[發(fā)明專利]基于障壁和針孔陣列的寬視角集成成像3D顯示裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610038791.6
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN105700161A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳非;樊為
• 申請（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
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 王蕓;熊曉果

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種集成成像3D顯示裝置，特別涉及一種基于障壁和針孔陣列的寬視 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)。

但是在現(xiàn)有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)_，從而減小了每個(gè)圖像 元的成像區(qū)域，使得目前的基于針孔陣列的集成成像3D顯示裝置仍然存在觀看視角窄等缺 點(diǎn)，從而限制了它的實(shí)際應(yīng)用。

而現(xiàn)有的解決辦法有：一是通過減小針孔的水平孔徑寬度來增大觀看視角，但是會(huì) 減小光學(xué)效率；二是可以通過減小微圖像陣列中圖像元的數(shù)目來增大觀看視角，但是會(huì)減 小分辨率。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，存在著必須以減小光學(xué)效率或減小分辨率作為代價(jià)的前提 下，才能夠?qū)崿F(xiàn)寬視角集成成像3D顯示的問題；故目前亟需一種能夠在不減小光學(xué)效率和 分辨率的前提下，實(shí)現(xiàn)寬視角集成成像3D顯示的集成成像3D顯示裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服目前的基于針孔陣列的集成成像3D顯示裝置存在觀看視角 窄的缺點(diǎn)，從而限制了它的實(shí)際應(yīng)用的問題，提供一種能夠在不減小光學(xué)效率和分辨率的 前提下，實(shí)現(xiàn)寬視角集成成像3D顯示的集成成像3D顯示裝置。

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：

一種基于障壁和針孔陣列的寬視角集成成像3D顯示裝置，包括用于顯示微圖像陣列的2D 顯示屏，還包括，

針孔陣列，所述針孔陣列與所述2D顯示屏平行設(shè)置，位于所述針孔陣列中心位置的針孔的 中心與位于所述微圖像陣列中心位置的圖像元的中心對齊，所述針孔陣列中的相鄰針孔以 固定間距排列；

障壁陣列，所述障壁陣列設(shè)置在所述2D顯示屏和針孔陣列之間，所述障壁陣列中的障壁設(shè) 置在所述微圖像陣列中相鄰2個(gè)圖像元之間，用于分隔相鄰的圖像元，使每個(gè)圖像元發(fā)出 的光線只能通過其對應(yīng)的針孔成像。

其中，通過在所述2D顯示屏和針孔陣列之間設(shè)置障壁陣列，使得每個(gè)圖像元發(fā)出 的光線只能通過其對應(yīng)的針孔成像，從而避免了水平方向上相鄰圖像元之間的串?dāng)_，從而 增大了每個(gè)圖像元的成像區(qū)域，使得顯示裝置的觀看視角更大；進(jìn)一步的，通過這種結(jié)構(gòu) 還可以在不減小光學(xué)效率和分辨率的前提下，實(shí)現(xiàn)寬視角集成成像3D顯示。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述微圖像陣列水平方向的圖像元個(gè)數(shù)和與針孔陣列水平方向 的針孔個(gè)數(shù)相同，均包含m個(gè)圖像元和m個(gè)針孔，針孔陣列中相鄰針孔的間距d由下式計(jì) 算得到：

d=lpl+g-w]]>

其中，p為圖像元的水平寬度，l為最佳觀看距離，g為2D顯示屏與針孔陣列的間距， w為針孔的水平孔徑寬度。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述顯示裝置的水平觀看視角θ′計(jì)算如下：

θ′=2arctan(p+w2g)]]>