CN212540920U - 宽视角和均匀分辨率的双视3d显示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了宽视角和均匀分辨率的双视3D显示装置，包括显示屏，偏振片，矩形针孔阵列，偏振眼镜I和偏振眼镜II；显示屏的水平宽度等于偏振片的水平宽度，且显示屏的水平宽度大于矩形针孔阵列的水平宽度；显示屏的垂直宽度等于偏振片的垂直宽度，且显示屏的垂直宽度大于矩形针孔阵列的垂直宽度；子矩形微图像阵列I通过矩形针孔阵列重建出3D图像I，且只能通过偏振眼镜I看到；子矩形微图像阵列II通过矩形针孔阵列重建出3D图像II，且只能通过偏振眼镜II看到。
Description
技术领域
本实用新型涉及3D显示，更具体地说，本实用新型涉及宽视角和均匀分辨率的双视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。
在传统的集成成像双视3D显示中：
（1）微图像阵列中包含图像元I和图像元II，图像元I和图像元II分别位于左半部分和右半部分。
（2）图像元I和图像元II均为正方形，图像元I和图像元II的水平节距均等于垂直节距。
（3）与图像元I和图像元II对应的针孔为正方形，针孔的水平节距等于垂直节距。
（4）集成成像双视3D显示中的单个3D图像的3D像素数量是集成成像3D显示中的单个3D图像的3D像素数量的一半。
对于手机而言，手机的水平宽度与垂直宽度之比为3:4、10:16或者9:16。其缺点在于：
（1）集成成像双视3D显示中的单个3D图像的水平方向上的3D像素与垂直方向上的3D像素之比为3:8、5:16或者9:32。水平方向上极少的3D像素影响了观看效果。
（2）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。
对于电视和显示器而言，电视和显示器的水平宽度与垂直宽度之比为4:3、16:10或者16:9。其缺点在于：
（1）集成成像双视3D显示中的单个3D图像的水平方向上的3D像素与垂直方向上的3D像素之比为2:3、8:10或者8:9。水平方向上较少的3D像素影响了观看效果。
（2）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。
发明内容
本实用新型提出了宽视角和均匀分辨率的双视3D显示装置，如附图1、2和3所示，其特征在于，包括显示屏，偏振片，矩形针孔阵列，偏振眼镜I和偏振眼镜II；显示屏、偏振片和矩形针孔阵列的水平和垂直中轴线分别对应对齐；偏振片与显示屏贴合，且位于显示屏与矩形针孔阵列之间；矩形针孔阵列平行放置在偏振片前方；显示屏的水平宽度等于偏振片的水平宽度，且显示屏的水平宽度大于矩形针孔阵列的水平宽度；显示屏的垂直宽度等于偏振片的垂直宽度，且显示屏的垂直宽度大于矩形针孔阵列的垂直宽度；显示屏的水平宽度与垂直宽度的比值等于矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值；显示屏的水平宽度a和垂直宽度b为：
其中，c是矩形针孔阵列的水平宽度，l是观看距离，g是显示屏与矩形针孔阵列的间距，x是显示屏的垂直宽度与水平宽度的比值；
显示屏用于显示矩形微图像阵列，矩形微图像阵列由子矩形微图像阵列I和子矩形微图像阵列II组成，子矩形微图像阵列I由矩形图像元I连续排列组成，子矩形微图像阵列II由矩形图像元II连续排列组成，如附图4所示；矩形图像元I和矩形图像元II的水平节距相同，矩形图像元I和矩形图像元II的垂直节距相同；矩形图像元I的水平节距与垂直节距的比值、矩形图像元II的水平节距与垂直节距的比值均等于显示屏的水平宽度与垂直宽度的比值的一半；
偏振片由子偏振片I和子偏振片II组成，子偏振片I与子偏振片II的偏振方向正交，如附图5所示；偏振眼镜I的偏振方向与子偏振片I相同，偏振眼镜II的偏振方向与子偏振片II相同；
在矩形针孔阵列中，所有矩形针孔的水平节距均相同，所有矩形针孔的垂直节距均相同，且矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值等于矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值的一半，如附图6所示；矩形针孔阵列中矩形针孔的数目等于矩形微图像阵列中矩形图像元I与矩形图像元II的数目之和；
子矩形微图像阵列I与子偏振片I对应对齐，子矩形微图像阵列II与子偏振片II对应对齐；子矩形微图像阵列I与子偏振片I的水平宽度相同，子矩形微图像阵列I与子偏振片I的垂直宽度相同；子矩形微图像阵列II与子偏振片II的水平宽度相同，子矩形微图像阵列II与子偏振片II的垂直宽度相同；子矩形微图像阵列I通过矩形针孔阵列重建出3D图像I，且只能通过偏振眼镜I看到；子矩形微图像阵列II通过矩形针孔阵列重建出3D图像II，且只能通过偏振眼镜II看到。
优选的，子矩形微图像阵列I、子矩形微图像阵列II、子偏振片I与子偏振片II的水平宽度均相同，子矩形微图像阵列I、子矩形微图像阵列II、子偏振片I与子偏振片II的垂直宽度均相同。
优选的，矩形针孔的水平孔径宽度与垂直孔径宽度的比值等于矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值。
优选的，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、水平光学效率、垂直光学效率分别相等；3D图像I和3D图像II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、水平光学效率φ 1和垂直光学效率φ 2分别为：
其中，p是矩形图像元I的水平节距，w是矩形针孔的水平孔径宽度，m是子矩形微图像阵列I中水平方向上矩形图像元I的数目，l是观看距离，g是显示屏与矩形针孔阵列的间距，x是显示屏的垂直宽度与水平宽度的比值。
优选的，矩形针孔的水平孔径宽度与矩形图像元I的水平节距的比值在10%到20%之间最为合适，矩形针孔的垂直孔径宽度与矩形图像元I的垂直节距的比值在10%到20%之间最为合适。
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矩形图像元I垂直方向参数示意图
附图3为本实用新型的结构和矩形图像元II垂直方向参数示意图
附图4为本实用新型的矩形微图像阵列的结构示意图
附图5为本实用新型的偏振片的结构示意图
附图6为本实用新型的矩形针孔阵列的结构示意图
上述附图中的图示标号为：
1. 显示屏，2. 偏振片，3. 矩形针孔阵列，4. 偏振眼镜I，5. 偏振眼镜II，6. 子矩形微图像阵列I， 7. 子矩形微图像阵列II，8. 矩形图像元I， 9. 矩形图像元II，10. 子偏振片I，11. 子偏振片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宽视角和均匀分辨率的双视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。
本实用新型提出了宽视角和均匀分辨率的双视3D显示装置，如附图1、2和3所示，其特征在于，包括显示屏，偏振片，矩形针孔阵列，偏振眼镜I和偏振眼镜II；显示屏、偏振片和矩形针孔阵列的水平和垂直中轴线分别对应对齐；偏振片与显示屏贴合，且位于显示屏与矩形针孔阵列之间；矩形针孔阵列平行放置在偏振片前方；显示屏的水平宽度等于偏振片的水平宽度，且显示屏的水平宽度大于矩形针孔阵列的水平宽度；显示屏的垂直宽度等于偏振片的垂直宽度，且显示屏的垂直宽度大于矩形针孔阵列的垂直宽度；显示屏的水平宽度与垂直宽度的比值等于矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值；显示屏的水平宽度a和垂直宽度b为：
其中，c是矩形针孔阵列的水平宽度，l是观看距离，g是显示屏与矩形针孔阵列的间距，x是显示屏的垂直宽度与水平宽度的比值；
显示屏用于显示矩形微图像阵列，矩形微图像阵列由子矩形微图像阵列I和子矩形微图像阵列II组成，子矩形微图像阵列I由矩形图像元I连续排列组成，子矩形微图像阵列II由矩形图像元II连续排列组成，如附图4所示；矩形图像元I和矩形图像元II的水平节距相同，矩形图像元I和矩形图像元II的垂直节距相同；矩形图像元I的水平节距与垂直节距的比值、矩形图像元II的水平节距与垂直节距的比值均等于显示屏的水平宽度与垂直宽度的比值的一半；
偏振片由子偏振片I和子偏振片II组成，子偏振片I与子偏振片II的偏振方向正交，如附图5所示；偏振眼镜I的偏振方向与子偏振片I相同，偏振眼镜II的偏振方向与子偏振片II相同；
在矩形针孔阵列中，所有矩形针孔的水平节距均相同，所有矩形针孔的垂直节距均相同，且矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值等于矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值的一半，如附图6所示；矩形针孔阵列中矩形针孔的数目等于矩形微图像阵列中矩形图像元I与矩形图像元II的数目之和；矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值等于矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值的一半；
子矩形微图像阵列I与子偏振片I对应对齐，子矩形微图像阵列II与子偏振片II对应对齐；子矩形微图像阵列I与子偏振片I的水平宽度相同，子矩形微图像阵列I与子偏振片I的垂直宽度相同；子矩形微图像阵列II与子偏振片II的水平宽度相同，子矩形微图像阵列II与子偏振片II的垂直宽度相同；子矩形微图像阵列I通过矩形针孔阵列重建出3D图像I，且只能通过偏振眼镜I看到；子矩形微图像阵列II通过矩形针孔阵列重建出3D图像II，且只能通过偏振眼镜II看到。
优选的，子矩形微图像阵列I、子矩形微图像阵列II、子偏振片I与子偏振片II的水平宽度均相同，子矩形微图像阵列I、子矩形微图像阵列II、子偏振片I与子偏振片II的垂直宽度均相同。
优选的，矩形针孔的水平孔径宽度与垂直孔径宽度的比值等于矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值。
优选的，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、水平光学效率、垂直光学效率分别相等；3D图像I和3D图像II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、水平光学效率φ 1和垂直光学效率φ 2分别为：
其中，p是矩形图像元I的水平节距，w是矩形针孔的水平孔径宽度，m是子矩形微图像阵列I中水平方向上矩形图像元I的数目，l是观看距离，g是显示屏与矩形针孔阵列的间距，x是显示屏的垂直宽度与水平宽度的比值。
优选的，矩形针孔的水平孔径宽度与矩形图像元I的水平节距的比值在10%到20%之间最为合适，矩形针孔的垂直孔径宽度与矩形图像元I的垂直节距的比值在10%到20%之间最为合适。
显示屏的垂直宽度与水平宽度的比值为3:4，矩形针孔阵列的水平宽度为c=40mm，矩形针孔的水平孔径宽度为w =2mm，观看距离为l=100mm，显示屏与矩形针孔阵列的间距为g=10mm，子矩形微图像阵列I中水平方向上矩形图像元I的数目为m=2。根据式（1）和（2）得到显示屏的水平和垂直宽度分别为44mm和33mm；根据式（3）、（4）、（5）和（6）得到，3D图像I和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、水平光学效率和垂直光学效率分别为48°、68°、2、2、18%和18%。
Claims (5)
1.宽视角和均匀分辨率的双视3D显示装置，其特征在于，包括显示屏，偏振片，矩形针孔阵列，偏振眼镜I和偏振眼镜II；显示屏、偏振片和矩形针孔阵列的水平和垂直中轴线分别对应对齐；偏振片与显示屏贴合，且位于显示屏与矩形针孔阵列之间；矩形针孔阵列平行放置在偏振片前方；显示屏的水平宽度等于偏振片的水平宽度，且显示屏的水平宽度大于矩形针孔阵列的水平宽度；显示屏的垂直宽度等于偏振片的垂直宽度，且显示屏的垂直宽度大于矩形针孔阵列的垂直宽度；显示屏的水平宽度与垂直宽度的比值等于矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值；显示屏的水平宽度a和垂直宽度b为：
其中，c是矩形针孔阵列的水平宽度，l是观看距离，g是显示屏与矩形针孔阵列的间距，x是显示屏的垂直宽度与水平宽度的比值；
显示屏用于显示矩形微图像阵列，矩形微图像阵列由子矩形微图像阵列I和子矩形微图像阵列II组成，子矩形微图像阵列I由矩形图像元I连续排列组成，子矩形微图像阵列II由矩形图像元II连续排列组成；矩形图像元I和矩形图像元II的水平节距相同，矩形图像元I和矩形图像元II的垂直节距相同；矩形图像元I的水平节距与垂直节距的比值、矩形图像元II的水平节距与垂直节距的比值均等于显示屏的水平宽度与垂直宽度的比值的一半；
偏振片由子偏振片I和子偏振片II组成，子偏振片I与子偏振片II的偏振方向正交；偏振眼镜I的偏振方向与子偏振片I相同，偏振眼镜II的偏振方向与子偏振片II相同；
在矩形针孔阵列中，所有矩形针孔的水平节距均相同，所有矩形针孔的垂直节距均相同，且矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值等于矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值的一半；矩形针孔阵列中矩形针孔的数目等于矩形微图像阵列中矩形图像元I与矩形图像元II的数目之和；矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值等于矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值的一半；
子矩形微图像阵列I与子偏振片I对应对齐，子矩形微图像阵列II与子偏振片II对应对齐；子矩形微图像阵列I与子偏振片I的水平宽度相同，子矩形微图像阵列I与子偏振片I的垂直宽度相同；子矩形微图像阵列II与子偏振片II的水平宽度相同，子矩形微图像阵列II与子偏振片II的垂直宽度相同；子矩形微图像阵列I通过矩形针孔阵列重建出3D图像I，且只能通过偏振眼镜I看到；子矩形微图像阵列II通过矩形针孔阵列重建出3D图像II，且只能通过偏振眼镜II看到。
2.根据权利要求1所述的宽视角和均匀分辨率的双视3D显示装置，其特征在于，子矩形微图像阵列I、子矩形微图像阵列II、子偏振片I与子偏振片II的水平宽度均相同，子矩形微图像阵列I、子矩形微图像阵列II、子偏振片I与子偏振片II的垂直宽度均相同。
3.根据权利要求2所述的宽视角和均匀分辨率的双视3D显示装置，其特征在于，矩形针孔的水平孔径宽度与垂直孔径宽度的比值等于矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值。
4.根据权利要求3所述的宽视角和均匀分辨率的双视3D显示装置，其特征在于，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、水平光学效率、垂直光学效率分别相等；3D图像I和3D图像II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、水平光学效率φ 1和垂直光学效率φ 2分别为：
其中，p是矩形图像元I的水平节距，w是矩形针孔的水平孔径宽度，m是子矩形微图像阵列I中水平方向上矩形图像元I的数目，l是观看距离，g是显示屏与矩形针孔阵列的间距，x是显示屏的垂直宽度与水平宽度的比值。
5.根据权利要求1所述的宽视角和均匀分辨率的双视3D显示装置，其特征在于，矩形针孔的水平孔径宽度与矩形图像元I的水平节距的比值在10%到20%之间最为合适，矩形针孔的垂直孔径宽度与矩形图像元I的垂直节距的比值在10%到20%之间最为合适。
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