[发明专利]基于渐变孔径针孔阵列的双视3D显示方法

权利要求书

1.基于渐变孔径针孔阵列的双视3D显示方法，该方法通过集成成像显示设备实现双视3D显示；其特征在于，集成成像显示设备包括显示屏，偏振光栅，渐变孔径针孔阵列，偏振眼镜I和偏振眼镜II；显示屏，偏振光栅，渐变孔径针孔阵列依次平行放置，且对应对齐；偏振光栅与显示屏贴合；偏振光栅由光栅单元I和光栅单元II交替排列组成，光栅单元I的偏振方向与光栅单元II的偏振方向正交；位于渐变孔径针孔阵列同一行的针孔的垂直孔径宽度相同；渐变孔径针孔阵列中针孔的垂直孔径宽度从中间到两边逐渐增大；渐变孔径针孔阵列中第i行针孔的垂直孔径宽度V_i由下式计算得到

（1）

其中，p是针孔的节距，u是位于渐变孔径针孔阵列中心的针孔的垂直孔径宽度，n是渐变孔径针孔阵列垂直方向上针孔的数目，l是观看距离，g是显示屏与渐变孔径针孔阵列的间距；显示屏用于显示离散式复合图像元阵列；离散式复合图像元阵列包括多个离散排列的图像元I和图像元II；每个图像元I的中心均与该图像元I对应的针孔的中心对应对齐；多个在水平方向上离散排列的图像元I及其对应的多个在水平方向上连续排列的针孔均与同一个光栅单元I对应对齐；每个图像元II的中心均与该图像元II对应的针孔的中心对应对齐；多个在水平方向上离散排列的图像元II及其对应的多个在水平方向上连续排列的针孔均与同一个光栅单元II对应对齐；与同一个光栅单元I对应的在水平方向上连续排列的针孔的数目等于与同一个光栅单元II对应的在水平方向上连续排列的针孔的数目；光栅单元I和光栅单元II的节距s由下式计算得到

（2）

其中，k是与同一个光栅单元I对应的在水平方向上连续排列的针孔的数目；图像元I的水平宽度等于图像元II的水平宽度；图像元I的垂直宽度等于图像元II的垂直宽度；相邻图像元I的水平间隔宽度、相邻图像元II的水平间隔宽度、相邻图像元I与图像元II的水平间隔宽度均相等；相邻图像元I的垂直间隔宽度、相邻图像元II的垂直间隔宽度均相等；图像元I的水平宽度与相邻图像元I的水平间隔宽度之和等于针孔的节距；图像元I的垂直宽度与相邻图像元I的垂直间隔宽度之和等于针孔的节距；相邻图像元I的水平间隔宽度a和垂直间隔宽度b满足下式：

（3）

（4）

其中，V₂是渐变孔径针孔阵列中第2行针孔的垂直孔径宽度，w是针孔的水平孔径宽度；图像元I通过与其对应的光栅单元I和针孔重建出3D图像I，与该图像元I相邻的图像元I发出的光线不会干扰该图像元I重建的3D图像I；图像元II通过与其对应的光栅单元II和针孔重建出3D图像II，与该图像元II相邻的图像元II发出的光线不会干扰该图像元II重建的3D图像II；偏振眼镜I的偏振方向与光栅单元I的偏振方向相同，偏振眼镜II的偏振方向与光栅单元II的偏振方向相同；通过偏振眼镜I只能看到3D图像I，通过偏振眼镜II只能看到3D图像II。

2.根据权利要求1所述的基于渐变孔径针孔阵列的双视3D显示方法，其特征在于，图像元I的水平宽度q、图像元I的垂直宽度d、相邻图像元I的水平间隔宽度a和相邻图像元I的垂直间隔宽度b分别为：

（5）

（6）

（7）

（8）

其中，p是针孔的节距，l是观看距离，g是显示屏与渐变孔径针孔阵列的间距，V₂是渐变孔径针孔阵列中第2行针孔的垂直孔径宽度，w是针孔的水平孔径宽度；3D图像I的水平观看视角θ₁、3D图像I的垂直观看视角θ₂、3D图像II的水平观看视角θ₃、3D图像II的垂直观看视角θ₄、3D图像I的光学效率φ₁、3D图像II的光学效率φ₂分别为：

（9）

（10）

（11）

其中，V_i是渐变孔径针孔阵列中第i行针孔的垂直孔径宽度，m是渐变孔径针孔阵列水平方向上针孔的数目，n是渐变孔径针孔阵列垂直方向上针孔的数目，q是图像元I的水平宽度，d是图像元I的垂直宽度，k是与同一个光栅单元I对应的在水平方向上连续排列的针孔的数目，t是偏振光栅和偏振眼镜的光透射率。