[发明专利]基于微透镜阵列组的低串扰集成成像三维显示方法

摘要

本发明提出了一种微透镜阵列组的低串扰集成成像三维显示方法。该方法涉及一组双微透镜阵列和待显示元素图像的显示屏。所述显示屏放在第一个微透镜阵列前方的一倍焦距以内，将第二个微透镜阵列放置在第一个透镜阵列的后方。由于缩短了显示屏和透镜阵列之间的距离，更多的光线进入到相应正确的透镜元中，提高光能利用率，同时减少了入射到相邻透镜而形成串扰的光线，减少了串扰信息的来源，降低了集成像的串扰，增大了视场角。第二个微透阵列起集成的作用，将放大后的元素图像集成显示。显示屏中的元素图像和两个微透镜阵列中的透镜元三者一一对应，且中心对齐。

主权项

一种基于微透镜阵列组的低串扰集成成像三维显示方法，该方法涉及的装置包括两个微透镜阵列和待显示元素图像的显示屏，所述的显示屏放在第一个微透镜阵列前方的一倍焦距内，第二个微透镜阵列放在第一个微透镜阵列的后方，用于集成图像，且显示屏中的元素图像和两个微透镜阵列中的透镜元三者一一对应，且中心对齐；其特征在于该方法的具体操作步骤为：第一步，第一次成像将待显示元素图像的显示屏放在第一个微透镜阵列前方的一倍焦距内，通过缩短显示屏和透镜阵列间的距离提高系统的光能利用率，使得更多有效光线进入到相应的正确透镜元中，减少光线的外泄；设第一个微透镜阵列透镜元的焦距为f1，显示屏和第一个透镜阵列的距离为l1，像距l′1表示为：l1′=f1l1l1-f1;]]>第二步，图像集成过程将第二个微透镜阵列放置在第一个微透镜阵列的后方，第二个微透镜阵列将元素图像集成，从而得到三维图像；第二个微透镜阵列与第一个微透镜阵列的间距为m，第二个透镜的焦距为f2，物距为l2，像距为l′2，l′2是集成图像中心对准平面的位置，其物像关系满足：高斯公式：像距第三步，根据光线分析和成像原理，微透镜阵列组可以等效为一个微透镜阵列，等效的透镜阵列的焦距为f'，等效后的显示屏和透镜阵列的距离为g’,由几何关系得：f′=f1×f2m-f1-f2]]>g′=B×(A×g2+B×m2+2×f1×g×m)f1×f2×g+A×B×g+B×f1×m+B×f12]]>其中A＝f1+f2‑m，B＝f1‑g；g为等效前显示屏与第一个微透镜的距离，通过上述公式可确定f1，f2和m；第四步，将元素图像显示屏和两个透镜阵列依次平行放置，且元素图像元和透镜阵列元等大，中心点同轴。