[发明专利]基于渐变孔径针孔阵列的双视3D显示方法

说明书

本发明公开了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；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；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；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；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；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；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。

技术领域

本发明涉及3D显示，更具体地说，本发明涉及基于渐变孔径针孔阵列的双视3D显示方法。

背景技术

集成成像3D显示具有裸眼观看的特点，其拍摄与显示的过程相对简单，且能显示全视差和全真色彩的3D图像，是目前3D显示的主要方式之一。近年来，集成成像3D显示与双视显示融合形成集成成像双视3D显示。它可以在不同的观看方向上提供不同的3D画面。通过采用偏振光栅以及配套的偏振眼镜可以分离两个不同的3D画面，观看者通过切换不同的偏振眼镜即可看到不同的3D画面。

现有的基于偏振光栅和渐变孔径针孔阵列的集成成像双视3D显示将多个在水平方向上连续排列的图像元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；多个在水平方向上连续排列的图像元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。该方法降低了偏振光栅的制造难度和成本。渐变孔径针孔阵列中针孔的水平孔径宽度从两边到中间逐渐增大，从而在一定程度上增大了光学效率。但是，该方法存在的缺点如下：

（1）与同一个光栅单元I对应的多个在水平方向上连续排列的图像元I存在互相干扰；与同一个光栅单元II对应的多个在水平方向上连续排列的图像元II存在互相干扰；

（2）垂直方向上连续排列的图像元I存在互相干扰；垂直方向上连续排列的图像元II存在互相干扰；

（3）光学效率仍然偏低。

因此，在现有的基于偏振光栅和渐变孔径针孔阵列的集成成像双视3D显示中，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

其中，p是针孔的节距，H_i是渐变孔径针孔阵列中第i列针孔的水平孔径宽度，w是位于渐变孔径针孔阵列中心的针孔的水平孔径宽度，l是观看距离，v是针孔的垂直孔径宽度，g是显示屏与渐变孔径针孔阵列的间距，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，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。

发明内容