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CN114647092A - 一种立体显示装置与立体投影显示系统 - Google Patents

一种立体显示装置与立体投影显示系统 Download PDF

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CN114647092A
CN114647092A CN202011507011.0A CN202011507011A CN114647092A CN 114647092 A CN114647092 A CN 114647092A CN 202011507011 A CN202011507011 A CN 202011507011A CN 114647092 A CN114647092 A CN 114647092A
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CN
China
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light
sub
beams
pixel unit
stereoscopic
Prior art date
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Pending
Application number
CN202011507011.0A
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English (en)
Inventor
张翠萍
方元戎
龚晨晟
胡飞
李屹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Appotronics Corp Ltd
Original Assignee
Appotronics Corp Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Appotronics Corp Ltd filed Critical Appotronics Corp Ltd
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Priority to PCT/CN2021/133153 priority patent/WO2022127556A1/zh
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/22Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type
    • G02B30/25Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type using polarisation techniques
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

本申请公开了一种立体显示装置与立体投影显示系统,该立体显示装置包括:面角转换组件与调制组件,面角转换组件设置于多束光源光束的光路上,用于对在角空间分离的多束光源光束进行面角转换,形成多束与光源光束对应的转换光束,其中,多束转换光束在面空间分离;调制组件设置于面角转换组件的出射光路上,用于对多束转换光束进行调制,形成图像光;其中,调制组件包括多个像素单元,每个像素单元包括第一子像素单元与第二子像素单元,第一子像素单元与第二子像素单元的偏振方向相互垂直,以使得第一子像素单元和第二子像素单元分别显示两幅具有视差的图像信息。通过上述方式,本申请能够实现高帧率立体显示。

Description

一种立体显示装置与立体投影显示系统
技术领域
本申请涉及显示技术领域,具体涉及一种立体显示装置与立体投影显示系统。
背景技术
立体投影显示由于具有更好的沉浸感和显示效果,近年来已经得到了广泛的应用,如3D电影等;立体投影显示技术通常采用双眼视差的原理,使得观察者两只眼睛分别观察到具有视差的不同图像信息,以此产生立体视觉;常见的立体投影显示分为两种:时序式立体投影显示和偏振式立体投影显示,时序式立体投影显示需要投影仪具有高帧率,将对应于左、右眼的图像在时序上依次交叉投影显示在屏幕上;对于偏振式立体显示来说,如果采用单个投影仪实现偏振式的立体投影显示,则需要时序上交叉显示匹配不同偏振态的图像,使得左右眼在时序上依次观察到各自对应的图像信息,因此这种方法依然牺牲了帧率,要想实现高帧率立体显示,需要投影仪具有2倍的帧率。因此,现有的技术方案为单个投影仪实现高帧率显示带来了巨大挑战,尤其是以液晶显示面板作为空间光调制器,由于液晶显示面板相应频率的限制,导致很难实现高帧率。
发明内容
本申请提供一种立体显示装置与立体投影显示系统,能够实现高帧率立体显示。
为解决上述技术问题,本申请采用的技术方案是:提供一种立体显示装置,该立体显示装置包括:面角转换组件与调制组件,面角转换组件设置于多束光源光束的光路上,用于对在角空间分离的多束光源光束进行面角转换,形成多束与光源光束对应的转换光束,其中,多束转换光束在面空间分离;调制组件设置于面角转换组件的出射光路上,用于对多束转换光束进行调制,形成图像光;其中,调制组件包括多个像素单元,每个像素单元包括第一子像素单元与第二子像素单元,第一子像素单元与第二子像素单元的偏振方向相互垂直,面空间分离的多束转换光束照射到第一子像素单元和第二子像素单元上,以使得第一子像素单元和第二子像素单元分别显示两幅具有视差的图像信息。
为解决上述技术问题,本申请采用的技术方案是:提供一种立体投影显示系统,该立体投影显示系统包括:发光组件与立体显示装置,发光组件用于产生多束光源光束;立体显示装置设置于多束光源光束的光路上,用于对多束光源光束进行显示,立体显示装置为上述技术方案中的立体显示装置。
通过上述方案,本申请的有益效果是:本申请提出了一种在调整组件上匹配面角转换组件的方案,利用面角转换组件来接收角空间分离的多束光源光束,面角转换组件可以对入射的光源光束进行面角转换处理,得到与光源光束对应的转换光束,并将面空间分离的多束转换光束射入调制组件,该调制组件包括多个像素单元,每个像素单元包括第一子像素单元与第二子像素单元,且第一子像素单元与第二子像素的偏振方向相互垂直,使得第一子像素单元与第二子像素单元能够同时显示两幅具有视差的图像信息,以便佩戴偏振眼镜的观看者能够看到立体显示的图像信息,由于两种偏振状态的出射光束是同时显示的,因此不会牺牲刷新频率,采用响应速度不是很快的LCD也可以实现高帧率立体显示。此外,由于通过一个面角转换组件就能够将角空间分离的、不同颜色的光源光束转换为面空间分离、以不同入射角射入调制组件的转换光束,实现空间像素位置上的分离,结构比较简单,且体积较小。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。其中:
图1是本申请提供的立体显示装置一实施例的结构示意图;
图2是图1所示的实施例中像素单元的结构示意图;
图3是图1所示的实施例中调制组件的结构示意图;
图4是本申请提供的立体显示装置另一实施例的结构示意图;
图5是图4所示的实施例中不同光源光束通过面角转换组件照射在子像素上的示意图;
图6是图4所示的实施例中子像素的排布示意图;
图7是图4所示的实施例中子像素的另一排布示意图;
图8是本申请提供的立体显示装置又一实施例的结构示意图;
图9是图8所示的实施例中子像素的排布示意图;
图10是图8所示的实施例中子像素的另一排布示意图;
图11是本申请提供的立体投影显示系统第一实施例的结构示意图;
图12是本申请提供的立体投影显示系统第二实施例的结构示意图;
图13是本申请提供的立体投影显示系统第三实施例的结构示意图;
图14是本申请提供的立体投影显示系统第四实施例的结构示意图;
图15是图14所示的实施例中发光组件的结构示意图;
图16是本申请提供的立体投影显示系统第五实施例的结构示意图;
图17是本申请提供的立体投影显示系统第六实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
请参阅图1至图10,图1是本申请提供的立体显示装置一实施例的结构示意图,立体显示装置10包括:面角转换组件11与调制组件12。
面角转换组件11设置于多束光源光束的光路上,其用于对在角空间分离的多束光源光束进行面角转换,形成多束与光源光束对应的转换光束;具体地,面角转换组件11包括由多个微透镜111组成的二维微透镜阵列,微透镜111的形状为六边形、三角形、四边形、椭圆形或圆形,多束光源光束可包括红光光束、绿光光束以及蓝光光束,多束光源光束在面空间分离,多束转换光束在面空间分离,光源光束与转换光束一一对应。
调制组件12设置于面角转换组件11的出射光路上,其用于对多束转换光束进行调制,形成图像光;具体地,调制组件12可以为液晶显示器(LCD,Liquid Crystal Display)、液晶附硅显示器(Liquid Crystal on Silicon,LCoS)或数字微镜器件(DMD,DigitalMicromirror Device)等具备光束调制功能的器件。
在一具体的实施例中,如图2所示,调制组件12包括多个像素单元20,每个像素单元20包括第一子像素单元21与第二子像素单元22,微透镜111与像素单元20的位置对应,以将在角空间分离的多束光源光束转换为面空间分离的转换光束后分别入射至第一子像素单元21或者第二子像素单元22,且每束转换光束与第一子像素单元21或者第二子像素单元22对应设置;第一子像素单元21与第二子像素单元22的偏振方向相互垂直,面空间分离的多束转换光束照射到第一子像素单元21和第二子像素单元22上,以使得第一子像素单元21和第二子像素单元22分别显示两幅具有视差的图像信息。
第一子像素单元21包括多个第一子像素,第二子像素单元22包括多个第二子像素,第一子像素与第二子像素的排布方式可以按照具体应用需求来设置,第一子像素单元21与第二子像素单元22沿像素单元20的中轴线对称分布,比如可以按照水平方向或垂直方向对称;或者第一子像素设置在相邻的两个第二子像素之间,即第一子像素与第二子像素交叉排布。
进一步地,由于要实现左右眼同时接收图像信息,左右眼接收的图像信息需要配合显示以实现最佳的立体显示效果,优选地,将第一子像素的数量设置为与第二子像素的数量相等,且第一子像素的颜色与第二子像素的颜色分别相同。
可以理解地,对于特殊应用需求,比如:左右眼视力不同,第一子像素的数量和/或颜色也可以与第二子像素不同,以针对人眼性能进行相对应的差异化设计;基于具体应用场景的需要,每个像素单元20中所包含的子像素的个数以及种类可以根据具体需要进行设置,可以将第一子像素的数量设置为与第二子像素的数量不同,或者将第一子像素的颜色设置为与第二子像素的颜色不同。
在一实施方式中,多个第一子像素至少包括红色子像素(R,Red)、绿色子像素(G,Green)以及蓝色子像素(B,Blue),多个第二子像素至少包括红色子像素、绿色子像素以及蓝色子像素。
在另一实施方式中,多个第一子像素至少包括青色子像素、品红色子像素以及黄色子像素,多个第二子像素至少包括青色子像素、品红色子像素以及黄色子像素。
可以理解地,第一子像素单元21或第二子像素单元22中子像素的排列方式不仅可以是目前常用的3个子像素并列排布,也可以是4个子像素或者4个以上的子像素并排排列,还可以是以2×2的方式进行二维排列,本实施例对此不作限定。
在一具体的实施例中,如图3所示,调制组件12为LCD,LCD包括:第一起偏片121、液晶盒122以及第一检偏片123。
第一起偏片121设置于转换光束的光路上,其用于将入射的转换光束变成偏振光束;具体地,第一起偏片121可以采用正面偏振状态相同的偏振片,即第一起偏片121具有第一偏振方向,可以将第一起偏片121设置成与二维微透镜阵列匹配的二维单元结构,或者也可以不将其设置为二维单元结构,而只是一体化结构,只要能够对入射的光束的偏振态进行起偏即可。
液晶盒122设置于偏振光束的光路上,其用于对偏振光束进行调制,输出调制光束;具体地,液晶盒122包括像素单元20,通过对每个像素单元20中的子像素的驱动电压进行调控,可以实现对子像素的调控。
第一检偏片123设置于调制光束的光路上,其用于对调制光束进行检偏;具体地,第一检偏片123包括多个检偏单元(图中未示出),每个检偏单元包括第一检偏单元与多个第二检偏单元,第一检偏单元具有第一偏振方向,第二检偏单元具有与第一偏振方向垂直的第二偏振方向,以与从像素单元20出射的不同偏振方向的光束进行匹配;优选地,第一检偏片121为二维单元结构,检偏单元与像素单元20一一对应,第一检偏单元与第一子像素单元21对应,第二检偏单元与第二子像素单元22,以使得每个检偏单元与不同空间位置的子像素进行匹配,确保相同颜色的光束能够被转换为两个偏振态的光束。
对于使用LCD来作为调制组件12的应用场景来说,由于采用了二维微透镜阵列作为面角转换组件11,一方面通过二维微透镜阵列对光束的调控作用,提高了LCD中不透光结构(比如:黑矩阵或薄膜晶体管电路)所导致的光效损失,提高了LCD的最大输出亮度;另一方面利用二维微透镜阵列本身就可以实现彩色的像素分离,光源光束能通过微透镜111实现空间位置上的分离,从而能够避开LCD中的薄膜晶体管导线,提高了光束通过LCD时的效率,无需利用彩色滤光膜来进行像素分离,避免了彩色滤光膜带来的光效损失,使得光效利用率提高,同时也降低了LCD的热负载,提高了显示效果和可靠性。
在一具体的实施方式中,结合图4与图5,微透镜111的形状为六边形,第一子像素单元21包括三个第一子像素,第二子像素单元22包括三个第二子像素,即每个微透镜111与六个圆形的子像素组成的像素单元对应。
当光束301R和光束302R以两个不同的角度照射到LCD时,微透镜111将入射角度不同的光束301R和光束302R分别会聚到第一子像素211R和第二子像素212R,实现不同角度的光源对子像素的选择性照明;1231a-1232a为偏振方向不同的检偏单元,它们能够使得同一颜色的光束在不同空间位置的偏振态不同,使得不同空间位置的不同偏振态的光束可以分别进入人的左眼和右眼,从而实现立体显示。
在一实施方式中,如图6所示,子像素的排列方式为:第一子像素单元21与第二子像素单元21关于中轴线D对称,第一子像素单元21中的三个第一子像素212R、212G以及212B相邻排列,第二子像素单元22中的三个第二子像素222R、222G以及222B相邻排列;由于从第一子像素单元21与第二子像素单元22出射的光束的偏振态相互垂直,佩戴偏振眼镜的观察者左右眼可以分别观察到两组像素,由于这两组像素显示的图像具有视差,因此可以实现立体显示。
在另一实施方式中,如图7所示,第一子像素213R设置在相邻的两个第二子像素223R以及223B之间,第一子像素213G设置在相邻的两个第二子像素223R以及223G之间,第一子像素单元213沿着圆周方向旋转预设角度(比如60°)后与第二子像素单元223重合,第一子像素213B设置在相邻的两个第二子像素223G以及223B之间,子像素的排列方式为两组子像素彼此穿插排列,其工作原理与图6类似,在此不再赘述。
在另一具体的实施例中,如图8所示,二维微透镜阵列可以为方形二维排列的微透镜阵列,第一子像素单元21包括三个第一子像素,第二子像素单元22包括三个第二子像素,每个微透镜111与六个方形子像素对应。
方形子像素的排列方式可如图9和图10所示,如图9所示,第一子像素214R、214G以及214B为并列排放,第二子像素224R、224G以及224B为并列排放,两组RGB子像素出射的光束的偏振方向相互垂直;或者如图10所示,第一子像素215R、215G以及215B与第二子像素225R、225G以及225B相互交替放置,两组RGB子像素出射的光束的偏振方向仍然相互垂直,从而实现利用两个偏振状态来显示具有视差的两个图像信息,可以匹配偏振眼镜,以实现立体显示。
本实施例提供了一种高帧率立体显示的方案,采用匹配了二维微透镜阵列的调制组件,每个微透镜覆盖了至少六个子像素;角空间上分离的光源光束被输入至二维微透镜阵列进行面角转换,在通过微透镜后,角空间上分离的光束在面空间上分离,从而使得同一颜色的光源光束从不同的角度照射到调制组件上,能够通过微透镜将光束会聚到相应的子像素上,每组子像素通过空间积分可以实现全彩显示;而且由于仅通过一个面角转换组件就实现了光源光束从角空间到面空间的转换,结构简单。此外,由于采用了二维微透镜阵列作为面角转换组件,一方面通过二维微透镜阵列对光束的调控作用,提高了LCD中不透光结构所导致的光效损失,提高了LCD的等效开口率,提高了最大输出亮度,另一方面利用二维微透镜阵列本身实现了彩色的像素分离,避免了使用彩色滤光膜带来的光效损失,使得光效利用率进一步提高,同时也降低了LCD的热负载,提高了显示效果和可靠性。另外,每个像素单元包含两组子像素单元,两组子像素单元对应的检偏片经过像素化设计,使得两组子像素单元出射的光束的偏振方向相互垂直,以分别显示两幅具有视差的图像信息;使用者在佩戴了偏振眼镜后,可以观察到立体显示信息;而且由于两种偏振状态的出射光束是同时显示的,因此不会牺牲刷新频率,采用响应速度不是很快的LCD也可以实现高帧率立体显示。
请参阅与11,图11是本申请提供的立体投影显示系统第一实施例的结构示意图,立体投影显示系统包括:立体显示装置10与发光组件40,发光组件40用于产生多束光源光束;立体显示装置10设置于多束光源光束的光路上,用于对多束光源光束进行显示,立体显示装置10为上述实施例中的立体显示装置。
立体投影显示系统还包括第一透镜组件50,第一透镜组件50设置于发光组件40的出射光路上,其用于对多束光源光束进行转换,以使得每束光源光束以不同的入射角射入立体显示装置10;具体地,发光组件40设置于第一透镜组件50的前焦面附近,第一透镜组件50可以为面角转换透镜。
在一具体的实施例中,请参阅图12,图12是本申请提供的立体投影显示系统第二实施例的结构示意图,发光组件40包括:两个红光光源401a-401b、两个绿光光源402a-402b(图未示出)以及两个蓝光光源403a-403b(图未示出),多束光源光束包括红光光束、绿光光束以及蓝光光束。
红光光源401a-401b用于产生角空间分离的两束红光光束,绿光光源402a-402b用于产生角空间分离的两束绿光光束,蓝光光源403a-403b用于产生角空间分离的两束蓝光光束,红光光源401a-401b、绿光光源402a-402b以及蓝光光源403a-403b均设置于第一透镜组件50的前焦面附近;具体地,红光光源401a-401b、绿光光源402a-402b以及蓝光光源403a-403b可以为发光二极管(LED,Light Emitting Diode)光源,第一透镜组件50可以为透镜或透镜组。
进一步地,如图12所示,采用红光LED、绿光LED以及蓝光LED三种不同颜色的LED光源作为发光组件40,将它们放置在第一透镜组件50的前焦面附近,通过第一透镜组件50对前焦面入射光束的面角转换作用,将六束光源光束直接转变为不同角度的光束311R-312R、311G-312G(图未示出)、311B-312B(图未示出),然后入射到匹配了二维微透镜阵列的LCD上,后续工作原理与上述实施例中立体显示装置10的工作原理相同,在此不再赘述,通过空间积分显示,最后可通过成像镜头进行投影显示。
在其他实施方式中,在多束光源光束包括补充光束,发光组件40包括两个补充光源,补充光源用于产生补充光束,补充光源设置于第一透镜组件50的前焦面附近,相应地在每个像素单元中增加与该补充光束对应的补充子像素,即在第一子像素单元与第二子像素单元中各增加一个补充子像素,每个像素单元包括八个子像素,补充子像素的颜色可以为红色、绿色、蓝色、黄色或白色等,通过设置补充子像素与补充光束可以提升发光亮度或起到提升色域的效果。
本实施例采用不同颜色的光源通过一个第一透镜组件50进行面角转换,光源光束直接以不同角度照射在匹配了二维微透镜阵列的LCD上,实现了高光效利用率,且结构简单,成本较低。
在另一具体的实施例中,请参阅图13,图13是本申请提供的立体投影显示系统第三实施例的结构示意图,与第二实施例不同的是:本实施例中投影显示系统还包括散射组件60,散射组件60设置于发光组件40的出射光路上,其用于对多束光源光束进行散射,形成多束散射光束,该散射光束的光斑位于第一透镜组件50的前焦面附近。
进一步地,散射组件60包括六个散射器件61-66(图未示出散射器件63-66);红光光源401a-401b、绿光光源402a-402b(图未示出)以及蓝光光源403a-403b(图未示出)分别为激光光源,红光光源401a-401b、绿光光源402a-402b以及蓝光光源403a-403b发出三色准直光束,分别通过各自对应的散射器件61-66变成散射光束,由于散射光束的光斑位于透镜或透镜组的前焦面附近,前焦面上位置不同的散射光束通过透镜或透镜组后转变为不同角度的光束321R-322R、321G-322G(图未示出)、321B-322B(图未示出),六束光束以不同角度入射到匹配了二维微透镜阵列的LCD上,后续工作原理与上述实施例中立体显示装置10的工作原理相同,在此不再赘述,最终实现了高光效利用率,且结构简单,性价比高。
在另一具体的实施例中,请参阅图14与图15,图14是本申请提供的立体投影显示系统第四实施例的结构示意图,发光组件40包括六个发光器件411-416,六个发光器件411-416可以按照二维矩阵排布,也可以按照六边形排列,六个发光器件411-416可以为固体光源,该固体光源可以为LED或者激光与受激发后产生荧光的荧光粉的组合光源。
如图14所示,立体投影显示系统还包括:第二透镜组件70、第三透镜组件80以及匀光器件组件90。
第二透镜组件70设置于六个发光器件的出射光路上,其用于对六束光源光束进行整形,第二透镜组件70可以为透镜或者透镜组。
第三透镜组件80设置于第二透镜组件70的出射光路上,其用于对第二透镜组件70出射的光束进行会聚。
匀光器件组件90设置于第三透镜组件80的出射光路上,其用于对第三透镜组件80出射的光束进行匀光。
该投影显示系统的工作原理为:发光器件411和发光器件412发出光源光束,经由第二透镜组件70整形成光束331a和331b,再通过一个第三透镜组件80分别形成会聚光束进入匀光器件组件90,从匀光器件组件90出射的均匀光束通过第一透镜组件50变成角度不同的两束光束,这两束光束照射到调制组件上,后续工作原理与上述实施例中立体显示装置10的工作原理相同,在此不再赘述。
在另一具体的实施例中,请参阅图16,图16是本申请提供的立体投影显示系统第五实施例的结构示意图,发光组件40可以为上述实施例中的发光组件,其工作原理与上述实施例相同,在此不再赘述;立体显示装置10中的调制组件为LCoS,如图16所示,立体投影显示系统还包括偏振分光器件100,偏振分光器件100设置于多束光源光束的光路上,其用于对多束光源光束进行处理并将处理后的光束射入LCoS。
发光组件40产生不同角度、不同颜色的光源光束341R-342R、341G-342G、341B-342B,六束光源光束341R-342R、341G-342G、341B-342B通过偏振分光器件100后,照射到匹配了二维微透镜阵列的LCoS上,后续工作原理与上述实施例中立体显示装置10的工作原理类似,在此不再赘述。
在其他具体的实施例中,请参阅图17,图17是本申请提供的立体投影显示系统第六实施例的结构示意图,发光组件40可以为上述实施例中的发光组件,其工作原理与上述实施例相同,在此不再赘述。
调制组件为DMD,如图17所示,投影显示系统还包括反射器件110、全内反射器件120以及第二检偏片130。
反射器件110设置于多束光源光束的光路上,其用于将多束光源光束反射至全内反射器件120,全内反射器件120用于将多束光源光束反射至DMD;第二检偏片130用于对DMD出射的光束进行检偏。
发光组件40出射不同角度、不同颜色的光源光束351R-352R、351G-352G、351B-352B,这些光束依次通过反射器件110和全内反射器件120后,照射到匹配了二维微透镜阵列以及第二检偏片130的DMD上,后续工作原理与上述实施例中立体显示装置10的工作原理类似,在此不再赘述。
在其他实施例中,投影显示系统还可包括起偏片140,第二起偏片140设置于全内反射器件120的出射光路上,其用于对全内反射器件120输出的光束进行起偏,并将起偏后的光束输入至DMD,工作原理与上述不设置起偏片140的方案类似,在此不再赘述。
本申请提出了一种实现高帧率立体显示的方案,采用了一个微透镜覆盖两组子像素单元的方式,每组子像素单元优选为RGB三色,每一组RGB子像素对应一种偏振状态以及一个视角的显示图像,即两组RGB子像素出射的光束的偏振方向相互垂直,观察者佩戴相应的偏振眼镜,即左眼镜片和右眼镜片的偏振选择方向垂直,实现左右眼看到具有视差的图像信息,以实现立体显示;由于能够同时显示两幅图像信息,无需使用帧率较大的器件来作为调制组件,利用低帧率的LCD也能实现高帧率立体显示。由于不同颜色的光源光束可以从不同角度入射,通过微透镜进行面角转换,照射到相应子像素上,可以充分利用光效利用率。
以上所述仅为本申请的实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (17)

1.一种立体显示装置,其特征在于,包括:
面角转换组件,设置于多束光源光束的光路上,用于对在角空间分离的所述多束光源光束进行面角转换,形成多束与所述光源光束对应的转换光束,其中,多束转换光束在面空间分离;
调制组件,设置于所述面角转换组件的出射光路上,用于对所述多束转换光束进行调制,形成图像光;
其中,所述调制组件包括多个像素单元,每个所述像素单元包括第一子像素单元与第二子像素单元,所述第一子像素单元与所述第二子像素单元的偏振方向相互垂直,所述面空间分离的多束转换光束照射到所述第一子像素单元和所述第二子像素单元上,以使得所述第一子像素单元和所述第二子像素单元分别显示两幅具有视差的图像信息。
2.根据权利要求1所述的立体显示装置,其特征在于,
所述面角转换组件包括由多个微透镜组成的二维微透镜阵列,所述微透镜与所述像素单元的位置对应,以将在角空间分离的所述多束光源光束转换为面空间分离的所述转换光束后分别入射至所述第一子像素单元或者所述第二子像素单元。
3.根据权利要求1所述的立体显示装置,其特征在于,
所述第一子像素单元包括多个第一子像素,所述第二子像素单元包括多个第二子像素,所述第一子像素的数量与所述第二子像素的数量相等,且所述第一子像素的颜色与所述第二子像素的颜色分别相同。
4.根据权利要求3所述的立体显示装置,其特征在于,
所述第一子像素单元与所述第二子像素单元沿所述像素单元的中轴线对称分布。
5.根据权利要求3所述的立体显示装置,其特征在于,
所述第一子像素单元沿着圆周方向旋转预设角度后与所述第二子像素单元重合,所述第一子像素设置在相邻的两个所述第二子像素之间。
6.根据权利要求3所述的立体显示装置,其特征在于,
所述多个第一子像素至少包括红色子像素、绿色子像素以及蓝色子像素。
7.根据权利要求1所述的立体显示装置,其特征在于,所述调制组件为液晶显示器,所述液晶显示器包括:
第一起偏片,设置于所述转换光束的光路上,用于将入射的所述转换光束变成偏振光束;
液晶盒,包括所述像素单元,设置于所述偏振光束的光路上,用于对所述偏振光束进行调制,输出调制光束;
第一检偏片,设置于所述调制光束的光路上,用于对所述调制光束进行检偏。
8.根据权利要求7所述的立体显示装置,其特征在于,
所述第一起偏片具有第一偏振方向;所述第一检偏片包括多个检偏单元,每个所述检偏单元包括第一检偏单元与第二检偏单元,所述第一检偏单元具有所述第一偏振方向,所述第二检偏单元具有与所述第一偏振方向垂直的第二偏振方向。
9.根据权利要求2所述的立体显示装置,其特征在于,
所述微透镜的形状为六边形、三角形、四边形、椭圆形或圆形。
10.一种立体投影显示系统,其特征在于,包括:发光组件与立体显示装置,所述发光组件用于产生多束光源光束;所述立体显示装置设置于所述多束光源光束的光路上,用于对所述多束光源光束进行显示,所述立体显示装置为权利要求1-9中任一项所述的立体显示装置。
11.根据权利要求10所述的立体投影显示系统,其特征在于,
所述立体投影显示系统还包括第一透镜组件,所述第一透镜组件设置于所述发光组件的出射光路上,用于对所述多束光源光束进行转换,以使得每束所述光源光束以不同的入射角射入所述立体显示装置,其中,所述发光组件设置于所述第一透镜组件的前焦面。
12.根据权利要求11所述的立体投影显示系统,其特征在于,所述多束光源光束包括红光光束、绿光光束以及蓝光光束,所述发光组件包括:
两个红光光源,用于产生角空间分离的两束所述红光光束;
两个绿光光源,用于产生角空间分离的两束所述绿光光束;
两个蓝光光源,用于产生角空间分离的两束所述蓝光光束;
其中,所述红光光源、所述绿光光源以及所述蓝光光源均设置于所述第一透镜组件的前焦面。
13.根据权利要求12所述的立体投影显示系统,其特征在于,
所述立体投影显示系统还包括散射组件,所述散射组件设置于所述发光组件的出射光路上,用于对所述多束光源光束进行散射,形成多束散射光束;其中,所述散射光束的光斑位于所述第一透镜组件的前焦面。
14.根据权利要求12所述的立体投影显示系统,其特征在于,
所述多束光源光束包括补充光束,所述发光组件包括两个补充光源,所述补充光源用于产生所述补充光束,所述补充光源设置于所述第一透镜组件的前焦面。
15.根据权利要求10所述的立体投影显示系统,其特征在于,所述发光组件包括六个发光器件,所述六个发光器件按照二维矩阵排布,所述立体投影显示系统还包括:
第二透镜组件,设置于所述六个发光器件的出射光路上,用于对六束光源光束进行整形;
第三透镜组件,设置于所述第二透镜组件的出射光路上,用于对所述第二透镜组件出射的光束进行会聚;
匀光器件组件,设置于所述第三透镜组件的出射光路上,用于对所述第三透镜组件出射的光束进行匀光。
16.根据权利要求10所述的立体投影显示系统,其特征在于,
所述立体显示装置中的调制组件为液晶附硅显示器,所述立体投影显示系统还包括偏振分光器件,所述偏振分光器件设置于所述多束光源光束的光路上,用于对所述多束光源光束进行处理并将处理后的光束射入所述液晶附硅显示器。
17.根据权利要求10所述的立体投影显示系统,其特征在于,
所述立体显示装置中的调制组件为数字微镜器件,所述投影显示系统还包括反射器件、全内反射器件以及第二检偏片,所述反射器件设置于所述多束光源光束的光路上,用于将所述多束光源光束反射至所述全内反射器件;所述全内反射器件用于将所述多束光源光束反射至所述数字微镜器件;所述第二检偏片用于对所述数字微镜器件出射的光束进行检偏。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2317524A (en) * 1996-09-19 1998-03-25 Sharp Kk Three dimensional stereoscopic projection display
JP2001258051A (ja) * 2000-03-14 2001-09-21 Mixed Reality Systems Laboratory Inc 立体画像表示装置
JP5472584B2 (ja) * 2008-11-21 2014-04-16 ソニー株式会社 撮像装置
JP2011059461A (ja) * 2009-09-11 2011-03-24 Panasonic Corp 投写型表示装置
WO2012039180A1 (ja) * 2010-09-24 2012-03-29 富士フイルム株式会社 撮像デバイス及び撮像装置
US8848040B2 (en) * 2010-10-08 2014-09-30 3Dv Co., Ltd. 3D display system with active shutter plate
JP5982751B2 (ja) * 2011-08-04 2016-08-31 ソニー株式会社 画像処理装置、および画像処理方法、並びにプログラム
US9658463B2 (en) * 2012-02-03 2017-05-23 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device and imaging system
JP5796191B2 (ja) * 2012-07-25 2015-10-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 撮像システム
CN112805992B (zh) * 2018-10-03 2024-04-23 富士胶片株式会社 摄像装置
KR20210127744A (ko) * 2019-02-18 2021-10-22 알앤브이테크 엘티디 고 해상도 3d 디스플레이
CN213987157U (zh) * 2020-10-29 2021-08-17 深圳光峰科技股份有限公司 一种投影显示系统

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