[发明专利]一种基于双层双折射柱透镜的投影立体显示装置

说明书

本发明提出了一种基于双层双折射柱透镜的投影立体显示装置。该基于双层双折射柱透镜的投影立体显示装置由密集投影机阵列、双层双折射柱透镜幕布构成。密集投影机阵列由多台投影机构成，投影机投射图像的光线为线偏振光；双层双折射柱透镜幕布由第一双折射柱透镜、第二双折射柱透镜、1/4波片及幕布构成。密集投影机阵列可投射视差图像至双层双折射柱透镜幕布，双层双折射柱透镜幕布可以将视差图像投射至不同空间方向从而实现立体显示。本发明可在较小空间范围内设置间距较小的多台投影机进行图像投射，并形成间距较大的视点排布。

技术领域

本发明涉及显示技术，更具体地说，本发明涉及立体显示技术。

背景技术

立体显示技术是可以实现立体场景真实再现的一种显示技术，其可以为人眼分别提供不同的视差图像，从而使人产生立体视觉。传统立体投影装置可通过单台或多台投影机进行立体投影显示。通常，单台投影机可通过双折射光栅实现立体显示功能，但因单台投影机提供的像素数目有限，立体图像的分辨率较低；多台投影机可通过逆反射原理实现立体显示功能，但视点位置和投影机位置应保持一致，因此投影系统的尺寸较大。因此，本发明提出了一种基于双层双折射柱透镜的投影立体显示装置，该装置相对于传统立体投影显示装置具有更小的体积和更高的分辨率。

发明内容

本发明提出了一种基于双层双折射柱透镜的投影立体显示装置。附图1为该基于双层双折射柱透镜的投影立体显示装置的结构示意图。该基于双层双折射柱透镜的投影立体显示装置由密集投影机阵列、双层双折射柱透镜幕布构成。密集投影机阵列可投射视差图像至双层双折射柱透镜幕布，双层双折射柱透镜幕布可以将视差图像投射至不同空间方向从而实现立体显示。

请参考图1，密集投影机阵列由多台投影机构成，投影机投射图像的光线为线偏振光。

请参考图2，双层双折射柱透镜幕布由第一双折射柱透镜、第二双折射柱透镜、1/4波片及幕布构成。第一双折射柱透镜由双折射材料及固定折射率材料构成，双折射材料对投影机投射的线偏振光具有折射率n1，对与投影机投射光线偏振方向正交的线偏振光线具有折射率n2，固定折射率材料对所有偏振方向的光线均具有折射率n2，因此其对于投影机投射光线形成柱透镜光栅分光作用，而对与投影机投射光线偏振方向正交的线偏振光无折射作用。第二双折射柱透镜由双折射材料及固定折射率材料构成，双折射材料对投影机投射的线偏振光具有折射率n3，对与投影机投射光线偏振方向正交的线偏振光线具有折射率n4，固定折射率材料对所有偏振方向的光线均具有折射率n3，因此其对于投影机投射光线无折射作用，而对与投影机投射光线偏振方向正交的线偏振光形成柱透镜光栅分光作用。1/4波片放置于幕布之前，偏振光的偏振方向与波片光轴的夹角为45°，由投影机投射的光线经过1/4波片后变成圆偏振光。

进一步的，请参考图3，图3为本发明的图像投射过程。图像在投射过程中，光线依次经第一双折射柱透镜、1/4波片投射至幕布。在此过程中，第二双折柱透镜因对于投影机投射光线不具有折射作用，故不影响光线传播。光线经1/4波片后形成圆偏振光。

进一步的，请参考图4，图4为本发明的图像的显示过程。投影光线达到幕布后进行反射，反射光线依次经1/4波片、第二双折射柱透镜投射至各个视点。在此过程中，由幕布反射的圆偏振光经1/4波片后形成线偏振光，偏振方向与投影机投射光线的偏振方向正交，光线则可利用第二双折柱透镜进行投射。在此过程中，第一双折柱透镜因对反射光线不具有折射作用，故不影响光线传播。

进一步的，请参考图2、图3和图4，因第一双折射柱透镜和第二双折射柱透镜可以具有不同空间位置、节距、焦距参数，则光线返回后形成视点的位置不与投影机位置重合。因此，本发明可在较小空间范围内设置间距较小的多台投影机进行图像投射，并形成间距较大的视点排布。相对于单台投影机形成立体显示装置，本发明的投影机数目更多，故分辨率较高；相对于多台投影机形成的逆反射立体显示装置，因本发明的投影机位置与视点位置不再重合，则本发明中的密集投影机阵列可以具有更小的尺寸。

附图说明