留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于光线追迹的LED裸眼三维显示技术准直性研究

佀同岭,  朴燕,  李敏

downloadPDF
文章导航 > 红外与激光工程  > 2018 >  47(6): 603002-0603002(6)
佀同岭, 朴燕, 李敏. 基于光线追迹的LED裸眼三维显示技术准直性研究[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(6): 603002-0603002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0603002
引用本文: 佀同岭, 朴燕, 李敏. 基于光线追迹的LED裸眼三维显示技术准直性研究[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(6): 603002-0603002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0603002
shu
Si Tongling, Piao Yan, Li Min. Research on collimation of LED naked eye 3D display technology based on ray tracing[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(6): 603002-0603002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0603002
Citation: Si Tongling, Piao Yan, Li Min. Research on collimation of LED naked eye 3D display technology based on ray tracing[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(6): 603002-0603002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0603002
shu

基于光线追迹的LED裸眼三维显示技术准直性研究

doi: 10.3788/IRLA201847.0603002
  • 1.

    长春理工大学 电子信息工程学院,吉林 长春 130022

基金项目: 

国家自然科学基金（60977011）;吉林省科技计划项目（20180201091GX）;吉林省机器视觉智能装备与智能检测科技创新中心（20180623039TC）

详细信息
    作者简介:

    佀同岭(1993-),男,硕士生,主要从事立体成像方面的研究。Email:si_tling@126.com

  • 中图分类号: TN141

Research on collimation of LED naked eye 3D display technology based on ray tracing

  • 1.

    Academy of Eelectronic Information Engineering,Changchun University of Science and Technology,Changchun 130022,China

  • 摘要: 在LED集成成像裸眼三维显示中，LED大屏幕的单个像素点的发散角很大，使用平凸及双凸透镜，图像的重构光线发散且相邻透镜单元间的像素串扰大，导致立体场景再现的过程中图像不清晰，影响重构三维图像的质量。根据光线追迹原理，分析了LED集成成像的成像过程，研究不同形状透镜阵列与LED集成成像相邻透镜单元间像素点间串扰的关系，仅使用单个凹凸透镜有效地控制了重构光线的发散问题，使通过透镜的重构光线更加汇聚准直，光线平行出射，有效地减小了相邻透镜间的像素串扰，提高了成像质量。通过比较字母模型成像的仿真结果，凹凸透镜非常适用于LED集成成像，成像的效果优于其他形状透镜。
    Abstract: In the integrated imaging naked eye 3D display based on LED, the divergence angle of the pixel point of LED large screen was very large. Flat convex and double convex lens are often employed. The reconstructed light of the image diverges and the pixel crosstalk between adjacent lens units was large, resulting in unclear images during the reproduction of the three-dimensional scene with the reduced imaging quality. The imaging process of integrated imaging based on LED was analyzed according to the principle of ray tracing. The relationship of crosstalk between different shapes of the lens array and adjacent lens units of LED integrated imaging was investigated. A single meniscus lens was used to effectively control the divergence of the reconstructed light. The reconstructed light passing through the lens was more convergent and collimated. The emergent rays through the lens becomes more parallel and the crosstalk between adjacent lens units was reduced effectively. By comparing the simulation result of the letter model, the meniscus lens was more suitable for LED integrated imaging. The imaging effect of the meniscus lens is better than that of the other lens.
  • [1] Zhang Lei. Research on non-screen projection integrated imaging 3D display system[D]. Tianjin:Nankai University, 2013. (in Chinese)张雷. 无屏投影集成成像三维显示系统的研究[D]. 天津:南开大学, 2013.
    [2] Piao Yan, Wang Yu. Integrated Stereo Imaging Technology[M]. Beijing:Publishing House of Electronics Industry, 2015.(in Chinese)朴燕, 王宇. 集成立体成像技术[M]. 北京:电子工业出版社, 2015.
    [3] Zhao Min, Xiong Zhaolong, Xing Yan, et al. Real-time integrated imaging pickup system based on binocular stereo camera[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(11):1103007. (in Chinese)赵敏, 熊召龙, 邢妍,等. 采用双目立体相机的实时集成成像拍摄系统[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(11):1103007.
    [4] Wang Qionghua, Tang Song, Luo Chenggao, et al. Integrated imaging 3D display based on high refractive index filling layer and orthogonal polarizer array[J]. Journal of Sichuan University (Engineering Science Edition), 2015, 47(4):132-135. (in Chinese)王琼华, 唐松, 罗成高, 等. 基于高折射率填充层和正交偏振片阵列的集成成像3D显示器[J]. 四川大学学报(工程科学版), 2015, 47(4):132-135.
    [5] Kim H, Hahn J, Lee B. The use of a negative index planoconcave lens array for wide-viewing angle integral imaging[J]. Optics Express, 2008, 16(26):21865-21880.
    [6] Peng Yuyan, Zhou Xiongtu, Zhang Yong'ai, et al. Design and simulation of surface microlens arrays for integrated imaging 3D display[J]. Acta Photonica Sinica, 2016, 45(3):149-154. (in Chinese)彭玉颜, 周雄图, 张永爱,等. 用于集成成像3D显示的曲面微透镜阵列设计与仿真[J]. 光子学报, 2016, 45(3):149-154.
    [7] Pang K, Song L, Fang F, et al. An imaging system with a large depth of field based on an overlapped micro-lens array[J]. CIRP Annals-Manufacturing Technology, 2016, 65(1):471-474.
    [8] Zhou Xiongtu, Chen En'guo, Yao Jianmin, et al. Design and simulation of pinhole/lens combination array for integrated imaging[J]. Liquid Crystals Display, 2013, 28(6):855-859. (in Chinese)周雄图, 陈恩果, 姚剑敏, 等. 用于集成成像的针孔/微透镜组合阵列设计与仿真[J]. 液晶与显示, 2013, 28(6):855-859.
    [9] Zhao Xuewei, Wang Yaoyao, Song Lipei, et al. Imaging of underwater targets based on computational integrated imaging[J]. Journal of Chinese Lasers, 2018, 45(1):0109001. (in Chinese)赵雪微, 王尧尧, 宋丽培, 等.基于计算集成成像的水下目标成像[J]. 中国激光, 2018, 45(1):0109001.
    [10] Dong Jichang. Optical Basics[M]. Nanning:Guangxi People's Publishing House, 1982. (in Chinese)董继昌. 光学基础[M]. 南宁:广西人民出版社, 1982.
  • [1] 张畅达, 高明友, 周岩, 邓晓洲, 熊欣, 刘风雷, 张为国.  硅基非球面柱面微透镜阵列制备方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20210688-1-20210688-9. doi: 10.3788/IRLA20210688
    [2] 郭凯, 彭旷, 王文峰, 赵江, 李志彬.  光学胶膜液体可变焦微透镜阵列 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20210958-1-20210958-8. doi: 10.3788/IRLA20210958
    [3] 费宇航, 隋修宝, 王庆宝, 陈钱, 顾国华.  微透镜阵列光学实现卷积运算 . 红外与激光工程, 2022, 51(2): 20210887-1-20210887-6. doi: 10.3788/IRLA20210887
    [4] 李晓蕾, 高明.  小型化复合孔径双波段观瞄系统设计 . 红外与激光工程, 2022, 51(4): 20210549-1-20210549-12. doi: 10.3788/IRLA20210549
    [5] 黄邵祺, 宋泽园, 潘明亮, 龙严, 戴博, 张大伟.  高填充因子微透镜阵列的快速制备及特性分析 . 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20200476-1-20200476-5. doi: 10.3788/IRLA20200476
    [6] 范钧, 刘永志, 吴非.  基于渐变线光源的高亮度集成成像3D显示 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210058-1-20210058-6. doi: 10.3788/IRLA20210058
    [7] 高妍琦, 李福建, 季来林, 赵晓晖, 夏兰, 冯伟, 刘栋, 史海涛, 刘佳妮, 饶大幸, 崔勇, 马伟新, 隋展.  高功率激光驱动器光束匀滑技术研究（特邀） . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201074-1-20201074-14. doi: 10.3788/IRLA20201074
    [8] 范钧, 刘泽晟, 邓慧.  基于偏振光栅的一维集成成像双视3D显示 . 红外与激光工程, 2020, 49(1): 0116001-0116001(5). doi: 10.3788/IRLA202049.0116001
    [9] 邢妍, 王琼华.  集成成像3D信息获取技术 . 红外与激光工程, 2020, 49(3): 0303003-0303003-12. doi: 10.3788/IRLA202049.0303003
    [10] 徐正奎, 李晓斌, 乐丽珠, 于振龙, 何俊, 王春兴.  红外双波叠层结构探测器微透镜阵列的设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(8): 803003-0803003(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0803003
    [11] 范钧, 吴非, 吕国皎, 赵百川, 邓欢, 王琼华.  基于可变孔径针孔阵列的集成成像3D显示 . 红外与激光工程, 2018, 47(6): 603005-0603005(4). doi: 10.3788/IRLA201847.0603005
    [12] 赵梓旭, 宋小庆, 贾胜杰, 魏有财, 王慕煜.  车内多LED光源阵列分布通信系统信道研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 922006-0922006(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0922006
    [13] 雷宇, 佟庆, 张新宇.  使用梯度折射率液晶微透镜阵列的光场成像 . 红外与激光工程, 2017, 46(2): 220002-0220002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0220002
    [14] 赵敏, 熊召龙, 邢妍, 李小伟, 王琼华.  采用双目立体相机的实时集成成像拍摄系统 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1103007-1103007(5). doi: 10.3788/IRLA201746.1103007
    [15] 李以贵, 颜平, 黄远, 杉山进.  基于X光移动光刻技术的PMMA微透镜阵列制备 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 620001-0620001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0620001
    [16] 侯宇.  LED小角度照明透镜的设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 518004-0518004(3). doi: 10.3788/IRLA201645.0518004
    [17] 于洵, 朱磊, 姜旭, 武继安, 李建强.  基于微透镜阵列偏振探测器的噪声性能研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 189-195.
    [18] 戴艺丹, 屈恩世, 任立勇.  Scheme语言的LED自由曲面透镜快速建模方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2690-2695.
    [19] 王洪, 陈赞吉, 吴衡, 葛鹏.  自由曲面LED汽车前照灯光学透镜设计方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1529-1534.
    [20] 刘志辉, 石振东, 杨欢, 李国俊, 方亮, 周崇喜.  衍射微透镜阵列用于半导体激光光束匀化 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2092-2096.
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
计量
  • 文章访问数:  454
  • HTML全文浏览量:  96
  • PDF下载量:  66
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-04-17
  • 修回日期:  2018-06-04
  • 刊出日期:  2018-06-25

基于光线追迹的LED裸眼三维显示技术准直性研究

doi: 10.3788/IRLA201847.0603002
  • 1. 长春理工大学 电子信息工程学院,吉林 长春 130022
    • 作者简介:

    佀同岭(1993-),男,硕士生,主要从事立体成像方面的研究。Email:si_tling@126.com

  • 收稿日期: 2018-04-17
  • 修回日期: 2018-06-04
  • 刊出日期: 2018-06-25
基金项目:

国家自然科学基金（60977011）;吉林省科技计划项目（20180201091GX）;吉林省机器视觉智能装备与智能检测科技创新中心（20180623039TC）

  • 中图分类号: TN141

摘要: 在LED集成成像裸眼三维显示中，LED大屏幕的单个像素点的发散角很大，使用平凸及双凸透镜，图像的重构光线发散且相邻透镜单元间的像素串扰大，导致立体场景再现的过程中图像不清晰，影响重构三维图像的质量。根据光线追迹原理，分析了LED集成成像的成像过程，研究不同形状透镜阵列与LED集成成像相邻透镜单元间像素点间串扰的关系，仅使用单个凹凸透镜有效地控制了重构光线的发散问题，使通过透镜的重构光线更加汇聚准直，光线平行出射，有效地减小了相邻透镜间的像素串扰，提高了成像质量。通过比较字母模型成像的仿真结果，凹凸透镜非常适用于LED集成成像，成像的效果优于其他形状透镜。

English Abstract

    全文HTML

参考文献 (10)

目录

    /

    返回文章
    返回

    版权所有 © 2019 《红外与激光工程》编辑部｜ 地址: 天津市空港经济区中环西路58号｜ 邮政编码: 300308

    津ICP备19007885号-1

    本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发    百度统计