误差的方法，所述集成成 像显示设备包括二维显示屏和具有预定数量的微透镜的微透镜阵列，包括：获取集成成像 显示设备所显示的结构光图像的照片；基于所述照片确定拍摄所述照片的拍摄设备相对于 二维显示屏的运动参数；根据所述运动参数以及所述照片检测微透镜阵列的误差。
[0007] 可选地，根据所述运动参数以及所述照片预测微透镜阵列的误差的步骤包括：根 据初始的误差参数计算微透镜的位置；根据所述运动参数以及计算的位置确定微透镜在所 述照片中的对应位置；通过结构光图像的解码确定所述对应位置在二维显示屏上的第一映 射位置；根据所述运动参数以及计算的位置确定所述对应位置在二维显示屏上的第二映射 位置；通过第一映射位置和第二映射位置对初始的误差参数进行优化；基于优化后的误差 参数计算微透镜阵列的误差值。
[0008] 可选地，根据所述运动参数以及计算的位置确定所述映射位置在二维显示屏上的 第二映射位置的步骤包括：根据所述运动参数确定所述拍摄设备的光心位置，计算所述对 应位置在所述拍摄设备的成像平面上的成像位置，计算光心位置和成像位置的连线与二维 显示屏的交点作为第二映射位置。
[0009] 可选地，通过第一映射位置和第二映射位置对初始的误差参数进行优化的步骤包 括：通过最小化第一映射位置和第二映射位置之间的位置差异来对初始的误差参数进行优 化。
[0010] 可选地，通过最小化第一映射位置和第二映射位置之间的位置差异来对初始的误 差参数进行优化的步骤包括：针对微透镜阵列中的预定数量的微透镜中的每个微透镜，计 算第一映射位置与第二映射位置之间的距离，从而得到预定数量的距离，其中，所述预定数 量小于或等于微透镜阵列所具有的微透镜的数量；通过使得所述预定数量的距离之和最小 化来确定优化后的误差参数。
[0011] 可选地，微透镜的位置为微透镜的光心的位置。
[0012] 可选地，所述方法还包括：根据检测的微透镜阵列的误差渲染单元图像阵列 (EIA)0
[0013] 可选地，误差参数是用于表示微透镜的实际位置相对于设计位置的误差的模型的 参数。
[0014] 可选地，误差参数是微透镜的实际位置相对于设计位置的误差。
[0015] 可选地，根据检测的微透镜阵列的误差渲染单元图像阵列（EIA)的步骤包括：根 据微透镜阵列的误差计算每个微透镜的位置；根据计算的每个微透镜的位置建立用于渲染 单元图像阵列的光线模型；基于建立的光线模型来渲染单元图像阵列。
[0016] 可选地，根据计算的每个微透镜的位置建立用于渲染单元图像阵列的光线模型的 步骤包括：初始化二维显示屏的像素所映射到的微透镜；基于每个微透镜更新二维显示屏 的像素所映射到的微透镜，其中，基于任意一微透镜更新二维显示屏的像素所映射到的微 透镜的步骤包括：将预定观察点通过所述一微透镜的光心投影到二维显示屏以得到第一投 影点，在二维显示屏上确定以第一投影点为中心的局部搜索窗口，更新局部搜索窗口中的 每个像素所映射到的微透镜；利用两个平行的平面上的点表示每个像素与映射到的微透镜 所限定的方向。
[0017] 可选地，更新局部搜索窗口中的每个像素所映射到的微透镜的步骤包括：确认像 素映射到的微透镜是否为初始值；当像素映射到的微透镜为初始值时，将像素映射到所述 一微透镜；当像素映射到的微透镜不为初始值时，将像素通过所述映射到的微透镜投影到 观察点所在的观察面以得到第二投影点，并将像素通过所述一微透镜投影到观察面以得到 第三投影点；当第二投影点与观察点之间的距离大于或等于第三投影点与观察点之间的距 离时，像素映射到的微透镜改变为所述一微透镜，当第二投影点与观察点之间的小于第三 投影点与观察点之间的距离时，不改变像素映射到的微透镜。
[0018] 本发明的另一方面提供一种标定集成成像显示设备的显示误差的设备，所述集成 成像显示设备包括二维显示屏和具有预定数量的微透镜的微透镜阵列，包括：照片获取单 元，获取集成成像显示设备所显示的结构光图像的照片；运动参数确定单元，基于所述照片 确定拍摄所述照片的拍摄设备相对于二维显示屏的运动参数；误差估计单元，根据所述运 动参数以及所述照片检测微透镜阵列的误差。
[0019] 可选地，误差估计单元包括：微透镜位置确定单元，根据初始的误差参数计算微透 镜的位置；对应位置确定单元，根据所述运动参数以及计算的位置确定微透镜在所述照片 中的对应位置；第一映射位置确定单元，通过结构光图像的解码确定所述对应位置在二维 显示屏上的第一映射位置；第二映射位置确定单元，根据所述运动参数以及计算的位置确 定所述对应位置在二维显示屏上的第二映射位置；参数优化单元，通过第一映射位置和第 二映射位置对初始的误差参数进行优化；误差计算单元，基于优化后的误差参数计算微透 镜阵列的误差值。
[0020] 可选地，第二映射位置确定单元根据所述运动参数确定所述拍摄设备的光心位 置，计算所述对应位置在所述拍摄设备的成像平面上的成像位置，计算光心位置和成像位 置的连线与二维显示屏的交点作为第二映射位置。
[0021] 可选地，参数优化单元通过最小化第一映射位置和第二映射位置之间的位置差异 来对初始的误差参数进行优化。
[0022] 可选地，参数优化单元包括：距离获取单元，针对微透镜阵列中的预定数量的微透 镜中的每个微透镜，计算第一映射位置与第二映射位置之间的距离，从而得到预定数量的 距离，其中，所述预定数量小于或等于微透镜阵列所具有的微透镜的数量；最小化单元，通 过使得所述预定数量的距离之和最小化来确定优化后的误差参数。
[0023] 可选地，微透镜的位置为微透镜的光心的位置。
[0024] 可选地，所述设备还包括：渲染单元，根据检测的微透镜阵列的误差渲染单元图像 阵列（EIA)。
[0025] 可选地，误差参数是用于表示微透镜的实际位置相对于设计位置的误差的模型的 参数。
[0026] 可选地，误差参数是微透镜的实际位置相对于设计位置的误差。
[0027]可选地，渲染单元包括：位置确定单元，根据微透镜阵列的误差计算每个微透镜的 位置；光线模型创建单元，根据计算的每个微透镜的位置建立用于渲染单元图像阵列的光 线模型；单元图像阵列渲染单元，基于建立的光线模型来渲染单元图像阵列。
[0028] 可选地，光线模型创建单元包括：初始化单元，初始化二维显示屏的像素所映射到 的微透镜；更新单元，基于每个微透镜更新二维显示屏的像素所映射到的微透镜，其中，更 新单元包括投影单元、窗口创建单元和局部更新单元，在基于任意一微透镜更新二维