CN109298540A - 基于偏振阵列和矩形针孔的集成成像3d显示装置 - Google Patents

基于偏振阵列和矩形针孔的集成成像3d显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于偏振阵列和矩形针孔的集成成像3D显示装置，包括显示屏，偏振阵列1，偏振阵列2，矩形针孔阵列；矩形针孔阵列的水平孔径宽度不等于垂直孔径宽度，矩形针孔阵列的水平厚度不等于垂直厚度；显示屏用于显示图像元，图像元与矩形针孔阵列中的矩形针孔对应且对齐；每个图像元发出的光线只能通过与该图像元对应的矩形针孔，且不能通过其他矩形针孔，从而消除了串扰。

Description

基于偏振阵列和矩形针孔的集成成像3D显示装置
技术领域
本发明涉及集成成像3D显示，更具体地说，本发明涉及基于偏振阵列和矩形针孔的集成成像3D显示装置。
背景技术
集成成像3D显示技术能显示全视差和全真色彩的立体图像，是目前3D显示的热点技术之一。但是，在传统的矩形针孔阵列中，所有矩形针孔的厚度相同，矩形针孔的水平孔径宽度相同，矩形针孔的垂直孔径宽度相同，且矩形针孔的水平孔径宽度不等于垂直孔径宽度。因此，存在水平光学效率不等于垂直光学效率的问题。此外，串扰也是限制集成成像3D显示技术广泛应用的因素之一。
发明内容
本发明提出了基于偏振阵列和矩形针孔的集成成像3D显示装置，如附图1和附图2所示，其特征在于，包括显示屏，偏振阵列1，偏振阵列2，矩形针孔阵列；显示屏，偏振阵列1，偏振阵列2，矩形针孔阵列平行放置，且对应对齐；偏振阵列1位于显示屏与矩形针孔阵列之间，矩形针孔阵列位于偏振阵列1与偏振阵列2之间；偏振阵列1与显示屏贴合，偏振阵列2与矩形针孔阵列贴合；
如附图3所示，偏振阵列1由偏振单元1和偏振单元2在水平和垂直方向上交替排列组成；如附图4所示，偏振阵列2由偏振单元1和偏振单元2在水平和垂直方向上交替排列组成；偏振单元1与偏振单元2的偏振方向正交；偏振阵列中1的偏振单元1与偏振阵列2中的偏振单元1对应且对齐，偏振阵列中1的偏振单元2与偏振阵列2中的偏振单元2对应且对齐；矩形针孔阵列的水平孔径宽度不等于垂直孔径宽度，矩形针孔阵列的水平厚度不等于垂直厚度；
矩形针孔的水平孔径宽度w为：
（1）
其中，p是矩形针孔与图像元的节距，g是矩形针孔与显示屏的水平间距，d是矩形针孔与显示屏的垂直间距，a是矩形针孔的水平厚度，b是矩形针孔的垂直厚度，v是矩形针孔的垂直孔径宽度；
水平光学效率φ 1和垂直光学效率φ 2为：
（2）
显示屏与矩形针孔的水平间距g满足
（3）
显示屏与矩形针孔的垂直间距d满足
（4）
显示屏用于显示图像元，图像元与矩形针孔阵列中的矩形针孔对应且对齐；每个图像元发出的光线只能通过与该图像元对应的矩形针孔，且不能通过其他矩形针孔，从而消除了串扰。
附图说明
附图1为本发明的集成成像3D显示装置的结构和水平方向参数图
附图2为本发明的集成成像3D显示装置的结构和垂直方向参数图
附图3为本发明的偏振阵列1的结构图
附图4为本发明的偏振阵列2的结构图
上述附图中的图示标号为：
1. 显示屏，2. 偏振阵列1，3. 偏振阵列2，4. 矩形针孔阵列，5. 偏振单元1，6. 偏振单元2。
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
下面详细说明本发明的基于偏振阵列和矩形针孔的集成成像3D显示装置的一个典型实施例，对本发明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发明做进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
本发明提出了基于偏振阵列和矩形针孔的集成成像3D显示装置，如附图1和附图2所示，其特征在于，包括显示屏，偏振阵列1，偏振阵列2，矩形针孔阵列；显示屏，偏振阵列1，偏振阵列2，矩形针孔阵列平行放置，且对应对齐；偏振阵列1位于显示屏与矩形针孔阵列之间，矩形针孔阵列位于偏振阵列1与偏振阵列2之间；偏振阵列1与显示屏贴合，偏振阵列2与矩形针孔阵列贴合；
如附图3所示，偏振阵列1由偏振单元1和偏振单元2在水平和垂直方向上交替排列组成；如附图4所示，偏振阵列2由偏振单元1和偏振单元2在水平和垂直方向上交替排列组成；偏振单元1与偏振单元2的偏振方向正交；偏振阵列中1的偏振单元1与偏振阵列2中的偏振单元1对应且对齐，偏振阵列中1的偏振单元2与偏振阵列2中的偏振单元2对应且对齐；矩形针孔阵列的水平孔径宽度不等于垂直孔径宽度，矩形针孔阵列的水平厚度不等于垂直厚度；
矩形针孔的水平孔径宽度w为：
（1）
其中，p是矩形针孔与图像元的节距，g是矩形针孔与显示屏的水平间距，d是矩形针孔与显示屏的垂直间距，a是矩形针孔的水平厚度，b是矩形针孔的垂直厚度，v是矩形针孔的垂直孔径宽度；
水平光学效率φ 1和垂直光学效率φ 2为：
（2）
显示屏与矩形针孔的水平间距g满足
（3）
显示屏与矩形针孔的垂直间距d满足
（4）
显示屏用于显示图像元，图像元与矩形针孔阵列中的矩形针孔对应且对齐；每个图像元发出的光线只能通过与该图像元对应的矩形针孔，且不能通过其他矩形针孔，从而消除了串扰。
偏振单元1的节距、偏振单元2的节距、矩形针孔的节距均为p=10mm，矩形针孔与显示屏的水平间距为g=20mm，矩形针孔与显示屏的垂直间距为d=18mm，矩形针孔的水平厚度为a=2mm，矩形针孔的垂直厚度为b=4mm，矩形针孔的垂直孔径宽度为v=4mm，则由式（1）计算得到矩形针孔阵列的水平孔径宽度为2.1mm，由式（2）计算得到水平光学效率和垂直光学效率均为9.5%，由式（3）计算得到显示屏与矩形针孔的水平间距不大于23mm，显示屏与矩形针孔的水平间距不小于13mm，由式（4）计算得到显示屏与矩形针孔的垂直间距不大于23mm，显示屏与矩形针孔的垂直间距不小于13mm。

Claims (1)

1.基于偏振阵列和矩形针孔的集成成像3D显示装置，其特征在于，包括显示屏，偏振阵列1，偏振阵列2，矩形针孔阵列；显示屏，偏振阵列1，偏振阵列2，矩形针孔阵列平行放置，且对应对齐；偏振阵列1位于显示屏与矩形针孔阵列之间，矩形针孔阵列位于偏振阵列1与偏振阵列2之间；偏振阵列1与显示屏贴合，偏振阵列2与矩形针孔阵列贴合；
偏振阵列1由偏振单元1和偏振单元2在水平和垂直方向上交替排列组成；偏振阵列2由偏振单元1和偏振单元2在水平和垂直方向上交替排列组成；偏振单元1与偏振单元2的偏振方向正交；偏振阵列中1的偏振单元1与偏振阵列2中的偏振单元1对应且对齐，偏振阵列中1的偏振单元2与偏振阵列2中的偏振单元2对应且对齐；矩形针孔阵列的水平孔径宽度不等于垂直孔径宽度，矩形针孔阵列的水平厚度不等于垂直厚度；
矩形针孔的水平孔径宽度w为：
其中，p是矩形针孔与图像元的节距，g是矩形针孔与显示屏的水平间距，d是矩形针孔与显示屏的垂直间距，a是矩形针孔的水平厚度，b是矩形针孔的垂直厚度，v是矩形针孔的垂直孔径宽度；
水平光学效率φ 1和垂直光学效率φ 2为：
显示屏与矩形针孔的水平间距g满足
显示屏与矩形针孔的垂直间距d满足
显示屏用于显示图像元，图像元与矩形针孔阵列中的矩形针孔对应且对齐；每个图像元发出的光线只能通过与该图像元对应的矩形针孔，且不能通过其他矩形针孔，从而消除了串扰。
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