CN214623206U - 一种3d显示装置 - Google Patents

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范钧
樊为
陈章达
赵百川
曾丹
彭尧
李炫�
段正雨
裴茂胜
王瑞
陶豪作
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本实用新型公开了一种3D显示装置，包括显示屏、偏振阵列I，偏振阵列II和复合渐变孔径针孔阵列；复合渐变孔径针孔阵列中一维针孔和二维针孔的水平孔径宽度从中间到两边逐渐增大；一维图像元透过对应的偏振阵列I中的偏振单元I、偏振阵列II中的偏振单元I以及一维针孔重建一维3D图像，且不能透过与对应的一维针孔相邻的二维针孔；二维图像元透过对应的偏振阵列I中的偏振单元II、偏振阵列II中的偏振单元II以及二维针孔重建二维3D图像，且不能透过与对应的二维针孔相邻的一维针孔；一维3D图像与二维3D图像在观看区域合并成一个宽视角3D图像。

Description

一种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3D显示装置。
背景技术
基于集成成像的3D显示，简称集成成像3D显示，是一种真3D显示。较之助视/光栅3D显示，它具有无立体观看视疲劳等显著优点；较之全息3D显示，它具有相对较小的数据量、无需相干光源并且无苛刻的环境要求等优点。因此，集成成像3D显示已成为目前国际上的前沿3D显示方式之一，也是最有希望实现3D电视的一种裸视真3D显示方式。现有的基于复合渐变孔径针孔阵列的集成成像3D显示装置具有分辨率高等优点。但是，现有的基于复合渐变孔径针孔阵列的集成成像3D显示存在水平和垂直观看视角分别与针孔的水平和垂直孔径宽度成反比、水平观看视角与水平方向上针孔的数目成反比等缺点。
发明内容
本实用新型提出了一种3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括显示屏、偏振阵列I，偏振阵列II和复合渐变孔径针孔阵列；显示屏，偏振阵列I，偏振阵列II和复合渐变孔径针孔阵列平行放置且对应对齐；偏振阵列I与显示屏紧密贴合，且位于显示屏和偏振阵列II之间；偏振阵列II与复合渐变孔径针孔阵列紧密贴合，且位于复合渐变孔径针孔阵列和偏振阵列I之间；复合渐变孔径针孔阵列包含一维针孔和二维针孔，如附图2所示；一维针孔和二维针孔在水平和垂直方向上相间排列；显示屏用于显示一维图像元和二维图像元，如附图3所示；一维图像元和二维图像元在水平和垂直方向上相间排列；偏振阵列I包括偏振单元I和偏振单元II，偏振单元I和偏振单元II在水平和垂直方向上相间排列，如附图4所示；偏振阵列II包括偏振单元I和偏振单元II，偏振单元I和偏振单元II在水平和垂直方向上相间排列，如附图5所示；偏振单元I和偏振单元II的偏振方向正交；一维针孔、二维针孔、一维图像元、二维图像元、偏振单元I和偏振单元II的节距均相同；位于复合渐变孔径针孔阵列同一列的一维针孔和二维针孔的水平孔径宽度均相同；复合渐变孔径针孔阵列中一维针孔和二维针孔的水平孔径宽度从中间到两边逐渐增大；复合渐变孔径针孔阵列中二维针孔的垂直孔径宽度均相同；位于复合渐变孔径针孔阵列第i列的一维针孔和二维针孔的水平孔径宽度H i 为
Figure 910153DEST_PATH_IMAGE002
（1）
其中，p是一维针孔的节距，g是显示屏与复合渐变孔径针孔阵列的间距，l是复合渐变孔径针孔阵列与观看者的间距，n 1是位于复合渐变孔径针孔阵列奇数行的一维针孔的数目，n 2是位于复合渐变孔径针孔阵列奇数行的二维针孔的数目，w是位于复合渐变孔径针孔阵列中间的一维针孔和二维针孔的水平孔径宽度；一维图像元透过对应的偏振阵列I中的偏振单元I、偏振阵列II中的偏振单元I以及一维针孔重建一维3D图像，且不能透过与对应的一维针孔相邻的二维针孔；二维图像元透过对应的偏振阵列I中的偏振单元II、偏振阵列II中的偏振单元II以及二维针孔重建二维3D图像，且不能透过与对应的二维针孔相邻的一维针孔；一维3D图像与二维3D图像在观看区域合并成一个宽视角3D图像；水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2、奇数列的垂直分辨率R 1、偶数列的垂直分辨率R 2、奇数行的水平分辨率R 3、偶数行的水平分辨率R 4为
Figure 764976DEST_PATH_IMAGE004
（2）
Figure 544713DEST_PATH_IMAGE006
（3）
Figure 939923DEST_PATH_IMAGE008
（4）
Figure 754295DEST_PATH_IMAGE010
（5）
Figure 763708DEST_PATH_IMAGE012
（6）
其中，m 1是位于复合渐变孔径针孔阵列奇数列的一维针孔的数目，m 2是位于复合渐变孔径针孔阵列奇数列的二维针孔的数目，m 3是位于复合渐变孔径针孔阵列偶数列的一维针孔的数目，m 4是位于复合渐变孔径针孔阵列偶数列的二维针孔的数目，x是显示屏单个像素的节距，v是二维针孔的垂直孔径宽度。
附图说明
附图1为本实用新型的示意图
附图2为本实用新型的复合渐变孔径针孔阵列的结构示意图
附图3为本实用新型的一维图像元和二维图像元的排列示意图
附图4为本实用新型的偏振阵列I的结构示意图
附图5为本实用新型的偏振阵列II的结构示意图
上述附图中的图示标号为：
1. 显示屏，2. 偏振阵列I，3. 偏振阵列II，4. 复合渐变孔径针孔阵列，5.一维针孔，6.二维针孔，7.一维图像元，8. 二维图像元，9. 偏振单元I，10. 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。
本实用新型提出了一种3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括显示屏、偏振阵列I，偏振阵列II和复合渐变孔径针孔阵列；显示屏，偏振阵列I，偏振阵列II和复合渐变孔径针孔阵列平行放置且对应对齐；偏振阵列I与显示屏紧密贴合，且位于显示屏和偏振阵列II之间；偏振阵列II与复合渐变孔径针孔阵列紧密贴合，且位于复合渐变孔径针孔阵列和偏振阵列I之间；复合渐变孔径针孔阵列包含一维针孔和二维针孔，如附图2所示；一维针孔和二维针孔在水平和垂直方向上相间排列；显示屏用于显示一维图像元和二维图像元，如附图3所示；一维图像元和二维图像元在水平和垂直方向上相间排列；偏振阵列I包括偏振单元I和偏振单元II，偏振单元I和偏振单元II在水平和垂直方向上相间排列，如附图4所示；偏振阵列II包括偏振单元I和偏振单元II，偏振单元I和偏振单元II在水平和垂直方向上相间排列，如附图5所示；偏振单元I和偏振单元II的偏振方向正交；一维针孔、二维针孔、一维图像元、二维图像元、偏振单元I和偏振单元II的节距均相同；位于复合渐变孔径针孔阵列同一列的一维针孔和二维针孔的水平孔径宽度均相同；复合渐变孔径针孔阵列中一维针孔和二维针孔的水平孔径宽度从中间到两边逐渐增大；复合渐变孔径针孔阵列中二维针孔的垂直孔径宽度均相同；位于复合渐变孔径针孔阵列第i列的一维针孔和二维针孔的水平孔径宽度H i 为
Figure 30741DEST_PATH_IMAGE002
（1）
其中，p是一维针孔的节距，g是显示屏与复合渐变孔径针孔阵列的间距，l是复合渐变孔径针孔阵列与观看者的间距，n 1是位于复合渐变孔径针孔阵列奇数行的一维针孔的数目，n 2是位于复合渐变孔径针孔阵列奇数行的二维针孔的数目，w是位于复合渐变孔径针孔阵列中间的一维针孔和二维针孔的水平孔径宽度；一维图像元透过对应的偏振阵列I中的偏振单元I、偏振阵列II中的偏振单元I以及一维针孔重建一维3D图像，且不能透过与对应的一维针孔相邻的二维针孔；二维图像元透过对应的偏振阵列I中的偏振单元II、偏振阵列II中的偏振单元II以及二维针孔重建二维3D图像，且不能透过与对应的二维针孔相邻的一维针孔；一维3D图像与二维3D图像在观看区域合并成一个宽视角3D图像；水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2、奇数列的垂直分辨率R 1、偶数列的垂直分辨率R 2、奇数行的水平分辨率R 3、偶数行的水平分辨率R 4为
Figure 229641DEST_PATH_IMAGE004
（2）
Figure 898520DEST_PATH_IMAGE006
（3）
Figure 891884DEST_PATH_IMAGE008
（4）
Figure 583896DEST_PATH_IMAGE010
（5）
Figure 320908DEST_PATH_IMAGE012
（6）
其中，m 1是位于复合渐变孔径针孔阵列奇数列的一维针孔的数目，m 2是位于复合渐变孔径针孔阵列奇数列的二维针孔的数目，m 3是位于复合渐变孔径针孔阵列偶数列的一维针孔的数目，m 4是位于复合渐变孔径针孔阵列偶数列的二维针孔的数目，x是显示屏单个像素的节距，v是二维针孔的垂直孔径宽度。
一维针孔的节距为5mm，显示屏与复合渐变孔径针孔阵列的间距为10mm，复合渐变孔径针孔阵列与观看者的间距为990mm，位于复合渐变孔径针孔阵列奇数行的一维针孔的数目为6，位于复合渐变孔径针孔阵列奇数行的二维针孔的数目为6，位于复合渐变孔径针孔阵列中间的一维针孔和二维针孔的水平孔径宽度为1mm，二维针孔的垂直孔径宽度为1mm，位于复合渐变孔径针孔阵列奇数列的一维针孔的数目为6，位于复合渐变孔径针孔阵列奇数列的二维针孔的数目为6，位于复合渐变孔径针孔阵列偶数列的一维针孔的数目为6，位于复合渐变孔径针孔阵列偶数列的二维针孔的数目为6，显示屏单个像素的节距为1mm，则由式（1）计算得到位于复合渐变孔径针孔阵列1~12列的一维针孔和二维针孔的水平孔径宽度为1.5mm、1.4mm、1.3mm、1.2mm、1.1mm、1mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm，由式（2）计算得到水平观看视角为34°，由式（3）计算得到垂直观看视角为28°，由式（4）计算得到奇数列的垂直分辨率为36，由式（5）计算得到偶数列的垂直分辨率为36，由式（6）计算得到奇数行和偶数行的水平分辨率均为12。在传统的基于渐变孔径针孔阵列的集成成像3D显示中，奇数列和偶数列的垂直分辨率均为12，奇数行和偶数行的水平分辨率均为20。在传统的基于复合渐变孔径针孔阵列的集成成像3D显示，水平观看视角为22°，垂直观看视角为17°。

Claims (1)

1.一种3D显示装置，其特征在于，包括显示屏、偏振阵列I，偏振阵列II和复合渐变孔径针孔阵列；显示屏，偏振阵列I，偏振阵列II和复合渐变孔径针孔阵列平行放置且对应对齐；偏振阵列I与显示屏紧密贴合，且位于显示屏和偏振阵列II之间；偏振阵列II与复合渐变孔径针孔阵列紧密贴合，且位于复合渐变孔径针孔阵列和偏振阵列I之间；复合渐变孔径针孔阵列包含一维针孔和二维针孔；一维针孔和二维针孔在水平和垂直方向上相间排列；显示屏用于显示一维图像元和二维图像元；一维图像元和二维图像元在水平和垂直方向上相间排列；偏振阵列I包括偏振单元I和偏振单元II，偏振单元I和偏振单元II在水平和垂直方向上相间排列；偏振阵列II包括偏振单元I和偏振单元II，偏振单元I和偏振单元II在水平和垂直方向上相间排列；偏振单元I和偏振单元II的偏振方向正交；一维针孔、二维针孔、一维图像元、二维图像元、偏振单元I和偏振单元II的节距均相同；位于复合渐变孔径针孔阵列同一列的一维针孔和二维针孔的水平孔径宽度均相同；复合渐变孔径针孔阵列中一维针孔和二维针孔的水平孔径宽度从中间到两边逐渐增大；复合渐变孔径针孔阵列中二维针孔的垂直孔径宽度均相同；位于复合渐变孔径针孔阵列第i列的一维针孔和二维针孔的水平孔径宽度H i 为
Figure 116571DEST_PATH_IMAGE002
（1）
其中，p是一维针孔的节距，g是显示屏与复合渐变孔径针孔阵列的间距，l是复合渐变孔径针孔阵列与观看者的间距，n 1是位于复合渐变孔径针孔阵列奇数行的一维针孔的数目，n 2是位于复合渐变孔径针孔阵列奇数行的二维针孔的数目，w是位于复合渐变孔径针孔阵列中间的一维针孔和二维针孔的水平孔径宽度；一维图像元透过对应的偏振阵列I中的偏振单元I、偏振阵列II中的偏振单元I以及一维针孔重建一维3D图像，且不能透过与对应的一维针孔相邻的二维针孔；二维图像元透过对应的偏振阵列I中的偏振单元II、偏振阵列II中的偏振单元II以及二维针孔重建二维3D图像，且不能透过与对应的二维针孔相邻的一维针孔；一维3D图像与二维3D图像在观看区域合并成一个宽视角3D图像；水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2、奇数列的垂直分辨率R 1、偶数列的垂直分辨率R 2、奇数行的水平分辨率R 3、偶数行的水平分辨率R 4为
Figure 546416DEST_PATH_IMAGE004
（2）
Figure 788041DEST_PATH_IMAGE006
（3）
Figure 63165DEST_PATH_IMAGE008
（4）
Figure 644319DEST_PATH_IMAGE010
（5）
Figure 979485DEST_PATH_IMAGE012
（6）
其中，m 1是位于复合渐变孔径针孔阵列奇数列的一维针孔的数目，m 2是位于复合渐变孔径针孔阵列奇数列的二维针孔的数目，m 3是位于复合渐变孔径针孔阵列偶数列的一维针孔的数目，m 4是位于复合渐变孔径针孔阵列偶数列的二维针孔的数目，x是显示屏单个像素的节距，v是二维针孔的垂直孔径宽度。
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