[實用新型]基于針孔陣列和微透鏡陣列的集成成像3D顯示裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921195851.0
• 申請日: 2019-07-28
• 公開（公告）號: CN212675294U
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳非
• 申請（專利權(quán)）人: 成都工業(yè)學(xué)院
• 主分類號: G02B30/27
• 分類號: G02B30/27;G02B30/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了基于針孔陣列和微透鏡陣列的集成成像3D顯示裝置，包括顯示屏、針孔陣列和微透鏡陣列；在針孔陣列中，所有針孔的水平節(jié)距均相同，所有針孔的垂直節(jié)距均相同，所有針孔的水平孔徑寬度均相同，所有針孔的垂直孔徑寬度均相同，且針孔的水平節(jié)距和垂直節(jié)距的比值與水平孔徑寬度和垂直孔徑寬度的比值的乘積等于針孔陣列的水平寬度和垂直寬度的比值；每個圖像元均通過對應(yīng)的針孔和對應(yīng)的多個微透鏡重建出多個3D圖像，并在觀看區(qū)域合并成一個均勻分辨率的3D圖像。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及3D顯示，更具體地說，本實用新型涉及基于針孔陣列和微透鏡陣列的集成成像3D顯示裝置。

背景技術(shù)

集成成像3D顯示技術(shù)是一種無需任何助視設(shè)備的真3D顯示技術(shù)。該技術(shù)具有裸眼觀看的特點，其記錄和顯示的過程相對簡單，且能顯示全視差和全真色彩的立體圖像，是目前3D顯示的熱點技術(shù)之一。但是，3D分辨率不足的瓶頸問題嚴(yán)重影響了觀看者的體驗，從而制約了集成成像3D顯示的廣泛應(yīng)用。此外，在傳統(tǒng)的集成成像3D顯示中，微圖像陣列中的圖像元均為正方形，即圖像元的水平節(jié)距等于垂直節(jié)距。

對于電視和顯示器而言，電視和顯示器的水平寬度與垂直寬度之比為16:9、16:10或者4:3。即，水平方向上圖像元的數(shù)目與垂直方向上圖像元的數(shù)目之比為16:9、16:10或者4:3。其缺點在于：

（1）水平觀看視角小于垂直觀看視角；

（2）由于3D圖像的3D像素總量不高，因此水平方向上的3D像素過少，從而影響了觀看效果。

對于手機(jī)而言，手機(jī)的水平寬度與垂直寬度之比為9:16、10:16或者3:4。即，水平方向上圖像元的數(shù)目與垂直方向上圖像元的數(shù)目之比為9:16、10:16或者3:4。其缺點在于：

（1）由于3D圖像的3D像素總量不高，因此垂直方向上的3D像素過少，從而影響了觀看效果。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型提出了基于針孔陣列和微透鏡陣列的集成成像3D顯示裝置，如附圖1和2所示，其特征在于，包括顯示屏、針孔陣列和微透鏡陣列；針孔陣列和微透鏡陣列緊密貼合；針孔陣列和微透鏡陣列平行放置在顯示屏前方，且對應(yīng)對齊；顯示屏用于顯示微圖像陣列；如附圖3所示，在針孔陣列中，所有針孔的水平節(jié)距均相同，所有針孔的垂直節(jié)距均相同，所有針孔的水平孔徑寬度均相同，所有針孔的垂直孔徑寬度均相同，且針孔的水平節(jié)距和垂直節(jié)距的比值與水平孔徑寬度和垂直孔徑寬度的比值的乘積等于針孔陣列的水平寬度和垂直寬度的比值；如附圖4所示，微圖像陣列由一系列尺寸相同的圖像元緊密排列組成，圖像元的水平節(jié)距與其對應(yīng)針孔的水平節(jié)距相同，圖像元的垂直節(jié)距與其對應(yīng)針孔的垂直節(jié)距相同；每個圖像元均通過對應(yīng)的針孔和對應(yīng)的多個微透鏡重建出多個3D圖像，并在觀看區(qū)域合并成一個均勻分辨率的3D圖像。

優(yōu)選的，顯示屏、針孔陣列和微透鏡陣列的水平寬度均相同；顯示屏、針孔陣列和微透鏡陣列的垂直寬度均相同；顯示屏位于微透鏡陣列的焦平面。

優(yōu)選的，針孔的水平節(jié)距和垂直節(jié)距均是微透鏡的節(jié)距的倍數(shù)；針孔的水平孔徑寬度和垂直孔徑寬度均是微透鏡的節(jié)距的倍數(shù)。

優(yōu)選的，集成成像3D顯示的水平分辨率R₁、垂直分辨率R₂為：

（1）

其中，p是微透鏡的節(jié)距，w是針孔的水平孔徑寬度，m是水平方向上圖像元的數(shù)目。

優(yōu)選的，針孔的水平節(jié)距與垂直節(jié)距的比值等于針孔陣列的水平寬度與垂直寬度的比值；針孔的水平孔徑寬度等于垂直孔徑寬度。