三维显示装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种三维显示装置及系统。所述三维显示装置包括：投影组件、扩视角棱镜阵列膜片和柱镜光栅；所述投影组件用于将待显示图像投影至所述扩视角棱镜阵列膜片；所述扩视角棱镜阵列膜片与所述柱镜光栅均为弧状且圆心位置相同，所述圆心位于所述投影组件的光轴上；所述扩视角棱镜阵列膜片位于所述投影组件与所述柱镜光栅之间，所述扩视角棱镜阵列膜片的其中一面为多个沿第一方向排列的锯齿结构，所述锯齿结构配置为将所述投影组件发射的光在所述第一方向上偏折；所述柱镜光栅包含多个沿第二方向排列的柱面镜，所述柱镜面将入射到其上的光沿第二方向扩束，所述第一方向与所述第二方向交叉。本发明专利技术能够扩大三维显示装置在第一方向的视角。第一方向的视角。第一方向的视角。

【技术实现步骤摘要】
三维显示装置及系统


[0001]本专利技术涉及三维显示
，尤其涉及一种三维显示装置及系统。

技术介绍

[0002]光场显示技术在现代显示
有着广泛的应用，相应的对光场显示技术的要求也越来越高。
[0003]然而，现有的光场显示技术中，光学组件的水平视角不够大，造成光场显示的视角具有局限性。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种三维显示装置及系统，以扩大三维显示装置的水平视角。
[0005]根据本专利技术的一方面，提供了一种三维显示装置，所述三维显示装置包括：
[0006]投影组件、扩视角棱镜阵列膜片和柱镜光栅；
[0007]所述投影组件用于将待显示图像投影至所述扩视角棱镜阵列膜片；
[0008]所述扩视角棱镜阵列膜片与所述柱镜光栅均为弧状且圆心位置相同，所述圆心位于所述投影组件的光轴上；
[0009]所述扩视角棱镜阵列膜片位于所述投影组件与所述柱镜光栅之间，所述扩视角棱镜阵列膜片的其中一面为多个沿第一方向排列的锯齿结构，所述锯齿结构配置为将所述投影组件发射的光在所述第一方向上偏折；
[0010]所述柱镜光栅包含多个沿第二方向排列的柱面镜，所述柱面镜用于将入射到其上的光沿所述第二方向扩束；所述第一方向与所述第二方向交叉。
[0011]可选地，所述锯齿结构配置为将所述投影组件发射的光折射以改变光的传播方向，所述锯齿结构包括功能面和非功能面，所述功能面与所述扩视角棱镜阵列膜片的对应切线的夹角为功能面倾角；
[0012]所述多个沿第一方向排列的锯齿结构中，沿边缘指向中心的方向，所述锯齿结构的所述功能面倾角逐渐变小；所述功能面倾角根据入射在所述功能面上的入射光线与所述光轴之间的第一预设角确定，以使所述入射光线经对应的锯齿结构后形成的折射光垂直于所述扩视角棱镜阵列膜片所在圆弧。
[0013]可选地，所述扩视角棱镜阵列膜片靠近所述柱镜光栅的一面为所述锯齿结构。
[0014]可选地，所述非功能面与所述切线的垂线的夹角为非功能面倾角；
[0015]所述非功能面倾角小于第二预设角，所述第二预设角为所述投影组件的出射光入射至所述扩视角棱镜阵列膜片内部形成所述入射光线的折射角。
[0016]可选地，所述功能面与所述非功能面的夹角为顶角，所述顶角大于或等于第三预设角。
[0017]可选地，所述扩视角棱镜阵列膜片靠近所述投影组件的一面为所述锯齿结构。
[0018]可选地，所述柱镜光栅靠近所述扩视角棱镜阵列膜片的一面为多个所述柱面镜，
所述柱面镜朝向所述扩视角棱镜阵列膜片；所述柱面镜为非球面，其具有预设非球面系数、第一预设折射率及第一预设尺寸以使经所述柱镜光栅出射的光符合朗伯分布。
[0019]可选地，所述柱镜光栅靠近所述扩视角棱镜阵列膜片的一面具有多个第一柱面镜，所述柱镜光栅远离所述扩视角棱镜阵列膜片的一面具有多个第二柱面镜；所述第一柱面镜与所述第二柱面镜的柱面相背离，且所述第一柱面镜及所述第二柱面镜具有第二预设曲率半径、第二预设折射率及第二预设尺寸，所述第一柱面镜与所述第二柱面镜之间具有第一圆心距，以使经所述柱镜光栅出射的光符合朗伯分布。
[0020]可选地，所述柱镜光栅靠近所述扩视角棱镜阵列膜片的一面具有多个第三柱面镜，所述柱镜光栅远离所述扩视角棱镜阵列膜片的一面具有多个第四柱面镜，所述第三柱面镜与所述第四柱面镜的柱面相对，且所述第三柱面镜及所述第四柱面镜具有第三预设曲率半径、第三预设折射率及第三预设尺寸，所述第三柱面镜与所述第四柱面镜之间具有第二圆心距，以使经所述柱镜光栅出射的光符合朗伯分布。
[0021]可选地，所述三维显示装置还包括准直线性菲涅尔透镜，所述准直线性菲涅尔透镜设置于所述投影组件与所述扩视角棱镜阵列膜片之间。
[0022]可选地，所述投影组件包括显示芯片和投影镜头；
[0023]所述显示芯片上设置有多个沿第一方向排列的矢量像素；所述投影镜头设置于所述显示芯片与所述扩视角棱镜阵列膜片之间。
[0024]可选地，所述三维显示装置还包括双层弧面支撑镜，所述双层弧面支撑镜包括指接的第一支撑镜和第二支撑镜，所述扩视角棱镜阵列膜片固定于所述第一支撑镜上，所述柱镜光栅固定于所述第二支撑镜上。
[0025]根据本专利技术的另一方面，提供了一种三维显示系统，所述三维显示系统包括：多个灯杆，每个所述灯杆上均设置有多个如上所述的三维显示装置。
[0026]可选地，所述三维显示系统还包括转台及人眼追踪装置，所述灯杆固定于所述转台上，所述人眼追踪装置用于追踪人眼位置。
[0027]本专利技术实施例的技术方案，采用的三维显示装置包括：投影组件、扩视角棱镜阵列膜片和柱镜光栅；投影组件用于将待显示图像投影至扩视角棱镜阵列膜片；扩视角棱镜阵列膜片与柱镜光栅均为弧状且圆心位置相同，圆心位于投影组件的光轴上；扩视角棱镜阵列膜片位于投影组件与柱镜光栅之间，扩视角棱镜阵列膜片的其中一面为多个沿第一方向排列的锯齿结构，锯齿结构配置为将投影组件发射的光在第一方向上偏折；柱镜光栅包含多个沿第二方向排列的柱面镜，所述柱镜面用于将入射到其上的光沿第二方向扩束，第一方向与第二方向交叉。通过设置扩视角棱镜阵列膜片，使得光束在第一方向上进行扩束，同时设置锯齿结构，可以扩大扩束的角度，从而极大地扩大了三维显示装置在第一方向上的视角。
[0028]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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的附图。
[0030]图1为本专利技术实施例提供的一种三维显示装置的结构示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例提供的一种三维显示装置的光路图；
[0032]图3为本专利技术实施例提供的又一种三维显示装置的光路图；
[0033]图4为图3的局部放大图；
[0034]图5为本专利技术实施例提供的一种锯齿结构的结构示意图；
[0035]图6为本专利技术实施例提供的又一种三维显示装置的光路图；
[0036]图7为本专利技术实施例提供的一种柱镜光栅的结构示意图；
[0037]图8为本专利技术实施例提供的又一种柱镜光栅的结构示意图；
[0038]图9为本专利技术实施例提供的又一种柱镜光栅的结构示意图；
[0039]图10为本专利技术实施例提供的一种扩视角棱镜阵列膜片的结构示意图；
[0040]图11为本专利技术实施例提供的一种三维显示系统的结构示意图；
[0041]图12为本专利技术实施例提供的又一种三维显示系统的结构示意图。
具体实施方式
[0042]为了使本
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维显示装置，其特征在于，所述三维显示装置包括：投影组件、扩视角棱镜阵列膜片和柱镜光栅；所述投影组件用于将待显示图像投影至所述扩视角棱镜阵列膜片；所述扩视角棱镜阵列膜片与所述柱镜光栅均为弧状且圆心位置相同，所述圆心位于所述投影组件的光轴上；所述扩视角棱镜阵列膜片位于所述投影组件与所述柱镜光栅之间，所述扩视角棱镜阵列膜片的其中一面为多个沿第一方向排列的锯齿结构，所述锯齿结构配置为将所述投影组件发射的光在所述第一方向上偏折；所述柱镜光栅包含多个沿第二方向排列的柱面镜，所述柱面镜用于将入射到其上的光沿所述第二方向扩束；所述第一方向与所述第二方向交叉。2.根据权利要求1所述的三维显示装置，其特征在于，所述锯齿结构配置为将所述投影组件发射的光折射以改变光的传播方向，所述锯齿结构包括功能面和非功能面，所述功能面与所述扩视角棱镜阵列膜片的对应切线的夹角为功能面倾角；所述多个沿第一方向排列的锯齿结构中，沿边缘指向中心的方向，所述锯齿结构的所述功能面倾角逐渐变小；所述功能面倾角根据入射在所述功能面上的入射光线与所述光轴之间的第一预设角确定，以使所述入射光线经对应的锯齿结构后形成的折射光垂直于所述扩视角棱镜阵列膜片所在圆弧。3.根据权利要求2所述的三维显示装置，其特征在于，所述扩视角棱镜阵列膜片靠近所述柱镜光栅的一面为所述锯齿结构。4.根据权利要求3所述的三维显示装置，其特征在于，所述非功能面与所述切线的垂线的夹角为非功能面倾角；所述非功能面倾角小于第二预设角，所述第二预设角为所述投影组件的出射光入射至所述扩视角棱镜膜片内部形成所述入射光线的折射角。5.根据权利要求4所述的三维显示装置，其特征在于，所述功能面与所述非功能面的夹角为顶角，所述顶角大于或等于第三预设角。6.根据权利要求2所述的三维显示装置，其特征在于，所述扩视角棱镜阵列膜片靠近所述投影组件的一面为所述锯齿结构。7.根据权利要求1所述的三维显示装置，其特征在于，所述柱镜光栅靠近所述扩视角棱镜阵列膜片的一面为多个所述柱面镜，所述柱面镜朝向所述扩视角棱镜阵列膜片；所述柱面镜为非球面，其具有预设非球面系数、第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢增祥，
申请(专利权)人：亿信科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：