专利名称：一种增大观看视角的会聚式集成成像立体显示方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及集成成像三维立体显示技术，特别涉及一种增大图像显示设备观看视 角的会聚式集成成像立体显示方法和装置。
背景技术：
集成成像显示技术是一种真三维立体显示技术。集成成像显示装置的结构及工作 原理如附
图1所示，该显示设备主要由微图像元阵列和微透镜元阵列组成，其中微图像元 阵列由多个微图像元组成，微透镜元阵列由多个微透镜元组成，一个微图像元对应一个微 透镜元，每个微图像元与微透镜元的节距是相同的，并且对应微图像元与微透镜元是对齐 的。在显示过程中，微图像元阵列上每个微图像元发出的光线透过其对应的微透镜元折射， 在微透镜元阵列的前方将再现出三维场景的立体图像。观看视角窄是限制集成成像技术发展的一个重要因素。以水平方向上为例，如附
图2所示为传统的集成成像显示方法的观看视角示意图，微透镜元阵列和微图像元阵列都
包含mXη个单元(水平方向上m个单元，垂直方向上η个单元)，微图像元与微透镜元的数
目和节距都相同，节距都为P，微透镜元的焦距为f，虚线表示单个微图像元透过其对应的
微透镜元的观看视角，单个微透镜元的观看视角等于微透镜元节距的一半与焦距之比的反
正切值的两倍。由于微透镜元和微图像元的节距相同，且微图像元阵列与微透镜元阵列的
水平和垂直中轴线都分别对应对齐，因此所有微图像元透过其对应的微透镜元的观看视角
都互相平行，但要观看到完整的立体图像，观众必须位于所有微透镜元观看视角的公共区
域，因此大大减小了整个立体图像的观看视角。在最佳观看距离1处，传统集成成像显示方
.(1 -(m-\\. f\ 法的观看视角为
权利要求
1.一种增大图像显示设备观看视角的会聚式集成成像立体显示方法，该图像显示设备 包括微图像元阵列和微透镜元阵列，其中微图像元阵列由多个微图像元组成，微透镜元阵 列由多个微透镜元组成，微图像元与微透镜元的数目相同，微图像元阵列位于微透镜元阵 列的焦平面上，其特征在于，增大微图像元的节距，并保证微图像元阵列与微透镜元阵列的 水平和垂直中轴线都分别对应对齐，从而每个微图像元透过该微图像元对应的微透镜元的 观看视角都向中心会聚，以会聚的方式实现集成成像立体显示过程。
2.如权利要求1所述的一种增大图像显示设备观看视角的会聚式集成成像立体显示 方法，其中，所述方法包括以下步骤第一步，确定用于显示的微透镜元的节距为P，焦距为f，微透镜元阵列和微图像元阵 列各包含mXn个单元，其中，水平方向上m个单元，垂直方向上η个单元，图像显示设备的 最佳观看距离为1 ；第二步，利用式Z/ = ^1^^得到增大后的微图像元的节距为P'，将微图像元阵列中每个微图像元的节距都增大为P'；第三步，将微图像元阵列置于微透镜元阵列的焦平面上，并保证微图像元阵列与微透 镜元阵列的水平和垂直中轴线都分别对应对齐，每个微图像元透过该微图像元对应的微透 镜元的观看视角向中心会聚，从而实现会聚式的集成成像立体显示。
3.如权利要求2所述的一种增大图像显示设备观看视角的会聚式集成成像立体显示 方法，其中，在最佳观看距离1处的观看视角为W = Larctan(^r)。
4.如权利要求1所述的一种增大图像显示设备观看视角的会聚式集成成像立体显示 方法，其中，微图像元阵列可以通过普通的显示屏或印刷品来显示实现。
5.如权利要求1-4任一项权利要求所述的一种增大图像显示设备观看视角的会聚式 集成成像立体显示方法，其中，当微透镜元和微图像元为方形时，所述节距为该微透镜元和 微图像元的边长；当微透镜元和微图像元为圆形时，所述节距为该微透镜元和微图像元的 直径。
6.一种会聚式集成成像立体显示装置，该装置包括微图像元阵列和微透镜元阵列，微 图像元阵列由多个微图像元组成，微透镜元阵列由多个微透镜元组成，微图像元与微透镜 元的数目相同，微图像元阵列位于微透镜元阵列的焦平面上，其特征在于，微图像元的节距 大于微透镜元的节距，微图像元阵列与微透镜元阵列的水平和垂直中轴线都分别对应对 齐，从而每个微图像元透过该微图像元对应的微透镜元的观看视角向中心会聚。
7.如权利要求6所述的一种会聚式集成成像立体显示装置，其中，微透镜元阵列和微 图像元阵列包含mXη个单元，水平方向上m个单元，垂直方向上η个单元，显示装置的最佳 观看距离为1，微透镜元的节距为P，焦距为f，微图像元的节距大于微透镜元的节距，且微图像元的节距为妒=^^，微图像元阵列与微透镜元阵列的水平和垂直中轴线都分别对应对齐，每个微图像元透过该微图像元对应的微透镜元的观看视角向中心会聚，从而实 现会聚式的集成成像立体显示。
8.如权利要求7所述的一种会聚式集成成像立体显示装置，其中，在最佳观看距离1处的观看视角为Θ' = 2 · arctanC^:)。2·/
9.如权利要求6所述的一种会聚式集成成像立体显示装置，其中，微图像元阵列可以 通过普通的显示屏或印刷品来显示实现。
10.如权利要求6-9任一项权利要求所述的一种会聚式集成成像立体显示装置，其中， 当微透镜元和微图像元为方形时，所述节距为该微透镜元和微图像元的边长；当微透镜元 和微图像元为圆形时，所述节距为该微透镜元和微图像元的直径。
全文摘要
本发明提出一种增大图像显示设备观看视角的会聚式集成成像立体显示方法及其装置，该图像显示设备包括微图像元阵列和微透镜元阵列，其中微图像元阵列由多个微图像元组成，微透镜元阵列由多个微透镜元组成，微图像元与微透镜元的数目相同，微图像元阵列位于微透镜元阵列的焦平面上，增大微图像元的节距，并保证微图像元阵列与微透镜元阵列的水平和垂直中轴线都分别对应对齐，从而每个微图像元透过该微图像元对应的微透镜元的观看视角都向中心会聚，以会聚的方式实现集成成像立体显示过程。
文档编号G02B27/22GK102004323SQ20101028934
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者李大海, 王琼华, 邓欢 申请人:四川大学