CN110989193A - 一种双视3d显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双视3D显示装置，包括显示屏，渐变节距矩形偏振阵列，渐变节距矩形针孔阵列，偏振眼镜I和偏振眼镜II；位于渐变节距矩形针孔阵列中心的连续多列矩形针孔的水平节距相同，渐变节距矩形针孔阵列的水平节距从中心到左右两边逐渐增大；位于渐变节距矩形针孔阵列中心的连续多行矩形针孔的垂直节距相同，渐变节距矩形针孔阵列的垂直节距从中心到上下两边逐渐增大；位于渐变节距矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数等于位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数。
Description
技术领域
本发明涉及3D显示，更具体地说，本发明涉及一种双视3D显示装置。
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。传统的基于渐变节距针孔阵列的集成成像双视3D显示装置存在以下缺点：
（1）相邻两个针孔的节距以等比关系变化，增加了制作难度以及成本。
（2）相邻两个3D像素之间的距离以等比关系增大，影响了3D像素的均匀度。
（3）水平分辨率不等于垂直分辨率，进一步加深了低分辨率带来的观看体验不佳的问题。
（4）观看视角窄。
（5）3D图像存在奇数列或者偶数列像素缺失的问题。
发明内容
本发明提出了一种双视3D显示装置，如附图1和2所示，其特征在于，包括显示屏，渐变节距矩形偏振阵列，渐变节距矩形针孔阵列，偏振眼镜I和偏振眼镜II；显示屏，渐变节距矩形偏振阵列与渐变节距矩形针孔阵列平行放置，且对应对齐；渐变节距矩形偏振阵列与显示屏贴合，且位于显示屏与渐变节距矩形针孔阵列之间；位于渐变节距矩形针孔阵列中心的连续多列矩形针孔的水平节距相同，渐变节距矩形针孔阵列的水平节距从中心到左右两边逐渐增大；位于渐变节距矩形针孔阵列中心的连续多行矩形针孔的垂直节距相同，渐变节距矩形针孔阵列的垂直节距从中心到上下两边逐渐增大；渐变节距矩形针孔阵列中第i列矩形针孔的水平节距P i 、第j行矩形针孔的垂直节距Q j 由下式计算得到
其中，p是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的水平节距，q是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的垂直节距，m是渐变节距矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目，n是渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目，a是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数，b是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的间距；如附图3所示，渐变节距矩形偏振阵列由矩形偏振单元I和矩形偏振单元II在水平和垂直方向上交替排列组成，矩形偏振单元I的偏振方向与矩形偏振单元II的偏振方向正交；矩形偏振单元I的水平节距和垂直节距分别等于与其对应的矩形针孔的水平节距和垂直节距；矩形偏振单元II的水平节距和垂直节距分别等于与其对应的矩形针孔的水平节距和垂直节距；偏振眼镜I的偏振方向与矩形偏振单元I的偏振方向相同，偏振眼镜II的偏振方向与矩形偏振单元II的偏振方向相同；显示屏用于显示渐变节距矩形微图像阵列；如附图4所示，渐变节距矩形微图像阵列由矩形图像元I和矩形图像元II在水平和垂直方向上交替排列组成；矩形图像元I与矩形偏振单元I对应对齐，矩形图像元I的水平节距和垂直节距分别等于与其对应的矩形偏振单元I的水平节距和垂直节距；矩形图像元II与矩形偏振单元II对应对齐，矩形图像元II的水平节距和垂直节距分别等于与其对应的矩形偏振单元II的水平节距和垂直节距；矩形图像元I通过与其对应的矩形偏振单元I和矩形针孔重建出3D图像I，且只能通过偏振眼镜I看到；矩形图像元II通过与其对应的矩形偏振单元II和矩形针孔重建出3D图像II，且只能通过偏振眼镜II看到。
优选的，位于渐变节距矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数等于位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数。
优选的，显示屏、渐变节距矩形偏振阵列和渐变节距矩形针孔阵列的水平宽度均相同，显示屏、渐变节距矩形偏振阵列和渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度均相同。
优选的，位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的垂直节距与水平节距的比值等于渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值。
优选的，渐变节距矩形针孔阵列水平方向上矩形针孔的数目和垂直方向上矩形针孔的数目均为偶数；3D图像I与3D图像II的水平分辨率、垂直分辨率分别相等；每个3D图像的水平分辨率R 1、垂直分辨率R 2分别为：
其中，m是渐变节距矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目。
优选的，矩形针孔的垂直孔径宽度与水平孔径宽度的比值等于渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值。
优选的，3D图像I与3D图像II的水平观看视角、垂直观看视角分别相等；每个3D图像的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2分别为：
其中，P 1是渐变节距矩形针孔阵列第一列矩形针孔的水平节距，w是矩形针孔的水平孔径宽度，m是渐变节距矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目，c是渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的间距。
附图说明
附图1为本发明的结构和水平方向参数示意图
附图2为本发明的结构和垂直方向参数示意图
附图3为本发明的渐变节距矩形偏振阵列的结构示意图
附图4为本发明的渐变节距矩形微图像阵列的结构示意图
上述附图中的图示标号为：
1. 显示屏，2. 渐变节距矩形偏振阵列，3. 渐变节距矩形针孔阵列，4. 偏振眼镜I，5.偏振眼镜II，6. 矩形偏振单元I， 7. 矩形偏振单元II，8. 矩形图像元I， 9. 矩形图像元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一种双视3D显示装置的一个典型实施例，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。
本发明提出了一种双视3D显示装置，如附图1和2所示，其特征在于，包括显示屏，渐变节距矩形偏振阵列，渐变节距矩形针孔阵列，偏振眼镜I和偏振眼镜II；显示屏，渐变节距矩形偏振阵列与渐变节距矩形针孔阵列平行放置，且对应对齐；渐变节距矩形偏振阵列与显示屏贴合，且位于显示屏与渐变节距矩形针孔阵列之间；位于渐变节距矩形针孔阵列中心的连续多列矩形针孔的水平节距相同，渐变节距矩形针孔阵列的水平节距从中心到左右两边逐渐增大；位于渐变节距矩形针孔阵列中心的连续多行矩形针孔的垂直节距相同，渐变节距矩形针孔阵列的垂直节距从中心到上下两边逐渐增大；渐变节距矩形针孔阵列中第i列矩形针孔的水平节距P i 、第j行矩形针孔的垂直节距Q j 由下式计算得到
其中，p是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的水平节距，q是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的垂直节距，m是渐变节距矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目，n是渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目，a是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数，b是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的间距；如附图3所示，渐变节距矩形偏振阵列由矩形偏振单元I和矩形偏振单元II在水平和垂直方向上交替排列组成，矩形偏振单元I的偏振方向与矩形偏振单元II的偏振方向正交；矩形偏振单元I的水平节距和垂直节距分别等于与其对应的矩形针孔的水平节距和垂直节距；矩形偏振单元II的水平节距和垂直节距分别等于与其对应的矩形针孔的水平节距和垂直节距；偏振眼镜I的偏振方向与矩形偏振单元I的偏振方向相同，偏振眼镜II的偏振方向与矩形偏振单元II的偏振方向相同；显示屏用于显示渐变节距矩形微图像阵列；如附图4所示，渐变节距矩形微图像阵列由矩形图像元I和矩形图像元II在水平和垂直方向上交替排列组成；矩形图像元I与矩形偏振单元I对应对齐，矩形图像元I的水平节距和垂直节距分别等于与其对应的矩形偏振单元I的水平节距和垂直节距；矩形图像元II与矩形偏振单元II对应对齐，矩形图像元II的水平节距和垂直节距分别等于与其对应的矩形偏振单元II的水平节距和垂直节距；矩形图像元I通过与其对应的矩形偏振单元I和矩形针孔重建出3D图像I，且只能通过偏振眼镜I看到；矩形图像元II通过与其对应的矩形偏振单元II和矩形针孔重建出3D图像II，且只能通过偏振眼镜II看到。
优选的，位于渐变节距矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数等于位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数。
优选的，显示屏、渐变节距矩形偏振阵列和渐变节距矩形针孔阵列的水平宽度均相同，显示屏、渐变节距矩形偏振阵列和渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度均相同。
优选的，位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的垂直节距与水平节距的比值等于渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值。
优选的，渐变节距矩形针孔阵列水平方向上矩形针孔的数目和垂直方向上矩形针孔的数目均为偶数；3D图像I与3D图像II的水平分辨率、垂直分辨率分别相等；每个3D图像的水平分辨率R 1、垂直分辨率R 2分别为：
其中，m是渐变节距矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目。
优选的，矩形针孔的垂直孔径宽度与水平孔径宽度的比值等于渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值。
优选的，3D图像I与3D图像II的水平观看视角、垂直观看视角分别相等；每个3D图像的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2分别为：
其中，P 1是渐变节距矩形针孔阵列第一列矩形针孔的水平节距，w是矩形针孔的水平孔径宽度，m是渐变节距矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目，c是渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的间距。
位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的水平节距为p=10mm，位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的垂直节距为q=6mm，渐变节距矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目为m=50，渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目为n=50，位于渐变节距矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数为a=10，位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数为b=10，观看距离为l=4010mm，显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的间距为g=10mm，渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值为c=0.6，矩形针孔的水平孔径宽度为w=2mm，矩形针孔的垂直孔径宽度为v=1.2mm。根据式（1）得到，渐变节距矩形针孔阵列中第1~50列矩形针孔阵列的水平节距分别为11mm、11mm、11mm、11mm、11mm、11mm、11mm、11mm、11mm、11mm、10.5mm、10.5mm、10.5mm、10.5mm、10.5mm、10.5mm、10.5mm、10.5mm、10.5mm、10.5mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10.5mm、10.5mm、10.5mm、10.5mm、10.5mm、10.5mm、10.5mm、10.5mm、10.5mm、10.5mm、11mm、11mm、11mm、11mm、11mm、11mm、11mm、11mm、11mm、11mm；根据式（2）得到，渐变节距矩形针孔阵列中第1~50行矩形针孔阵列的垂直节距分别为6.6mm、6.6mm、6.6mm、6.6mm、6.6mm、6.6mm、6.6mm、6.6mm、6.6mm、6.6mm、6.3mm、6.3mm、6.3mm、6.3mm、6.3mm、6.3mm、6.3mm、6.3mm、6.3mm、6.3mm、6mm、6mm、6mm、6mm、6mm、6mm、6mm、6mm、6mm、6mm、6.3mm、6.3mm、6.3mm、6.3mm、6.3mm、6.3mm、6.3mm、6.3mm、6.3mm、6.3mm、6.6mm、6.6mm、6.6mm、6.6mm、6.6mm、6.6mm、6.6mm、6.6mm、6.6mm、6.6mm；根据式（3）、（4）、（5）、（6）得到，3D图像I与3D图像II的水平分辨率、垂直分辨率、水平观看视角、垂直观看视角分别为25、25、60°、38°。3D图像I中每一行和每一列的像素均为25，3D图像II中每一行和每一列的像素均为25。
Claims (7)
1.一种双视3D显示装置，其特征在于，包括显示屏，渐变节距矩形偏振阵列，渐变节距矩形针孔阵列，偏振眼镜I和偏振眼镜II；显示屏，渐变节距矩形偏振阵列与渐变节距矩形针孔阵列平行放置，且对应对齐；渐变节距矩形偏振阵列与显示屏贴合，且位于显示屏与渐变节距矩形针孔阵列之间；位于渐变节距矩形针孔阵列中心的连续多列矩形针孔的水平节距相同，渐变节距矩形针孔阵列的水平节距从中心到左右两边逐渐增大；位于渐变节距矩形针孔阵列中心的连续多行矩形针孔的垂直节距相同，渐变节距矩形针孔阵列的垂直节距从中心到上下两边逐渐增大；渐变节距矩形针孔阵列中第i列矩形针孔的水平节距P i 、第j行矩形针孔的垂直节距Q j 由下式计算得到
其中，p是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的水平节距，q是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的垂直节距，m是渐变节距矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目，n是渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目，a是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数，b是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的间距；渐变节距矩形偏振阵列由矩形偏振单元I和矩形偏振单元II在水平和垂直方向上交替排列组成，矩形偏振单元I的偏振方向与矩形偏振单元II的偏振方向正交；矩形偏振单元I的水平节距和垂直节距分别等于与其对应的矩形针孔的水平节距和垂直节距；矩形偏振单元II的水平节距和垂直节距分别等于与其对应的矩形针孔的水平节距和垂直节距；偏振眼镜I的偏振方向与矩形偏振单元I的偏振方向相同，偏振眼镜II的偏振方向与矩形偏振单元II的偏振方向相同；显示屏用于显示渐变节距矩形微图像阵列；渐变节距矩形微图像阵列由矩形图像元I和矩形图像元II在水平和垂直方向上交替排列组成；矩形图像元I与矩形偏振单元I对应对齐，矩形图像元I的水平节距和垂直节距分别等于与其对应的矩形偏振单元I的水平节距和垂直节距；矩形图像元II与矩形偏振单元II对应对齐，矩形图像元II的水平节距和垂直节距分别等于与其对应的矩形偏振单元II的水平节距和垂直节距；矩形图像元I通过与其对应的矩形偏振单元I和矩形针孔重建出3D图像I，且只能通过偏振眼镜I看到；矩形图像元II通过与其对应的矩形偏振单元II和矩形针孔重建出3D图像II，且只能通过偏振眼镜II看到。
2.根据权利要求1所述的一种双视3D显示装置，其特征在于，位于渐变节距矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数等于位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数。
3.根据权利要求2所述的一种双视3D显示装置，其特征在于，显示屏、渐变节距矩形偏振阵列和渐变节距矩形针孔阵列的水平宽度均相同，显示屏、渐变节距矩形偏振阵列和渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度均相同。
4.根据权利要求3所述的一种双视3D显示装置，其特征在于，位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的垂直节距与水平节距的比值等于渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值。
5.根据权利要求4所述的一种双视3D显示装置，其特征在于，渐变节距矩形针孔阵列水平方向上矩形针孔的数目和垂直方向上矩形针孔的数目均为偶数；3D图像I与3D图像II的水平分辨率、垂直分辨率分别相等；每个3D图像的水平分辨率R 1、垂直分辨率R 2分别为：
其中，m是渐变节距矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目。
6.根据权利要求4所述的一种双视3D显示装置，其特征在于，矩形针孔的垂直孔径宽度与水平孔径宽度的比值等于渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值。
7.根据权利要求6所述的一种双视3D显示装置，其特征在于，3D图像I与3D图像II的水平观看视角、垂直观看视角分别相等；每个3D图像的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2分别为：
其中，P 1是渐变节距矩形针孔阵列第一列矩形针孔的水平节距，w是矩形针孔的水平孔径宽度，m是渐变节距矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目，c是渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的间距。
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