CN211554501U - 基于偏振光栅的3d显示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了基于偏振光栅的3D显示装置，包括背光源、偏振光栅I、渐变节距狭缝光栅、偏振光栅II和显示屏；偏振光栅I位于背光源与渐变节距狭缝光栅之间，且紧密贴合；偏振光栅II与显示屏紧密贴合，且位于渐变节距狭缝光栅与显示屏之间；背光源发出的光线被偏振光栅I调制成偏振方向正交的偏振光后通过狭缝，偏振光栅II对上述偏振光进行调制，使得通过每个狭缝的光线可以照明与该狭缝对应的图像元，而且使得通过每个狭缝的光线不能照明与该狭缝对应的图像元相邻的图像元。
Description
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偏振光栅的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。一维集成成像3D显示采用狭缝光栅代替针孔阵列，可以呈现具有高垂直分辨率的3D图像。然而，传统的一维集成成像3D显示的观看视角与狭缝的数目成反比。现有的渐变节距狭缝光栅技术可以通过改变狭缝的节距增大视角。但是，现有的渐变节距狭缝光栅技术存在技术缺陷：现有的渐变节距狭缝光栅中狭缝的数目必须是奇数，此时才可以保证节距最小的狭缝是唯一的，才可以得到与狭缝数目无关的观看视角计算公式。因此，对应的图像元阵列中图像元的数目必须是奇数。此外，观看视角与狭缝的孔径宽度成反比。
实用新型内容
本实用新型提出基于偏振光栅的3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括背光源、偏振光栅I、渐变节距狭缝光栅、偏振光栅II和显示屏；显示屏用于显示渐变节距图像元阵列；背光源、偏振光栅I、渐变节距狭缝光栅、偏振光栅II和显示屏平行放置，且对应对齐；偏振光栅I位于背光源与渐变节距狭缝光栅之间，且紧密贴合；偏振光栅II与显示屏紧密贴合，且位于渐变节距狭缝光栅与显示屏之间；背光源、偏振光栅I、渐变节距狭缝光栅、偏振光栅II和显示屏的水平宽度均相同，背光源、偏振光栅I、渐变节距狭缝光栅、偏振光栅II和显示屏的垂直宽度均相同；如附图2所示，渐变节距狭缝光栅中狭缝的数目为偶数，渐变节距狭缝光栅中第i列狭缝的节距P i 由下式计算得到
其中，p是位于渐变节距狭缝光栅中间位置的狭缝的节距，m是渐变节距狭缝光栅中狭缝的数目，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距狭缝光栅的间距，i是小于或等于m的正整数；如附图3和4所示，偏振光栅I由偏振单元I和偏振单元II交替排列组成，偏振光栅II由偏振单元I和偏振单元II交替排列组成；偏振单元I与偏振单元II的偏振方向正交；偏振光栅I中的偏振单元I与偏振光栅II中的偏振单元I一一对应对齐，且偏振单元I的节距均等于其对应狭缝的节距；偏振光栅I中的偏振单元II与偏振光栅II中的偏振单元II一一对应对齐，且偏振单元II的节距均等于其对应狭缝的节距；如附图5所示，渐变节距图像元阵列中图像元的节距与其对应狭缝的节距相同；背光源发出的光线被偏振光栅I调制成偏振方向正交的偏振光后通过狭缝，偏振光栅II对上述偏振光进行调制，使得通过每个狭缝的光线可以照明与该狭缝对应的图像元，而且使得通过每个狭缝的光线不能照明与该狭缝对应的图像元相邻的图像元；一维集成成像3D显示的观看视角θ由下式计算得到：
其中，w是狭缝的孔径宽度。
附图说明
附图1为本实用新型的结构和参数示意图
附图2为本实用新型的渐变节距狭缝光栅示意图
附图3为本实用新型的偏振光栅I示意图
附图4为本实用新型的偏振光栅II示意图
附图5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.背光源，2.偏振光栅I，3.渐变节距狭缝光栅，4.偏振光栅II，5.显示屏，6.偏振单元I，7. 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。
本实用新型提出基于偏振光栅的3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括背光源、偏振光栅I、渐变节距狭缝光栅、偏振光栅II和显示屏；显示屏用于显示渐变节距图像元阵列；背光源、偏振光栅I、渐变节距狭缝光栅、偏振光栅II和显示屏平行放置，且对应对齐；偏振光栅I位于背光源与渐变节距狭缝光栅之间，且紧密贴合；偏振光栅II与显示屏紧密贴合，且位于渐变节距狭缝光栅与显示屏之间；背光源、偏振光栅I、渐变节距狭缝光栅、偏振光栅II和显示屏的水平宽度均相同，背光源、偏振光栅I、渐变节距狭缝光栅、偏振光栅II和显示屏的垂直宽度均相同；如附图2所示，渐变节距狭缝光栅中狭缝的数目为偶数，渐变节距狭缝光栅中第i列狭缝的节距P i 由下式计算得到
其中，p是位于渐变节距狭缝光栅中间位置的狭缝的节距，m是渐变节距狭缝光栅中狭缝的数目，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距狭缝光栅的间距，i是小于或等于m的正整数；如附图3和4所示，偏振光栅I由偏振单元I和偏振单元II交替排列组成，偏振光栅II由偏振单元I和偏振单元II交替排列组成；偏振单元I与偏振单元II的偏振方向正交；偏振光栅I中的偏振单元I与偏振光栅II中的偏振单元I一一对应对齐，且偏振单元I的节距均等于其对应狭缝的节距；偏振光栅I中的偏振单元II与偏振光栅II中的偏振单元II一一对应对齐，且偏振单元II的节距均等于其对应狭缝的节距；如附图5所示，渐变节距图像元阵列中图像元的节距与其对应狭缝的节距相同；背光源发出的光线被偏振光栅I调制成偏振方向正交的偏振光后通过狭缝，偏振光栅II对上述偏振光进行调制，使得通过每个狭缝的光线可以照明与该狭缝对应的图像元，而且使得通过每个狭缝的光线不能照明与该狭缝对应的图像元相邻的图像元；一维集成成像3D显示的观看视角θ由下式计算得到：
其中，w是狭缝的孔径宽度。
位于渐变节距狭缝光栅中间位置的狭缝的节距为p=10mm，狭缝的孔径宽度为w=2，观看距离为l=100mm，显示屏与渐变节距狭缝光栅的间距为g=10mm，渐变节距狭缝光栅中狭缝的数目为m=8。根据式（1）计算得到，第1~8列狭缝的节距分别为18.3mm、14.4mm、12mm、10mm、10mm、12mm、14.4mm、18.3mm；根据式（2）计算得到，本实用新型所述的一维集成成像3D显示的观看视角为62°。
Claims (1)
1.基于偏振光栅的3D显示装置，其特征在于，包括背光源、偏振光栅I、渐变节距狭缝光栅、偏振光栅II和显示屏；显示屏用于显示渐变节距图像元阵列；背光源、偏振光栅I、渐变节距狭缝光栅、偏振光栅II和显示屏平行放置，且对应对齐；偏振光栅I位于背光源与渐变节距狭缝光栅之间，且紧密贴合；偏振光栅II与显示屏紧密贴合，且位于渐变节距狭缝光栅与显示屏之间；背光源、偏振光栅I、渐变节距狭缝光栅、偏振光栅II和显示屏的水平宽度均相同，背光源、偏振光栅I、渐变节距狭缝光栅、偏振光栅II和显示屏的垂直宽度均相同；渐变节距狭缝光栅中狭缝的数目为偶数，渐变节距狭缝光栅中第i列狭缝的节距P i 由下式计算得到
其中，p是位于渐变节距狭缝光栅中间位置的狭缝的节距，m是渐变节距狭缝光栅中狭缝的数目，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距狭缝光栅的间距，i是小于或等于m的正整数；偏振光栅I由偏振单元I和偏振单元II交替排列组成，偏振光栅II由偏振单元I和偏振单元II交替排列组成；偏振单元I与偏振单元II的偏振方向正交；偏振光栅I中的偏振单元I与偏振光栅II中的偏振单元I一一对应对齐，且偏振单元I的节距均等于其对应狭缝的节距；偏振光栅I中的偏振单元II与偏振光栅II中的偏振单元II一一对应对齐，且偏振单元II的节距均等于其对应狭缝的节距；渐变节距图像元阵列中图像元的节距与其对应狭缝的节距相同；背光源发出的光线被偏振光栅I调制成偏振方向正交的偏振光后通过狭缝，偏振光栅II对上述偏振光进行调制，使得通过每个狭缝的光线可以照明与该狭缝对应的图像元，而且使得通过每个狭缝的光线不能照明与该狭缝对应的图像元相邻的图像元；一维集成成像3D显示的观看视角θ由下式计算得到：
其中，w是狭缝的孔径宽度。
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|---|---|---|---|---|
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| 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 |
| CN113703176A (zh) * | 2021-09-11 | 2021-11-26 | 成都工业学院 | 基于渐变复合狭缝光栅的3d显示装置 |
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