一种三维光场显示系统技术方案

本发明专利技术公开一种三维光场显示系统，所述系统包括：显示器、透镜阵列、全息功能屏；所述显示器用于显示预设的视差子图阵列；所述透镜阵列用于将所述预设的视差子图阵列投射到所述全息功能屏；所述全息功能屏用于提供具有全视差立体效果的光场；其中，所述透镜阵列中的透镜为具有偏心光瞳的透镜，所述透镜阵列满足如下条件：所述预设的视差子图阵列中位于第i行第j列的视差子图的中心相对于所述透镜阵列中相应位置的透镜Lij的通光圆孔的张角为U，i为不大于视差子图阵列行数的正整数，j为不大于视差子图阵列列数的正整数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显示
，具体涉及一种基于球面基底偏心光瞳菲涅尔透镜阵列的三维光场显示系统。
技术介绍
传统的基于狭缝光栅和柱透镜光栅的显示方式由于视点的限制无法提供一个连续平滑的视差，而基于高密度视点的显示方式也只能在一个较小的观看角范围内提供连续平滑的视差。多投影光场显示方式的提出解决了上述问题，它是一种基于像素的能够重构目标物体光场的显示方式，这种显示方法可以在一个较大的观看角范围内提供连续平滑的视差。然而，这种显示方式需要的设备比较复杂且又占用较大的空间。基于液晶显示器(LiquidCrystalDisplay，LCD)的光场显示方式的提出解决了上述问题，这种显示方式中，LCD上显示的每一个视差子图及其相应的成像透镜组成了一个类似于投影仪的单元，通过缩小成像透镜的通光孔径来减小因为成像透镜的像差带来的成像模糊的问题。现有的基于LCD的光场显示方式存在的问题如下：由于成像透镜的通光孔径(即通光圆孔的孔径)减小，如图1所示，对于LCD边缘部分的视差子图(如1中最左侧的视差子图)，该视差子图的中心与其相应的成像透镜中心有一偏移距离d1，成像透镜的通光孔径为D，D满足：S＝N×D，N为视差子图阵列的行数，S为视差子图阵列中同行相邻视差子图的间距，图1中D1为LCD与透镜阵列的间距，最左侧的视差子图的中心相对于透镜阵列中最左侧的透镜的通光圆孔的张角为U2，中间的视差子图的中心相对于透镜阵列中间的透镜的通光圆孔的张角为U1，U1与U2满足下式： U 1 = arctan D 2 D 1 , U 2 = 1 2 [ arctan ( d 1 + D 2 D 1 ) - arctan ( d 1 - D 2 D 1 ) ] . ]]>像面中心(即全息功能屏中心)的照度满足： E 1 = kπL sin 2 U 1 β 2 E 2 = kπL sin 2 U 2 β 2 , ]]>其中，E1为中间的视差子图的像面中心照度，E2为最左侧的视差子图的像面中心照度，k为吸收系数，β为放大倍数，L为LCD的亮度。可见，由于U2＜U1，所以E2小于E1，所以在像面上的照度被降低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有的基于LCD的光场显示方式由于成像透镜的通光孔径减小，对于LCD边缘部分的视差子图，这些视差子图中心与其相应的成像透镜中心有一定距离的偏移，所以在像面上的照度被降低了很多的问题。为此目的，第一方面，本专利技术提供一种三维光场显示系统，所述系统包括：显示器、透镜阵列、全息功能屏；所述显示器用于显示预设的视差子图阵列；所述透镜阵列用于将所述预设的视差子图阵列投射到所述全息功能屏；所述全息功能屏用于提供具有全视差立体效果的光场；其中，所述透镜阵列中的透镜为具有偏心光瞳的透镜，所述透镜阵列满足如下条件：所述预设的视差子图阵列中位于第i行第j列的视差子图的中心相对于所述透镜阵列中相应位置的透镜Lij的通光圆孔的张角为U，i为不大于视差子图阵列行数的正整数，j为不大于视差子图阵列列数的正整数。可选的，所述显示器为液晶显示器LCD，所述透镜阵列中的透镜为菲涅尔透镜。可选的，所述透镜阵列中的透镜个数由所述预设的视差子图阵列中的视差子图个数确定。可选的，所述预设的视差子图阵列中的视差子图个数为N×N，所述N为正整数，所述透镜阵列中的透镜个数也为N×N。可选的，所述透镜阵列中的透镜为不透光的方形结构，所述方形结构的中心开有一通光圆孔。可选的，所述张角满足： U = arctan D 2 D 1 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维光场显示系统，其特征在于，所述系统包括：显示器、透镜阵列、全息功能屏；所述显示器用于显示预设的视差子图阵列；所述透镜阵列用于将所述预设的视差子图阵列投射到所述全息功能屏；所述全息功能屏用于提供具有全视差立体效果的光场；其中，所述透镜阵列中的透镜为具有偏心光瞳的透镜，所述透镜阵列满足如下条件：所述预设的视差子图阵列中位于第i行第j列的视差子图的中心相对于所述透镜阵列中相应位置的透镜Lij的通光圆孔的张角为U，i为不大于视差子图阵列行数的正整数，j为不大于视差子图阵列列数的正整数。

【技术特征摘要】
1.一种三维光场显示系统，其特征在于，所述系统包括：
显示器、透镜阵列、全息功能屏；
所述显示器用于显示预设的视差子图阵列；
所述透镜阵列用于将所述预设的视差子图阵列投射到所述全息
功能屏；
所述全息功能屏用于提供具有全视差立体效果的光场；
其中，所述透镜阵列中的透镜为具有偏心光瞳的透镜，所述透
镜阵列满足如下条件：
所述预设的视差子图阵列中位于第i行第j列的视差子图的中心
相对于所述透镜阵列中相应位置的透镜Lij的通光圆孔的张角为U，
i为不大于视差子图阵列行数的正整数，j为不大于视差子图阵列列
数的正整数。
2.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述显示器
为液晶显示器LCD，所述透镜阵列中的透镜为菲涅尔透镜。
3.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述透镜阵
列中的透镜个数由所述预设的视差子图阵列中的视差子图个数确
定。
4.根据权利要求3所述的显示系统，其特征在于，所述预设的
视差子图阵列中的视差子图个数为N×N，所述N为正整数，所述
透镜阵列中的透镜个数也为N×N。
5.根据权利要求3所述的显示系统，其特征在于，所述透镜阵
列中的透镜为不透光的方形结构，所述方形结构的中心开有一通光
圆孔。
6.根据权利要求5所述的显示系统，所述张角满足：
U = arctan D 2 D 1 ; ]]>其中，D为所述通光圆孔的孔径，D1为所述显示器与所述透镜
阵列的间距。
7.根据权利要求6所述的显示系统，其特征在于，所述具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑新柱，高鑫，于迅博，颜玢玢，陈铎，王鹏，陈志东，苑金辉，王葵如，余重秀，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11