CN112083579B - 用于显示立体光场的薄膜结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于立体图像显示的薄膜结构。该薄膜结构包括本体、光场图像层和针孔阵列屏蔽层，针孔阵列屏蔽层和光场图像层间隔地设在本体上，针孔阵列屏蔽层位于光场图像层和可视范围之间，光场图像层用于显示立体图像；针孔阵列屏蔽层包括多个可透光的针孔区，相邻针孔区的间距随着远离可视范围在水平或垂直至少一个单调递增，使得可视范围通过任意两相邻的针孔区在光场图像层上的投影区域没有重叠。本发明提出了一种薄膜结构，可以三维立体显示二维图像，并且使人们通过裸眼即可从各个角度观看该三维立体图像。

Description

用于显示立体光场的薄膜结构

技术领域

本发明涉及裸眼立体视觉领域，特别涉及一种用于显示立体光场的薄膜结构。

背景技术

人们对于能实际观看立体影像一直抱有强烈的期待。目前的立体电影、立体电视、VR(virtual reality)、AR(Augmented reality)等技术正是在这样的需求下逐渐出现，并在一定程度上满足了人们的要求。但这几种技术目前都需要配戴立体眼镜才能观看，而人眼对于这种立体眼镜的某些非自然因素比较敏感，长时间观看会引起不适。这种纯粹从人眼视角出发的立体成像有很多方面的局限性，实现方法并不自然。并且如VR、AR为了完成高运算量的立体视频处理，需要相当体积的高性能运算终端，相关的观看眼镜又大又重，很不方便。现有的裸眼3D显示设备，由于视角、距离等因素会严重影像到观影体验，且由于其技术本身的局限性导致其很难在多人共同观看时满足不同位置的观众的视觉感受，因此效果上远远未达到人们正常观看的要求。

人们渴望能够像科幻电影中那样自由的穿梭在虚拟现实或恢复的自然立体世界之中，但苦于没有更好的解决方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于显示立体光场的薄膜结构，可以使人们通过裸眼即可从各个角度观看该三维立体图像。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于立体图像显示的薄膜结构，所述薄膜结构包括本体、光场图像层和针孔阵列屏蔽层，所述光场图像层和针孔阵列屏蔽层间隔地设在所述本体上，所述针孔阵列屏蔽层位于所述光场图像层和所述立体光场的可视范围之间，所述光场图像层用于显示所述立体光场所对应的二维光场图像；

所述针孔阵列屏蔽层包括多个可透光的针孔区，相邻所述针孔区的间距随着远离可视范围在水平或垂直至少一个方向上单调递增，使得可视范围通过任意两相邻的针孔区在光场图像层上的投影区域没有重叠。

根据本发明的一个实施例，所述本体由单片透明片构成。

根据本发明的一个实施例，所述本体至少包括叠合在一起的第一透明片、第二透明片和第三透明片，所述第一透明片的一面上形成针孔阵列屏蔽层，在所述第二透明片的一面上形成光场图像层，所述第三透明片布置在所述第一、第二透明片之间。

根据本发明的一个实施例，确定相邻所述针孔区的间距包括：在所述针孔阵列屏蔽层上选取一基点P1，记录所述可视范围通过所述基点P1在所述光场图像层上形成投影区域A1的边界点，确定所述边界点与所述可视范围的连接线与针孔阵列屏蔽层的交点中，与基点P1距离最远的点为第二针孔区P2，依次迭代计算直至针孔区的间距达到预设值。

根据本发明的一个实施例，确定相邻所述针孔区的间距包括：定义穿过各针孔区Pi的法线平分对应针孔区的视野开角θPi，在所述针孔阵列屏蔽层上选取一基点P1，所述基点P1的视野开角至少覆盖所述可视范围，并在所述光场图像层上形成投影区域A1，在所述针孔阵列屏蔽层上确定视野开角至少覆盖所述可视范围，且在所述光场图像层上形成的投影区域与所述投影区域A1接触的点为第二针孔区P2，依次迭代计算直至针孔区的间距达到预设值。

根据本发明的一个实施例，通过以下公式计算所述预设值：

D1<＝2*L*tan(α/2)

其中，D1表示预设值，L表示针孔阵列层与可视范围的最小距离，α表示人眼视觉分辨角。

根据本发明的一个实施例，所述基点为所述可视范围的中心线与所述针孔阵列屏蔽层的交点。

根据本发明的一个实施例，所述光场图像层为二维彩色图片。

根据本发明的一个实施例，所述二维彩色图片被印到所述薄膜结构的另一面。

与现有技术相比，本发明通过在薄膜结构中形成间隔的针孔阵列屏蔽层和光场图像层，使光场图像层上的二维光场图像通过针孔阵列屏蔽层成像之后呈现出三维空间中的立体光场，该立体光场包含有充分的三维立体图像的信息，使人们通过裸眼即可从不同的角度观看到逼真的三维立体图像。可视范围通过任意两相邻的针孔区在光场图像层上的投影区域没有重叠，可以在保证观看效果的前提下，增加针孔区的个数，提高图像的分辨率，提升用户的视觉体验。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1A-1C是本发明一实施例的薄膜结构的结构示意图；

图2是本发明一实施例的薄膜结构的结构示意图；

图3是本发明一实施例的薄膜结构的针孔阵列屏蔽层上的针孔分布原理示意图；

图4A-4C是本发明一实施例的薄膜结构中确定针孔间距的方法示意图；

图5A-5C是本发明另一实施例的薄膜结构中确定针孔间距的方法示意图；

图6是本发明一实施例的薄膜结构中的针孔阵列屏蔽层的结构示意图；

图7是本发明一实施例的薄膜结构的显示效果图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

在详述本申请实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本申请保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。例如，如果翻转附图中的器件，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”或“下面”的元件的方向将改为在所述其他元件或特征的“上方”。因而，示例性的词语“下方”和“下面”能够包含上和下两个方向。器件也可能具有其他朝向(旋转 90度或处于其他方向)，因此应相应地解释此处使用的空间关系描述词。此外，还将理解，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

图1A-1C是本发明一实施例的薄膜结构的结构示意图。参考图1A所示，该薄膜结构100包括本体101、光场图像层110和针孔阵列屏蔽层120。本体 101、光场图像层110和针孔阵列屏蔽层120呈矩形。在本体101相对的两面分别形成光场图像层110和针孔阵列屏蔽层120。换言之，光场图像层110和针孔阵列屏蔽层120形成在薄膜结构100的正反两面。薄膜结构100具有一定的厚度S，相当于光场图像层110和针孔阵列屏蔽层120之间的距离。在一些实施例中，光场图像层110和针孔阵列屏蔽层120也可以间隔形成在本体101 中而非表面，此时它们的距离可以为S。

本发明并不用于限制所示结构的厚度和形状。在其他的实施例中，光场图像层110和针孔阵列层120可以具有其他的厚度(厚度的范围可以在0.1～20mm 之间)，也可以是其他的形状，如圆形、椭圆形、方形等。在其他的实施例中，光场图像层110和针孔阵列层120的大小和形状都可以不同。

光场图像层110用于显示光场图像。该光场图像为一二维图像。该二维图像是经过特殊组织的二维图像，包含三维物体模型的不同视角的图像信息。该二维图像可以是平面图像，也可以是曲面图像。在一些实施例中，该光场图像层的光场图像为二维彩色图像。优选地，二维彩色图片可以通过印刷方式被印到薄膜结构100的另一面。

光场图像层110为被动发光层。光源可以独立于本发明实施例的薄膜结构 100而存在。本发明对光源不做特殊限制，可以使用任何本领域技术人员可以想到的光源。在一些实施例中，作为被动发光层的光场图像层110可以通过透光、反射或散射等方式被动的发光。

参考图1B所示，针孔阵列屏蔽层120上包括多个针孔区，如图1B中针孔阵列屏蔽层120上的点所示，该多个针孔区呈阵列方式按照一定的规律分布在针孔阵列屏蔽层120上。光线穿过每个针孔区会向一定的立体角度范围内展开。

在图1A、1B所示的实施例中，该针孔阵列屏蔽层120为一薄层，其上用白色点表示可透光的针孔，针孔之外的部分用黑色表示不透光。该针孔区由透光材料构成，而不是实际意义上穿透该薄层的通孔。例如，可以是在透光材料上附加不透光材料制成，或者直接由不透光材料构成。

从光场图像层110发出的光线，使光场图像层110所显示的二维立体图像透过针孔阵列屏蔽层120上的针孔区，在不同方向上给出相关而不相同的光线，从而在空间里模拟三维虚拟物体发出的光场，实现对应于该二维立体图像的立体显示。

在一些实施例中，调整薄膜结构100的厚度S，用于优化本发明的薄膜结构100所显示的三维虚拟图像。

在本发明的实施例中，针孔阵列屏蔽层120上的相邻针孔的间距随着远离可视范围在水平或垂直至少一个方向单调递增，使得可视范围通过任意两相邻的针孔在光场图像层上的投影区域没有重叠。可视范围通过任意两相邻的针孔区在光场图像层上的投影区域没有重叠，可以在保证观看效果的前提下，增加针孔区的个数，提高图像的分辨率，提升用户的视觉体验。

在本发明的实施例中，本体101由单层透明片构成。光场图像层110和针孔阵列屏蔽层120形成在单层透明片的正反两面。单层透明片具有厚度S，该厚度S相当于光场图像层110到针孔阵列屏蔽层120之间的距离。作为举例而非限制，本体101也可以由多层透明片构成，后文将具体描述具有多层透明片的薄膜结构100。

图2是本发明一实施例的薄膜结构的结构示意图。该本体101至少包括叠合在一起的第一透明片161、第二透明片162和第三透明片163。在第一透明片161的一面上形成针孔阵列屏蔽层120，在第二透明片162的一面上形成光场图像层110，第三透明片163布置在第一、第二透明片161、162之间，形成一整体的薄膜结构100。优选的，光场图像层110和针孔阵列屏蔽层120布置在薄膜结构100的正反两面，即将光场图像层110和针孔阵列屏蔽层120布置在远离第三透明片163的一侧。第三透明片163的厚度为S，相当于光场图像层110和针孔阵列屏蔽层120之间的距离。

在本发明的实施例中，本体101由三层透明片构成。容易理解的，其中的第三透明片163可以替换为二片或更多片叠合在一起的透明片，或者直接取消第三透明片163，只要将光场图像层110和针孔阵列屏蔽层120形成在第一透明片161、第二透明片162的相对外侧，使光场图像层110到针孔阵列屏蔽层 120保持在厚度S即可获得薄膜结构100。换言之，薄膜结构100的本体101 可以由一个或多个透明片构成。

图3是本发明一实施例的薄膜结构的针孔阵列屏蔽层上的针孔分布原理示意图。图2所示的视角为薄膜结构100的侧视视角。从该视角可以分别示出光场图像层110和针孔阵列屏蔽层120的侧面。在图3所示的示例中，薄膜结构的厚度为S。

参考图3所示，用一个虚线围成的矩形表示可视范围140，该可视范围140 表示在本发明的应用场景中，人们能够观察到三维虚拟图像的所有空间范围。图3所示为便于理论计算的示例，并不用于限制该可视范围140的形状和大小范围。针孔阵列屏蔽层120位于光场图像层110和可视范围140之间。在其他的实施例中，可视范围140可以是其他的任意形状和大小，例如圆形、椭圆形等。如图2所示，该可视范围140与针孔阵列屏蔽层120面向该可视范围140 一侧的外表面的最近距离为L。

参考图3所示，针孔阵列屏蔽层120上的多个短横杠用于表征针孔阵列屏蔽层120上的多个针孔区130的位置。相邻针孔区之间的间距为d。

在图3所示的实施例中，假设将针孔区131作为一基点P1，则针孔阵列屏蔽层120上的多个针孔区之间的间距随着远离可视范围140在垂直向上的方向上逐渐增加。假设，针孔区132与针孔区131的间距为d₁，针孔区133与针孔区132的间距为d₂，依次类推，则针孔区13n与位于其下面相邻的针孔区之间的间距为d_n-1，则这些间距应满足下面的式子：

d₁<＝d₂<＝…<＝d_n-1 (1)

类似地，以针孔131区作为基点P1，针孔阵列屏蔽层120上的多个针孔区之间的间距随着远离可视范围140在水平方向上沿其一端的延伸方向上单调递增。

在其他的实施例中，针孔阵列屏蔽层120上的多个针孔区之间的间距随着远离可视范围140在垂直和/或水平方向上沿着其两端的延伸方向逐渐增加。

图4A-4C是本发明一实施例的薄膜结构中确定针孔区间距的方法示意图。其中所示的针孔阵列屏蔽层120为图2中的局部区域R的放大图。参考图4A 所示，假设可视范围140包含在由V1、V2、V3和V4四个边界点所围成的空间范围内。针孔区131作为基点P1。光从可视范围140发出并通过作为基点 P1的针孔区131，在光场图像层110上形成投影区域A1。相应地，从光场图像层110上的投影区域A1发出的光，通过基点P1处的针孔区131向外传播，可以被位于可视范围140内的人眼捕捉到。

如图4A所示，该投影区域A1在光场图像层110的垂直方向上具有两个边界点TP1和BP1。该两个边界点仅用于示意该投影区域A1在光场图像层110 的垂直方向上的范围，并不代表实际意义上的点。在本实施例中，投影区域A1 可以为矩形，相应地，TP1和BP1可以表示沿图1C 中所示的光场图像层110的水平方向上的两条直线。在其他的实施例中，投影区域A1可以是任意不规则的形状，例如圆形、椭圆形等，相应地，TP1和BP1可以表示在光场图像层110 上某一不规则区域上的点，例如圆形区域的圆周上的两个点。

如图4B所示，以边界点TP1为例，在边界点TP1与可视范围140之间可以画出若干条连接线，这些连接线都穿过针孔阵列屏蔽层120并与针孔阵列屏蔽层120相交，在边界点TP1与可视范围140的所有连接线中是距离基点P1 最远的点为P2，将该交点P2确定为第二针孔区P2。

参考图4C所示，光从可视范围140发出通过第二针孔区P2，在光场图像层110上形成投影区域A2。相应地，从光场图像层110上的投影区域A2发出的光，通过第二针孔区P2向外传播，可以被位于可视范围140内的人眼捕捉到。该投影区域A2与投影区域A1之间没有重叠。

按照确定第二针孔区P2的方法，可以沿着垂直或水平至少一个方向上，在针孔阵列屏蔽层120上依次迭代计算出所有针孔区的位置，直至针孔区的间距达到预设值。这些针孔区的位置设置可以使得光线从可视范围140通过任意两个相邻的针孔区在光场图像层110上的投影区域都没有重叠。另一方面，随着针孔区的位置越来越远离基点P1，相邻针孔区之间的间距会越来越大，使针孔区的分布越来越分散。

然而，对于处于可视范围140内的人眼来说，人眼能区别两发光点的最小角距离称为极限分辨角β，其倒数则为眼睛的分辨力。通常人眼可接受的视角范围在0.5分到10度之间。由于受到人眼的分辨角α的限制，本发明实施例中的针孔阵列屏蔽层120上的各个针孔区之间的间距也受到限制。可以通过以下公式计算针孔区间距的最大预设值：

D1＝2*L*tan(α/2) (2)

其中，L是可视范围140与针孔区P的最近距离。

图5A-5C是本发明另一实施例的薄膜结构中确定针孔区间距的方法示意图。

参考图5A所示，针孔区Pi为位于针孔阵列屏蔽层120上的任意一个针孔区。在此实施例中，定义穿过各针孔区Pi的法线N平分对应针孔区的视野开角θPi。该视野开角θPi位于靠近可视范围140的方向。显然，该法线N不仅将视野开角θPi从中间平分，也将可视范围140通过针孔区Pi在光场图像层110 上的投影区域A从中间平分。

可以理解的是，穿过各针孔区Pi的法线N也可以是一法平面，该法平面平分对应针孔区的视野开角θPi。

参考图5B所示，在此实施例中，首先在针孔阵列屏蔽层120上选取一基点P1，该基点P1的视野开角θP1至少覆盖可视范围140。如图4B所示，基点 P1的视野开角θP1使从基点P1处的针孔区射出的光线正好可以覆盖可视范围140。在其他的实施例中，基点P1的视野开角θP1可以覆盖的范围可以大于图 4B中所示的可视范围140。光线从可视范围140通过基点P1处的针孔区在光场图像层110上形成投影区域A1。

其次，在针孔阵列屏蔽层120上确定第二针孔区P2。该第二针孔区P2的视野开角θP2至少覆盖可视范围140，并且光线从可视范围140通过第二针孔区P2在光场图像层110上形成的投影区域A2与投影区域A1相接触。也就是说，投影区域A2与投影区域A1彼此相邻并且没有重叠，投影区域A2与投影区域A1相邻接，两个区域之间没有不被投影到的空隙。

显然光线通过第二针孔区P2及其他远离基点P1的针孔区可以覆盖到的范围都大于原始的可视范围140。

按照确定第二针孔区P2的方法，可以沿着垂直或水平至少一个方向上，在针孔阵列屏蔽层120上依次迭代计算出所有针孔区的位置，例如第三针孔区 P3等，直至针孔区的间距达到预设值。这些针孔区的位置设置可以使得光线从可视范围140通过任意两个相邻的针孔区在光场图像层110上的投影区域都没有重叠。另一方面，随着针孔区的位置越来越远离基点P1，相邻针孔区之间的间距会越来越大，使针孔区的分布越来越分散。

与图3所示的实施例类似，在此实施例中，针孔阵列屏蔽层120上的任意一个针孔区P与其邻近的其他针孔区之间的间距也应小于最大预设值D1。

并且，为了使针孔阵列屏蔽层120上所有的针孔区在光场图像层110上的投影区域之间没有交集，光场图像层110和针孔阵列屏蔽层120之间的最大距离Smax为：

Smax＝min(D1/2/tanθPi) (3)

在图3所示的实施例中，光场图像层110和针孔阵列屏蔽层120之间的距离S也应小于该最大距离Smax。

在图5B所示的实施例中，第二针孔区P2位于基点P1的上方。图5B并不用于限制各个针孔区的真实位置。在其他的实施例中，第二针孔区P2及其针孔区可以沿垂直方向位于基点P1的下方，或沿水平方向位于基点P1的周围。

图5C示出了当可视范围150为圆球形时的一实施例。参考图4C所示，基点P1的视野开角θP1使从基点P1处的针孔区射出的光线正好可以覆盖可视范围150。在其他的实施例中，基点P1的视野开角θP1可以覆盖的范围可以大于图4C中所示的可视范围150。光线从可视范围150通过基点P1处的针孔区在光场图像层110上形成投影区域A1'。在此实施例中，确定其余针孔区位置的方法与图4B所示的实施例相同。不同之处在于，对图4B所示的矩形可视范围 140来说，无论针孔区的位置如何，各个针孔区的视野开角所覆盖的范围可以由矩形可视范围140的顶点确定。例如，在图4B所示的实施例中，位于基点 P1上方的针孔区的视野范围主要由顶点V2确定。而对于图4C所示的圆形可视范围150来说，随着针孔区位置的改变，各个针孔区的视野开角所覆盖的范围不能由圆球形可视范围150上的固定点确定。例如，在图4C所示的实施例中，基点P1的视野开角θP1所覆盖的可视范围由圆形可视范围150上的W1 和W2确定；第二针孔区P2的视野开角θP2所覆盖的可视范围由圆球形可视范围150上的W3确定；第三针孔区P3的视野开角θP3所覆盖的可视范围由圆球形可视范围150上的W4确定；依次类推。显然，光线通过第二针孔区P2 及其他远离基点P1的针孔区可以覆盖到的范围都大于原始的圆形可视范围150。

在一些实施例中，图4A-4C、图5B和5C中所示的基点P1可以是可视范围140、150的中心线与针孔阵列屏蔽层120的交点。在一些实施例中，该可视范围140、150的中心线与针孔阵列屏蔽层120的交点可以位于针孔阵列屏蔽层120上的任意位置。在一些实施例中，该可视范围140、150的中心线与针孔阵列屏蔽层120的交点正好是针孔阵列屏蔽层120的中心点。

图6是本发明一实施例的薄膜结构中的针孔区阵列层的结构示意图。由图6 中的局部放大图所示，在此实施例中，在该针孔阵列屏蔽层120上，一个针孔区P与在水平方向上和垂直方向上与其相邻的其他针孔区的间距D1都是相等的。该间距D1的确定方法如前文所述。

参考图6所示，在一些实施例中，在针孔阵列屏蔽层120上的多个针孔区中，各个针孔区的孔径D2都是相同的。如图6 所示，此实施例中的针孔区为圆形，孔径D2表示该针孔区实际上允许光透过的圆形部分的直径。对于任意一个针孔区P来说，其孔径的最大值D2为：

D2＝2*S(P)*tan(α/2) (4)

tan(α/2)＝E/2/F (5)

其中，D2表示针孔区P的最大孔径，S表示对应于针孔区P光场图像层 110与针孔阵列屏蔽层120之间的距离，β表示分辨角，E表示人眼瞳距，F表示对应于针孔区P的最远观看距离。该最远观看的位置应处于本发明实施例的可视范围140之内。

在其他的实施例中，针孔区也可以是其他的形状，如椭圆形、正方形等。在这些实施例中，孔径的最大值D2可以是该针孔区的最宽处的距离，例如该椭圆形针孔区的长轴的长度等。

需要说明的是，对于针孔阵列屏蔽层120上的任意针孔区P来说，上述实施例中所涉及到的参数，包括任意一个针孔区P与其邻近的其他针孔区之间的最大间距D1、光场图像层110和针孔阵列屏蔽层120之间的最大距离Smax、孔径的最大值D2和针孔区Pi的视野开角θPi等，可以各不相同，也可以相同。

图7是本发明一实施例的薄膜结构的显示效果图。参考图7所示，光源160 通过本发明实施例的薄膜结构100，将原本位于光场图像层110上的二维图像通过针孔阵列屏蔽层120之后，立体显示在薄膜结构100的前方。人们可以通过裸眼，直接从不同的视觉角度观看到该三维图像的不同角度。本发明的薄膜结构100可以使人们通过裸眼观看到自然的立体效果，无需佩戴特殊的眼镜或其他额外的设备；当人的视角转换时，相应的可以看到该三维图像对应于该视角的图像，效果逼真。

本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (6)

1.一种用于显示立体光场的薄膜结构，所述薄膜结构包括本体、光场图像层和针孔阵列屏蔽层，所述光场图像层和针孔阵列屏蔽层间隔地设在所述本体上，所述针孔阵列屏蔽层位于所述光场图像层和所述立体光场的可视范围之间，所述光场图像层用于显示所述立体光场所对应的二维光场图像；所述光场图像层的二维光场图像是彩色的；

所述针孔阵列屏蔽层包括多个可透光的针孔区，相邻所述针孔区的间距随着远离可视范围在水平或垂直至少一个方向上单调递增，使得可视范围通过任意两相邻的针孔区在光场图像层上的投影区域没有重叠；

其中，相邻针孔区的间距由如下方式确定：在所述针孔阵列屏蔽层上选取一基点( P1)，记录所述可视范围通过所述基点( P1) 在所述光场图像层上形成投影区域( A1) 的边界点，确定所述边界点与所述可视范围的连接线与针孔阵列屏蔽层的交点中，与基点( P1)距离最远的点为第二针孔区( P2) ，依次迭代计算直至针孔区的间距达到预设值。

2.如权利要求1所述的薄膜结构，其特征在于，所述本体由单片透明片构成。

3.如权利要求1所述的薄膜结构，其特征在于，所述本体至少包括叠合在一起的第一透明片、第二透明片和第三透明片，所述第一透明片的一面上形成针孔阵列屏蔽层，在所述第二透明片的一面上形成光场图像层，所述第三透明片布置在所述第一、第二透明片之间。

4.如权利要求1所述的薄膜结构，其特征在于，通过以下公式计算所述预设值：

D1<＝2*L*tan(α/2)

其中，D1表示预设值，L表示针孔阵列层与可视范围的最小距离，α表示人眼视觉分辨角。

5.如权利要求1所述的薄膜结构，其特征在于，所述基点为所述可视范围的中心线与所述针孔阵列屏蔽层的交点。

6.如权利要求1所述的薄膜结构，其特征在于，所述光场图像层是印刷到所述本体上。

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