一種寬視角集成成像3d顯示裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及集成成像3D顯示，更具體地說，本發明涉及一種寬視角集成成像3D顯 示裝置。
【背景技術】
[0002] 集成成像3D顯示裝置利用了光路可逆原理，通過針孔陣列或者微透鏡陣列將3D 場景的立體信息記錄到圖像記錄設備上，生成微圖像陣列，然后把該微圖像陣列顯示于2D 顯示屏上，透過針孔陣列或者微透鏡陣列重建出原3D場景的立體圖像。與基于微透鏡陣列 的集成成像3D顯示裝置相比，基于針孔陣列的集成成像3D顯示裝置具有成本低、重量小、 器件厚度薄和節距不受制作工藝限制等優點。
[0003] 如圖1所示，在傳統的基于偏振光柵的無串擾集成成像3D顯示裝置中，第一偏振 光柵使得通過它的光變為具有不同偏振方向的線偏振光，而第二偏振光柵對線偏振光具有 調制作用，使得2D顯示屏上的每個圖像元透過該圖像元對應的針孔重建出3D場景，且其他 列的圖像元不能透過該針孔，從而實現了基于偏振光柵的無串擾集成成像3D顯示。在觀看 距離1處，該3D顯示裝置的水平觀看視角Θ為：
[0004] 其中，w為針孔的水平孔徑寬度，p為圖像元的水平寬度，g為2D顯示屏與針孔陣 列的距離，m為微圖像陣列水平方向上的圖像元的數目。但是，該3D顯示裝置仍然存在觀 看視角較窄等缺點。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于克服現有3D顯示裝置仍然存在觀看視角較窄的問題，提供一 種有著更寬的集成成像3D顯示視角的寬視角集成成像3D顯示裝置。
[0006] 為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案： 一種寬視角集成成像3D顯示裝置，包括：用于顯示微圖像陣列的2D顯示屏、漸變孔徑 針孔陣列、第一偏振光柵和第二偏振光柵； 所述第一偏振光柵與2D顯示屏貼合，第二偏振光柵與漸變孔徑針孔陣列貼合；所述第 一偏振光柵由一系列相同尺寸的柵線單元在水平方向上排列組成，每個柵線單元只具有一 種偏振方向，任意相鄰的兩個柵線單元的偏振方向正交；第一偏振光柵中柵線單元的數目 與微圖像陣列水平方向上圖像元的數目相等，第一偏振光柵中柵線單元的水平寬度與微圖 像陣列中圖像元的水平寬度相等； 所述第二偏振光柵由一系列相同尺寸的柵線單元在水平方向上排列組成，每個柵線單 元只具有一種偏振方向，任意相鄰的兩個柵線單元的偏振方向正交；第二偏振光柵中柵線 單元的數目與漸變孔徑針孔陣列水平方向上針孔的數目相等，第二偏振光柵中柵線單元的 水平寬度與漸變孔徑針孔陣列中針孔的水平寬度相等； 在所述漸變孔徑針孔陣列中，任意一列的針孔的水平節距相同，且漸變孔徑針孔陣列 中針孔的水平孔徑寬度從中間到兩邊逐漸增大；微圖像陣列中的圖像元通過漸變孔徑針孔 陣列中的針孔重建3D視區的水平寬度從中間到兩邊逐漸增大。
[0007] 優選的，每一個圖像元對應的第一偏振光柵中柵線單元的偏振方向與該圖像元對 應的針孔對應的第二偏振光柵中柵線單元的偏振方向相同，第一偏振光柵使得通過它的光 變為具有不同偏振方向的偏振光，第二偏振光柵對偏振光具有調制作用，使得微圖像陣列 中每個圖像元透過該圖像元對應的針孔重建出正常3D圖像，且水平方向上與該圖像元相 鄰的圖像元發出的光線不能透過該針孔。
[0008] 優選的，所述漸變孔徑針孔陣列中第i列針孔的水平孔徑寬度Wi為：
其中，w為位于中心位置的針孔的水平孔徑寬度，p為圖像元的水平寬度，g為2D顯示 屏與漸變孔徑針孔陣列的距離，m為微圖像陣列水平方向上圖像元的數目，1為觀看距離，i 是小于或等于m的正整數。
[0009] 優選的，所述3D顯示裝置的水平觀看視角Θ為：
其中，w為位于中心位置的針孔的水平孔徑寬度，p為圖像元的水平寬度，g為2D顯示 屏與漸變孔徑針孔陣列的距離，m為微圖像陣列水平方向上圖像元的數目。
[0010] 優選的，所述微圖像陣列與漸變孔徑針孔陣列均包含30X20個單元，其中，水平 方向上30個單元，垂直方向上20個單元，2D顯示屏與漸變孔徑針孔陣列的間距為g = 5mm， 圖像元的水平寬度為P = 4. 25mm，位于中心位置的針孔的水平孔徑寬度為w = 0. 075mm，觀 看距離I = 500mm，則第1~30列針孔的水平孔徑寬度分別為0. 25mm、0. 2375mm、0. 225mm、 0· 2125mm、0. 2mm、0. 1875mm、0. 175mm、0. 1625mm、0. 15mm、0. 1375mm、0. 125mm、0. 1125mm、 0. lmm、0. 0875mm、0. 075mm、0. 075mm、0. 0875mm、0. lmm、0. 1125mm、0. 125mm、0. 1375mm、 0· 15mm、0. 1625mm、0. 175mm、0. 1875mm、0. 2mm、0. 2125mm、0. 225mm、0. 2375mm、0. 25mm，集成 成像3D顯示裝置的水平觀看視角Θ為54°。
[0011] 與現有技術相比，本發明的有益效果：提供了一種寬視角集成成像3D顯示裝置， 其漸變孔徑針孔陣列中任意一列的針孔的水平節距相同，且漸變孔徑針孔陣列中針孔的水 平孔徑寬度從中間到兩邊逐漸增大，使得微圖像陣列中的圖像元通過漸變孔徑針孔陣列中 的針孔重建3D視區的水平寬度從中間到兩邊逐漸增大，從而增大所有圖像元重建3D視區 的公共區域的水平寬度，實現了比現有技術中的基于偏振光柵的無串擾集成成像3D顯示 裝置有著更寬的集成成像3D顯示視角。
【附圖說明】
[0013] 圖1為現有的基于漸變孔徑針孔陣列的集成成像3D顯示中水平方向上相鄰圖像 元串擾示意圖
[0014] 圖2為本發明的集成成像3D顯示裝置的結構示意圖。
[0015] 圖3為本發明的漸變孔徑針孔陣列的結構示意圖。
[0016] 圖4為本發明的集成成像3D顯示裝置的水平觀看視角示意圖。
[0017] 圖中標記：1_2D顯示屏，2-針孔陣列，3-圖像元，4-第一偏振光柵，5-第二偏振光 柵，6-漸變孔徑針孔陣列。
[0018] 應該理解上述附圖只是示意性的，并沒有按比例繪制。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合試驗例及【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解 為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本
【發明內容】
所實現的技術均屬于本 發明的范圍。 實施例1
[0020] 本發明提供的一種寬視角集成成像3D顯示裝置，增大了所有圖像元重建3D視區 的公共區域的水平寬度，實現了寬視角集成成像3D顯示。
[0021] 而參看圖1所示的傳統的基于偏振光柵的無串擾集成成像3D顯示裝置，其中第一 偏振光柵4使得通過它的光變為具有不同偏振方向的偏振光，而第二偏振光柵對偏振光具 有調制作用，使得2D顯示屏1上的每個圖像元3透過該圖像元對應的針孔重建出3D場景， 且其他列的圖像元不能透過該針孔，從而實現了基于偏振光柵的無串擾集成成像3D顯示。
[0022] 在觀看距離1處，該3D顯示裝置的水平觀看視角Θ為：
其中，w為針孔的水平孔徑寬度，p為圖像元3的水平寬度，g為2D顯示屏1與針孔陣 列2的距離，m為微圖像陣列水平方向上的圖像元的數目。但是，該3D顯示裝置仍然存在 觀看視角較窄等缺點。
[0023] 本實施例所示出的一種寬視角集成成像3D顯示裝置，參看圖2,包括：用于顯示微 圖像陣列的2D顯示屏1，漸變孔徑針孔陣列6,第一偏振光柵5和第二偏振光柵5。第一偏 振光柵4與2D顯示屏1緊密貼合，第二偏振光柵5與漸變孔徑針孔陣列6緊密貼合。
[0024] 第一偏振光柵4由一系列相同尺寸的柵線單元在水平方向上緊密排列組成，每個 柵線單元只具有一種偏振方向，任意相鄰的兩個