[发明专利]基于回返器和反射偏振片高分辨率集成成像3D显示装置

权利要求书

1.基于回返器和反射偏振片高分辨率集成成像3D显示装置，其特征在于，该装置由2D显示屏、反射偏振模组、两个四分之一波片、两个回返器和透镜阵列组成，2D显示屏的像素对角线方向垂直于四分之一波片I所在平面，反射偏振模组与2D显示屏成45°夹角放置，四分之一波片I与回返器I平行放置，且四分之一波片I和回返器I与2D显示屏成90°夹角，与反射偏振模组成45°夹角，四分之一波片II与回返器II平行放置，四分之一波片II和回返器II与2D显示屏相向的平行放置，中间间隔反射偏振模组，透镜阵列与四分之一波片I和回返器I平行放置，中间间隔反射偏振模组；

所述2D显示屏显示3D片源；

所述反射偏振模组由两个具有相对位移为d/2的反射偏振片组成，其中d为2D显示屏像素的尺寸，所述反射偏振模组反射线偏振光I，透射偏振方向与线偏振光I正交的线偏振光II；

所述四分之一波片I和所述四分之一波片II用于提供π/2的相位延迟，所述四分之一波片I，将入射的线偏振光I转换为圆偏振光I，将与圆偏振光I正交的圆偏振光II转化为线偏振光II，所述四分之一波片II将入射的线偏振光II转换为圆偏振光II，将圆偏振光I转化为线偏振光I；

所述回返器用于反射入射光，入射光被回返器的三个反射面依次反射，出射光平行且反向于入射光方向，且反射光与入射光存在半波损失，圆偏振光I经过所述回返器I反射后变为与圆偏振光I正交的圆偏振光II，圆偏振II光经过所述回返器II反射后变为圆偏振光I；

所述透镜阵列将叠加后的高分辨率3D片源进行方向性调制，在空间中重构出高分辨率的3D图像。

2.根据权利要求1所述的基于回返器和反射偏振片高分辨率集成成像3D显示装置，其特征在于，所述2D显示屏发出的光线经过所述反射偏振模组被分离成线偏振光I和线偏振光II两部分，其中线偏振光I由反射偏振模组反射，向所述四分之一波片I传播，由于线偏振光I的偏振方向与所述四分之一波片I的光轴方向成45°，线偏振光I经过所述四分之一波片I变为圆偏振光I，圆偏振光I经过所述回返器I按照入射光路返回，由于存在半波损失，反射光线变为圆偏振光II，圆偏振光II再次经过所述四分之一波片I后变为线偏振光II，线偏振光II沿着入射光路方向返回，然后透过反射偏振模组向透镜阵列的方向传播，并在所述2D显示屏关于所述反射偏振片I镜对称的位置成像，形成偏振3D片源I，其中的线偏振光II由反射偏振模组透射，向所述四分之一波片II的方向传播，由于线偏振光II的偏振方向与所述四分之一波片II的光轴方向成-45°，线偏振光II经过所述四分之一波片II变为圆偏振光II，圆偏振光II经过所述回返器II按照入射光路返回，由于存在半波损失，反射光线变为圆偏振光I，圆偏振光I再次经过所述四分之一波片II后变为线偏振光I，线偏振光I遇到所述反射偏振模组中的反射偏振片II，被所述反射偏振片II反射，并向所述透镜阵列的方向传播，在所述2D显示屏关于所述反射偏振片II镜对称的位置成像，形成偏振3D片源II。

3.根据权利要求1所述的基于回返器和反射偏振片高分辨率集成成像3D显示装置，其特征在于，偏振3D片源I和偏振3D片源II沿着像素的对角线方向存在的相对位移，使得偏振3D片源I和偏振3D片源II错位叠加，形成叠加后的高分辨率3D片源，偏振3D片源II的每一个像素与偏振3D片源I的4个相邻的像素叠加，形成4个尺寸为原像素尺寸1/2的像素点，偏振3D片源II中第i行第j列的像素II_(i,j)与偏振3D片源I中第i行第j列的像素I_(i,j)、第i+1行第j列的像素I_(i+1,j)、第i行第j+1列的像素I_(i,j+1)和第i+1行第j+1列的像素I_(i+1,j+1)叠加，形成像素H_(2i-1,2j-1)、H_(2i,2j-1)、H_(2i-1,2j)和H_(2i,2j)，当2D显示屏的像素数为m×n时，m为2D显示屏的水平像素数，n为2D显示屏的垂直像素数，叠加后的高分辨率3D片源的像素数为4mn-2(m+n)+1。