CN212060771U - 基于渐变节距矩形偏振阵列的双视3d显示装置 - Google Patents

基于渐变节距矩形偏振阵列的双视3d显示装置 Download PDF

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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渐变节距矩形偏振阵列的双视3D显示装置，包括显示屏，渐变节距矩形偏振阵列，渐变节距矩形针孔阵列，偏振眼镜I和偏振眼镜II；渐变节距矩形偏振阵列由矩形偏振单元I和矩形偏振单元II在水平和垂直方向上交替排列组成；偏振眼镜I的偏振方向与矩形偏振单元I相同，偏振眼镜II的偏振方向与矩形偏振单元II相同；矩形图像元I通过与其对应的矩形偏振单元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通过与其对应的矩形偏振单元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。

Description

基于渐变节距矩形偏振阵列的双视3D显示装置
技术领域
本实用新型涉及3D显示，更具体地说，本实用新型涉及基于渐变节距矩形偏振阵列的双视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。但是，在传统的集成成像双视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双视3D显示存在水平分辨率不等于垂直分辨率的问题。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。此外，集成成像双视3D显示中每个3D图像的水平和垂直观看视角分别与水平和垂直方向上图像元I和图像元II的数目成反比，且每个3D图像还存在奇数列或者偶数列像素缺失的问题。
发明内容
本实用新型提出了基于渐变节距矩形偏振阵列的双视3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括显示屏，渐变节距矩形偏振阵列，渐变节距矩形针孔阵列，偏振眼镜I和偏振眼镜II；渐变节距矩形偏振阵列与显示屏紧密贴合，且位于显示屏与渐变节距矩形针孔阵列之间；渐变节距矩形针孔阵列平行放置在渐变节距矩形偏振阵列前方；显示屏，渐变节距矩形偏振阵列和渐变节距矩形针孔阵列对应对齐；显示屏、渐变节距矩形偏振阵列和渐变节距矩形针孔阵列的水平宽度均相同，显示屏、渐变节距矩形偏振阵列和渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度均相同；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；位于渐变节距矩形针孔阵列中心位置的矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值等于渐变节距矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值；渐变节距矩形针孔阵列中第i列矩形针孔的水平节距H i 、第j行矩形针孔的垂直节距V j 由下式计算得到
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE001
（1）
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE002
（2）
其中，p是位于渐变节距矩形针孔阵列中心位置的矩形针孔的水平节距，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，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，v是渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值，i是小于或等于m的正整数，j是小于或等于m的正整数；渐变节距矩形偏振阵列由矩形偏振单元I和矩形偏振单元II在水平和垂直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，如附图2所示；渐变节距矩形偏振阵列水平方向上矩形偏振单元I的数目等于垂直方向上矩形偏振单元I的数目，渐变节距矩形偏振阵列水平方向上矩形偏振单元II的数目等于垂直方向上矩形偏振单元II的数目；渐变节距矩形偏振阵列水平方向上矩形偏振单元I的数目等于水平方向上矩形偏振单元II的数目，渐变节距矩形偏振阵列垂直方向上矩形偏振单元I的数目等于垂直方向上矩形偏振单元II的数目；矩形偏振单元I的水平节距等于与其对应的矩形针孔的水平节距，矩形偏振单元I的垂直节距等于与其对应的矩形针孔的垂直节距；矩形偏振单元II的水平节距等于与其对应的矩形针孔的水平节距，矩形偏振单元II的垂直节距等于与其对应的矩形针孔的垂直节距；偏振眼镜I的偏振方向与矩形偏振单元I相同，偏振眼镜II的偏振方向与矩形偏振单元II相同；显示屏用于显示渐变节距矩形图像元阵列，渐变节距矩形图像元阵列由矩形图像元I和矩形图像元II在水平和垂直方向上交替排列组成，如附图3所示；矩形图像元I与矩形偏振单元I对应对齐，矩形图像元II与矩形偏振单元II对应对齐；矩形图像元I的水平节距等于与其对应的矩形偏振单元I的水平节距，矩形图像元I的垂直节距等于与其对应的矩形偏振单元I的垂直节距；矩形图像元II的水平节距等于与其对应的矩形偏振单元II的水平节距，矩形图像元II的垂直节距等于与其对应的矩形偏振单元II的垂直节距；矩形图像元I通过与其对应的矩形偏振单元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通过与其对应的矩形偏振单元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；集成成像双视3D显示中每个3D图像的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2、水平分辨率R 1、垂直分辨率R 2均为：
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE003
（3）
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE004
（4）
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE005
（5）
其中，w是矩形针孔的孔径宽度。
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为本实用新型的渐变节距矩形偏振阵列的结构示意图
附图3为本实用新型的渐变节距矩形图像元阵列的结构示意图
上述附图中的图示标号为：
1. 显示屏，2. 渐变节距矩形偏振阵列，3. 渐变节距矩形针孔阵列，4. 偏振眼镜I，5. 偏振眼镜II，6.矩形图像元I， 7. 矩形图像元II，8. 矩形偏振单元I， 9. 矩形偏振单元II，10. 3D图像I， 11. 3D图像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基于渐变节距矩形偏振阵列的双视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。
本实用新型提出了基于渐变节距矩形偏振阵列的双视3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括显示屏，渐变节距矩形偏振阵列，渐变节距矩形针孔阵列，偏振眼镜I和偏振眼镜II；渐变节距矩形偏振阵列与显示屏紧密贴合，且位于显示屏与渐变节距矩形针孔阵列之间；渐变节距矩形针孔阵列平行放置在渐变节距矩形偏振阵列前方；显示屏，渐变节距矩形偏振阵列和渐变节距矩形针孔阵列对应对齐；显示屏、渐变节距矩形偏振阵列和渐变节距矩形针孔阵列的水平宽度均相同，显示屏、渐变节距矩形偏振阵列和渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度均相同；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；位于渐变节距矩形针孔阵列中心位置的矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值等于渐变节距矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值；渐变节距矩形针孔阵列中第i列矩形针孔的水平节距H i 、第j行矩形针孔的垂直节距V j 由下式计算得到
Figure DEST_PATH_517025DEST_PATH_IMAGE001
（1）
Figure DEST_PATH_496482DEST_PATH_IMAGE002
（2）
其中，p是位于渐变节距矩形针孔阵列中心位置的矩形针孔的水平节距，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，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，v是渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值，i是小于或等于m的正整数，j是小于或等于m的正整数；渐变节距矩形偏振阵列由矩形偏振单元I和矩形偏振单元II在水平和垂直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，如附图2所示；渐变节距矩形偏振阵列水平方向上矩形偏振单元I的数目等于垂直方向上矩形偏振单元I的数目，渐变节距矩形偏振阵列水平方向上矩形偏振单元II的数目等于垂直方向上矩形偏振单元II的数目；渐变节距矩形偏振阵列水平方向上矩形偏振单元I的数目等于水平方向上矩形偏振单元II的数目，渐变节距矩形偏振阵列垂直方向上矩形偏振单元I的数目等于垂直方向上矩形偏振单元II的数目；矩形偏振单元I的水平节距等于与其对应的矩形针孔的水平节距，矩形偏振单元I的垂直节距等于与其对应的矩形针孔的垂直节距；矩形偏振单元II的水平节距等于与其对应的矩形针孔的水平节距，矩形偏振单元II的垂直节距等于与其对应的矩形针孔的垂直节距；偏振眼镜I的偏振方向与矩形偏振单元I相同，偏振眼镜II的偏振方向与矩形偏振单元II相同；显示屏用于显示渐变节距矩形图像元阵列，渐变节距矩形图像元阵列由矩形图像元I和矩形图像元II在水平和垂直方向上交替排列组成，如附图3所示；矩形图像元I与矩形偏振单元I对应对齐，矩形图像元II与矩形偏振单元II对应对齐；矩形图像元I的水平节距等于与其对应的矩形偏振单元I的水平节距，矩形图像元I的垂直节距等于与其对应的矩形偏振单元I的垂直节距；矩形图像元II的水平节距等于与其对应的矩形偏振单元II的水平节距，矩形图像元II的垂直节距等于与其对应的矩形偏振单元II的垂直节距；矩形图像元I通过与其对应的矩形偏振单元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通过与其对应的矩形偏振单元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；集成成像双视3D显示中每个3D图像的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2、水平分辨率R 1、垂直分辨率R 2均为：
Figure DEST_PATH_276220DEST_PATH_IMAGE003
（3）
Figure DEST_PATH_671429DEST_PATH_IMAGE004
（4）
Figure DEST_PATH_485801DEST_PATH_IMAGE005
（5）
其中，w是矩形针孔的孔径宽度。
渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值为0.8，位于渐变节距矩形针孔阵列中心位置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=10，矩形针孔的孔径宽度为w=2mm，观看距离为l=410mm，显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的间距为g=10mm。根据式（1）得到，渐变节距矩形针孔阵列中第1~10列矩形针孔阵列的水平节距分别为12.2mm、11.6mm、11mm、10.5mm、10mm、10mm、10.5mm、11mm、11.6mm、12.2mm；根据式（2）得到，渐变节距矩形针孔阵列中第1~10行矩形针孔阵列的垂直节距分别为9.8mm、9.3mm、8.8mm、8.4mm、8mm、8mm、8.4mm、8.8mm、9.3mm、9.8mm；根据式（3）、（4）、（5）得到，3D图像I与3D图像II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°、48°、5、5。集成成像双视3D显示中每个3D图像每一行的像素均为5，集成成像双视3D显示中每个3D图像每一列的像素均为5。

Claims (1)

1.基于渐变节距矩形偏振阵列的双视3D显示装置，其特征在于，包括显示屏，渐变节距矩形偏振阵列，渐变节距矩形针孔阵列，偏振眼镜I和偏振眼镜II；渐变节距矩形偏振阵列与显示屏紧密贴合，且位于显示屏与渐变节距矩形针孔阵列之间；渐变节距矩形针孔阵列平行放置在渐变节距矩形偏振阵列前方；显示屏，渐变节距矩形偏振阵列和渐变节距矩形针孔阵列对应对齐；显示屏、渐变节距矩形偏振阵列和渐变节距矩形针孔阵列的水平宽度均相同，显示屏、渐变节距矩形偏振阵列和渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度均相同；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；位于渐变节距矩形针孔阵列中心位置的矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值等于渐变节距矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值；渐变节距矩形针孔阵列中第i列矩形针孔的水平节距H i 、第j行矩形针孔的垂直节距V j 由下式计算得到
Figure 995236DEST_PATH_IMAGE002
Figure 989341DEST_PATH_IMAGE004
其中，p是位于渐变节距矩形针孔阵列中心位置的矩形针孔的水平节距，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，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，v是渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值，i是小于或等于m的正整数，j是小于或等于m的正整数；渐变节距矩形偏振阵列由矩形偏振单元I和矩形偏振单元II在水平和垂直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；渐变节距矩形偏振阵列水平方向上矩形偏振单元I的数目等于垂直方向上矩形偏振单元I的数目，渐变节距矩形偏振阵列水平方向上矩形偏振单元II的数目等于垂直方向上矩形偏振单元II的数目；渐变节距矩形偏振阵列水平方向上矩形偏振单元I的数目等于水平方向上矩形偏振单元II的数目，渐变节距矩形偏振阵列垂直方向上矩形偏振单元I的数目等于垂直方向上矩形偏振单元II的数目；矩形偏振单元I的水平节距等于与其对应的矩形针孔的水平节距，矩形偏振单元I的垂直节距等于与其对应的矩形针孔的垂直节距；矩形偏振单元II的水平节距等于与其对应的矩形针孔的水平节距，矩形偏振单元II的垂直节距等于与其对应的矩形针孔的垂直节距；偏振眼镜I的偏振方向与矩形偏振单元I相同，偏振眼镜II的偏振方向与矩形偏振单元II相同；显示屏用于显示渐变节距矩形图像元阵列，渐变节距矩形图像元阵列由矩形图像元I和矩形图像元II在水平和垂直方向上交替排列组成；矩形图像元I与矩形偏振单元I对应对齐，矩形图像元II与矩形偏振单元II对应对齐；矩形图像元I的水平节距等于与其对应的矩形偏振单元I的水平节距，矩形图像元I的垂直节距等于与其对应的矩形偏振单元I的垂直节距；矩形图像元II的水平节距等于与其对应的矩形偏振单元II的水平节距，矩形图像元II的垂直节距等于与其对应的矩形偏振单元II的垂直节距；矩形图像元I通过与其对应的矩形偏振单元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通过与其对应的矩形偏振单元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；集成成像双视3D显示中每个3D图像的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2、水平分辨率R 1、垂直分辨率R 2均为：
Figure 769079DEST_PATH_IMAGE006
Figure 164288DEST_PATH_IMAGE008
Figure 978660DEST_PATH_IMAGE010
其中，w是矩形针孔的孔径宽度。
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