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1、10申请公布号CN104216128A43申请公布日20141217CN104216128A21申请号201410440084022申请日20140901G02B27/22200601H04N13/0420060171申请人北京邮电大学地址100876北京市海淀区西土城路10号72发明人桑新柱于迅博高鑫王鹏颜玢玢苑金辉王葵如余重秀74专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人李相雨54发明名称一种全视差三维光场的显示装置、三维光场显示系统57摘要本发明公开一种全视差三维光场的显示装置，所述显示装置包括显示器、透镜阵列、全息功能屏；所述显示器用于显示从不同方向采集到的图像信息；所述。
2、透镜阵列用于将显示器显示的图像信息投射到所述全息功能屏；所述全息功能屏用于提供具有全视差立体效果的光场。本发明的显示装置、显示系统可使观看者从不同角度与不同距离进行观看，观看者都可以观看到正确的光场信息。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图3页10申请公布号CN104216128ACN104216128A1/1页21一种全视差三维光场的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括显示器、透镜阵列、全息功能屏；所述显示器用于显示从不同方向采集到的图像信息；所述透镜阵列用于将显示器显示的图像信息投射到所述全息功能屏；所。
3、述全息功能屏用于提供具有全视差立体效果的光场。2根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述透镜阵列中的透镜个数由所述显示器的显示区域个数确定。3根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述显示器的显示区域个数为NN，所述N为正整数。4根据权利要求2或3所述的显示装置，其特征在于，所述透镜阵列中的透镜个数为NN，所述N为正整数。5根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述透镜阵列中的透镜为不透光的方形结构，所述方形结构的中心开有一透光圆孔。6根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示器为液晶显示器，所述透镜阵列中的透镜为菲涅尔透镜。7根据权利要求1或3所述的显示装置，其特征在于。
4、，所述显示器与所述透镜阵列的间距为L2，所述透镜阵列与所述全息功能屏的距离为L1，所述L1和L2满足如下公式其中，W为显示器的宽度，F为透镜的焦距，WF为透镜阵列中透镜的间距，W0为全息功能屏上显示内容的宽度，为观看视场角度。8一种三维光场显示系统，其特征在于，所述显示系统包括至少两个3D光显示拼接单元、个数与3D光显示拼接单元个数相同的全息功能屏，所述全息功能屏的表面为光滑的弧面；所述3D光显示拼接单元包括显示器以及透镜阵列；相邻3D光显示拼接单元之间的夹角为预设角度，相邻全息功能屏之间光滑连接。权利要求书CN104216128A1/5页3一种全视差三维光场的显示装置、三维光场显示系统技术领。
5、域0001本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种全视差三维光场的显示装置、三维光场显示系统。背景技术0002自由立体显示技术可以给观看者带来更加真实的视觉感受。对自由立体显示的研究与应用也受到越来越多的重视。为了实现理想高效的显示效果，近年来提出了大量的显示方式，但是都有一定的局限型。当今社会对高效的自由立体显示方式有着迫切的需求。0003全息功能屏已经成为自由立体光场显示的重要器件。全息功能屏上的每一个点都可以根据需要，向不同的方向发出不同颜色与强度的光线。利用这一原理，通过特殊排列的投影机阵列将原物体信息投影到全息功能屏上，即可获得原物体的空间光光场。0004液晶显示器显示技术已经越来越成熟。
6、，目前的液晶显示面板亮度均衡，不易变色，可观看视角接近180度。近年来分辨率也随着技术的提高而不断突破，目前4K38402160分辨率已经成为液晶显示器的主流分辨率。0005视点显示目前最常见的自由立体视点显示是利用液晶面板与柱镜光栅组合实现的，显示原理与效果如图1所示。这种显示方式给观看者带来了观看范围的限制，要求观看者只能在一定距离、一定范围内移动，并且在移动过程中会出现立体反转的显现。该种显示方式是通过分别向人的左右眼提供视差图来实现立体视觉的，所以该显示方式的显示效果与真实物体有一定的区别。0006光场显示光场显示利用了投影机阵列与全息功能屏为观看者真实的再现了原物体的空间光场，可以满。
7、足观看者在一定范围内自由移动并观察物体的需求，显示原理如图2所示。由于需要引入大量的投影机阵列，所以整套显示系统体积庞大不便应用，调节困难不利维护。并且投影机由于长时间工作容易出现色彩与亮度偏差等问题，都会造成显示效果的变差。发明内容0007本发明所要解决的技术问题是现有技术中的视点显示方式给观看者带来了观看范围的限制，要求观看者只能在一定距离、一定范围内移动，并且在移动过程中会出现立体反转的显现；现有技术中的光场显示方式需要引入大量的投影机阵列，所以整套显示系统体积庞大不便应用，调节困难不利维护。并且投影机由于长时间工作容易出现色彩与亮度偏差等问题，都会造成显示效果的变差。0008为此目的，。
8、第一方面，本发明提供一种全视差三维光场的显示装置，所述显示装置包括显示器、透镜阵列、全息功能屏；0009所述显示器用于显示从不同方向采集到的图像信息；0010所述透镜阵列用于将显示器显示的图像信息投射到所述全息功能屏；0011所述全息功能屏用于提供具有全视差立体效果的光场。说明书CN104216128A2/5页40012可选的，所述透镜阵列中的透镜个数由所述显示器的显示区域个数确定。0013可选的，所述显示器的显示区域个数为NN，所述N为正整数。0014可选的，所述透镜阵列中的透镜个数为NN，所述N为正整数。0015可选的，所述透镜阵列中的透镜为不透光的方形结构，所述方形结构的中心开有一透光圆。
9、孔。0016可选的，所述显示器为液晶显示器，所述透镜阵列中的透镜为菲涅尔透镜。0017可选的，所述显示器与所述透镜阵列的间距为L2，所述透镜阵列与所述全息功能屏的距离为L1，所述L1和L2满足如下公式00180019002000210022其中，W为显示器的宽度，F为透镜的焦距，WF为透镜阵列中透镜的间距，W0为全息功能屏上显示内容的宽度，为观看视场角度。0023第二方面，本发明还提出一种三维光场显示系统，所述显示系统包括至少两个3D光显示拼接单元、个数与3D光显示拼接单元个数相同的全息功能屏，所述全息功能屏的表面为光滑的弧面；0024所述3D光显示拼接单元包括显示器以及透镜阵列；0025相邻。
10、3D光显示拼接单元之间的夹角为预设角度，相邻全息功能屏之间光滑连接。0026相比于现有技术，本发明的全视差三维光场显示装置、三维光场显示系统使观看者在移动过程中也会出现立体反转的显现；使观看者可以从不同角度与不同距离进行观看，观看者都可以观看到正确的光场信息。附图说明0027为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。0028图1示出了自由立体视点显示的示意图；0029图2示出了全息功能。
11、屏光场显示的示意图；0030图3示出了实施例一中的全视差三维光场的显示装置结构图；0031图4示出了实施例二中的全视差三维光场的显示装置结构图；0032图5示出了实施例二中显示装置的成像原理图；0033图6示出了实施例三中的三维光场显示系统。说明书CN104216128A3/5页5具体实施方式0034为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。。
12、0035实施例一0036本实施例公开一种全视差三维光场的显示装置，如图3所示，所述显示装置包括显示器、透镜阵列、全息功能屏；0037所述显示器用于显示从不同方向采集到的图像信息；0038所述透镜阵列用于将显示器显示的图像信息投射到所述全息功能屏；0039所述全息功能屏用于提供具有全视差立体效果的光场。0040所述透镜阵列中的透镜个数由所述显示器的显示区域个数确定。0041所述显示器的显示区域个数为NN，所述N为正整数。0042所述透镜阵列中的透镜个数为NN，所述N为正整数。0043所述透镜阵列中的透镜为不透光的方形结构，所述方形结构的中心开有一透光圆孔。0044所述显示器为液晶显示器，所述透镜。
13、阵列中的透镜为菲涅尔透镜。0045所述显示器与所述透镜阵列的间距为L2，所述透镜阵列与所述全息功能屏的距离为L1，所述L1和L2满足如下公式00460047004800490050其中，W为显示器的宽度，F为透镜的焦距，WF为透镜阵列中透镜的间距，W0为全息功能屏上显示内容的宽度，为观看视场角度。0051本实施例公开的全视差三维光场的显示装置使观看者可以从不同角度与不同距离进行观看，观看者都可以观看到正确的光场信息。0052实施例二0053本实施例公开一种全视差三维光场的显示装置，如图4所示，本实施例中，所述显示装置可包括液晶显示器，菲涅尔透镜阵列，全息功能屏。0054利用液晶显示器显示从不同。
14、方向采集到的图像信息对从不同角度采集的图像信息进行水平与竖直方向的排列，依靠菲涅尔透镜阵列将液晶屏上的信息投射到全息功能屏上的共同区域，最后从全息功能屏的正面可以获得具有全视差立体效果的光场显示。说明书CN104216128A4/5页60055本实施例的显示装置为了消除畸变，减少串扰，菲涅尔透镜只有中心位置开孔，其他位置不透光。0056本实施例中所述液晶显示器的显示区域个数为99，成像原理如图5所示。液晶显示面板的总宽度为W，每部分显示内容的宽度为W/9，菲涅尔透镜的焦距为F，液晶显示面板与菲涅尔透镜阵列的间距为L2，透镜阵列与全息功能屏的距离为L1，菲涅尔透镜的间距为WF，全息功能屏上显示内。
15、容的宽度为W0，观看视场角度为。根据透镜的成像原理与三角关系，我们可以得到以下公式00570058005900600061本实施例公开的全视差三维光场的显示装置使观看者可以从不同角度与不同距离进行观看，观看者都可以观看到正确的光场信息。0062实施例三0063本实施例公开一种三维光场显示系统，所述显示系统包括至少两个3D光显示拼接单元、个数与3D光显示拼接单元个数相同的全息功能屏，所述全息功能屏的表面为光滑的弧面；0064所述3D光显示拼接单元包括显示器以及透镜阵列；0065相邻3D光显示拼接单元之间的夹角为预设角度，相邻全息功能屏之间光滑连接。0066具体应用中，可选用三个3D光显示拼接单元。
16、，如图6所示，每个3D光显示拼接单元显示不同角度的飞鸟，这三个3D光显示拼接单元共同拼接成一幅完整的三维飞鸟图像。0067本实施例的三维光场显示系统可以实现更大尺寸和曲面显示屏的三维光场显示。0068具体应用中可利用4K的液晶显示设备，菲涅尔透镜阵列以及全息功能屏幕共同实现全视差立体效果。形成的真3D图像的分辨率为426240，真3D图像由81个方向的信息合成，观看者可以从不同角度与不同距离进行观看，都可以观看到正确的光场信息。0069本文涉及的技术术语如下0070自由立体显示无需佩戴任何视觉辅助设备立体眼镜，立体头盔等就可以观看到立体的显示方式。0071全息功能屏利用全息方式实现的，可以定向。
17、控光的光学屏幕。0072光场显示对物体发出的光场进行采集后，利用其光场的发射原理，对三维物体的空间再现。这种显示方式可以满足观看者从不同距离与不同方向观看的需求。0073视点显示将不同的视差图以视点的形式在空间中形成，当观看者的双眼位于不同的视点位置时，左右眼将获得不同的视差图像，观看者将获得立体信息。0074全视差立体显示同时具有水平与垂直视差的立体显示方式。说明书CN104216128A5/5页70075虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。说明书CN104216128A1/3页8图1图2说明书附图CN104216128A2/3页9图3图4说明书附图CN104216128A3/3页10图5图6说明书附图CN104216128A10。