CN212181185U - 基于背光源和显示屏的装置 - Google Patents

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CN212181185U CN202021216558.0U CN202021216558U CN212181185U CN 212181185 U CN212181185 U CN 212181185U CN 202021216558 U CN202021216558 U CN 202021216558U CN 212181185 U CN212181185 U CN 212181185U
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樊为
范钧
陈章达
高燕
曾丹
韩顺怡
裴茂胜
聂子程
李芹涛
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Abstract

本实用新型公开了基于背光源和显示屏的装置，包括背光源、渐变孔径矩形针孔阵列和显示屏；渐变孔径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，且水平和垂直方向上矩形针孔的数目均为偶数；矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值等于渐变孔径矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值；矩形图像元阵列中矩形图像元的水平节距均等于矩形针孔的水平节距，矩形图像元阵列中矩形图像元的垂直节距均等于矩形针孔的垂直节距。

Description

基于背光源和显示屏的装置
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背光源和显示屏的装置。
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。采用渐变孔径针孔阵列可以在不减小观看视角的前提下增大光学效率。在传统的基于渐变孔径针孔阵列的集成成像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，因此传统的基于渐变孔径针孔阵列的集成成像3D显示存在分辨率不均匀的问题。传统的基于渐变孔径针孔阵列的集成成像3D显示的分辨率是2D显示分辨率的几十分之一。因此，分辨率不均匀加深了低分辨率导致的观看体验不佳的问题。此外，传统的基于渐变孔径针孔阵列的集成成像3D显示仍然存在水平观看视角小于垂直观看视角的问题。
发明内容
本实用新型提出基于背光源和显示屏的装置，如附图1和2所示，其特征在于，包括背光源、渐变孔径矩形针孔阵列和显示屏；显示屏用于显示矩形图像元阵列；背光源、渐变孔径矩形针孔阵列和显示屏平行放置；渐变孔径矩形针孔阵列与背光源紧密贴合，且位于背光源与显示屏之间；背光源、渐变孔径矩形针孔阵列和显示屏的中心均对应对齐；背光源、渐变孔径矩形针孔阵列和显示屏的水平宽度均相同，背光源、渐变孔径矩形针孔阵列和显示屏的垂直宽度均相同；如附图3所示，渐变孔径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，且水平和垂直方向上矩形针孔的数目均为偶数；矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值等于渐变孔径矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值；渐变孔径矩形针孔阵列中第i列矩形针孔的水平孔径宽度H i 、第j行矩形针孔的垂直孔径宽度V j 由下式计算得到
Figure 883724DEST_PATH_IMAGE002
（1）
Figure 863182DEST_PATH_IMAGE004
（2）
其中，p是矩形针孔的水平节距，w是位于渐变孔径矩形针孔阵列中心的矩形针孔的孔径宽度，m是渐变孔径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是渐变孔径矩形针孔阵列与显示屏的间距，v是渐变孔径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；如附图4所示，矩形图像元阵列中矩形图像元的水平节距均等于矩形针孔的水平节距，矩形图像元阵列中矩形图像元的垂直节距均等于矩形针孔的垂直节距；3D显示的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2、水平分辨率R 1、垂直分辨率R 2分别为：
Figure 642919DEST_PATH_IMAGE006
（3）
Figure 38128DEST_PATH_IMAGE008
（4）
Figure 852500DEST_PATH_IMAGE010
（5）
Figure 737280DEST_PATH_IMAGE012
（6）。
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为本实用新型的结构和垂直方向参数示意图
附图3为本实用新型的渐变孔径矩形针孔阵列示意图
附图4为本实用新型的矩形图像元阵列示意图
上述附图中的图示标号为：
1. 背光源，2. 渐变孔径矩形针孔阵列，3. 显示屏。
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背光源和显示屏的装置，如附图1和2所示，其特征在于，包括背光源、渐变孔径矩形针孔阵列和显示屏；显示屏用于显示矩形图像元阵列；背光源、渐变孔径矩形针孔阵列和显示屏平行放置；渐变孔径矩形针孔阵列与背光源紧密贴合，且位于背光源与显示屏之间；背光源、渐变孔径矩形针孔阵列和显示屏的中心均对应对齐；背光源、渐变孔径矩形针孔阵列和显示屏的水平宽度均相同，背光源、渐变孔径矩形针孔阵列和显示屏的垂直宽度均相同；如附图3所示，渐变孔径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，且水平和垂直方向上矩形针孔的数目均为偶数；矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值等于渐变孔径矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值；渐变孔径矩形针孔阵列中第i列矩形针孔的水平孔径宽度H i 、第j行矩形针孔的垂直孔径宽度V j 由下式计算得到
Figure 4313DEST_PATH_IMAGE002
（1）
Figure 203213DEST_PATH_IMAGE004
（2）
其中，p是矩形针孔的水平节距，w是位于渐变孔径矩形针孔阵列中心的矩形针孔的孔径宽度，m是渐变孔径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是渐变孔径矩形针孔阵列与显示屏的间距，v是渐变孔径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；如附图4所示，矩形图像元阵列中矩形图像元的水平节距均等于矩形针孔的水平节距，矩形图像元阵列中矩形图像元的垂直节距均等于矩形针孔的垂直节距；3D显示的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2、水平分辨率R 1、垂直分辨率R 2分别为：
Figure 872092DEST_PATH_IMAGE014
（3）
Figure 865456DEST_PATH_IMAGE016
（4）
Figure 682102DEST_PATH_IMAGE010
（5）
Figure 419114DEST_PATH_IMAGE012
（6）。
渐变孔径矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值为v=0.8，矩形针孔的水平节距为p=5mm，位于渐变孔径矩形针孔阵列中心的矩形针孔的孔径宽度为w=1mm，观看距离为l=500mm，渐变孔径矩形针孔阵列与显示屏的间距为g=5mm，渐变孔径矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目为m=10。根据式（1）和（2）计算出第1~10列矩形针孔的水平孔径宽度分别为0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm；第1~10行矩形针孔的垂直孔径宽度分别为0.68mm、0.76mm、0.84mm、0.92mm、1mm、1mm、0.92mm、0.84mm、0.76mm、0.68mm；根据式（3）、（4）、（5）和（6）计算出，本实用新型所述的3D显示的水平观看视角、垂直观看视角、水平分辨率、垂直分辨率分别为44°、34°、10、10。

Claims (1)

1.基于背光源和显示屏的装置，其特征在于，包括背光源、渐变孔径矩形针孔阵列和显示屏；显示屏用于显示矩形图像元阵列；背光源、渐变孔径矩形针孔阵列和显示屏平行放置；渐变孔径矩形针孔阵列与背光源紧密贴合，且位于背光源与显示屏之间；背光源、渐变孔径矩形针孔阵列和显示屏的中心均对应对齐；背光源、渐变孔径矩形针孔阵列和显示屏的水平宽度均相同，背光源、渐变孔径矩形针孔阵列和显示屏的垂直宽度均相同；渐变孔径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，且水平和垂直方向上矩形针孔的数目均为偶数；矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值等于渐变孔径矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值；渐变宽度矩形针孔阵列中第i列矩形针孔的水平孔径宽度H i 、第j行矩形针孔的垂直孔径宽度V j 由下式计算得到
Figure 820368DEST_PATH_IMAGE001
Figure 250212DEST_PATH_IMAGE002
其中，p是矩形针孔的水平节距，w是位于渐变宽度矩形针孔阵列中心的矩形针孔的孔径宽度，m是渐变宽度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是渐变孔径矩形针孔阵列与显示屏的间距，v是渐变孔径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；矩形图像元阵列中矩形图像元的水平节距均等于矩形针孔的水平节距，矩形图像元阵列中矩形图像元的垂直节距均等于矩形针孔的垂直节距；3D显示的水平观看视角θ 1、垂直观看视角θ 2、水平分辨率R 1、垂直分辨率R 2分别为：
Figure 554154DEST_PATH_IMAGE003
Figure 829278DEST_PATH_IMAGE004
Figure 472749DEST_PATH_IMAGE005
Figure 807915DEST_PATH_IMAGE006
。
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