[發(fā)明專利]一種基于偏振光柵的寬視角集成成像3D顯示裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510728677.1
• 申請(qǐng)日: 2015-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN105158919A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳非;呂晶晶;任昭緒;樊為
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都工業(yè)學(xué)院
• 主分類號(hào): G02B27/22
• 分類號(hào): G02B27/22;G02B27/26;H04N13/04
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 王蕓;劉雪蓮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種集成成像3D顯示裝置，特別涉及一種基于偏振光柵的寬視角集成成像3D顯示裝置。

背景技術(shù)

集成成像3D顯示裝置利用了光路可逆原理，通過針孔陣列或者微透鏡陣列將3D場景的立體信息記錄到圖像記錄設(shè)備上，生成微圖像陣列，然后把該微圖像陣列顯示于2D顯示屏上，透過針孔陣列或者微透鏡陣列重建出原3D場景的立體圖像。與基于微透鏡陣列的集成成像3D顯示裝置相比，基于針孔陣列的集成成像3D顯示裝置具有成本低、重量小、器件厚度薄和節(jié)距不受制作工藝限制等優(yōu)點(diǎn)。如附圖1所示，在傳統(tǒng)的基于針孔陣列的集成成像3D顯示裝置中，一個(gè)圖像元發(fā)出的光線通過它對(duì)應(yīng)的針孔形成了正常3D圖像；但是，水平方向上與該圖像元相鄰的圖像元發(fā)出的一部分光線也通過該針孔，造成了水平方向上相鄰圖像元之間的串?dāng)_，從而減小了水平觀看視角。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有基于針孔陣列的集成成像3D顯示裝置中，一個(gè)圖像元發(fā)出的光線通過它對(duì)應(yīng)的針孔形成了正常3D圖像的同時(shí)，其水平方向上相鄰的圖像元發(fā)出的一部分光線也通過針孔，造成了水平方向上相鄰圖像元之間的串?dāng)_，從而減小了水平觀看視角的問題，提供一種水平方向上相鄰的圖像元發(fā)出的光線不能透過該針孔，從而消除了水平方向上相鄰圖像元之間的串?dāng)_的基于偏振光柵的寬視角集成成像3D顯示裝置，實(shí)現(xiàn)了寬視角集成成像3D顯示。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種基于偏振光柵的寬視角集成成像3D顯示裝置，包括用于顯示微圖像陣列的2D顯示屏、針孔陣列、第一偏振光柵、第二偏振光柵，所述第一偏振光柵與2D顯示屏貼合，第二偏振光柵與針孔陣列貼合；所述第一偏振光柵由一系列相同尺寸的柵線單元在水平方向上排列組成，每個(gè)柵線單元只具有一種偏振方向，任意相鄰的兩個(gè)柵線單元的偏振方向正交；第一偏振光柵中柵線單元的數(shù)目與微圖像陣列水平方向上圖像元的數(shù)目相等，第一偏振光柵中柵線單元的水平寬度與微圖像陣列中圖像元的水平寬度相等；

所述第二偏振光柵由一系列相同尺寸的柵線單元在水平方向上排列組成，每個(gè)柵線單元只具有一種偏振方向，任意相鄰的兩個(gè)柵線單元的偏振方向正交；第二偏振光柵中柵線單元的數(shù)目與針孔陣列水平方向上針孔的數(shù)目相等，第二偏振光柵中柵線單元的水平寬度與針孔陣列中針孔的水平寬度相等。

優(yōu)選的，每一個(gè)圖像元對(duì)應(yīng)的第一偏振光柵中柵線單元的偏振方向與該圖像元對(duì)應(yīng)的針孔對(duì)應(yīng)的第二偏振光柵中柵線單元的偏振方向相同，第一偏振光柵使得通過它的光變?yōu)榫哂胁煌穹较虻钠窆猓诙窆鈻艑?duì)偏振光具有調(diào)制作用，使得微圖像陣列中每個(gè)圖像元透過該圖像元對(duì)應(yīng)的針孔重建出正常3D圖像，且水平方向上與該圖像元相鄰的圖像元發(fā)出的光線不能透過該針孔，從而消除了水平方向上相鄰圖像元之間的串?dāng)_。

優(yōu)選的，在觀看距離l處，所述3D顯示裝置的水平觀看視角θ為：

θ=2arctan[p+w2g-(m-1)p2l]]]>

其中，w為針孔的水平孔徑寬度，p為圖像元的水平寬度，g為2D顯示屏與針孔陣列的距離，m為微圖像陣列水平方向上圖像元的數(shù)目。

優(yōu)選的，所述微圖像陣列與針孔陣列均包含30×20個(gè)單元，其中，水平方向上30個(gè)單元，垂直方向上20個(gè)單元，2D顯示屏與針孔陣列的間距為g＝5mm，圖像元的水平寬度為p＝5mm，針孔的水平孔徑寬度為w＝1mm，觀看距離l＝500mm，水平觀看視角θ為49°。