本发明专利技术提出了基于点光源和偏振阵列的高亮度集成成像3D显示装置，包括点光源阵列，显示屏，偏振阵列I和偏振阵列II。在点光源阵列中，任意一列的点光源的水平宽度相同，任意一行的点光源的垂直宽度相同，且点光源阵列中点光源的宽度从中心到边缘逐渐增大；偏振阵列I中与点光源贴合的偏振单元的偏振方向与偏振阵列II中与该点光源对应的图像元贴合的偏振单元的偏振方向相同；每个点光源只能照明与其对应的图像元，且不能照明与其对应图像元相邻的图像元，从而消除水平和垂直方向上相邻图像元的串扰。
High brightness integrated imaging 3D display device based on point light source and polarization array
A high brightness integrated imaging 3D display device based on a point light source and a polarization array is proposed, including a point light source array, a display screen, a polarization array I and a polarization array II. In a point source array, the horizontal width of a point source in any row is the same, the vertical width of a point source in any row is the same, and the width of the point source in the point source array increases gradually from the center to the edge; the polarization direction of the polarization unit in the polarization array I that fits the point source corresponds to the point source in the polarization array II. Each point light source can only illuminate its corresponding image element, and can not illuminate the image element adjacent to its corresponding image element, thus eliminating the crosstalk between adjacent image elements in horizontal and vertical directions.
【技术实现步骤摘要】
基于点光源和偏振阵列的高亮度集成成像3D显示装置
本专利技术涉及集成成像3D显示，更具体地说，本专利技术涉及基于点光源和偏振阵列的高亮度集成成像3D显示装置。
技术介绍
集成成像3D显示技术是一种无需任何助视设备的真3D显示技术。该技术具有裸眼观看的特点，其记录和显示的过程相对简单，且能显示全视差和全真色彩的立体图像，是目前3D显示的热点技术之一。集成成像3D显示存在亮度较低等缺点。此外，水平和垂直方向上相邻图像元的串扰也是限制集成成像3D显示广泛应用的因素之一。
技术实现思路
本专利技术提出了基于点光源和偏振阵列的高亮度集成成像3D显示装置，如附图1所示，包括点光源阵列，显示屏，偏振阵列I和偏振阵列II。显示屏用于显示微图像阵列。显示屏平行放置在点光源阵列正前方。点光源阵列的中心与显示屏的中心对应对齐。偏振阵列I与点光源阵列紧密贴合，且偏振阵列I的中心与点光源阵列的中心对应对齐。偏振阵列II与显示屏紧密贴合，且偏振阵列II的中心与显示屏的中心对应对齐。偏振阵列I由一系列相同尺寸的偏振单元在水平和垂直方向上紧密排列组成，每个偏振单元只具有一种偏振方向，水平和垂直方向上任意相邻的两个偏振单元的偏振方向正交。偏振阵列II由一系列相同尺寸的偏振单元在水平和垂直方向上紧密排列组成，每个偏振单元只具有一种偏振方向，水平和垂直方向上任意相邻的两个偏振单元的偏振方向正交。偏振阵列I中偏振单元的节距等于点光源的节距；偏振阵列II中偏振单元的节距等于图像元的节距。点光源阵列由多个点光源间隔排列组成，微图像阵列由多个参数相同的图像元紧密排列组成。偏振阵列I中与点光源贴合的偏振单元的偏振方向与偏振阵列II中与该点光源对应的图像元贴合的偏振单元的偏振方向相同。如附图2和3所示，每个点光源只能照明与其对应的图像元，且不能照明与其对应图像元相邻的图像元，从而消除水平和垂直方向上相邻图像元的串扰。在点光源阵列中，任意一列的点光源的水平宽度相同，任意一行的点光源的垂直宽度相同，且点光源阵列中点光源的宽度从中心到边缘逐渐增大。微图像阵列与点光源阵列均包含m×n个单元，其中，水平方向上m个单元，垂直方向上n个单元，点光源与图像元的节距均为p，观看距离为l，点光源阵列与显示屏的间距为g，位于点光源阵列中心位置的点光源的水平和垂直宽度均为w，则点光源阵列上第i列点光源的水平宽度Hi和第j行点光源的垂直宽度Vj分别由下式计算得到：（1）（2）其中i是小于或等于m的正整数,j是小于或等于n的正整数。集成成像3D显示的水平观看视角θ1、垂直观看视角θ2和亮度c分别为：其中，H1为点光源阵列上第1列点光源的水平宽度，V1为点光源阵列上第1行点光源的垂直宽度，B为点光源阵列的亮度。由式（3）、（4）和（5）看出，集成成像3D显示的水平观看视角与点光源阵列中心位置的点光源的水平宽度有关，集成成像3D显示的垂直观看视角与点光源阵列中心位置的点光源的垂直宽度有关，而集成成像3D显示的亮度则与点光源阵列所有点光源的水平宽度和垂直宽度有关，点光源阵列的宽度从中心到边缘逐渐增大，从而在不减小观看视角的前提下提高了亮度。附图说明附图1为本专利技术的集成成像3D显示的示意图附图2为本专利技术的集成成像3D显示的水平观看视角的示意图附图3为本专利技术的集成成像3D显示的垂直观看视角的示意图上述附图中的图示标号为：1.点光源阵列，2.显示屏，3.偏振阵列I，4.偏振阵列II，5.3D图像，6.微图像阵列。应该理解上述附图只是示意性的，并没有按比例绘制。具体实施方式下面详细说明本专利技术的基于点光源和偏振阵列的高亮度集成成像3D显示装置的一个典型实施例，对本专利技术进行进一步的具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于本专利技术做进一步的说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本
技术实现思路
对本专利技术做出一些非本质的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。本专利技术提出了基于点光源和偏振阵列的高亮度集成成像3D显示装置，如附图1所示，包括点光源阵列，显示屏，偏振阵列I和偏振阵列II。显示屏用于显示微图像阵列。显示屏平行放置在点光源阵列正前方。点光源阵列的中心与显示屏的中心对应对齐。偏振阵列I与点光源阵列紧密贴合，且偏振阵列I的中心与点光源阵列的中心对应对齐。偏振阵列II与显示屏紧密贴合，且偏振阵列II的中心与显示屏的中心对应对齐。偏振阵列I由一系列相同尺寸的偏振单元在水平和垂直方向上紧密排列组成，每个偏振单元只具有一种偏振方向，水平和垂直方向上任意相邻的两个偏振单元的偏振方向正交。偏振阵列II由一系列相同尺寸的偏振单元在水平和垂直方向上紧密排列组成，每个偏振单元只具有一种偏振方向，水平和垂直方向上任意相邻的两个偏振单元的偏振方向正交。偏振阵列I中偏振单元的节距等于点光源的节距；偏振阵列II中偏振单元的节距等于图像元的节距。点光源阵列由多个点光源间隔排列组成，微图像阵列由多个参数相同的图像元紧密排列组成。偏振阵列I中与点光源贴合的偏振单元的偏振方向与偏振阵列II中与该点光源对应的图像元贴合的偏振单元的偏振方向相同。如附图2和3所示，每个点光源只能照明与其对应的图像元，且不能照明与其对应图像元相邻的图像元，从而消除水平和垂直方向上相邻图像元的串扰。在点光源阵列中，任意一列的点光源的水平宽度相同，任意一行的点光源的垂直宽度相同，且点光源阵列中点光源的宽度从中心到边缘逐渐增大。微图像阵列与点光源阵列均包含m×n个单元，其中，水平方向上m个单元，垂直方向上n个单元，点光源与图像元的节距均为p，观看距离为l，点光源阵列与显示屏的间距为g，位于点光源阵列中心位置的点光源的水平和垂直宽度均为w，则点光源阵列上第i列点光源的水平宽度Hi和第j行点光源的垂直宽度Vj分别由下式计算得到：（1）（2）其中i是小于或等于m的正整数,j是小于或等于n的正整数。集成成像3D显示的水平观看视角θ1、垂直观看视角θ2和亮度c分别为：其中，H1为点光源阵列上第1列点光源的水平宽度，V1为点光源阵列上第1行点光源的垂直宽度，B为点光源阵列的亮度。由式（3）、（4）和（5）看出，集成成像3D显示的水平观看视角与点光源阵列中心位置的点光源的水平宽度有关，集成成像3D显示的垂直观看视角与点光源阵列中心位置的点光源的垂直宽度有关，而集成成像3D显示的亮度则与点光源阵列所有点光源的水平宽度和垂直宽度有关，点光源阵列的宽度从中心到边缘逐渐增大，从而在不减小观看视角的前提下提高了亮度。微图像阵列与点光源阵列均包含11×11个单元，其中，水平方向上11个单元，垂直方向上11个单元，微图像阵列与点光源阵列的间距为g=10mm，图像元与点光源的节距为p=10mm，观看距离为l=490mm，点光源阵列的亮度为C=300cd/m2。位于点光源阵列中心位置的点光源的水平和垂直宽度均为w=2mm，由式（1）和（2）得到点光源阵列第1~11列点光源的水平宽度分别为4mm、3.6mm、3.2mm、2.8mm、2.4mm、2mm、2.4mm、2.8mm、3.2mm、3.6mm，4mm，点光源阵列第1~11行点光源的垂直宽度分别为4mm、3.6mm、3.2mm、2.8mm、2.4mm、2mm、2.4mm、2.8mm、3.2mm、3.6mm，4mm；由式（本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.本专利技术提出了基于点光源和偏振阵列的高亮度集成成像3D显示装置，包括点光源阵列，显示屏，偏振阵列I和偏振阵列II；显示屏用于显示微图像阵列；显示屏平行放置在点光源阵列正前方；点光源阵列的中心与显示屏的中心对应对齐；偏振阵列I与点光源阵列紧密贴合，且偏振阵列I的中心与点光源阵列的中心对应对齐；偏振阵列II与显示屏紧密贴合，且偏振阵列II的中心与显示屏的中心对应对齐；偏振阵列I由一系列相同尺寸的偏振单元在水平和垂直方向上紧密排列组成，每个偏振单元只具有一种偏振方向，水平和垂直方向上任意相邻的两个偏振单元的偏振方向正交；偏振阵列II由一系列相同尺寸的偏振单元在水平和垂直方向上紧密排列组成，每个偏振单元只具有一种偏振方向，水平和垂直方向上任意相邻的两个偏振单元的偏振方向正交；偏振阵列I中偏振单元的节距等于点光源的节距；偏振阵列II中偏振单元的节距等于图像元的节距；点光源阵列由多个点光源间隔排列组成，微图像阵列由多个参数相同的图像元紧密排列组成；偏振阵列I中与点光源贴合的偏振单元的偏振方向与偏振阵列II中与该点光源对应的图像元贴合的偏振单元的偏振方向相同；每个点光源只能照明与其对应的图像元，且不能照明与其对应图像元相邻的图像元，从而消除水平和垂直方向上相邻图像元的串扰；在点光源阵列中，任意一列的点光源的水平宽度相同，任意一行的点光源的垂直宽度相同，且点光源阵列中点光源的宽度从中心到边缘逐渐增大；微图像阵列与点光源阵列均包含m×n个单元，其中，水平方向上m个单元，垂直方向上n个单元，点光源与图像元的节距均为p，观看距离为l，点光源阵列与显示屏的间距为g，位于点光源阵列中心位置的点光源的水平和垂直宽度均为w，则点光源阵列上第i列点光源的水平宽度Hi和第j行点光源的垂直宽度Vj分别由下式计算得到：...
【技术特征摘要】
1.本发明提出了基于点光源和偏振阵列的高亮度集成成像3D显示装置，包括点光源阵列，显示屏，偏振阵列I和偏振阵列II；显示屏用于显示微图像阵列；显示屏平行放置在点光源阵列正前方；点光源阵列的中心与显示屏的中心对应对齐；偏振阵列I与点光源阵列紧密贴合，且偏振阵列I的中心与点光源阵列的中心对应对齐；偏振阵列II与显示屏紧密贴合，且偏振阵列II的中心与显示屏的中心对应对齐；偏振阵列I由一系列相同尺寸的偏振单元在水平和垂直方向上紧密排列组成，每个偏振单元只具有一种偏振方向，水平和垂直方向上任意相邻的两个偏振单元的偏振方向正交；偏振阵列II由一系列相同尺寸的偏振单元在水平和垂直方向上紧密排列组成，每个偏振单元只具有一种偏振方向，水平和垂直方向上任意相邻的两个偏振单元的偏振方向正交；偏振阵列I中偏振单元的节距等于点光源的节距；偏振阵列II中偏振单元的节距等于图像元的节距；点光源阵列由多个点光源间隔排列组成，微图像阵列由多个参数相同的图像元紧密排列组成；偏振阵列I中与点光源贴...
【专利技术属性】
技术研发人员：高燕，
申请(专利权)人：成都工业学院，
类型：发明
国别省市：四川,51
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