基于针孔阵列和微透镜阵列的集成成像3D显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于针孔阵列和微透镜阵列的集成成像3D显示装置，包括显示屏、针孔阵列和微透镜阵列；在针孔阵列中，所有针孔的水平节距均相同，所有针孔的垂直节距均相同，所有针孔的水平孔径宽度均相同，所有针孔的垂直孔径宽度均相同，且针孔的水平节距和垂直节距的比值与水平孔径宽度和垂直孔径宽度的比值的乘积等于针孔阵列的水平宽度和垂直宽度的比值；每个图像元均通过对应的针孔和对应的多个微透镜重建出多个3D图像，并在观看区域合并成一个均匀分辨率的3D图像。

Integrated imaging 3D display device based on pinhole array and microlens array

The invention discloses an integrated imaging 3D display device based on pinhole array and microlens array, including a display screen, pinhole array and microlens array; in the pinhole array, the horizontal pitch of all pinholes is the same, the vertical pitch of all pinholes is the same, the horizontal aperture width of all pinholes is the same, the vertical aperture width of all pinholes is the same, and the horizontal pitch of pinholes The product of the ratio of the distance to the vertical pitch and the ratio of the width of the horizontal aperture to the width of the vertical aperture is equal to the ratio of the horizontal width to the vertical width of the pinhole array; each image element can reconstruct multiple 3D images through the corresponding pinhole and the corresponding multiple microlenses, and merge them into a uniform resolution 3D image in the viewing area.

【技术实现步骤摘要】
基于针孔阵列和微透镜阵列的集成成像3D显示装置
本专利技术涉及3D显示，更具体地说，本专利技术涉及基于针孔阵列和微透镜阵列的集成成像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。但是，3D分辨率不足的瓶颈问题严重影响了观看者的体验，从而制约了集成成像3D显示的广泛应用。此外，在传统的集成成像3D显示中，微图像阵列中的图像元均为正方形，即图像元的水平节距等于垂直节距。对于电视和显示器而言，电视和显示器的水平宽度与垂直宽度之比为16:9、16:10或者4:3。即，水平方向上图像元的数目与垂直方向上图像元的数目之比为16:9、16:10或者4:3。其缺点在于：（1）水平观看视角小于垂直观看视角；（2）由于3D图像的3D像素总量不高，因此水平方向上的3D像素过少，从而影响了观看效果。对于手机而言，手机的水平宽度与垂直宽度之比为9:16、10:16或者3:4。即，水平方向上图像元的数目与垂直方向上图像元的数目之比为9:16、10:16或者3:4。其缺点在于：（1）由于3D图像的3D像素总量不高，因此垂直方向上的3D像素过少，从而影响了观看效果。
技术实现思路
本专利技术提出了基于针孔阵列和微透镜阵列的集成成像3D显示装置，如附图1和2所示，其特征在于，包括显示屏、针孔阵列和微透镜阵列；针孔阵列和微透镜阵列紧密贴合；针孔阵列和微透镜阵列平行放置在显示屏前方，且对应对齐；显示屏用于显示微图像阵列；如附图3所示，在针孔阵列中，所有针孔的水平节距均相同，所有针孔的垂直节距均相同，所有针孔的水平孔径宽度均相同，所有针孔的垂直孔径宽度均相同，且针孔的水平节距和垂直节距的比值与水平孔径宽度和垂直孔径宽度的比值的乘积等于针孔阵列的水平宽度和垂直宽度的比值；如附图4所示，微图像阵列由一系列尺寸相同的图像元紧密排列组成，图像元的水平节距与其对应针孔的水平节距相同，图像元的垂直节距与其对应针孔的垂直节距相同；每个图像元均通过对应的针孔和对应的多个微透镜重建出多个3D图像，并在观看区域合并成一个均匀分辨率的3D图像。优选的，显示屏、针孔阵列和微透镜阵列的水平宽度均相同；显示屏、针孔阵列和微透镜阵列的垂直宽度均相同；显示屏位于微透镜阵列的焦平面。优选的，针孔的水平节距和垂直节距均是微透镜的节距的倍数；针孔的水平孔径宽度和垂直孔径宽度均是微透镜的节距的倍数。优选的，集成成像3D显示的水平分辨率R1、垂直分辨率R2为：（1）其中，p是微透镜的节距，w是针孔的水平孔径宽度，m是水平方向上图像元的数目。优选的，针孔的水平节距与垂直节距的比值等于针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值；针孔的水平孔径宽度等于垂直孔径宽度。优选的，集成成像3D显示的水平观看视角θ1、垂直观看视角θ2分别为：（2）（3）其中，q是针孔的水平节距，p是微透镜的节距，w是针孔的水平孔径宽度，m是水平方向上图像元的数目，l是观看距离，f是微透镜的焦距，a是针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值。附图说明附图1为本专利技术的集成成像3D显示的结构和水平方向参数图附图2为本专利技术的集成成像3D显示的结构和垂直方向参数图附图3为本专利技术的针孔阵列示意图附图4为本专利技术的微图像阵列示意图上述附图中的图示标号为：1.显示屏，2.针孔阵列，3.微透镜阵列，4.图像元。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针孔阵列和微透镜阵列的集成成像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针孔阵列和微透镜阵列的集成成像3D显示装置，如附图1和2所示，其特征在于，包括显示屏、针孔阵列和微透镜阵列；针孔阵列和微透镜阵列紧密贴合；针孔阵列和微透镜阵列平行放置在显示屏前方，且对应对齐；显示屏用于显示微图像阵列；如附图3所示，在针孔阵列中，所有针孔的水平节距均相同，所有针孔的垂直节距均相同，所有针孔的水平孔径宽度均相同，所有针孔的垂直孔径宽度均相同，且针孔的水平节距和垂直节距的比值与水平孔径宽度和垂直孔径宽度的比值的乘积等于针孔阵列的水平宽度和垂直宽度的比值；如附图4所示，微图像阵列由一系列尺寸相同的图像元紧密排列组成，图像元的水平节距与其对应针孔的水平节距相同，图像元的垂直节距与其对应针孔的垂直节距相同；每个图像元均通过对应的针孔和对应的多个微透镜重建出多个3D图像，并在观看区域合并成一个均匀分辨率的3D图像。优选的，显示屏、针孔阵列和微透镜阵列的水平宽度均相同；显示屏、针孔阵列和微透镜阵列的垂直宽度均相同；显示屏位于微透镜阵列的焦平面。优选的，针孔的水平节距和垂直节距均是微透镜的节距的倍数；针孔的水平孔径宽度和垂直孔径宽度均是微透镜的节距的倍数。优选的，集成成像3D显示的水平分辨率R1、垂直分辨率R2为：（1）其中，p是微透镜的节距，w是针孔的水平孔径宽度，m是水平方向上图像元的数目。优选的，针孔的水平节距与垂直节距的比值等于针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值；针孔的水平孔径宽度等于垂直孔径宽度。优选的，集成成像3D显示的水平观看视角θ1、垂直观看视角θ2分别为：（2）（3）其中，q是针孔的水平节距，p是微透镜的节距，w是针孔的水平孔径宽度，m是水平方向上图像元的数目，l是观看距离，f是微透镜的焦距，a是针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的比值。针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值为4:3，水平方向上图像元的数目为40，针孔的水平节距为8mm，针孔的水平孔径宽度为3mm，微透镜的节距为1mm，微透镜的焦距为5mm，观看距离为1000mm，则由式（1）、（2）和（3）计算得到集成成像3D显示的水平分辨率为120，垂直分辨率为120，水平观看视角为48°，垂直观看视角为32°。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于针孔阵列和微透镜阵列的集成成像3D显示装置，其特征在于，包括显示屏、针孔阵列和微透镜阵列；针孔阵列和微透镜阵列紧密贴合；针孔阵列和微透镜阵列平行放置在显示屏前方，且对应对齐；显示屏用于显示微图像阵列；在针孔阵列中，所有针孔的水平节距均相同，所有针孔的垂直节距均相同，所有针孔的水平孔径宽度均相同，所有针孔的垂直孔径宽度均相同，且针孔的水平节距和垂直节距的比值与水平孔径宽度和垂直孔径宽度的比值的乘积等于针孔阵列的水平宽度和垂直宽度的比值；微图像阵列由一系列尺寸相同的图像元紧密排列组成，图像元的水平节距与其对应针孔的水平节距相同，图像元的垂直节距与其对应针孔的垂直节距相同；每个图像元均通过对应的针孔和对应的多个微透镜重建出多个3D图像，并在观看区域合并成一个均匀分辨率的3D图像。/n

【技术特征摘要】
1.基于针孔阵列和微透镜阵列的集成成像3D显示装置，其特征在于，包括显示屏、针孔阵列和微透镜阵列；针孔阵列和微透镜阵列紧密贴合；针孔阵列和微透镜阵列平行放置在显示屏前方，且对应对齐；显示屏用于显示微图像阵列；在针孔阵列中，所有针孔的水平节距均相同，所有针孔的垂直节距均相同，所有针孔的水平孔径宽度均相同，所有针孔的垂直孔径宽度均相同，且针孔的水平节距和垂直节距的比值与水平孔径宽度和垂直孔径宽度的比值的乘积等于针孔阵列的水平宽度和垂直宽度的比值；微图像阵列由一系列尺寸相同的图像元紧密排列组成，图像元的水平节距与其对应针孔的水平节距相同，图像元的垂直节距与其对应针孔的垂直节距相同；每个图像元均通过对应的针孔和对应的多个微透镜重建出多个3D图像，并在观看区域合并成一个均匀分辨率的3D图像。


2.根据权利要求1所述的基于针孔阵列和微透镜阵列的集成成像3D显示装置，其特征在于，显示屏、针孔阵列和微透镜阵列的水平宽度均相同；显示屏、针孔阵列和微透镜阵列的垂直宽度均相同；显示屏位于微透镜阵列的焦平面。


3.根据权利要求1所述的基于针孔阵列和微透镜阵列的集成成像...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴非，
申请(专利权)人：成都工业学院，
类型：发明
国别省市：四川;51