[发明专利]基于点光源和偏振阵列的集成成像3D显示装置

说明书

本发明提出了基于点光源和偏振阵列的集成成像3D显示装置，包括点光源阵列，显示屏，偏振阵列I和偏振阵列II。点光源阵列的光线均用于照明微图像阵列，因此光学效率与点光源的直径无关；每个点光源只能照明与其对应的图像元，且不能照明与其对应图像元相邻的图像元，从而消除相邻图像元的串扰。

技术领域

本发明涉及集成成像3D显示，更具体地说，本发明涉及基于点光源和偏振阵列的集成成像3D显示装置。

背景技术

集成成像3D显示技术是一种无需任何助视设备的真3D显示技术。该技术具有裸眼观看的特点，其记录和显示的过程相对简单，且能显示全视差和全真色彩的立体图像，是目前3D显示的热点技术之一。基于针孔阵列的集成成像3D显示的光学效率与开口率有关，因此光学效率过低。水平和垂直方向上相邻图像元的串扰是限制集成成像3D显示广泛应用的因素之一。

发明内容

本发明提出了基于点光源和偏振阵列的集成成像3D显示装置，如附图1所示，包括点光源阵列，显示屏，偏振阵列I和偏振阵列II。显示屏用于显示微图像阵列。显示屏平行放置在点光源阵列正前方。点光源阵列的中心与显示屏的中心对应对齐。偏振阵列I与点光源阵列紧密贴合，且偏振阵列I的中心与点光源阵列的中心对应对齐。偏振阵列II与显示屏紧密贴合，且偏振阵列II的中心与显示屏的中心对应对齐。偏振阵列I由一系列相同尺寸的偏振单元在水平和垂直方向上紧密排列组成，每个偏振单元只具有一种偏振方向，水平和垂直方向上任意相邻的两个偏振单元的偏振方向正交。偏振阵列II由一系列相同尺寸的偏振单元在水平和垂直方向上紧密排列组成，每个偏振单元只具有一种偏振方向，水平和垂直方向上任意相邻的两个偏振单元的偏振方向正交。偏振阵列I中偏振单元的节距等于点光源的节距；偏振阵列II中偏振单元的节距等于图像元的节距。点光源阵列由多个参数相同的点光源间隔排列组成，微图像阵列由多个参数相同的图像元紧密排列组成。偏振阵列I中与点光源贴合的偏振单元的偏振方向与偏振阵列II中与该点光源对应的图像元贴合的偏振单元的偏振方向相同。点光源阵列的光线均用于照明微图像阵列，因此光学效率与点光源的直径无关；每个点光源只能照明与其对应的图像元，且不能照明与其对应图像元相邻的图像元，从而消除相邻图像元的串扰。

优选的，点光源的直径为w，点光源与图像元的节距均为p，微图像阵列与点光源阵列的间距为g，点光源阵列的亮度为C。如附图2和3所示，在观看距离l处，水平观看视角θ₁、垂直观看视角θ₂和亮度a分别为：

（1）

（2）

（3）

其中， m和n分别为微图像阵列与点光源阵列在水平和垂直方向上单元的数目。

附图说明

附图1为本发明的集成成像3D显示的示意图

附图2为本发明的集成成像3D显示的水平观看视角的示意图

附图3为本发明的集成成像3D显示的垂直观看视角的示意图

上述附图中的图示标号为：

1. 点光源阵列，2. 显示屏，3. 偏振阵列I，4. 偏振阵列II，5. 3D图像，6. 微图像阵列。

应该理解上述附图只是示意性的，并没有按比例绘制。

具体实施方式