基于光孔阵列的集成成像三维显示方法-论文.pdf

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1、第34卷第9期光学学报Vo1．34，No．92014年9月ACTAOPTICASINICASeptember，2014基于光孔阵列的集成成像三维显示方法刘尧邓欢罗成高王琼华(四川大学电子信息学院，四川成都610065)摘要集成成像较小的再现深度一直都限制着集成成像的发展和应用，针对此问题提出了一种增大集成成像再现深度的方法。该方法在微透镜阵列与显示屏之间附加一个光孔阵列，利用光孑L阵列限制显示屏上像素发出光线的发散角，从而有效地增大集成成像的再现深度。对集成成像的再现原理进行了深入分析，讨论了光孔

2、直径与集成成像再现深度的关系。采用ASAP光学模拟软件对所提方法和传统方法进行了模拟对比实验，实验结果显示当光孑L直径占透镜元节距的64时，所提方法的再现深度是传统集成成像再现深度的l_5倍，实验结果验证了理论推导的正确性。关键词成像系统；再现深度；光孔阵列；微透镜阵列；三维显示中图分类号TN141文献标识码Adoi：10．3788／AOS201434．0910004AnIntegralImagingThreeDimensionalDisplayMethodBasedonApertureStopA

3、rrayLiuYaoDengHuanLuoChenggaoWangQionghua(SchoolofElectronicsandInformationEngineering，SichuanUniversity，Chengdu，Sichuan610065，China)AbstractTheperformanceofintegralimagingthree—dimensional(3D)displayislimitedbythelimiteddepth—of—field．Amethodforenhan

4、cingthedepth．of．fieldofintegralimagingisproposed．Thismethodaddsanaperturestoparrayintheconventionalintegralimagingsystem，andtheaperturestoparrayisusedtolimitthedivergenceangleofeachpixelinthedisplaypane1．Theprincipleofintegralimagingisanalyzedandthere

5、lationshipbetweenthesizeofaperturestopandthedepth—of—fieldiSstudiedindetail．BoththeproposedmethodandconventionalmethodaresimulatedbyopticaldesignsoftwareASAP，andthesimulationresultsshowthatthedepth—of-fieldoftheproposedmethodiS1．5timesoftheconventiona

6、lmethodwhentheaperturestopdiameteraccountsfor64％ofthepitchmicro-less．Theexperimentalresultsverifythecorrectnessofthetheoreticalanalysis．Keywordsimagingsystems；depth—of—field；aperturestoparray；micro—lensarray；three-dimensionaldisplay0CIScodes100．6890：1

7、10．1220：110．2990；080．3631引言空间3D场景的真3D显示技术。在集成成像的记录和再现阶段都要使用到微透伴随着科学技术的不断发展，裸视三维(3D)显镜阵列，由于微透镜阵列的特殊结构]，以及拍摄器示逐渐成为显示领域的一个研究热点。现阶段，裸件和显示器件的分辨率有限等诸多因素，集成成像视3D显示主要有光栅3D显示、集成成像3D显示、还存在一系列的缺点和不足：如3D图像的深度反体3D显示，全息3D显示等[1]，其中集成成像3D转、观看视角小、分辨率低、再现深度小等问显示以其全视差、连

8、续视点、无视疲劳等诸多优点而题_1]。再现深度(DOF)是指中心深度平面备受关注_5]。集成成像最早是由Lippmann]于(CDP)附近3D图像的厚度，即3D图像前后边缘深1908年提出，是一种利用微透镜阵列来记录和再现收稿日期：2014—04—22；收到修改稿日期：2014—05—08基金项目：国家863计划(2012AA011901，2O12AAO3A3O1)、四川I省科技计划(2013GZO018，2013TD0002)作者简介：刘尧(1989一)，女，硕士研究生，主要从事