CN108919506B - 一种双视3d显示装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种双视3D显示装置及方法，包括线光源阵列，显示屏，偏振阵列，第1偏振眼镜，第2偏振眼镜；第1偏振单元和第1图像元的节距小于线光源的节距，第2偏振单元和第2图像元的节距小于线光源的节距，所有第1图像元和第2图像元的成像区域在最佳观看距离处重合，增大了观看视角；与第1图像元对应的线光源发出的光线不能照明其他的第1图像元；与第2图像元对应的线光源发出的光线不能照明其他的第2图像元，消除了串扰。
Description
技术领域
本发明涉及双视3D显示，更具体地说，本发明涉及一种双视3D显示装置及方法。
背景技术
集成成像双视3D显示是双视显示技术和集成成像3D显示技术的融合。它可以使得观看者在不同的观看方向上看到不同的3D画面。但是，现有的集成成像双视3D显示存在四个明显的缺点：1、两个3D视区分离，观看者需要移动观看位置才能看到另外一个3D画面；2、视角窄；3、分辨率不均匀；4、存在串扰。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种双视3D显示装置及方法，基于该显示方法的显示装置可以在同一个视区内同时提供分辨率均匀的两个不同的无串扰3D图像。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种双视3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括线光源阵列，显示屏，偏振阵列，第1偏振眼镜，第2偏振眼镜；所述线光源阵列由多个参数相同的线光源间隔排列组成；所述偏振阵列与所述显示屏紧密贴合，所述偏振阵列由第1偏振单元和第2偏振单元在水平和垂直方向上交替排列组成，所述第1偏振单元与所述第2偏振单元的偏振方向正交，所述偏振阵列中水平和垂直方向上相邻的偏振单元的偏振方向正交，如附图2所示；所述第1偏振眼镜与所述第1偏振单元的偏振方向相同，所述第2偏振眼镜与所述第2偏振单元的偏振方向相同；
所述显示屏用于显示微图像阵列，所述微图像阵列由第1图像元和第2图像元在水平和垂直方向上交替排列组成，如附图3所示；所述第1图像元通过第1三维场景获取，所述第2图像元通过第2三维场景获取；所述第1图像元和所述第2图像元分别与所述第1偏振单元和所述第2偏振单元对应且对齐；所述第1偏振单元的节距、所述第2偏振单元的节距均相同，且所述第1偏振单元和所述第2偏振单元的节距小于所述线光源的节距；
与所述第1图像元对应的线光源的最左边和最右边发出的光线刚好不能照明与上述第1图像元距离最近的第1图像元；
与所述第2图像元对应的线光源的最左边和最右边发出的光线刚好不能照明与上述第2图像元距离最近的第2图像元；
优选的，所述显示屏，所述偏振阵列和所述线光源阵列的中心均对应且对齐；
优选的，所述偏振阵列与所述显示屏紧密贴合，所述第1偏振单元的节距、所述第2偏振单元的节距、所述第1图像元的节距、所述第2图像元的节距均相同；
优选的，线光源的节距为p，显示屏与线光源的间距为g，显示屏的厚度为t，则第1偏振单元的节距和第2偏振单元的节距q由下式计算得到：
其中，l为最佳观看距离。
优选的，第1三维图像和第2三维图像的观看视角θ由下式计算得到：
其中，q为第1偏振单元的节距和第2偏振单元的节距，w为线光源的宽度。
优选的，第1偏振单元和第2偏振单元的节距为q，线光源的节距为p，线光源的宽度为w，则显示屏的厚度t为：
其中，g为显示屏与线光源阵列的间距。
一种双视3D显示方法，包括：
偏振方向正交的第1偏振单元和第2偏振单元在水平和垂直方向上交替排列，所述偏振阵列中水平和垂直方向上相邻的偏振单元的偏振方向正交，
通过第1三维场景和第2三维场景获取的所述第1图像元和所述第2图像元分别与所述第1偏振单元和所述第2偏振单元对应且对齐；
所述第1偏振单元将与所述第1图像元对应的线光源发出的光线调制为偏振光，上述偏振光照明上述第1图像元重建第1三维图像，且只能通过所述第1偏振眼镜看到；所述第1图像元的节距小于所述线光源的节距，所有所述第1图像元的成像区域在最佳观看距离处重合，增大了第1三维图像的观看视角；
所述第2偏振单元将与所述第2图像元对应的线光源发出的光线调制为偏振光，上述偏振光照明上述第2图像元重建第2三维图像，且只能通过所述第2偏振眼镜看到所述第1图像元的节距小于所述线光源的节距，所有所述第1图像元的成像区域在最佳观看距离处重合，增大了第1三维图像的观看视角
与所述第1图像元对应的线光源的最左边和最右边发出的光线刚好不能照明与上述第1图像元距离最近的第1图像元；与所述第2图像元对应的线光源的最左边和最右边发出的光线刚好不能照明与上述第2图像元距离最近的第2图像元，消除了串扰。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明中的第1偏振单元和第2偏振单元在水平和垂直方向上交替排列，第1图像元和第2图像元分别与第1偏振单元和第2偏振单元对应且对齐，在不增大3D图像分辨率的前提下，使得3D图像的分辨率更加均匀，改善了显示效果；2、进一步的，无需移动观看位置，通过佩戴不同的偏振眼镜来切换不同的3D图像；
3、进一步的，第1偏振单元和第1图像元的节距小于线光源的节距，第2偏振单元和第2图像元的节距小于线光源的节距，所有第1图像元和第2图像元的成像区域在最佳观看距离处重合，增大了观看视角；
4、与第1图像元对应的线光源发出的光线不能照明其他的第1图像元；与第2图像元对应的线光源发出的光线不能照明其他的第2图像元，消除了串扰。
附图说明
附图1为本发明的双视3D显示的结构图
附图2为本发明的偏振阵列的排列示意图
附图3为本发明的微图像阵列的排列示意图
上述附图中的图示标号为：
1线光源阵列，2显示屏，3偏振阵列，4第1偏振眼镜，5第2偏振眼镜，6第1偏振单元，7第2偏振单元，8微图像阵列，9第1图像元，10第2图像元，11第1三维图像，12第2三维图像。
具体实施方式
下面详细说明利用本发明的一个典型实施例，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。
一种双视3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括线光源阵列，显示屏，偏振阵列，第1偏振眼镜，第2偏振眼镜；所述线光源阵列由多个参数相同的线光源间隔排列组成；所述偏振阵列与所述显示屏紧密贴合，所述偏振阵列由第1偏振单元和第2偏振单元在水平和垂直方向上交替排列组成，所述第1偏振单元与所述第2偏振单元的偏振方向正交，所述偏振阵列中水平和垂直方向上相邻的偏振单元的偏振方向正交，如附图2所示；所述第1偏振眼镜与所述第1偏振单元的偏振方向相同，所述第2偏振眼镜与所述第2偏振单元的偏振方向相同；
所述显示屏用于显示微图像阵列，所述微图像阵列由第1图像元和第2图像元在水平和垂直方向上交替排列组成，如附图3所示；所述第1图像元通过第1三维场景获取，所述第2图像元通过第2三维场景获取；所述第1图像元和所述第2图像元分别与所述第1偏振单元和所述第2偏振单元对应且对齐；所述第1偏振单元的节距、所述第2偏振单元的节距均相同，且所述第1偏振单元和所述第2偏振单元的节距小于所述线光源的节距；
与所述第1图像元对应的线光源的最左边和最右边发出的光线刚好不能照明与上述第1图像元距离最近的第1图像元；
与所述第2图像元对应的线光源的最左边和最右边发出的光线刚好不能照明与上述第2图像元距离最近的第2图像元；
优选的，所述显示屏，所述偏振阵列和所述线光源阵列的中心均对应且对齐；
优选的，所述偏振阵列与所述显示屏紧密贴合，所述第1偏振单元的节距、所述第2偏振单元的节距、所述第1图像元的节距、所述第2图像元的节距均相同；
优选的，线光源的节距为p，显示屏与线光源的间距为g，显示屏的厚度为t，则第1偏振单元的节距和第2偏振单元的节距q由下式计算得到：
其中，l为最佳观看距离。
优选的，第1三维图像和第2三维图像的观看视角θ由下式计算得到：
其中，q为第1偏振单元的节距和第2偏振单元的节距，w为线光源的宽度。
优选的，第1偏振单元和第2偏振单元的节距为q，线光源的节距为p，线光源的宽度为w，则显示屏的厚度t为：
其中，g为显示屏与线光源阵列的间距。
一种双视3D显示方法，包括：
偏振方向正交的第1偏振单元和第2偏振单元在水平和垂直方向上交替排列，所述偏振阵列中水平和垂直方向上相邻的偏振单元的偏振方向正交，
通过第1三维场景和第2三维场景获取的所述第1图像元和所述第2图像元分别与所述第1偏振单元和所述第2偏振单元对应且对齐；
所述第1偏振单元将与所述第1图像元对应的线光源发出的光线调制为偏振光，上述偏振光照明上述第1图像元重建第1三维图像，且只能通过所述第1偏振眼镜看到；所述第1图像元的节距小于所述线光源的节距，所有所述第1图像元的成像区域在最佳观看距离处重合，增大了第1三维图像的观看视角；
所述第2偏振单元将与所述第2图像元对应的线光源发出的光线调制为偏振光，上述偏振光照明上述第2图像元重建第2三维图像，且只能通过所述第2偏振眼镜看到所述第1图像元的节距小于所述线光源的节距，所有所述第1图像元的成像区域在最佳观看距离处重合，增大了第1三维图像的观看视角
与所述第1图像元对应的线光源的最左边和最右边发出的光线刚好不能照明与上述第1图像元距离最近的第1图像元；与所述第2图像元对应的线光源的最左边和最右边发出的光线刚好不能照明与上述第2图像元距离最近的第2图像元，消除了串扰。
偏振阵列与微图像阵列均包含20×20个单元，其中，水平方向上20个单元，垂直方向上20个单元，线光源阵列包含20个线光源，线光源的节距为6mm，显示屏与线光源的间距为2mm，最佳观看距离为98mm，则由公式计算得到，第1偏振单元的节距、第2偏振单元的节距、第1图像元的节距和第2图像元的节距均为5.88mm；线光源的宽度为1mm，则由公式/>计算得到，第1三维图像和第2三维图像的观看视角均为120°，则由公式/>计算得到，显示屏的厚度为2.16mm；第1三维图像和第2三维图像均有20行和20列像素；第1三维图像和第2三维图像每一行的像素数目均为10个，每一列的像素数目均为10个；基于上述参数的传统集成成像双视3D显示中，第1三维图像和第2三维图像的观看视角均为96°，第1三维图像奇数行的像素数目为20个，偶数行的像素为0个；第2三维图像奇数行的像素数目为0个，偶数行的像素为20个。
Claims (2)
1.一种双视3D显示装置，其特征在于，包括线光源阵列，显示屏，偏振阵列，第1偏振眼镜，第2偏振眼镜；所述显示屏，所述偏振阵列和所述线光源阵列的中心均对应且对齐；所述线光源阵列由多个参数相同的线光源间隔排列组成；所述偏振阵列与所述显示屏紧密贴合，所述偏振阵列由第1偏振单元和第2偏振单元在水平和垂直方向上交替排列组成，所述第1偏振单元与所述第2偏振单元的偏振方向正交，所述偏振阵列中水平和垂直方向上相邻的偏振单元的偏振方向正交；所述第1偏振眼镜与所述第1偏振单元的偏振方向相同，所述第2偏振眼镜与所述第2偏振单元的偏振方向相同；所述显示屏用于显示微图像阵列，所述微图像阵列由第1图像元和第2图像元在水平和垂直方向上交替排列组成；所述第1图像元通过第1三维场景获取，所述第2图像元通过第2三维场景获取；所述第1图像元和所述第2图像元分别与所述第1偏振单元和所述第2偏振单元对应且对齐；所述第1偏振单元的节距、所述第2偏振单元的节距、所述第1图像元的节距、所述第2图像元的节距均相同；所述第1偏振单元和所述第2偏振单元的节距小于所述线光源的节距；线光源的节距为p，显示屏与线光源的间距为g，则第1偏振单元的节距和第2偏振单元的节距q由下式计算得到：
其中，l为最佳观看距离；显示屏的厚度t为：
其中，w为线光源的宽度；与所述第1图像元对应的线光源的最左边和最右边发出的光线刚好不能照明与上述第1图像元距离最近的第1图像元；与所述第2图像元对应的线光源的最左边和最右边发出的光线刚好不能照明与上述第2图像元距离最近的第2图像元；第1三维图像和第2三维图像的观看视角θ由下式计算得到：
2.如权利要求1所述的一种双视3D显示装置的显示方法，其特征在于，包括：偏振方向正交的第1偏振单元和第2偏振单元在水平和垂直方向上交替排列，所述偏振阵列中水平和垂直方向上相邻的偏振单元的偏振方向正交，通过第1三维场景和第2三维场景获取的所述第1图像元和所述第2图像元分别与所述第1偏振单元和所述第2偏振单元对应且对齐；所述第1偏振单元将与所述第1图像元对应的线光源发出的光线调制为偏振光，上述偏振光照明上述第1图像元重建第1三维图像，且只能通过所述第1偏振眼镜看到；所述第1图像元的节距小于所述线光源的节距，所有所述第1图像元的成像区域在最佳观看距离处重合，增大了第1三维图像的观看视角；所述第2偏振单元将与所述第2图像元对应的线光源发出的光线调制为偏振光，上述偏振光照明上述第2图像元重建第2三维图像，且只能通过所述第2偏振眼镜看到所述第1图像元的节距小于所述线光源的节距，所有所述第1图像元的成像区域在最佳观看距离处重合，增大了第1三维图像的观看视角；与所述第1图像元对应的线光源的最左边和最右边发出的光线刚好不能照明与上述第1图像元距离最近的第1图像元；与所述第2图像元对应的线光源的最左边和最右边发出的光线刚好不能照明与上述第2图像元距离最近的第2图像元，消除了串扰。
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