CN205809442U

CN205809442U - 一种宽视角的集成成像3d显示装置

Info

Publication number: CN205809442U
Application number: CN201620679629.8U
Authority: CN
Inventors: 吴非; 樊为
Original assignee: Chengdu Technological University CDTU
Current assignee: Chengdu Technological University CDTU
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2026-06-30

Abstract

本实用新型公开了一种宽视角集成成像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

一种宽视角的集成成像3D显示装置

技术领域

本实用新型涉及集成成像3D显示，特别涉及一种宽视角的集成成像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：

θ = 2 \arctan [\frac{p}{2 f} - \frac{(m - 1) p}{2 l}]

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。

实用新型内容

本实用新型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。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种宽视角的集成成像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，本实用新型的有益效果：提供了一种宽视角的集成成像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。采用宽视角的集成成像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为本实用新型宽视角的集成成像3D显示装置；

图3为本实用新型宽视角的集成成像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.本实用新型的微图像阵列。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

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：

θ = 2 \arctan [\frac{p}{2 f} - \frac{(m - 1) p}{2 l}]

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。

本实施例提供了一种宽视角的集成成像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，

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H_i为：

\{\begin{matrix} H_{i} = p {(\frac{l + f}{l - f})}^{[c e i l (\frac{m}{2}) - i]} & 1 \leq i \leq \frac{m}{2} \\ H_{i} = p {(\frac{l + f}{l - f})}^{[i - f l o o r (\frac{m}{2}) - 1]} & \frac{m}{2} < i \leq m \end{matrix}

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，所述宽视角的集成成像3D显示装置的水平观看视角θ为：

θ = 2 \arctan (\frac{p}{2 f})

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：

θ = 2 \arctan (\frac{p}{2 f})

得到本实用新型所述宽视角的集成成像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°。因此本实用新型所述宽视角的集成成像3D显示装置实现了宽视角集成成像3D显示。

作为本实施例中，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。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种宽视角的集成成像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，

2.根据权利要求1所述宽视角的集成成像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。