一种基于复合针孔阵列和偏振光栅的集成成像双视3D显示装置的制作方法

本实用新型涉及双视3D显示，特别涉及一种基于复合针孔阵列和偏振光栅的集成成像双视3D显示装置。

背景技术：

集成成像双视3D显示是近年来出现的一种无需任何助视设备的真3D显示，它的原理是在一个2D显示屏上同时显示两个不同的子微图像阵列，通过微透镜阵列将两个子微图像阵列向两个不同的方向成像，在不同观看方向上的观看者只能看到其中一个3D图像，从而实现在一个2D显示屏上同时满足多个观看者的不同需求。

现有的集成成像双视3D多基于微透镜阵列，通过微透镜阵列重建出原3D场景的立体图像。但微透镜的制造成本和制造工艺均较高，这些因素造成基于微透镜阵列的集成成像双视3D显示技术难于推广应用。与基于微透镜阵列的集成成像双视3D显示相比，基于复合针孔阵列的集成成像双视3D显示具有更薄的器件厚度，更低的制造成本和更为广泛的推广前景。

技术实现要素：

为了实现降低集成成像双视3D显示技术成本，广泛推广此类技术投入应用的目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种基于复合针孔阵列和偏振光栅的集成成像双视3D显示装置，包括显示微图像阵列的2D显示屏，偏振光栅和复合针孔阵列；

所述2D显示屏和所述偏振光栅紧密贴合；

所述2D显示屏，所述偏振光栅和所述复合针孔阵列依次排列，三者的水平中轴线和垂直中轴线都分别对应对齐。

进一步的，所述2D显示屏为液晶2D显示屏、等离子2D显示屏或有机电致发光2D显示屏。

进一步的，所述偏振光栅由一系列相同尺寸的栅线单元在水平方向上紧密排列而成，每个栅线单元只具有一种偏振方向。

进一步的，位于所述偏振光栅左半部分的任意相邻两个所述栅线单元的偏振方向正交，位于所述偏振光栅右半部分的任意相邻两个栅线单元的偏振方向正交。

进一步的，位于所述偏振光栅中间位置的两个所述栅线单元的偏振方向相同或正交。

进一步的，所述复合针孔阵列包括黑色遮光材料、透光孔和一系列偏振针孔。

进一步的，所述透光孔位于所述复合针孔阵列的垂直中轴线。

进一步的，任意一列的所述偏振针孔的偏振方向相同，水平方向上任意相邻的两个偏振针孔的偏振方向正交。

进一步的，最佳观看距离l满足公式：

$l=\frac{dg}{p-d}$

其中，p为所述微图像阵列中的图像元的节距，d为所述复合针孔阵列中针孔的节距，g为所述复合针孔阵列与所述2D显示屏的间距。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：通过采用本实用新型提供的基于复合针孔阵列和偏振光栅的集成成像双视3D显示装置，不产生摩尔条纹，降低了器件的厚度，显著降低了集成成像双视3D显示技术的生产成本，为此类技术的广泛推广应用提供了便利。

附图说明：

图1为本实用新型的基于复合针孔阵列和偏振光栅的集成成像双视3D显示装置的结构图；

图2为本实用新型的偏振光栅的结构图；

图3为本实用新型的微图像阵列的结构图；

图4为本实用新型的复合针孔阵列的结构图；

图5为本实用新型的基于复合针孔阵列和偏振光栅的集成成像双视3D显示装置的视区分布图。

图中标记：100-微图像阵列，200-2D显示屏，300-偏振光栅，400-复合针孔阵列，500-3D场景I，600-3D场景Ⅱ，101-子微图像阵列I，102-子微图像阵列Ⅱ，401-黑色遮光区域，402-透光孔，403-偏振针孔。

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

下面结合实施例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

实施例1

本实用新型提出基于复合针孔阵列和偏振光栅的集成成像双视3D显示装置。如图1所示，该系统包括显示微图像阵列的2D显示屏200，偏振光栅300和复合针孔阵列400。

所述2D显示屏200和所述偏振光栅300紧密贴合；

所述2D显示屏200，所述偏振光栅300和所述复合针孔阵列400依次排列，三者的水平中轴线和垂直中轴线都分别对应对齐。

如图2所示，所述偏振光栅300由一系列相同尺寸的栅线单元在水平方向上紧密排列组成，每个栅线单元只具有一种偏振方向，位于偏振光栅300左半部分的任意相邻的两个栅线单元的偏振方向正交，位于偏振光栅300右半部分的任意相邻的两个栅线单元的偏振方向正交。

如附图3所示，所述微图像阵列100由子微图像阵列I101和子微图像阵列II102组成，通过3D场景I获取的子微图像阵列I101位于微图像阵列100的左半部分，而通过3D场景II获取的子微图像阵列II102位于微图像阵列100的右半部分。子微图像阵列I101和子微图像阵列II102分别由一系列相同尺寸的图像元组成。

如附图4所示，复合针孔阵列由黑色遮光材料401、透光孔402和一系列偏振针孔403组成。所述透光孔402位于所述复合针孔阵列400的垂直中轴线上。在复合针孔阵列400中，位于任意一列的偏振针孔403的偏振方向相同，水平方向上任意相邻的两个偏振针孔403的偏振方向正交。复合针孔阵列400中的黑色遮光材料401用于遮挡光线，透光孔402用于透过光线，偏振针孔403用 于透过与其偏振方向相同的光线。

如附图5所示，子微图像阵列I101中的图像元只能通过复合针孔阵列400中与其对应的针孔，而不能通过与其对应针孔相邻的针孔，因此子微图像阵列I101中的图像元在本系统的右边重建出正常3D场景I500；子微图像阵列II102中的图像元也只能通过复合针孔阵列400中与其对应的针孔，而不能通过与其对应针孔相邻的针孔，因此子微图像阵列II102中的图像元在本装置的左边重建出正常3D场景II600，从而实现了集成成像双视3D显示。

最佳观看距离l满足公式：

$l=\frac{dg}{p-d}$

其中，p为所述微图像阵列中的图像元的节距，d为所述复合针孔阵列中针孔的节距，g为所述复合针孔阵列与所述2D显示屏的间距。

具体的，微图像阵列100中图像元的节距为p＝5mm；复合针孔阵列400与2D显示屏200的间距g＝5mm，在最佳观看距离l处，根据公式：

$\mathrm{\θ}=arctan\left(\frac{p}{g}\right)$

计算得本系统每个3D视区的水平观看视角θ＝45°。