大幅面集成成像显示系统中宏透镜阵列位置误差度量与校正

毛岩; 燕展; 刘新蕾; 荆涛; 黄应清; 蒋晓瑜; 闫兴鹏

doi:10.37188/CJLCD.2022-0036

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

大幅面集成成像显示系统中宏透镜阵列位置误差度量与校正

光场3D显示 | 更新时间：2022-06-22

- 大幅面集成成像显示系统中宏透镜阵列位置误差度量与校正
- Characterization and compensation of position errors of macro lens array in large-format integral imaging system
- 液晶与显示 2022年37卷第5期页码：581-591
- 作者机构：
  
  陆军装甲兵学院信息通信系，北京 100072
- 作者简介：
  
  [ "毛岩（1994—），男，江苏灌云人，硕士，2021年于陆军装甲兵学院获得硕士学位，主要从事集成成像三维显示方面的研究。E-mail： maoyanhero@foxmail.com" ]
  [ "闫兴鹏（1984—），男，甘肃庆阳人，博士，教授， 2011年于清华大学获得博士学位，主要从事光学信息处理与激光技术方面的研究。E-mail： yanxp02@gmail.com" ]
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划(2017YFB1104500);国家自然科学基金(61775240)
- DOI：10.37188/CJLCD.2022-0036
  中图分类号： O438.1
- 收稿日期：2022-01-29，
  
  修回日期：2022-02-22，
  
  纸质出版日期：2022-05-05
- 稿件说明：
移动端阅览
毛岩, 燕展, 刘新蕾, 等. 大幅面集成成像显示系统中宏透镜阵列位置误差度量与校正[J]. 液晶与显示, 2022,37(5):581-591.

Yan MAO, Zhan YAN, Xin-lei LIU, et al. Characterization and compensation of position errors of macro lens array in large-format integral imaging system[J]. Chinese journal of liquid crystals and displays, 2022, 37(5): 581-591.
毛岩, 燕展, 刘新蕾, 等. 大幅面集成成像显示系统中宏透镜阵列位置误差度量与校正[J]. 液晶与显示, 2022,37(5):581-591. DOI： 10.37188/CJLCD.2022-0036.

Yan MAO, Zhan YAN, Xin-lei LIU, et al. Characterization and compensation of position errors of macro lens array in large-format integral imaging system[J]. Chinese journal of liquid crystals and displays, 2022, 37(5): 581-591. DOI： 10.37188/CJLCD.2022-0036.

摘要

在大幅面集成成像显示系统中，宏透镜阵列位置误差会严重影响成像质量。宏透镜阵列位置误差可以分为轴向位置误差和横向位置误差，理想情况下汇聚于重构点的像素在位置误差作用下将不再汇聚，这些像素将在其他点处成像。本文利用重构点到这些点的距离的平均值和方差对位置误差的大小进行了度量，并讨论了宏透镜阵列轴向位置和横向位置的测量方法，给出了宏透镜阵列轴向位置误差和横向位置误差的校正方法，从而缓解了宏透镜阵列位置误差对成像质量的影响，提高了显示效果。

Abstract

In the large-format integral imaging display system， the position error of the macro lens array will seriously affect the imaging quality. The position error of the macro lens array can be divided into axial position error and lateral position error. Pixels converging at the reconstructed point ideally will no longer converge with the position error， and will be imaged at other points. In this paper， the average and variance of the distances from the reconstructed point to these points are used to measure the size of the position error. In addition， this paper discusses the measurement methods of the axial and lateral positions of the macro lens array， and then gives the correction methods of the axial and lateral position errors of the macro lens array， thereby alleviating the influence of the macro lens array’s position error on the imaging quality and improving the display effect.

关键词

Keywords

references

HIURA H ， KOMINE K ， ARAI J ， et al . Experimental verification of accommodation-convergence conflict in viewing integral photography ［J］. Optical Engineering ， 2018 ， 57 （ 6 ）： 061622 . doi: 10.1117/1.oe.57.6.061622 http://dx.doi.org/10.1117/1.oe.57.6.061622

BURCKHARDT C B . Optimum parameters and resolution limitation of integral photography ［J］. Journal of the Optical Society of America ， 1968 ， 58 （ 1 ）： 71 - 76 . doi: 10.1364/josa.58.000071 http://dx.doi.org/10.1364/josa.58.000071

JI C C ， LUO C G ， DENG H ， et al . Tilted elemental image array generation method for moiré-reduced computer generated integral imaging display ［J］. Optics Express ， 2013 ， 21 （ 17 ）： 19816 - 19824 . doi: 10.1364/oe.21.019816 http://dx.doi.org/10.1364/oe.21.019816

XIONG Z L ， LI S L ， CHEN J ， et al . Nonunified integral imaging elemental image array generation method based on selective pixel sampling algorithm ［J］. Applied Optics ， 2015 ， 54 （ 9 ）： 2532 - 2536 . doi: 10.1364/ao.54.002532 http://dx.doi.org/10.1364/ao.54.002532

ARAI J ， OKUI M ， KOBAYASHI M ， et al . Geometrical effects of positional errors in integral photography ［J］. Journal of the Optical Society of America A ， 2004 ， 21 （ 6 ）： 951 - 958 . doi: 10.1364/josaa.21.000951 http://dx.doi.org/10.1364/josaa.21.000951

CHOI H ， PARK J H ， HONG J ， et al . Depth-enhanced integral imaging with a stepped lens array or a composite lens array for three-dimensional display ［C］// Proceedings of the 16th Annual Meeting of the IEEE Lasers and Electro-Optics Society . Tucson ： IEEE ， 2003 ： 730 - 731 . doi: 10.1143/jjap.43.5330 http://dx.doi.org/10.1143/jjap.43.5330

CHOI H J ， YIM J ， KIM Y ， et al . Tiled integral floating display without occlusion effect using an offset lens array and a perpendicular barrier ［J］. Applied Optics ， 2014 ， 53 （ 27 ）： G169 - G176 . doi: 10.1364/ao.53.00g169 http://dx.doi.org/10.1364/ao.53.00g169

JANG J Y ， CHO M . Color artifact-free three-dimensional integral imaging display with large depth using a lens array based on sublens structure ［J］. Journal of Display Technology ， 2016 ， 12 （ 6 ）： 610 - 615 . doi: 10.1109/jdt.2015.2513079 http://dx.doi.org/10.1109/jdt.2015.2513079

SONG M H ， JEONG J S ， ERDENEBAT M U ， et al . Integral imaging system using an adaptive lens array ［J］. Applied Optics ， 2016 ， 55 （ 23 ）： 6399 . doi: 10.1364/ao.55.006399 http://dx.doi.org/10.1364/ao.55.006399

GAO X ， SANG X Z ， YU X B ， et al . 360° light field 3D display system based on a triplet lenses array and holographic functional screen ［J］. Chinese Optics Letters ， 2017 ， 15 （ 12 ）： 121201 . doi: 10.3788/col201715.121201 http://dx.doi.org/10.3788/col201715.121201

YANG S W ， SANG X Z ， YU X B ， et al . 162-inch 3D light field display based on aspheric lens array and holographic functional screen ［J］. Optics Express ， 2018 ， 26 （ 25 ）： 33013 - 33021 . doi: 10.1364/oe.26.033013 http://dx.doi.org/10.1364/oe.26.033013

郭敏．基于集成成像的三维场景采集、显示与重构技术研究［D］．长春：吉林大学， 2018 ．

GUO M . Research on technology of capture， display and reconstruction based on integral imaging ［D］. Changchun ： Jilin University ， 2018 . （in Chinese）

YAN X P ， WEN J ， YAN Z Q ， et al . Post-calibration compensation method for integral imaging system with macrolens array ［J］. Optics Express ， 2019 ， 27 （ 4 ）： 4834 - 4844 . doi: 10.1364/oe.27.004834 http://dx.doi.org/10.1364/oe.27.004834

WEN J ， YAN X P ， JIANG X Y ， et al . Comparative study on light modulation characteristic between hexagonal and rectangular arranged macro lens array for integral imaging based light field display ［J］. Optics Communications ， 2020 ， 466 ： 125613 . doi: 10.1016/j.optcom.2020.125613 http://dx.doi.org/10.1016/j.optcom.2020.125613

WANG Y D ， SANG X Z ， XING S J ， et al . Three-dimensional light-field display with enhanced horizontal viewing angle by introducing a new lenticular lens array ［J］. Optics Communications ， 2020 ， 477 ： 126327 . doi: 10.1016/j.optcom.2020.126327 http://dx.doi.org/10.1016/j.optcom.2020.126327

YAN Z ， YAN X P ， JIANG X Y ， et al . Calibration of the lens’ axial position error for macrolens array based integral imaging display system ［J］. Optics and Lasers in Engineering ， 2021 ， 142 ： 106585 . doi: 10.1016/j.optlaseng.2021.106585 http://dx.doi.org/10.1016/j.optlaseng.2021.106585

浏览量

340

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于相机实拍的高分辨集成成像三维显示技术的研究

基于哈特曼探测器的光波相位三维显示方法

不同重建深度的微图像阵列生成

近眼显示光学系统技术分析与研究进展