CN114895480A - 宽视角集成成像3d显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了宽视角集成成像3D显示装置，包括显示屏、狭缝光栅和针孔阵列；显示屏、狭缝光栅和针孔阵列依次平行放置；显示屏、狭缝光栅和针孔阵列的中心对应对齐；显示屏用于显示图像元阵列；狭缝光栅用于光路调制；针孔阵列用于成像；水平方向上图像元的数目等于水平方向上针孔的数目；垂直方向上图像元的数目等于垂直方向上针孔的数目；狭缝的数目等于水平方向上针孔的数目；图像元发出的一部分光线依次通过对应的狭缝和针孔投射到成像区域重建3D图像；每个图像元的成像区域均在最佳观看距离处重合；水平观看视角与针孔的数目无关，且与针孔的孔径宽度成正比。

Description

宽视角集成成像3D显示装置
技术领域
本发明涉及3D显示技术，更具体地说，本发明涉及一种宽视角集成成像3D显示装置。
背景技术
现有技术方案提出一种宽视角集成成像3D显示方法，该方法通过集成成像显示设备实现3D显示；集成成像显示设备包括显示屏和针孔阵列；针孔阵列位于显示屏前方；针孔阵列的中心与显示屏的中心对应对齐；显示屏用于显示离散式图像元阵列；离散式图像元阵列包括多个离散排列的图像元；图像元的宽度均相同；相邻图像元的间隔宽度均相同；图像元的宽度q、相邻图像元的间隔宽度a和针孔的节距p满足下式
Figure 658367DEST_PATH_IMAGE002
其中，l是最佳观看距离，g是显示屏与针孔阵列的间距；图像元的宽度q和相邻图像元的间隔宽度a分别为
Figure 575508DEST_PATH_IMAGE004
Figure 355245DEST_PATH_IMAGE006
其中，w是针孔的孔径宽度；每个图像元通过与该图像元对应的针孔重建3D图像，每个图像元的成像区域均在最佳观看距离处重合。在最佳观看距离处，现有的宽视角集成成像3D显示的水平观看视角θ为
Figure 625820DEST_PATH_IMAGE008
。
由上式可知，现有的技术方案中的水平观看视角与针孔的数目无关，也与针孔的孔径宽度无关。
发明内容
本发明提出了宽视角集成成像3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括显示屏、狭缝光栅和针孔阵列；显示屏、狭缝光栅和针孔阵列依次平行放置；显示屏、狭缝光栅和针孔阵列的中心对应对齐；显示屏用于显示图像元阵列；狭缝光栅用于光路调制；针孔阵列用于成像；水平方向上图像元的数目等于水平方向上针孔的数目；垂直方向上图像元的数目等于垂直方向上针孔的数目；狭缝的数目等于水平方向上针孔的数目；狭缝的节距q和针孔的节距s满足下式
Figure 440193DEST_PATH_IMAGE010
（1）
Figure 262655DEST_PATH_IMAGE012
（2）
其中，p是图像元的节距，l是最佳观看距离，g是显示屏与针孔阵列的间距，d是狭缝光栅与针孔阵列的间距；图像元发出的一部分光线依次通过对应的狭缝和针孔投射到成像区域重建3D图像；每个图像元的成像区域均在最佳观看距离处重合。
优选的，狭缝的孔径宽度w、狭缝光栅与针孔阵列的间距d满足下式
Figure 405055DEST_PATH_IMAGE014
（3）
Figure 603955DEST_PATH_IMAGE016
（4）
其中，q是狭缝的节距，s是针孔的节距，v是针孔的孔径宽度，l是最佳观看距离，g是显示屏与针孔阵列的间距。
优选的，在最佳观看距离处，3D显示装置的水平观看视角θ为
Figure 272834DEST_PATH_IMAGE018
（5）
其中，p是图像元的节距，v是针孔的孔径宽度，g是显示屏与针孔阵列的间距；水平观看视角与针孔的数目无关，且与针孔的孔径宽度成正比。
优选的，显示屏、狭缝光栅和针孔阵列的垂直宽度均相同。
附图说明
附图1为本发明的示意图
上述附图中的图示标号为：
1. 显示屏，2. 狭缝光栅，3. 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
下面详细说明本发明的一个典型实施例，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。
本发明提出了宽视角集成成像3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括显示屏、狭缝光栅和针孔阵列；显示屏、狭缝光栅和针孔阵列依次平行放置；显示屏、狭缝光栅和针孔阵列的中心对应对齐；显示屏用于显示图像元阵列；狭缝光栅用于光路调制；针孔阵列用于成像；水平方向上图像元的数目等于水平方向上针孔的数目；垂直方向上图像元的数目等于垂直方向上针孔的数目；狭缝的数目等于水平方向上针孔的数目；狭缝的节距q和针孔的节距s满足下式
Figure 266197DEST_PATH_IMAGE010
（1）
Figure 895893DEST_PATH_IMAGE012
（2）
其中，p是图像元的节距，l是最佳观看距离，g是显示屏与针孔阵列的间距，d是狭缝光栅与针孔阵列的间距；图像元发出的一部分光线依次通过对应的狭缝和针孔投射到成像区域重建3D图像；每个图像元的成像区域均在最佳观看距离处重合。
优选的，狭缝的孔径宽度w、狭缝光栅与针孔阵列的间距d满足下式
Figure 632905DEST_PATH_IMAGE014
（3）
Figure 156290DEST_PATH_IMAGE016
（4）
其中，q是狭缝的节距，s是针孔的节距，v是针孔的孔径宽度，l是最佳观看距离，g是显示屏与针孔阵列的间距。
优选的，在最佳观看距离处，3D显示装置的水平观看视角θ为
Figure 586134DEST_PATH_IMAGE018
（5）
其中，p是图像元的节距，v是针孔的孔径宽度，g是显示屏与针孔阵列的间距；水平观看视角与针孔的数目无关，且与针孔的孔径宽度成正比。
优选的，显示屏、狭缝光栅和针孔阵列的垂直宽度均相同。
图像元的节距是5.25mm，针孔的孔径宽度是1mm，显示屏与针孔阵列的间距是5mm，狭缝光栅与针孔阵列的间距是3mm，最佳观看距离是100mm，则由式（1）计算得到狭缝的节距是5.15mm；由式（2）计算得到针孔的节距是5mm；由式（3）计算得到狭缝的孔径宽度是2.75mm；由式（5）计算得到在最佳观看距离处，3D显示装置的水平观看视角为64°。基于上述参数的现有技术方案的水平观看视角为54°。

Claims (4)

1.宽视角集成成像3D显示装置，其特征在于，包括显示屏、狭缝光栅和针孔阵列；显示屏、狭缝光栅和针孔阵列依次平行放置；显示屏、狭缝光栅和针孔阵列的中心对应对齐；显示屏用于显示图像元阵列；狭缝光栅用于光路调制；针孔阵列用于成像；水平方向上图像元的数目等于水平方向上针孔的数目；垂直方向上图像元的数目等于垂直方向上针孔的数目；狭缝的数目等于水平方向上针孔的数目；狭缝的节距q和针孔的节距s满足下式
Figure 564210DEST_PATH_IMAGE002
Figure 714700DEST_PATH_IMAGE004
其中，p是图像元的节距，l是最佳观看距离，g是显示屏与针孔阵列的间距，d是狭缝光栅与针孔阵列的间距；图像元发出的一部分光线依次通过对应的狭缝和针孔投射到成像区域重建3D图像；每个图像元的成像区域均在最佳观看距离处重合。
2.根据权利要求1所述的宽视角集成成像3D显示装置，其特征在于，狭缝的孔径宽度w、狭缝光栅与针孔阵列的间距d满足下式
Figure 358171DEST_PATH_IMAGE006
Figure 693337DEST_PATH_IMAGE008
其中，q是狭缝的节距，s是针孔的节距，v是针孔的孔径宽度，l是最佳观看距离，g是显示屏与针孔阵列的间距。
3.根据权利要求2所述的宽视角集成成像3D显示装置，其特征在于，在最佳观看距离处，3D显示装置的水平观看视角θ为
Figure 422259DEST_PATH_IMAGE010
其中，p是图像元的节距，v是针孔的孔径宽度，g是显示屏与针孔阵列的间距；水平观看视角与针孔的数目无关，且与针孔的孔径宽度成正比。
4.根据权利要求1所述的宽视角集成成像3D显示装置，其特征在于，显示屏、狭缝光栅和针孔阵列的垂直宽度均相同。
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