[发明专利]一种基于双光栅的立体投影装置

说明书

本发明提出了一种基于双光栅的立体投影装置。该基于柱透镜的立体投影装置由第一柱透镜光栅、第一聚合物分散液晶散射层、第二聚合物分散液晶散射层、第二柱透镜光栅以及多个投影机组成。所述投影机可将与之对应的视差图像进行投射，并成像于所述第二柱透镜光栅附近。所述第二柱透镜光栅、第一聚合物分散液晶散射层、第二聚合物分散液晶散射层及所述第一柱透镜光栅可将视差图像投射到空间中指定方向，从而汇聚成视点。当人眼分处于不同视点位置时，可以分别看到与之对应的视差图像，从而实现立体视觉。该立体投影装置由于投影机和观看者分布于第一柱透镜光栅及第二柱透镜光栅的不同侧，故便于用于室外、橱窗等展示环境。

技术领域

本发明涉及显示技术，更具体地说，本发明涉及3D立体显示技术。

背景技术

3D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。通常立体显示由光栅和立体视差合成图像构成。通过精确耦合，立体视差合成图像像素可以被光栅投射到指定的方向，从而形成视点。即是当人眼分别处于不同视点时，左右眼可以分别看到不同的视差图像，从而产生立体视觉。在实现大尺寸立体显示时，可使用立体投影装置，其使用投影机作为立体视差合成图像的提供媒介。传统的立体投影装置常采用前置投影机方式，即观看者和投影机处于屏幕的同一侧进行投影。本发明的一种基于双光栅的立体投影装置观看者和投影机分布于屏幕的不同侧进行显示，便于用于室外、橱窗等展示环境。

发明内容

本发明提出了一种基于双光栅的立体投影装置。附图1为该基于双光栅的立体投影装置的结构原理图。该基于双光栅的立体投影装置由第一柱透镜光栅、第一聚合物分散液晶散射层、第二聚合物分散液晶散射层、第二柱透镜光栅以及多个投影机组成。所述第一柱透镜光栅、第一聚合物分散液晶散射层、第二聚合物分散液晶散射层、所述第二柱透镜光栅前后依次放置，所述投影机放置于靠近所述第二柱透镜光栅一侧。所述投影机可将与之对应的视差图像投射到第二柱透镜光栅附近。所述第二柱透镜光栅可将所述投影机投射来的成像光束聚焦后投射于第一聚合物分散液晶散射层及第二聚合物分散液晶散射层位置处。所述第一聚合物分散液晶散射层、所述第二聚合物分散液晶散射层可在散射和透明两种状态间转换。同一时刻，仅有唯一的一块聚合物分散液晶散射层呈散射态。当第一聚合物分散液晶散射层呈散射态，第二聚合物分散液晶散射层呈透明态时，则第二柱透镜光栅投射的视差合成图像将成像于第一聚合物分散液晶散射层位置。反之，当第一聚合物分散液晶散射层呈透明态，第二聚合物分散液晶散射层呈散射态时，则第二柱透镜光栅投射的视差合成图像将成像于第二聚合物分散液晶散射层位置。所述第一和第二聚合物分散液晶散射层呈散射态时可对所述第二柱透镜光栅投射来的光束进行散射。所述第一柱透镜光栅可将该光束再次投射到空间中指定方向，从而汇聚成视点。

由于该基于双光栅的立体投影装置中，多个投影机分处于不同的水平空间位置，则其光线透过第二柱透镜光栅时，其成像光束在第一和第二聚合物分散液晶散射层上的水平空间位置不同。因此，第一柱透镜光栅可以将来自于不同投影机的视差图像投射并汇聚到不同的视点位置。当人眼分处于不同视点位置时，可以分别看到与之对应的视差图像，从而实现立体视觉。

设该基于双光栅的立体投影装置中，视点到第一柱透镜光栅的距离即最佳观看距离为l₁，第一柱透镜光栅到呈散射态的聚合物分散液晶散射层的距离为l₂，呈散射态的聚合物分散液晶散射层到第二柱透镜光栅的距离为l₃，第二柱透镜光栅到投影机的距离为l₄，第一柱透镜光栅节距为p₁，第一柱透镜光栅节距为p₂。优选地，上述参数应满足：。