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电子工程代写|三维成像代写Three-Dimensional Imaging代考|Integral Imaging with Point Light Source Array
The earliest 3-D/2-D convertible method uses a point light source array and a polymer-dispersed liquid crystal (PDLC) $[15,17]$. The PDLC is a kind of active diffuser that can be both diffusive and transparent according to the voltage application. In the PDLC, the liquid crystal droplets are randomly arranged in the polymer. With no voltage applied, the directions of LCs in LC droplets do not have uniformity. The light through the PDLC is scattered by those droplets. If voltage is applied, the LCs in LC droplets are arranged into a uniform direction and the PDLC becomes transparent. The earliest 3-D/2-D convertible methods used a collimated light [15]. A 2-D lens array is used to form a point light source array in Fig. 4.7. If the PDLC plane, that is attached to the lens array, scatters light, then it destroys the collimated light and no point light source array is formed. This case can be used for the 2-D display mode. Therefore, electrical 3-D/2-D conversion is possible by controlling the PDLC.
In this section, we introduce a 2-D/3-D convertible system using a lightemitting diode (LED) array. LEDs are currently being used for backlight units of 2-D LCD systems. LEDs can also be used for 2-D/3-D convertible integral imaging systems with reduced thickness as compared with the previous method. The basic concept of the system is that each mode of either 2-D or 3-D uses different combinations of LED arrays [18]. Figure $4.8$ shows the concept of the proposed system. The backlight is constructed by two kinds of LEDs – one kind for the 3-D mode and the other for the 2-D mode. The diffuser is placed in front of each LED used for the 2-D mode. The backlight for the 3-D mode comes out from the apertures (not passing through the diffuser) in front of the LEDs used in the 3-D mode. An LCD is used to modulate the backlight in the form of a 2-D image or elemental images for a 3-D display. In the 3-D display mode, the LEDs for the 3 – $\mathrm{D}$ mode are emitting lights. The lights diverge through the apertures and go through the display panel. A lens array can also be inserted between the LEDs and LCD so that the number of point light sources becomes larger than the number of 3-D mode LEDs. For example, $2 N \times 2 N$ uniformly distributed point light sources can be generated using a lens array consisting of $N \times N$ elemental lenses. In the 2-D display mode, the LEDs for the 2-D mode are illuminating and the light goes through the diffusers which are placed in front of the LEDs. Then, the light is diffused and used as a backlight for the LCD that displays 2-D images.
电子工程代写|三维成像代写Three-Dimensional Imaging代考|Integral Imaging Using a Pinhole Array on a Polarizer
A proposed improvement over the above methods, especially for the thickness of a system, is a method using a pinhole array fabricated on a polarizer (PAP) [19]. In the PDLC method, the point light sources are generated through the lens array and high optical efficiency can be acquired. However, a gap is needed to form the point light source. This gap increases the thickness. The method explained here reverses the advantages and disadvantages of the PDLC method – it has a low optical efficiency, but thin system thickness. The key device of the method is the PAP. According to the polarization of the light, the PAP can become either a pinhole array for the 3-D mode or a transparent sheet for the 2-D mode. Using this property, a point light source array is generated from the pinholes in the 3-D mode; whereas, it vanishes in the 2-D mode. 3-D/2-D conversion is possible by changing the polarization state of the backlight unit. The structure of the PAP system is shown in
Fig. $4.9[19]$. As shown in the figure, the system is composed of an LCD panel, the PAP, a polarization switcher which is a single LCD cell, and a backlight unit. If the polarization switcher is adjusted so that the polarization of light incident on the PAP is orthogonal to the polarizer direction of the PAP panel, only the light that comes through the pinholes survives and forms a point light source array. On the other hand, if the polarization of light is set to the polarizer direction of the PAP panel, then the light transmits through the whole PAP plane and forms a planar light source for the 2-D display. Figure $4.10$ shows experimental results.
With the above principle, the PAP method has the following advantages and a disadvantage.
电子工程代写|三维成像代写Three-Dimensional Imaging代考|Integral Imaging with Point Light Source Array
最早的 3-D/2-D 可转换方法使用点光源阵列和聚合物分散液晶 (PDLC)[15,17]. PDLC是一种有源漫射体，根据施加的电压，既可以漫射又可以透明。在 PDLC 中，液晶滴随机排列在聚合物中。在没有施加电压的情况下，LC 液滴中 LC 的方向不均匀。通过 PDLC 的光被这些液滴散射。如果施加电压，则 LC 液滴中的 LC 排列成均匀的方向，PDLC 变得透明。最早的 3-D/2-D 可转换方法使用准直光 [15]。二维透镜阵列用于形成图 4.7 中的点光源阵列。如果连接到透镜阵列的 PDLC 平面散射光，则它会破坏准直光，并且不会形成点光源阵列。这种情况可以用于二维显示模式。所以，
在本节中，我们将介绍使用发光二极管 (LED) 阵列的 2-D/3-D 可转换系统。LED 目前用于 2-D LCD 系统的背光单元。LED 也可用于 2-D/3-D 可转换集成成像系统，与以前的方法相比，其厚度减小。该系统的基本概念是 2-D 或 3-D 的每种模式使用 LED 阵列的不同组合 [18]。数字4.8显示了拟议系统的概念。背光由两种 LED 构成——一种用于 3-D 模式，另一种用于 2-D 模式。扩散器放置在用于 2-D 模式的每个 LED 的前面。3-D 模式的背光来自 3-D 模式中使用的 LED 前面的孔（不通过漫射器）。LCD 用于调制 2-D 图像或 3-D 显示的元素图像形式的背光。在 3-D 显示模式下，LED 为 3 –D模式正在发光。光通过孔发散并穿过显示面板。还可以在 LED 和 LCD 之间插入透镜阵列，使点光源的数量大于 3-D 模式 LED 的数量。例如，2ñ×2ñ可以使用由以下组成的透镜阵列生成均匀分布的点光源ñ×ñ元素镜片。在 2-D 显示模式中，2-D 模式的 LED 发光，光线穿过位于 LED 前面的漫射器。然后，光被漫射并用作显示二维图像的 LCD 的背光。
电子工程代写|三维成像代写Three-Dimensional Imaging代考|Integral Imaging Using a Pinhole Array on a Polarizer
对上述方法提出的改进，特别是对于系统厚度的改进，是一种使用在偏振器 (PAP) 上制造的针孔阵列的方法 [19]。在 PDLC 方法中，通过透镜阵列产生点光源，可以获得较高的光学效率。然而，形成点光源需要间隙。这个间隙增加了厚度。这里解释的方法颠倒了 PDLC 方法的优点和缺点——它的光学效率低，但系统厚度薄。该方法的关键设备是PAP。根据光的偏振，PAP 可以成为 3-D 模式的针孔阵列或 2-D 模式的透明片。使用该属性，在 3-D 模式下从针孔生成点光源阵列；然而，它在二维模式下消失。通过改变背光单元的偏振状态，可以实现 3-D/2-D 转换。PAP系统的结构如图所示
如图。4.9[19]. 如图所示，该系统由 LCD 面板、PAP、作为单个 LCD 单元的偏振切换器和背光单元组成。如果调整偏振开关，使入射到 PAP 上的光的偏振方向与 PAP 面板的偏振器方向正交，则只有通过针孔的光才能存活并形成点光源阵列。另一方面，如果将光的偏振设置为PAP面板的偏光板方向，那么光会穿过整个PAP平面，形成二维显示器的平面光源。数字4.10显示实验结果。
基于上述原理，PAP法具有以下优点和缺点。
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