CN105892082A

CN105892082A - 一种基于渐变节距针孔阵列的集成成像3d显示装置

Info

Publication number: CN105892082A
Application number: CN201610511000.7A
Authority: CN
Inventors: 吴非; 樊为
Original assignee: Chengdu Technological University CDTU
Current assignee: Shanghai Genius Information Technology Co ltd
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2036-06-30
Also published as: WO2018001150A1; CN105892082B

Abstract

本发明公开了一种基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示装置，包括，用于显示微图像阵列的2D显示屏和渐变节距针孔阵列，所述渐变节距针孔阵列中，位于同一列的针孔其水平节距相同；位于同一行的针孔其垂直节距相同，其水平节距从行中心到行边缘逐渐增大；所述微图像阵列中图像元的水平和垂直节距分别与其对应的针孔的水平和垂直节距相同。采用基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示装置成像时，水平观看视角与微图像阵列中图像元的数目无关，从而实现集成成像3D显示装置的水平观看视角增大。

Description

一种基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示装置

技术领域

本发明涉及一种集成成像3D显示，特别涉及一种基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示装置。

背景技术

集成成像3D显示技术是一种无需任何助视设备的真3D显示技术。该技术具有裸眼观看的特点，其记录和显示的过程相对简单，且能显示全视差和全真色彩的立体图像，是目前3D显示技术中的热点技术之一。但是，目前的集成成像3D显示装置仍然存在观看视角窄等缺点，从而限制了它的实际应用。

如图1所示，在传统的集成成像3D显示中，观看视区是所有图像元的成像区域的公共部分。在观看距离l处，传统的集成成像3D显示的水平观看视角θ为：

θ = 2 a r c t a n [\frac{p - w}{2 g} - \frac{(m - 1) p}{2 l}]

其中，p为图像元的水平节距，g为针孔阵列与2D显示屏的间距，m为微图像阵列水平方向上图像元的数目，w为针孔的孔径宽度。在传统的集成成像3D显示中，观看视角与微图像阵列中图像元的数目成反比。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中现有集成成像3D显示装置存在观看视角窄的问题，提供了一种具有更宽水平视角的集成成像3D显示装置。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示装置，包括2D显示屏和渐变节距针孔阵列；所述2D显示屏用于显示微图像阵列；所述渐变节距针孔阵列放置在所述2D显示屏前方，所述微图像阵列中的图像元通过所述渐变节距针孔阵列中的针孔重建3D场景；其中，

所述渐变节距针孔阵列中，位于同一列的针孔其水平节距相同；位于同一行的针孔其垂直节距相同，其水平节距从行中心到行边缘逐渐增大；

所述微图像阵列中的图像元与所述渐变节距针孔阵列中的针孔一一对应，所述图像元的水平和垂直节距分别与其对应的针孔的水平和垂直节距相同。

作为本发明优选方案，所述渐变节距针孔阵列上第i列针孔的水平节距H_i为：

\{\begin{matrix} H_{i} = p {(\frac{l + g}{l - g})}^{[c e i l (\frac{m}{2}) - i]} & 1 \leq i \leq \frac{m}{2} \\ H_{i} = p {(\frac{l + g}{l - g})}^{[i - f l o o r (\frac{m}{2}) - 1]} & \frac{m}{2} < i \leq m \end{matrix}

其中，ceil()是向上取整，floor()是向下取整，i是小于或等于m的正整数，p位于渐变节距针孔阵列中心位置的针孔的水平节距，l为观看距离，g为针孔阵列与2D显示屏的间距，m为渐变节距针孔阵列中水平方向上针孔的个数。

具体的，所述基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示装置的水平观看视角θ为：

θ = 2 a r c t a n (\frac{p - w}{2 g})

其中，p位于渐变节距针孔阵列中心位置的针孔的水平节距，g为针孔阵列与2D显示屏的间距，w是针孔的孔径宽度。

作为本发明优选的，所述2D显示屏为液晶显示屏、等离子显示屏和有机电致发光显示屏之一。

与现有技术相比，本发明的有益效果：提供了一种基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示装置，所述渐变节距针孔阵列中，位于同一列的针孔其水平节距相同；位于同一行的针孔其垂直节距相同，其水平节距从行中心到行边缘逐渐增大；所述微图像阵列中图像元的水平和垂直节距分别与其对应的针孔的水平和垂直节距相同。采用基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示装置成像时，水平观看视角与微图像阵列中图像元的数目无关，从而实现集成成像3D显示装置的水平观看视角增大。

附图说明

图1为现有针孔阵列集成成像3D显示装置成像的水平观看视角示意图；

图2为本发明基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示装置；

图3为本发明基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示装置的水平观看视角示意图；

图中标记：1.显示屏，2.传统的针孔阵列，3.渐变节距针孔阵列，4.本发明的微图像阵列。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

θ = 2 a r c t a n [\frac{p - w}{2 g} - \frac{(m - 1) p}{2 l}]

本发明提供了一种基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示装置，如图2所示，一种基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示装置，包括2D显示屏和渐变节距针孔阵列；所述2D显示屏用于显示微图像阵列；所述渐变节距针孔阵列放置在所述2D显示屏前方，所述微图像阵列中的图像元通过所述渐变节距针孔阵列中的针孔重建3D场景；其中，

具体的，所述渐变节距针孔阵列上第i列针孔的水平节距H_i为：

\{\begin{matrix} H_{i} = p {(\frac{l + g}{l - g})}^{[c e i l (\frac{m}{2}) - i]} & 1 \leq i \leq \frac{m}{2} \\ H_{i} = p {(\frac{l + g}{l - g})}^{[i - f l o o r (\frac{m}{2}) - 1]} & \frac{m}{2} < i \leq m \end{matrix}

具体的，在最佳观看位置l处，所述基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示装置的水平观看视角θ为：

θ = 2 a r c t a n (\frac{p - w}{2 g})

在实际应用中，所述微图像阵列与渐变节距针孔阵列均包含11×11个单元，其中，水平方向上11个单元，垂直方向上11个单元，位于渐变节距针孔阵列中心位置的针孔的节距为p＝5mm，观看距离为l＝105mm，针孔阵列与2D显示屏的间距为g＝5mm，针孔的孔径宽度为w＝1mm，则第1～11列针孔的水平节距分别为8.05255mm、7.3205mm、6.655mm、6.05mm、5.5mm、5mm、5.5mm、6.05mm、6.655mm、7.3205mm、8.05255mm，根据公式：

θ = 2 a r c t a n (\frac{p - w}{2 g})

得到本发明所述基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示装置的水平观看视角为44°；而针孔节距为5mm的传统集成成像3D显示的水平观看视角为18°。因此本发明所述基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示装置实现了宽视角集成成像3D显示。

具体的，所述2D显示屏为液晶显示屏、等离子显示屏和有机电致发光显示屏之一。

Claims

1.一种基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示装置，其特征在于，包括2D显示屏和渐变节距针孔阵列；所述2D显示屏用于显示微图像阵列；所述渐变节距针孔阵列放置在所述2D显示屏前方，所述微图像阵列中的图像元通过所述渐变节距针孔阵列中的针孔重建3D场景；其中，

2.根据权利要求1所述基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示装置，其特征在于，所述渐变节距针孔阵列上第i列针孔的水平节距H_i为：

\{\begin{matrix} H_{i} = p {(\frac{l + g}{l - g})}^{[c e i l (\frac{m}{2}) - i]} & 1 \leq i \leq \frac{m}{2} \\ H_{i} = p {(\frac{l + g}{l - g})}^{[i - f l o o r (\frac{m}{2}) - 1]} & \frac{m}{2} < i \leq m \end{matrix}

3.根据权利要求2所述基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示装置，其特征在于，所述基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示装置的水平观看视角θ为：

θ = 2 a r c t a n (\frac{p - w}{2 g})

4.根据权利要求1所述基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示装置，其特征在于，所述2D显示屏为液晶显示屏、等离子显示屏和有机电致发光显示屏中之一。