[發明專利]基于離散式復合圖像元陣列的3D顯示方法

有效

• 申請號: 202110355412.7
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN112859373B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 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: G02B30/30
• 分類號: G02B30/30;G02B30/32;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: 楊春

本發明公開了基于離散式復合圖像元陣列的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復合針孔陣列；顯示屏用于顯示離散式復合圖像元陣列；離散式復合圖像元陣列包括多個離散排列的一維圖像元和二維圖像元；一維圖像元透過對應的一維針孔重建出一維3D圖像，與該一維圖像元相鄰的二維圖像元發出的光線不會干擾該一維圖像元重建的一維3D圖像；二維圖像元透過對應的二維針孔重建出二維3D圖像，與該二維圖像元相鄰的一維圖像元發出的光線不會干擾該二維圖像元重建的二維3D圖像；一維3D圖像與二維3D圖像在觀看區域合并成一個3D圖像。

技術領域

本發明涉及3D顯示，更具體地說，本發明涉及基于離散式復合圖像元陣列的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。但是，3D分辨率不足的瓶頸問題嚴重影響了觀看者的體驗。現有的技術方案采用復合針孔陣列和復合圖像元陣列解決上述問題。但是，現有的技術方案存在以下問題：

（1）每個一維圖像元通過與該一維圖像元對應的一維針孔重建一維3D圖像。但是，與一維該圖像元相鄰的二維圖像元發出的一部分光線也通過該一維針孔，而且干擾了該一維圖像元重建的一維3D圖像。

（2）每個二維圖像元通過與該二維圖像元對應的二維針孔重建二維3D圖像。但是，與二維該圖像元相鄰的一維圖像元發出的一部分光線也通過該二維針孔，而且干擾了該二維圖像元重建的二維3D圖像。

（3）光學效率仍然較低。

因此，現有的技術方案的觀看視角θ和光學效率φ分別為

其中，p是一維針孔和二維針孔的節距，w是一維針孔和二維針孔的孔徑寬度，l是觀看距離，g是顯示屏與復合針孔陣列的間距，m是水平方向上一維針孔和二維針孔的數目之和。

發明內容

本發明提出了基于離散式復合圖像元陣列的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復合針孔陣列；復合針孔陣列位于顯示屏前方，如附圖1所示；復合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復合圖像元陣列，如附圖2所示；離散式復合圖像元陣列包括多個離散排列的一維圖像元和二維圖像元；一維圖像元和二維圖像元在水平和垂直方向上分隔交替排列；復合針孔陣列包含一維針孔和二維針孔，如附圖3所示；一維針孔和二維針孔在水平和垂直方向上交替排列；一維圖像元的中心與對應的一維針孔的中心對應對齊；一維圖像元透過對應的一維針孔重建出一維3D圖像，與該一維圖像元相鄰的二維圖像元發出的光線不會干擾該一維圖像元重建的一維3D圖像；二維圖像元的中心與對應的二維針孔的中心對應對齊；二維圖像元透過對應的二維針孔重建出二維3D圖像，與該二維圖像元相鄰的一維圖像元發出的光線不會干擾該二維圖像元重建的二維3D圖像；一維3D圖像與二維3D圖像在觀看區域合并成一個3D圖像。

優選的，一維圖像元和二維圖像元的寬度均相同；一維針孔和二維針孔的節距均相同；相鄰一維圖像元與二維圖像元的間隔寬度均相同；一維針孔和二維針孔的孔徑寬度均相同；相鄰一維圖像元與二維圖像元的間隔寬度a滿足下式：

（1）

其中，w是一維針孔和二維針孔的孔徑寬度，l是觀看距離，g是顯示屏與復合針孔陣列的間距。