基于障壁和漸變孔徑狹縫光柵的一維集成成像3d顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種集成成像3D顯示裝置，特別涉及一種基于障壁和漸變孔徑狹縫光 柵的一維集成成像3D顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 集成成像3D顯示技術(shù)是一種無(wú)需任何助視設(shè)備的真3D顯示技術(shù)。該技術(shù)具有裸眼 觀看的特點(diǎn)，其記錄和顯示的過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，且能顯示全視差和全真色彩的立體圖像，是目 前3D顯示技術(shù)中的熱點(diǎn)技術(shù)之一。集成成像3D顯示裝置利用了光路可逆原理，通過(guò)針孔陣 列或者微透鏡陣列將3D場(chǎng)景的立體信息記錄到圖像記錄設(shè)備上，生成微圖像陣列，然后把 該微圖像陣列顯示于2D顯示屏上，透過(guò)針孔陣列或者微透鏡陣列重建出原3D場(chǎng)景的立體圖 像。
[0003]目前，通過(guò)采用狹縫光柵來(lái)取代針孔陣列或者微透鏡陣列實(shí)現(xiàn)一維集成成像3D顯 示可以增加3D圖像的垂直或水平分辨率。此外，其還具有成本低、重量小、器件厚度薄和節(jié) 距不受制作工藝限制等優(yōu)點(diǎn)。但是，目前的基于狹縫光柵的一維集成成像3D顯示裝置仍然 存在觀看視角的缺點(diǎn)，從而限制了它的實(shí)際應(yīng)用。而現(xiàn)有的解決辦法有:一是通過(guò)減小狹縫 的孔徑寬度來(lái)增大觀看視角，但是會(huì)減小光學(xué)效率;二是可以通過(guò)減小微圖像陣列中圖像 元的數(shù)目來(lái)增大觀看視角，但是會(huì)減小分辨率。因此目前就亟需一種能夠在不減小光學(xué)效 率和分辨率的前提下，實(shí)現(xiàn)寬視角一維集成成像3D顯示的集成成像3D顯示裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服目前的基于狹縫光柵的一維集成成像3D顯示裝置存在觀 看視角窄的缺點(diǎn)，提供一種基于障壁和漸變孔徑狹縫光柵的一維集成成像3D顯示裝置，該 裝置能夠在不減小光學(xué)效率和分辨率的前提下，實(shí)現(xiàn)寬視角一維集成成像3D顯示。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案： 一種基于障壁和漸變孔徑狹縫光柵的一維集成成像3D顯示裝置， 包括用于顯示微圖像陣列的2D顯示屏，還包括與所述2D顯示屏平行設(shè)置的漸變孔徑狹 縫光柵，以及設(shè)置在所述2D顯示屏和漸變孔徑狹縫光柵之間的障壁陣列； 所述障壁陣列包括多個(gè)與所述2D顯示屏和漸變孔徑狹縫光柵垂直設(shè)置的障壁，用于分 隔相鄰的圖像元； 所述漸變孔徑狹縫光柵包括N列平行設(shè)置的狹縫，從光柵中間的一列狹縫開(kāi)始，到光柵 邊緣的一列狹縫結(jié)束，各列狹縫的孔徑寬度逐漸增大； N為正整數(shù)； 其中，通過(guò)使用孔徑寬度從中心到邊緣逐漸增大的漸變孔徑狹縫光柵，使得取代傳統(tǒng) 狹縫孔徑寬度不變的狹縫光柵，再配合以隔離相鄰圖像元的障壁，從而使得顯示裝置在不 減小光學(xué)效率和分辨率的前提下，實(shí)現(xiàn)更寬視角的一維集成成像3D顯示。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述障壁設(shè)置在相鄰2個(gè)圖像元之間，從而將相鄰的圖像元分 隔開(kāi)來(lái)。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述圖像元個(gè)數(shù)與漸變孔徑狹縫光柵中狹縫列數(shù)相同，均為Μ 個(gè)和Μ列，漸變孔徑狹縫光柵上第i列狹縫的孔徑寬度Wi由下式計(jì)算得到： 、 I-
-1. 其中i是小于或等于Μ的正整數(shù)，p為漸變孔徑狹縫光柵中單個(gè)狹縫的節(jié)距，1為觀看距 離，g為2D顯示屏與漸變孔徑狹縫光柵的間距，w為位于漸變孔徑狹縫光柵中心位置的狹縫 的孔徑寬度。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述顯示裝置的觀看視角θ'計(jì)算如下：
并且由所述觀看視角θ'的計(jì)算公式可以看出，顯示裝置的觀看視角與狹縫的孔徑寬度 成正比，與微圖像陣列中圖像元的數(shù)目無(wú)關(guān)，即在具體實(shí)施時(shí)，可不需要減小狹縫的孔徑寬 度來(lái)提高顯示裝置的觀看視角，反而是通過(guò)增大狹縫的孔徑寬度來(lái)提高顯示裝置的觀看視 角；同時(shí)，又因?yàn)轱@示裝置的觀看視角與微圖像陣列中圖像元的數(shù)目無(wú)關(guān)，從而也不再需要 通過(guò)減小微圖像陣列中圖像元的數(shù)目來(lái)增大觀看視角，進(jìn)而使得本顯示裝置可以在不減小 光學(xué)效率和分辨率的前提下，實(shí)現(xiàn)寬視角一維集成成像3D顯示。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:通過(guò)使用孔徑寬度從中心到邊緣逐漸增大 的漸變孔徑狹縫光柵，使得取代傳統(tǒng)狹縫孔徑寬度不變的狹縫光柵，再配合以隔離相鄰圖 像元的障壁，可不需要減小狹縫的孔徑寬度來(lái)提高顯示裝置的觀看視角，反而是通過(guò)增大 狹縫的孔徑寬度來(lái)提高顯示裝置的觀看視角；同時(shí)，又因?yàn)轱@示裝置的觀看視角與微圖像 陣列中圖像元的數(shù)目無(wú)關(guān)，從而也不再需要通過(guò)減小微圖像陣列中圖像元的數(shù)目來(lái)增大觀 看視角，進(jìn)而使得本顯示裝置可以在不減小光學(xué)效率和分辨率的前提下，實(shí)現(xiàn)寬視角一維 集成成像3D顯示。
【附圖說(shuō)明】： 圖1為傳統(tǒng)的基于狹縫光柵的一維集成成像3D顯示裝置的觀看視角示意圖； 圖2為本發(fā)明提出的基于障壁和漸變孔徑狹縫光柵的一維集成成像3D顯示裝置的結(jié)構(gòu) 和原理圖； 圖3為本發(fā)明的漸變孔徑狹縫光柵的示意圖； 圖中標(biāo)記：1-2D顯示屏，2-傳統(tǒng)的狹縫光柵，3-障壁，4-漸變孔徑狹縫光柵。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合試驗(yàn)例及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解 為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本 發(fā)明的范圍。 實(shí)施例
[0012] 現(xiàn)有的基于狹縫光柵的一維集成成像3D顯示裝置在觀看距離1處的觀看視角Θ為：
其中，公式（1)中的Wa為現(xiàn)有的基于狹縫光柵的一維集成成像3D顯示裝置中狹縫的孔 徑寬度，P為單個(gè)圖像元和單個(gè)狹縫的節(jié)距，g為2D顯示屏1與傳統(tǒng)狹縫光柵2的距離，m為微 圖像陣列中圖像元的數(shù)目。由式（1)看出，在基于傳統(tǒng)狹縫光柵的一維集成成像3D顯示裝置 中，觀看視角與狹縫的孔徑寬度成反比，與微圖像陣列中圖像元的數(shù)目成反比。即，在基于 傳統(tǒng)狹縫光柵的一維集成成像3D顯示裝置中，可以通過(guò)減小其狹縫的孔徑寬度來(lái)增大觀看 視角，但是會(huì)減小光學(xué)效率;可以通過(guò)減小微圖像陣列中圖像元的數(shù)目來(lái)增大觀看視角，但 是會(huì)減小分辨率。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，存在必須在以減小光學(xué)效率或減小分辨率的前提下， 才能夠?qū)崿F(xiàn)寬視角一維集成成像3D顯示的問(wèn)題。
[0013] 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本實(shí)施例給出了一種基于障壁和漸變孔徑狹縫光柵的 一維