[發明專利]一種階梯型透鏡光柵及三維顯示系統

在審

• 申請號: 201810550135.3
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108761812A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 于迅博;高鑫;劉博陽;劉立;高超;楊神武
• 申請（專利權）人: 北京眸合科技有限公司
• 主分類號: G02B27/22
• 分類號: G02B27/22;G02B5/18
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明實施例提供了一種階梯型透鏡光柵及三維顯示系統，所述階梯型透鏡光柵由至少兩層柱透鏡光柵沿光軸方向拼接而成，每層柱透鏡光柵中包含多個相同的柱透鏡，每層柱透鏡光柵中的多個柱透鏡與相鄰柱透鏡光柵中的多個柱透鏡一一對應設置，且相鄰的兩層柱透鏡光柵中相對應的兩個柱透鏡的光軸之間的距離為第一預設距離。通過將階梯型透鏡光柵中相鄰兩層柱透鏡光柵中相對應的兩個柱透鏡的光軸錯開一定的距離，在進行三維顯示時，使得階梯型透鏡光柵豎直方向的分辨率降低，從而使得階梯型透鏡光柵的整體分辨率均勻。

技術領域

本發明實施例涉及三維顯示技術領域，更具體地，涉及一種階梯型透鏡光柵及三維顯示系統。

背景技術

隨著科學技術的高速發展和信息的飛速增加，越來越多的行業領域如醫學成像、軍事指揮、衛星測繪和太空探索等，不再滿足于二維顯示提供的平面信息，而是要求實現精確的三維數據采集、高效的三維數據處理和逼真的三維顯示。

在三維顯示技術中，需要有控光結構對來自二維顯示器發出的光線方向進行控制。柱透鏡光柵由周期緊密排列的柱透鏡組成，具有空間分光控光的功能。由于高透光率、可批量化生產等優勢，柱透鏡光柵已經成為三維顯示系統最主要采用的控光結構。目前柱透鏡光柵的加工工藝非常成熟，通過紫外線固化技術可以實現精度10微米的高精度光學柱透鏡光柵加工。

現有技術中比較常見的三維顯示系統是基于漫射背光或自發光的顯示源結合柱透鏡光柵的結構，該系統結構即為最傳統的自由立體顯示系統。顯示源包括具有漫射背光的LCD顯示器、LED顯示器、OLED顯示器、投影儀、透光顯示的燈片等器件，柱透鏡光柵所采用的材料可以是各種玻璃材料，可以是塑料樹脂材料等。此類三維顯示器需要顯示源放置于柱透鏡光柵的焦距處，利用透鏡成像原理將顯示源上的不同像素的位置信息轉化為不同視點光強的方向信息，從而在顯示系統前方觀看到三維效果。

但是，由于柱透鏡光柵長條形的透鏡形狀，水平方向分辨率會隨著視點數增多而降低，豎直方向分辨率幾乎沒有損失，導致分辨率不均勻，影響觀看效果。

發明內容

本發明實施例提供了一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的階梯型透鏡光柵就三維顯示系統。

一方面本發明實施例提供了一種階梯型透鏡光柵，所述階梯型透鏡光柵由至少兩層柱透鏡光柵沿光軸方向拼接而成，每層柱透鏡光柵中包含多個相同的柱透鏡，每層柱透鏡光柵中的多個柱透鏡與相鄰柱透鏡光柵中的多個柱透鏡一一對應設置，且相鄰的兩層柱透鏡光柵中相對應的兩個柱透鏡的光軸之間的距離為第一預設距離。

進一步地，每層柱透鏡光柵與相鄰柱透鏡光柵間隔第二預設距離設置，且每層柱透鏡光柵中每個柱透鏡與相鄰柱透鏡之間間隔第三預設距離設置。

進一步地，每層柱透鏡光柵中每個柱透鏡的傾斜角為0度；相應地，

每層柱透鏡光柵中的柱透鏡的孔徑為矩形，所述矩形的款為h，且10mm≥h≥0mm，所述矩形的長為P，且10mm≥P≥0mm，所述第一預設距離為d，且10mm≥d≥0mm。

進一步地，所述第二預設距離為G_h，且10mm≥G_h>0mm；所述第三預設距離為G_w，且10mm≥G_w>0mm。

另一方面本發明實施例提供了一種三維顯示系統，所述三維顯示系統包括顯示源和階梯型透鏡光柵；其中，所述階梯型透鏡光柵為上述階梯型透鏡光柵，所述顯示源為自發光的顯示源或帶有背光光源的顯示源，且所述階梯型透鏡光柵正對所述顯示源設置。

進一步地，當所述顯示源為自發光的顯示源，且所述階梯型透鏡光柵中每層柱透鏡光柵與相鄰的柱透鏡光柵間隔第二預設距離設置，且每層柱透鏡光柵中每個柱透鏡與相鄰柱透鏡之間間隔第三預設距離設置時，所述三維顯示系統還包括第一光線擴散結構，且所述第一光學擴散結構正對所述階梯型透鏡光柵遠離所述顯示源的一側設置。