CN114815293A - 一种消串扰集成成像3d显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种消串扰集成成像3D显示装置，该装置包含2D显示面板、掩膜板阵列和针孔阵列。所述2D显示面板上显示微图像阵列，微图像阵列由许多图像元在水平和垂直方向上矩阵式排列而成。每个图像元对应一个针孔，图像元节距与针孔节距相同，且两者中心对齐。所述掩膜板阵列平行放置于显示面板与针孔阵列之间，所述掩膜板阵列用于阻挡图像元的像素光线向相邻的针孔透射，同时完全透射对应图像元光线，从而消除相邻图像元间的串扰，且不影响立体观看视区范围。
Description
技术领域
本发明涉及集成成像三维显示技术，特别涉及一种消串扰集成成像3D显示装置。
背景技术
与普通2D显示相比，3D显示技术使显示画面变得立体逼真，图像不再局限于显示面板幕的平面上，更真实的还原所见世界，让观看者有身临其境之感，因而受到广泛的关注。集成成像3D 显示是一种裸眼真3D显示技术，具有全视差、连续视点和无需辅助设备等优点，在3D显示技术中受到广泛关注。但由于在集成成像过程中相邻图像元的成像光线存在叠加产生串扰，使得其立体观看视区窄，成像效果不太理想。集成成像3D 显示技术中普遍存在的视觉串扰现象，严重影响其立体观看效果。
发明内容
为解决传统集成成像显示过程中相邻图像元之间存在的串扰现象，本发明提出一种消串扰集成成像3D显示装置。所述装置包含2D显示面板、掩膜板阵列和针孔阵列，如附图1所示。
所述2D显示面板显示集成成像3D片源，即微图像阵列，所述微图像阵列由许多图像元在水平和垂直方向上矩阵式排列而成。
所述针孔阵列由与图像元数量相同的针孔在水平和垂直方向上矩阵式排列而成。所述图像元节距与针孔节距相同，均为p，图像元与针孔一一对应，且两者中心对齐。所述2D显示面板与所述针孔阵列平行放置，两者间距为g。
所述掩膜板阵列平行放置于所述2D显示面板与所述针孔阵列之间，用于阻挡图像元的像素光线向左右相邻的针孔透射。
如附图2所示，所述掩膜板阵列由挡光区和透光区相间排列而成，所述透光区是宽度为mw的正方形，相邻透光区有宽度为mb的水平和垂直间隔，相邻透光区之间的间隔为挡光区。所述透光区用于透过2D显示面板出射的光线，再经由所述针孔阵列调制后，产生正确无串扰的3D图像，如附图3中的实线区域所示；所述挡光区用于阻挡图像元的像素光线向相邻的针孔透射，如附图3中的虚线区域所示，从而消除相邻图像元间的串扰光线。为了完全的阻挡相邻图像元光线，并完全透射对应图像元光线，所述掩膜板阵列与所述针孔阵列的间距d需设置为
d=g/2 （1）
且，透光区宽度mw及相邻透光区间隔mb需满足
mb=mw=p/2 （2）
可选的，用于集成成像显示过程中的针孔阵列可用相同单元节距的透镜阵列替代。
本发明采用掩膜板阵列阻挡了相邻图像元光线在成像过程中的串扰，能有效减小相邻图像元串扰对观看效果的影响，同时不影响立体观看视区范围，该装置结构简单，易于实现。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图。
附图2为本发明的掩膜板阵列示意图。
附图3为本发明的掩膜板阻挡相邻图像元光线的示意图。
上述附图中的图示标号为：100 2D显示面板；110 微图像阵列，101图像元，102 相邻图像元光线，103 对应图像元光线；200掩膜板阵列，201 透光区，202挡光区；300针孔阵列；301针孔。
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
图 1 为本实施例提供的消串扰集成成像3D显示装置的结构示意图。该消串扰集成成像3D显示装置由2D显示面板100、掩膜板阵列200、针孔阵列300构成。2D显示面板100用于提供微图像阵列110，微图像阵列110由许多图像元101在水平和垂直方向上排列而成。掩膜板阵列200与微图像阵列110相互匹配，每个透光孔201匹配一个图像元101，且两者中心对齐，用于消除串扰。针孔阵列300与微图像阵列110相互匹配，每个图像元101对应一个针孔301，图像元节距p与针孔节距相同，且两者中心对齐，用于3D成像。
图2为本实施例提供的掩膜板阵列200示意图。掩膜板阵列200由纵横相交的黑色挡光条与高透光率光学材料精密耦合制备而成。挡光区202用于阻挡相邻图像元光线102透过，以消除串扰。透光区201用于对应图像元光线103透过，对应图像元光线103通过后方针孔阵列300成像。
如附图 1所示，2D显示面板100、掩膜板阵列200、针孔阵列300从后至前依次放置，2D显示面板100与掩膜板阵列200间距d为4mm，2D显示面板100与针孔阵列300间距g为8mm。
如附图2所示，掩膜板阵列200的透光区201宽度mw与挡光区202宽度mb相等为3.25mm。
如附图3所示，2D显示面板100图像元节距p为6.5mm，像素大小0.1625mm。针孔阵列300参数与2D显示面板100参数对应匹配，用于实现集成成像显示。掩膜板阵列200平行放置于2D显示面板100与针孔阵列300之间与针孔阵列的间距d，透光区201宽度mw，挡光区202宽度mb，用于阻挡图像元的像素光线向左右相邻的针孔透射，从而消除相邻图像元光线102间的串扰光线，同时不影响立体观看视区范围。
具体的，由2D显示面板100上显示的图像元101像素光线通过其对应的针孔301成像在空间中，在针孔阵列300的后方重建出三维图像。掩膜板阵列200位于2D显示面板100与针孔阵列300之间，用于阻挡图像元的像素光线向左右相邻的针孔透射。掩膜板阵列200的挡光区202位于左右两个图像元向相邻针孔成像的两束光线的交汇处，遮挡宽度mb既能阻挡全部相邻针孔成像的光线又不影响通过对应匹配针孔的成像光线。
具体的，因本发明装置不影响立体观看区成像光线，在立体观看区28°的观看视角范围内能显示正确的不同角度的3D图像。同时掩膜板阵列200有效阻挡了相邻图像元间光线的串扰，随着观看视角增大串扰逐渐被阻挡，直至串扰图像全部消失。
最终，本实施例提供的消串扰集成成像3D显示装置能有效阻挡相邻图像元间光线的串扰，同时不影响立体观看视区范围，且该方案结构简单，经济实用，易于实现。
Claims (2)
1.一种消串扰集成成像3D显示装置，其特征在于，该装置包含2D显示面板、掩膜板阵列和针孔阵列；所述2D显示面板上显示微图像阵列，所述微图像阵列由许多图像元在水平和垂直方向上矩阵式排列而成；所述针孔阵列由与图像元数量相同的针孔在水平和垂直方向上矩阵式排列而成；所述图像元节距与针孔节距相同，均为p，图像元与针孔一一对应，且两者中心对齐；所述2D显示面板与所述针孔阵列平行放置，两者间距为g；所述掩膜板阵列平行放置于所述2D显示面板与所述针孔阵列之间，所述掩膜板阵列由挡光区和透光区相间排列而成，所述透光区是宽度为mw的正方形，相邻透光区有宽度为mb的水平和垂直间隔，相邻透光区之间的间隔为挡光区；所述透光区用于透过2D显示面板出射的光线，再经由所述针孔阵列调制后，产生正确无串扰的3D图像；所述挡光区用于阻挡图像元的像素光线向相邻的针孔透射，从而消除相邻图像元间的串扰光线；所述掩膜板阵列与所述针孔阵列的间距d满足d=g/2，所述透光区宽度mw和相邻透光区间隔mb满足mb=mw=p/2。
2.根据权利要求1所述的一种消串扰集成成像3D显示装置，其特征在于，用于集成成像显示过程中的针孔阵列可用相同单元节距的透镜阵列替代。
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2022
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