[发明专利]一种曲面光场显示系统

说明书

本发明一种曲面光场显示系统，包括显示屏、非共轴透镜阵列和曲面全息功能屏；其中，显示屏用于显示预设的视差子图阵列；非共轴透镜阵列用于将预设的视差子图阵列投射在曲面全息功能屏；曲面全息功能屏用于提供全视差立体效果的光场；且非共轴透镜阵列由若干个非共轴透镜组所构成，非共轴透镜组包括第一透镜和第二透镜，第二透镜相对第一透镜倾斜设置。本发明提供了一种观看视角大、视觉立体感强并可实现曲面显示的曲面光场显示系统，以解决现有平面液晶显示系统观看视角小和视觉立体感差的缺陷。

技术领域

本发明涉及曲面显示技术领域，更具体地，涉及一种基于非共轴透镜阵列的曲面光场显示系统。

背景技术

传统的基于狭缝光栅和柱透镜光栅的显示方式由于视点的限制无法提供一个连续平滑的视差，高密度视点方法也只能在一个很小的观看角范围内提供平滑的视差。

多投影光场显示方法的提出解决了上述问题，它不同于传统的基于视点的显示方式，它是一种基于像素的能够重构目标物体光场的显示方式，因此这种系统可以在一个很大的观看角范围内提供连续平滑的视差。然而，这种方式所需要的设备比较复杂且占用较大的空间。

因此，基于液晶显示器(LCD)的光场显示方式被提出用来解决上述的技术问题，这种显示方式中，LCD屏上显示的每一个视差子图和其相应的透镜组成了一个类似于投影仪的单元，然后成像在一个平面上。由于系统的成像面是平面，从而限制了观看视角，并且立体感较差。

发明内容

本发明提供一种观看视角大、视觉立体感强并可实现曲面显示的曲面光场显示系统，以解决现有平面液晶显示系统观看视角小和视觉立体感差的缺陷。

根据本发明的一个方面，提供一种曲面光场显示系统，其特征在于，该系统包括：

显示屏、非共轴透镜阵列和曲面全息功能屏；

所述的显示屏，用于显示预设的视差子图阵列；

所述的非共轴透镜阵列，用于将预设的视差子图阵列投射在所述的曲面全息功能屏；

所述的曲面全息功能屏，用于提供全视差立体效果的光场；

其中，所述的非共轴透镜阵列由若干个非共轴透镜组所构成，所述的非共轴透镜组包括第一透镜和第二透镜，所述第二透镜相对所述的第一透镜倾斜设置。

在上述方案的基础上优选，所述的显示屏为液晶显示器LCD。

在上述方案的基础上优选，所述的非共轴透镜阵列的透镜组个数由所述的视差子图阵列中的视差子图个数确定。

在上述方案的基础上优选，所述视差子图阵列中的视差子图个数为N×N，所述N为正整数，所述非共轴透镜阵列中的非共轴透镜组个数也为N×N。

在上述方案的基础上优选，所述的第一透镜与第二透镜的焦距相同。

在上述方案的基础上优选，所述的第一透镜与第二透镜之间的旋转角满足：

其中，α为第二透镜相对第一透镜的旋转角，f为第一透镜的焦距，r第一透镜单的中心点与其相应成像面的中心点之间距离，d为第一透镜单的中心点与其相应成像面的中心点在水平方向上的距离。

在上述方案的基础上优选，所述的显示屏与所述的第一透镜平行设置。

在上述方案的基础上优选，所述的第二透镜设置在所述的显示屏与所述的曲面全息功能屏之间。

与现有技术相比较，本申请提出一种曲面光场显示系统，通过在显示器与全息功能屏之间设置一非共轴透镜阵列，利用每组非共轴透镜组将与其对应的视差子图成像在曲面全息功能屏上，并经曲面全息功能屏进行调制重建目标物体的光场，从而提高其观看者视觉立体感，并增大了观看视角。