[实用新型]高光学效率和均匀分辨率的3D显示装置

说明书

本实用新型公开了高光学效率和均匀分辨率的3D显示装置，包括显示屏、偏振阵列I、偏振阵列II和渐变孔径矩形针孔阵列；在渐变孔径矩形针孔阵列中，任意一列的矩形针孔的水平孔径宽度相同，任意一行的矩形针孔的垂直孔径宽度相同，矩形针孔的水平孔径宽度从中间到左右逐渐增大，矩形针孔的垂直孔径宽度从中间到上下逐渐减小；每个矩形图像元的光线通过偏振阵列I中与其对应的偏振单元和偏振阵列II中与其对应的偏振单元以及渐变孔径矩形针孔阵列中与其对应的矩形针孔成像，且不能通过与其对应的矩形针孔水平方向上相邻的矩形针孔成像。

技术领域

本实用新型涉及3D显示，更具体地说，本实用新型涉及高光学效率和均匀分辨率的3D显示装置。

背景技术

与其他3D显示相比，如眼镜式助视3D显示、头盔式助视3D显示、光栅3D显示、体3D显示和全息3D显示等，集成成像3D显示具有连续视点、适合多人观看、无需助视设备和相干光源、结构简单和成本低廉等优点。但是，在传统的集成成像3D显示中，图像元和针孔均为正方形，即图像元和针孔的水平节距均等于垂直节距。显示器的水平宽度与垂直宽度不相等，因此传统的集成成像3D显示存在分辨率不均匀的问题。集成成像3D显示的分辨率是2D显示分辨率的几十分之一。因此，分辨率不均匀加深了低分辨率导致的观看体验不佳的问题。此外，传统的集成成像3D显示仍然存在水平观看视角小于垂直观看视角以及水平观看视角与孔径宽度成反比的问题。

发明内容

本实用新型提出高光学效率和均匀分辨率的3D显示装置，如附图1和2所示，其特征在于，包括显示屏、偏振光栅I、偏振光栅II和渐变孔径矩形针孔阵列；显示屏用于显示矩形图像元阵列；显示屏、偏振光栅I、偏振光栅II和渐变孔径矩形针孔阵列平行放置；偏振光栅I与显示屏紧密贴合，且位于偏振光栅II和显示屏之间；偏振光栅II与渐变孔径矩形针孔阵列紧密贴合，且位于渐变孔径矩形针孔阵列和偏振光栅I之间；显示屏、偏振光栅I、偏振光栅II和渐变孔径矩形针孔阵列的中心均对应对齐；显示屏、偏振光栅I、偏振光栅II和渐变孔径矩形针孔阵列的水平宽度均相同，显示屏、偏振光栅I、偏振光栅II和渐变孔径矩形针孔阵列的垂直宽度均相同；如附图3所示，在渐变孔径矩形针孔阵列中，任意一列的矩形针孔的水平孔径宽度相同，任意一行的矩形针孔的垂直孔径宽度相同，矩形针孔的水平孔径宽度从中间到左右逐渐增大，矩形针孔的垂直孔径宽度从中间到上下逐渐减小；渐变孔径矩形针孔阵列水平方向上矩形针孔的数目等于垂直方向上矩形针孔的数目；矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值等于渐变孔径矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值；渐变孔径矩形针孔阵列中第i列矩形针孔的水平孔径宽度H_i和第j行矩形针孔的垂直孔径宽度V_j分别由下式计算得到：

（1）

（2）