集成成像三维显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种集成成像三维显示装置，其包括：2D显示面板和位于该2D显示面板上的曲面微透镜阵列；其中，所述2D显示面板设有多个第一像素区域、多个第二像素区域和多个第三像素区域，所述曲面透镜阵列设有与多个第一像素区域对应的多个第一透镜元、与多个第二像素区域对应的多个第二透镜元、以及与多个第三像素区域对应的多个第三透镜元；所述曲面透镜阵列以中间的透镜元为中心向两侧对称排列，每侧的第一、第二和第三透镜元的焦距不同。本发明专利技术以三种不同焦距大小的透镜元为重复单元组成曲面微透镜阵列，相应透镜元的焦距大小如上述公式所示；本发明专利技术解决了集成成像3D显示系统中的窄视角和彩色莫尔条纹。

Integrated imaging three-dimensional display device

The present invention provides a three-dimensional display device, an integrated imaging includes: 2D display panel and 2D display panel located on the surface of the micro lens array; wherein, the 2D display panel is provided with a plurality of first pixel regions, a plurality of second pixel regions and a plurality of third pixel regions, the curved lens array is provided with a corresponding a plurality of first pixel region of the first lens element, and a plurality of second pixel regions corresponding to the plurality of second lens element, and a plurality of third pixel regions corresponding with a plurality of third lens element; the curved lens array to the lens element in the middle center arrangement to two sides symmetrically on each side of the first and second. And the third lens element with different focal lengths. The invention uses three different focal length lens element size of the repeat unit composition of surface micro lens array, lens focal length of the corresponding element size as shown in the above formula; the invention solves the integrated imaging system 3D display narrow angle and color moire fringe.

【技术实现步骤摘要】
集成成像三维显示装置
本专利技术属于集成成像3D
，尤其涉及一种集成成像三维显示装置。
技术介绍
与裸眼显示技术相比，集成成像显示是采用微透镜阵列和2D显示面板来光学再现3D显示图像的显示技术，其具有全视差、全彩色3D图像以及连续视点等特点。窄的观看视角是集成成像显示的主要缺点之一。传统集成成像显示系统中周期性的微透镜阵列与周期性的RGB子像素会引起彩色莫尔条纹出现。众所周知，传统2D显示面板是通过R、G、B子像素为重复单元，以空间混色的方式来实现全彩色显示，当传统2D显示面板应用在集成成像3D显示技术中，即当图像元在传统2D显示面板上显示时。人眼在移动过程中，通过微透镜元阵列观看不同视点图像时颜色会产生变化，即产生了彩色莫尔条纹。针对彩色莫尔条纹，现有研究者通过结合透镜离焦和扩散方法来改善莫尔条纹，以及对2D显示面板上的R、G、B子像素进行重新排列形成透镜元下形成多个相同颜色的子像素。本专利为了增大观看视角和消除彩色莫尔条纹，采用以三种不同焦距大小的透镜元为重复单元组成曲面微透镜阵列以及对传统2D显示面板上R、G、B子像素布局进行对应的设计，形成了可以增大观看视角和消除彩色莫尔条纹的集成成像3D显示装置。针对窄的观看视角问题，现有研究者采用曲面微透镜阵列、微透镜阵列结合大孔径透镜等技术来增大观看视角。与其他增大观看视角技术相比，采用曲面微透镜阵列是一种简单实际的方法，但是透镜元与相应对应的图像元间的间距逐渐的增加，导致图像元通过对应透镜元所成的像不聚焦在相同像平面上。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种解决窄视角和彩色莫尔条纹的集成成像三维显示装置。本专利技术提供一种集成成像三维显示装置，其包括：2D显示面板和位于该2D显示面板上的曲面微透镜阵列；其中，所述2D显示面板设有多个第一像素区域、多个第二像素区域和多个第三像素区域，所述曲面透镜阵列设有与多个第一像素区域对应的多个第一透镜元、与多个第二像素区域对应的多个第二透镜元、以及与多个第三像素区域对应的多个第三透镜元；所述曲面透镜阵列以中间的透镜元为中心向两侧对称排列，每侧的第一、第二和第三透镜元的焦距不同。优选地，所述曲面微透镜阵列以第一透镜元、第二透镜元、以及第三透镜元为重复单元形成横向弯曲的曲面微透镜阵列。优选地，相邻的第一像素区域和第二像素区域和第三像素区域为一个像素单元，第一透镜元、第二透镜元和第三透镜元为一个透镜元单元，每个透镜元单元的第一透镜元的中心点、第二透镜元的中心点和第三透镜元的中心点组成一个等边三角形；每个像素单元与对应的透镜元单元组成一个彩色的3D图像单元。优选地，所述第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域分别显示的颜色不同。优选地，第一像素区域显示红色，第二像素区域显示绿色，第二像素区域显示蓝色。优选地，所述第一像素区域由多个红色子像素组成，第二像素区域由多个绿色子像素组成，第三像素区域由多个蓝色子像素组成。优选地，还包括每个图像元与对应透镜元之间均设置一个不透光的挡板。优选地，设定n表示多个透镜元在所述曲面微透镜阵列中的次序，n为0表示中间的透镜元，通过中间的透镜元向两侧依序排布；观看本集成成像三维显示装置的视角Ω的计算公式如下:其中，Δgn表示次序为n的透镜元与所述2D显示面板之间的距离和中间的透镜元与2D显示面板之间的距离的差值；d表示集成3D图像到对应透镜元之间距离；φ为透镜元的节距；当Δgn的取值在合理的范围内，此时n值为nmax。优选地，Δgn计算公式如下：其中，g表示中间的透镜元与2D显示面板之间的距离；R为曲面微透镜阵列的曲率半径，d等于R。优选地，第一透镜元、第二透镜元和第三透镜元的焦距分别为fR、fG、fB，fR、fG、fB的表达式如下：其中，gR、gG、gB分别表示第一像素区域、第二像素区域、第三像素区域到对应透镜元之间的距离；gR＝g+Δgn，n＝3i,i＝0,1,2,3......，δR表示对第一像素区域发出的红色光线的色差补偿量；gG＝g+Δgn，n＝1+3i,i＝0,1,2,3......，δG表示对第二像素区域发出的绿色光线的色差补偿量；gB＝g+Δgn，n＝2+3i,i＝0,1,2,3......，δB表示对第三像素区域发出的蓝色光线的色差补偿量。本专利技术以三种不同焦距大小的透镜元为重复单元组成曲面微透镜阵列，相应透镜元的焦距大小如上述公式所示；本专利技术相对现有2D显示面板上R、G、B子像素布局进行对应设计，并且中间区域的R像素区域、G像素区域、B像素区域和两侧区域的R像素区域、G像素区域、B像素区域是不同的，解决了集成成像3D显示系统中的窄视角和彩色莫尔条纹。附图说明图1为本专利技术集成成像三维显示装置的结构示意图；图2为图1所示集成成像三维显示装置的中间区域排布示意图；图3为图1所示集成成像三维显示装置的两侧区域排布示意图；图4为图1所示集成成像三维显示装置的参数示意图；图5为所示集成成像三维显示装置的图像元与对应的透镜元之间增加挡板的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。本专利技术属于集成成像3D显示领域，如图1至图3所示，本集成成像三维显示装置包括2D显示面板10和位于该2D显示面板10上的曲面微透镜阵列20。其中，2D显示面板10为TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)、OLED(有机发光二极管)、PDP(等离子显示面板)、FED(场致发射显示器)、CNT(碳纳米管显示器)、SED(表面传导电子发射显示器)等2D显示面板。曲面微透镜阵列20以三种不同焦距大小的透镜元为重复单元组成的微透镜阵列，曲面微透镜元阵列20是横向(水平方向上)均匀弯曲，2D显示面板10的R、G、B子像素的排列与曲面微透镜阵列20的参数要一一对应。其中，2D显示面板10显示依序排列的多个图像元11，该多个图像元11以R、G、B子像素的排列。图像元11是通过第一像素区域31或第二像素区域32或第三像素区域33进行显示得到，并且图像元的大小是小于或者等于第一像素区域31或第二像素区域32或第三像素区域33的大小。为了消除透镜元的彩色莫尔条纹，每个透镜元对应的子像素为同一颜色的子像素组合，即：2D显示面板10设有多个第一像素区域31、多个第二像素区域32和多个第三像素区域33，曲面透镜阵列20设有与多个第一像素区域31对应的多个第一透镜元21、与多个第二像素区域32对应的多个第二透镜元22、以及与多个第三像素区域33对应的多个第三透镜元23；曲面透镜阵列20以中间的透镜元为中心向两侧对称排列，每侧的第一、第二和第三透镜元21、22、23的焦距不同。相邻的第一像素区域31和第二像素区域32和第三像素区域33为一个像素单元，第一透镜元21、第二透镜元22和第三透镜元23为一个透镜元单元，每个透镜元单元的第一透镜元21的中心点、第二透镜元22的中心点和第三透镜元23的中心点组成一个等边三角形；每个像素单元与对应的透镜元单元组成一个彩色的3D图像单元。其中，第一像素区域31、第二像素区域32和第三像素区域33分别显示的颜色不同，第一像素区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成成像三维显示装置，其特征在于，其包括：2D显示面板和位于该2D显示面板上的曲面微透镜阵列；其中，所述2D显示面板设有多个第一像素区域、多个第二像素区域和多个第三像素区域，所述曲面透镜阵列设有与多个第一像素区域对应的多个第一透镜元、与多个第二像素区域对应的多个第二透镜元、以及与多个第三像素区域对应的多个第三透镜元；所述曲面透镜阵列以中间的透镜元为中心向两侧对称排列，每侧的第一、第二和第三透镜元的焦距不同。

【技术特征摘要】
1.一种集成成像三维显示装置，其特征在于，其包括：2D显示面板和位于该2D显示面板上的曲面微透镜阵列；其中，所述2D显示面板设有多个第一像素区域、多个第二像素区域和多个第三像素区域，所述曲面透镜阵列设有与多个第一像素区域对应的多个第一透镜元、与多个第二像素区域对应的多个第二透镜元、以及与多个第三像素区域对应的多个第三透镜元；所述曲面透镜阵列以中间的透镜元为中心向两侧对称排列，每侧的第一、第二和第三透镜元的焦距不同。2.根据权利要求1所述的集成成像三维显示装置，其特征在于：所述曲面微透镜阵列以第一透镜元、第二透镜元、以及第三透镜元为重复单元形成横向弯曲的曲面微透镜阵列。3.根据权利要求1所述的集成成像三维显示装置，其特征在于：相邻的第一像素区域和第二像素区域和第三像素区域为一个像素单元，第一透镜元、第二透镜元和第三透镜元为一个透镜元单元，每个透镜元单元的第一透镜元的中心点、第二透镜元的中心点和第三透镜元的中心点组成一个等边三角形；每个像素单元与对应的透镜元单元组成一个彩色的3D图像单元。4.根据权利要求1所述的集成成像三维显示装置，其特征在于：所述第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域分别显示的颜色不同。5.根据权利要求4所述的集成成像三维显示装置，其特征在于：第一像素区域显示红色，第二像素区域显示绿色，第二像素区域显示蓝色。6.根据权利要求5所述的集成成像三维显示装置，其特征在于：所述第一像素区域由多个红色子像素组成，第二像素区域由多个绿色子像素组成，第三像素区域由多个蓝色子像素组成。7.根据权利要求1-6任一所述的集成成像三维显示装置，其特征在于：还包括每个图像元与对应透镜元之间均设置一个不透光...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁玲，
申请(专利权)人：南京中电熊猫液晶显示科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32