[發明專利]一種光開關陣列及其構成的非全息真實裸眼3D顯示系統

有效

• 申請號: 201410117587.4
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN103984089A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 王廣軍;龍國徽;吳香英;紀媛;龐明俊;汪東雪;羅陽
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08;G02B27/22
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王恩遠

1.一種光開關陣列，其結構有：在三維直角坐標系下沿y軸放置的一條光開關鏈和平行于z軸放置的光開關鏈；所述的光開關鏈是由具有三個端口且具有光路轉換功能的“T”形光開關依次相連構成，其中“T”形光開關端口A和端口B處于同一直線上，端口C位于端口A和端口B之間垂直于端口A和端口B所在的直線，從端口A進入的光在控制端的控制下能夠選擇從端口B或者從端口C出來，每個“T”形光開關的端口B與其后相鄰的“T”形光開關的端口A相連，一條光開關鏈上所有“T”形光開關的端口C指向相同的方向；每條平行于z軸放置的光開關鏈的第一個“T”形光開關的端口A與沿y軸放置的光開關鏈的一個“T”形光開關的端口C相連，所有平行于z軸放置的光開關鏈上的所有“T”形光開關的端口C的指向均與x軸平行，沿y軸放置的光開關鏈的第一個“T”形光開關的端口A為所述光開關陣列的主端口。

2.根據權利要求1所述的一種光開關陣列，其特征在于：所述的“T”形光開關由可伸縮基底和平面反射鏡組成，可伸縮基底由電磁鐵和銜鐵夾著彈性材料構成或由電致伸縮材料構成，可伸縮基底的電信號端作為“T”形光開關的控制端，平面反射鏡的鏡面朝向端口A和端口C且與端口A和端口B所在的直線成45度的夾角，平面反射鏡固定在可伸縮基底上。

3.根據權利要求1所述的一種光開關陣列，其特征在于：所述的“T”形光開關由上電極、下電極、上棱鏡和下棱鏡組成；上電極和下電極均為透明平板電極，作為“T”形光開關的控制端；上棱鏡和下棱鏡均為截面是等腰直角三角形的棱鏡；下電極作為“T”形光開關的端口C；兩個棱鏡的截面三角形斜邊所在的側面相互平行且對齊；上棱鏡的截面三角形的上直角邊所在的側面與上電極相連，左直角邊所在的側面作為“T”形光開關的端口B；下棱鏡的截面三角形的下直角邊所在的側面與下電極相連，右直角邊所在的側面作為“T”形光開關的端口A。

4.一種立體顯示單元，其特征在于：結構包括平移驅動器(11)、一種權利要求1所述的光開關陣列(12)、發散單元(13)、顯示光源模塊(14)和鏡頭模塊(15)；光開關陣列(12)固定在平移驅動器(11)上，發散單元(13)是由數量和沿z軸放置的“T”形光開關的數量相等的微凹透鏡或微凸透鏡構成的，每個微凹透鏡或微凸透鏡放在一個沿z軸放置的“T”形光開關的端口C的外側，顯示光源模塊(14)與光開關陣列(12)的主端口相連，光開關陣列(12)在平移驅動器(11)的帶動下能夠在鏡頭模塊(15)的一倍焦距和二倍焦距之間平移。

5.根據權利要求4所述的一種立體顯示單元，其特征在于：所述的顯示光源模塊4由三基色光源和混光單元構成，所述的三基色光源是可以發紅、綠、藍三種色光的LED光源或激光光源。

6.一種非全息真實裸眼3D顯示系統，其特征在于：結構包括由權利要求5所述的立體顯示單元拼接成的顯示陣列(1)、驅動模塊(2)和處理器(3)；立體顯示單元中的每個“T”形光開關的控制端和驅動模塊(2)相連，驅動模塊(2)和立體顯示單元中的平移驅動器(11)、顯示光源(14)均和處理器(3)相連。

7.根據權利要求6所述的一種非全息裸眼3D顯示系統，其特征在于：所述的處理器(3)是單片機或計算機；所述的驅動模塊(2)是能接收處理器(3)的指令并控制光開關陣列(12)中“T”形光開關狀態的驅動器。

8.根據權利要求7或8所述的一種非全息裸眼3D顯示系統，其特征在于：所述的顯示陣列1是由1個或多個權利要求5所述的立體顯示單元拼接成的，用多個立體顯示單元拼接時拼接成平面矩形結構或弧面結構。