CN211149099U - 一种集成成像3d显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成成像3D显示装置，包括显示屏I，显示屏II，矩形针孔偏振片I和矩形针孔偏振片II；矩形针孔阵列I、矩形针孔阵列II、矩形针孔阵列III、矩形针孔阵列IV中的矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值均等于显示屏I的水平宽度与垂直宽度的比值；矩形图像元阵列I通过矩形针孔阵列II和矩形针孔阵列IV重建出一个均匀分辨率3D图像，矩形针孔阵列I发出的光线通过矩形针孔阵列III照明矩形图像元阵列II重建出一个均匀分辨率3D图像，两个均匀分辨率3D图像在观看区域合并成一个均匀分辨率和高分辨率的3D图像。

Description

一种集成成像3D显示装置

技术领域

本实用新型涉及3D显示，更具体地说，本实用新型涉及一种集成成像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和垂直观看视角与水平和垂直方向上图像元数目成反比的问题。

发明内容

本实用新型提出了一种集成成像3D显示装置，如附图1和2所示，其特征在于，包括显示屏I，显示屏II，矩形针孔偏振片I和矩形针孔偏振片II；显示屏I、显示屏II、矩形针孔偏振片I、矩形针孔偏振片II平行放置，且水平和垂直中轴线均对应对齐；矩形针孔偏振片I与显示屏I贴合，矩形针孔偏振片II与显示屏II贴合；矩形针孔偏振片I位于显示屏I与矩形针孔偏振片II之间，矩形针孔偏振片II位于矩形针孔偏振片I与显示屏II之间；矩形针孔偏振片I带有矩形针孔阵列I，矩形针孔偏振片II带有矩形针孔阵列II，如附图3和附图4所示；

矩形针孔偏振片I、显示屏I的水平宽度相同；矩形针孔偏振片I、显示屏I的垂直宽度相同；矩形针孔偏振片II、显示屏II的水平宽度相同；矩形针孔偏振片II、显示屏II的垂直宽度相同；显示屏I、显示屏II、矩形针孔偏振片I、矩形针孔偏振片II的水平宽度与垂直宽度的比值均相同；显示屏I的水平宽度大于显示屏II的水平宽度，显示屏I的垂直宽度大于显示屏II的垂直宽度；

显示屏I用于显示矩形图像元阵列I和矩形针孔阵列III，显示屏II用于显示矩形图像元阵列II和矩形针孔阵列IV，如附图5和附图6所示；

矩形针孔阵列I、矩形针孔阵列III中的矩形针孔的水平节距相同；矩形针孔阵列I、矩形针孔阵列III中的矩形针孔的垂直节距相同；矩形针孔阵列II、矩形针孔阵列IV中的矩形针孔的水平节距相同；矩形针孔阵列II、矩形针孔阵列IV中的矩形针孔的垂直节距相同；矩形针孔阵列I、矩形针孔阵列II、矩形针孔阵列III、矩形针孔阵列IV中的矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值均等于显示屏I的水平宽度与垂直宽度的比值；矩形针孔阵列I、矩形针孔阵列II、矩形针孔阵列III、矩形针孔阵列IV中的矩形针孔的孔径宽度均相同；

矩形针孔阵列I中矩形针孔的水平节距a和垂直节距b分别为：

（1）

（2）

其中，p是矩形针孔阵列II中矩形针孔的水平节距，l是观看距离，g是显示屏I与显示屏II的间距，v是显示屏I的垂直宽度与水平宽度的比值；

矩形针孔阵列II中水平方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列I中水平方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列IV中水平方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列I中水平方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列II中垂直方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列I中垂直方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列IV中垂直方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列I中垂直方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列I中水平方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列II中水平方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列III中水平方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列II中水平方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列I中垂直方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列II中垂直方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列III中垂直方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列II中垂直方向上矩形图像元的数目；

矩形图像元阵列I中的矩形图像元I的水平节距等于矩形针孔阵列I中的矩形针孔的水平节距，矩形图像元阵列I中的矩形图像元I的垂直节距等于矩形针孔阵列I中的矩形针孔的垂直节距；矩形图像元阵列II中的矩形图像元II的水平节距等于矩形针孔阵列II中的矩形针孔的水平节距，矩形图像元阵列II中的矩形图像元II的垂直节距等于矩形针孔阵列II中的矩形针孔的垂直节距；

矩形针孔阵列I中的矩形针孔与矩形针孔阵列III中的矩形针孔对应对齐，矩形针孔阵列II中的矩形针孔与矩形针孔阵列IV中的矩形针孔对应对齐；矩形图像元阵列I通过矩形针孔阵列II和矩形针孔阵列IV重建出一个均匀分辨率3D图像，矩形针孔阵列I发出的光线通过矩形针孔阵列III照明矩形图像元阵列II重建出一个均匀分辨率3D图像，两个均匀分辨率3D图像在观看区域合并成一个均匀分辨率和高分辨率的3D图像；

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：

（3）

（4）

（5）

（6）

其中，w是矩形针孔阵列II中的矩形针孔的孔径宽度，m ₁是矩形图像元阵列I中水平方向上矩形图像元的数目，m ₂是矩形图像元阵列II中水平方向上矩形图像元的数目。

附图说明

附图1为本实用新型的结构和水平方向上参数的示意图

附图2为本实用新型的结构和垂直方向上参数的示意图

附图3为本实用新型的矩形针孔偏振片I的示意图

附图4为本实用新型的矩形针孔偏振片II的示意图

附图5为本实用新型的矩形图像元阵列I和矩形针孔阵列III的示意图

附图6为本实用新型的矩形图像元阵列II和矩形针孔阵列IV的示意图

上述附图中的图示标号为：

1. 显示屏I， 2. 矩形针孔偏振片I，3. 矩形针孔偏振片II，4. 显示屏II，5. 矩形针孔阵列I，6.矩形针孔阵列II，7. 矩形针孔阵列III，8.矩形针孔阵列IV，9. 矩形图像元阵列I，10. 矩形图像元阵列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

下面详细说明本实用新型的一种集成成像3D显示装置的一个典型实施例，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。

本实用新型提出了一种集成成像3D显示装置，如附图1和2所示，其特征在于，包括显示屏I，显示屏II，矩形针孔偏振片I和矩形针孔偏振片II；显示屏I、显示屏II、矩形针孔偏振片I、矩形针孔偏振片II平行放置，且水平和垂直中轴线均对应对齐；矩形针孔偏振片I与显示屏I贴合，矩形针孔偏振片II与显示屏II贴合；矩形针孔偏振片I位于显示屏I与矩形针孔偏振片II之间，矩形针孔偏振片II位于矩形针孔偏振片I与显示屏II之间；矩形针孔偏振片I带有矩形针孔阵列I，矩形针孔偏振片II带有矩形针孔阵列II，如附图3和附图4所示；

矩形针孔偏振片I、显示屏I的水平宽度相同；矩形针孔偏振片I、显示屏I的垂直宽度相同；矩形针孔偏振片II、显示屏II的水平宽度相同；矩形针孔偏振片II、显示屏II的垂直宽度相同；显示屏I、显示屏II、矩形针孔偏振片I、矩形针孔偏振片II的水平宽度与垂直宽度的比值均相同；显示屏I的水平宽度大于显示屏II的水平宽度，显示屏I的垂直宽度大于显示屏II的垂直宽度；

显示屏I用于显示矩形图像元阵列I和矩形针孔阵列III，显示屏II用于显示矩形图像元阵列II和矩形针孔阵列IV，如附图5和附图6所示；

矩形针孔阵列I、矩形针孔阵列III中的矩形针孔的水平节距相同；矩形针孔阵列I、矩形针孔阵列III中的矩形针孔的垂直节距相同；矩形针孔阵列II、矩形针孔阵列IV中的矩形针孔的水平节距相同；矩形针孔阵列II、矩形针孔阵列IV中的矩形针孔的垂直节距相同；矩形针孔阵列I、矩形针孔阵列II、矩形针孔阵列III、矩形针孔阵列IV中的矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值均等于显示屏I的水平宽度与垂直宽度的比值；

矩形针孔阵列I、矩形针孔阵列II、矩形针孔阵列III、矩形针孔阵列IV中的矩形针孔的孔径宽度均相同；矩形针孔阵列I中矩形针孔的水平节距a和垂直节距b分别为：

（1）

（2）

其中，p是矩形针孔阵列II中矩形针孔的水平节距，l是观看距离，g是显示屏I与显示屏II的间距，v是显示屏I的垂直宽度与水平宽度的比值；

矩形针孔阵列II中水平方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列I中水平方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列IV中水平方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列I中水平方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列II中垂直方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列I中垂直方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列IV中垂直方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列I中垂直方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列I中水平方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列II中水平方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列III中水平方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列II中水平方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列I中垂直方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列II中垂直方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列III中垂直方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列II中垂直方向上矩形图像元的数目；

矩形图像元阵列I中的矩形图像元I的水平节距等于矩形针孔阵列I中的矩形针孔的水平节距，矩形图像元阵列I中的矩形图像元I的垂直节距等于矩形针孔阵列I中的矩形针孔的垂直节距；矩形图像元阵列II中的矩形图像元II的水平节距等于矩形针孔阵列II中的矩形针孔的水平节距，矩形图像元阵列II中的矩形图像元II的垂直节距等于矩形针孔阵列II中的矩形针孔的垂直节距；

矩形针孔阵列I中的矩形针孔与矩形针孔阵列III中的矩形针孔对应对齐，矩形针孔阵列II中的矩形针孔与矩形针孔阵列IV中的矩形针孔对应对齐；矩形图像元阵列I通过矩形针孔阵列II和矩形针孔阵列IV重建出一个均匀分辨率3D图像，矩形针孔阵列I发出的光线通过矩形针孔阵列III照明矩形图像元阵列II重建出一个均匀分辨率3D图像，两个均匀分辨率3D图像在观看区域合并成一个均匀分辨率和高分辨率的3D图像；

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：

（3）

（4）

（5）

（6）

其中，w是矩形针孔阵列II中的矩形针孔的孔径宽度，m ₁是矩形图像元阵列I中水平方向上矩形图像元的数目，m ₂是矩形图像元阵列II中水平方向上矩形图像元的数目。

显示屏I的垂直宽度与水平宽度的比值为0.8，矩形针孔阵列II中矩形针孔的水平节距为10mm，矩形针孔阵列I中矩形针孔的孔径宽度为2mm，矩形图像元阵列I中水平方向上矩形图像元的数目为100，矩形图像元阵列II中水平方向上矩形图像元的数目为100，观看距离为100mm，显示屏I与显示屏II的间距为10mm，则由式（1）、（2）得到，矩形针孔阵列I中矩形针孔的水平节距和垂直节距分别为11mm和8.8mm；由式（3）、（4）、（5）、（6）得到，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48°、38°、200、200。

Claims (1)

1.一种集成成像3D显示装置，其特征在于，包括显示屏I，显示屏II，矩形针孔偏振片I和矩形针孔偏振片II；显示屏I、显示屏II、矩形针孔偏振片I、矩形针孔偏振片II平行放置，且水平和垂直中轴线均对应对齐；矩形针孔偏振片I与显示屏I贴合，矩形针孔偏振片II与显示屏II贴合；矩形针孔偏振片I位于显示屏I与矩形针孔偏振片II之间，矩形针孔偏振片II位于矩形针孔偏振片I与显示屏II之间；矩形针孔偏振片I带有矩形针孔阵列I，矩形针孔偏振片II带有矩形针孔阵列I；

矩形针孔偏振片I、显示屏I的水平宽度相同；矩形针孔偏振片I、显示屏I的垂直宽度相同；矩形针孔偏振片II、显示屏II的水平宽度相同；矩形针孔偏振片II、显示屏II的垂直宽度相同；显示屏I、显示屏II、矩形针孔偏振片I、矩形针孔偏振片II的水平宽度与垂直宽度的比值均相同；显示屏I的水平宽度大于显示屏II的水平宽度，显示屏I的垂直宽度大于显示屏II的垂直宽度；

显示屏I用于显示矩形图像元阵列I和矩形针孔阵列III，显示屏II用于显示矩形图像元阵列II和矩形针孔阵列IV；

矩形针孔阵列I、矩形针孔阵列III中的矩形针孔的水平节距相同；矩形针孔阵列I、矩形针孔阵列III中的矩形针孔的垂直节距相同；矩形针孔阵列II、矩形针孔阵列IV中的矩形针孔的水平节距相同；矩形针孔阵列II、矩形针孔阵列IV中的矩形针孔的垂直节距相同；矩形针孔阵列I、矩形针孔阵列II、矩形针孔阵列III、矩形针孔阵列IV中的矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值均等于显示屏I的水平宽度与垂直宽度的比值；

矩形针孔阵列I、矩形针孔阵列II、矩形针孔阵列III、矩形针孔阵列IV中的矩形针孔的孔径宽度均相同；

矩形针孔阵列I中矩形针孔的水平节距a和垂直节距b分别为：

其中，p是矩形针孔阵列II中矩形针孔的水平节距，l是观看距离，g是显示屏I与显示屏II的间距，v是显示屏I的垂直宽度与水平宽度的比值；

矩形针孔阵列II中水平方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列I中水平方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列IV中水平方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列I中水平方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列II中垂直方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列I中垂直方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列IV中垂直方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列I中垂直方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列I中水平方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列II中水平方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列III中水平方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列II中水平方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列I中垂直方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列II中垂直方向上矩形图像元的数目；矩形针孔阵列III中垂直方向上矩形针孔的数目等于矩形图像元阵列II中垂直方向上矩形图像元的数目；

矩形图像元阵列I中的矩形图像元I的水平节距等于矩形针孔阵列I中的矩形针孔的水平节距，矩形图像元阵列I中的矩形图像元I的垂直节距等于矩形针孔阵列I中的矩形针孔的垂直节距；矩形图像元阵列II中的矩形图像元II的水平节距等于矩形针孔阵列II中的矩形针孔的水平节距，矩形图像元阵列II中的矩形图像元II的垂直节距等于矩形针孔阵列II中的矩形针孔的垂直节距；

矩形针孔阵列I中的矩形针孔与矩形针孔阵列III中的矩形针孔对应对齐，矩形针孔阵列II中的矩形针孔与矩形针孔阵列IV中的矩形针孔对应对齐；矩形图像元阵列I通过矩形针孔阵列II和矩形针孔阵列IV重建出一个均匀分辨率3D图像，矩形针孔阵列I发出的光线通过矩形针孔阵列III照明矩形图像元阵列II重建出一个均匀分辨率3D图像，两个均匀分辨率3D图像在观看区域合并成一个均匀分辨率和高分辨率的3D图像；

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，w是矩形针孔阵列II中的矩形针孔的孔径宽度，m ₁是矩形图像元阵列I中水平方向上矩形图像元的数目，m ₂是矩形图像元阵列II中水平方向上矩形图像元的数目。

Images