CN110045514A - 一种高分辨率集成成像3d显示装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高分辨率集成成像3D显示装置及方法，包括显示屏和针孔阵列；针孔阵列平行放置在显示屏前方，且对应对齐；显示屏用于显示图像元；针孔阵列包含多组透光针孔；透光针孔的节距均等于图像元的节距；图像元分别通过多组分离的透光针孔重建出多个3D图像，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像。
Description
技术领域
本发明涉及3D显示，更具体地说，本发明涉及一种高分辨率集成成像3D显示装置及方法。
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显示的热点技术之一。但是，3D分辨率不足的瓶颈问题严重影响了观看者的体验，从而制约了集成成像3D显示的广泛应用。
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，提供一种高分辨率集成成像3D显示装置及方法，基于该显示方法的显示装置可以在视区内提供高分辨率3D图像。
本发明提出了一种高分辨率集成成像3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括显示屏和针孔阵列；针孔阵列平行放置在显示屏前方，且对应对齐；显示屏用于显示图像元；针孔阵列包含多组透光针孔，如附图2所示；透光针孔的节距均等于图像元的节距；图像元分别通过多组透光针孔重建出多个3D图像，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像。
优选的，每组透光针孔的数目均等于图像元的数目。
优选的，相邻两组透光针孔的间距均相同。
优选的，与同一图像元对应的多个透光针孔以该图像元的中心为中心对称。
优选的，透光针孔的水平宽度大于透光针孔的垂直宽度，针孔阵列水平方向上透光针孔的数目等于图像元的数目，针孔阵列垂直方向上透光针孔的数目大于图像元的数目。
优选的，针孔阵列的厚度t为
（1）
其中，p是图像元的节距，v是透光针孔的垂直宽度，g是显示屏与针孔阵列的间距，z是透光针孔的组数，a是相邻两组透光针孔的垂直间距。
优选的，集成成像3D显示的分辨率为
（2）
其中，p是图像元的节距，m是水平方向上图像元的数目，n是垂直方向上图像元的数目，v是透光针孔的垂直宽度，z是透光针孔的组数，a是相邻两组透光针孔的垂直间距。
优选的，集成成像3D显示的光学效率为
（3）
其中，p是图像元的节距，w是透光针孔的水平宽度，v是透光针孔的垂直宽度，z是透光针孔的组数，g是显示屏与针孔阵列的间距，t是针孔阵列的厚度。
一种高分辨率集成成像3D显示方法，其特征在于，包括：
针孔阵列包含多组透光针孔，每个图像元对应多个透光针孔；
每个图像元中有像素通过透光针孔成像多次；
图像元分别通过多组透光针孔重建出多个3D图像，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明每个图像元中的像素至少通过透光针孔成像一次，每个图像元中的部分像素通过透光针孔成像多次，从而增大了分辨率。此外针孔阵列包含多组透光针孔，显著增大了光学效率。
附图说明
附图1为本发明的集成成像3D显示的示意图
附图2为本发明的针孔阵列的示意图
上述附图中的图示标号为：
1. 显示屏，2.针孔阵列，3. 图像元。
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分辨率集成成像3D显示装置及方法的一个典型实施例，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。
本发明提出了一种高分辨率集成成像3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括显示屏和针孔阵列；针孔阵列平行放置在显示屏前方，且对应对齐；显示屏用于显示图像元；针孔阵列包含多组透光针孔，如附图2所示；透光针孔的节距均等于图像元的节距；图像元分别通过多组透光针孔重建出多个3D图像，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像。
优选的，每组透光针孔的数目均等于图像元的数目。
优选的，相邻两组透光针孔的间距均相同。
优选的，与同一图像元对应的多个透光针孔以该图像元的中心为中心对称。
优选的，透光针孔的水平宽度大于透光针孔的垂直宽度，针孔阵列水平方向上透光针孔的数目等于图像元的数目，针孔阵列垂直方向上透光针孔的数目大于图像元的数目。
优选的，针孔阵列的厚度t为
（1）
其中，p是图像元的节距，v是透光针孔的垂直宽度，g是显示屏与针孔阵列的间距，z是透光针孔的组数，a是相邻两组透光针孔的垂直间距。
优选的，集成成像3D显示的分辨率为
（2）
其中，p是图像元的节距，m是水平方向上图像元的数目，n是垂直方向上图像元的数目，v是透光针孔的垂直宽度，z是透光针孔的组数，a是相邻两组透光针孔的垂直间距。
优选的，集成成像3D显示的光学效率为
（3）
其中，p是图像元的节距，w是透光针孔的水平宽度，v是透光针孔的垂直宽度，z是透光针孔的组数， g是显示屏与针孔阵列的间距，t是针孔阵列的厚度。
一种高分辨率集成成像3D显示方法，其特征在于，包括：
针孔阵列包含多组透光针孔，每个图像元对应多个透光针孔；
每个图像元中有像素通过透光针孔成像多次；
图像元分别通过多组透光针孔重建出多个3D图像，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像。
显示屏与针孔阵列的间距为10mm，水平方向上图像元的数目为20，垂直方向上图像元的数目为10，透光针孔与图像元的节距均为20mm，透光针孔的水平宽度为2mm，透光针孔的垂直宽度为1mm，透光针孔的组数为5，相邻两组透光针孔的垂直间距为0.1mm，则由式（1）计算得到针孔阵列的厚度为1.37mm，由式（2）计算得到集成成像3D显示的分辨率为20×30，由式（3）计算得到集成成像3D显示的光学效率为0.6%；基于上述参数的传统集成成像3D显示的分辨率和光学效率分别为20×10和0.12%。
Claims (9)
1.一种高分辨率集成成像3D显示装置，其特征在于，包括显示屏和针孔阵列；针孔阵列平行放置在显示屏前方，且对应对齐；显示屏用于显示图像元；针孔阵列包含多组透光针孔；透光针孔的节距均等于图像元的节距；图像元分别通过多组透光针孔重建出多个3D图像，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像。
2.根据权利要求1所述的一种高分辨率集成成像3D显示装置，其特征在于，每组透光针孔的数目均等于图像元的数目。
3.根据权利要求1所述的一种高分辨率集成成像3D显示装置，其特征在于，相邻两组透光针孔的间距均相同。
4.根据权利要求1所述的一种高分辨率集成成像3D显示装置，其特征在于，与同一图像元对应的多个透光针孔以该图像元的中心为中心对称。
5.根据权利要求1所述的一种高分辨率集成成像3D显示装置，其特征在于，透光针孔的水平宽度大于透光针孔的垂直宽度，针孔阵列水平方向上透光针孔的数目等于图像元的数目，针孔阵列垂直方向上透光针孔的数目大于图像元的数目。
6.根据权利要求5所述的一种高分辨率集成成像3D显示装置，其特征在于，针孔阵列的厚度t为
其中，p是图像元的节距，v是透光针孔的垂直宽度，g是显示屏与针孔阵列的间距，z是透光针孔的组数，a是相邻两组透光针孔的垂直间距。
7.根据权利要求5所述的一种高分辨率集成成像3D显示装置，其特征在于，集成成像3D显示的分辨率为
其中，p是图像元的节距，m是水平方向上图像元的数目，n是垂直方向上图像元的数目，v是透光针孔的垂直宽度，z是透光针孔的组数，a是相邻两组透光针孔的垂直间距。
8.根据权利要求6所述的一种高分辨率集成成像3D显示装置，其特征在于，集成成像3D显示的光学效率为
其中，p是图像元的节距，w是透光针孔的水平宽度，v是透光针孔的垂直宽度，z是透光针孔的组数，g是显示屏与针孔阵列的间距，t是针孔阵列的厚度。
9.一种高分辨率集成成像3D显示方法，其特征在于，包括：
针孔阵列包含多组透光针孔，每个图像元对应多个透光针孔；
每个图像元中有像素通过透光针孔成像多次；
图像元分别通过多组透光针孔重建出多个3D图像，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像。
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| CN201910442390.0A CN110045514A (zh) | 2019-05-25 | 2019-05-25 | 一种高分辨率集成成像3d显示装置及方法 |
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| CN201910442390.0A CN110045514A (zh) | 2019-05-25 | 2019-05-25 | 一种高分辨率集成成像3d显示装置及方法 |
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| CN201910442390.0A Pending CN110045514A (zh) | 2019-05-25 | 2019-05-25 | 一种高分辨率集成成像3d显示装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN110045514A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111781745A (zh) * | 2020-08-30 | 2020-10-16 | 成都工业学院 | 高分辨率和全视差3d显示装置及方法 |
| CN111830727A (zh) * | 2020-08-30 | 2020-10-27 | 成都工业学院 | 基于复合矩形多针孔阵列的3d显示装置及方法 |
-
2019
- 2019-05-25 CN CN201910442390.0A patent/CN110045514A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111781745A (zh) * | 2020-08-30 | 2020-10-16 | 成都工业学院 | 高分辨率和全视差3d显示装置及方法 |
| CN111830727A (zh) * | 2020-08-30 | 2020-10-27 | 成都工业学院 | 基于复合矩形多针孔阵列的3d显示装置及方法 |
| CN111781745B (zh) * | 2020-08-30 | 2023-08-22 | 成都航空职业技术学院 | 高分辨率和全视差3d显示装置及方法 |
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