[發明專利]一種多投影拼接三維顯示裝置

有效

• 申請號: 202110608400.0
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113382226B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 李海峰;李子寅
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04N13/302
• 分類號: H04N13/302;G02B30/34;G03B21/60
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 白靜蘭;胡紅娟

本發明公開了一種多投影拼接三維顯示裝置，所述多投影拼接三維顯示裝置包括定向投影屏、準直投影機陣列；所述的定向投影屏包括若干組微米光柵結構或納米光柵結構，每組微米光柵結構或納米光柵結構包含所有視點信息，每組微米光柵或納米光柵結構中的微米光柵或納米光柵有不同的方向和周期；所述的準直投影機陣列包括多個經準直透鏡后陣列排布的投影機，每個投影機包含不同視點的信息，投射到定向投影屏上的信息分別傳遞到不同方向視點處，每個視點觀察到的圖像是由多個投影機的信息拼接而成的。本發明提供的多投影拼接三維顯示裝置通過使用光柵結構作為定向投射屏，可實現視場角更大，串擾更小的三維顯示。

技術領域

本發明涉及顯示裝置，尤其涉及一種多投影拼接三維顯示裝置。

背景技術

目前，隨之平板顯示技術的不斷發展，人們越來越希望可以更加真實的顯示這個世界，因此裸眼三維顯示技術得到了快速的發展，逐漸進入我們的日常生活中。裸眼三維顯示主要利用人眼的視覺感知來產生立體視覺感，從而獲取物體的深度信息。裸眼三維顯示的應用領域極其廣泛，涉及醫學、建筑、娛樂、廣告等多個方面。

裸眼三維顯示技術是一種無須配戴眼鏡等助視工具即可使左右眼觀看到具有視差圖像的三維顯示裝置。為了實現裸眼三維顯示，多采用視差柵欄、柱面光柵等折射光學器件，但其有視場角小，串擾大等不足。衍射光學器件可使光線偏折，產生不同的視點，將衍射光學元件應用到裸眼三維顯示裝置中，可解決折射光學元件產生的視場小，串擾大的問題。

隨著光刻技術的不斷發展，可實現大面積微納器件的方法不斷增多，紫外光刻、干涉光刻、納米壓印等技術均可實現高效制備大面積微納器件，同時微納器件的分辨率不斷提高。利用光刻技術制備納米像素級衍射光學元件，可實現單個納米光柵結構控制每一個視角，精確調控光線方向，減少串擾的產生，光學特性有所提升，且其具有超薄、輕巧的特性，在便攜式平板三維顯示中有巨大的應用前景。

目前，已有基于定向散射屏和投影機陣列實現空間三維顯示裝置，但其定向散射屏為全息散射屏，水平和垂直擴散角度分別為定值，且是均一的，無法高效實現更大角度的桌面三維顯示。因此，如何實現視場角更大和串擾更小的三維顯示是目前本領域亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多投影拼接三維顯示裝置，通過使用光柵結構作為定向投射屏，可實現視場角更大，串擾更小的三維顯示。

為了達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種多投影拼接三維顯示裝置，所述多投影拼接三維顯示裝置包括定向投影屏、準直投影機陣列；所述的定向投影屏包括若干組微米光柵結構或納米光柵結構，每組微米光柵結構或納米光柵結構包含所有視點信息，每組微米光柵或納米光柵結構中的微米光柵或納米光柵有不同的方向和周期；所述的準直投影機陣列包括多個經準直透鏡后陣列排布的投影機，每個投影機包含不同視點的信息，投射到定向投影屏上的信息分別傳遞到不同方向視點處，每個視點觀察到的圖像是由多個投影機的信息拼接而成的。

進一步地，所述微米光柵或納米光柵為普通光柵或擴散光柵。所述擴散光柵為水平和垂直方向均有擴散角的光柵，通常水平方向擴散角小，垂直方向擴散角大，且微米光柵或納米光柵像素中心光線方向和擴散角的設置保證該方向上能量分布的連續?；蛩鰯U散光柵為垂直方向擴散但水平方向不擴散的光柵。

每組微米光柵結構或納米光柵結構的形狀為矩形或六邊形或圓形，每組微米光柵結構或納米光柵結構的光線投射方向為二維陣列排列或圓周狀等間距排列。

進一步地，所述定向投影屏由傳統光刻直接刻蝕制備微納光柵，或由納米壓印制備微納光柵，或由光學全息術制備體光柵。

所述的準直投影機陣列的準直透鏡可為普通光學透鏡，或為菲涅爾透鏡，或為全息透鏡。