[实用新型]一种宽视角集成成像3D显示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种集成成像3D显示装置，特别是一种宽视角集成成像 3D显示装置。

背景技术

集成成像3D显示装置利用了光路可逆原理，通过针孔阵列或者微透镜 阵列将3D场景的立体信息记录到图像记录设备上，生成微图像阵列，然后把 该微图像阵列显示于2D显示屏上，透过针孔阵列或者微透镜阵列重建出原3D 场景的立体图像。与基于微透镜阵列的集成成像3D显示装置相比，基于针孔 阵列的集成成像3D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。

如图1所示，在传统的基于偏振光栅的无串扰集成成像3D显示装置中， 第一偏振光栅使得通过它的光变为具有不同偏振方向的线偏振光，而第二偏振 光栅对线偏振光具有调制作用，使得2D显示屏上的每个图像元透过该图像元 对应的针孔重建出3D场景，且其他列的图像元不能透过该针孔，从而实现了 基于偏振光栅的无串扰集成成像3D显示。但是，该3D显示装置仍然存在观看 视角较窄等缺点。

实用新型内容

本实用新型的实用新型目的在于克服现有3D显示装置仍然存在观看视角 较窄的问题，提供一种有着更宽的集成成像3D显示视角的宽视角集成成像3D 显示装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种宽视角集成成像3D显示装置，包括：用于显示微图像阵列的2D显示屏、 渐变孔径针孔阵列、第一偏振光栅和第二偏振光栅；

所述第一偏振光栅与2D显示屏贴合，第二偏振光栅与渐变孔径针孔阵列贴合； 所述第一偏振光栅由一系列相同尺寸的栅线单元在水平方向上排列组成，每个 栅线单元只具有一种偏振方向，任意相邻的两个栅线单元的偏振方向正交；第 一偏振光栅中栅线单元的数目与微图像阵列水平方向上图像元的数目相等，第 一偏振光栅中栅线单元的水平宽度与微图像阵列中图像元的水平宽度相等；

所述第二偏振光栅由一系列相同尺寸的栅线单元在水平方向上排列组成，每个 栅线单元只具有一种偏振方向，任意相邻的两个栅线单元的偏振方向正交；第 二偏振光栅中栅线单元的数目与渐变孔径针孔阵列水平方向上针孔的数目相 等，第二偏振光栅中栅线单元的水平宽度与渐变孔径针孔阵列中针孔的水平宽 度相等；

在所述渐变孔径针孔阵列中，任意一列的针孔的水平节距相同，且渐变孔径针 孔阵列的水平孔径宽度从中间到两边逐渐增大；微图像阵列中的图像元通过渐 变孔径针孔阵列中的针孔重建3D视区的水平宽度从中间到两边逐渐增大。

作为本实用新型的优选方案，每一个图像元对应的第一偏振光栅中栅线单 元的偏振方向与该图像元对应的针孔对应的第二偏振光栅中栅线单元的偏振方 向相同，第一偏振光栅使得通过它的光变为具有不同偏振方向的偏振光，第二 偏振光栅对偏振光具有调制作用，使得微图像阵列中每个图像元透过该图像元 对应的针孔重建出正常3D图像，且水平方向上与该图像元相邻的图像元发出的 光线不能透过该针孔。

作为本实用新型的优选方案，所述微图像阵列与渐变孔径针孔阵列均包含 30×20个单元，其中，水平方向上30个单元，垂直方向上20个单元，2D显示 屏与渐变孔径针孔阵列的间距为g＝5mm，图像元的水平宽度为p＝4.25mm，位 于中心位置的针孔的水平孔径宽度为w＝0.075mm，观看距离l＝500mm，则第1～30 列针孔的水平孔径宽度分别为0.25mm、0.2375mm、0.225mm、0.2125mm、0.2mm、 0.1875mm、0.175mm、0.1625mm、0.15mm、0.1375mm、0.125mm、0.1125mm、 0.1mm、0.0875mm、0.075mm、0.075mm、0.0875mm、0.1mm、0.1125mm、0.125mm、 0.1375mm、0.15mm、0.1625mm、0.175mm、0.1875mm、0.2mm、0.2125mm、 0.225mm、0.2375mm、0.25mm，集成成像3D显示装置的水平观看视角θ为54°。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：