[发明专利]高成像效率和宽视角的3D显示装置

权利要求书

1.高成像效率和宽视角的3D显示装置，其特征在于，包括显示屏和阶梯渐变复合狭缝光栅；阶梯渐变复合狭缝光栅平行放置在显示屏前方，且对应对齐；显示屏用于显示阶梯渐变节距图像元阵列；阶梯渐变复合狭缝光栅包括遮光材料和偏振透光狭缝；位于阶梯渐变复合狭缝光栅中间的连续多个偏振透光狭缝的节距均相同；阶梯渐变复合狭缝光栅中偏振透光狭缝的节距从中间到两边阶梯式增大；第i个偏振透光狭缝的节距p_i与第i+n个偏振透光狭缝的节距p_i+n满足下式

其中，n是位于阶梯渐变复合狭缝光栅中间的节距相同的连续多个偏振透光狭缝的数目，m是偏振透光狭缝的数目，l是观看距离，g是显示屏与阶梯渐变复合狭缝光栅的间距，a是单个偏振透光狭缝中偏振单元I与偏振单元II的数目之和，t是阶梯渐变复合狭缝光栅的厚度；偏振透光狭缝包括偏振单元I和偏振单元II；偏振透光狭缝中的偏振单元I与偏振单元II交替紧密排列；偏振单元I与偏振单元II的偏振方向正交；遮光材料阻挡光线通过；偏振单元I将经过该偏振单元I的光线调制为具有相同偏振方向的偏振光I；偏振光I不能通过遮光材料和偏振单元II；偏振单元II将经过该偏振单元II的光线调制为具有相同偏振方向的偏振光II；偏振光II不能通过遮光材料和偏振单元I；阶梯渐变节距图像元阵列中的图像元与阶梯渐变复合狭缝光栅中的偏振透光狭缝一一对应；图像元的中心与对应偏振透光狭缝的中心对应对齐；图像元的节距与对应偏振透光狭缝的节距相同；单个偏振透光狭缝中偏振单元I与偏振单元II的数目之和均相同；同一个偏振透光狭缝中的偏振单元I与偏振单元II的宽度均相同；第i个偏振透光狭缝中的偏振单元I的宽度w_i满足下式

每个图像元发出的一部分光线经过与该图像元对应的偏振单元I投射到成像空间；每个图像元发出的一部分光线经过与该图像元对应的偏振单元II投射到成像空间；在观看区域形成一个高成像效率和宽视角3D图像。

2.根据权利要求1所述的高成像效率和宽视角的3D显示装置，其特征在于，3D显示装置的成像效率k为

其中，g是显示屏与阶梯渐变复合狭缝光栅的间距，t是阶梯渐变复合狭缝光栅的厚度，a是单个偏振透光狭缝中偏振单元I与偏振单元II的数目之和。

3.根据权利要求2所述的高成像效率和宽视角的3D显示装置，其特征在于，3D显示装置的观看视角θ为

其中，是第个偏振透光狭缝的节距，n是位于阶梯渐变复合狭缝光栅中间的节距相同的连续多个偏振透光狭缝的数目，m是偏振透光狭缝的数目，l是观看距离，g是显示屏与阶梯渐变复合狭缝光栅的间距，t是阶梯渐变复合狭缝光栅的厚度，a是单个偏振透光狭缝中偏振单元I与偏振单元II的数目之和。