CN105911713B - 一种基于渐变节距微透镜阵列的集成成像3d显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于渐变节距微透镜阵列的集成成像3D显示装置，包括用于显示微图像阵列的显示屏和渐变节距微透镜阵列，所述渐变节距微透镜阵列中，位于同一列的透镜元其水平节距相同；位于同一行的透镜元其垂直节距相同，其水平节距从行中心到行边缘逐渐增大；所述微图像阵列中图像元的水平节距和垂直节距分别与其对应的透镜元的水平节距和垂直节距相同。采用渐变节距微透镜阵列的集成成像3D显示装置成像时，水平观看视角与微图像阵列中图像元的数目无关，从而实现集成成像3D显示装置的水平观看视角增大。

Description

一种基于渐变节距微透镜阵列的集成成像3D显示装置
技术领域
本发明涉及集成成像3D显示，特别涉及一种基于渐变节距微透镜阵列的集成成像3D显示装置。
背景技术
集成成像3D显示技术是一种无需任何助视设备的真3D显示技术。该技术具有裸眼观看的特点，其记录和显示的过程相对简单，且能显示全视差和全真色彩的立体图像，是目前3D显示技术中的热点技术之一。但是，目前的集成成像3D显示装置仍然存在观看视角窄等缺点，从而限制了它的实际应用。
在集成成像3D显示中，观看视区是所有图像元的成像区域的公共部分。如图1所示，在观看距离l处，传统的集成成像3D显示的水平观看视角θ为：
其中，p为图像元的水平节距，f为透镜元的焦距，m为微图像阵列水平方向上图像元的数目。在传统的集成成像3D显示中，水平观看视角与微图像阵列中图像元的数目成反比。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中现有集成成像3D显示装置存在观看视角窄的问题，提供了一种具有更宽水平视角的集成成像3D显示装置。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种基于渐变节距微透镜阵列的集成成像3D显示装置，包括显示屏和渐变节距微透镜阵列；所述显示屏用于显示微图像阵列；所述渐变节距微透镜阵列放置在所述显示屏前方，所述微图像阵列中的图像元通过所述渐变节距微透镜阵列中的透镜元重建3D场景；其中，
所述渐变节距微透镜阵列中，位于同一列的透镜元其水平节距相同；位于同一行的透镜元其垂直节距相同，其水平节距从行中心到行边缘逐渐增大；
所述微图像阵列中的图像元与所述渐变节距微透镜阵列中的透镜元一一对应，所述图像元的水平节距和垂直节距分别与其对应的透镜元的水平节距和垂直节距相同。
优选的，所述渐变节距微透镜阵列中第i列透镜元的水平节距Hi为：
其中，ceil()是向上取整，floor()是向下取整，i是小于或等于m的正整数，p为位于渐变节距微透镜阵列中心位置的透镜元的水平节距，l为观看距离，f为透镜元的焦距，m为渐变节距微透镜阵列中水平方向上透镜元的个数。
优选的，所述基于渐变节距微透镜阵列的集成成像3D显示装置的水平观看视角θ为：
其中，p为位于渐变节距微透镜阵列中心位置的透镜元的水平节距，f为透镜元的焦距。
优选的，所述显示屏为液晶显示屏、等离子显示屏和有机电致发光显示屏中之一。
与现有技术相比，本发明的有益效果：提供了一种基于渐变节距微透镜阵列的集成成像3D显示装置，所述渐变节距微透镜阵列中，位于同一列的透镜元其水平节距相同，位于同一行的透镜元其垂直节距相同，其水平节距从行中心到行边缘逐渐增大；所述微图像阵列中图像元的水平节距和垂直节距分别与其对应的透镜元的水平节距和垂直节距相同。采用基于渐变节距微透镜阵列的集成成像3D显示装置成像时，水平观看视角与微图像阵列中图像元的数目无关，从而实现集成成像3D显示装置的水平观看视角增大。
附图说明
图1为现有微透镜集成成像3D显示装置成像的水平观看视角示意图；
图2为本发明基于渐变节距微透镜阵列的集成成像3D显示装置；
图3为本发明基于渐变节距微透镜阵列的集成成像3D显示装置的水平观看视角示意图；
图中标记：1.显示屏，2.传统的微透镜阵列，3.渐变节距微透镜阵列，4.本发明的微图像阵列。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
如图1所示，在现有的集成成像3D显示中，观看视区是所有图像元的成像区域的公共部分。在观看距离l处，传统的集成成像3D显示的水平观看视角θ为：
其中，p为图像元的水平节距，f为透镜元的焦距，m为微图像阵列水平方向上图像元的数目。在传统的集成成像3D显示中，观看视角与微图像阵列中图像元的数目成反比。
本发明提供了一种基于渐变节距微透镜阵列的集成成像3D显示装置，如图2所示，包括显示屏和渐变节距微透镜阵列；所述显示屏用于显示微图像阵列；所述渐变节距微透镜阵列放置在所述显示屏前方，所述微图像阵列中的图像元通过所述渐变节距微透镜阵列中的透镜元重建3D场景；其中，
所述渐变节距微透镜阵列中，位于同一列的透镜元其水平节距相同；位于同一行的透镜元其垂直节距相同，其水平节距从行中心到行边缘逐渐增大；
所述微图像阵列中的图像元与所述渐变节距微透镜阵列中的透镜元一一对应，所述图像元的水平节距和垂直节距分别与其对应的透镜元的水平节距和垂直节距相同。
具体的，所述渐变节距微透镜阵列中第i列透镜元的水平节距Hi为：
其中，ceil()是向上取整，floor()是向下取整，i是小于或等于m的正整数，p为位于渐变节距微透镜阵列中心位置的透镜元的水平节距，l为观看距离，f为透镜元的焦距，m为渐变节距微透镜阵列中水平方向上透镜元的个数。
具体的，在最佳观看位置l处，所述基于渐变节距微透镜阵列的集成成像3D显示装置的水平观看视角θ为：
其中，p为位于渐变节距微透镜阵列中心位置的透镜元的水平节距，f为透镜元的焦距。
在实际应用中，所述微图像阵列与渐变节距微透镜阵列均包含11×11个单元，其中，水平方向上11个单元，垂直方向上11个单元，位于渐变节距微透镜阵列中心位置的透镜元的节距为p＝5mm，透镜元的焦距为f＝5mm，观看距离为l＝105mm，则第1～11列透镜元的水平节距分别为8.05255mm、7.3205mm、6.655mm、6.05mm、5.5mm、5mm、5.5mm、6.05mm、6.655mm、7.3205mm、8.05255mm。根据公式：
得到本发明所述基于渐变节距微透镜阵列的集成成像3D显示装置的水平观看视角为54°；而透镜元节距为5mm的传统集成成像3D显示的水平观看视角为30°。因此本发明所述基于渐变节距微透镜阵列的集成成像3D显示装置实现了宽视角集成成像3D显示。
在本发明中，所述显示屏可以为液晶显示屏、等离子显示屏和有机电致发光显示屏中之一。

Claims (2)

1.一种基于渐变节距微透镜阵列的集成成像3D显示装置，其特征在于，包括显示屏和渐变节距微透镜阵列；所述显示屏用于显示微图像阵列；所述渐变节距微透镜阵列放置在所述显示屏前方，所述微图像阵列中的图像元通过所述渐变节距微透镜阵列中的透镜元重建3D场景；其中，
所述渐变节距微透镜阵列中，位于同一列的透镜元其水平节距相同；位于同一行的透镜元其垂直节距相同，其水平节距从行中心到行边缘逐渐增大；
所述微图像阵列中的图像元与所述渐变节距微透镜阵列中的透镜元一一对应，所述图像元的水平节距和垂直节距分别与其对应的透镜元的水平节距和垂直节距相同；
所述基于渐变节距微透镜阵列的集成成像3D显示装置的水平观看视角θ为：
所述渐变节距微透镜阵列中第i列透镜元的水平节距Hi为：
其中，ceil()是向上取整，floor()是向下取整，i是小于或等于m的正整数，p为位于渐变节距微透镜阵列中心位置的透镜元的水平节距，l为观看距离，f为透镜元的焦距，m为渐变节距微透镜阵列中水平方向上透镜元的个数。
2.根据权利要求1所述的基于渐变节距微透镜阵列的集成成像3D显示装置，其特征在于，所述显示屏为液晶显示屏、等离子显示屏和有机电致发光显示屏中之一。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105911713B (zh) * 2016-06-30 2018-07-03 成都工业学院 一种基于渐变节距微透镜阵列的集成成像3d显示装置
CN108513125B (zh) * 2018-06-09 2023-08-25 成都工业学院 一种基于障壁的集成成像3d显示装置
CN113031301B (zh) * 2021-04-01 2022-11-08 成都航空职业技术学院 宽视角和高光学效率一维集成成像3d显示方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105929553A (zh) * 2016-06-28 2016-09-07 成都工业学院 基于渐变节距微透镜阵列的集成成像双视3d显示方法
CN205809441U (zh) * 2016-06-28 2016-12-14 成都工业学院 基于渐变节距微透镜阵列的集成成像双视3d显示装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102004323B (zh) * 2010-09-25 2012-05-23 四川大学 一种增大观看视角的会聚式集成成像立体显示方法及其装置
KR20120090507A (ko) * 2011-02-08 2012-08-17 엘지디스플레이 주식회사 집적 영상 방식의 입체 영상 표시 장치
JP5836821B2 (ja) * 2012-01-30 2015-12-24 オリンパス株式会社 撮像装置
CN102955302B (zh) * 2012-10-12 2015-05-27 华映视讯（吴江）有限公司 立体显示装置
CN103197426B (zh) * 2013-04-15 2015-02-18 四川大学 一种基于渐变孔径针孔阵列的集成成像3d立体显示装置
KR101771912B1 (ko) * 2014-09-05 2017-08-28 인텔 코포레이션 화상 프로젝터 및 광학 조립체
CN105301787B (zh) * 2015-11-26 2017-06-09 成都工业学院 一种宽视角集成成像3d显示装置
CN105487243B (zh) * 2016-01-21 2018-04-03 刘红 基于障壁和渐变孔径狭缝光栅的一维集成成像3d显示装置
CN205809442U (zh) * 2016-06-30 2016-12-14 成都工业学院 一种宽视角的集成成像3d显示装置
CN105911713B (zh) * 2016-06-30 2018-07-03 成都工业学院 一种基于渐变节距微透镜阵列的集成成像3d显示装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105929553A (zh) * 2016-06-28 2016-09-07 成都工业学院 基于渐变节距微透镜阵列的集成成像双视3d显示方法
CN205809441U (zh) * 2016-06-28 2016-12-14 成都工业学院 基于渐变节距微透镜阵列的集成成像双视3d显示装置

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