CN211180439U - 一种基于渐变节距矩形针孔阵列的双视3d显示装置 - Google Patents

一种基于渐变节距矩形针孔阵列的双视3d显示装置 Download PDF

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本实用新型公开了一种基于渐变节距矩形针孔阵列的双视3D显示装置，其特征在于，包括显示屏，渐变节距偏振光栅，渐变节距矩形针孔阵列，偏振眼镜I和偏振眼镜II；位于渐变节距矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数等于位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数的两倍；渐变节距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的两倍；渐变节距矩形针孔阵列的水平节距从中心到左右两边逐渐增大；渐变节距矩形针孔阵列的垂直节距从中心到上下两边逐渐增大。

Description

一种基于渐变节距矩形针孔阵列的双视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基于渐变节距矩形针孔阵列的双视3D显示装置。
背景技术
集成成像双视3D显示是双视显示技术和集成成像3D显示技术的融合。它可以使得观看者在不同的观看方向上看到不同的3D画面。传统的基于渐变节距针孔阵列的集成成像双视3D显示装置存在以下缺点：
（1）相邻两个针孔的节距以等比关系变化，增加了制作难度以及成本。
（2）相邻两个3D像素之间的距离以等比关系增大，影响了3D像素的均匀度以及观看体验。
（3）水平分辨率不等于垂直分辨率，进一步加深了低分辨率带来的观看体验不佳的问题。
（4）观看视角窄。
发明内容
本实用新型提出了一种基于渐变节距矩形针孔阵列的双视3D显示装置，如附图1、2和3所示，其特征在于，包括显示屏，渐变节距偏振光栅，渐变节距矩形针孔阵列，偏振眼镜I和偏振眼镜II；显示屏，渐变节距偏振光栅与渐变节距矩形针孔阵列平行放置，且对应对齐；渐变节距偏振光栅与显示屏贴合，且位于显示屏与渐变节距矩形针孔阵列之间；位于渐变节距矩形针孔阵列中心的连续多列矩形针孔的水平节距相同，渐变节距矩形针孔阵列的水平节距从中心到左右两边逐渐增大；位于渐变节距矩形针孔阵列中心的连续多行矩形针孔的垂直节距相同，渐变节距矩形针孔阵列的垂直节距从中心到上下两边逐渐增大；渐变节距矩形针孔阵列中第i列矩形针孔的水平节距P i 、第j行矩形针孔的垂直节距Q j 由下式计算得到
Figure 817639DEST_PATH_IMAGE002
（1）
Figure 548835DEST_PATH_IMAGE004
（2）
其中，p是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的水平节距，q是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的垂直节距，m是渐变节距矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目，n是渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目，a是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数，b是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的间距；如附图4所示，渐变节距偏振光栅由光栅I和光栅II交替排列组成，光栅I的偏振方向与光栅II的偏振方向正交；光栅I的节距等于与其对应的矩形针孔的水平节距，光栅II的节距等于与其对应的矩形针孔的水平节距；偏振眼镜I的偏振方向与光栅I的偏振方向相同，偏振眼镜II的偏振方向与光栅II的偏振方向相同；显示屏用于显示渐变节距矩形微图像阵列；如附图5所示，渐变节距矩形微图像阵列由矩形图像元I和矩形图像元II交替排列组成；矩形图像元I的水平节距和垂直节距分别等于与其对应的矩形针孔的水平节距和垂直节距；矩形图像元II的水平节距和垂直节距分别等于与其对应的矩形针孔的水平节距和垂直节距；矩形图像元I与光栅I对应对齐，矩形图像元II与光栅II对应对齐；矩形图像元I通过与其对应的光栅I和矩形针孔重建出3D图像I，且只能通过偏振眼镜I看到；矩形图像元II通过与其对应的光栅II和矩形针孔重建出3D图像II，且只能通过偏振眼镜II看到。
优选的，位于渐变节距矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数等于位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数的两倍。
优选的，显示屏、渐变节距偏振光栅和渐变节距矩形针孔阵列的水平宽度均相等，显示屏、渐变节距偏振光栅和渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度均相等。
优选的，渐变节距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的两倍。
优选的，位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的水平节距p与垂直节距q满足下式
Figure 542198DEST_PATH_IMAGE006
（3）
其中，n是渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目，b是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数，c是渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的间距。
优选的，3D图像I与3D图像II的水平分辨率、垂直分辨率分别相等；每个3D图像的水平分辨率R 1、垂直分辨率R 2分别为：
Figure 296528DEST_PATH_IMAGE008
（4）
Figure 33540DEST_PATH_IMAGE010
（5）
其中，n是渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目。
优选的，矩形针孔的垂直孔径宽度与水平孔径宽度的比值等于渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值的两倍。
优选的，3D图像I与3D图像II的水平观看视角、垂直观看视角分别相等；每个3D图像的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2分别为：
Figure 556925DEST_PATH_IMAGE012
（6）
Figure 298354DEST_PATH_IMAGE014
（7）
其中，P 1是渐变节距矩形针孔阵列第一列矩形针孔的水平节距，Q 1是渐变节距矩形针孔阵列第一行矩形针孔的垂直节距，w是矩形针孔的水平孔径宽度，n是渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目，c是渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的间距。
附图说明
附图1为本实用新型的结构和水平方向的参数示意图
附图2为本实用新型的矩形图像元I与光栅I垂直方向上的参数示意图
附图3为本实用新型的矩形图像元II与光栅II垂直方向上的参数示意图
附图4为本实用新型的渐变节距偏振光栅的结构示意图
附图5为本实用新型的渐变节距矩形微图像阵列的结构示意图
上述附图中的图示标号为：
1.显示屏，2.渐变节距偏振光栅，3.渐变节距矩形针孔阵列，4.偏振眼镜I，5.偏振眼镜II，6.光栅I， 7.光栅II，8.矩形图像元I， 9.矩形图像元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
下面详细说明本实用新型的一种基于渐变节距矩形针孔阵列的双视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基于渐变节距矩形针孔阵列的双视3D显示装置，如附图1、2和3所示，其特征在于，包括显示屏，渐变节距偏振光栅，渐变节距矩形针孔阵列，偏振眼镜I和偏振眼镜II；显示屏，渐变节距偏振光栅与渐变节距矩形针孔阵列平行放置，且对应对齐；渐变节距偏振光栅与显示屏贴合，且位于显示屏与渐变节距矩形针孔阵列之间；位于渐变节距矩形针孔阵列中心的连续多列矩形针孔的水平节距相同，渐变节距矩形针孔阵列的水平节距从中心到左右两边逐渐增大；位于渐变节距矩形针孔阵列中心的连续多行矩形针孔的垂直节距相同，渐变节距矩形针孔阵列的垂直节距从中心到上下两边逐渐增大；渐变节距矩形针孔阵列中第i列矩形针孔的水平节距P i 、第j行矩形针孔的垂直节距Q j 由下式计算得到
Figure 539979DEST_PATH_IMAGE002
（1）
Figure 815103DEST_PATH_IMAGE004
（2）
其中，p是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的水平节距，q是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的垂直节距，m是渐变节距矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目，n是渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目，a是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数，b是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的间距；如附图4所示，渐变节距偏振光栅由光栅I和光栅II交替排列组成，光栅I的偏振方向与光栅II的偏振方向正交；光栅I的节距等于与其对应的矩形针孔的水平节距，光栅II的节距等于与其对应的矩形针孔的水平节距；偏振眼镜I的偏振方向与光栅I的偏振方向相同，偏振眼镜II的偏振方向与光栅II的偏振方向相同；显示屏用于显示渐变节距矩形微图像阵列；如附图5所示，渐变节距矩形微图像阵列由矩形图像元I和矩形图像元II交替排列组成；矩形图像元I的水平节距和垂直节距分别等于与其对应的矩形针孔的水平节距和垂直节距；矩形图像元II的水平节距和垂直节距分别等于与其对应的矩形针孔的水平节距和垂直节距；矩形图像元I与光栅I对应对齐，矩形图像元II与光栅II对应对齐；矩形图像元I通过与其对应的光栅I和矩形针孔重建出3D图像I，且只能通过偏振眼镜I看到；矩形图像元II通过与其对应的光栅II和矩形针孔重建出3D图像II，且只能通过偏振眼镜II看到。
优选的，位于渐变节距矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数等于位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数的两倍。
优选的，显示屏、渐变节距偏振光栅和渐变节距矩形针孔阵列的水平宽度均相等，显示屏、渐变节距偏振光栅和渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度均相等。
优选的，渐变节距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的两倍。
优选的，位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的水平节距p与垂直节距q满足下式
Figure 458574DEST_PATH_IMAGE006
（3）
其中，n是渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目，b是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数，c是渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的间距。
优选的，3D图像I与3D图像II的水平分辨率、垂直分辨率分别相等；每个3D图像的水平分辨率R 1、垂直分辨率R 2分别为：
Figure 793740DEST_PATH_IMAGE008
（4）
Figure 584978DEST_PATH_IMAGE010
（5）
其中，n是渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目。
优选的，矩形针孔的垂直孔径宽度与水平孔径宽度的比值等于渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值的两倍。
优选的，3D图像I与3D图像II的水平观看视角、垂直观看视角分别相等；每个3D图像的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2分别为：
Figure 663793DEST_PATH_IMAGE012
（6）
Figure 161770DEST_PATH_IMAGE014
（7）
其中，P 1是渐变节距矩形针孔阵列第一列矩形针孔的水平节距，Q 1是渐变节距矩形针孔阵列第一行矩形针孔的垂直节距，w是矩形针孔的水平孔径宽度，n是渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目，c是渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的间距。
位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的水平节距为p=10mm，渐变节距矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目为m=60，渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目为n=30，位于渐变节距矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数为a=20，位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数为b=10，观看距离为l=5010mm，显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的间距为g=10mm，渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值为c=0.58，矩形针孔的水平孔径宽度为w=1.9mm，矩形针孔的垂直孔径宽度为v=2.2mm。根据式（1）得到，渐变节距矩形针孔阵列中第1~60列矩形针孔阵列的水平节距分别为10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm、10.8mm；根据式（2）和（3）得到，渐变节距矩形针孔阵列中第1~30行矩形针孔阵列的垂直节距分别为12.5mm、12.5mm、12.5mm、12.5mm、12.5mm、12.5mm、12.5mm、12.5mm、12.5mm、12.5mm、12mm、12mm、12mm、12mm、12mm、12mm、12mm、12mm、12mm、12mm、12.5mm、12.5mm、12.5mm、12.5mm、12.5mm、12.5mm、12.5mm、12.5mm、12.5mm、12.5mm；根据式（4）、（5）、（6）、（7）得到，3D图像I与3D图像II的水平分辨率、垂直分辨率、水平观看视角、垂直观看视角分别为30、30、60°、52°。

Claims (8)

1.一种基于渐变节距矩形针孔阵列的双视3D显示装置，其特征在于，包括显示屏，渐变节距偏振光栅，渐变节距矩形针孔阵列，偏振眼镜I和偏振眼镜II；显示屏，渐变节距偏振光栅与渐变节距矩形针孔阵列平行放置，且对应对齐；渐变节距偏振光栅与显示屏贴合，且位于显示屏与渐变节距矩形针孔阵列之间；位于渐变节距矩形针孔阵列中心的连续多列矩形针孔的水平节距相同，渐变节距矩形针孔阵列的水平节距从中心到左右两边逐渐增大；位于渐变节距矩形针孔阵列中心的连续多行矩形针孔的垂直节距相同，渐变节距矩形针孔阵列的垂直节距从中心到上下两边逐渐增大；渐变节距矩形针孔阵列中第i列矩形针孔的水平节距P i 、第j行矩形针孔的垂直节距Q j 由下式计算得到
Figure 543316DEST_PATH_IMAGE002
Figure 522773DEST_PATH_IMAGE004
其中，p是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的水平节距，q是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的垂直节距，m是渐变节距矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目，n是渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目，a是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数，b是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的间距；渐变节距偏振光栅由光栅I和光栅II交替排列组成，光栅I的偏振方向与光栅II的偏振方向正交；光栅I的节距等于与其对应的矩形针孔的水平节距，光栅II的节距等于与其对应的矩形针孔的水平节距；偏振眼镜I的偏振方向与光栅I的偏振方向相同，偏振眼镜II的偏振方向与光栅II的偏振方向相同；显示屏用于显示渐变节距矩形微图像阵列；渐变节距矩形微图像阵列由矩形图像元I和矩形图像元II交替排列组成；矩形图像元I的水平节距和垂直节距分别等于与其对应的矩形针孔的水平节距和垂直节距；矩形图像元II的水平节距和垂直节距分别等于与其对应的矩形针孔的水平节距和垂直节距；矩形图像元I与光栅I对应对齐，矩形图像元II与光栅II对应对齐；矩形图像元I通过与其对应的光栅I和矩形针孔重建出3D图像I，且只能通过偏振眼镜I看到；矩形图像元II通过与其对应的光栅II和矩形针孔重建出3D图像II，且只能通过偏振眼镜II看到。
2.根据权利要求1所述的一种双视3D显示装置，其特征在于，位于渐变节距矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数等于位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数的两倍。
3.根据权利要求2所述的一种双视3D显示装置，其特征在于，显示屏、渐变节距偏振光栅和渐变节距矩形针孔阵列的水平宽度均相等，显示屏、渐变节距偏振光栅和渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度均相等。
4.根据权利要求3所述的一种双视3D显示装置，其特征在于，渐变节距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的两倍。
5.根据权利要求4所述的一种双视3D显示装置，其特征在于，位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的水平节距p与垂直节距q满足下式
Figure 302511DEST_PATH_IMAGE006
其中，n是渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目，b是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数，c是渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的间距。
6.根据权利要求4所述的一种双视3D显示装置，其特征在于，3D图像I与3D图像II的水平分辨率、垂直分辨率分别相等；每个3D图像的水平分辨率R 1、垂直分辨率R 2分别为：
Figure 697720DEST_PATH_IMAGE008
Figure 512092DEST_PATH_IMAGE010
其中，n是渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目。
7.根据权利要求5所述的一种双视3D显示装置，其特征在于，矩形针孔的垂直孔径宽度与水平孔径宽度的比值等于渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值的两倍。
8.根据权利要求7所述的一种双视3D显示装置，其特征在于，3D图像I与3D图像II的水平观看视角、垂直观看视角分别相等；每个3D图像的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2分别为：
Figure 147604DEST_PATH_IMAGE012
Figure 414637DEST_PATH_IMAGE014
其中，P 1是渐变节距矩形针孔阵列第一列矩形针孔的水平节距，Q 1是渐变节距矩形针孔阵列第一行矩形针孔的垂直节距，w是矩形针孔的水平孔径宽度，n是渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目，c是渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的间距。
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CN110989194A (zh) * 2020-02-19 2020-04-10 成都工业学院 一种基于渐变节距矩形针孔阵列的双视3d显示装置
CN112485917A (zh) * 2021-01-11 2021-03-12 成都工业学院 基于矩形针孔阵列的双视3d显示装置

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