CN104125451A - 一种高亮度的集成成像3d显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种高亮度的集成成像3D显示装置，该装置由漫反射层Ⅰ、背光源、棱锥针孔阵列、以及透射型显示面板组成，背光源由四个线光源组成，为整个显示装置提供光源；棱锥针孔阵列由棱锥针孔在水平和垂直方向上等间距排列而成，棱锥针孔的侧面为漫反射层Ⅱ；透射型显示面板上显示微图像阵列；漫反射层Ⅰ、背光源、棱锥针孔阵列三者精密贴合且中心对齐，由背光源发出的光线经过漫反射层Ⅰ和各棱锥针孔侧面的漫反射层Ⅱ的多次反射后，由棱锥针孔阵列顶部的小孔透射出来，并照射到透射型显示面板上，从而显示出3D图像。
Description
技术领域
本发明涉及集成成像技术，特别涉及一种高亮度的集成成像3D显示装置。
背景技术
集成成像是一种真3D技术，包括拍摄和显示两个过程。拍摄过程采用微透镜阵列拍摄3D物体不同角度的信息，获得微图像阵列；显示过程中微透镜阵列将微图像阵列发出的光线聚集还原，重建出原3D物体的光场信息。基于几何光学中光路可逆的原理，集成成像3D显示能再现出3D物体的光场信息，从而构建出全真的3D图像，因此具有真3D显示、不需辅助设备、适合多人观看、全视差、连续视点、成本低廉、结构简单、超薄屏幕（可壁挂）等优点，成为各国科研工作者的研究热点。
集成成像3D显示通过在显示屏前附加微透镜阵列或针孔阵列两种方式实现，微透镜阵列通过对光线的折射成像作用产生3D效果，但其制作工艺较为复杂，且制造精度有限；虽然针孔阵列的制作工艺相对简单，但由于其通过对光线的遮挡和透射作用产生3D效果，因此将阻挡大部分光线，只有小部分光线从针孔透射出来，从而使得再现3D图像的亮度非常低。
发明内容
本发明提出一种高亮度的集成成像3D显示装置，如附图1所示，该装置由漫反射层Ⅰ、背光源、棱锥针孔阵列、以及透射型显示面板组成。背光源由附图2所示的四个线光源组成，为整个显示装置提供光源；棱锥针孔阵列由附图3所示的棱锥针孔在水平和垂直方向上等间距排列而成，棱锥针孔的侧面为漫反射层Ⅱ；透射型显示面板上显示微图像阵列。漫反射层Ⅰ、背光源、棱锥针孔阵列三者精密贴合且中心对齐，由背光源发出的光线经过漫反射层Ⅰ和各棱锥针孔侧面的漫反射层Ⅱ的多次反射后，由棱锥针孔阵列顶部的小孔透射出来，并照射到透射型显示面板上，从而显示出3D图像。
所述漫反射层Ⅰ为矩形，长、宽分别为H、V。透射型显示面板上显示的微图像阵列包含M×N个图像元（其中水平方向为M个，垂直方向为N个），每个图像元的节距为p，则漫反射层Ⅰ的长H、宽V分别为：
H=M×p （1）
V=N×p （2）
所述背光源为附图2所示的四个线光源组成的矩形，且长、宽与漫反射层Ⅰ的长、宽相同，都分别为H、V。
所述棱锥针孔阵列由附图3所示的棱锥针孔在水平和垂直方向上等间距排列而成，该棱锥针孔阵列包含的棱锥针孔个数与微图像阵列包含的图像元个数相同，都为M×N（其中水平方向为M个，垂直方向为N个），棱锥针孔的底面为正方形的透明玻璃基底，边长与图像元的节距相同，都为p，棱锥针孔各侧面为等腰梯形的漫反射层Ⅱ，棱锥针孔顶部有一个小孔，该小孔与透明玻璃基底中心对齐。棱锥针孔顶部的小孔的边长为q，小孔的占空比K为：
(3)
优选地，棱锥针孔中小孔的占空比K在1%到10%之间最为合适。
所述由背光源发出的光线经过漫反射层Ⅰ和各棱锥针孔侧面的漫反射层Ⅱ的多次反射后，由棱锥针孔阵列顶部的小孔透射出来，并照射到透射型显示面板上，从而显示出3D图像，如附图4所示。背光源发出的光线在棱锥针孔侧面的漫反射层Ⅱ和位于背光源下方的漫反射层Ⅰ上多次反射，最终通过各棱锥针孔顶部的小孔透射出来，如附图4中的实线箭头所示。由小孔透射出来的光线具有方向性，照射到透射型显示面板上显示的微图像阵列时，重建出3D图像。
本发明提出的一种高亮度的集成成像3D显示装置中，由于背光源发出的光线最终都能通过棱锥针孔阵列顶部的小孔透射出来，因此该装置提高了光线利用率，实现了高亮度的集成成像3D显示。
附图说明
附图1为本发明提出的一种高亮度的集成成像3D显示装置示意图
附图2为本发明装置中的背光源示意图
附图3为本发明装置中的棱锥针孔示意图
附图4为本发明装置中的光线传播示意图
上述附图中的图示标号为：
1. 漫反射层Ⅰ，2. 背光源，3. 棱锥针孔阵列，4. 透射型显示面板，5. 线光源，6. 透明玻璃基底，7. 漫反射层Ⅱ，8. 小孔，9. 微图像阵列。
应该理解上述附图只是示意性的，并没有按比例绘制。
具体实施方式
下面详细说明本发明的一种高亮度的集成成像3D显示装置的一个典型实施例，对本发明进行进一步的具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于本发明做进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
本发明提出一种高亮度的集成成像3D显示装置，如附图1所示，该装置由漫反射层Ⅰ、背光源、棱锥针孔阵列、以及透射型显示面板组成。背光源由附图2所示的四个线光源组成，为整个显示装置提供光源；棱锥针孔阵列由附图3所示的棱锥针孔在水平和垂直方向上等间距排列而成，棱锥针孔的侧面为漫反射层Ⅱ；透射型显示面板上显示微图像阵列。漫反射层Ⅰ、背光源、棱锥针孔阵列三者精密贴合且中心对齐，由背光源发出的光线经过漫反射层Ⅰ和各棱锥针孔侧面的漫反射层Ⅱ的多次反射后，由棱锥针孔阵列顶部的小孔透射出来，并照射到透射型显示面板上，从而显示出3D图像。
所述漫反射层Ⅰ为矩形，长、宽分别为H=150mm，V=150mm。透射型显示面板上显示的微图像阵列包含M×N=50×50个图像元（其中水平方向为50个，垂直方向为50个），每个图像元的节距为p=3mm，漫反射层Ⅰ的长H、宽V分别满足公式（1）和（2）。
所述背光源为附图2所示的四个线光源组成的矩形，且长、宽与漫反射层Ⅰ的长、宽相同，都分别为H=150mm，V=150mm。
所述棱锥针孔阵列由附图3所示的棱锥针孔在水平和垂直方向上等间距排列而成，该棱锥针孔阵列包含的棱锥针孔个数与微图像阵列包含的图像元个数相同，都为50×50（其中水平方向为50个，垂直方向为50个），棱锥针孔的底面为正方形的透明玻璃基底，边长与图像元的节距相同，都为p=3mm，棱锥针孔各侧面为等腰梯形的漫反射层Ⅱ，棱锥针孔顶部有一个小孔，该小孔与透明玻璃基底中心对齐。棱锥针孔顶部的小孔的边长为q=0.8mm，由公式（3）计算出小孔的占空比K约为7.1%。
所述由背光源发出的光线经过漫反射层Ⅰ和各棱锥针孔侧面的漫反射层Ⅱ的多次反射后，由棱锥针孔阵列顶部的小孔透射出来，并照射到透射型显示面板上，从而显示出3D图像，如附图4所示。背光源发出的光线在棱锥针孔侧面的漫反射层Ⅱ和位于背光源下方的漫反射层Ⅰ上多次反射，最终通过各棱锥针孔顶部的小孔透射出来，如附图4中的实线箭头所示。由小孔透射出来的光线具有方向性，照射到透射型显示面板上显示的微图像阵列时，重建出3D图像。
本发明提出的一种高亮度的集成成像3D显示装置中，由于背光源发出的光线最终都能通过棱锥针孔阵列顶部的小孔透射出来，因此该装置提高了光线利用率，实现了高亮度的集成成像3D显示。
Claims (2)
1.一种高亮度的集成成像3D显示装置，其特征在于，该装置由漫反射层Ⅰ、背光源、棱锥针孔阵列、以及透射型显示面板组成，漫反射层Ⅰ为矩形，长、宽分别为H、V，透射型显示面板上显示的微图像阵列包含M×N个图像元（其中水平方向为M个，垂直方向为N个），每个图像元的节距为p，则漫反射层Ⅰ的长H、宽V分别为H=M×p，V=N×p，背光源为四个线光源组成的矩形，且长、宽与漫反射层Ⅰ的长、宽相同，都分别为H、V，为整个显示装置提供光源，棱锥针孔阵列由棱锥针孔在水平和垂直方向上等间距排列而成，该棱锥针孔阵列包含的棱锥针孔个数与微图像阵列包含的图像元个数相同，都为M×N（其中水平方向为M个，垂直方向为N个），棱锥针孔的底面为正方形的透明玻璃基底，边长与图像元的节距相同，都为p，棱锥针孔各侧面为等腰梯形的漫反射层Ⅱ，棱锥针孔顶部有一个小孔，该小孔与透明玻璃基底中心对齐，棱锥针孔顶部的小孔的边长为q，小孔的占空比为，透射型显示面板上显示微图像阵列，漫反射层Ⅰ、背光源、棱锥针孔阵列三者精密贴合且中心对齐，背光源发出的光线在棱锥针孔侧面的漫反射层Ⅱ和位于背光源下方的漫反射层Ⅰ上多次反射，最终通过各棱锥针孔顶部的小孔透射出来，由小孔透射出来的光线具有方向性，照射到透射型显示面板上显示的微图像阵列时，重建出3D图像。
2.根据权利要求1所述的一种高亮度的集成成像3D显示装置，其特征在于，棱锥针孔中小孔的占空比K在1%到10%之间最为合适。
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|---|---|
| CN (1) | CN104125451B (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104979374A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-10-14 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种多视场显示装置、多视场显示基板及其制作方法 |
| CN105158918A (zh) * | 2015-10-30 | 2015-12-16 | 成都工业学院 | 一种基于矩形针孔阵列的集成成像3d显示装置 |
| CN107102445A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-08-29 | 甘果 | 裸眼3d放像和摄像的一种策略和系统实现 |
| CN109445117A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-03-08 | 成都工业学院 | 一种二维集成成像3d显示装置 |
| CN109870820A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-06-11 | 成都工业学院 | 针孔反射镜阵列集成成像增强现实装置及方法 |
| CN109870818A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-06-11 | 成都工业学院 | 一种高亮度增强现实3d显示装置及方法 |
| CN110412770A (zh) * | 2019-07-28 | 2019-11-05 | 成都工业学院 | 无串扰的均匀分辨率集成成像3d显示装置 |
| CN110441918A (zh) * | 2019-07-28 | 2019-11-12 | 成都工业学院 | 分辨率均匀的集成成像双视3d显示装置 |
| CN111736362A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-02 | 中国人民解放军陆军装甲兵学院 | 一种集成成像三维显示系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1757958A1 (en) * | 2004-06-14 | 2007-02-28 | Omron Corporation | Diffusing board and surface light source device |
| US20070047254A1 (en) * | 2005-08-27 | 2007-03-01 | 3M Innovative Properties Company | Illumination assembly and system |
| CN101288004A (zh) * | 2004-06-17 | 2008-10-15 | 3M创新有限公司 | 光学膜、组件和显示装置 |
| CN101946206A (zh) * | 2008-02-15 | 2011-01-12 | 3M创新有限公司 | 用于改善显示器照度均匀度的增亮膜和基于薄膜的扩散片 |
-
2014
- 2014-07-08 CN CN201410319682.2A patent/CN104125451B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1757958A1 (en) * | 2004-06-14 | 2007-02-28 | Omron Corporation | Diffusing board and surface light source device |
| CN101288004A (zh) * | 2004-06-17 | 2008-10-15 | 3M创新有限公司 | 光学膜、组件和显示装置 |
| US20070047254A1 (en) * | 2005-08-27 | 2007-03-01 | 3M Innovative Properties Company | Illumination assembly and system |
| CN101946206A (zh) * | 2008-02-15 | 2011-01-12 | 3M创新有限公司 | 用于改善显示器照度均匀度的增亮膜和基于薄膜的扩散片 |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104979374A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-10-14 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种多视场显示装置、多视场显示基板及其制作方法 |
| CN105158918A (zh) * | 2015-10-30 | 2015-12-16 | 成都工业学院 | 一种基于矩形针孔阵列的集成成像3d显示装置 |
| CN107102445A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-08-29 | 甘果 | 裸眼3d放像和摄像的一种策略和系统实现 |
| CN109445117A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-03-08 | 成都工业学院 | 一种二维集成成像3d显示装置 |
| CN109445117B (zh) * | 2018-11-20 | 2024-03-19 | 成都工业学院 | 一种二维集成成像3d显示装置 |
| CN109870818B (zh) * | 2019-03-12 | 2023-10-13 | 成都工业学院 | 一种高亮度增强现实3d显示装置及方法 |
| CN109870818A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-06-11 | 成都工业学院 | 一种高亮度增强现实3d显示装置及方法 |
| CN109870820B (zh) * | 2019-03-26 | 2023-10-17 | 成都工业学院 | 针孔反射镜阵列集成成像增强现实装置及方法 |
| CN109870820A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-06-11 | 成都工业学院 | 针孔反射镜阵列集成成像增强现实装置及方法 |
| CN110412770A (zh) * | 2019-07-28 | 2019-11-05 | 成都工业学院 | 无串扰的均匀分辨率集成成像3d显示装置 |
| CN110441918A (zh) * | 2019-07-28 | 2019-11-12 | 成都工业学院 | 分辨率均匀的集成成像双视3d显示装置 |
| CN110441918B (zh) * | 2019-07-28 | 2024-04-05 | 成都航空职业技术学院 | 分辨率均匀的集成成像双视3d显示装置 |
| CN110412770B (zh) * | 2019-07-28 | 2024-04-05 | 成都航空职业技术学院 | 无串扰的均匀分辨率集成成像3d显示装置 |
| CN111736362A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-02 | 中国人民解放军陆军装甲兵学院 | 一种集成成像三维显示系统 |
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