一种基于渐变针孔阵列的集成成像3d显示装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及成像领域，具体指一种基于渐变针孔阵列的集成成像3D显示装置。该装置包括2D显示屏和渐变针孔阵列；其中渐变针孔阵列放置在2D显示屏前方，渐变针孔阵列的水平和垂直中轴线与2D显示屏的水平和垂直中轴线都分别对应对齐；在渐变针孔阵列中，任意一列的针孔的厚度相同，任意一列的针孔的水平孔径宽度相同，且渐变针孔阵列的厚度和水平孔径宽度从两边到中间逐渐增大；本发明每一个图像元发出的光线可以通过与该图像元对应的针孔形成正常3D图像，位于其他列的图像元发出的光线不能通过该针孔，从而消除了水平方向上的串扰，在3D成像领域具有广泛的应用价值。
【专利说明】一种基于渐变针孔阵列的集成成像3D显示装置
[0001]
【技术领域】 本发明涉及成像领域，特别涉及3D成像领域。
【背景技术】
[0002] 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。基于针孔阵列的集 成成像3D显示装置相比基于微透镜阵列的集成成像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。但是，基于针孔阵列的集成成像3D显示装置的光 学效率明显小于基于微透镜阵列的集成成像3D显示装置，从而限制了它的实际应用。
[0003] 现有的基于渐变孔径针孔阵列的集成成像3D显示装置包括2D显示屏和渐变孔 径针孔阵列，在渐变孔径针孔阵列中，任意一列的针孔的水平孔径宽度相同，任意一行的针 孔的垂直孔径宽度相同，且渐变孔径针孔阵列的孔径宽度从边缘到中心逐渐增大。基于渐 变孔径针孔阵列的集成成像3D显示装置可以在不减小水平观看视角的前提下增大光学效 率。但是，水平方向上的串扰仍然是限制基于渐变孔径针孔阵列的集成成像3D显示装置广 泛应用的重要因素之一。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种基于渐变针孔阵 列的集成成像3D显示装置，有效消除了现有基于渐变孔径针孔阵列的集成成像3D显示装 置在水平方向上的串扰，提高了 3D立体成像的视觉效果，改善了 3D立体成像的性能参数。
[0005] 为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案： 本发明提出了一种基于渐变针孔阵列的集成成像3D显示装置，该装置包括2D显示屏 和渐变针孔阵列，所述渐变针孔阵列放置在2D显示屏前方，渐变针孔阵列的水平和垂直中 轴线与2D显示屏的水平和垂直中轴线都分别对应对齐；其中，在渐变针孔阵列中，任意一 列的针孔的厚度相同，任意一列的针孔的水平孔径宽度相同，且渐变针孔阵列的厚度和水 平孔径宽度从两边到中间逐渐增大； 由于孔径厚度的差异，每一个图像元发出的光线可以通过与该图像元对应的针孔形成 正常3D图像，而位于其他列的图像元发出的光线则不能通过该针孔，从而消除了渐变针孔 阵列成像在水平方向上的串扰，从而达到了更好的视觉效果。
[0006] 具体的，每个图像元发出的光线都能经过对应的针孔形成正常3D图像，只需要满 足每个图像元最边缘的光线刚好能通过所述对应的针孔就可以实现；此时，相邻图像元或 其他相距更远的图像元所发出的光线就不能通过该针孔；这样就很好的解决了不同图像元 成像的水平串扰问题。
[0007] 进一步的，根据上述条件，设2D显示屏与渐变针孔阵列的间距为^微图像阵列与 渐变针孔阵列均包含MXN个单元，其中，水平方向上M个单元，垂直方向上N个单元，微 图像阵列中单个图像元的节距为P，渐变针孔阵列中单个针孔的节距为^，位于渐变针孔阵 列上第i列针孔的水平孔径宽度为私，则渐变针孔阵列上第i列针孔的厚度由下式计算 得到：
【权利要求】
1. 一种基于渐变针孔阵列的集成成像3D显示装置，包括2D显示屏和渐变针孔阵列； 渐变针孔阵列放置在2D显示屏前方，渐变针孔阵列的水平和垂直中轴线与2D显示屏的水 平和垂直中轴线都分别对应对齐；其特征在于，在渐变针孔阵列中，任意一列的针孔的厚度 相同，任意一列的针孔的水平孔径宽度相同，且渐变针孔阵列的厚度和水平孔径宽度从两 边到中间逐渐增大。
2. 如权利要求1所述的一种基于渐变针孔阵列的集成成像3D显示装置，其特征在于， 每一个图像元发出的光线可以通过与该图像元对应的针孔形成正常3D图像，而位于其他 列的图像元发出的光线不能通过该针孔，从而消除了水平方向上的串扰。
3. 如权利要求2所述的一种基于渐变针孔阵列的集成成像3D显示装置，其特征在于， 2D显示屏与渐变针孔阵列的间距为微图像阵列与渐变针孔阵列均包含MXN个单元，其 中，水平方向上M个单元，垂直方向上N个单元，微图像阵列中单个图像元的节距为/7,渐变 针孔阵列中单个针孔的节距为/7,位于渐变针孔阵列上第i列针孔的水平孔径宽度为私，则 渐变针孔阵列上第i列针孔的厚度由下式计算得到：
其中i是小于或等于M的正整数。
4. 如权利要求3所述的一种基于渐变针孔阵列的集成成像3D显示装置，其特征在于， 2D显示屏与渐变针孔阵列的间距为^·=4πιπι，微图像阵列与渐变针孔阵列均包含IOX10个单 元，其中，水平方向上10个单元，垂直方向上10个单元，微图像阵列中单个图像元的节 距为/7=4mm，渐变针孔阵列中单个针孔的节距为/7=4mm，位于渐变针孔阵列中第1~10列针 孔的水平孔径宽度分别为 〇· 4mm、0. 5mm、0. 6mm、0. 7mm、0. 8mm、0. 8mm、0. 7mm、0. 6mm、0. 5mm、 0· 4mm;则渐变针孔阵列中第I?10列针孔的厚度分别为0· 9mm、I. 1mm、I. 4mm、I. 7mm、2mm、 2mm、L7mm、L4mm、Llmm、0. 9mm〇
【文档编号】H04N13/04GK104460014SQ201410776408
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月17日 优先权日:2014年12月17日
【发明者】吴非, 樊为 申请人:成都工业学院