基于平行光學(xué)波導(dǎo)的自由立體顯示系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于平行光學(xué)波導(dǎo)的自由立體顯示系統(tǒng)，包括支架、微型投影機、錐形波導(dǎo)、非對稱觀景天窗、楔形出射面屏幕，兩個所述微型投影機并排排列，并固定在支架上；所述錐形波導(dǎo)安裝在微型投影機垂直上方，所述非對稱觀景天窗緊靠在錐形波導(dǎo)上方，能產(chǎn)生橫向容差，適應(yīng)觀眾位置的改變；所述楔形出射面屏幕嵌入在非對稱觀景天窗中。本實用新型成本較低，實現(xiàn)容易，運行可靠，能同步立體成像。
【專利說明】基于平行光學(xué)波導(dǎo)的自由立體顯示系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種基于平行光學(xué)波導(dǎo)的自由立體顯示系統(tǒng)，屬于三維圖像顯示領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]客觀世界是三維的立體空間。為了給觀眾真實地展現(xiàn)現(xiàn)實世界，在世界各國研究團隊和企業(yè)不懈努力、持續(xù)不斷的進行技術(shù)創(chuàng)新中，三維顯示設(shè)備有了很大的發(fā)展。自由立體顯示是裸眼立體顯示中較成熟的方式，在無需佩戴任何輔助裝置時，它不僅給觀眾展示了圖像的平面效果，而且增加了圖像的深度信息(第三維)，就像我們看到的現(xiàn)實世界，讓觀眾身臨其境。
[0003]自由立體顯示可分為大致三類:時序立體、多頻立體、屏幕分割立體。時序立體是指基于時間順序原則，利用單一的、高速的顯示設(shè)備來掃描所有需要角度的每一幀。多頻立體是用顯示器的原始分辨率和顏色來顯示，顯示圖像明亮。屏幕分割立體是將顯示器水平分辨率細分為多角度隔行掃描。
[0004]上述方案雖然實現(xiàn)了立體自由顯示，但存在不足。時序立體需要高數(shù)據(jù)帶寬，多頻立體的問題是顯示裝置的成本和尺寸以及對準(zhǔn)他們的難度，屏幕分割立體是2D顯示設(shè)備進步的結(jié)果，但更適用于二維顯示。
實用新型內(nèi)容
[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本實用新型的目的是提供一種基于平行光學(xué)波導(dǎo)的自由立體顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于平行光學(xué)波導(dǎo)的多投影立體顯示器構(gòu)造，體積輕薄，成像面積大，能在許多領(lǐng)域獲得應(yīng)用。
[0006]為達到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種基于平行光學(xué)波導(dǎo)的自由立體顯示系統(tǒng)，包括支架、微型投影機、錐形波導(dǎo)、非對稱觀景天窗、楔形出射面屏幕，兩個所述微型投影機并排排列，并固定在支架上；所述錐形波導(dǎo)安裝在微型投影機垂直上方，所述非對稱觀景天窗緊靠在錐形波導(dǎo)上方，能產(chǎn)生橫向容差，適應(yīng)觀眾位置的改變；所述楔形出射面屏幕嵌入在非對稱觀景天窗中。
[0008]所述楔形出射面屏幕包括菲涅爾透鏡、紅外波導(dǎo)、楔形板、陣列紅外燈，所述菲涅爾透鏡安裝于楔形板上，所述紅外波導(dǎo)安裝于菲涅爾透鏡上，所述陣列紅外燈安裝于紅外波導(dǎo)上。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下突出的實質(zhì)性特點和顯著的優(yōu)點:
[0010]本實用新型是一款基于平行光學(xué)波導(dǎo)的自由立體顯示器，是一種裸眼立體顯示的新方式。它與傳統(tǒng)的立體顯示系統(tǒng)相比，體積輕薄、大幅面成像，可以在許多領(lǐng)域獲得應(yīng)用。本實用新型成本較低，實現(xiàn)容易，運行可靠，能同步立體成像。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為基于平行光學(xué)波導(dǎo)的自由立體顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2本系統(tǒng)楔形出射面屏幕結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖，對本實用新型的具體實施例作進一步的說明。
[0014]如圖1所示，一種基于平行光學(xué)波導(dǎo)的自由立體顯示系統(tǒng)，包括支架1、微型投影機2、錐形波導(dǎo)3、非對稱觀景天窗4、楔形出射面屏幕5，其特征在于:兩個所述微型投影機2并排排列，并固定在支架I上；所述錐形波導(dǎo)3安裝在微型投影機2垂直上方，所述非對稱觀景天窗4緊靠在錐形波導(dǎo)3上方，能產(chǎn)生橫向容差，適應(yīng)觀眾位置的改變；所述楔形出射面屏幕5嵌入在非對稱觀景天窗4中。
[0015]本實施例中，錐形波導(dǎo)3為光學(xué)透明材料制成，典型的光學(xué)透明材料有聚甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸酯。
[0016]如圖2所示，所述楔形出射面屏幕5包括一個350毫米的焦距的菲涅爾透鏡6、一個5°擴散角的紅外(IR)波導(dǎo)7 (紅外波導(dǎo)由玻璃板制成)、楔形板8、陣列紅外燈9，所述菲涅爾透鏡6安裝于楔形板8上，所述紅外波導(dǎo)7安裝于菲涅爾透鏡6上，所述陣列紅外燈9安裝于紅外波導(dǎo)7上。
[0017]為了確定三維圖像的獲取質(zhì)量，將視點之間的相對扭曲到0.4%。利用兩個微型投影機2作為顯示設(shè)備，投影機2的對比度為30.8。亮度被匹配到一個可接受的容差:小于8%。接下來包括量化和校正楔形畸變；檢查感知圖像的深度和構(gòu)造一個較大的立體圖像系統(tǒng)。通過構(gòu)造顯示器，證明了該楔形能夠同步立體成像。當(dāng)光線被注入到楔形出射面屏幕5的楔形入口時，它將在內(nèi)部介質(zhì)材料和空氣界面進行反射。一旦光線到達該材料的臨界角時，它會離開楔形。然而，楔形的出射角度很小，因此需要個轉(zhuǎn)向膜，來使光線垂直于出射表面。顯示器將有一個大范圍的垂直可視位置，毗鄰的非對稱觀景天窗4會緊靠錐形波導(dǎo)3，并且產(chǎn)生橫向容差，可適應(yīng)觀眾的位置改變。
【權(quán)利要求】
1.一種基于平行光學(xué)波導(dǎo)的自由立體顯示系統(tǒng)，包括支架(I)、微型投影機(2)、錐形波導(dǎo)(3)、非對稱觀景天窗(4)、楔形出射面屏幕(5)，其特征在于:兩個所述微型投影機(2)并排排列，并固定在支架(I)上；所述錐形波導(dǎo)(3 )安裝在微型投影機(2 )垂直上方，所述非對稱觀景天窗(4)緊靠在錐形波導(dǎo)(3)上方，能產(chǎn)生橫向容差，適應(yīng)觀眾位置的改變；所述楔形出射面屏幕(5)嵌入在非對稱觀景天窗(4)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于平行光學(xué)波導(dǎo)的自由立體顯示系統(tǒng)，其特征在于:所述楔形出射面屏幕(5)包括菲涅爾透鏡(6)、紅外波導(dǎo)(7)、楔形板(8)、陣列紅外燈(9)，所述菲涅爾透鏡(6)安裝于楔形板(8)上，所述紅外波導(dǎo)(7)安裝于菲涅爾透鏡(6)上，所述陣列紅外燈(9)安裝于紅外波導(dǎo)(7)上。
【文檔編號】G03B21/602GK203982072SQ201420362280
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】李貝, 田豐, 楊溢 申請人:上海大學(xué)