CN110989190A - 一种低串扰立体投影显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种低串扰立体投影显示装置。该低串扰立体投影显示装置由投影机阵列、柱透镜光栅及水平逆反射板构成；柱透镜光栅及水平逆反射板前后依次放置；投影机阵列由多台处于不同水平位置的投影机组成，投影机可将视差图像投射到柱透镜光栅及水平逆反射板位置处；水平逆反射板可在水平方向上逆反射光线，在垂直方向上散射光线；柱透镜光栅放置于与水平逆反射板前，其可折射光线，从而减少串扰。

Description

一种低串扰立体投影显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术，更具体地说，本发明涉及立体投影显示技术。

背景技术

投影显示装置可将图像投影成像于屏幕上，相对于传统的平板显示装置，其在画面尺寸方面具有优势。此外，投影显示装置还可用于立体图像的显示。常见的立体投影显示装置由柱透镜光栅、投影机等元器件构成，其通过投影机提供视差图像，并利用柱透镜分光作用实现立体图像显示，其光学结构要求精密耦合。本发明提出了一种低串扰立体投影显示装置，其可通过逆反射原理实现立体图像显示，并利用柱透镜光栅减少串扰。

发明内容

本发明提出了一种低串扰立体投影显示装置。附图1为该低串扰立体投影显示装置的结构示意图。该低串扰立体投影显示装置由投影机阵列、柱透镜光栅及水平逆反射板构成。柱透镜光栅及水平逆反射板前后依次放置。

投影机阵列由多台处于不同水平位置的投影机组成，投影机可将视差图像投射到柱透镜光栅及水平逆反射板位置处。

水平逆反射板可在水平方向上逆反射光线，在垂直方向上散射光线。具体的，入射到水平逆反射板上的光线在水平方向上可按原方向返回，并在垂直方向上被散射到各个方向。

柱透镜光栅放置于与水平逆反射板前，其可折射光线，从而减少串扰。

进一步的，请参考图2，投影机发射的光线经过柱透镜光栅到达水平逆反射板。光线在水平方向上将因水平逆反射作用在水平方向上按原方向返回，再次经由柱透镜光栅并重新汇聚到投影机所在水平坐标位置；在垂直方向上散射至各个方向。因此，当人眼处于与某一投影机水平位置相同的任意垂直投影方位时，均可看到该投影机投射出的图像。观看者左右眼分别处于不同投影机所在的水平位置时，可以分别看到与之对应的视差图像，从而产生立体视觉。

进一步的，请参考图2，水平逆反射板因工艺原因通常存在反射缺陷，少量反射光线在水平方向上将不按原入射方向反射。这些光线可经柱透镜光栅折射后重新投射至投影机位置附近。

可选地，所述水平逆反射板由散射光栅和逆反射膜构成。逆反射膜采用立方晶结构，其周期结构由呈九十度正交放置的三个正方形反射平面构成，其可以通过三次反射沿原入射方向反射光线。散射光栅用以在垂直方向散射光线，其利用逆反射膜上入射光线和出射光线存在的位移进行光线散射。

优选地，柱透镜光栅和水平逆反射板间距等于柱透镜光栅焦距。

可选地，柱透镜光栅可替换为狭缝光栅，并利用遮挡原理减小串扰。

综上所述，因本发明中的柱透镜光栅可以通过折射作用，减少水平逆反射板因工艺原因产生的串扰，故其相对于单纯使用水平逆反射板的传统结构具有更小的串扰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中水平方向的光路图。

图3为本发明中水平逆反射板示意图。

图4为本发明中逆反射膜示意图。

图5为本发明中垂直散射示意图。

图标：010-低串扰立体投影显示装置；100-水平逆反射板；200-柱透镜光栅；300-投影机；020-本发明的水平光路；410-入射光线；420-反射光线；430-未按入射方向反射的光线；030-水平逆反射板；110-逆反射膜；120-散射光栅；040-逆反射膜原理；050-垂直方向散射原理。

应该理解上述附图只是示意性的，并没有按比例绘制。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例

图1为本实施例提供的低串扰立体投影显示装置010的结构示意图。图中x坐标表示空间中的水平方向，y坐标表示空间中的垂直方向，z表示与x-y平面垂直的方向。

请参照图1，本实施例提供一种低串扰立体投影显示装置010，该低串扰立体投影显示装置010由投影机阵列、柱透镜光栅200及水平逆反射板100构成。柱透镜光栅200及水平逆反射板100前后依次放置。

投影机阵列由多台处于不同水平位置的投影机300组成，投影机300可将视差图像投射到柱透镜光栅200及水平逆反射板100位置处。

请参考图3，水平逆反射100由散射光栅120和逆反射膜110构成，水平逆反射板100可在水平方向上逆反射光线，在垂直方向上散射光线。入射到水平逆反射板100上的光线在水平方向上可按原方向返回，并在垂直方向上被散射到各个方向。

请参考图4，逆反射膜110采用立方晶结构，其周期结构由呈九十度正交放置的三个正方形反射平面构成，其可以通过三次反射沿原入射方向反射光线。同时，反射过程中，逆反射膜反射光线420位置与逆反射膜入射光线410位置产生一定位移。

请参考图5，散射光栅120由节距很小的柱透镜光栅制备，其利用逆反射膜上入射光线和出射光线存在的位移，在垂直方向上进行光线散射。反射光线420经过散射光栅120时，可被散射光栅120折射至与入射光线410不同的其他垂直传播方向。

请参考图2，投影机300发射的光线经过柱透镜光栅200到达水平逆反射板100。光线在水平方向上将因水平逆反射作用在水平方向上按原方向返回，再次经由柱透镜光栅200并重新汇聚到投影机300所在水平坐标位置；在垂直方向上散射至各个方向。因此，当人眼处于与某一投影机水平位置相同的任意垂直投影方位时，均可看到该投影机投射出的图像。观看者左右眼分别处于不同投影机所在的水平位置时，可以分别看到与之对应的视差图像，从而产生立体视觉。

请参考图2，柱透镜光栅200放置于与水平逆反射板100前，柱透镜光栅200焦距等于柱透镜光栅200和水平逆反射板100的间距。请参考图2，水平逆反射板100因工艺原因通常存在反射缺陷，少量反射光线在水平方向上将不按原入射方向反射。这些未按入射方向反射的光线430可经柱透镜光栅200折射后重新投射至投影机300位置。

综上所述，因本发明中的柱透镜光栅200可以通过折射作用，减少水平逆反射板100因工艺原因产生的串扰，故其相对于单纯使用水平逆反射板100的传统结构具有更小的串扰。

Claims (4)

1.一种低串扰立体投影显示装置，其特征在于：该低串扰立体投影显示装置由投影机阵列、柱透镜光栅及水平逆反射板构成；柱透镜光栅及水平逆反射板前后依次放置；投影机阵列由多台处于不同水平位置的投影机组成，投影机可将视差图像投射到柱透镜光栅及水平逆反射板位置处；水平逆反射板可在水平方向上逆反射光线，在垂直方向上散射光线；具体的，入射到水平逆反射板上的光线在水平方向上可按原方向返回，并在垂直方向上被散射到各个方向；柱透镜光栅放置于与水平逆反射板前，其可折射光线。

2.如权利要求1所述的一种低串扰立体投影显示装置，其特征在于：水平逆反射板由散射光栅和逆反射膜构成；逆反射膜采用立方晶结构，其周期结构由呈九十度正交放置的三个正方形反射平面构成，其可以通过三次反射沿原入射方向反射光线；散射光栅用以在垂直方向散射光线，其利用逆反射膜上入射光线和出射光线存在的位移进行光线散射。

3.如权利要求1所述的一种低串扰立体投影显示装置，其特征在于：柱透镜光栅和水平逆反射板间距等于柱透镜光栅焦距。

4.如权利要求1所述的一种低串扰立体投影显示装置，其特征在于：柱透镜光栅可替换为狭缝光栅，并利用遮挡原理减小串扰。

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