[發明專利]基于階梯漸變孔徑偏振狹縫光柵的高分辨率3D顯示裝置

在審

• 申請號: 202111065167.2
• 申請日: 2021-09-11
• 公開（公告）號: CN113741052A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 吳非;樊為;高燕;范鈞;陳章達;謝了尖;徐雯;任洪嬌;曾星
• 申請（專利權）人: 成都工業學院
• 主分類號: G02B30/25
• 分類號: G02B30/25;G02B30/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了基于階梯漸變孔徑偏振狹縫光柵的高分辨率3D顯示裝置，包括顯示屏、階梯漸變孔徑偏振狹縫光柵I和階梯漸變孔徑偏振狹縫光柵II；與同一個圖像元對應的相鄰透光狹縫I的間隔寬度大于位于該相鄰透光狹縫I之間的透光狹縫II的孔徑寬度；每個圖像元發出的一部分光線經過階梯漸變孔徑偏振狹縫光柵I，且被階梯漸變孔徑偏振狹縫光柵I調制成具有相同偏振方向的偏振光I，偏振光I通過與該圖像元對應的透光狹縫II投射到成像空間，重建3D圖像；每個圖像元發出的一部分光線通過與該圖像元對應的透光狹縫I，經過階梯漸變孔徑偏振狹縫光柵II投射到成像空間，重建3D圖像；重建的3D圖像在觀看區域合并成一個高分辨率和寬視角的3D圖像。

技術領域

本發明涉及3D顯示，更具體地說，本發明涉及基于階梯漸變孔徑偏振狹縫光柵的高分辨率3D顯示裝置。

背景技術

集成成像將3D場景的信息記錄到感光膠片，利用光路可逆原理，再將感光膠片上的信息投射到成像空間，從而重建3D場景。與其他3D顯示相比，集成成像3D顯示具有連續觀看視點、無需助視設備和相干光等優點。現有技術方案采用階梯漸變節距針孔陣列減小節距變化次數，從而降低傳統漸變節距針孔陣列的制造難度和成本。階梯漸變節距針孔陣列中同一列針孔的水平節距均相同；階梯漸變節距針孔陣列中針孔的垂直節距均相同；位于階梯漸變節距針孔陣列中間的連續多列針孔的水平節距相同；階梯漸變節距針孔陣列的水平節距從中心到左右兩邊逐漸增大。基于階梯漸變節距針孔陣列的集成成像3D顯示具有觀看視角較寬等優點。但是，上述技術方案仍然存在分辨率不足的問題。

發明內容

本發明提出了基于階梯漸變孔徑偏振狹縫光柵的高分辨率3D顯示裝置，如附圖1所示，其特征在于，包括顯示屏、階梯漸變孔徑偏振狹縫光柵I和階梯漸變孔徑偏振狹縫光柵II；顯示屏、階梯漸變孔徑偏振狹縫光柵I和階梯漸變孔徑偏振狹縫光柵II依次平行放置；顯示屏用于顯示階梯漸變節距圖像元陣列；位于階梯漸變節距圖像元陣列中間的連續多個圖像元的節距均相同；階梯漸變節距圖像元陣列中圖像元的節距從中間到兩邊階梯式增大；階梯漸變孔徑偏振狹縫光柵I與階梯漸變孔徑偏振狹縫光柵II的偏振方向正交；階梯漸變孔徑偏振狹縫光柵I帶有透光狹縫I，如附圖2所示；階梯漸變孔徑偏振狹縫光柵II帶有透光狹縫II，如附圖3所示；與同一個圖像元對應的透光狹縫II位于與該圖像元對應的相鄰透光狹縫I之間，與同一個圖像元對應的相鄰透光狹縫I之間有且僅有一個透光狹縫II；與同一個圖像元對應的相鄰透光狹縫I的間隔寬度大于位于該相鄰透光狹縫I之間的透光狹縫II的孔徑寬度；每個圖像元發出的一部分光線經過階梯漸變孔徑偏振狹縫光柵I，且被階梯漸變孔徑偏振狹縫光柵I調制成具有相同偏振方向的偏振光I，偏振光I通過與該圖像元對應的透光狹縫II投射到成像空間，重建3D圖像；每個圖像元發出的一部分光線通過與該圖像元對應的透光狹縫I，經過階梯漸變孔徑偏振狹縫光柵II投射到成像空間，重建3D圖像；重建的3D圖像在觀看區域合并成一個高分辨率和寬視角的3D圖像。

優選的，與單個圖像元對應的透光狹縫I的數目均相同，與單個圖像元對應的透光狹縫II的數目均相同。

優選的，與同一個圖像元對應的多個透光狹縫I以該圖像元的中心為中心對稱排列；位于相鄰透光狹縫I之間的透光狹縫II的中心與該相鄰透光狹縫I的間隔的中心對應對齊。

優選的，與同一個圖像元對應的透光狹縫I的孔徑寬度均相同，與同一個圖像元對應的透光狹縫II的孔徑寬度均相同；與同一個圖像元對應的相鄰透光狹縫I的間隔寬度均相同。

優選的，與第i個圖像元對應的透光狹縫I的孔徑寬度w_i、與第i個圖像元對應的相鄰透光狹縫I的間隔寬度a_i、與第i個圖像元對應的透光狹縫II的孔徑寬度v_i滿足下式