[发明专利]360°集成成像桌面3D显示系统

摘要

本发明公开了360°集成成像桌面3D显示系统，包括背光源组、准直透镜、微透镜阵列、透射型显示面板、系统外壳，背光源组位于最底层，往上依次是准直透镜、微透镜阵列和透射型显示面板。背光源组、准直透镜、微透镜阵列、透射型显示面板被置于系统外壳中，系统外壳的上表面中间镂空，透射型显示面板被置于系统外壳的镂空处。背光源组由多个点状背光源成圆形排列而成，并时序点亮；准直透镜用于光束准直，产生倾斜平行光束；微透镜阵列用于将倾斜平行光束会聚，产生具有特定传播方向和发散角的点光源阵列；透射型显示面板用于显示集成成像片源。一个点状背光源点亮，产生一个角度的桌面3D图像，多个点状背光源时序点亮，产生360°的桌面3D图像。

主权项

1.360°集成成像桌面3D显示系统，其特征在于，所述系统包括背光源组、准直透镜、微透镜阵列、透射型显示面板和系统外壳，背光源组位于最底层，往上依次是准直透镜、微透镜阵列和透射型显示面板，背光源组、准直透镜、微透镜阵列、透射型显示面板被置于系统外壳中，系统外壳的上表面中间镂空，透射型显示面板被置于系统外壳的镂空处；所述背光源组，由多个点状背光源成圆形排列而成，并时序点亮；所述准直透镜，用于将所述背光源组的点状背光源发出的光束进行光束准直，产生倾斜平行光束；所述微透镜阵列，由多个透镜元等间距排列而成，用于将入射的倾斜平行光束会聚，产生具有特定传播方向和发散角的点光源阵列；所述透射型显示面板，用于显示集成成像片源，集成成像片源是一幅由多个图像元组成的微图像阵列，每个图像元包含3D图像的一小部分信息；所述系统的一个点状背光源点亮，产生一个角度的桌面3D图像，多个点状背光源时序点亮，产生360°的桌面3D图像；背光源组中的一个点状背光源被点亮，发出的光束到达准直透镜，被准直为倾斜平行光束，该倾斜平行光束再经过微透镜阵列会聚，在微透镜阵列的焦平面上产生一组点光源阵列，该点光源阵列进一步照明透射型显示面板上显示的集成成像片源，来自同一物点的同名像素被其对应的点光源的一束光束照明，在空间中重建出3D像点，一个点状背光源点亮产生的垂直观看视角θ_v和水平观看视角θ_h分别由式和式计算得出，其中透镜元和图像元的节距相同，都为p，f为透镜元的焦距，f ′为准直透镜的焦距，R为背光源组所成圆形的半径，M为微透镜阵列在一维方向上包含的透镜元个数，H为观看者距微透镜阵列边缘的水平距离，L为观看者距透射型显示面板的垂直距离；透射型显示面板与微透镜阵列的间距为2倍微透镜阵列焦距，以确保一个点光源刚好照明一个图像元区域，且相邻点光源的照明区域不重叠；背光源组中相邻点状背光源与背光源组的圆心连线所成的夹角α的取值满足两个条件：α小于等于一个点状背光源点亮产生的水平观看视角θ_h；Nα=360°，其中N为背光源组中点状背光源的个数，N取整数。