一种基于双光栅的立体投影装置制造方法及图纸

本发明专利技术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。

A stereo projection device based on double gratings

【技术实现步骤摘要】
一种基于双光栅的立体投影装置
本专利技术涉及显示技术，更具体地说，本专利技术涉及3D立体显示技术。
技术介绍
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。本专利技术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。
技术实现思路
本专利技术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：。由于第一聚合物分散液晶散射层、第二聚合物分散液晶散射层位置不同，则当第一聚合物分散液晶散射层、第二聚合物分散液晶散射层分别处于散射态时，l2及l3取值将发生变化。根据式，本专利技术的一种基于双光栅的立体投影装置可以在不同的最佳观看距离上形成视点。可选地，第一柱透镜光栅和第二柱透镜光栅可由狭缝光栅替代。可选地，可在第一聚合物分散液晶散射层和第二聚合物分散液晶散射层之间设置更多的聚合物分散液晶散射层。本专利技术中，由于该基于双光栅的立体投影装置不涉及视差图像像素和光栅结构的耦合，视点的投射位置仅由投影机的位置确定，故在制备时可直接固定投影机的位置，使用时仅需要将视差图像输送到投影机即可；由于该基于双光栅的立体投影装置使用投影机进行投影显示，便于实现大尺寸显示；由于该基于双光栅的立体投影装置中，投影机和观看者分布于所述第一柱透镜光栅、所述第一及第二聚合物分散液晶散射层及所述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；由于第一聚合物分散液晶散射层、第二聚合物分散液晶散射层分别处于散射态时，本专利技术的一种基于双光栅的立体投影装置可以在不同的最佳观看距离上形成视点，本专利技术可以进行最佳观看距离的调节。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，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专利技术的某些实施例，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为本专利技术的结构示意图。图2为聚合物分散液晶散射层光学原理。图3为本专利技术其中一个视点的光路原理示意图。图4为本专利技术实现立体显示实现远视距的原理示意图。图5为本专利技术实现立体显示实现近视距的原理示意图。图标：010-基于双光栅的立体投影装置；100-第一柱透镜光栅；210-第一聚合物分散液晶散射层；220-第二聚合物分散液晶散射层；300-第二柱透镜光栅；400-投影机；020-聚合物分散液晶散射层散射原理；030-某一投影机发出光线的光路；040-远视距显示原理模型；050-近视距显示原理模型。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专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术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专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。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。在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。实施例图1为本实施例提供的基于双光栅的立体投影装置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方向表示垂直于x-y平面的轴向方向。请参照图1，本实施例提供一种基于双光栅的立体投影装置010，其包括第一柱透镜光栅100、第一聚合物分散液晶散射层210、第二聚合物分散液晶散射层220、第二柱透镜光栅300、4个投影机400。下面对本实施例提供基于双光栅的立体投影装置010进行进一步说明。第一柱透镜光栅100、第一聚合物分散液晶散射层210、第二聚合物分散液晶散射层220、第二柱透镜光栅300前后依次放置，所述投影机400放置于靠近第二柱透镜光栅300一侧。所述投影机400可将与之对应的视差图像投射到第二柱透镜光栅300附近。所述第二柱透镜光栅300可将所述投影机400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210及第二聚合物分散液晶散射层220位置处。所述第一聚合物分散液晶散射层210、所述第二聚合物分散液晶散射层220可在散射和透明两种状态间转换。请参照图2，第一聚合物分散液晶散射层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双光栅的立体投影装置，其特征在于：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。

【技术特征摘要】
1.一种基于双光栅的立体投影装置，其特征在于：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。2.如权利要求1所述的一种基于双光栅的立体投影装置，其特征在于：所述投影机可将视差图像投射到所述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。3.如权利要求1所述的一种基于双光栅的立体投影装置，其特征在于：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。4.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...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕国皎，
申请(专利权)人：成都工业学院，
类型：发明
国别省市：四川,51