[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

说明书

本发明公开了基于阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅的高分辨率3D显示装置，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；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。

技术领域

本发明涉及3D显示，更具体地说，本发明涉及基于阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅的高分辨率3D显示装置。

背景技术

集成成像将3D场景的信息记录到感光胶片，利用光路可逆原理，再将感光胶片上的信息投射到成像空间，从而重建3D场景。与其他3D显示相比，集成成像3D显示具有连续观看视点、无需助视设备和相干光等优点。现有技术方案采用阶梯渐变节距针孔阵列减小节距变化次数，从而降低传统渐变节距针孔阵列的制造难度和成本。阶梯渐变节距针孔阵列中同一列针孔的水平节距均相同；阶梯渐变节距针孔阵列中针孔的垂直节距均相同；位于阶梯渐变节距针孔阵列中间的连续多列针孔的水平节距相同；阶梯渐变节距针孔阵列的水平节距从中心到左右两边逐渐增大。基于阶梯渐变节距针孔阵列的集成成像3D显示具有观看视角较宽等优点。但是，上述技术方案仍然存在分辨率不足的问题。

发明内容

本发明提出了基于阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅的高分辨率3D显示装置，如附图1所示，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，如附图2所示；阶梯渐变孔径偏振狭缝光栅II带有透光狭缝II，如附图3所示；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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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