CN211014878U - 宽视角3d显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了宽视角3D显示装置，包括背光源、矩形偏振光栅I、矩形针孔阵列、矩形偏振光栅II和显示屏；矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值等于矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值；所有矩形针孔的孔径宽度均相同；矩形偏振光栅I中的矩形偏振单元I和矩形偏振单元II与矩形偏振光栅II中的矩形偏振单元I和矩形偏振单元II分别对应对齐；经过每个矩形针孔的光线只能照明与其对应的矩形图像元成像，且不能照明与其对应的矩形图像元水平方向上相邻的矩形图像元成像。

Description

宽视角3D显示装置

技术领域

本实用新型涉及3D显示，更具体地说，本实用新型涉及宽视角3D显示装置。

背景技术

与其他3D显示相比，如眼镜式助视3D显示、头盔式助视3D显示、光栅3D显示、体3D显示和全息3D显示等，集成成像3D显示具有连续视点、适合多人观看、无需助视设备和相干光源、结构简单和成本低廉等优点。但是，在传统的集成成像3D显示中，图像元和针孔均为正方形，即图像元和针孔的水平节距均等于垂直节距。显示器的水平宽度与垂直宽度不相等，因此传统的集成成像3D显示存在分辨率不均匀的问题。集成成像3D显示的分辨率是2D显示分辨率的几十分之一。因此，分辨率不均匀加深了低分辨率导致的观看体验不佳的问题。此外，还存在水平观看视角小于垂直观看视角以及水平观看视角与孔径宽度成反比的问题。

发明内容

本实用新型提出宽视角3D显示装置，如附图1和2所示，其特征在于，包括背光源、矩形偏振光栅I、矩形针孔阵列、矩形偏振光栅II和显示屏；显示屏用于显示矩形图像元阵列；背光源、矩形偏振光栅I、矩形针孔阵列、矩形偏振光栅II和显示屏的水平宽度均相同；背光源、矩形偏振光栅I、矩形针孔阵列、矩形偏振光栅II和显示屏的垂直宽度均相同；矩形偏振光栅I与背光源和矩形针孔阵列紧密贴合，且矩形偏振光栅I位于背光源与矩形针孔阵列之间；矩形偏振光栅II与显示屏紧密贴合，且矩形偏振光栅II位于矩形针孔阵列与显示屏之间；如附图3所示，矩形针孔阵列由一系列矩形针孔组成；如附图4所示，矩形图像元阵列由一系列矩形图像元组成；在矩形针孔阵列中，所有矩形针孔的水平节距均相同，所有矩形针孔的垂直节距均相同；矩形针孔阵列水平方向上矩形针孔的数目等于垂直方向上矩形针孔的数目；矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值等于矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值；所有矩形针孔的孔径宽度均相同；如附图5和6所示，矩形偏振光栅I由矩形偏振单元I和矩形偏振单元II在水平方向上交替排列组成，矩形偏振单元I与矩形偏振单元II的偏振方向正交；矩形偏振光栅II由矩形偏振单元I和矩形偏振单元II在水平方向上交替排列组成；矩形偏振单元I和矩形偏振单元II的水平宽度均等于矩形针孔的水平节距；矩形偏振光栅I中的矩形偏振单元I和矩形偏振单元II与矩形偏振光栅II中的矩形偏振单元I和矩形偏振单元II分别对应对齐；矩形图像元的水平节距等于矩形针孔的水平节距，矩形图像元的垂直节距等于矩形针孔的垂直节距；经过每个矩形针孔的光线只能照明与其对应的矩形图像元成像，且不能照明与其对应的矩形图像元水平方向上相邻的矩形图像元成像；集成成像3D显示的水平观看视角θ ₁、垂直观看视角θ ₂、水平分辨率R ₁、垂直分辨率R ₂分别为：

（1）

（2）

（3）

（4）

其中，p是矩形针孔的水平节距，w是矩形针孔的孔径宽度，m是矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目，l是观看距离，g是显示屏与矩形针孔阵列的间距，v是矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值。

附图说明

附图1为本实用新型的结构和水平方向参数示意图

附图2为本实用新型的结构和垂直方向参数示意图

附图3为本实用新型的矩形针孔阵列示意图

附图4为本实用新型的矩形图像元阵列示意图

附图5为本实用新型的矩形偏振光栅I示意图

附图6为本实用新型的矩形偏振光栅II示意图

上述附图中的图示标号为：

1. 背光源，2.矩形偏振光栅I，3. 矩形针孔阵列，4. 矩形偏振光栅II，5. 显示屏， 6.矩形偏振单元I，7. 矩形偏振单元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

下面详细说明利用本实用新型的一个典型实施例，对本实用新型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实用新型做进一步的说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本实用新型内容对本实用新型做出一些非本质的改进和调整，仍属于本实用新型的保护范围。

本实用新型提出宽视角3D显示装置，如附图1和2所示，其特征在于，包括背光源、矩形偏振光栅I、矩形针孔阵列、矩形偏振光栅II和显示屏；显示屏用于显示矩形图像元阵列；背光源、矩形偏振光栅I、矩形针孔阵列、矩形偏振光栅II和显示屏的水平宽度均相同；背光源、矩形偏振光栅I、矩形针孔阵列、矩形偏振光栅II和显示屏的垂直宽度均相同；矩形偏振光栅I与背光源和矩形针孔阵列紧密贴合，且矩形偏振光栅I位于背光源与矩形针孔阵列之间；矩形偏振光栅II与显示屏紧密贴合，且矩形偏振光栅II位于矩形针孔阵列与显示屏之间；如附图3所示，矩形针孔阵列由一系列矩形针孔组成；如附图4所示，矩形图像元阵列由一系列矩形图像元组成；在矩形针孔阵列中，所有矩形针孔的水平节距均相同，所有矩形针孔的垂直节距均相同；矩形针孔阵列水平方向上矩形针孔的数目等于垂直方向上矩形针孔的数目；矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值等于矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值；所有矩形针孔的孔径宽度均相同；如附图5和6所示，矩形偏振光栅I由矩形偏振单元I和矩形偏振单元II在水平方向上交替排列组成，矩形偏振单元I与矩形偏振单元II的偏振方向正交；矩形偏振光栅II由矩形偏振单元I和矩形偏振单元II在水平方向上交替排列组成；矩形偏振单元I和矩形偏振单元II的水平宽度均等于矩形针孔的水平节距；矩形偏振光栅I中的矩形偏振单元I和矩形偏振单元II与矩形偏振光栅II中的矩形偏振单元I和矩形偏振单元II分别对应对齐；矩形图像元的水平节距等于矩形针孔的水平节距，矩形图像元的垂直节距等于矩形针孔的垂直节距；经过每个矩形针孔的光线只能照明与其对应的矩形图像元成像，且不能照明与其对应的矩形图像元水平方向上相邻的矩形图像元成像；集成成像3D显示的水平观看视角θ ₁、垂直观看视角θ ₂、水平分辨率R ₁、垂直分辨率R ₂分别为：

（1）

（2）

（3）

（4）

其中，p是矩形针孔的水平节距，w是矩形针孔的孔径宽度，m是矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目，l是观看距离，g是显示屏与矩形针孔阵列的间距，v是矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值。

矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值为v=0.75，矩形针孔的水平节距为p=5mm，矩形针孔的孔径宽度为w =1mm，观看距离为l=1000mm，显示屏与矩形针孔阵列的间距为g=5mm，矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目为m=20。根据式（1）、（2）、（3）和（4）得到，本实用新型所述的集成成像3D显示的水平观看视角、垂直观看视角、水平分辨率、垂直分辨率分别为58°、30°、20、20。

Claims (1)

1.宽视角3D显示装置，其特征在于，包括背光源、矩形偏振光栅I、矩形针孔阵列、矩形偏振光栅II和显示屏；显示屏用于显示矩形图像元阵列；背光源、矩形偏振光栅I、矩形针孔阵列、矩形偏振光栅II和显示屏的水平宽度均相同；背光源、矩形偏振光栅I、矩形针孔阵列、矩形偏振光栅II和显示屏的垂直宽度均相同；矩形偏振光栅I与背光源和矩形针孔阵列紧密贴合，且矩形偏振光栅I位于背光源与矩形针孔阵列之间；矩形偏振光栅II与显示屏紧密贴合，且矩形偏振光栅II位于矩形针孔阵列与显示屏之间；矩形针孔阵列由一系列矩形针孔组成；矩形图像元阵列由一系列矩形图像元组成；在矩形针孔阵列中，所有矩形针孔的水平节距均相同，所有矩形针孔的垂直节距均相同；矩形针孔阵列水平方向上矩形针孔的数目等于垂直方向上矩形针孔的数目；矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值等于矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值；所有矩形针孔的孔径宽度均相同；矩形偏振光栅I由矩形偏振单元I和矩形偏振单元II在水平方向上交替排列组成，矩形偏振单元I与矩形偏振单元II的偏振方向正交；矩形偏振光栅II由矩形偏振单元I和矩形偏振单元II在水平方向上交替排列组成；矩形偏振单元I和矩形偏振单元II的水平宽度均等于矩形针孔的水平节距；矩形偏振光栅I中的矩形偏振单元I和矩形偏振单元II与矩形偏振光栅II中的矩形偏振单元I和矩形偏振单元II分别对应对齐；矩形图像元的水平节距等于矩形针孔的水平节距，矩形图像元的垂直节距等于矩形针孔的垂直节距；经过每个矩形针孔的光线只能照明与其对应的矩形图像元成像，且不能照明与其对应的矩形图像元水平方向上相邻的矩形图像元成像；集成成像3D显示的水平观看视角θ ₁、垂直观看视角θ ₂、水平分辨率R ₁、垂直分辨率R ₂分别为：

其中，p是矩形针孔的水平节距，w是矩形针孔的孔径宽度，m是矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目，l是观看距离，g是显示屏与矩形针孔阵列的间距，v是矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值。

Images