[發明專利]一種正投影式三維顯示裝置及三維顯示系統

有效

• 申請號: 201910635458.7
• 申請日: 2019-07-15
• 公開（公告）號: CN110275310B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 王梓;徐苗;呂國強;馮奇斌
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G02B30/25
• 分類號: G02B30/25;G02B30/27;G03B35/26;G02F1/13;G02F1/1343;G02F1/1337
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 王華英

1.一種正投影式三維顯示裝置，其特征在于，包括：

透鏡陣列，所述透鏡陣列允許第一方向的偏振光透過，所述透鏡陣列對第二方向的偏振光進行折射；

幕布，位于所述透鏡陣列的一側，所述幕布用于顯示單元圖像陣列，投影儀投射的所述單元圖像陣列完全覆蓋所述幕布；

波片，位于所述透鏡陣列及幕布之間，且所述波片位于所述透鏡陣列的出光側，所述波片的光軸與所述第一方向的夾角為45°，且所述波片為四分之一波片；

投影儀，位于所述透鏡陣列的另一側，向所述幕布投射所述單元圖像陣列；

其中，當所述第二方向的偏振光穿過所述透鏡陣列時，形成三維圖像，所述三維圖像及投影儀位于所述透鏡陣列的同一側；

所述投影儀投射的偏振光的偏振方向為第一方向，所述第一方向垂直于所述第二方向；當所述投影儀投射的偏振光穿過所述透鏡陣列到達所述波片時，所述波片將第一方向的偏振光轉換成圓偏振光；所述圓偏振光在所述幕布上進行散射，形成單元圖像陣列；所述幕布散射的圓偏振光透過所述波片后，所述圓偏振光轉換成第二方向的偏振光，所述透鏡陣列將所述第二方向的偏振光折射形成三維圖像；

所述三維圖像上的A點坐標為O(x,y,z)，所述A點坐標在(m，n)個透鏡后成像點A’的坐標為其中(m，n)為所述透鏡的序號，p為所述透鏡的寬度，g為所述幕布和所述透鏡陣列的間距；將所述A點的亮度值賦予其坐標對應的顯示單元，并根據透鏡集成成像原理對虛擬三維圖像上所有的物點和所有的透鏡進行對應。

2.根據權利要求1所述的正投影式三維顯示裝置，其特征在于，所述透鏡陣列包括：

相對設置的第一基板及第二基板；

第一導電層，位于所述第一基板靠近所述第二基板的表面上；

第二導電層，位于所述第二基板靠近所述第一基板的表面上；

第一取向層，位于所述第一導電層靠近所述第二導電層的表面上；

第二取向層，位于所述第二導電層靠近所述第一導電層的表面上；

液晶層，位于所述第一取向層及第二導電層之間。

3.根據權利要求2所述的正投影式三維顯示裝置，其特征在于：所述第一取向層及第二取向層的取向方向為第二方向。

4.根據權利要求2所述的正投影式三維顯示裝置，其特征在于：所述第一導電層包括多個圓孔。

5.一種三維顯示系統，其特征在于，包括：

處理單元，用于形成單元圖像陣列；

透鏡陣列，允許第一方向的偏振光透過，所述透鏡陣列對第二方向的偏振光進行折射；

波片，用于轉換偏振光的偏振方向，且所述波片位于所述透鏡陣列的出光側，所述波片的光軸與所述第一方向的夾角為45°，且所述波片為四分之一波片；

幕布，用于顯示單元圖像陣列，投影儀投射的所述單元圖像陣列完全覆蓋所述幕布；

投影儀，連接所述處理單元，所述投影儀用于投射所述單元圖像陣列，并產生第一方向的偏振光；所述投影儀投射的偏振光的偏振方向為第一方向，所述第一方向垂直于所述第二方向；當所述投影儀投射的偏振光穿過所述透鏡陣列到達所述波片時，所述波片將第一方向的偏振光轉換成圓偏振光；所述圓偏振光在所述幕布上進行散射，形成單元圖像陣列；所述幕布散射的圓偏振光透過所述波片后，所述圓偏振光轉換成第二方向的偏振光，所述透鏡陣列將所述第二方向的偏振光折射形成三維圖像；當所述第二方向的偏振光透過所述透鏡陣列后，形成三維圖像，所述三維圖像及投影儀位于所述透鏡陣列的同一側；

所述三維圖像上的A點坐標為O(x,y,z)，所述A點坐標在(m，n)個透鏡后成像點A’的坐標為其中(m，n)為所述透鏡的序號，p為所述透鏡的寬度，g為所述幕布和所述透鏡陣列的間距；將所述A點的亮度值賦予其坐標對應的顯示單元，并根據透鏡集成成像原理對虛擬三維圖像上所有的物點和所有的透鏡進行對應。