CN211206974U - 基于障壁阵列的3d显示装置 - Google Patents

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樊为
范钧
赵百川
高燕
曾丹
陶豪作
陈键
韩顺怡
聂子程
李芹涛
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Abstract

本实用新型公开了基于障壁阵列的3D显示装置，包括显示屏、障壁阵列和渐变节距针孔阵列；障壁阵列垂直放置在显示屏和渐变节距针孔阵列之间；在渐变节距针孔阵列中，任意一列的针孔的水平节距相同，任意一行的针孔的垂直节距相同，且针孔阵列的水平和垂直节距从中心到边缘逐渐增大；图像元的水平节距与其对应针孔的水平节距相同，图像元的垂直节距与其对应针孔的垂直节距相同；障壁阵列包括多个与显示屏和渐变节距针孔阵列垂直设置的障壁，用于分隔相邻的针孔及其对应的图像元，每个图像元发出的光线只能通过与其对应的针孔成像。

Description

基于障壁阵列的3D显示装置
技术领域
本实用新型涉及3D显示，更具体地说，本实用新型涉及基于障壁阵列的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。现有的渐变节距针孔阵列技术可以通过改变针孔的节距增大视角。但是，现有的基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示的水平和垂直观看视角均与针孔的孔径宽度成反比。
实用新型内容
本实用新型提出基于障壁阵列的3D显示装置，如附图1和2所示，其特征在于，包括显示屏、障壁阵列和渐变节距针孔阵列；显示屏用于显示渐变节距图像元阵列；显示屏、障壁阵列和渐变节距针孔阵列的中心均对应对齐；显示屏和渐变节距针孔阵列平行放置；障壁阵列垂直放置在显示屏和渐变节距针孔阵列之间；如附图3所示，在渐变节距针孔阵列中，任意一列的针孔的水平节距相同，任意一行的针孔的垂直节距相同，且针孔阵列的水平和垂直节距从中心到边缘逐渐增大；渐变节距针孔阵列中第i列针孔的水平节距H i 、第j行针孔的垂直节距V j 由下式计算得到
Figure 145214DEST_PATH_IMAGE002
（1）
Figure 62355DEST_PATH_IMAGE004
（2）
其中，p是位于渐变节距针孔阵列中心的针孔的节距，m是渐变节距针孔阵列水平方向上针孔的数目，n是渐变节距针孔阵列垂直方向上针孔的数目，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距针孔阵列的间距，i是小于或等于m的正整数，j是小于或等于n的正整数；如附图4所示，在渐变节距图像元阵列中，图像元的水平节距与其对应针孔的水平节距相同，图像元的垂直节距与其对应针孔的垂直节距相同；障壁阵列包括多个与显示屏和渐变节距针孔阵列垂直设置的障壁，用于分隔相邻的针孔及其对应的图像元，每个图像元发出的光线只能通过与其对应的针孔成像；集成成像3D显示的水平观看视角θ 1和垂直观看视角θ 2为：
Figure 779775DEST_PATH_IMAGE006
（3）
其中，w是针孔的孔径宽度。
优选的，障壁的一端位于相邻图像元连接处，另一端位于与相邻图像元对应的相邻针孔的连接处。
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为本实用新型的渐变节距针孔阵列示意图
附图4为本实用新型的渐变节距图像元阵列示意图
上述附图中的图示标号为：
1. 显示屏，2.障壁阵列，3.渐变节距针孔阵列。
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。
本实用新型提出基于障壁阵列的3D显示装置，如附图1和2所示，其特征在于，包括显示屏、障壁阵列和渐变节距针孔阵列；显示屏用于显示渐变节距图像元阵列；显示屏、障壁阵列和渐变节距针孔阵列的中心均对应对齐；显示屏和渐变节距针孔阵列平行放置；障壁阵列垂直放置在显示屏和渐变节距针孔阵列之间；如附图3所示，在渐变节距针孔阵列中，任意一列的针孔的水平节距相同，任意一行的针孔的垂直节距相同，且针孔阵列的水平和垂直节距从中心到边缘逐渐增大；渐变节距针孔阵列中第i列针孔的水平节距H i 、第j行针孔的垂直节距V j 由下式计算得到
Figure 174984DEST_PATH_IMAGE002
（1）
Figure 989356DEST_PATH_IMAGE004
（2）
其中，p是位于渐变节距针孔阵列中心的针孔的节距，m是渐变节距针孔阵列水平方向上针孔的数目，n是渐变节距针孔阵列垂直方向上针孔的数目，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距针孔阵列的间距，i是小于或等于m的正整数，j是小于或等于n的正整数；如附图4所示，在渐变节距图像元阵列中，图像元的水平节距与其对应针孔的水平节距相同，图像元的垂直节距与其对应针孔的垂直节距相同；障壁阵列包括多个与显示屏和渐变节距针孔阵列垂直设置的障壁，用于分隔相邻的针孔及其对应的图像元，每个图像元发出的光线只能通过与其对应的针孔成像；集成成像3D显示的水平观看视角θ 1和垂直观看视角θ 2为：
Figure 746572DEST_PATH_IMAGE006
（3）
其中，w是针孔的孔径宽度。
优选的，障壁的一端位于相邻图像元连接处，另一端位于与相邻图像元对应的相邻针孔的连接处。
位于渐变节距针孔阵列中心的针孔的节距为p=5mm，针孔的孔径宽度为w=1，观看距离为l=105mm，显示屏与渐变节距针孔阵列的间距为g=5mm，渐变节距针孔阵列水平方向上针孔的数目为m=9，渐变节距针孔阵列垂直方向上针孔的数目为n=5。根据式（1）和（2）计算得到，第1~9列针孔的水平节距分别为7.32mm、6.65mm、6.05mm、5.5mm、5mm、5.5mm、6.05mm、6.65mm、7.32mm；第1~5行针孔的垂直节距分别为6.05mm、5.5mm、5mm、5.5mm、6.05mm；根据式（3）计算得到，本实用新型所述的集成成像3D显示的水平和垂直观看视角均为62°；传统的基于渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示的水平和垂直观看视角均为44°。

Claims (2)

1.基于障壁阵列的3D显示装置，其特征在于，包括显示屏、障壁阵列和渐变节距针孔阵列；显示屏用于显示渐变节距图像元阵列；显示屏、障壁阵列和渐变节距针孔阵列的中心均对应对齐；显示屏和渐变节距针孔阵列平行放置；障壁阵列垂直放置在显示屏和渐变节距针孔阵列之间；在渐变节距针孔阵列中，任意一列的针孔的水平节距相同，任意一行的针孔的垂直节距相同，且针孔阵列的水平和垂直节距从中心到边缘逐渐增大；渐变节距针孔阵列中第i列针孔的水平节距H i 、第j行针孔的垂直节距V j 由下式计算得到
Figure 694270DEST_PATH_IMAGE002
Figure 893170DEST_PATH_IMAGE004
其中，p是位于渐变节距针孔阵列中心的针孔的节距，m是渐变节距针孔阵列水平方向上针孔的数目，n是渐变节距针孔阵列垂直方向上针孔的数目，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距针孔阵列的间距，i是小于或等于m的正整数，j是小于或等于n的正整数；在渐变节距图像元阵列中，图像元的水平节距与其对应针孔的水平节距相同，图像元的垂直节距与其对应针孔的垂直节距相同；障壁阵列包括多个与显示屏和渐变节距针孔阵列垂直设置的障壁，用于分隔相邻的针孔及其对应的图像元，每个图像元发出的光线只能通过与其对应的针孔成像；集成成像3D显示的水平观看视角θ 1和垂直观看视角θ 2为：
Figure 562049DEST_PATH_IMAGE006
其中，w是针孔的孔径宽度。
2.根据权利要求1所述的基于障壁阵列的3D显示装置，其特征在于，障壁的一端位于相邻图像元连接处，另一端位于与相邻图像元对应的相邻针孔的连接处。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111781745A (zh) * 2020-08-30 2020-10-16 成都工业学院 高分辨率和全视差3d显示装置及方法
CN112859364A (zh) * 2021-04-01 2021-05-28 成都工业学院 基于离散式复合渐变宽度图像元阵列的双视3d显示方法

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CN111781745B (zh) * 2020-08-30 2023-08-22 成都航空职业技术学院 高分辨率和全视差3d显示装置及方法
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