[发明专利]基于阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅的高分辨率3D显示装置

权利要求书

1.基于阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅的高分辨率3D显示装置，其特征在于，包括显示屏、阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅I和阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅II；显示屏、阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅I和阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅II依次平行放置；显示屏用于显示阶梯渐变节距图像元阵列；位于阶梯渐变节距图像元阵列中间的连续多个图像元的节距均相同；阶梯渐变节距图像元阵列中图像元的节距从中间到两边阶梯式增大；阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅I与阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅II的偏振方向正交；阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅I带有透光狭缝I；阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅II带有透光狭缝II；与同一个图像元对应的透光狭缝II位于与该图像元对应的相邻透光狭缝I之间，与同一个图像元对应的相邻透光狭缝I之间有且仅有一个透光狭缝II；与同一个图像元对应的相邻透光狭缝I的间隔宽度大于位于该相邻透光狭缝I之间的透光狭缝II的孔径宽度；每个图像元发出的一部分光线经过阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅I，且被阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅I调制成具有相同偏振方向的偏振光I，偏振光I通过与该图像元对应的透光狭缝II投射到成像空间，重建3D图像；每个图像元发出的一部分光线通过与该图像元对应的透光狭缝I，经过阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅II投射到成像空间，重建3D图像；重建的3D图像在观看区域合并成一个高分辨率和宽视角的3D图像。

2.根据权利要求1所述的基于阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅的高分辨率3D显示装置，其特征在于，与单个图像元对应的透光狭缝I的数目均相同，与单个图像元对应的透光狭缝II的数目均相同。

3.根据权利要求2所述的基于阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅的高分辨率3D显示装置，其特征在于，与同一个图像元对应的多个透光狭缝I以该图像元的中心为中心对称排列；位于相邻透光狭缝I之间的透光狭缝II的中心与该相邻透光狭缝I的间隔的中心对应对齐。

4.根据权利要求3所述的基于阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅的高分辨率3D显示装置，其特征在于，与同一个图像元对应的透光狭缝I的孔径宽度均相同，与同一个图像元对应的透光狭缝II的孔径宽度均相同；与同一个图像元对应的相邻透光狭缝I的间隔宽度均相同。

5.根据权利要求4所述的基于阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅的高分辨率3D显示装置，其特征在于，与第i个图像元对应的透光狭缝I的孔径宽度w_i、与第i个图像元对应的相邻透光狭缝I的间隔宽度a_i、与第i个图像元对应的透光狭缝II的孔径宽度v_i满足下式

其中，p_i是第i个图像元的节距，n是单个图像元对应的透光狭缝I的数目，g是显示屏与阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅I的间距，d是阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅I与阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅II的间距，s是阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅I的厚度，t是阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅II的厚度。