[发明专利]宽视角集成成像3D显示方法

说明书

本发明公开了宽视角集成成像3D显示方法，该方法通过集成成像显示设备实现3D显示；集成成像显示设备包括显示屏和针孔阵列；针孔阵列位于显示屏前方；针孔阵列的中心与显示屏的中心对应对齐；显示屏用于显示离散式图像元阵列；离散式图像元阵列包括多个离散排列的图像元；图像元的宽度均相同；相邻图像元的间隔宽度均相同；每个图像元通过与该图像元对应的针孔重建3D图像，每个图像元的成像区域均在最佳观看距离处重合；每个图像元发出的光线不会干扰与该图像元相邻的图像元重建的3D图像。

技术领域

本发明涉及3D显示，更具体地说，本发明涉及宽视角集成成像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。与基于微透镜阵列的集成成像3D显示相比，基于针孔阵列的集成成像3D显示具有成本低、重量小、器件厚度薄和节距不受制作工艺限制等优点。

在现有的宽视角集成成像3D显示中，图像元阵列由多个图像元紧密排列组成；每个图像元通过与该图像元对应的针孔重建3D图像；通过合理设置针孔与图像元的节距，使得每个图像元的成像区域均在最佳观看距离处重合，从而实现宽视角集成成像3D显示。但是，在现有的宽视角集成成像3D显示中，每个图像元发出的光线干扰与该图像元相邻的图像元重建的3D图像，导致观看视角与针孔的孔径宽度成反比。现有的宽视角集成成像3D显示的水平观看视角θ₁、垂直观看视角θ₂和光学效率φ分别为：

其中，p是针孔的节距，w是针孔的孔径宽度，l是最佳观看距离，g是显示屏与针孔阵列的间距。

发明内容

本发明提出了宽视角集成成像3D显示方法，该方法通过集成成像显示设备实现3D显示；其特征在于，集成成像显示设备包括显示屏和针孔阵列；如附图1和2所示，针孔阵列位于显示屏前方；针孔阵列的中心与显示屏的中心对应对齐；显示屏用于显示离散式图像元阵列，如附图3所示；离散式图像元阵列包括多个离散排列的图像元；图像元的宽度均相同；相邻图像元的间隔宽度均相同；图像元的宽度q、相邻图像元的间隔宽度a和针孔的节距p满足下式

（1）

其中，l是最佳观看距离，g是显示屏与针孔阵列的间距；每个图像元通过与该图像元对应的针孔重建3D图像，每个图像元的成像区域均在最佳观看距离处重合；每个图像元发出的光线不会干扰与该图像元相邻的图像元重建的3D图像。

优选的，相邻图像元的间隔宽度a满足下式：

（2）

其中，w是针孔的孔径宽度，l是最佳观看距离，g是显示屏与针孔阵列的间距。

优选的，图像元的宽度q和相邻图像元的间隔宽度a分别为

（3）

（4）