CN114967174B - 基于渐变孔径针孔阵列的3d显示装置 - Google Patents

基于渐变孔径针孔阵列的3d显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114967174B
CN114967174B CN202210535808.4A CN202210535808A CN114967174B CN 114967174 B CN114967174 B CN 114967174B CN 202210535808 A CN202210535808 A CN 202210535808A CN 114967174 B CN114967174 B CN 114967174B
Authority
CN
China
Prior art keywords
aperture
pinhole array
pinholes
gradient
horizontal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210535808.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114967174A (zh
Inventor
吴非
范钧
樊为
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Technological University CDTU
Original Assignee
Chengdu Technological University CDTU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Technological University CDTU filed Critical Chengdu Technological University CDTU
Priority to CN202210535808.4A priority Critical patent/CN114967174B/zh
Publication of CN114967174A publication Critical patent/CN114967174A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114967174B publication Critical patent/CN114967174B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/30Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving parallax barriers
    • G02B30/32Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving parallax barriers characterised by the geometry of the parallax barriers, e.g. staggered barriers, slanted parallax arrays or parallax arrays of varying shape or size

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

本发明公开了基于渐变孔径针孔阵列的3D显示装置,包括显示屏、渐变孔径狭缝光栅和渐变孔径针孔阵列;显示屏用于显示图像元阵列;渐变孔径狭缝光栅用于光路调制;渐变孔径针孔阵列用于成像;图像元、狭缝和针孔的节距均相同;渐变孔径狭缝光栅中狭缝的孔径宽度从中间到两边逐渐减小;渐变孔径针孔阵列中针孔的水平孔径宽度从中间到两边逐渐增大;图像元的中心与对应狭缝和针孔的中心对应对齐;图像元发出的一部分光线依次通过对应的狭缝和针孔投射到成像区域重建3D图像;在最佳观看距离处,水平观看视角与渐变孔径针孔阵列中第1列针孔的水平孔径宽度成正比。

Description

基于渐变孔径针孔阵列的3D显示装置
技术领域
本发明涉及3D显示技术,更具体地说,本发明涉及一种基于渐变孔径针孔阵列的3D显示装置。
背景技术
采用渐变孔径针孔阵列可以增大集成成像3D显示的光学效率。现有的技术方案提出一种基于渐变孔径针孔阵列的集成成像3D立体显示装置,包括显示屏和渐变孔径针孔阵列,渐变孔径针孔阵列放置在显示屏前方,在渐变孔径针孔阵列中,任意一列的针孔的水平孔径宽度相同,任意一行的针孔的垂直孔径宽度相同,且渐变孔径针孔阵列的孔径宽度从边缘到中心逐渐增大。在最佳观看距离处,水平观看视角θ
其中,p是针孔的节距,H 1是渐变孔径针孔阵列中第1列针孔的水平孔径宽度,g是显示屏与渐变孔径针孔阵列的间距,m是水平方向上针孔的数目,l是最佳观看距离。由上式可知,现有的技术方案的水平观看视角与第1列针孔的水平孔径宽度成反比。
发明内容
本发明提出了基于渐变孔径针孔阵列的3D显示装置,如附图1所示,其特征在于,包括显示屏、渐变孔径狭缝光栅和渐变孔径针孔阵列;显示屏、渐变孔径狭缝光栅和渐变孔径针孔阵列依次平行放置;显示屏、渐变孔径狭缝光栅和渐变孔径针孔阵列的水平宽度均相同;显示屏、渐变孔径狭缝光栅和渐变孔径针孔阵列的垂直宽度均相同;显示屏用于显示图像元阵列;渐变孔径狭缝光栅用于光路调制;渐变孔径针孔阵列用于成像;图像元、狭缝和针孔的节距均相同;
渐变孔径狭缝光栅中狭缝的孔径宽度从中间到两边逐渐减小,如附图2所示;渐变孔径狭缝光栅中第i列狭缝的孔径宽度w i 由下式计算得
(1)
其中,是渐变孔径狭缝光栅中第/>列狭缝的孔径宽度,p是狭缝的节距,g是显示屏与渐变孔径针孔阵列的间距,d是渐变孔径狭缝光栅与渐变孔径针孔阵列的间距,m是狭缝的数目,l是最佳观看距离;
位于渐变孔径针孔阵列中同一列的针孔的水平孔径宽度均相同;渐变孔径针孔阵列中针孔的水平孔径宽度从中间到两边逐渐增大,如附图3所示;水平方向上针孔的数目等于狭缝的数目;渐变孔径针孔阵列中第i列针孔的水平孔径宽度v i 由下式计算得到
(2)
渐变孔径狭缝光栅与渐变孔径针孔阵列的间距d满足下式
(3)
其中,v 1是渐变孔径针孔阵列中第1列针孔的水平孔径宽度;水平方向上图像元的数目等于水平方向上针孔的数目;垂直方向上图像元的数目等于垂直方向上针孔的数目;图像元的中心与对应狭缝和针孔的中心对应对齐;图像元发出的一部分光线依次通过对应的狭缝和针孔投射到成像区域重建3D图像;在最佳观看距离处,3D显示装置的水平观看视角θ
(4)
水平观看视角与渐变孔径针孔阵列中第1列针孔的水平孔径宽度成正比。
优选的,针孔的垂直孔径宽度均相同。
附图说明
附图1为本发明的示意图
附图2为本发明的渐变孔径狭缝光栅的示意图
附图3为本发明的渐变孔径针孔阵列的示意图
上述附图中的图示标号为:
1. 显示屏,2. 渐变孔径狭缝光栅,3. 渐变孔径针孔阵列。
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。
本发明提出了基于渐变孔径针孔阵列的3D显示装置,如附图1所示,其特征在于,包括显示屏、渐变孔径狭缝光栅和渐变孔径针孔阵列;显示屏、渐变孔径狭缝光栅和渐变孔径针孔阵列依次平行放置;显示屏、渐变孔径狭缝光栅和渐变孔径针孔阵列的水平宽度均相同;显示屏、渐变孔径狭缝光栅和渐变孔径针孔阵列的垂直宽度均相同;显示屏用于显示图像元阵列;渐变孔径狭缝光栅用于光路调制;渐变孔径针孔阵列用于成像;图像元、狭缝和针孔的节距均相同;
渐变孔径狭缝光栅中狭缝的孔径宽度从中间到两边逐渐减小,如附图2所示;渐变孔径狭缝光栅中第i列狭缝的孔径宽度w i 由下式计算得
(1)
其中,是渐变孔径狭缝光栅中第/>列狭缝的孔径宽度,p是狭缝的节距,g是显示屏与渐变孔径针孔阵列的间距,d是渐变孔径狭缝光栅与渐变孔径针孔阵列的间距,m是狭缝的数目,l是最佳观看距离;
位于渐变孔径针孔阵列中同一列的针孔的水平孔径宽度均相同;渐变孔径针孔阵列中针孔的水平孔径宽度从中间到两边逐渐增大,如附图3所示;水平方向上针孔的数目等于狭缝的数目;渐变孔径针孔阵列中第i列针孔的水平孔径宽度v i 由下式计算得到
(2)
渐变孔径狭缝光栅与渐变孔径针孔阵列的间距d满足下式
(3)
其中,v 1是渐变孔径针孔阵列中第1列针孔的水平孔径宽度;水平方向上图像元的数目等于水平方向上针孔的数目;垂直方向上图像元的数目等于垂直方向上针孔的数目;图像元的中心与对应狭缝和针孔的中心对应对齐;图像元发出的一部分光线依次通过对应的狭缝和针孔投射到成像区域重建3D图像;在最佳观看距离处,3D显示装置的水平观看视角θ
(4)
水平观看视角与渐变孔径针孔阵列中第1列针孔的水平孔径宽度成正比。
优选的,针孔的垂直孔径宽度均相同。
狭缝的数目是5,渐变孔径狭缝光栅中第3列狭缝的孔径宽度是5.36mm,狭缝的节距是10mm,显示屏与渐变孔径针孔阵列的间距是10mm,渐变孔径狭缝光栅与渐变孔径针孔阵列的间距是6mm,最佳观看距离是990mm,则由式(1)计算得到渐变孔径狭缝光栅中第1~5列狭缝的孔径宽度分别是5.2mm、5.28mm、5.36mm、5.28mm、5.2mm;由式(2)计算得到渐变孔径针孔阵列中第1~5列针孔的水平孔径宽度分别是2mm、1.8mm、1.6mm、1.8mm、2mm;由式(4)计算得到3D显示装置的水平观看视角是38°。基于上述参数的现有技术方案的水平观看视角是18°。

Claims (2)

1.基于渐变孔径针孔阵列的3D显示装置,其特征在于,包括显示屏、渐变孔径狭缝光栅和渐变孔径针孔阵列;显示屏、渐变孔径狭缝光栅和渐变孔径针孔阵列依次平行放置;显示屏、渐变孔径狭缝光栅和渐变孔径针孔阵列的水平宽度均相同;显示屏、渐变孔径狭缝光栅和渐变孔径针孔阵列的垂直宽度均相同;显示屏用于显示图像元阵列;渐变孔径狭缝光栅用于光路调制;渐变孔径针孔阵列用于成像;图像元、狭缝和针孔的节距均相同;渐变孔径狭缝光栅中狭缝的孔径宽度从中间到两边逐渐减小;渐变孔径狭缝光栅中第i列狭缝的孔径宽度w i 由下式计算得
其中,是渐变孔径狭缝光栅中第/>列狭缝的孔径宽度,p是狭缝的节距,g是显示屏与渐变孔径针孔阵列的间距,d是渐变孔径狭缝光栅与渐变孔径针孔阵列的间距,m是狭缝的数目,l是最佳观看距离;位于渐变孔径针孔阵列中同一列的针孔的水平孔径宽度均相同;渐变孔径针孔阵列中针孔的水平孔径宽度从中间到两边逐渐增大;水平方向上针孔的数目等于狭缝的数目;渐变孔径针孔阵列中第i列针孔的水平孔径宽度v i 由下式计算得到
渐变孔径狭缝光栅与渐变孔径针孔阵列的间距d满足下式
其中,v 1是渐变孔径针孔阵列中第1列针孔的水平孔径宽度;水平方向上图像元的数目等于水平方向上针孔的数目;垂直方向上图像元的数目等于垂直方向上针孔的数目;图像元的中心与对应狭缝和针孔的中心对应对齐;图像元发出的一部分光线依次通过对应的狭缝和针孔投射到成像区域重建3D图像;在最佳观看距离处,3D显示装置的水平观看视角θ
水平观看视角与渐变孔径针孔阵列中第1列针孔的水平孔径宽度成正比。
2.根据权利要求1所述的基于渐变孔径针孔阵列的3D显示装置,其特征在于,针孔的垂直孔径宽度均相同。
CN202210535808.4A 2022-05-18 2022-05-18 基于渐变孔径针孔阵列的3d显示装置 Active CN114967174B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210535808.4A CN114967174B (zh) 2022-05-18 2022-05-18 基于渐变孔径针孔阵列的3d显示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210535808.4A CN114967174B (zh) 2022-05-18 2022-05-18 基于渐变孔径针孔阵列的3d显示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114967174A CN114967174A (zh) 2022-08-30
CN114967174B true CN114967174B (zh) 2024-05-07

Family

ID=82984210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210535808.4A Active CN114967174B (zh) 2022-05-18 2022-05-18 基于渐变孔径针孔阵列的3d显示装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114967174B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114967173B (zh) * 2022-05-18 2024-05-07 成都工业学院 基于渐变狭缝光栅和渐变节距针孔阵列的3d显示装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103197426A (zh) * 2013-04-15 2013-07-10 四川大学 一种基于渐变孔径针孔阵列的集成成像3d立体显示装置
CN105158918A (zh) * 2015-10-30 2015-12-16 成都工业学院 一种基于矩形针孔阵列的集成成像3d显示装置
WO2018001243A1 (zh) * 2016-06-28 2018-01-04 成都工业学院 一种宽视角的集成成像双视3d显示装置
WO2018001150A1 (zh) * 2016-06-30 2018-01-04 成都工业学院 一种基于渐变节距针孔阵列的集成成像3d装置、渐变节距针孔阵列及显示屏
CN209343051U (zh) * 2019-02-24 2019-09-03 成都工业学院 无串扰和宽视角的集成成像3d显示装置
CN211426961U (zh) * 2018-07-23 2020-09-04 成都工业学院 宽视角一维集成成像3d显示装置
CN211627954U (zh) * 2020-05-08 2020-10-02 成都工业学院 一种宽视角的3d显示装置
CN112859371A (zh) * 2021-04-01 2021-05-28 成都工业学院 基于阶梯渐变孔径狭缝光栅的宽视角3d显示方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103197426A (zh) * 2013-04-15 2013-07-10 四川大学 一种基于渐变孔径针孔阵列的集成成像3d立体显示装置
CN105158918A (zh) * 2015-10-30 2015-12-16 成都工业学院 一种基于矩形针孔阵列的集成成像3d显示装置
WO2018001243A1 (zh) * 2016-06-28 2018-01-04 成都工业学院 一种宽视角的集成成像双视3d显示装置
WO2018001150A1 (zh) * 2016-06-30 2018-01-04 成都工业学院 一种基于渐变节距针孔阵列的集成成像3d装置、渐变节距针孔阵列及显示屏
CN211426961U (zh) * 2018-07-23 2020-09-04 成都工业学院 宽视角一维集成成像3d显示装置
CN209343051U (zh) * 2019-02-24 2019-09-03 成都工业学院 无串扰和宽视角的集成成像3d显示装置
CN211627954U (zh) * 2020-05-08 2020-10-02 成都工业学院 一种宽视角的3d显示装置
CN112859371A (zh) * 2021-04-01 2021-05-28 成都工业学院 基于阶梯渐变孔径狭缝光栅的宽视角3d显示方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Crosstalk‐free dual‐view integral imaging display;Fei Wu等;J Soc Inf Display;20190327;第27卷(第9期);555-558 *
基于可变孔径针孔阵列的集成成像3D显示;范钧;吴非;吕国皎;赵百川;邓欢;王琼华;;红外与激光工程;20180625(06);38-41 *
针孔阵列厚度对集成成像3D显示观看视角的影响;吴非;王琼华;吕国皎;赵百川;邓欢;;工程科学与技术;20170320(第02期);186-189 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114967174A (zh) 2022-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113741048B (zh) 高成像效率和宽视角的一维集成成像3d显示装置
CN112859374B (zh) 基于渐变孔径狭缝光栅的3d显示方法
CN112859371B (zh) 基于阶梯渐变孔径狭缝光栅的宽视角3d显示方法
CN114967174B (zh) 基于渐变孔径针孔阵列的3d显示装置
CN113741052A (zh) 基于阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅的高分辨率3d显示装置
CN211206974U (zh) 基于障壁阵列的3d显示装置
CN114815296B (zh) 基于复合偏振片和渐变狭缝光栅的双视3d显示装置
CN211577579U (zh) 基于偏振阵列的3d显示装置
CN113741054B (zh) 高分辨率和宽视角的3d显示装置
CN114895481B (zh) 基于狭缝光栅和偏振光栅的双视3d显示装置
CN114967173B (zh) 基于渐变狭缝光栅和渐变节距针孔阵列的3d显示装置
CN113741049B (zh) 基于双偏振复合针孔阵列的高分辨率3d显示装置
CN113741047A (zh) 基于阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅的3d显示装置
CN114791678B (zh) 基于双渐变孔径狭缝光栅的双视3d显示装置
CN113703179B (zh) 基于双偏振狭缝光栅的一维集成成像3d显示装置
CN114895480B (zh) 宽视角集成成像3d显示装置
CN109298537B (zh) 基于背光源的3d显示装置
CN212460211U (zh) 基于复合矩形多针孔阵列的3d显示装置
CN109459865B (zh) 一种3d显示装置
CN110426857B (zh) 基于渐变宽度矩形针孔阵列的集成成像3d显示装置
CN113741053A (zh) 高分辨率一维集成成像3d显示装置
CN113741051B (zh) 高成像效率和宽视角的3d显示装置
CN113703176B (zh) 基于渐变复合狭缝光栅的3d显示装置
CN114815295B (zh) 基于狭缝光栅的集成成像3d显示装置
CN113031301B (zh) 宽视角和高光学效率一维集成成像3d显示方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant