[实用新型]基于随机相长干涉的三维显示装置

摘要

本实用新型公开了一种基于随机相长干涉的三维显示装置，它采用两块透射式液晶板、两块偏振片、两块半透半反镜、两块反射镜和一个投影镜头组成振幅位相调节器阵列，由该振幅位相调节器阵列产生离散子光源，通过离散子光源的相长干涉形成三维立体像，振幅位相调节器阵列与随机光斑发生器阵列对准，随机光斑发生器阵列由一块微孔挡光板和一块透射式散射屏或反射式散射屏或微透镜阵列组成，使子光源的位置呈随机分布，消除高阶衍射产生的多重像。它可采用低分辨率的液晶显示器实现大尺寸、大视角立体像的实时彩色显示，可广泛应用于计算机与电视三维显示，三维人机交换，机器人视觉等领域。

主权项

1.一种基于随机相长干涉的三维显示方法的装置，其特征在于：该装置由振幅位相调节器阵列(1)、随机光斑发生器阵列(2)、相干光源(3)、和照明光学系统(4)组成，依次放置相干光源(3)和照明光学系统(4)，使得相干光源(3)发出的相干光通过照明光学系统(4)后，均匀照明振幅位相调节器阵列(1)和随机光斑发生器阵列(2)，振幅位相调节器阵列(1)与随机光斑发生器阵列(2)对准，使得由振幅位相调节器阵列(1)中的每个振幅位相调节器产生的子光源一一对应地入射到随机光斑发生器阵列(2)中的每个随机光斑发生器，产生位置随机分布的相干子光源阵列，在相干子光源阵列所覆盖的整个区域内，子光源的位置呈均匀随机分布；所述的振幅位相调节器阵列(1)由两块透射式液晶板(5、6)、两块偏振片(7、8)、两块半透半反镜(9、10)、两块反射镜(11、12)和一个投影镜头(13)组成，两块半透半反镜(9、10)和两块反射镜(11、12)按照迈克耳逊干涉器方式放置，两块透射式液晶板(5、6)分别放置在迈克耳逊干涉器的两臂，第一块透射式液晶板(5)与第二块半透半反镜(9)的半透半反面(A1-A2)成45度夹角，第二块透射式液晶板(6)与第一块透射式液晶板(5)相对于第二块半透半反镜(9)的半透半反面(A1-A2)互相对称，位于投影镜头(13)的一倍焦距至两倍焦距之间，两块偏振片(7、8)分别平行于二块透射式液晶板(6、5)，第一块偏振片(7)和第二块偏振片(8)分别位于迈克耳逊干涉器的进光口和出光口，两块透射式液晶板(5、6)皆工作于位相调节为主模式，照明光学系统(4)发出的相干照明光束垂直穿过第一块偏振片(7)后变成线偏振光，接着被第一块半透半反镜(10)分成两束光，这两束光被两块反射镜(11、12)分别反射后垂直照明两块透射式液晶板(5、6)，再经过第二块半透半反镜(9)垂直照射到第二块偏振片(8)，通过投影镜头(13)进行成像；所述的随机光斑发生器阵列(2)由一块微孔挡光板(14)和一块透射式散射屏(22)或反射式散射屏(25)或微透镜阵列(15)组成，微孔挡光板(14)为覆盖有一层挡光层的透明平板，挡光层上制作有透光微孔阵列，每个透光微孔的通光口径小于透射式液晶板(5或6)的每个像素成像到微孔挡光板(14)上时的尺寸，微孔挡光板(14)上每个微孔的位置呈均匀随机分布，透射式散射屏(22)或反射式散射屏(25)或微透镜阵列(15)紧贴微孔挡光板(14)放置或直接制作在微孔挡光板(14)上，微透镜阵列(15)上每个微透镜与微孔挡光板(14)上每个微孔一一对应，微透镜阵列(15)上每个微透镜的光轴与微孔挡光板(14)上它所对应的微孔的中心重合；随机光斑发生器阵列(2)位于两块透射式液晶板(5、6)被投影镜头(13)所成像的像面；所述的照明光学系统(4)由两块焦距不等的光学透镜(16、17)组成，第一块透镜(16)的焦距小于第二块透镜(17)的焦距，放置在进光口一端，第一块透镜(16)和第二块透镜(17)组成一个望远镜系统，第一块透镜(16)与第二块透镜(17)皆为凸透镜，第一块透镜(16)的像方焦点与第二块透镜(17)的物方焦点重合，或第一块透镜(16)为凹透镜，第二块透镜(17)为凸透镜，第一块透镜(16)的物方焦点与第二块透镜(17)的物方焦点重合。