CN110068934B - 基于偏振片的一维集成成像双视3d显示装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于偏振片的一维集成成像双视3D显示装置及方法，包括背光源，复合狭缝阵列，偏振片，显示屏，偏振眼镜I和偏振眼镜II；子微图像阵列I与子偏振片I对应对齐，子微图像阵列II与子偏振片II对应对齐；通过多组透光狭缝阵列的光线照明子微图像阵列I，重建出多个3D图像I，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像I，且只能通过偏振眼镜I看到；通过多组透光狭缝阵列的光线照明子微图像阵列II，重建出多个3D图像II，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像II，且只能通过偏振眼镜II看到。
Description
技术领域
本发明涉及3D显示，更具体地说，本发明涉及基于偏振片的一维集成成像双视3D显示装置及方法。
背景技术
一维集成成像双视3D显示是双视显示技术和一维集成成像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，现有的一维集成成像双视3D显示存在3D分辨率不足的瓶颈问题，严重影响了观看者的体验。
发明内容
本发明提出了基于偏振片的一维集成成像双视3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括背光源，复合狭缝阵列，偏振片，显示屏，偏振眼镜I和偏振眼镜II；复合狭缝阵列与背光源贴合，偏振片与显示屏贴合；复合狭缝阵列位于背光源与偏振片之间，偏振片位于显示屏与复合狭缝阵列之间；复合狭缝阵列包含多组透光狭缝阵列，如附图2所示；显示屏用于显示微图像阵列，微图像阵列由子微图像阵列I和子微图像阵列II组成，子微图像阵列I由图像元I连续排列组成，且位于微图像阵列的左半部分，子微图像阵列II由图像元II连续排列组成，且位于微图像阵列的右半部分，如附图3所示；偏振片由子偏振片I和子偏振片II组成，子偏振片I与子偏振片II的偏振方向正交，如附图4所示；偏振眼镜I的偏振方向与子偏振片I相同，偏振眼镜II的偏振方向与子偏振片II相同；子微图像阵列I与子偏振片I对应对齐，子微图像阵列II与子偏振片II对应对齐，如附图5所示；通过多组透光狭缝阵列的光线照明子微图像阵列I，重建出多个3D图像I，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像I，且只能通过偏振眼镜I看到；通过多组透光狭缝阵列的光线照明子微图像阵列II，重建出多个3D图像II，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像II，且只能通过偏振眼镜II看到。
优选的，透光狭缝的节距、图像元I的节距、图像元II的节距均相等。
优选的，每组透光狭缝阵列中透光狭缝的数目均等于微图像阵列中图像元I与图像元II的数目之和。
优选的，相邻两组透光狭缝的间距均相同。
优选的，与同一个图像元I对应的多个透光狭缝以该图像元I的中心为中心对称；与同一个图像元II对应的多个透光狭缝以该图像元II的中心为中心对称。
优选的，复合狭缝阵列的厚度t为
（1）
其中，p是透光狭缝的节距，v是透光狭缝的宽度，g是显示屏与复合狭缝阵列的间距，z是透光狭缝的组数，a是相邻两组透光狭缝的间距。
优选的，3D图像I的分辨率R 1和3D图像II的分辨率R 2分别为
（2）
（3）
其中，p是透光狭缝的节距，m是子微图像阵列I中图像元I的数目，n是子微图像阵列II中图像元II的数目，v是透光狭缝的宽度，z是透光狭缝的组数，a是相邻两组透光狭缝的间距。
基于偏振片的一维集成成像双视3D显示方法，其特征在于，包括：
微图像阵列由子微图像阵列I和子微图像阵列II组成；
偏振片由子偏振片I和子偏振片II组成；
子微图像阵列I由图像元I连续排列组成，且位于微图像阵列的左半部分，子微图像阵列II由图像元II连续排列组成，且位于微图像阵列的右半部分；
子微图像阵列I与子偏振片I对应对齐，子微图像阵列II与子偏振片II对应对齐；
复合狭缝阵列包含多组透光狭缝阵列，图像元I对应多个透光狭缝，图像元II对应多个透光狭缝；
图像元I中有像素被照明成像多次，图像元II中有像素被照明成像多次；
通过多组透光狭缝阵列的光线照明子微图像阵列I，重建出多个3D图像I，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像I，且只能通过偏振眼镜I看到；
通过多组透光狭缝阵列的光线分别照明子微图像阵列II，重建出多个3D图像II，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像II，且只能通过偏振眼镜II看到。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图
附图2为本发明的复合狭缝阵列的结构示意图
附图3为本发明的微图像阵列的结构示意图
附图4为本发明的偏振片的结构示意图
附图5为本发明的原理和参数示意图
上述附图中的图示标号为：
1. 背光源，2. 复合狭缝阵列，3. 偏振片，4. 显示屏，5. 偏振眼镜1，6. 偏振眼镜2，7. 子偏振片I，8. 子偏振片II，9. 子微图像阵列I， 10. 子微图像阵列II，11. 图像元I， 12. 图像元II。
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基于偏振片的一维集成成像双视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。
本发明提出了基于偏振片的一维集成成像双视3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括背光源，复合狭缝阵列，偏振片，显示屏，偏振眼镜I和偏振眼镜II；复合狭缝阵列与背光源贴合，偏振片与显示屏贴合；复合狭缝阵列位于背光源与偏振片之间，偏振片位于显示屏与复合狭缝阵列之间；复合狭缝阵列包含多组透光狭缝阵列，如附图2所示；显示屏用于显示微图像阵列，微图像阵列由子微图像阵列I和子微图像阵列II组成，子微图像阵列I由图像元I连续排列组成，且位于微图像阵列的左半部分，子微图像阵列II由图像元II连续排列组成，且位于微图像阵列的右半部分，如附图3所示；偏振片由子偏振片I和子偏振片II组成，子偏振片I与子偏振片II的偏振方向正交，如附图4所示；偏振眼镜I的偏振方向与子偏振片I相同，偏振眼镜II的偏振方向与子偏振片II相同；子微图像阵列I与子偏振片I对应对齐，子微图像阵列II与子偏振片II对应对齐，如附图5所示；通过多组透光狭缝阵列的光线照明子微图像阵列I，重建出多个3D图像I，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像I，且只能通过偏振眼镜I看到；通过多组透光狭缝阵列的光线照明子微图像阵列II，重建出多个3D图像II，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像II，且只能通过偏振眼镜II看到。
优选的，透光狭缝的节距、图像元I的节距、图像元II的节距均相等。
优选的，每组透光狭缝阵列中透光狭缝的数目均等于微图像阵列中图像元I与图像元II的数目之和。
优选的，相邻两组透光狭缝的间距均相同。
优选的，与同一个图像元I对应的多个透光狭缝以该图像元I的中心为中心对称；与同一个图像元II对应的多个透光狭缝以该图像元II的中心为中心对称。
优选的，复合狭缝阵列的厚度t为
（1）
其中，p是透光狭缝的节距，v是透光狭缝的宽度，g是显示屏与复合狭缝阵列的间距，z是透光狭缝的组数，a是相邻两组透光狭缝的间距。
优选的，3D图像I的分辨率R 1和3D图像II的分辨率R 2分别为
（2）
（3）
其中，p是透光狭缝的节距，m是子微图像阵列I中图像元I的数目，n是子微图像阵列II中图像元II的数目，v是透光狭缝的宽度，z是透光狭缝的组数，a是相邻两组透光狭缝的间距。
基于偏振片的一维集成成像双视3D显示方法，其特征在于，包括：
微图像阵列由子微图像阵列I和子微图像阵列II组成；
偏振片由子偏振片I和子偏振片II组成；
子微图像阵列I由图像元I连续排列组成，且位于微图像阵列的左半部分，子微图像阵列II由图像元II连续排列组成，且位于微图像阵列的右半部分；
子微图像阵列I与子偏振片I对应对齐，子微图像阵列II与子偏振片II对应对齐；
复合狭缝阵列包含多组透光狭缝阵列，图像元I对应多个透光狭缝，图像元II对应多个透光狭缝；
图像元I中有像素被照明成像多次，图像元II中有像素被照明成像多次；
通过多组透光狭缝阵列的光线照明子微图像阵列I，重建出多个3D图像I，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像I，且只能通过偏振眼镜I看到；
通过多组透光狭缝阵列的光线分别照明子微图像阵列II，重建出多个3D图像II，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像II，且只能通过偏振眼镜II看到。
显示屏与复合狭缝阵列的间距为10mm，子微图像阵列I中图像元I的数目为20，子微图像阵列II中图像元II的数目为20，透光狭缝的节距为40mm，透光狭缝的宽度为1mm，透光狭缝的组数为10，相邻两组透光狭缝的间距为0.01mm，则由式（1）计算得到复合狭缝阵列的厚度为0.67mm，由式（2）和式（3）计算得到3D图像I的分辨率为80，3D图像II的分辨率为80；基于上述参数的传统一维集成成像双视3D显示中，3D图像I和3D图像II的分辨率均为20。
Claims (2)
1.基于偏振片的一维集成成像双视3D显示装置，其特征在于，包括背光源，复合狭缝阵列，偏振片，显示屏，偏振眼镜I和偏振眼镜II；复合狭缝阵列与背光源贴合，偏振片与显示屏贴合；复合狭缝阵列位于背光源与偏振片之间，偏振片位于显示屏与复合狭缝阵列之间；复合狭缝阵列包含多组透光狭缝阵列；显示屏用于显示微图像阵列，微图像阵列由子微图像阵列I和子微图像阵列II组成，子微图像阵列I由图像元I连续排列组成，且位于微图像阵列的左半部分，子微图像阵列II由图像元II连续排列组成，且位于微图像阵列的右半部分；透光狭缝的节距、图像元I的节距、图像元II的节距均相等；每组透光狭缝阵列中透光狭缝的数目均等于微图像阵列中图像元I与图像元II的数目之和；相邻两组透光狭缝的间距均相同；与同一个图像元I对应的多个透光狭缝以该图像元I的中心为中心对称；与同一个图像元II对应的多个透光狭缝以该图像元II的中心为中心对称；复合狭缝阵列的厚度t为
其中，p是透光狭缝的节距，v是透光狭缝的宽度，g是显示屏与复合狭缝阵列的间距，z是透光狭缝的组数，a是相邻两组透光狭缝的间距；偏振片由子偏振片I和子偏振片II组成，子偏振片I与子偏振片II的偏振方向正交；偏振眼镜I的偏振方向与子偏振片I相同，偏振眼镜II的偏振方向与子偏振片II相同；子微图像阵列I与子偏振片I对应对齐，子微图像阵列II与子偏振片II对应对齐；通过多组透光狭缝阵列的光线照明子微图像阵列I，重建出多个3D图像I，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像I，且只能通过偏振眼镜I看到；通过多组透光狭缝阵列的光线照明子微图像阵列II，重建出多个3D图像II，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像II，且只能通过偏振眼镜II看到；3D图像I的分辨率R1和3D图像II的分辨率R2分别为
其中，m是子微图像阵列I中图像元I的数目，n是子微图像阵列II中图像元II的数目。
2.基于权利要求1所述的基于偏振片的一维集成成像双视3D显示装置的显示方法，其特征在于，包括：图像元I对应多个透光狭缝，图像元II对应多个透光狭缝；图像元I中有像素被照明成像多次，图像元II中有像素被照明成像多次；通过多组透光狭缝阵列的光线照明子微图像阵列I，重建出多个3D图像I，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像I，且只能通过偏振眼镜I看到；通过多组透光狭缝阵列的光线分别照明子微图像阵列II，重建出多个3D图像II，并在观看区域合并成一个高分辨率3D图像II，且只能通过偏振眼镜II看到。
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