CN113703179A - 基于双偏振狭缝光栅的一维集成成像3d显示装置 - Google Patents

基于双偏振狭缝光栅的一维集成成像3d显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于双偏振狭缝光栅的一维集成成像3D显示装置，包括显示屏、偏振狭缝光栅I和偏振狭缝光栅II；偏振狭缝光栅I与偏振狭缝光栅II紧密贴合；偏振狭缝光栅I与偏振狭缝光栅II的偏振方向正交；偏振狭缝光栅I带有透光狭缝I；偏振狭缝光栅II带有透光狭缝II；显示屏用于显示多个图像元；每个图像元发出的一部分光线经过偏振狭缝光栅I，且被偏振狭缝光栅I调制成具有相同偏振方向的偏振光I，偏振光I通过与该图像元对应的透光狭缝II投射到成像空间；每个图像元发出的一部分光线通过与该图像元对应的透光狭缝I，经过偏振狭缝光栅II投射到成像空间；在观看区域形成一个高成像效率的3D图像。

Description

基于双偏振狭缝光栅的一维集成成像3D显示装置
技术领域
本发明涉及3D显示，更具体地说，本发明涉及基于双偏振狭缝光栅的一维集成成像3D显示装置。
背景技术
集成成像将3D场景的信息记录到感光胶片，利用光路可逆原理，再将感光胶片上的信息投射到成像空间，从而重建3D场景。与其他3D显示相比，集成成像3D显示具有连续观看视点、无需助视设备和相干光等优点。基于狭缝光栅的一维集成成像3D显示具有垂直分辨率高、景深大、节距不受制造工艺限制以及价格低廉等优点。但是，基于狭缝光栅的一维集成成像3D显示也存在缺点与不足。与基于柱透镜光栅的一维集成成像3D显示不同，在基于狭缝光栅的一维集成成像3D显示中存在遮挡。成像效率是衡量遮挡对观看效果的影响的参数。在基于狭缝光栅的一维集成成像3D显示中，成像效率等于狭缝光栅的开口率。虽然可以通过增大狭缝光栅的孔径宽度来增大狭缝光栅的开口率，但是孔径宽度过大会导致3D图像失去深度感。在实际应用中，狭缝光栅的孔径宽度一般不超过对应图像元节距的20%。即，基于狭缝光栅的一维集成成像3D显示的成像效率一般不超过20%。成像效率偏低的瓶颈问题严重影响了观看者的体验，从而制约了基于狭缝光栅的一维集成成像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，提供基于双偏振狭缝光栅的一维集成成像3D显示装置，可以在保持深度感的同时显著增大成像效率。
本发明提出了基于双偏振狭缝光栅的一维集成成像3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括显示屏、偏振狭缝光栅I和偏振狭缝光栅II；显示屏、偏振狭缝光栅I和偏振狭缝光栅II依次平行放置；偏振狭缝光栅I与偏振狭缝光栅II紧密贴合；偏振狭缝光栅I与偏振狭缝光栅II的偏振方向正交；偏振狭缝光栅I带有透光狭缝I，如附图2所示；偏振狭缝光栅II带有透光狭缝II，如附图3所示；显示屏用于显示多个图像元；每个图像元发出的一部分光线经过偏振狭缝光栅I，且被偏振狭缝光栅I调制成具有相同偏振方向的偏振光I，偏振光I通过与该图像元对应的透光狭缝II投射到成像空间；每个图像元发出的一部分光线通过与该图像元对应的透光狭缝I，经过偏振狭缝光栅II投射到成像空间；在观看区域形成一个高成像效率的3D图像。
优选的，与单个图像元对应的透光狭缝I的数目均相同，与单个图像元对应的透光狭缝II的数目均相同。
优选的，与单个图像元对应的透光狭缝I的数目比透光狭缝II的数目多一个。
优选的，图像元的节距均相同；与单个图像元对应的透光狭缝I与透光狭缝II交替相间，与单个图像元对应的相邻透光狭缝I的间隔宽度等于透光狭缝II的孔径宽度；与单个图像元对应的透光狭缝I和透光狭缝II以该图像元的中心为中心对称排列。
优选的，透光狭缝I的孔径宽度w、透光狭缝II的孔径宽度v、偏振狭缝光栅I的厚度s、偏振狭缝光栅II的厚度t满足下式
Figure 893002DEST_PATH_IMAGE002
（1）
Figure 810142DEST_PATH_IMAGE004
（2）
Figure 589879DEST_PATH_IMAGE006
（3）
其中，p是图像元的节距，a是单个图像元对应的透光狭缝I的数目，g是显示屏与偏振狭缝光栅I的间距。
优选的，透光狭缝I的孔径宽度w与透光狭缝II的孔径宽度v满足下式
Figure 421307DEST_PATH_IMAGE008
（4）
其中，p是图像元的节距，a是单个图像元对应的透光狭缝I的数目。
优选的，基于双偏振狭缝光栅的一维集成成像3D显示装置的成像效率k为
Figure 235679DEST_PATH_IMAGE010
（5）
其中，p是图像元的节距，a是单个图像元对应的透光狭缝I的数目，w是透光狭缝I的孔径宽度，v是透光狭缝II的孔径宽度。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明的单个图像元对应相间排列的透光狭缝I和透光狭缝II；单个图像元发出的一部分光线分别经过与该图像元对应的透光狭缝I和透光狭缝II投射到成像空间；从而在保持深度感的同时显著增大成像效率。
附图说明
附图1为本发明的示意图
附图2为本发明的偏振狭缝光栅I的示意图
附图3为本发明的偏振狭缝光栅II的示意图
上述附图中的图示标号为：
1. 显示屏，2. 偏振狭缝光栅I，3. 偏振狭缝光栅II，4. 透光狭缝I，5. 透光狭缝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。
本发明提出了基于双偏振狭缝光栅的一维集成成像3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括显示屏、偏振狭缝光栅I和偏振狭缝光栅II；显示屏、偏振狭缝光栅I和偏振狭缝光栅II依次平行放置；偏振狭缝光栅I与偏振狭缝光栅II紧密贴合；偏振狭缝光栅I与偏振狭缝光栅II的偏振方向正交；偏振狭缝光栅I带有透光狭缝I，如附图2所示；偏振狭缝光栅II带有透光狭缝II，如附图3所示；显示屏用于显示多个图像元；每个图像元发出的一部分光线经过偏振狭缝光栅I，且被偏振狭缝光栅I调制成具有相同偏振方向的偏振光I，偏振光I通过与该图像元对应的透光狭缝II投射到成像空间；每个图像元发出的一部分光线通过与该图像元对应的透光狭缝I，经过偏振狭缝光栅II投射到成像空间；在观看区域形成一个高成像效率的3D图像。
优选的，与单个图像元对应的透光狭缝I的数目均相同，与单个图像元对应的透光狭缝II的数目均相同。
优选的，与单个图像元对应的透光狭缝I的数目比透光狭缝II的数目多一个。
优选的，图像元的节距均相同；与单个图像元对应的透光狭缝I与透光狭缝II交替相间，与单个图像元对应的相邻透光狭缝I的间隔宽度等于透光狭缝II的孔径宽度；与单个图像元对应的透光狭缝I和透光狭缝II以该图像元的中心为中心对称排列。
优选的，透光狭缝I的孔径宽度w、透光狭缝II的孔径宽度v、偏振狭缝光栅I的厚度s、偏振狭缝光栅II的厚度t满足下式
Figure 58142DEST_PATH_IMAGE002
（1）
Figure 262858DEST_PATH_IMAGE004
（2）
Figure 461758DEST_PATH_IMAGE006
（3）
其中，p是图像元的节距，a是单个图像元对应的透光狭缝I的数目，g是显示屏与偏振狭缝光栅I的间距。
优选的，透光狭缝I的孔径宽度w与透光狭缝II的孔径宽度v满足下式
Figure 130637DEST_PATH_IMAGE008
（4）
其中，p是图像元的节距，a是单个图像元对应的透光狭缝I的数目。
优选的，基于双偏振狭缝光栅的一维集成成像3D显示装置的成像效率k为
Figure 124001DEST_PATH_IMAGE010
（5）
其中，p是图像元的节距，a是单个图像元对应的透光狭缝I的数目，w是透光狭缝I的孔径宽度，v是透光狭缝II的孔径宽度。
图像元的节距是10mm，显示屏与偏振狭缝光栅I的间距是4mm，透光狭缝I的孔径宽度是1mm，单个图像元对应的透光狭缝I的数目是3，单个图像元对应的透光狭缝II的数目是2，则由式（1）、（2）、（3）和（4）计算得到透光狭缝II的孔径宽度、偏振狭缝光栅I的厚度、偏振狭缝光栅II的厚度分别是1.5mm、2mm和3mm，由式（5）计算得到基于双偏振狭缝光栅的一维集成成像3D显示装置的成像效率是60%。

Claims (7)

1.基于双偏振狭缝光栅的一维集成成像3D显示装置，其特征在于，包括显示屏、偏振狭缝光栅I和偏振狭缝光栅II；显示屏、偏振狭缝光栅I和偏振狭缝光栅II依次平行放置；偏振狭缝光栅I与偏振狭缝光栅II紧密贴合；偏振狭缝光栅I与偏振狭缝光栅II的偏振方向正交；偏振狭缝光栅I带有透光狭缝I；偏振狭缝光栅II带有透光狭缝II；显示屏用于显示多个图像元；每个图像元发出的一部分光线经过偏振狭缝光栅I，且被偏振狭缝光栅I调制成具有相同偏振方向的偏振光I，偏振光I通过与该图像元对应的透光狭缝II投射到成像空间；每个图像元发出的一部分光线通过与该图像元对应的透光狭缝I，经过偏振狭缝光栅II投射到成像空间；在观看区域形成一个高成像效率的3D图像。
2.根据权利要求1所述的基于双偏振狭缝光栅的一维集成成像3D显示装置，其特征在于，与单个图像元对应的透光狭缝I的数目均相同，与单个图像元对应的透光狭缝II的数目均相同。
3.根据权利要求2所述的基于双偏振狭缝光栅的一维集成成像3D显示装置，其特征在于，与单个图像元对应的透光狭缝I的数目比透光狭缝II的数目多一个。
4.根据权利要求3所述的基于双偏振狭缝光栅的一维集成成像3D显示装置，其特征在于，图像元的节距均相同；与单个图像元对应的透光狭缝I与透光狭缝II交替相间，与单个图像元对应的相邻透光狭缝I的间隔宽度等于透光狭缝II的孔径宽度；与单个图像元对应的透光狭缝I和透光狭缝II以该图像元的中心为中心对称排列。
5.根据权利要求4所述的基于双偏振狭缝光栅的一维集成成像3D显示装置，其特征在于，透光狭缝I的孔径宽度w、透光狭缝II的孔径宽度v、偏振狭缝光栅I的厚度s、偏振狭缝光栅II的厚度t满足下式
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE003
其中，p是图像元的节距，a是单个图像元对应的透光狭缝I的数目，g是显示屏与偏振狭缝光栅I的间距。
6.根据权利要求5所述的基于双偏振狭缝光栅的一维集成成像3D显示装置，其特征在于，透光狭缝I的孔径宽度w与透光狭缝II的孔径宽度v满足下式
Figure DEST_PATH_IMAGE004
其中，p是图像元的节距，a是单个图像元对应的透光狭缝I的数目。
7.根据权利要求4所述的基于双偏振狭缝光栅的一维集成成像3D显示装置，其特征在于，基于双偏振狭缝光栅的一维集成成像3D显示装置的成像效率k为
Figure DEST_PATH_IMAGE005
其中，p是图像元的节距，a是单个图像元对应的透光狭缝I的数目，w是透光狭缝I的孔径宽度，v是透光狭缝II的孔径宽度。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114895480A (zh) * 2022-05-18 2022-08-12 成都工业学院 宽视角集成成像3d显示装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102004324A (zh) * 2010-10-19 2011-04-06 深圳超多维光电子有限公司 光栅、立体显示装置以及立体显示方法
CN102981321A (zh) * 2012-11-15 2013-03-20 中航华东光电有限公司 一种液晶狭缝光栅, 立体显示装置以及制作方法
US20180373052A1 (en) * 2016-09-26 2018-12-27 Boe Technology Group Co., Ltd. Slit grating, and three-dimensional display apparatus having slit grating
CN209182590U (zh) * 2019-01-22 2019-07-30 成都工业学院 高分辨率的无串扰一维集成成像3d显示装置
CN110208955A (zh) * 2019-05-25 2019-09-06 成都工业学院 一维集成成像双视3d显示装置
CN212569309U (zh) * 2020-06-09 2021-02-19 广州伟龙印刷制版有限公司 一种应用于立体印刷的狭缝光栅模组

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102004324A (zh) * 2010-10-19 2011-04-06 深圳超多维光电子有限公司 光栅、立体显示装置以及立体显示方法
CN102981321A (zh) * 2012-11-15 2013-03-20 中航华东光电有限公司 一种液晶狭缝光栅, 立体显示装置以及制作方法
US20180373052A1 (en) * 2016-09-26 2018-12-27 Boe Technology Group Co., Ltd. Slit grating, and three-dimensional display apparatus having slit grating
CN209182590U (zh) * 2019-01-22 2019-07-30 成都工业学院 高分辨率的无串扰一维集成成像3d显示装置
CN110208955A (zh) * 2019-05-25 2019-09-06 成都工业学院 一维集成成像双视3d显示装置
CN212569309U (zh) * 2020-06-09 2021-02-19 广州伟龙印刷制版有限公司 一种应用于立体印刷的狭缝光栅模组

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114895480A (zh) * 2022-05-18 2022-08-12 成都工业学院 宽视角集成成像3d显示装置
CN114895480B (zh) * 2022-05-18 2024-05-10 成都工业学院 宽视角集成成像3d显示装置

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