基于狭缝偏振片的一维集成成像3D显示装置及方法与流程

本发明涉及3d显示，更具体地说，本发明涉及基于狭缝偏振片的一维集成成像3d显示装置及方法。

背景技术：

一维集成成像3d显示技术是一种无需任何助视设备的真3d显示技术。该技术具有垂直分辨率高和裸眼观看的特点，其记录和显示的过程相对简单，且能显示全真色彩的立体图像，是目前3d显示的热点技术之一。但是，水平分辨率不足的瓶颈问题严重影响了观看者的体验，从而制约了一维集成成像3d显示的广泛应用。

技术实现要素：

本发明提出了基于狭缝偏振片的一维集成成像3d显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括显示屏i，显示屏ii，狭缝偏振片i和狭缝偏振片ii；显示屏i、显示屏ii、狭缝偏振片i、狭缝偏振片ii平行放置，且对应对齐；狭缝偏振片i与显示屏i贴合，狭缝偏振片ii与显示屏ii贴合；狭缝偏振片i位于显示屏i与狭缝偏振片ii之间，狭缝偏振片ii位于狭缝偏振片i与显示屏ii之间；狭缝偏振片i带有多组狭缝阵列i，狭缝偏振片ii带有多组狭缝阵列ii，如附图2和附图3所示；狭缝偏振片i与狭缝偏振片ii的偏振方向正交；显示屏i用于显示复合微图像阵列i，复合微图像阵列i包括微图像阵列i和多组狭缝阵列iii，显示屏ii用于显示复合微图像阵列ii，复合微图像阵列ii包括微图像阵列ii和多组狭缝阵列iv，如附图4和附图5所示；如附图6所示，微图像阵列i分别通过多组狭缝阵列ii和狭缝阵列iv重建出多个3d图像，通过多组狭缝阵列i和狭缝阵列iii的光线分别照明微图像阵列ii重建出多个3d图像，在观看区域合并成一个高水平分辨率3d图像。

优选的，狭缝阵列i、狭缝阵列ii、狭缝阵列iii和狭缝阵列iv的组数均相同。

优选的，每组狭缝阵列iii均与对应的狭缝阵列i对应对齐，每组狭缝阵列iv均与对应的狭缝阵列ii对应对齐；与复合微图像阵列i中每个图像元对应的多个狭缝ii以该图像元的中心为中心对称；与复合微图像阵列ii中每个图像元对应的多个狭缝i以该图像元的中心为中心对称。

优选的，微图像阵列i中的图像元数目、每组狭缝阵列ii中的狭缝数目、每组狭缝阵列iv中的狭缝数目均相同；微图像阵列ii中的图像元数目、每组狭缝阵列i中的狭缝数目、每组狭缝阵列iii中的狭缝数目均相同。

优选的，相邻狭缝阵列i的间距均相同；相邻狭缝阵列ii的间距均相同；相邻狭缝阵列iii的间距均相同；相邻狭缝阵列iv的间距均相同。

优选的，微图像阵列i、微图像阵列ii、狭缝阵列i、狭缝阵列ii、狭缝阵列iii和狭缝阵列iv的节距均相同；狭缝阵列i、狭缝阵列ii、狭缝阵列iii和狭缝阵列iv的孔径宽度均相同。

优选的，狭缝偏振片i和狭缝偏振片ii的厚度相同；狭缝偏振片i与显示屏ii的间距等于显示屏i与狭缝偏振片ii的间距；狭缝偏振片i与显示屏ii的间距g计算如下：

（1）

其中，p是狭缝阵列i中狭缝的节距，w是狭缝阵列i中狭缝的孔径宽度，t是狭缝偏振片i的厚度，z是狭缝阵列i的组数，a是狭缝偏振片i中相邻狭缝阵列i的间距。

优选的，一维集成成像3d显示的水平分辨率为

（2）

其中，p是狭缝阵列i中狭缝的节距，m是微图像阵列i中图像元的数目，n是微图像阵列ii中图像元的数目，w是狭缝阵列i中狭缝的孔径宽度，z是狭缝阵列i的组数，a是狭缝偏振片i中相邻狭缝阵列i的间距。

基于狭缝偏振片的一维集成成像3d显示方法，包括：

狭缝偏振片i带有多组狭缝阵列i，狭缝偏振片ii带有多组狭缝阵列ii；狭缝偏振片i与狭缝偏振片ii的偏振方向正交；

复合微图像阵列i包括微图像阵列i和多组狭缝阵列iii；复合微图像阵列ii包括微图像阵列ii和多组狭缝阵列iv；

将狭缝偏振片i中的多组狭缝阵列i、狭缝偏振片ii中的多组狭缝阵列ii和复合微图像阵列ii中的多组狭缝阵列iv用做透光狭缝阵列；

将复合微图像阵列i中的多组狭缝阵列iii用做线光源阵列；

微图像阵列i中每个图像元对应多个狭缝ii和多个狭缝iv，每个图像元中有像素通过狭缝成像多次；

微图像阵列ii中每个图像元对应多个狭缝i和多个狭缝iii，每个图像元中有像素被照明成像多次；

微图像阵列i和微图像阵列ii分别重建出多个3d图像，在观看区域合并成一个高水平分辨率3d图像。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图

附图2为本发明的狭缝偏振片i的示意图

附图3为本发明的狭缝偏振片ii的示意图

附图4为本发明的复合微图像阵列i的示意图

附图5为本发明的复合微图像阵列ii的示意图

附图6为本发明的原理和参数示意图

上述附图中的图示标号为：

1.显示屏i，2.显示屏ii，3.狭缝偏振片i，4.狭缝偏振片ii，5.狭缝阵列i，6.狭缝阵列ii，7.狭缝阵列iii，8.狭缝阵列iv，9.图像元，10.微图像阵列i，11.微图像阵列ii。

应该理解上述附图只是示意性的，并没有按比例绘制。

具体实施方式

下面详细说明本发明的基于狭缝偏振片的一维集成成像3d显示装置及方法的一个典型实施例，对本发明进行进一步的具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于本发明做进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

本发明提出了基于狭缝偏振片的一维集成成像3d显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括显示屏i，显示屏ii，狭缝偏振片i和狭缝偏振片ii；显示屏i、显示屏ii、狭缝偏振片i、狭缝偏振片ii平行放置，且对应对齐；狭缝偏振片i与显示屏i贴合，狭缝偏振片ii与显示屏ii贴合；狭缝偏振片i位于显示屏i与狭缝偏振片ii之间，狭缝偏振片ii位于狭缝偏振片i与显示屏ii之间；狭缝偏振片i带有多组狭缝阵列i，狭缝偏振片ii带有多组狭缝阵列ii，如附图2和附图3所示；狭缝偏振片i与狭缝偏振片ii的偏振方向正交；显示屏i用于显示复合微图像阵列i，复合微图像阵列i包括微图像阵列i和多组狭缝阵列iii，显示屏ii用于显示复合微图像阵列ii，复合微图像阵列ii包括微图像阵列ii和多组狭缝阵列iv，如附图4和附图5所示；如附图6所示，微图像阵列i分别通过多组狭缝阵列ii和狭缝阵列iv重建出多个3d图像，通过多组狭缝阵列i和狭缝阵列iii的光线分别照明微图像阵列ii重建出多个3d图像，在观看区域合并成一个高水平分辨率3d图像。

优选的，狭缝阵列i、狭缝阵列ii、狭缝阵列iii和狭缝阵列iv的组数均相同。

优选的，每组狭缝阵列iii均与对应的狭缝阵列i对应对齐，每组狭缝阵列iv均与对应的狭缝阵列ii对应对齐；与复合微图像阵列i中每个图像元对应的多个狭缝ii以该图像元的中心为中心对称；与复合微图像阵列ii中每个图像元对应的多个狭缝i以该图像元的中心为中心对称。

优选的，微图像阵列i中的图像元数目、每组狭缝阵列ii中的狭缝数目、每组狭缝阵列iv中的狭缝数目均相同；微图像阵列ii中的图像元数目、每组狭缝阵列i中的狭缝数目、每组狭缝阵列iii中的狭缝数目均相同。

优选的，相邻狭缝阵列i的间距均相同；相邻狭缝阵列ii的间距均相同；相邻狭缝阵列iii的间距均相同；相邻狭缝阵列iv的间距均相同。

优选的，微图像阵列i、微图像阵列ii、狭缝阵列i、狭缝阵列ii、狭缝阵列iii和狭缝阵列iv的节距均相同；狭缝阵列i、狭缝阵列ii、狭缝阵列iii和狭缝阵列iv的孔径宽度均相同。

优选的，狭缝偏振片i和狭缝偏振片ii的厚度相同；狭缝偏振片i与显示屏ii的间距等于显示屏i与狭缝偏振片ii的间距；狭缝偏振片i与显示屏ii的间距g计算如下：

（1）

其中，p是狭缝阵列i中狭缝的节距，w是狭缝阵列i中狭缝的孔径宽度，t是狭缝偏振片i的厚度，z是狭缝阵列i的组数，a是狭缝偏振片i中相邻狭缝阵列i的间距。

优选的，一维集成成像3d显示的水平分辨率为

（2）

其中，p是狭缝阵列i中狭缝的节距，m是微图像阵列i中图像元的数目，n是微图像阵列ii中图像元的数目，w是狭缝阵列i中狭缝的孔径宽度，z是狭缝阵列i的组数，a是狭缝偏振片i中相邻狭缝阵列i的间距。

基于狭缝偏振片的一维集成成像3d显示方法，包括：

狭缝偏振片i带有多组狭缝阵列i，狭缝偏振片ii带有多组狭缝阵列ii；狭缝偏振片i与狭缝偏振片ii的偏振方向正交；

复合微图像阵列i包括微图像阵列i和多组狭缝阵列iii；复合微图像阵列ii包括微图像阵列ii和多组狭缝阵列iv；

将狭缝偏振片i中的多组狭缝阵列i、狭缝偏振片ii中的多组狭缝阵列ii和复合微图像阵列ii中的多组狭缝阵列iv用做透光狭缝阵列；

将复合微图像阵列i中的多组狭缝阵列iii用做线光源阵列；

微图像阵列i中每个图像元对应多个狭缝ii和多个狭缝iv，每个图像元中有像素通过狭缝成像多次；

微图像阵列ii中每个图像元对应多个狭缝i和多个狭缝iii，每个图像元中有像素被照明成像多次；

微图像阵列i和微图像阵列ii分别重建出多个3d图像，在观看区域合并成一个高水平分辨率3d图像。

狭缝阵列i中狭缝的节距为10mm，狭缝阵列i中狭缝的孔径宽度为1mm，狭缝阵列i的组数为3，狭缝偏振片i的厚度为1mm，微图像阵列i和微图像阵列ii中图像元的数目均为100，狭缝偏振片i中相邻两组狭缝阵列i的间距为0.01mm，则由式（1）计算得到显示屏i与狭缝偏振片ii的间距为5mm，由式（2）计算得到一维集成成像3d显示的水平分辨率为480；基于上述参数的传统一维集成成像3d显示的水平分辨率为100。