均匀分辨率和宽视角双视3D显示装置及方法与流程

本发明涉及双视3d显示，更具体地说，本发明涉及均匀分辨率和宽视角双视3d显示装置及方法。

背景技术

集成成像双视3d显示是双视显示技术和集成成像3d显示技术的融合。它可以使得观看者在不同的观看方向上看到不同的3d画面。但是，现有的集成成像双视3d显示存在三个明显的缺点：1、两个3d视区分离，观看者需要移动观看位置才能看到另外一个3d画面；2、分辨率不均匀，3d图像的奇数行或偶数行缺失；3、视角窄。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供均匀分辨率和宽视角双视3d显示装置及方法，该装置可以在同一个视区内同时提供分辨率均匀和宽视角的两个不同的3d图像。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

均匀分辨率和宽视角双视3d显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括显示屏，偏振阵列，渐变节距柱透镜阵列，偏振眼镜1，偏振眼镜2；所述渐变节距柱透镜阵列中，位于同一列的透镜元的节距相同，且透镜元的节距从中心到两边逐渐增大；所述偏振阵列由偏振单元1和偏振单元2在水平和垂直方向上交替排列组成，所述偏振单元1与所述偏振单元2的偏振方向正交，所述偏振阵列中水平和垂直方向上相邻的偏振单元的偏振方向正交，如附图2所示；所述偏振眼镜1与所述偏振单元1的偏振方向相同，所述偏振眼镜2与所述偏振单元2的偏振方向相同；

所述显示屏用于显示微图像阵列，所述微图像阵列由图像元1和图像元2在水平和垂直方向上交替排列组成，如附图3所示；所述图像元1通过3d场景1获取，所述图像元2通过3d场景2获取；所述图像元1和所述图像元2分别与所述偏振单元1和所述偏振单元2对应且对齐；所述图像元1的节距与其对应的透镜元和偏振单元1的节距相同；所述图像元2的节距与其对应的透镜元和偏振单元2的节距相同。

优选的，所述渐变节距柱透镜阵列中第i列透镜元的节距hi为：

其中，i是小于或等于m的正整数，p为位于渐变节距柱透镜阵列中间的透镜元的节距，l为观看距离，f为透镜元的焦距，m为渐变节距柱透镜阵列中透镜元的个数。

优选的，双视3d显示装置的观看视角θ为：

其中，p为位于渐变节距柱透镜阵列中间的透镜元的节距，为透镜元的焦距。

优选的，所述显示屏，所述偏振阵列和所述渐变节距柱透镜阵列的中心均对应且对齐。

优选的，所述偏振阵列与所述显示屏紧密贴合。

均匀分辨率和宽视角双视3d显示方法，包括：

偏振方向正交的偏振单元1和偏振单元2在水平和垂直方向上交替排列，所述偏振阵列中水平和垂直方向上相邻的偏振单元的偏振方向正交，

通过3d场景1和3d场景2获取的所述图像元1和所述图像元2分别与所述偏振单元1和所述偏振单元2对应且对齐；

所述偏振单元1将所述图像元1发出的光线调制为偏振光，上述偏振光通过所述图像元1对应的微透镜重建3d图像1，且只能通过所述偏振眼镜1看到；

所述偏振单元2将所述图像元2发出的光线调制为偏振光，上述偏振光通过所述图像元2对应的微透镜重建3d图像2，且只能通过所述偏振眼镜2看到；

所述渐变节距柱透镜阵列中，位于同一列的透镜元的节距相同，且透镜元的节距从中心到两边逐渐增大；所述图像元1的节距与其对应的透镜元和偏振单元1的节距相同；所述图像元2的节距与其对应的透镜元和偏振单元2的节距相同，增大了观看视角。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明中的偏振单元1和偏振单元2在水平和垂直方向上交替排列，图像元1和图像元2分别与偏振单元1和偏振单元2对应且对齐，在不增大3d图像分辨率的前提下，使得3d图像的分辨率更加均匀，改善了显示效果；

2、进一步的，无需移动观看位置，通过佩戴不同的偏振眼镜来切换不同的3d图像；

3、进一步的，渐变节距柱透镜阵列中，位于同一列的透镜元的节距相同，且透镜元的节距从中心到两边逐渐增大；图像元1的节距与其对应的透镜元和偏振单元1的节距相同；图像元2的节距与其对应的透镜元和偏振单元2的节距相同，增大了观看视角。

附图说明

附图1为本发明的双视3d显示的结构图

附图2为本发明的偏振阵列的排列示意图

附图3为本发明的微图像阵列的排列示意图

上述附图中的图示标号为：

1显示屏，2偏振阵列，3渐变节距柱透镜阵列，4偏振眼镜1，5偏振眼镜2，6偏振单元1，7偏振单元2，8微图像阵列，9图像元1，10图像元2，113d图像1，123d图像2。

具体实施方式

下面详细说明利用本发明的一个典型实施例，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。

均匀分辨率和宽视角双视3d显示装置，如附图1所示，其特征在于，包括显示屏，偏振阵列，渐变节距柱透镜阵列，偏振眼镜1，偏振眼镜2；所述渐变节距柱透镜阵列中，位于同一列的透镜元的节距相同，且透镜元的节距从中心到两边逐渐增大；所述偏振阵列由偏振单元1和偏振单元2在水平和垂直方向上交替排列组成，所述偏振单元1与所述偏振单元2的偏振方向正交，所述偏振阵列中水平和垂直方向上相邻的偏振单元的偏振方向正交，如附图2所示；所述偏振眼镜1与所述偏振单元1的偏振方向相同，所述偏振眼镜2与所述偏振单元2的偏振方向相同；

所述显示屏用于显示微图像阵列，所述微图像阵列由图像元1和图像元2在水平和垂直方向上交替排列组成，如附图3所示；所述图像元1通过3d场景1获取，所述图像元2通过3d场景2获取；所述图像元1和所述图像元2分别与所述偏振单元1和所述偏振单元2对应且对齐；所述图像元1的节距与其对应的透镜元和偏振单元1的节距相同；所述图像元2的节距与其对应的透镜元和偏振单元2的节距相同。

优选的，所述渐变节距柱透镜阵列中第i列透镜元的节距hi为：

其中，i是小于或等于m的正整数，p为位于渐变节距柱透镜阵列中间的透镜元的节距，l为观看距离，f为透镜元的焦距，m为渐变节距柱透镜阵列中透镜元的个数。

优选的，双视3d显示装置的观看视角θ为：

其中，p为位于渐变节距柱透镜阵列中间的透镜元的节距，为透镜元的焦距。

优选的，所述显示屏，所述偏振阵列和所述渐变节距柱透镜阵列的中心均对应且对齐。

优选的，所述偏振阵列与所述显示屏紧密贴合。

均匀分辨率和宽视角双视3d显示方法，包括：

偏振方向正交的偏振单元1和偏振单元2在水平和垂直方向上交替排列，所述偏振阵列中水平和垂直方向上相邻的偏振单元的偏振方向正交，

通过3d场景1和3d场景2获取的所述图像元1和所述图像元2分别与所述偏振单元1和所述偏振单元2对应且对齐；

所述偏振单元1将所述图像元1发出的光线调制为偏振光，上述偏振光通过所述图像元1对应的微透镜重建3d图像1，且只能通过所述偏振眼镜1看到；

所述偏振单元2将所述图像元2发出的光线调制为偏振光，上述偏振光通过所述图像元2对应的微透镜重建3d图像2，且只能通过所述偏振眼镜2看到；

所述渐变节距柱透镜阵列中，位于同一列的透镜元的节距相同，且透镜元的节距从中心到两边逐渐增大；所述图像元1的节距与其对应的透镜元和偏振单元1的节距相同；所述图像元2的节距与其对应的透镜元和偏振单元2的节距相同，增大了观看视角。

微图像阵列、偏振阵列均包含10×10个单元，其中，水平方向上10个单元，垂直方向上10个单元，渐变节距柱透镜阵列包含10个单元，位于渐变节距柱透镜阵列中心位置的透镜元的节距为p=5mm，观看距离为l=105mm，透镜元的焦距为f=5mm，则由公式计算出第1~10列透镜元的节距分别为7.32mm、6.66mm、6.05mm、5.5mm、5mm、5mm、5.5mm、6.05mm、6.66mm、7.32mm。根据公式计算得到本发明的观看视角θ=54°；3d图像1和3d图像2均有10列像素；传统集成成像双视3d显示的观看视角为25°，3d图像1和3d图像2均只有5列像素。