[实用新型]一种高亮度增强现实3D显示装置

说明书

本实用新型公开了一种高亮度增强现实3D显示装置，包括漫反射层I、侧边式背光源、透射型显示面板和双面反射孔隙阵列；漫反射层将侧边式背光源发出的光线漫反射；侧边式背光源为整个显示装置提供光源；透射型显示面板用于显示3D片源；双面反射孔隙阵列由镜面反射层、基板、漫反射层II紧密贴合而成；能实现高亮度的虚拟3D图像显示和真实物体成像。

技术领域

本实用新型涉及三维显示技术和增强现实显示技术，特别涉及一种高亮度增强现实3D显示装置。

背景技术

近年来，虚拟现实/增强现实技术发展迅速，其中增强现实技术能同时实现虚拟图像和真实物体的融合显示，而备受科研工作者和消费大众的青睐。目前的增强现实设备普遍存在需头戴、虚拟图像亮度低等问题。

集成成像技术是一种裸眼真3D显示技术，具有裸眼观看、无立体观看视疲劳、全真3D再现等优点。将集成成像技术应用于增强现实是一个发展趋势，能为用户提供更好的观看体验，且可以实现裸眼的增强现实3D显示效果。常规的集成成像显示设备采用透镜阵列或针孔阵列进行虚拟3D图像的重建，其中透镜阵列对真实场景光线的折射问题，无法实现真实物体的透视观看，而针孔阵列不仅阻挡了外界的光线，同时也对显示设备的大部分光线遮挡，重建的3D图像通常亮度极低。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高亮度增强现实3D显示装置，该装置可以显示高亮度的虚拟3D图像和对真实物体成像，获得高亮度的增强现实3D显示效果。

为了实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种高亮度增强现实3D显示装置，如附图1所示，该装置依次包括漫反射层I、侧边式背光源、透射型显示面板和双面反射孔隙阵列，实现高亮度的虚拟3D图像显示和真实物体成像。

所述漫反射层I位于整个显示装置的最后端，所述漫反射层I将所述侧边式背光源发出的光线漫反射，同时将所述双面反射孔隙阵列反射回的光线漫反射。

所述侧边式背光源位于所述漫反射层I和透射型显示面板的中间，为整个显示装置提供光源。

所述透射型显示面板用于显示3D片源，显示的像素信息对通过的光线进行调制，实现图像显示。

所述双面反射孔隙阵列位于所述透射型显示面板前，如附图2所示，所述双面反射孔隙阵列由镜面反射层、基板、漫反射层II紧密贴合而成，镜面反射层和漫反射层II分别位于基板两侧，镜面反射层位于整个装置的最外层，对真实物体的光线起镜面反射作用，漫反射层II朝向装置内侧，对经过的光线起漫发射作用；所述镜面反射层、基板、漫反射层II上布有规则排列且参数相同的透光孔隙，透光孔隙的形状可以为竖状排列、倾斜排列、针孔阵列等结构，如附图3、附图4和附图5所示；所述双面反射孔隙阵列对到达透光孔隙的光线起透射作用。

所述漫反射层I、侧边式背光源和双面反射孔隙阵列能实现光线的循环有效利用，如附图6所示，侧边式背光源发出的光线在漫反射层I上漫反射，其中一小部分光线由双面反射孔隙阵列的透光孔隙透射，构成3D图像光线，大部分光线到达双面反射孔隙阵列的漫反射层II，被漫反射层II漫反射的光线回到漫反射层I，并再一次被漫反射回到显示装置内，实现了光线的循环利用。

所述高亮度的虚拟3D图像显示，如附图7所示，透射型显示面板上显示3D片源，所述3D片源包含许多同名点像素，同一物点的同名点像素被漫反射层I漫反射的光线照射，光线受到像素灰度级的调制，实现图像显示，经过同一物点的同名点像素的光线由透光孔隙透射后，在空间相交或反向延长线相交，构成3D像点；所述被漫反射层I漫反射的光线包含直接从侧边式背光源出射后在漫反射层I上漫反射的光线、经过漫反射层II漫反射后并再一次被漫反射层I漫反射的光线、以及在漫反射层I和漫反射层II之间多次漫反射的光线，从而实现高亮度的3D图像显示。