基于漸變節(jié)距微透鏡陣列的集成成像雙視3d顯示方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于漸變節(jié)距微透鏡陣列的集成成像雙視3D顯示方法，其基于的系統(tǒng)包括顯示屏、障壁陣列和漸變節(jié)距微透鏡陣列；顯示屏用于顯示微圖像陣列；微圖像陣列的圖像元與漸變節(jié)距微透鏡陣列的透鏡元一一對應，微圖像陣列中的每個圖像元由第一子圖像元和第二子圖像元構(gòu)成，微圖像陣列的第一子圖像元和第二子圖像元通過漸變節(jié)距微透鏡陣列的透鏡元，分別形成用于觀看第一3D場景的第一視區(qū)和用于觀看第二3D場景的第二視區(qū)。本發(fā)明不僅能夠在兩個視區(qū)內(nèi)觀看到兩個不同的3D場景，而且實現(xiàn)寬視角的集成成像雙視3D顯示。
【專利說明】
基于漸變節(jié)距微透鏡陣列的集成成像雙視3D顯示方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及雙視3D顯示技術領域，特別涉及一種基于漸變節(jié)距微透鏡陣列的集成 成像雙視3D顯示方法。
【背景技術】
[0002] 雙視顯示是近年來出現(xiàn)的一種新型顯示，它的原理是通過在一個顯示屏上同時顯 示兩個不同的畫面，在不同觀看方向上的觀看者只能看到其中一個畫面，從而實現(xiàn)在一個 顯示屏上同時滿足多個觀看者的不同需求。
[0003] 集成成像3D顯示是一種無需任何助視設備的真3D顯示。集成成像3D顯示利用了光 路可逆原理，通過微透鏡陣列將3D場景的立體信息記錄到圖像記錄設備上，生成微圖像陣 列，然后把該微圖像陣列顯示于顯示屏上，透過微透鏡陣列重建出原3D場景的立體圖像。
[0004] 集成成像雙視3D顯示是以上兩種顯示技術的融合。它可以使得觀看者無需佩戴助 視設備即可在不同的觀看方向上看到3D畫面。但是，傳統(tǒng)的集成成像雙視3D顯示存在觀看 視角窄等缺點，因此它的應用范圍受到了限制。傳統(tǒng)的集成成像雙視3D顯示的觀看視角0 為：
[0006] 其中，p為圖像元的水平節(jié)距，f為微透鏡陣列中透鏡元的焦距，m為微圖像陣列水 平方向上圖像元的數(shù)目。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于:解決傳統(tǒng)的集成成像雙視3D顯示技術中存在觀看視角窄的問 題，進一步擴大集成成像雙視3D顯示的應用范圍。
[0008] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種基于漸變節(jié)距微透鏡陣列的集成成像雙 視3D顯示方法，其基于的系統(tǒng)包括顯示屏、障壁陣列和漸變節(jié)距微透鏡陣列;所述顯示屏用 于顯示微圖像陣列;所述微圖像陣列的圖像元與所述漸變節(jié)距微透鏡陣列的透鏡元一一對 應，所述微圖像陣列中的每個圖像元由第一子圖像元和第二子圖像元構(gòu)成，所述微圖像陣 列的第一子圖像元和第二子圖像元通過所述漸變節(jié)距微透鏡陣列的透鏡元，分別形成用于 觀看第一 3D場景的第一視區(qū)和用于觀看第二3D場景的第二視區(qū)；其中，
[0009] 所述漸變節(jié)距微透鏡陣列中位于同一列的透鏡元其水平節(jié)距相同，其垂直節(jié)距相 同，位于同一行的透鏡元其垂直節(jié)距相同，其水平節(jié)距從行中心到行邊緣逐漸增大；
[0010] 所述微圖像陣列中的圖像元的水平節(jié)距和垂直節(jié)距與其在所述漸變節(jié)距微透鏡 陣列中對應的透鏡元的水平節(jié)距和垂直節(jié)距相同，每個圖像元的中心與其對應的透鏡元的 中心對齊;并且，所述微圖像陣列中位于同一行的第一子圖像元與第二子圖像元，二者相間 排列；
[0011] 所述障壁陣列的障壁其一端設置在所述微圖像陣列中位于同一行的兩個相鄰圖 像元的交界處，其另一端設置在與所述圖像元對應的兩個相鄰透鏡元的交界處。
[0012] 根據(jù)一種具體的實施方式，所述顯示屏為液晶顯示屏、等離子顯示屏和有機電致 發(fā)光顯不屏中之一。
[0013] 根據(jù)一種具體的實施方式，所述微圖像陣列中圖像元的數(shù)目為奇數(shù)，并且所述漸 變節(jié)距微透鏡陣列中水平方向上透鏡元的數(shù)目與所述微圖像陣列中水平方向上圖像元的 數(shù)目相同。
[0014] 根據(jù)一種具體的實施方式，所述障壁陣列中障壁的數(shù)目比所述漸變節(jié)距微透鏡陣 列中水平方向上透鏡元的數(shù)目少一個。
[0015] 根據(jù)一種具體的實施方式，所述漸變節(jié)距微透鏡陣列上第i列透鏡元的水平節(jié)距 Hi為：
[0017]其中，ceil ()是向上取整，floor()是向下取整，i為小于或等于m的正整數(shù)，p為位 于所述漸變節(jié)距微透鏡陣列中心位置的透鏡元的水平節(jié)距，觀看距離為l，f為所述漸變節(jié) 距微透鏡陣列中透鏡元的焦距，m為所述漸變節(jié)距微透鏡陣列水平方向上個透鏡元的個數(shù)。 [0018]根據(jù)一種具體的實施方式，所述第一視區(qū)和所述第二視區(qū)的視角均為：
[0020] 其中，P為位于所述微圖像陣列中心位置的圖像元的水平節(jié)距，f為所述漸變節(jié)距 微透鏡陣列中透鏡元的焦距。
[0021] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明不僅能夠在兩個視區(qū)內(nèi)觀看到兩個 不同的3D場景，而且實現(xiàn)寬視角的集成成像雙視3D顯示。
【附圖說明】：
[0022]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明的微圖像陣列的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明第一視區(qū)觀看到的第一 3D場景圖；
[0025] 圖4是本發(fā)明第二視區(qū)觀看到的第二3D場景圖。
[0026] 附圖標記列表
[0027] 1-顯示屏2-漸變節(jié)距微透鏡陣列3-障壁陣列4-微圖像陣列5-圖像元6-第一 子圖像元7-第二子圖像元8-第一視區(qū)9-第二視區(qū)。
【具體實施方式】
[0028] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發(fā)明 上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實現(xiàn)的技術均屬于本發(fā)明的范 圍。
[0029] 結(jié)合圖1和圖2分別所示的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖與本發(fā)明的微圖像陣列的結(jié)構(gòu)示 意圖；其中，本發(fā)明基于漸變節(jié)距微透鏡陣列的集成成像雙視3D顯示方法，其基于的系統(tǒng)包 括顯示屏1、障壁陣列3和漸變節(jié)距微透鏡陣列2;顯示屏1用于顯示微圖像陣列4;微圖像陣 列4的圖像元5與漸變節(jié)距微透鏡陣列2的透鏡元一一對應，微圖像陣列4中的每個圖像元5 由第一子圖像元6和第二子圖像元7構(gòu)成，微圖像陣列4的第一子圖像元6和第二子圖像元7 通過漸變節(jié)距微透鏡陣列2的透鏡元，分別形成用于觀看第一 3D場景的第一視區(qū)8和用于觀 看第二3D場景的第二視區(qū)9。其中，第一3D場景圖和第二3D場景圖分別如圖3與圖4所示。 [0030]其中，漸變節(jié)距微透鏡陣列2中位于同一列的透鏡元其水平節(jié)距相同，其垂直節(jié)距 相同，位于同一行的透鏡元其垂直節(jié)距相同，其水平節(jié)距從行中心到行邊緣逐漸增大。
[0031] 微圖像陣列4中的圖像元5的水平節(jié)距和垂直節(jié)距與其在漸變節(jié)距微透鏡陣列2中 對應的透鏡元的水平節(jié)距和垂直節(jié)距相同，每個圖像元5的中心與其對應的透鏡元的中心 對齊;并且，微圖像陣列4中位于同一行的第一子圖像元6與第二子圖像元7,二者相間排列。
[0032] 障壁陣列3的障壁其一端設置在微圖像陣列4中位于同一行的兩個相鄰圖像元5的 交界處，其另一端設置在與該兩個圖像元5相對應的兩個相鄰透鏡元的交界處。
[0033] 在實施時，本發(fā)明中的顯示屏采用液晶顯示屏、等離子顯示屏和有機電致發(fā)光顯 不屏中之一。
[0034]本發(fā)明中，微圖像陣列中圖像元的數(shù)目為奇數(shù)，并且漸變節(jié)距微透鏡陣列中水平 方向上透鏡元的數(shù)目與微圖像陣列中水平方向上圖像元的數(shù)目相同。障壁陣列中水平方向 上障壁的數(shù)目比漸變節(jié)距微透鏡陣列中水平方向上透鏡元的數(shù)目少一個。
[0035]具體的，漸變節(jié)距微透鏡陣列2上第i列透鏡元的水平節(jié)距出為：
[0037]其中，ceil ()是向上取整，floor()是向下取整，i為小于或等于m的正整數(shù)，p為位 于漸變節(jié)距微透鏡陣列中心位置的透鏡元的水平節(jié)距，觀看距離為l，f為漸變節(jié)距微透鏡 陣列中透鏡元的焦距，m為漸變節(jié)距微透鏡陣列水平方向上個透鏡元的個數(shù)。
[0038]以漸變節(jié)距微透鏡陣列中心位置的透鏡元的節(jié)距為p = 5mm，觀看距離為1 = 105mm，透鏡元的焦距為f = 5mm，微圖像陣列與漸變節(jié)距微透鏡陣列均包含11X11個單元， 即水平方向上11個單元，垂直方向上11個單元。根據(jù)上述的水平節(jié)距的計算公式得到第1~ 11列透鏡兀的水平節(jié)距依次為：8 ? 05255mm、7 ? 3205mm、6 ? 655mm、6 ? 05mm、5 ? 5mm、5mm、5 ? 5mm、 6.05mm>6.655mm>7.3205mm>8.05255mm〇
[0039]具體的，第一視區(qū)8和第二視區(qū)9的視角均為：
[0041]其中，p為位于微圖像陣列中心位置的圖像元的水平節(jié)距，f為漸變節(jié)距微透鏡陣 列中透鏡元的焦距。
[0042] 仍以漸變節(jié)距微透鏡陣列中心位置的透鏡元的節(jié)距為p = 5mm，透鏡元的焦距為f =5mm為例，根據(jù)上面的公式，計算得到本發(fā)明的觀看視角0 = 45°，而傳統(tǒng)的集成成像雙視 3D顯示技術的觀看視角9 = 26.5°。因此，本發(fā)明能夠在兩個視區(qū)內(nèi)觀看到兩個不同的3D場 景，并實現(xiàn)寬視角的集成成像雙視3D顯示。
[0043]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了詳細說明，但本發(fā)明并不限制于上 述實施方式，在不脫離本申請的權(quán)利要求的精神和范圍情況下，本領域的技術人員可以作 出各種修改或改型。
【主權(quán)項】
1. 一種基于漸變節(jié)距微透鏡陣列的集成成像雙視3D顯示方法，其特征在于，所述方法 基于的系統(tǒng)包括顯示屏、障壁陣列和漸變節(jié)距微透鏡陣列；所述顯示屏用于顯示微圖像陣 列；所述微圖像陣列的圖像元與所述漸變節(jié)距微透鏡陣列的透鏡元一一對應，所述微圖像 陣列中的每個圖像元由第一子圖像元和第二子圖像元構(gòu)成，所述微圖像陣列的第一子圖像 元和第二子圖像元通過所述漸變節(jié)距微透鏡陣列的透鏡元，分別形成用于觀看第一 3D場景 的第一視區(qū)和用于觀看第二3D場景的第二視區(qū)；其中， 所述漸變節(jié)距微透鏡陣列中位于同一列的透鏡元其水平節(jié)距相同，其垂直節(jié)距相同， 位于同一行的透鏡元其垂直節(jié)距相同，其水平節(jié)距從行中心到行邊緣逐漸增大； 所述微圖像陣列中的圖像元的水平節(jié)距和垂直節(jié)距與其在所述漸變節(jié)距微透鏡陣列 中對應的透鏡元的水平節(jié)距和垂直節(jié)距相同，每個圖像元的中心與其對應的透鏡元的中心 對齊;并且，所述微圖像陣列中位于同一行的第一子圖像元與第二子圖像元，二者相間排 列； 所述障壁陣列的障壁其一端設置在所述微圖像陣列中位于同一行的兩個相鄰圖像元 的交界處，其另一端設置在與所述圖像元對應的兩個相鄰透鏡元的交界處。2. 如權(quán)利要求1所述的基于漸變節(jié)距微透鏡陣列的集成成像雙視3D顯示方法，其特征 在于，所述顯示屏為液晶顯示屏、等離子顯示屏和有機電致發(fā)光顯示屏中之一。3. 如權(quán)利要求1所述的基于漸變節(jié)距微透鏡陣列的集成成像雙視3D顯示方法，其特征 在于，所述微圖像陣列中圖像元的數(shù)目為奇數(shù)，并且所述漸變節(jié)距微透鏡陣列中水平方向 上透鏡元的數(shù)目與所述微圖像陣列中水平方向上圖像元的數(shù)目相同。4. 如權(quán)利要求2所述的基于漸變節(jié)距微透鏡陣列的集成成像雙視3D顯示方法，其特征 在于，所述障壁陣列中障壁的數(shù)目比所述漸變節(jié)距微透鏡陣列中水平方向上透鏡元的數(shù)目 少一個。5. 如權(quán)利要求1~4之一所述的基于漸變節(jié)距微透鏡陣列的集成成像雙視3D顯示方法， 其特征在于，所述漸變節(jié)距微透鏡陣列上第i列透鏡元的水平節(jié)距出為：其中，ceil ()是向上取整，floor ()是向下取整，i為小于或等于m的正整數(shù)，p為位于所 述漸變節(jié)距微透鏡陣列中心位置的透鏡元的水平節(jié)距，觀看距離為1，f為所述漸變節(jié)距微 透鏡陣列中透鏡元的焦距，m為所述漸變節(jié)距微透鏡陣列水平方向上個透鏡元的個數(shù)。6. 如權(quán)利要求1所述的基于漸變節(jié)距微透鏡陣列的集成成像雙視3D顯示方法，其特征 在于，所述第一視區(qū)和所述第二視區(qū)的視角均為：其中，P為位于所述微圖像陣列中心位置的圖像元的水平節(jié)距，f為所述漸變節(jié)距微透 鏡陣列中透鏡元的焦距。
【文檔編號】H04N13/04GK105929553SQ201610486796
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】吳非, 樊為
【申請人】成都工業(yè)學院