基于矩形针孔阵列的集成成像双视3D显示装置的制作方法

本发明涉及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双视3d显示装置。

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。

在传统的基于针孔阵列的集成成像双视3d显示中：

（1）图像元i和图像元ii在水平方向上相间排列。

（2）图像元i和图像元ii均为正方形，即图像元i和图像元ii的水平节距均等于垂直节距。

（3）与图像元i和图像元ii对应的针孔为正方形，针孔的水平节距均等于垂直节距。

（4）集成成像双视3d显示中的单个3d图像的3d像素数量是集成成像3d显示中的单个3d图像的3d像素数量的一半。

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4:3、16:10或者16:9。其缺点在于：单个3d图像的水平方向上的3d像素与垂直方向上的3d像素之比为2:3、8:10或者8:9。因此，3d像素的不均匀分布进一步影响了观看效果。

对于手机而言，手机的水平宽度与垂直宽度之比为3:4、10:16或者9:16。其缺点在于：单个3d图像的水平方向上的3d像素与垂直方向上的3d像素之比为3:8、5:16或者9:32。因此，3d像素的不均匀分布进一步影响了观看效果。

技术实现要素：

本发明提出基于矩形针孔阵列的集成成像双视3d显示装置，如附图1、2和3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；矩形微图像阵列由矩形图像元i和矩形图像元ii在水平方向上相间排列组成；矩形针孔阵列平行放置在显示屏前方；显示屏和矩形针孔阵列的水平和垂直中轴线分别对应对齐；显示屏的水平宽度大于矩形针孔阵列的水平宽度，显示屏的垂直宽度等于矩形针孔阵列的垂直宽度；如附图4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；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；矩形针孔的水平孔径宽度与垂直孔径宽度的比值等于显示屏的水平宽度与垂直宽度的比值的一半；矩形图像元i的数目、矩形图像元ii的数目均等于矩形针孔的数目；如附图5所示，矩形图像元i的水平节距等于矩形图像元ii的水平节距，矩形图像元i的垂直节距等于矩形图像元ii的垂直节距；矩形图像元i的水平节距与垂直节距的比值、矩形图像元ii的水平节距与垂直节距的比值均等于显示屏的水平宽度与垂直宽度的比值的一半；矩形图像元i和矩形图像元ii的垂直节距均等于矩形针孔的垂直节距；矩形图像元i和矩形图像元ii的水平节距q为：

（1）

其中，p是矩形针孔的水平节距，l是观看距离，g是显示屏与矩形针孔阵列的间距；矩形图像元i和矩形图像元ii分别向3d视区i和3d视区ii重建3d图像i和3d图像ii。

优选的，3d图像i和3d图像ii的水平观看视角、垂直观看视角、水平分辨率、垂直分辨率、水平光学效率和垂直光学效率均相同。

优选的，3d图像i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：

（2）

（3）

（4）

（5）

其中，q是矩形图像元i的水平节距，w是矩形针孔的水平孔径宽度，m是矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目，l是观看距离，g是显示屏与矩形针孔阵列的间距，a是显示屏的垂直宽度与水平宽度的比值。

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

附图说明

附图1为本发明的结构和3d视区i以及3d视区ii水平方向参数示意图

附图2为本发明的结构和3d视区i垂直方向参数示意图

附图3为本发明的结构和3d视区ii垂直方向参数示意图

附图4为本发明的矩形针孔阵列示意图

附图5为本发明的矩形微图像阵列示意图

上述附图中的图示标号为：

1.显示屏，2.矩形针孔阵列，3.矩形微图像阵列，4.矩形图像元i，5.矩形图像元ii，6.3d视区i，7.3d视区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。

本发明提出基于矩形针孔阵列的集成成像双视3d显示装置，如附图1、2和3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；矩形微图像阵列由矩形图像元i和矩形图像元ii在水平方向上相间排列组成；矩形针孔阵列平行放置在显示屏前方；显示屏和矩形针孔阵列的水平和垂直中轴线分别对应对齐；显示屏的水平宽度大于矩形针孔阵列的水平宽度，显示屏的垂直宽度等于矩形针孔阵列的垂直宽度；如附图4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；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；矩形针孔的水平孔径宽度与垂直孔径宽度的比值等于显示屏的水平宽度与垂直宽度的比值的一半；矩形图像元i的数目、矩形图像元ii的数目均等于矩形针孔的数目；如附图5所示，矩形图像元i的水平节距等于矩形图像元ii的水平节距，矩形图像元i的垂直节距等于矩形图像元ii的垂直节距；矩形图像元i的水平节距与垂直节距的比值、矩形图像元ii的水平节距与垂直节距的比值均等于显示屏的水平宽度与垂直宽度的比值的一半；矩形图像元i和矩形图像元ii的垂直节距均等于矩形针孔的垂直节距；矩形图像元i和矩形图像元ii的水平节距q为：

（1）

其中，p是矩形针孔的水平节距，l是观看距离，g是显示屏与矩形针孔阵列的间距；矩形图像元i和矩形图像元ii分别向3d视区i和3d视区ii重建3d图像i和3d图像ii。

优选的，3d图像i和3d图像ii的水平观看视角、垂直观看视角、水平分辨率、垂直分辨率、水平光学效率和垂直光学效率均相同。

优选的，3d图像i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：

（2）

（3）

（4）

（5）

其中，q是矩形图像元i的水平节距，w是矩形针孔的水平孔径宽度，m是矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目，l是观看距离，g是显示屏与矩形针孔阵列的间距，a是显示屏的垂直宽度与水平宽度的比值。

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

显示屏的垂直宽度与水平宽度的比值为a=1.6，矩形针孔的水平节距为p=10mm，矩形针孔的水平孔径宽度为w=1mm，观看距离为l=100mm，显示屏与矩形针孔阵列的间距为g=10mm，矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目为m=3。根据式（1）得到，矩形图像元i和矩形图像元ii的水平节距均为5.5mm，根据式（2）、（3）、（4）和（5）得到，3d图像i和3d图像ii的水平观看视角、垂直观看视角、水平分辨率、垂直分辨率、水平光学效率和垂直光学效率分别为54°、56°、3、3、18%和18%。