[发明专利]基于点光源和偏振阵列的高亮度集成成像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高亮度集成成像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。在点光源阵列中，任意一列的点光源的水平宽度相同，任意一行的点光源的垂直宽度相同，且点光源阵列中点光源的宽度从中心到边缘逐渐增大；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；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，从而消除水平和垂直方向上相邻图像元的串扰。

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高亮度集成成像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。集成成像3D显示存在亮度较低等缺点。此外，水平和垂直方向上相邻图像元的串扰也是限制集成成像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高亮度集成成像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。如附图2和3所示，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，从而消除水平和垂直方向上相邻图像元的串扰。

在点光源阵列中，任意一列的点光源的水平宽度相同，任意一行的点光源的垂直宽度相同，且点光源阵列中点光源的宽度从中心到边缘逐渐增大。微图像阵列与点光源阵列均包含m×n个单元，其中，水平方向上m个单元，垂直方向上n个单元，点光源与图像元的节距均为p，观看距离为l，点光源阵列与显示屏的间距为g，位于点光源阵列中心位置的点光源的水平和垂直宽度均为w，则点光源阵列上第i列点光源的水平宽度H_i和第j行点光源的垂直宽度V_j分别由下式计算得到：

（1）

（2）

其中i是小于或等于m的正整数,j是小于或等于n的正整数。

集成成像3D显示的水平观看视角θ₁、垂直观看视角θ₂和亮度c分别为：