[实用新型]基于障壁阵列的3D显示装置

说明书

本实用新型公开了基于障壁阵列的3D显示装置，包括背光源、矩形针孔阵列、障壁阵列和显示屏；矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值等于矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值；矩形图像元的水平节距小于其对应矩形针孔的水平节距，矩形图像元的垂直节距小于其对应矩形针孔的垂直节距；障壁阵列中的障壁设置在矩形图像元阵列中水平方向上相邻的两个矩形图像元之间，用于分隔水平方向上相邻的矩形图像元，背光源发出的光线经过每个矩形针孔照明与其对应的矩形图像元成像，且不能照明与其对应的矩形图像元水平方向上相邻的矩形图像元。

技术领域

本实用新型涉及3D显示，更具体地说，本实用新型涉及基于障壁阵列的3D显示装置。

背景技术

与其他3D显示相比，如眼镜式助视3D显示、头盔式助视3D显示、光栅3D显示、体3D显示和全息3D显示等，集成成像3D显示具有连续视点、适合多人观看、无需助视设备和相干光源、结构简单和成本低廉等优点。但是，在传统的集成成像3D显示中，图像元和针孔均为正方形，即图像元和针孔的水平节距均等于垂直节距。显示器的水平宽度与垂直宽度不相等，因此传统的集成成像3D显示存在分辨率不均匀的问题。集成成像3D显示的分辨率是2D显示分辨率的几十分之一。因此，分辨率不均匀加深了低分辨率导致的观看体验不佳的问题。此外，还存在水平观看视角小于垂直观看视角、水平和垂直观看视角与水平和垂直方向上针孔的个数成反比以及水平观看视角与针孔的孔径宽度成反比的问题。

发明内容

本实用新型提出基于障壁阵列的3D显示装置，如附图1和2所示，其特征在于，包括背光源、矩形针孔阵列、障壁阵列和显示屏；显示屏用于显示矩形图像元阵列；矩形针孔阵列与背光源紧密贴合，且位于背光源与障壁阵列之间；障壁阵列垂直放置在显示屏和矩形针孔阵列之间；背光源、矩形针孔阵列、显示屏的水平和垂直中轴线均对应对齐；背光源的水平宽度等于矩形针孔阵列的水平宽度；背光源的垂直宽度等于矩形针孔阵列的垂直宽度；矩形针孔阵列的水平宽度大于显示屏的水平宽度；矩形针孔阵列的垂直宽度大于显示屏的垂直宽度，且矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值等于显示屏的水平宽度与垂直宽度的比值；如附图3所示，在矩形针孔阵列中，所有矩形针孔的水平节距均相同，所有矩形针孔的垂直节距均相同，水平方向上矩形针孔的数目等于垂直方向上矩形针孔的数目，矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值等于矩形针孔阵列的水平宽度与垂直宽度的比值；在矩形针孔阵列中，所有矩形针孔的孔径宽度均相同；如附图4所示，矩形图像元阵列由一系列尺寸相同的矩形图像元紧密排列组成，矩形图像元的水平节距小于其对应矩形针孔的水平节距，矩形图像元的垂直节距小于其对应矩形针孔的垂直节距；矩形图像元的水平节距与垂直节距的比值等于显示屏的水平宽度与垂直宽度的比值；矩形图像元的水平节距p为：

（1）

其中，a是矩形针孔的水平节距，l是观看距离，g是显示屏与矩形针孔阵列的间距；障壁阵列中的障壁设置在矩形图像元阵列中水平方向上相邻的两个矩形图像元之间，用于分隔水平方向上相邻的矩形图像元，背光源发出的光线经过每个矩形针孔照明与其对应的矩形图像元成像，且不能照明与其对应的矩形图像元水平方向上相邻的矩形图像元；集成成像3D显示的水平观看视角θ₁、垂直观看视角θ₂、水平分辨率R₁、垂直分辨率R₂分别为：

（2）

（3）

（4）

（5）