本发明涉及显示技术，更具体地说，本发明涉及立体显示技术。
背景技术：
立体显示技术是可以实现立体场景真实再现的一种显示技术，其可以为人眼分别提供不同的视差图像，从而使人产生立体视觉。传统立体投影装置可通过单台或多台投影机进行立体投影显示。通常，单台投影机可通过双折射光栅实现立体显示功能，但因单台投影机提供的像素数目有限，立体图像的分辨率较低；多台投影机可通过逆反射原理实现立体显示功能，但视点位置和投影机位置应保持一致，因此投影系统的尺寸较大。因此，本发明提出了一种基于双层双折射柱透镜的投影立体显示装置，该装置相对于传统立体投影显示装置具有更小的体积和更高的分辨率。
技术实现要素：
本发明提出了一种基于双层双折射柱透镜的投影立体显示装置。附图1为该基于双层双折射柱透镜的投影立体显示装置的结构示意图。该基于双层双折射柱透镜的投影立体显示装置由密集投影机阵列、双层双折射柱透镜幕布构成。密集投影机阵列可投射视差图像至双层双折射柱透镜幕布，双层双折射柱透镜幕布可以将视差图像投射至不同空间方向从而实现立体显示。
请参考图1，密集投影机阵列由多台投影机构成，投影机投射图像的光线为线偏振光。
请参考图2，双层双折射柱透镜幕布由第一双折射柱透镜、第二双折射柱透镜、1/4波片及幕布构成。第一双折射柱透镜由双折射材料及固定折射率材料构成，双折射材料对投影机投射的线偏振光具有折射率n1，对与投影机投射光线偏振方向正交的线偏振光线具有折射率n2，固定折射率材料对所有偏振方向的光线均具有折射率n2，因此其对于投影机投射光线形成柱透镜光栅分光作用，而对与投影机投射光线偏振方向正交的线偏振光无折射作用。第二双折射柱透镜由双折射材料及固定折射率材料构成，双折射材料对投影机投射的线偏振光具有折射率n3，对与投影机投射光线偏振方向正交的线偏振光线具有折射率n4，固定折射率材料对所有偏振方向的光线均具有折射率n3，因此其对于投影机投射光线无折射作用，而对与投影机投射光线偏振方向正交的线偏振光形成柱透镜光栅分光作用。1/4波片放置于幕布之前，偏振光的偏振方向与波片光轴的夹角为45°，由投影机投射的光线经过1/4波片后变成圆偏振光。
进一步的，请参考图3，图3为本发明的图像投射过程。图像在投射过程中，光线依次经第一双折射柱透镜、1/4波片投射至幕布。在此过程中，第二双折柱透镜因对于投影机投射光线不具有折射作用，故不影响光线传播。光线经1/4波片后形成圆偏振光。
进一步的，请参考图4，图4为本发明的图像的显示过程。投影光线达到幕布后进行反射，反射光线依次经1/4波片、第二双折射柱透镜投射至各个视点。在此过程中，由幕布反射的圆偏振光经1/4波片后形成线偏振光，偏振方向与投影机投射光线的偏振方向正交，光线则可利用第二双折柱透镜进行投射。在此过程中，第一双折柱透镜因对反射光线不具有折射作用，故不影响光线传播。
进一步的，请参考图2、图3和图4，因第一双折射柱透镜和第二双折射柱透镜可以具有不同空间位置、节距、焦距参数，则光线返回后形成视点的位置不与投影机位置重合。因此，本发明可在较小空间范围内设置间距较小的多台投影机进行图像投射，并形成间距较大的视点排布。相对于单台投影机形成立体显示装置，本发明的投影机数目更多，故分辨率较高；相对于多台投影机形成的逆反射立体显示装置，因本发明的投影机位置与视点位置不再重合，则本发明中的密集投影机阵列可以具有更小的尺寸。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明双层双折射柱透镜幕布的示意图。
图3为本发明的投影光路示意图。
图4为本发明的显示光路示意图。
图标：010-一种基于双层双折射柱透镜的投影立体显示装置；100-双层双折射柱透镜幕布；200-密集投影机阵列；101-第一双折射柱透镜；102-第二双折射柱透镜；103-1/4波片；104-幕布。
应该理解上述附图只是示意性的，并没有按比例绘制。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例
图1为本实施例提供的一种基于双层双折射柱透镜的投影立体显示装置010的结构示意图。该基于双层双折射柱透镜的投影立体显示装置由密集投影机阵列200、双层双折射柱透镜幕布100构成。密集投影机阵列200可投射视差图像至双层双折射柱透镜幕布100，双层双折射柱透镜幕布100可以将视差图像投射至不同空间方向从而实现立体显示。
请参考图1，密集投影机阵列200由多台投影机构成，投影机投射图像的光线为线偏振光。
请参考图2，双层双折射柱透镜幕布100由第一双折射柱透镜101、第二双折射柱透镜102、1/4波片103及幕布104构成。
第一双折射柱透镜101由双折射材料及固定折射率材料构成，双折射材料对投影机投射的线偏振光具有折射率n1，对与投影机投射光线偏振方向正交的线偏振光线具有折射率n2，固定折射率材料对所有偏振方向的光线均具有折射率n2，因此其对于投影机投射光线形成柱透镜光栅分光作用，而对与投影机投射光线偏振方向正交的线偏振光无折射作用。
第二双折射柱透镜102由双折射材料及固定折射率材料构成，双折射材料对投影机投射的线偏振光具有折射率n3，对与投影机投射光线偏振方向正交的线偏振光线具有折射率n4，固定折射率材料对所有偏振方向的光线均具有折射率n3，因此其对于投影机投射光线无折射作用，而对与投影机投射光线偏振方向正交的线偏振光形成柱透镜光栅分光作用。
因常见液晶分子具有双光轴特性，第一双折射柱透镜101及第二双折射柱透镜102由液晶材料在柱透镜塑料基板上固化而成，以制备双折射柱透镜。为实现不同的折射率，液晶分子的取向矢方向不同。
1/4波片103放置于幕布之前，偏振光的偏振方向与波片光轴的夹角为45°，由投影机投射的光线经过1/4波片103后变成圆偏振光。
进一步的，请参考图3，图3为本发明的图像投射过程。密集投影机阵列200中各投影机具有不同的空间位置，每个投影机均独立投射一幅视差图像。图像在投射过程中，各投影机光线依次经第一双折射柱透镜101、1/4波片103投射至幕布104。在此过程中，第二双折柱透镜102因对于投影机投射光线不具有折射作用，故不影响光线传播。因第一双折射柱透镜101的分光作用，各投影机投射的光线将到达幕布上不同的位置，且光线经1/4波片103后将形成圆偏振光。
进一步的，请参考图4，图4为本发明的图像的显示过程。投影光线达到幕布104后进行反射，反射光线依次经1/4波片103、第二双折射柱透镜102投射至各个视点。在此过程中，由幕布104反射的圆偏振光经1/4波片103后形成线偏振光，偏振方向与投影机投射光线的偏振方向正交，光线则可利用第二双折柱透镜102进行投射。因不同投影机在幕布104上投射光线的位置不同，则其反射后形成的视点位置也不同。在此过程中，第一双折柱透镜101因对反射光线不具有折射作用，故不影响光线传播。
最终，密集投影机阵列200从左至右四台投影机可将其提供的视差图像投射至空间中从左至右的四个视点。在四个视点上，人眼可以分别看到四幅视差图像。
请参考图2、图3和图4，因第一双折射柱透镜101和第二双折射柱透镜102具有不同空间位置、节距、焦距参数，根据相似三角形原理，因第二双折射柱透镜102相对于第一双折射柱透镜101具有更大的节距和更小的焦距，且其到光栅幕布104的距离更小，光线返回后形成的视点相对于各投影机将具有更大的间距。因此，本发明可在较小空间范围内设置间距较小的多台投影机进行图像投射，并形成间距较大的视点排布。相对于单台投影机形成立体显示装置，本发明的投影机数目更多，故分辨率较高；相对于多台投影机形成的逆反射立体显示装置，因本发明的投影机位置与视点位置不再重合，则本发明中的密集投影机阵列可以具有更小的尺寸。
1.一种基于双层双折射柱透镜的投影立体显示装置，其特征在于：该基于双层双折射柱透镜的投影立体显示装置由密集投影机阵列、双层双折射柱透镜幕布构成；密集投影机阵列由多台投影机构成，投影机投射图像的光线为线偏振光；双层双折射柱透镜幕布由第一双折射柱透镜、第二双折射柱透镜、1/4波片及幕布构成；第一双折射柱透镜由双折射材料及固定折射率材料构成，双折射材料对投影机投射的线偏振光具有折射率n1，对与投影机投射光线偏振方向正交的线偏振光线具有折射率n2，固定折射率材料对所有偏振方向的光线均具有折射率n2；第二双折射柱透镜由双折射材料及固定折射率材料构成，双折射材料对投影机投射的线偏振光具有折射率n3，对与投影机投射光线偏振方向正交的线偏振光线具有折射率n4，固定折射率材料对所有偏振方向的光线均具有折射率n3；1/4波片放置于幕布之前，偏振光的偏振方向与波片光轴的夹角为45°；幕布放置于最后用于进行光线反射；密集投影机阵列可投射视差图像至双层双折射柱透镜幕布，双层双折射柱透镜幕布可以将视差图像投射至不同空间方向从而实现立体显示。
2.如权利要求1所述的一种基于双层双折射柱透镜的投影立体显示装置，其特征在于：第一双折射柱透镜和第二双折射柱透镜的位置可以互换。
技术总结