[发明专利]集成成像显示设备

说明书

一种集成成像显示设备，包括：二维显示屏，包括多个像素，每个像素包括多个子像素；微透镜阵列，布置在二维显示屏的前侧并且包括多个微透镜，每个微透镜向一个光线方向显示一个像素中的部分子像素。根据本发明的集成成像显示设备可以具有高的空间分辨率。

技术领域

本发明涉及三维显示领域。更具体地讲，涉及一种集成成像显示设备。

背景技术

随着科技的进步，显示技术也由黑白发展到彩色，由二维平面显示发展到三维（3D）立体显示，为用户提供越来越趋于真实化的体验。三维立体显示技术可分为基于视差的三维显示、体显示和全息显示等。基于视差的三维显示可分为视差屏障式和集成成像式。在这些三维显示方式中，集成成像显示（Integral Imaging Display，IID）被认为是最有潜力的一种三维显示方式，因为这种方式的亮度高，可以让用户裸眼观看到三维影像，并且这种三维影像具有在水平和垂直方向上的连续视差变化，为用户提供了一种真正的不变形的三维效果体验。

集成成像显示设备一般包括二维显示屏（例如，液晶显示（LCD）面板）和微透镜阵列（MLA）。集成成像显示设备通过在微透镜阵列之后的二维显示屏上显示作为二维图像的单元图像阵列（Elemental image array:EIA）图像而进行工作。通过微透镜阵列的折射，EIA图像中的不同部分被折射到三维空间中的不同方向从而形成三维图像。

集成成像显示设备的主要性能指标包括空间分辨率、角分辨率、可视角度和可显示的三维深度范围等。在现有的集成成像显示设备中，空间分辨率和角分辨率是一对相互矛盾的指标。通常来说，给定一块二维显示屏，空间分辨率和角分辨率的乘积等于面板的总分辨率，因此，如果空间分辨率高了，角分辨率就会降低，反之亦然。例如，当二维显示屏的分辨率达到了3840×2160的四倍高清分辨率时，当把这种超高清二维显示屏用于三维显示时，为了得到比较好的三维效果，角分辨率通常不能少于8，这样，空间分辨率就只有480×270。

理想的集成成像显示设备应该具有较高的空间分辨率和角分辨率。较高的空间分辨率可为用户提供三维场景的细节，较高的角分辨率则为用户提供连续的视差变化和三维体验。由于空间分辨率和角分辨率的乘积等于面板的总分辨率，因此，要想同时提高这两项指标，或者提高某一项指标而由不想降低另一项指标，最直观的方法就是提高二维显示屏的总分辨率，但是这取决于二维显示屏的技术水平。

因此，需要一种在不改变二维显示屏的总分辨率的基础上，可以提高集成成像显示设备的空间分辨率同时不影响集成成像显示设备的角分辨率的技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以提供更高的空间分辨率的集成成像显示设备。

本发明的一方面提供一种集成成像显示设备，包括：二维显示屏，包括多个像素，每个像素包括多个子像素；微透镜阵列，布置在二维显示屏的前侧并且包括多个微透镜，每个微透镜向一个光线方向显示一个像素中的部分子像素。

可选地，每个微透镜在单个光线方向上能够显示的子像素的数量小于单个像素中包括的子像素的数量，邻近的N个微透镜向一个光线方向分别显示一个像素中的N个部分的子像素，N为大于1并且小于或等于单个像素中包括的子像素的数量的自然数。

可选地，每个微透镜向一个光线方向仅显示单个子像素。

可选地，邻近的N个微透镜向一个光线方向显示的子像素的颜色分别对应于单个像素中包括的N个子像素的颜色，其中，N表示单个像素中包括的子像素的数量。

可选地，二维显示屏位于微透镜的焦平面的预定范围内。

可选地，每个像素的多个子像素沿行的方向排列，同一行的相邻两个微透镜之间的间距P_LH满足如下条件：

0.4((P_LH/P_PH)%N)N-0.4，