[发明专利]集成成像三维立体显示装置及显示系统

说明书

技术领域

本发明涉及液晶技术领域，特别是涉及一种集成成像三维立体显示装置及显示系统。

背景技术

集成成像技术是由M.G.Lippmann在1908年提出的全景三维成像技术，其基本原理是利用针孔阵列或微透镜阵列将空间场景记录到针孔阵列或微透镜阵列后面的胶片上，每个针孔或微透镜对应其背后胶片上的一个图像元，每个图像元记录了空间场景中的一部分信息，所有图像元集成起来组成的图像元阵列就记录了整个空间场景的三维信息。根据光路可逆原理，若在图像元阵列前面放置与记录时同样的针孔阵列或微透镜阵列，就可以在针孔阵列或微透镜阵列前重构起原始的三维空间场景。

请参照图1和图2，图1为现有的集成成像三维立体显示系统的结构示意图，图2为现有的集成成像三维立体显示装置的一个显示单元的结构示意图。该集成成像三维立体显示系统10包括集成成像三维立体采集装置11和集成成像三维立体显示装置12，该集成成像三维立体采集装置11包括图像采集传感器111以及采集针孔阵列112，图像采集传感器111包括用于采集不同角度的三维场景的信息的多个采集单元113，采集针孔阵列112用于将三维场景的三维图像转化为不同角度的三维场景的信息。集成成像三维立体显示装置12包括二维液晶显示屏121和显示针孔阵列122，二维液晶显示屏121包括用于显示不同角度的三维场景的信息的多个显示元素图像123，显示针孔阵列122用于将相应的显示元素图像123显示的三维场景的信息合成为三维场景的三维图像。

图像采集传感器111的采集单元113和采集针孔阵列112的针孔114一一对应，图像采集传感器111的采集单元113和二维液晶显示屏121的显示元素图像123一一对应，二维液晶显示屏121的显示元素图像123与显示针孔阵列122的针孔124一一对应。图2中的一个显示单元包括显示针孔阵列122的一针孔124以及相应的显示元素图像123。集成成像三维立体显示装置12的观看视角如图2中的θ_a中所示。

基于针孔阵列的集成成像三维立体显示装置相比基于微透镜阵列的集成成像三维立体显示装置具有成本低、重量小、器件厚度薄和节距不受制作工艺限制等优点。但是基于针孔阵列的集成成像三维立体显示装置的亮度明显小于基于微透镜阵列的集成成像三维立体显示装置，若单纯的增大针孔阵列的孔径宽度来增大立体图像的亮度，观看视角则会随之减小，从而限制了基于针孔阵列的集成成像三维立体显示装置的实际应用。

故，有必要提供一种集成成像三维立体显示装置及显示系统，以解决现有技术所存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高亮度以及宽视角的基于针孔阵列的集成成像三维立体显示装置及集成成像三维立体显示系统，以解决现有的集成成像三维立体显示装置及集成成像三维立体显示系统的亮度较低或视角较窄的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

提供一种集成成像三维立体显示装置，其包括：

二维液晶显示屏，包括：

多个显示元素图像，用于显示不同角度的三维场景的信息；以及

显示针孔阵列，用于将相应的显示元素图像显示的所述三维场景的信息合成为所述三维场景的三维图像；

其中所述显示针孔阵列中的针孔与所述显示元素图像一一对应，所述针孔的截面的入光侧的长度小于所述针孔的截面的出光侧的长度；所述针孔的截面的入光侧靠近所述二维液晶显示屏，所述针孔的截面的出光侧远离所述二维液晶显示屏。

在本发明所述的集成成像三维立体显示装置中，所述针孔的截面为梯形或类梯形。

在本发明所述的集成成像三维立体显示装置中，如所述针孔的截面为梯形，所述梯形的出光侧的长度b满足：

b-a2d≥p+a2g;]]>

其中a为所述梯形的入光侧的长度，d为所述梯形的高度，p为所述显示元素图像的截面长度，g为所述梯形的入光侧与所述显示元素图像的截面的距离。