[发明专利]一种信息还原透镜阵列板

说明书

本发明公开了一种信息还原透镜阵列板，用于全息三维显示系统，包括板体和安装在所述板体上的具有平行光轴的J*K个成像参数一致的透镜，用于将平面显示器上各空间谱编码图像S_jk(m，n)还原为物体O的离散空间谱图像I_mn(j，k)所构成的三维成像O’，J和K为大于1的整数，空间谱图像的空间抽样角ω_mn＝d₂/l₂，d₂是所述信息还原透镜阵列板各透镜之间的中心间距，l₂是所述信息还原透镜阵列板与用于空间谱输出的全息功能屏之间的距离。本发明有效地克服了集成照相术中微透镜阵列的成像质量与其所能显示三维图像的分辨率这一固有矛盾，实现了三维空间信息的全息编码及全息显示，获得人眼可视的完美真三维显示。

技术领域

本发明涉及一种信息还原透镜阵列板，用于全息三维显示系统。

背景技术

集成照相术(APPLIED OPTICS/Vol.52，No.4/1February 2013)理论上讲是一种理想的三维光场(light field)采集和显示技术，但微透镜阵列的成像质量与其所能显示三维图像的分辨率这一固有矛盾却难以克服，即：高分辨率三维显示需要更加精细尺寸的微透镜阵列，而微透镜太小，却又难以保证各个透镜的子图像成像质量，从而迄今都很难获得令人满意的真三维显示结果。WO2010/072065、WO2010/072066以及WO2010/072067披露了一种实时彩色全息三维显示系统及方法，利用数码全息原理，通过普通摄影-投影装置阵列系统以及全息功能屏实现人眼可视的完美真三维显示。但在实际操作过程中，对各单个摄影-投影设备的成像质量匹配与控制，以及阵列摄影-投影装置的锚定与校准，给系统集成化带来困难；同时，摄影-投影机的大量使用必将带来系统的制造成本的增加而难以被普通消费者所接受。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术的不足，提供一种信息还原透镜阵列板，用于全息三维显示系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种信息还原透镜阵列板，用于全息三维显示系统，包括板体和安装在所述板体上的具有平行光轴的J*K个成像参数一致的透镜，用于将平面显示器上各空间谱编码图像S_jk(m，n)还原为物体O的离散空间谱图像I_mn(j，k)所构成的三维成像O’，J和K为大于1的整数，空间谱图像的空间抽样角ω_mn＝d₂/l₂，d₂是所述信息还原透镜阵列板各透镜之间的中心间距，l₂是所述信息还原透镜阵列板与用于空间谱输出的全息功能屏之间的距离。

进一步地：

所述全息功能屏设置在所述J*K个成像参数一致的透镜的与所述平面显示器相反的一侧，所述全息功能屏具有规律性分布的微细空间结构，使得入射到所述全息功能屏上的各空间谱全息编码图像S_jk(m，n)都有一个相应的空间展宽输出，且各空间谱全息编码图像S_jk(m，n)的展宽角为所述空间抽样角ω_mn，从而使离散的各空间谱编码图像S_jk(m，n)相互衔接却又不至于重叠覆盖，以形成一完整连续的空间谱输出。

在所述J*K个成像参数一致的透镜和所述平面显示器之间设置有信息还原视场光阑，以消除或减小所述信息还原透镜阵列板各透镜相互间的成像干扰。

所述J*K个成像参数一致的透镜的视场角Ω相等，tan(Ω/2)＝a₂/2f₂，其中a₂为所述信息还原透镜阵列板各透镜的孔径，f₂为所述信息还原透镜阵列板各透镜的焦距。