[發明專利]寬視角集成成像3D顯示方法

有效

• 申請號: 202110355400.4
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN112859375B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 吳非
• 申請（專利權）人: 成都航空職業技術學院
• 主分類號: G02B30/32
• 分類號: G02B30/32;G02B30/30;H04N13/31
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 許馳

本發明公開了寬視角集成成像3D顯示方法，該方法通過集成成像顯示設備實現3D顯示；集成成像顯示設備包括顯示屏和針孔陣列；針孔陣列位于顯示屏前方；針孔陣列的中心與顯示屏的中心對應對齊；顯示屏用于顯示離散式圖像元陣列；離散式圖像元陣列包括多個離散排列的圖像元；圖像元的寬度均相同；相鄰圖像元的間隔寬度均相同；每個圖像元通過與該圖像元對應的針孔重建3D圖像，每個圖像元的成像區域均在最佳觀看距離處重合；每個圖像元發出的光線不會干擾與該圖像元相鄰的圖像元重建的3D圖像。

技術領域

本發明涉及3D顯示，更具體地說，本發明涉及寬視角集成成像3D顯示方法。

背景技術

集成成像3D顯示具有裸眼觀看的特點，其拍攝與顯示的過程相對簡單，且能顯示全視差和全真色彩的3D圖像，是目前3D顯示的主要方式之一。與基于微透鏡陣列的集成成像3D顯示相比，基于針孔陣列的集成成像3D顯示具有成本低、重量小、器件厚度薄和節距不受制作工藝限制等優點。

在現有的寬視角集成成像3D顯示中，圖像元陣列由多個圖像元緊密排列組成；每個圖像元通過與該圖像元對應的針孔重建3D圖像；通過合理設置針孔與圖像元的節距，使得每個圖像元的成像區域均在最佳觀看距離處重合，從而實現寬視角集成成像3D顯示。但是，在現有的寬視角集成成像3D顯示中，每個圖像元發出的光線干擾與該圖像元相鄰的圖像元重建的3D圖像，導致觀看視角與針孔的孔徑寬度成反比。現有的寬視角集成成像3D顯示的水平觀看視角θ₁、垂直觀看視角θ₂和光學效率φ分別為：

其中，p是針孔的節距，w是針孔的孔徑寬度，l是最佳觀看距離，g是顯示屏與針孔陣列的間距。

發明內容

本發明提出了寬視角集成成像3D顯示方法，該方法通過集成成像顯示設備實現3D顯示；其特征在于，集成成像顯示設備包括顯示屏和針孔陣列；如附圖1和2所示，針孔陣列位于顯示屏前方；針孔陣列的中心與顯示屏的中心對應對齊；顯示屏用于顯示離散式圖像元陣列，如附圖3所示；離散式圖像元陣列包括多個離散排列的圖像元；圖像元的寬度均相同；相鄰圖像元的間隔寬度均相同；圖像元的寬度q、相鄰圖像元的間隔寬度a和針孔的節距p滿足下式

（1）

其中，l是最佳觀看距離，g是顯示屏與針孔陣列的間距；每個圖像元通過與該圖像元對應的針孔重建3D圖像，每個圖像元的成像區域均在最佳觀看距離處重合；每個圖像元發出的光線不會干擾與該圖像元相鄰的圖像元重建的3D圖像。

優選的，相鄰圖像元的間隔寬度a滿足下式：

（2）

其中，w是針孔的孔徑寬度，l是最佳觀看距離，g是顯示屏與針孔陣列的間距。

優選的，圖像元的寬度q和相鄰圖像元的間隔寬度a分別為

（3）

（4）