基于渐变节距矩形针孔阵列的3D显示装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010101464.7 (22)申请日 2020.02.19 (71)申请人 成都工业学院 地址 610031 四川省成都市花牌坊街2号 (72)发明人 吴非樊为 (51)Int.Cl. G02B 30/32(2020.01) (54)发明名称 基于渐变节距矩形针孔阵列的3D显示装置 (57)摘要 本发明公开了基于渐变节距矩形针孔阵列 的3D显示装置， 包括显示屏和渐变节距矩形针孔 阵列； 在渐变节距矩形针孔阵列中， 任意一列的 矩形针孔的水平节距相同， 任意一行的矩形针孔。

2、 的垂直节距相同； 位于渐变节距矩形针孔阵列中 心的连续多列矩形针孔的水平节距相同， 渐变节 距矩形针孔阵列的水平节距从中心到左右两边 逐渐增大； 位于渐变节距矩形针孔阵列中心的连 续多行矩形针孔的垂直节距相同， 渐变节距矩形 针孔阵列的垂直节距从中心到上下两边逐渐增 大； 渐变节距矩形微图像阵列中矩形图像元的中 心均与其对应的矩形针孔的中心对应对齐。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 111025675 A 2020.04.17 CN 111025675 A 1.基于渐变节距矩形针孔阵列的3D显示装置， 其特征在于， 包括显示屏和渐变节距矩 形针孔阵列； 渐变节距矩形针孔阵列平行放。

3、置在显示屏前方， 且对应对齐； 在渐变节距矩形 针孔阵列中， 任意一列的矩形针孔的水平节距相同， 任意一行的矩形针孔的垂直节距相同； 位于渐变节距矩形针孔阵列中心的连续多列矩形针孔的水平节距相同， 渐变节距矩形针孔 阵列的水平节距从中心到左右两边逐渐增大； 位于渐变节距矩形针孔阵列中心的连续多行 矩形针孔的垂直节距相同， 渐变节距矩形针孔阵列的垂直节距从中心到上下两边逐渐增 大； 渐变节距矩形针孔阵列中第i列矩形针孔的水平节距Pi、 第j行矩形针孔的垂直节距Qj由 下式计算得到 其中，p是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的水平节距，q是位于渐变节距 矩形针孔阵列中心的矩形针孔的垂直节距，。

4、m是渐变节距矩形针孔阵列中水平方向上矩形 针孔的数目，n是渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目，a是位于渐变节距 矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数，b是位于渐变节距矩形针 孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数，l是观看距离，g是显示屏与渐变 节距矩形针孔阵列的间距； 显示屏用于显示渐变节距矩形微图像阵列； 渐变节距矩形微图 像阵列中矩形图像元的水平节距均等于与其对应的矩形针孔的水平节距， 渐变节距矩形微 图像阵列中矩形图像元的垂直节距均等于与其对应的矩形针孔的垂直节距， 且渐变节距矩 形微图像阵列中矩形图像元的中心均与其对应的矩形针孔的中心对应对齐。。

5、 2.根据权利要求1所述的基于渐变节距矩形针孔阵列的3D显示装置， 其特征在于， 渐变 节距矩形针孔阵列水平方向上矩形针孔的数目等于垂直方向上矩形针孔的数目。 3.根据权利要求2所述的基于渐变节距矩形针孔阵列的3D显示装置， 其特征在于， 位于 渐变节距矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数等于位于渐变节 距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数。 4.根据权利要求3所述的基于渐变节距矩形针孔阵列的3D显示装置， 其特征在于， 矩形 针孔的垂直孔径宽度与水平孔径宽度的比值等于渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水 平宽度的比值。 5.根据权利要求4所述的基于渐变节距。

6、矩形针孔阵列的3D显示装置， 其特征在于， 3D显 权利要求书 1/2 页 2 CN 111025675 A 2 示装置的水平分辨率R1、 垂直分辨率R2、 水平观看视角1、 垂直观看视角2分别为： 其中，P1是渐变节距矩形针孔阵列第一列矩形针孔的水平节距，m是渐变节距矩形针孔 阵列中水平方向上矩形针孔的数目，c是渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的 比值，w是矩形针孔的水平孔径宽度，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的 间距。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111025675 A 3 基于渐变节距矩形针孔阵列的3D显示装置 技术领域 0001 本发明涉及3D显示， 更具。

7、体地说， 本发明涉及基于渐变节距矩形针孔阵列的3D显 示装置。 背景技术 0002 集成成像3D显示具有裸眼观看的特点， 其拍摄与显示的过程相对简单， 且能显示 全视差和全真色彩的3D图像， 是目前3D显示的主要方式之一。 但是， 传统的基于渐变节距针 孔阵列的集成成像3D显示装置存在以下缺点： （1） 相邻两个针孔的节距以等比关系变化， 增加了制作难度以及成本。 0003 （2） 相邻两个3D像素之间的距离以等比关系增大， 影响了3D像素的均匀度以及观 看体验。 0004 （3） 水平分辨率不等于垂直分辨率， 进一步加深了低分辨率带来的观看体验不佳 的问题。 发明内容 0005 本发明提出了。

8、基于渐变节距矩形针孔阵列的3D显示装置， 如附图1和2所示， 其特 征在于， 包括显示屏和渐变节距矩形针孔阵列； 渐变节距矩形针孔阵列平行放置在显示屏 前方， 且对应对齐； 在渐变节距矩形针孔阵列中， 任意一列的矩形针孔的水平节距相同， 任 意一行的矩形针孔的垂直节距相同； 位于渐变节距矩形针孔阵列中心的连续多列矩形针孔 的水平节距相同， 渐变节距矩形针孔阵列的水平节距从中心到左右两边逐渐增大； 位于渐 变节距矩形针孔阵列中心的连续多行矩形针孔的垂直节距相同， 渐变节距矩形针孔阵列的 垂直节距从中心到上下两边逐渐增大； 渐变节距矩形针孔阵列中第i列矩形针孔的水平节 距Pi、 第j行矩形针孔的垂。

9、直节距Qj由下式计算得到 （1） （2） 其中，p是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的水平节距，q是位于渐变节距 矩形针孔阵列中心的矩形针孔的垂直节距，m是渐变节距矩形针孔阵列中水平方向上矩形 说明书 1/4 页 4 CN 111025675 A 4 针孔的数目，n是渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目，a是位于渐变节距 矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数，b是位于渐变节距矩形针 孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数，l是观看距离，g是显示屏与渐变 节距矩形针孔阵列的间距； 显示屏用于显示渐变节距矩形微图像阵列； 渐变节距矩形微图 像阵列中矩形图。

10、像元的水平节距均等于与其对应的矩形针孔的水平节距， 渐变节距矩形微 图像阵列中矩形图像元的垂直节距均等于与其对应的矩形针孔的垂直节距， 且渐变节距矩 形微图像阵列中矩形图像元的中心均与其对应的矩形针孔的中心对应对齐。 0006 优选的， 渐变节距矩形针孔阵列水平方向上矩形针孔的数目等于垂直方向上矩形 针孔的数目。 0007 优选的， 位于渐变节距矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的 列数等于位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数。 0008 优选的， 矩形针孔的垂直孔径宽度与水平孔径宽度的比值等于渐变节距矩形针孔 阵列的垂直宽度与水平宽度的比值。 00。

11、09 优选的， 3D显示装置的水平分辨率R1、 垂直分辨率R2、 水平观看视角1、 垂直观看视 角2分别为： （3） （4） （5） （6） 其中，P1是渐变节距矩形针孔阵列第一列矩形针孔的水平节距，m是渐变节距矩形针孔 阵列中水平方向上矩形针孔的数目，c是渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的 比值，w是矩形针孔的水平孔径宽度，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的 间距。 附图说明 0010 附图1为本发明的结构和水平方向参数示意图 附图2为本发明的结构和垂直方向参数示意图 上述附图中的图示标号为： 1. 显示屏， 2. 渐变节距矩形针孔阵列， 3. 矩形图像元。 0011 。

12、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 0012 下面详细说明本发明的基于渐变节距矩形针孔阵列的3D显示装置的一个典型实 说明书 2/4 页 5 CN 111025675 A 5 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。 0013 本发明提出了基于渐变节距矩形针孔阵列的3D显示装置， 如附图1和2所示， 其特 征在于， 包括显示屏和渐变节距矩形针孔阵列； 渐变节距矩形针孔。

13、阵列平行放置在显示屏 前方， 且对应对齐； 在渐变节距矩形针孔阵列中， 任意一列的矩形针孔的水平节距相同， 任 意一行的矩形针孔的垂直节距相同； 位于渐变节距矩形针孔阵列中心的连续多列矩形针孔 的水平节距相同， 渐变节距矩形针孔阵列的水平节距从中心到左右两边逐渐增大； 位于渐 变节距矩形针孔阵列中心的连续多行矩形针孔的垂直节距相同， 渐变节距矩形针孔阵列的 垂直节距从中心到上下两边逐渐增大； 渐变节距矩形针孔阵列中第i列矩形针孔的水平节 距Pi、 第j行矩形针孔的垂直节距Qj由下式计算得到 （1） （2） 其中，p是位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的水平节距，q是位于渐变节距 矩形针孔阵。

14、列中心的矩形针孔的垂直节距，m是渐变节距矩形针孔阵列中水平方向上矩形 针孔的数目，n是渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目，a是位于渐变节距 矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数，b是位于渐变节距矩形针 孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数，l是观看距离，g是显示屏与渐变 节距矩形针孔阵列的间距； 显示屏用于显示渐变节距矩形微图像阵列； 渐变节距矩形微图 像阵列中矩形图像元的水平节距均等于与其对应的矩形针孔的水平节距， 渐变节距矩形微 图像阵列中矩形图像元的垂直节距均等于与其对应的矩形针孔的垂直节距， 且渐变节距矩 形微图像阵列中矩形图像元的中心均与其对。

15、应的矩形针孔的中心对应对齐。 0014 优选的， 渐变节距矩形针孔阵列水平方向上矩形针孔的数目等于垂直方向上矩形 针孔的数目。 0015 优选的， 位于渐变节距矩形针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的 列数等于位于渐变节距矩形针孔阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数。 0016 优选的， 矩形针孔的垂直孔径宽度与水平孔径宽度的比值等于渐变节距矩形针孔 说明书 3/4 页 6 CN 111025675 A 6 阵列的垂直宽度与水平宽度的比值。 0017 优选的， 3D显示装置的水平分辨率R1、 垂直分辨率R2、 水平观看视角1、 垂直观看视 角2分别为： （3） （4） （5。

16、） （6） 其中，P1是渐变节距矩形针孔阵列第一列矩形针孔的水平节距，m是渐变节距矩形针孔 阵列中水平方向上矩形针孔的数目，c是渐变节距矩形针孔阵列的垂直宽度与水平宽度的 比值，w是矩形针孔的水平孔径宽度，l是观看距离，g是显示屏与渐变节距矩形针孔阵列的 间距。 0018 位于渐变节距矩形针孔阵列中心的矩形针孔的水平节距为p=10mm， 位于渐变节距 矩形针孔阵列中心的矩形针孔的垂直节距为q=6mm， 矩形针孔的水平孔径宽度为w=3mm， 矩 形针孔的垂直孔径宽度为v=1.8mm， 渐变节距矩形针孔阵列中水平方向上矩形针孔的数目 为m=44， 渐变节距矩形针孔阵列中垂直方向上矩形针孔的数目为n。

17、=44， 位于渐变节距矩形 针孔阵列中心的水平节距相同的连续多列矩形针孔的列数为a=4， 位于渐变节距矩形针孔 阵列中心的垂直节距相同的连续多行矩形针孔的行数为b=4， 渐变节距矩形针孔阵列的垂 直宽度与水平宽度的比值为c=0.6， 观看距离为l=2010mm， 显示屏与渐变节距矩形针孔阵列 的间距为g=10mm。 根据式 （1） 得到， 渐变节距矩形针孔阵列中第144列矩形针孔阵列的水平 节距分别为11.5mm、 11.5mm、 11.5mm、 11.5mm、 11.2mm、 11.2mm、 11.2mm、 11.2mm、 10.9mm、 10.9mm、 10.9mm、 10.9mm、 10。

18、.6mm、 10.6mm、 10.6mm、 10.6mm、 10.3mm、 10.3mm、 10.3mm、 10.3mm、 10mm、 10mm、 10mm、 10mm、 10.3mm、 10.3mm、 10.3mm、 10.3mm、 10.6mm、 10.6mm、 10.6mm、 10.6mm、 10.9mm、 10.9mm、 10.9mm、 10.9mm、 11.2mm、 11.2mm、 11.2mm、 11.2mm、 11.5mm、 11.5mm、 11.5mm、 11.5mm； 根据式 （2） 得到， 渐变节距矩形针孔阵列中第144行矩形针孔阵列的垂直节距分别 为6.9mm、 6.9m。

19、m、 6.9mm、 6.9mm、 6.7mm、 6.7mm、 6.7mm、 6.7mm、 6.5mm、 6.5mm、 6.5mm、 6.5mm、 6.3mm、 6.3mm、 6.3mm、 6.3mm、 6.1mm、 6.1mm、 6.1mm、 6.1mm、 6mm、 6mm、 6mm、 6mm、 6.1mm、 6.1mm、 6.1mm、 6.1mm、 6.3mm、 6.3mm、 6.3mm、 6.3mm、 6.5mm、 6.5mm、 6.5mm、 6.5mm、 6.7mm、 6.7mm、 6.7mm、 6.7mm、 6.9mm、 6.9mm、 6.9mm、 6.9mm； 根据式 （3） 、（4） 、（5） 、（6） 得到， 3D显示装置的水 平分辨率、 垂直分辨率、 水平观看视角、 垂直观看视角分别为44、 44、 34 、 21 。 说明书 4/4 页 7 CN 111025675 A 7 图1 说明书附图 1/2 页 8 CN 111025675 A 8 图2 说明书附图 2/2 页 9 CN 111025675 A 9 。