[发明专利]一种透镜阵列、3D图像采集系统以及3D显示成像系统

说明书

本发明实施例提供一种透镜阵列、3D图像采集系统以及3D显示成像系统，所述透镜阵列包括多个阵列排布的透镜元，每一个所述透镜元包括一个非球面透镜，所述非球面透镜为包括第一镜面和第二镜面的凸透镜，所述第一镜面为平面，所述第二镜面为非球面。本发明实施例提供一种透镜阵列、3D图像采集系统以及3D显示成像系统，以实现降低像差和畸变，并降低透镜阵列的安装调节难度。

技术领域

本发明实施例涉及显示技术，尤其涉及一种透镜阵列、3D图像采集系统以及3D显示成像系统。

背景技术

随着科技的发展，目前主流的2D(二维)显示因只能够带来平面视觉，已经越来越难以满足人类的生活需求，与此同时，3D(三维)显示技术因为能够带来逼真的立体画面正开始受到了广泛的关注。目前3D显示技术的主要手段是利用柱状透镜或视差光栅将两个2D画面分开，分别被人的左右眼识别后在人脑感知到3D图像。该技术方案本质上是将2D图像分开，在固定视角上才有双目视觉。

集成成像3D显示是一种真实的自由立体显示技术，一种能够体现真实三维显示的新方法。集成成像3D显示采用透镜阵列或微孔结构来实现3D显示的重新构建，可以实现连续视点，全彩等诸多优良特性。集成成像3D显示技术己经成为3D显示的研究热点。

无论是在3D图像采集还是3D显示成像过程中，均需要用到透镜阵列，透镜阵列以透镜元为单元阵列排布。使用单个球面透镜作为透镜元时，单个球面透镜像差较大(尤其是边缘部分彗差较大)，畸变较大，调制传递函数(MTF)高频部分较低，因此单球面透镜成像的边缘部分和高频部分效果较差。为了提高成像效果，可以采用两个球面透镜的复合透镜作为透镜阵列中的透镜元。但是复合透镜尺寸较厚，增加了透镜阵列的安装调节难度。

发明内容

本发明实施例提供一种透镜阵列、3D图像采集系统以及3D显示成像系统，以实现降低像差和畸变，并降低透镜阵列的安装调节难度。

第一方面，本发明实施例提供一种透镜阵列，所述透镜阵列包括多个阵列排布的透镜元，每一个所述透镜元包括一个非球面透镜，所述非球面透镜为包括第一镜面和第二镜面的凸透镜，所述第一镜面为平面，所述第二镜面为非球面。

可选地，所述第二镜面满足公式：

其中，r为所述第二镜面沿径向的长度，z为所述第二镜面沿垂直于径向方向的长度，0≤r≤4.5mm。

可选地，沿第一方向上，所述透镜元重复排列；沿第二方向上，所述透镜元重复排列；所述第一方向与所述第二方向垂直。

可选地，沿第一方向上，所述透镜元重复排列；沿第三方向上，所述透镜元重复排列；所述第一方向与所述第三方向的夹角为45°。

可选地，一所述透镜元和与之距离最近的透镜元之间的距离为L，所述透镜元的直径为R，L/R位于[1，4/3]，两个所述透镜元之间的距离为两个所述透镜元的中心的距离。

第二方面，本发明实施例还提供一种3D图像采集系统，包括第一方面所述的透镜阵列；

所述3D图像采集系统还包括成像记录设备，所述透镜阵列中非球面透镜的第一镜面位于所述成像记录设备与所述透镜阵列中非球面透镜的第二镜面之间，所述成像记录设备用于获取并记录物体的3D信息。

第三方面，本发明实施例提供一种3D显示成像系统，包括第一方面所述的透镜阵列；所述3D显示成像系统还包括显示屏，所述透镜阵列中非球面透镜的第一镜面位于所述显示屏与所述透镜阵列中非球面透镜的第二镜面之间。

可选地，所述3D显示成像系统还包括全息功能屏，所述全息功能屏位于所述透镜阵列远离所述显示屏一侧。