[發明專利]一種用于多投影機真三維顯示器的導光型白光同步照明裝置

有效

• 申請號: 201210009105.4
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102566234A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 王涌天;朱秋東;黃濤;劉越
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20;G03B35/20;G02B27/09;G02B27/28;F21V13/02
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技術領域

本發明涉及一種同步照明裝置，特別是涉及一種用于多投影機真三維顯示器的導光型白光同步照明裝置。

背景技術

真三維顯示技術因其能夠滿足“直接可視、全角度可視及群視”等一系列要求，而成為目前在技術實現和顯示效果兩方面均較有優勢的技術。現有的真三維顯示方案，主要為體積靜止型和體積掃掠型兩大類型。

體積靜止型的真三維顯示是通過適當的方式來激勵或尋址靜止體積內的顯示介質，并以高于人眼閃爍融合頻率的速度進行刷新，以便在每一個指定的空間位置產生體像素，由此構成真實地加載于三維實空間內的體圖像。由于缺少合適的顯示介質，這種顯示技術到目前為止尚無法滿足實用。

體積掃掠型的真三維顯示是根據屏幕的形狀、運動方式和位置，將三維物體切片解析成二維圖像，當屏幕運動時，在指定位置將解析的圖像顯示在屏幕上，利用人眼視覺暫留重構出三維圖像。目前已經公開報道的有如下五種：1)基于平面屏直線往復運動的真三維顯示系統，通過投影屏幕的直線運動來重構出三維圖像；2)浙江大學基于二維LED屏旋轉的真三維顯示系統；3)基于旋轉平面屏加高幀頻DLP投影機的真三維顯示系統；4)基于螺旋屏加高幀頻DLP投影機的真三維顯示系統；5)基于多投影機的真三維顯示系統。基于多投影機的真三維顯示技術突破了分辨率、灰階和幀頻的相互制約瓶頸，是目前最有可能實現實用的顯示技術。

單片彩色濾色片LCD或LCOS投影機具有結構簡單、體積小和成本低等優點，非常適合用于基于多投影機的真三維顯示器中。真三維顯示器中投影機圍繞屏幕轉軸圓周排列，旋轉光源照明方向與屏幕垂直，并與屏幕同步旋轉，依次照明投影機。單片彩色濾色片的LCD或LCOS投影機需要白光照明，若使用線偏振白光則亮度更高。基于多投影機的真三維顯示器中現有的同步照明裝置采用兩級柯勒照明光路，光能利用率低，光學元件多，結構笨重松散，調整復雜，且只能提供白光自然光照明，照明系統的光損耗高。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出一種導光型照明裝置，可以使同步旋轉照明光路的結構緊湊、重量更輕、光損耗更低，而且可以降低旋轉照明光路的轉動慣量。

本發明提供一種用于多投影機真三維顯示器的導光型白光同步照明裝置，包括一組旋轉組和至少兩組固定組；其特征在于，所述旋轉組由垂直導光棒、直角棱鏡一、直角棱鏡二、橫向導光棒一和橫向導光棒二組成；垂直導光棒位于白光光源正上方，直角棱鏡一和直角棱鏡二的三角面重合且斜面相對并行排列于縱向導光棒正上方，橫向導光棒一和橫向導光棒二入射端分別正對直角棱鏡一和直角棱鏡二的出射端面；所述固定組由擴展棱鏡組、橫向短導光棒、折轉棱鏡、斜向導光棒和透鏡組成，其中橫向短導光棒的入射端為垂面，出射端為斜面，斜向導光棒的入射端為斜面，出射端為垂面；橫向短導光棒入射端面正對擴展棱鏡組的出射端面，折轉棱鏡入射端面與橫向短導光棒的出射端面平行正對，斜向導光棒入射端面與折轉棱鏡的出射端面平行正對；透鏡的光軸與斜向導光棒的出射光軸重合。

所述垂直導光棒的截面為圓形，橫向導光棒一、橫向導光棒二、橫向短導光棒和斜向導光棒的截面均為矩形。

所述固定組的數量與基于多投影機的真三維顯示器中投影機的數量相同，且與投影機一樣沿旋轉屏圓周擺放。

所述固定組中的擴展棱鏡組由直角棱鏡三、分光棱鏡和1/2波片組成，該擴展棱鏡組可以將自然光轉化為不同方向的線偏振光。

該裝置采用全反射原理，所有的導光棒和棱鏡等光學元件的所有表面均為拋光面，所有光學零件之間均有1um至1mm的空氣間隔，這樣可以提高導光效率。

附圖說明

圖1是本發明專利的導光型白光同步照明裝置結構示意圖；

圖2是本發明專利的導光型白光同步照明裝置俯視圖；

圖3(1)是本發明專利的棱鏡一3和棱鏡二15的結構示意主視圖；

圖3(2)是本發明專利的棱鏡一3和棱鏡二15的結構示意俯視圖；

圖4是本發明專利的棱鏡一3和棱鏡二15的位置關系示意圖；

圖5是本發明專利的擴展棱鏡組結構示意圖；

圖6是本發明專利的可產生S方向偏振光的固定組結構示意圖；

圖7是本發明專利的可產生P方向偏振光的固定組結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體使用過程中做進一步闡述。