本发明专利技术公开了一种基于全息透镜的LED立体显示屏，包括LED显示屏和设置在LED显示屏前的全息透镜阵列板，全息透镜阵列板上分布有全息透镜阵列，全息透镜单元与LED显示屏的像素点一一对应，且单个像素点位于对应全息透镜单元的焦点处，LED显示屏显示具有不同视角的图像序列形成的立体帧或立体影像，通过全息透镜阵列，所述图像序列在所述LED显示屏上分布的不同视角图像的光线以设定的不同再现角射出以产生观察区域，人的左眼和右眼在观察区域分别接收到从所述图像序列中分离出的不同视角的图像。还公开了相应的制作方法和显示方法。该立体显示屏不但能获得裸眼立体显示效果，且相对于以往的方案具有稳定紧凑的结构和较小的空间尺寸。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及显示设备，特别是涉及一种基于全息透镜的LED (发光二极管)立体显示屏及制作方法、显示系统和显示方法。
技术介绍
彩色LED显示技术具有亮度高，视角大，工作电压低，功耗小，寿命长，耐冲击等其他显示技术无法比拟的优点，可以满足各种不同应用场景的需求，具有广阔的市场前景。现实世界是一个三维世界，人们在观看影像时一般都希望也能是立体的，而一般的LED显示屏都只能进行二维显示，利用LED显示技术实现自由立体显示是研究者研究的热点课题。中国专利申请CN 101321300A提出了一种基于光栅的LED大尺寸自由立体显示技术，LED屏上显示含有设定视差信息的左右眼图像，在LED屏前间隔放置一块光栅板，利用光栅板保证观察者左眼只看到左眼图像，右眼只看到右眼图像，从而实现自由立体显示。 但使用光栅板时，要想观察者能够观察到清晰的画面，光栅板和LED屏之间的距离需要比较大。在LED像素间距为4毫米，观察者距离屏5米时通过计算得光栅板与LED屏的距离应为四厘米。这一距离过大会使得光栅板安装困难，系统太过庞大且稳定性大大降低。
技术实现思路
本专利技术的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种基于全息透镜的LED立体显示屏，在获得裸眼立体显示效果的基础上具有稳定紧凑的结构和较小的空间尺寸。本专利技术的另一目的是提供采用该LED立体显示屏的显示系统。本专利技术的又一目的基于全息透镜的LED立体显示方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案一种基于全息透镜的LED立体显示屏，包括LED显示屏，还包括设置在所述LED显示屏前的全息透镜阵列板，所述全息透镜阵列板上分布有全息透镜阵列，全息透镜单元与所述 LED显示屏的像素点一一对应，且单个像素点位于对应全息透镜单元的焦点处，所述LED显示屏显示具有不同视角的视差图像序列形成的立体帧，或连续播放多个所述立体帧形成动态立体影像，通过所述全息透镜阵列，所述图像序列在所述LED显示屏上分布的不同视角图像的光线以设定的不同再现角射出以形成观察区域，人的左眼和右眼在所述观察区域分别接收到从所述图像序列中分离出的不同视角的图像。优选地，所述全息透镜在纵横方向上均勻分布在所述全息透镜阵列板上，所述的全息透镜的形状可以是圆形或椭圆形或规则多边形。优选地，不同视角的水平视差图像序列包括由η个摄像单元所采集的η个视角的图像，其中η ^ 2，从每个视角的图像的第一列像素起，按设定顺序将各个视角的图像的相应列像素排列在所述LED显示屏上，直至每个视角的图像的最后一列像素排列完，各列像素拼接起来得到所述立体帧，人的左眼和右眼在观察区域分别接收到属于不同视角的图像的各列像素。优选地，不同视角的水平和垂直视差图像序列包括由mXn摄像单元阵列所采集的mXn个视角的图像，其中m，η彡2 ；对应于η列中的每一列摄像单元，从每个视角的图像的第一列像素起，按设定顺序将各个视角的图像的相应列像素排列在所述LED显示屏上，直至每个视角的图像的最后一列像素排列完；对应于m行中的每一行摄像单元，从每个视角的图像的第一行像素起，按设定顺序将各个视角的图像的相应行像素排列在所述LED显示屏上，直至每个视角的图像的最后一行像素排列完；像素阵列拼接起来得到所述同时包含水平和垂直视差的立体帧，人的左眼和右眼在设定的横向观察位置接收到属于不同视角图像的各列像素，且接收到的各列像素所属的行随人眼的纵向观察位置而变化。一种基于全息透镜的LED立体显示系统，包括显示控制装置和前述任一种的LED 立体显示屏，所述控制装置向所述LED立体显示屏提供立体帧图像信号、LED显示屏驱动信号及控制信号。一种基于全息透镜的LED立体显示系统，包括 前述任一种LED立体显示屏；摄像装置，至少包括用于采集η个视角的图像的η个摄像单元，其中η彡2 ；和控制装置，用于控制摄像装置的图像采集，以及控制将具有不同视角的视差图像序列形成的立体帧在LED显示屏显示。一种制作基于全息透镜的LED立体显示屏的方法，包括 制作具有全息透镜阵列的全息透镜阵列板；将全息透镜阵列板安装在LED显示屏前方，且配置成全息透镜单元与LED显示屏的像素点一一对应，而LED显示屏的单个像素点位于对应的全息透镜单元的焦点处，且全息透镜阵列的分光作用使分布在设定的不同透镜单元上的图像的光线以设定的不同再现角射出以产生视差。优选地，制作全息透镜阵列板包括(1)通过全息透镜制作光路中的分束器将激光光束分为两路，一路为物光，一路为参考光，两路光以一定的夹角汇集于光刻胶板上，使其记录全息透镜信息；(2)通过计算机控制快门关闭和光刻胶板移动，在光刻胶板上均勻记录全息透镜形成全息透镜阵列；(3)光刻胶板曝光结束后，再进行显影，电铸，拼版得到全息透镜阵列母版；(4)通过模压将母版压制到透明热塑材料上，得到全息透镜阵列板。更优选地，所述光刻胶板分为左、右侧光刻胶板，所述全息透镜制作光路包括左侧全息透镜制作光路和右侧全息透镜制作光路，步骤(2)包括选定一侧光刻胶板上记录起始位置，使用该侧全息透镜制作光路，计算机控制打开照相快门对起始位置进行曝光记录；当在光刻胶板的一个位置上记录完毕之后，关闭照相快门，将光刻胶板移动到下一个记录位置后再打开照相快门进行曝光记录，如此反复进行，在光刻胶板上均勻的记录完全息透镜阵列；当记录到光刻胶板中心位置之后，换用另一侧全息透镜制作光路记录另一侧光刻胶板，记录过程同前一侧记录过程。优选地，所述全息透镜阵列板以胶合的方式贴于LED显示屏上。一种基于全息透镜的LED立体显示方法，包括对真实物体或计算机生成的模拟物体模型拍摄多视角图像；LED显示屏显示具有不同视角的视差图像序列形成的立体帧，或连续播放多个所述立体帧形成动态立体影像，通过LED显示屏前方的全息透镜阵列，使所述图像序列在所述LED显示屏分布的不同视角图像的光线以设定的不同再现角射出以形成观察区域，以使得人的左眼和右眼在所述观察区域分别接收到所述图像序列中不同视角的图像。优选地，不同视角的水平视差图像序列包括由η个摄像单元所采集的η个视角的图像，其中η ^ 2，从每个视角的图像的第一列像素起，按设定顺序将各个视角的图像的相应列像素排列在所述LED显示屏上，直至每个视角的图像的最后一列像素排列完，各列像素拼接起来得到所述立体帧，人的左眼和右眼在所述观察区域分别接收到属于不同视角的图像的各列像素。优选地，不同视角的水平和垂直视差图像序列包括由mXn摄像单元阵列所采集的mXn个视角的图像，其中m，η彡2 ；对应于η列中的每一列摄像单元，从每个视角的图像的第一列像素起，按设定顺序将各个视角的图像的相应列像素排列在所述LED显示屏上，直至每个视角的图像的最后一列像素排列完；对应于m行中的每一行摄像单元，从每个视角的图像的第一行像素起，按设定顺序将各个视角的图像的相应行像素排列在所述LED显示屏上，直至每个视角的图像的最后一行像素排列完；像素阵列拼接起来得到所述同时包含水平和垂直视差的立体帧，人的左眼和右眼在设定的横向观察位置接收到属于不同视角图像的各列像素，且接收到的各列像素所属的行随人眼的纵向观察位置而变化。本专利技术有益的技术效果是本专利技术在继承了普通二维显示LED屏亮度高，视角大，工作电压低，功耗小，寿命长，耐冲击等优点的同时实现了 L本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于全息透镜的ＬＥＤ立体显示屏，包括ＬＥＤ显示屏，其特征在于，还包括设置在所述ＬＥＤ显示屏前的全息透镜阵列板，所述全息透镜阵列板上分布有全息透镜阵列，全息透镜单元与所述ＬＥＤ显示屏的像素点一一对应，且单个像素点位于对应全息透镜单元的焦点处，所述ＬＥＤ显示屏显示具有不同视角的视差图像序列形成的立体帧，或连续播放多个所述立体帧形成动态立体影像，通过所述全息透镜阵列，所述图像序列在所述ＬＥＤ显示屏上分布的不同视角图像的光线以设定的不同再现角射出以形成观察区域，人在所述观察区域观察时人的左眼和右眼分别接收到从所述图像序列中分离出的不同视角的视差图像，所述不同视角的视差图像通过人的大脑融合成立体图像。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：苏萍，马建设，夏飞鹏，张波常，赵雪江，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：94
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