[发明专利]基于矩形针孔阵列的集成成像3D显示装置

说明书

本发明公开了基于矩形针孔阵列的集成成像3D显示装置，包括显示屏和矩形针孔阵列；显示屏用于显示矩形微图像阵列；矩形针孔阵列平行放置在显示屏前方；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，且矩形针孔的水平节距不等于矩形针孔的垂直节距；矩形微图像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与其对应矩形针孔的水平节距相同，矩形图像元的垂直节距与其对应矩形针孔的垂直节距相同。

技术领域

本发明涉及集成成像3D显示，更具体地说，本发明涉及基于矩形针孔阵列的集成成像3D显示装置。

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。但是，在传统的集成成像3D显示中，微图像阵列中的图像元均为正方形，即图像元的水平节距等于垂直节距。在传统的集成成像3D显示中，微透镜为圆形，针孔为正方形，微透镜和针孔的水平节距均等于垂直节距。

对于电视和显示器而言，电视和显示器的水平宽度与垂直宽度之比为16:9、16：10或者4:3。即，水平方向上图像元的数目与垂直方向上图像元的数目之比为16:9、16：10或者4:3。其缺点在于：

（1）水平观看视角远小于垂直观看视角。

（2）水平方向上的3D像素与垂直方向上的3D像素之比为16:9、16：10或者4:3。由于3D图像的3D像素总量不高，因此垂直方向上的3D像素过少，从而影响了观看效果。

对于手机而言，手机的水平宽度与垂直宽度之比为9:16、10：16或者3:4。即，水平方向上图像元的数目与垂直方向上图像元的数目之比为9:16、10：16或者3:4。其缺点在于：

（1）水平方向上的3D像素与垂直方向上的3D像素之比为9:16、10：16或者3:4。由于3D图像的3D像素总量不高，因此水平方向上的3D像素过少，从而影响了观看效果。

发明内容

本发明提出基于矩形针孔阵列的集成成像3D显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括显示屏和矩形针孔阵列；显示屏用于显示矩形微图像阵列；矩形针孔阵列平行放置在显示屏前方；如附图2、3、4和5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，且矩形针孔的水平节距不等于矩形针孔的垂直节距；矩形微图像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与其对应矩形针孔的水平节距相同，矩形图像元的垂直节距与其对应矩形针孔的垂直节距相同。

优选的，矩形针孔阵列的水平宽度等于显示屏的水平宽度；矩形针孔阵列的垂直宽度等于显示屏的垂直宽度。

优选的，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。

优选的，矩形针孔的水平孔径宽度与垂直孔径宽度的比值等于矩形针孔的水平节距与垂直节距的比值。

优选的，矩形针孔的水平孔径宽度与矩形针孔的水平节距的比值在10%到20%之间最为合适，矩形针孔的垂直孔径宽度与矩形针孔的垂直节距的比值在10%到20%之间最为合适。

优选的，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、水平光学效率φ₁和垂直光学效率φ₂分别为：

（1）

（2）