CN102116932B - 光学图像放大装置和图像显示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光学图像放大领域，特别涉及一种光学图像放大装置。该光学图像放大装置，该装置包括用于设置在显示器件上的偏心微透镜阵列，该偏心微透镜阵列的每个偏心微透镜的口径大小与该显示器件的一个或多个像素大小一致，或者多个微透镜的口径与一个像素大小一致，且每个偏心微透镜中心位置与该显示器件的一个或多个像素中心位置一致，或者多个微透镜的中心位置与该显示器件的一个像素中心位置一致。该装置能够实现大面积光学图像的放大，并且能够保证放大图像的清晰度和显示器件的轻薄化。此外本发明还公开了具有该装置的图像显示系统。

Description

光学图像放大装置和图像显示系统
技术领域
本发明属于光学图像放大领域，特别涉及一种光学图像放大装置和具有该装置的图像显示系统。
背景技术
如何将一大面积的显示图像进行光学放大成为研究热点。一般的光学图像放大手段是用光学透镜将图像放大，光学图像与透镜之间有一定距离，并且光学透镜口径要比光学图像大很多。对于大面积的光学图像，用这种常规的手段进行光学放大不利于显示器件的轻薄化。虽然用菲涅尔透镜来放大大面积的光学图像是比较可行的方法，但是它对图像显示器件的要求比较高，要求图像显示器件发出的光线为准直光，否则像素之间会有交叠杂散，很难保证放大图像的清晰度。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种光学图像放大装置和图像显示系统，使其能够实现大面积光学图像的放大，并且能够保证放大图像的清晰度和显示器件的轻薄化。
为解决上述技术问题，本发明采用的第一技术方案是：
一种光学图像放大装置，该装置包括用于设置在显示器件上的偏心微透镜阵列，该偏心微透镜阵列的每个偏心微透镜的口径大小与该显示器件的一个或多个像素大小一致，或者多个微透镜的口径与一个像素大小一致，且每个偏心微透镜中心位置与该显示器件的一个或多个像素中心位置一致，或者多个微透镜的中心位置与该显示器件的一个像素中心位置一致。
作为第一技术方案的改进之一：所述偏心微透镜阵列的排布方式为偏心微透镜的偏心量自阵列中间向四周逐渐增加。即位于阵列的偏心微透镜的偏心量由里向外逐渐增加。而且每个偏心微透镜的偏心量是由每个像素的放大倍数决定的，对应边缘像素的偏心微透镜将边缘像素的光束折射位移到屏幕的边缘。
为解决上述技术问题，本发明采用的第二技术方案是：
一种图像显示系统，包括显示器件、光学图像放大装置和屏幕，其中：所述光学图像放大装置为第一技术方案或其改进方案所述的光学图像放大装置，且所述光学图像放大装置紧贴叠放在所述显示器件上，屏幕设置在光学图像放大装置之上。
与现有技术相比，有益效果是：
（1）由于每个偏心微透镜显示器件的一个或多个像素大小一致，且每个偏心微透镜中心位置与该显示器件的一个或多个像素中心位置一致，使得当偏心微透镜阵列紧贴图像显示器件叠放时，像素发出的光线束只能进入对应的偏心微透镜，在某个位置产生一定的收敛，因此相邻像素的光束在屏幕上不会产生交叠。该位移阵列使得光线束既有一定的位移，又保证相邻光线束之间不会有杂散，在屏幕上得到了光学图像的清晰放大像。
（2）偏心微透镜阵列不仅可以清晰地实现图像的光学放大，而且整体的厚度也较小，再加上偏心微透镜阵列是紧贴图像显示器件放置，因此使得显示器件的轻薄化得到保证。
（3）此外，偏心微透镜阵列紧贴显示器件的屏幕，使得偏心微透镜阵列定位精度容易得到保证，不容易发生变形。
附图说明
图1是本发明的光学图像放大装置的原理示意图；
图2是本发明的光学图像放大装置的单个偏心微透镜的剖视图；
图3是本发明的光学图像放大装置的放大效果示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施方式的光学图像放大装置包括偏心微透镜阵列2，当把光学图像放大装置2紧贴叠放到显示器件1上时，可以构成图像显示系统。且该偏心微透镜阵列2的每个偏心微透镜的口径大小与显示器件1的一个或多个像素大小一致，每个偏心微透镜中心位置与该显示器件1的一个或多个像素中心位置一致。该偏心微透镜阵列2的排布方式为偏心微透镜的偏心量自阵列中间向四周逐渐增加。也就是说位于偏心微透镜阵列2的偏心微透镜的偏心量由里向外逐渐增加。而且每个偏心微透镜的偏心量是由每个像素的放大倍数决定的，对应边缘像素的偏心微透镜将边缘像素的光束折射位移到屏幕3的边缘。
如图2所示，偏心微透镜大致呈球冠状，该球冠可以大于或小于半球，且该球冠被切除部分的切除面大致垂直于该球冠的底面。
如图3所示，显示器件1每一像素的发出的光束将会进入对应偏心微透镜，由于每个偏心微透镜的折射作用，因此在屏幕3上各个像素的投射光束会产生一定方向的位移。每个偏心微透镜的偏心量是由每个像素的放大倍数决定，其中对应边缘像素的偏心微透镜将边缘像素的光束折射位移到屏幕的边缘。由此，每个像素发出的光线束都经过对应的每个微透镜折射，产生一定的收敛，使得投射到屏幕上的光线束之间不会交叠。最终使得整幅图像被清晰地放大在屏幕上，并且由于屏幕3的散射作用，使得图像观测视角变大。
此外，由于微透镜阵列是紧贴图像显示器件放置，不会影响显示器件的轻薄化，同时对于微透镜阵列的安装固定都有帮助。

Claims (3)

1. 一种光学图像放大装置，其特征在于：该装置包括用于设置在显示器件上的偏心微透镜阵列，该偏心微透镜阵列的每个偏心微透镜的口径大小与该显示器件的一个或多个像素大小一致，或者多个微透镜的口径与一个像素大小一致，且每个偏心微透镜中心位置与该显示器件的一个或多个像素中心位置一致，或者多个微透镜的中心位置与该显示器件的一个像素中心位置一致。
2. 根据权利要求1所述的光学图像放大装置，其特征在于：所述偏心微透镜阵列中偏心微透镜的偏心量自阵列中间向四周逐渐增加。
3. 一种图像显示系统，包括显示器件、光学图像放大装置和屏幕，其特征在于：所述光学图像放大装置为权利要求1或2所述的光学图像放大装置，且所述光学图像放大装置紧贴叠放在所述显示器件上，屏幕设置在光学图像放大装置之上。
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