[发明专利]一种基于双透镜阵列的立体投影装置

说明书

本发明提出了一种基于双透镜阵列的立体投影装置。该基于双透镜阵列的立体投影装置由第一透镜阵列、第一聚合物分散液晶散射层、第二聚合物分散液晶散射层、第二透镜阵列以及投影机阵列组成。所述投影机阵列中的投影机可将与之对应的视差图像投射至第二透镜阵列附近。所述第二透镜阵列、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透镜阵列可将视差图像再次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阵列和观看者分布于第一透镜阵列及第二透镜阵列的不同侧，故便于用于室外、橱窗等展示环境，且具备视距调节功能。

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或透镜阵列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透镜阵列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透镜阵列的立体投影装置。附图1为该基于双透镜阵列的立体投影装置的结构原理图。该基于双透镜阵列的立体投影装置由第一透镜阵列、第一聚合物分散液晶散射层、第二聚合物分散液晶散射层、第二透镜阵列以及投影机阵列组成。所述第一透镜阵列、第一聚合物分散液晶散射层、第二聚合物分散液晶散射层、所述第二透镜阵列前后依次放置，所述投影机阵列放置于靠近所述第二透镜阵列一侧。所述投影机阵列中的各个投影机可将与之对应的视差图像投射到第二透镜阵列附近。所述第二透镜阵列可将投影机投射来的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。需要说明，此处的聚焦并非指投影机所投射的视差图像按透镜成像公式准确成像于聚合物分散液晶散射层处，而是仅指代第二透镜阵列对光线具有一定的汇聚作用。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，则第二透镜阵列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，则第二透镜阵列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透镜阵列投射来的光束进行散射。所述第一透镜阵列可将散射层所散射的光束再次投射到空间中指定方向，从而汇聚成视点。

由于该基于双透镜阵列的立体投影装置中，投影机阵列中的投影机分处于不同的空间位置，则其光线透过第二透镜阵列时，其成像光束在第一和第二聚合物分散液晶散射层上的空间位置不同。可以理解为，投影机阵列中不同投影机所投射的视差图像在第一和第二聚合物分散液晶散射层上构成了传统3D显示器上的视差合成图像。进一步地，第一透镜阵列实现传统3D显示器分光元件的作用，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。