CN104714361B - 一种多视点3d显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及3D显示装置。一种多视点3D显示装置，包括一3D显示装置主体，3D显示装置主体包括一投影屏幕，3D显示装置主体包括一投影机组，投影机组包括至少三个放映不同视点场景的投影机；投影机的投影方向朝向一投影屏幕；投影屏幕是一具有不同投射角度的透射式散射屏，透射式散射屏的出光面设有一柱面光栅。本发明通过采用不同投射角度的透射式散射屏与放映不同视点场景的投影机相结合，从而将放映不同场景的投影机放映的画面通过透射式散射屏投射到不同的方位，从而实现人们在不同的视点上观赏到不同的画面。

Description

一种多视点3D显示装置

技术领域

本发明涉及一种电子领域，尤其涉及一种3D显示装置。

背景技术

随着近些年来电脑技术的快速发展，3D技术的研发与应用已经走过了几十年的前期摸索阶段，技术的成熟度、完善度、易用性、人性化、经济性等，都已经取得了巨大的突破；随着电脑网络应用的快速普及，就3D应用而言，更是成为了普通大专学生轻松驾驭的基本电脑工具的，像电脑打字一样；3D的消费和使用，如通过3D技术做出来的游戏、电影、大厦、汽车、手机、服装等等，更已经成为了普通大众工作和生活中的一部分。

传统的3D显示器技术中，3D显示器往往是将投影仪直射到投影屏幕，这样容易导致由于画面传输路径的需求而导致现有的3D显示器体积较为庞大，占用面积大。此外，传统的3D显示器往往只能观赏到一个视角的3D效果，每个观众在不同的位置观赏的3D画面都是一样的，只能进行单视角观察，无法观赏到其他视角的3D画面。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多视点3D显示装置，以解决上述技术问题中的至少一个。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种多视点3D显示装置，包括一3D显示装置主体，所述3D显示装置主体包括一投影屏幕，其特征在于，所述3D显示装置主体包括一投影机组，所述投影机组包括至少三个放映不同视点场景的投影机；

所述投影机的投影方向朝向一投影屏幕；

所述投影屏幕是一具有不同投射角度的透射式散射屏，所述透射式散射屏的出光面设有一柱面光栅。

本发明通过采用不同投射角度的透射式散射屏与放映不同视点场景的投影机相结合，从而将放映不同场景的投影机放映的画面通过透射式散射屏投射到不同的方位，从而实现人们在不同的视点上观赏到不同的画面。

本发明工作时，投影机投射具有视差的图像，经过投影屏幕分光成像形成不同的视区，在对应的视区内只能看到对应的图像，当两眼分别处于对应的视区时，在两眼中形成视差，经大脑融合后观察者可以感觉到图像的立体效果。本发明通过增加投影机个数实现的，扩大了观察视角，可供多人同时观看。同时，若每个投影机所投影的图像是对应位置所拍得的物体的图像，移动头部在各个观察点看到的图像正好对应于在拍摄图片位置看到的三维景物，这样还可以获得运动视差，使立体效果更加逼真。

所述投影机位于所述投影屏幕下方；

正对所述投影机的光学镜头安装有用于反射投影画面到所述投影屏幕的反光装置；所述反光装置的反射面与投影机出射光的夹角为α，0＜α≤45°；

所述投影机的投射出的光束经所述反光装置射到所述透射式散射屏，由所述透射式散射屏另一面折射出。

观察者与投影机位于透射式散射屏的异侧。

本发明通过设有一反光装置从而在保证3D显示装置主体光路长度不变的情况下，缩短路径，从而实现装置体积的缩小，减少占用面积。本发明通过限定α的最大值为45°，防止α过大导致光线在反射过程中，入射光束与发射光束间的干扰。

所述透射式散射屏包括至少三个透射式散射子屏，所述透射式散射子屏的个数与所述投影机的个数相一致；

所述至少三个透射式散射子屏横向等间距水平排布，所述至少三个透射式散射子屏投射的画面与所述至少三个投影机放映的画面一一对应。

每个透射式散射子屏以不同的投射角度投影不同的投影机投影的画面，从而实现人员在不同的位置因为透射式散射屏的具有不同投射角度观看到不同的投影画面，从而实现多视点观看。

所述透射式散射屏包括至少四个透射式散射子屏，所述至少四个透射式散射子屏呈纵横方向上等间距排布成一透射式散射平面；

所述透射式散射子屏与所述投影机的个数相一致，所述透射式散射子屏投射的画面与所述投影机放映的画面一一对应。

所述投影机是视频投影机、数据投影机、LED投影机、激光投影机、微型投影机、纳米型投影机中的任意一种。

所述透射式散射屏设有两个不同的光栅，一由光栅方向互相平行的锯齿型光栅、一由光栅方向互相平行的柱面光栅构成，所述锯齿型光栅由多个三角柱状结构连续排列构成，所述三角柱状结构的倾斜角相同。从而实现投射角度的不同。

所述透射式散射屏包括至少三个透射式散射子屏，所述透射式散射子屏的个数与所述投影机的个数相一致；

所述透射式散射子屏设有两个不同的光栅，一由光栅方向互相平行的锯齿型光栅、一由光栅方向互相平行的柱面光栅构成，所述锯齿型光栅由多个三角柱状结构连续排列构成，所述三角柱状结构的倾斜角相同；

所述至少三个透射式散射子屏设有的三角柱状结构的倾斜角不同。

从而实现不同的投射角度。

所述透射式散射屏设有一入光部，所述入光部是全息投影屏幕、微透镜阵列、菲涅尔透镜中的任意一种；所述透射式散射屏还设有一出光部，所述出光部为所述柱面光栅。

所述透射式散射屏设有一入光部，所述入光部设有一LC膜；所述透射式散射屏还设有一出光部，所述出光部为所述柱面光栅。所述LC膜是一可控散射膜，来调整透射式散射屏投影屏幕的扩散，通过动态地改变透射式散射屏的扩散角。

所述透射式散射屏设有一入光部，所述入光部设有一液晶层；所述透射式散射屏还设有一出光部，所述出光部为所述柱面光栅。控制液晶层的偏振 情况动态地改变透射式散射屏的投影方向。

所述透射式散射屏呈一圆柱型；

所述投影仪呈环形排布于所述透射式散射屏的中央，所述投影仪的环绕中心与所述透射式散射屏的中心轴线重合。

从而实现立体三维不同视角的观赏。

所述反光装置还设有第一转轴，所述第一转轴的轴线方向垂直于所述投影装置的出射方向；

所述第一转轴通过第一传动机构连接第一驱动电机。

通过第一驱动电机驱动转轴转动，从而带动反光装置转动，完成反光面朝向的选择，进而选择落在透射式散射屏的投影画面。

所述发光装置包括至少三个子反光镜，所述子反光镜均设有第二转轴，所述第二转轴的轴线方向垂直于所述投影机的出射方向；

所述子反光镜的个数等于所述投影机的个数；

所述第二转轴通过第二传动机构连接第二驱动电机。

所述投影机的投射出的光束经所述子反光镜射到所述透射式散射子屏，由所述透射式散射子屏另一面折射出。本发明通过设有与投影机个数相匹配的子反光镜，利用第二驱动电机对子反光镜的倾斜情况进行调整，从而将投影机投射出的画面射到不同的透射式散射子屏上，从而相应的调节透射式散射子屏放映不同的投影画面。

反光装置可以包括一底座，底座上装有一相对于底座向里倾斜的基板，基板的外表面镀有反光膜，形成反光面。或者基板的外侧黏贴有一至少一块平面反射镜，形成反光面。反光装置可以包括一透光棱镜，透光棱镜内设有一反光膜，形成反光面。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为本发明的一种光路结构示意图；

图3为本发明透射式散射屏的一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1、图2、图3，一种多视点3D显示装置，包括一3D显示装置主体，3D显示装置主体包括一投影屏幕，3D显示装置主体包括一投影机组，投影机组包括至少三个放映不同视点场景的投影机1；投影机1的投影方向朝向一投影屏幕；投影屏幕是一具有不同投射角度的透射式散射屏3，透射式散射屏3的出光面设有一柱面光栅。本发明通过采用不同投射角度的透射式散射屏3与放映不同视点场景的投影机1相结合，从而将放映不同场景的投影机1放映的画面通过透射式散射屏3投射到不同的方位，从而实现人们在不同的视点上观赏到不同的画面。本发明工作时，投影机1投射具有视差的图像，经过投影屏幕分光成像形成不同的视区，在对应的视区内只能看到对应的图像，当两眼分别处于对应的视区时，在两眼中形成视差，经大脑融合后观察者可以感觉到图像的立体效果。本发明通过增加投影机1个数实现的，扩大了观察视角，可供多人同时观看。同时，若每个投影机1所投影的图像是对应位置所拍得的物体的图像，移动头部在各个观察点看到的图像正好对应于在拍摄图片位置看到的三维景物，这样还可以获得运动视差，使立体效果更加逼真。

投影机1位于投影屏幕下方；正对投影机1的光学镜头安装有用于反射投影画面到投影屏幕的反光装置2；反光装置2的反射面与投影机1出射光的夹角为α，0＜α≤45°；投影机1的投射出的光束经反光装置2射到透射式散射屏3，由透射式散射屏3另一面折射出。观察者与投影机1位于透射式散射屏3的异侧。本发明通过设有一反光装置2从而在保证3D显示装置主体光路长度不变的情况下，缩短路径，从而实现装置体积的缩小，减少占用面积。本发明通过限定α的最大值为45°，防止α过大导致光线在反射过程中，入射光束与发射光束间的干扰。

透射式散射屏3包括至少三个具有不同投射角度的透射式散射子屏，至少三个透射式散射子屏横向等间距水平排布；透射式散射子屏与投影机11的个数相一致，至少三个透射式散射子屏投射的画面与至少三个投影机1放映 的画面一一对应。每个透射式散射子屏以不同的投射角度投影不同的投影机11投影的画面，从而实现人员在不同的位置因为透射式散射屏3的具有不同投射角度观看到不同的投影画面，从而实现多视点观看。

透射式散射屏3由复数个透射式散射子屏组合拼接而成。

透射式散射屏包括至少三个具有不同投射角度的透射式散射子屏，至少三个透射式散射子屏纵向等间距水平排布；透射式散射子屏与投影机的个数相一致，至少三个透射式散射子屏投射的画面与至少三个投影机放映的画面一一对应。

透射式散射屏包括至少四个透射式散射子屏，至少四个透射式散射子屏呈纵横方向上等间距排布成一透射式散射平面；透射式散射子屏与投影机1的个数相一致，透射式散射子屏投射的画面与投影机1放映的画面一一对应。一个投影机经反光装置后，投影画面通过一个透射式散射子屏投射出。一个透射式散射子屏投射出一个投影机放映的画面。

透射式散射屏包括一外壳，外壳设有透射式散射子屏的安装框体。以便于安装透射式散射子屏。安装框体为一可伸缩结构，安装框体包括一固定部、活动部，固定部呈密封型矩形边框结构，活动部是一设有开口的矩形边框结构，活动部位于固定部的四周。活动部可伸缩，从而实现扩大或者缩小安装框体。通过固定部与活动部的设计，从而根据实际透射式散射子屏的个数控制安装框体的大小结构，具有可变性。活动部处于缩状态时，活动部处于固定部的下方；活动部处于伸状态时，活动部处于固定部的四周。

投影机1是视频投影机、数据投影机、LED投影机、激光投影机、微型投影机、纳米型投影机中的任意一种。

参见图3，透射式散射屏设有两个不同的光栅，一由光栅方向互相平行的锯齿型光栅5、一由光栅方向互相平行的柱面光栅4构成，锯齿型光栅5由多个三角柱状结构连续排列构成，三角柱状结构的倾斜角相同。从而实现投射角度的不同。

透射式散射屏包括至少三个透射式散射子屏，透射式散射子屏的个数与投影机的个数相一致；透射式散射子屏设有两个不同的光栅，一由光栅方向互相平行的锯齿型光栅、一由光栅方向互相平行的柱面光栅构成，锯齿型光 栅由多个三角柱状结构连续排列构成，三角柱状结构的倾斜角相同；至少三个透射式散射子屏设有的三角柱状结构的倾斜角不同。从而实现不同的投射角度。

参见图3，透射式散射屏设有一入光部，入光部是全息投影屏幕3、微透镜阵列、菲涅尔透镜中的任意一种；透射式散射屏还设有一出光部，出光部为柱面光栅4。

透射式散射屏设有一入光部，入光部设有一LC膜；透射式散射屏还设有一出光部，出光部为柱面光栅4。LC膜是一可控散射膜，来调整透射式散射屏投影屏幕3的扩散，通过动态地改变透射式散射屏的扩散角。

透射式散射屏设有一入光部，入光部设有一液晶层；透射式散射屏还设有一出光部，出光部为柱面光栅4。控制液晶层的偏振情况动态地改变透射式散射屏的投影方向。

透射式散射屏呈一圆柱型；投影仪呈环形排布于透射式散射屏的中央，投影仪的环绕中心与透射式散射屏的中心轴线重合。从而实现立体三维不同视角的观赏。

反光装置还设有第一转轴，第一转轴的轴线方向垂直于投影装置的出射方向；第一转轴通过第一传动机构连接第一驱动电机。通过第一驱动电机驱动转轴转动，从而带动反光装置转动，完成反光面朝向的选择，进而选择落在透射式散射屏的投影画面。

发光装置包括至少三个子反光镜，子反光镜均设有第二转轴，第二转轴的轴线方向垂直于投影机的出射方向；子反光镜的个数等于投影机的个数；第二转轴通过第二传动机构连接第二驱动电机。投影机的投射出的光束经子反光镜射到透射式散射子屏，由透射式散射子屏另一面折射出。本发明通过设有与投影机个数相匹配的子反光镜，利用第二驱动电机对子反光镜的倾斜情况进行调整，从而将投影机投射出的画面射到不同的透射式散射子屏上，从而相应的调节透射式散射子屏放映不同的投影画面。

反光装置可以包括一底座，底座上装有一相对于底座向里倾斜的基板，基板的外表面镀有反光膜，形成反光面。或者基板的外侧黏贴有一至少一块平面反射镜，形成反光面。反光装置可以包括一透光棱镜，透光棱镜内设有 一反光膜，形成反光面。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种多视点3D显示装置，包括一3D显示装置主体，所述3D显示装置主体包括一投影屏幕，其特征在于，所述3D显示装置主体包括一投影机组，所述投影机组包括至少三个放映不同视点场景的投影机；

所述投影机的投影方向朝向所述投影屏幕；

所述投影屏幕是一具有不同投射角度的透射式散射屏；

所述透射式散射屏由复数个透射式散射子屏组合拼接而成，所述透射式散射屏包括至少三个透射式散射子屏，所述透射式散射子屏的个数与所述投影机的个数相一致；

所述透射式散射子屏设有两个不同的光栅，分别为一光栅方向互相平行的锯齿型光栅、一光栅方向互相平行的柱面光栅，所述柱面光栅为透射式散射子屏的出光部，所述锯齿型光栅由多个三角柱状结构连续排列构成，所述三角柱状结构的倾斜角相同；

所述至少三个透射式散射子屏设有的三角柱状结构的倾斜角不同。

2.根据权利要求1所述的一种多视点3D显示装置，其特征在于，所述投影机位于所述投影屏幕下方；

正对所述投影机的光学镜头安装有用于反射投影画面到所述投影屏幕的反光装置；所述反光装置的反射面与投影机出射光的夹角为α，0＜α≤45°；

所述投影机的投射出的光束经所述反光装置射到所述透射式散射屏，由所述透射式散射屏另一面折射出。

3.根据权利要求1所述的一种多视点3D显示装置，其特征在于，所述透射式散射屏呈一圆柱型；

所述投影仪呈环形排布于所述透射式散射屏的中央，所述投影仪的环绕中心与所述透射式散射屏的中心轴线重合。

4.根据权利要求2所述的一种多视点3D显示装置，其特征在于，所述反光装置还设有第一转轴，所述第一转轴的轴线方向垂直于所述投影装置的出射方向；

所述第一转轴通过第一传动机构连接第一驱动电机。

5.根据权利要求4所述的一种多视点3D显示装置，其特征在于，所述反光 装置包括至少三个子反光镜，所述子反光镜均设有第二转轴，所述第二转轴的轴线方向垂直于所述投影机的出射方向；

所述子反光镜的个数等于所述投影机的个数；

所述第二转轴通过第二传动机构连接第二驱动电机。