CN110045515A - 一维集成成像3d显示装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一维集成成像3D显示装置及方法，包括背光源，狭缝阵列和显示屏；狭缝阵列位于背光源与显示屏之间，且与背光源贴合；显示屏平行放置在狭缝阵列前方，且对应对齐；显示屏用于显示图像元阵列；狭缝阵列包含多组子狭缝阵列；每组子狭缝阵列中狭缝的节距均等于图像元的节距；通过多组子狭缝阵列的光线分别照明图像元阵列，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，本发明涉及一维集成成像3D显示装置及方法。
背景技术
一维集成成像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和垂直分辨率高的特点，其记录和显示的过程相对简单，且能显示全真色彩的立体图像，是目前3D显示的热点技术之一。但是，水平分辨率不足的瓶颈问题严重影响了观看者的体验，从而制约了一维集成成像3D显示的广泛应用。
发明内容
本发明提出了一维集成成像3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括背光源，狭缝阵列和显示屏；狭缝阵列位于背光源与显示屏之间，且与背光源贴合；显示屏平行放置在狭缝阵列前方，且对应对齐；显示屏用于显示图像元阵列；狭缝阵列包含多组子狭缝阵列，如附图2所示；每组子狭缝阵列中狭缝的节距均等于图像元的节距；通过多组子狭缝阵列的光线分别照明图像元阵列，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，每组子狭缝阵列中狭缝的数目均等于图像元阵列中图像元的数目。
优选的，相邻两组子狭缝阵列的间距均相同。
优选的，与同一图像元对应的多个狭缝以该图像元的中心为中心对称。
优选的，狭缝阵列的厚度t为
（1）
其中，p是狭缝的节距，w是狭缝的宽度，g是显示屏与狭缝阵列的间距，z是子狭缝阵列的组数，a是相邻两组子狭缝阵列的间距。
优选的，一维集成成像3D显示的水平分辨率为
（2）
其中，p是狭缝的节距，m是图像元的数目，w是狭缝的宽度，z是子狭缝阵列的组数，a是相邻两组子狭缝阵列的间距。
优选的，一维集成成像3D显示的光学效率为
（3）
其中，p是狭缝的节距，w是狭缝的宽度，z是子狭缝阵列的组数，g是显示屏与狭缝阵列的间距，t是狭缝阵列的厚度。
一维集成成像3D显示方法，其特征在于，包括：
狭缝阵列包含多组子狭缝阵列，每个图像元对应多个狭缝；
每个图像元中的像素至少被照明成像一次，每个图像元中有像素被照明成像多次；
通过多组子狭缝阵列的光线分别照明图像元阵列，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。
附图说明
附图1为本发明的一维集成成像3D显示的示意图
附图2为本发明的狭缝阵列的示意图
上述附图中的图示标号为：
1. 背光源，2.狭缝阵列，3. 显示屏，4.图像元，5.子狭缝阵列。
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维集成成像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。
本发明提出了一维集成成像3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括背光源，狭缝阵列和显示屏；狭缝阵列位于背光源与显示屏之间，且与背光源贴合；显示屏平行放置在狭缝阵列前方，且对应对齐；显示屏用于显示图像元阵列；狭缝阵列包含多组子狭缝阵列，如附图2所示；每组子狭缝阵列中狭缝的节距均等于图像元的节距；通过多组子狭缝阵列的光线分别照明图像元阵列，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，每组子狭缝阵列中狭缝的数目均等于图像元阵列中图像元的数目。
优选的，相邻两组子狭缝阵列的间距均相同。
优选的，与同一图像元对应的多个狭缝以该图像元的中心为中心对称。
优选的，狭缝阵列的厚度t为
（1）
其中，p是狭缝的节距，w是狭缝的宽度，g是显示屏与狭缝阵列的间距，z是子狭缝阵列的组数，a是相邻两组子狭缝阵列的间距。
优选的，一维集成成像3D显示的水平分辨率为
（2）
其中，p是狭缝的节距，m是图像元的数目，w是狭缝的宽度，z是子狭缝阵列的组数，a是相邻两组子狭缝阵列的间距。
优选的，一维集成成像3D显示的光学效率为
（3）
其中，p是狭缝的节距，w是狭缝的宽度，z是子狭缝阵列的组数，g是显示屏与狭缝阵列的间距，t是狭缝阵列的厚度。
一维集成成像3D显示方法，其特征在于，包括：
狭缝阵列包含多组子狭缝阵列，每个图像元对应多个狭缝；
每个图像元中的像素至少被照明成像一次，每个图像元中有像素被照明成像多次；
通过多组子狭缝阵列的光线分别照明图像元阵列，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。
显示屏与狭缝阵列的间距为5mm，图像元的数目为100，狭缝与图像元的节距均为13mm，狭缝的宽度为1mm，子狭缝阵列的组数为3，相邻两组子狭缝阵列的间距为0.01mm，则由式（1）计算得到狭缝阵列的厚度为0.5mm，由式（2）计算得到一维集成成像3D显示的水平分辨率为250，由式（3）计算得到一维集成成像3D显示的光学效率为16%；基于上述参数的传统一维集成成像3D显示的分辨率和光学效率分别为100和5.3%。
Claims (8)
1.一维集成成像3D显示装置，其特征在于，包括背光源，狭缝阵列和显示屏；狭缝阵列位于背光源与显示屏之间，且与背光源贴合；显示屏平行放置在狭缝阵列前方，且对应对齐；显示屏用于显示图像元阵列；狭缝阵列包含多组子狭缝阵列；每组子狭缝阵列中狭缝的节距均等于图像元的节距；通过多组子狭缝阵列的光线分别照明图像元阵列，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所述的一维集成成像3D显示装置，其特征在于，每组子狭缝阵列中狭缝的数目均等于图像元阵列中图像元的数目。
3.根据权利要求1所述的一维集成成像3D显示装置，其特征在于，相邻两组子狭缝阵列的间距均相同。
4.根据权利要求1所述的一维集成成像3D显示装置，其特征在于，与同一图像元对应的多个狭缝以该图像元的中心为中心对称。
5.根据权利要求4所述的一维集成成像3D显示装置，其特征在于，狭缝阵列的厚度t为
其中，p是狭缝的节距，w是狭缝的宽度，g是显示屏与狭缝阵列的间距，z是子狭缝阵列的组数，a是相邻两组子狭缝阵列的间距。
6.根据权利要求4所述的一维集成成像3D显示装置，其特征在于，一维集成成像3D显示的水平分辨率为
其中，p是狭缝的节距，m是图像元的数目，w是狭缝的宽度，z是子狭缝阵列的组数，a是相邻两组子狭缝阵列的间距。
7.根据权利要求5所述的一维集成成像3D显示装置，其特征在于，一维集成成像3D显示的光学效率为
其中，p是狭缝的节距，w是狭缝的宽度，z是子狭缝阵列的组数，g是显示屏与狭缝阵列的间距，t是狭缝阵列的厚度。
8.一维集成成像3D显示方法，其特征在于，包括：
狭缝阵列包含多组子狭缝阵列，每个图像元对应多个狭缝；
每个图像元中的像素至少被照明成像一次，每个图像元中有像素被照明成像多次；
通过多组子狭缝阵列的光线分别照明图像元阵列，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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| 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 |
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2019
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| 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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