裸眼3d投影系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及裸眼3D投影系统，包括一台3D投影机和投影屏，3D投影机包括若干个投影镜头，3D投影机播放的片源采用3D摄影设备拍摄或利用3D软件处理，投影屏采用视各向异性的定向散射投影屏，结构简单，成本低，对播放硬件的要求低；片源包括若干个子片源，行与行之间的子片源递进排列，子片源的排列为m行n列，相邻两行的子片源之间的递进距离是单个子片源横长的1/m，投影镜头与子片源一一对应，投影镜头将子片源在投影屏上重叠投影或上下两边重叠，左右横向按比例依次递进排列投影，所呈现的3D影像具有观测角度大、分辨率较高、串扰度小、立体效果强等优点，可多人同时观看，真正实现大角度裸眼3D动/静态影像的呈现。
【专利说明】裸眼3D投影系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种3D投影系统，适用于裸眼状态下大角度、多方位、多人同时观测，具体的说，涉及一种裸眼3D投影系统。
【背景技术】
[0002]日常生活中，人们都是利用双眼来辨认三维空间的物体，在辨认某个物体时，由于双眼之间具有一定的距离，这段距离使得左右两眼在观察物体时分别进入左右眼的画面是不同的，包括角度、透视都具有区别，反映在大脑中就会产生“立体视觉”，两个画面组合在一起，便产生立体感，从而能够判断物体的前后关系，这种被观察的物体在人的左右眼视网膜上所形成的像的差异就是双眼视差，视差的产生对立体视觉的形成起着非常重要的作用。
[0003]目前，3D显示技术主要包括戴眼镜式与不戴眼镜式的裸眼式，戴眼镜式的3D显示技术发展的已经很成熟，但不能使我们摆脱特制眼镜的束缚，这使得其应用范围以及使用舒适度都打了折扣，而且不少3D显示技术会让长时间的体验者有恶心眩晕等感觉，裸眼式的3D显示技术由于不用戴眼镜，受到越来越多人们的关注，成为未来3D显示技术的发展方向，因而裸眼式的3D显示技术成为当前研究的热点。
[0004]与人眼观测三维空间的物体的原理相同，佩戴3D眼睛观看3D影像时，从屏幕发出的图像信号到了靠近眼睛的时候才通过3D镜片将左右不同的图像信息分别输入左右眼，所以佩戴3D眼镜观看3D影像时没有观测角度的问题，但是当相同的片源用于主流裸眼3D观测时，观测角度的问题就尤为明显，也就是说目前主流的裸眼式3D显示设备只能单角度或者在较小的角度范围内才可观看到效果较好的3D影像，也就意味着观众想要看到较清晰的3D影像必须锁定好位置，保持画面与头部的位置相对固定，稍有偏离就会出现串扰现象或观测不到3D效果，导致裸眼3D影像观看的自由度大大降低，严重影响3D影像的观看效果。
[0005]为了解决观影角度的问题，有科研人员提供了一种利用人眼方位识别系统结合软件的实时计算调整装置，采用所述装置捕捉观影者的双眼并进行画面的计算进行实时调节显示，但采用所述装置仅能捕捉到一位观影者的双眼，无法实现多人同时观影，且运行时计算机运算数据庞大，从开始捕捉到捕捉完成再到调节显示，必然会造成一定的延迟。
[0006]柱状透镜技术的出现实现了 3D影像观测角度小范围的提升，所述柱状透镜技术是指使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上，且柱透镜节距是屏幕像素宽度的正整数倍，这样在每个柱透镜下面的图像的像素被分成几个子像素，这样透镜就能以不同的方向投影每个子像素，于是双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素，进而小范围的提升了 3D影像的观测角度范围，可实现多人同时观影，如图1所示，裸眼3D屏幕包括液晶屏幕1，液晶屏幕I的前方设有柱镜光栅2，观测时，当屏幕发出的左右分光图像恰好分别进入左眼3和右眼4时，3D效果最佳。目前市面上用该技术已经实现了 9个视差图像的呈现，即每个柱镜的节距内包含9个子像素，如果设单个视差图像的观测角度为2。，则最终观测角度为18°，稍微偏离这一角度范围时，就会出现左右眼画面颠倒或串扰。且要实现该技术，首先要求超高分辨率的液晶屏幕，然后要求柱镜光栅与屏幕像素的高度精确结合，子像素越多，立体画面的观测角度越大，则画面像素越低，这也是限制该技术发展的一个本质要素，由此可见该技术片源的制作与数据量也是庞大的，无法实现真正意义上的大角度裸眼3D效果。
[0007]狭缝光栅式裸眼3D技术的原理同柱镜光栅式裸眼3D技术，如图2所示，裸眼3D屏幕包括液晶屏幕1，液晶屏幕I的前方设有狭缝光栅5，观测时，当屏幕发出的左右分光图像恰好分别进入左眼3和右眼4时，3D效果最佳，但是稍微偏离这一角度范围时，就会出现左右眼画面颠倒或串扰。
[0008]采用在液晶板上添加柱状透镜技术或狭缝光栅技术的裸眼3D显示设备的画面串扰现象较为严重，即观众在观看3D影像时经常会观测到3D画面出现“重影”或者“跳画”现象，严重影响观影者的观看舒适度。
[0009]为了解决以上问题，中国专利CN102445762B提供了一种裸眼3D投影屏幕及裸眼3D投影系统，其公开了一种裸眼3D前投影屏幕、一种裸眼3D背投影屏幕及一种裸眼3D投影系统，所述前投影屏幕包括:一表面双凸微柱透镜板和一漫反射层；所述表面双凸微柱透镜板的两侧均是由多列微凸柱透镜水平紧密排列组成，所述表面双凸微柱透镜板两侧的微凸柱透镜数量相等且一一对应，各个微凸柱透镜均呈竖直条状且节距相等，所述的节距是投影仪透射到投影屏幕上的图像像素宽度的正整数倍；所述漫反射层位于所述表面双凸微柱透镜板的后焦平面上。所述背投影屏幕与所述前投影屏幕原理相同。所述投影系统采用多台投影仪阵列，所述投影仪阵列为mXn时，即由m行、η列投影仪组成，m必须为大于等于I的整数，η必须为大于等于2的偶数。所述投影系统采用投影仪阵列的方式提供投影源，要达到大角度的观看效果，需要用多台投影仪，同时驱动多台投影仪播放一个立体的图片或立体影像，需要的硬件和与之匹配的软件要求都非常高，生产成本高，且限制了投影阵列的列数、柱透镜节距是投影画面像素的正整数倍，同样要求了投出画面像素与柱透镜阵列的精密关系，以及投影仪间距为双瞳距，就限制了立体画面的流畅度，如果用该技术扩大观测角度即会出现较大的跳画和串扰现象，最终难以实现真正意义上的大角度裸眼观看。
实用新型内容
[0010]本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种不需要借助立体眼镜或其他3D观影铺助设备并实现大角度、多方位、多人同时观看、串扰极小、片源制作简单且硬件要求低的裸眼3D投影系统。
[0011]为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案:裸眼3D投影系统，其特征在于:所述投影系统包括一台3D投影机以及设置在3D投影机投影光路上的投影屏；
[0012]所述3D投影机包括用于播放片源的液晶显示屏，液晶显示屏与投影屏之间的投影光路上设有投影镜头组。
[0013]一种优化方案，所述片源包括若干个子片源；
[0014]所述投影镜头组包括用于将子片源在投影屏上重叠投影的若干个投影镜头。
[0015]另一种优化方案，所述投影镜头的数量与子片源的数量一致；[0016]所述投影镜头与子片源一一对应。
[0017]再一种优化方案，所述子片源排列成m行η列，m为大于等于I的正整数，η为大于I的正整数；
[0018]所述行与行之间的子片源呈递进形式排列；
[0019]所述相邻两行的子片源之间的递进距离是单个子片源横长的1/m。
[0020]进一步的优化方案，所述子片源、片源与液晶显示屏之间满足以下关系式:
[0021]aXn + aX (m_l)/m = x
[0022]bXn = y
[0023]x=s
[0024]y=d
[0025]式中:a_单个子片源的宽度，b-单个子片源的高度，X-片源的宽度，y-片源的高度，S-液晶显示屏有效显示部分的宽度，d-液晶显示屏有效显示部分的高度。
[0026]再进一步的优化方案，所述相邻两行呈递进关系的相邻两个投影镜头中心点之间的水平距离小于人眼双瞳间的距离。
[0027]更进一步的优化方案，所述投影屏包括柱镜光栅；
[0028]所述柱镜光栅采用半凸柱透镜光栅，半凸柱透镜光栅的焦平面侧设有荧光涂层；
[0029]所述荧光涂层直接与柱镜光栅结合。
[0030]一种优化方案，所述投影屏包括荧光屏，荧光屏的显示表面上设有可高速抖动的
微百叶窗。
[0031]另一种优化方案，所述投影屏包括荧光屏，荧光屏的外周设有可高速转动的履带式狭缝光栅带。
[0032]再一种优化方案，所述3D投影机还包括照明组件；
[0033]所述照明组件设置在液晶显示屏的后方；
[0034]所述照明组件的光路上设有匀光装置。
[0035]进一步的优化方案，所述液晶显示屏为整屏或两块以上的拼接屏。
[0036]本实用新型采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点:包括3D投影机以及设置在3D投影机投影光路上的投影屏，3D投影机设有一台，3D投影机包括液晶显示屏，液晶显示屏与投影屏之间的投影光路上设有投影镜头组，投影镜头组包括若干个投影镜头，3D投影机播放的片源可采用多角度摄影技术拍摄的3D片源，也可将普通片源经图像软件分层再合成后使用，投影屏采用视各向异性的定向散射投影屏，成像效果好，结构简单，成本低，片源制作简单，对播放硬件的要求低；
[0037]所述片源包括若干个子片源，行与行之间的子片源呈递进形式排列，子片源的排列为m行η列，相邻两行的子片源之间的递进距离是单个子片源横长的1/m，投影镜头与子片源一一对应，相邻两个投影镜头中心点之间的水平间距小于人眼双瞳间的距离，投影镜头将相应的子片源在投影屏上重叠投影或竖向重叠、左右横向按比例依次递进排列，投影效果好，所投影的3D影像的可观测角度大，可多人同时观看，串扰度极小，立体景象效果强烈，真正用投影形式实现大角度裸眼3D动/静态影像的呈现。
[0038]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。【专利附图】
【附图说明】
[0039]附图1是现有技术中柱镜光栅式裸眼3D屏幕的结构示意图；
[0040]附图2是现有技术中狭缝光栅式裸眼3D屏幕的结构示意图；
[0041]附图3是本实用新型实施例中裸眼3D投影系统的结构示意图；
[0042]附图4是本实用新型实施例中裸眼3D投影系统的投影原理示意图；
[0043]附图5是本实用新型实施例中子片源的排列方式示意图；
[0044]附图6是本实用新型实施例中垂直方向重叠投影示意图；
[0045]附图7是本实用新型实施例1中投影屏的结构示意图；
[0046]附图8是本实用新型实施例1中投影屏的显示原理示意图；
[0047]附图9是本实用新型实施例2中投影屏的结构示意图；
[0048]附图10是本实用新型实施例3中投影屏的结构示意图；
[0049]图中，
[0050]1-液晶屏幕，2-柱镜光栅，3-左眼，4-右眼，5-狭缝光栅，6_3D投影机，7_投影屏，8-壳体，9-液晶显示屏，10-投影镜头组，11-照明组件，12-播放硬件，13-投影示意光线，14-3D图像可视角度，15-子片源，16-驱动转轮，17-连杆，18-拨动轴，19-拨动轴滑轨，20-微百叶窗叶片，21-百叶窗叶片中轴，22-驱动轮，23-履带式狭缝光栅带，24-荧光涂层，25-荧光屏，26-拨动叶片，27-基准光路，28-子片源基准投影，29-参考光路，30-投影镜头，31-重叠投影光路，32-子片源投影未重叠部分。
【具体实施方式】
[0051]实施例1，如图3所示，裸眼3D投影系统，包括用于播放片源的3D投影机6、设置在3D投影机6投影光路上的投影屏7。
[0052]所述3D投影机6包括壳体8，所述壳体8的一端具有开口，所述壳体8的开口端朝向投影屏7，壳体8内设有液晶显示屏9，所述液晶显示屏9可为整屏也可为两块以上的拼接屏，播放同一个片源即可，液晶显示屏9的投影光路上平行设置有投影镜头组10，投影镜头组10包括若干个按规则排列的投影镜头30，用于实现片源在投影屏7上重叠投影，投影镜头组10设置在壳体8的开口端，液晶显示屏9后方的壳体8内设有照明组件11，所述照明组件11发出的光为普通光即可，所述照明组件11可采用白光LED或金卤灯，所述照明组件11还可以添加螺纹透镜等匀光装置，所述照明组件11用于提高液晶显示屏9的背光亮度，进而提高投影效果，所述液晶显示屏9电连接有播放硬件12，所述播放硬件12可以为微机，也可以为播放器，所述播放硬件12只要能够实现驱动液晶显示屏9播放片源即可。
[0053]如图4所示，液晶显示屏9播放的画面经过投影镜头组10投影至投影屏7，图中投影示意光线13给出了投影至投影屏7两端的投影路径的一个样例，投影至投影屏7上的3D图像再经过投影屏7反射形成3D图像可视角度14，所述3D图像可视角度14是指位于该角度区域内观测画面可产生立体感，即观测者双眼之间的距离能横跨投影屏7发散出来的视差序列图像、动画中相邻或相近两幅图之间的距离，这样观测者在可视范围内左右前后移动时，进入双眼的画面总是不同的视差图像，即形成了立体影像。
[0054]所述片源由多角度拍摄的图片序列或动画序列按照一定形式排列形成，一个完整格式的片源由若干个子片源15构成，在液晶显示屏9上进行播放，投影镜头组10将子片源15在投影屏7上完全重叠投影或竖向重叠、横向按比例依次递进排列，所述3D图像可视角度14的范围与液晶显示屏9的规格有关，子片源15的数量也与液晶显示屏9的规格有关，液晶显示屏9的宽度越宽，则片源的宽度越宽，子片源15的数量越多，3D图像可视角度14越大，即裸眼3D可观测角度越大，液晶屏幕的分辨率越高则最终形成的3D影像的分辨率越高，子片源15的数量和质量配合液晶显示屏9的规格决定了观看效果的质量，即观看角度的大小与眼睛舒适的程度。
[0055]所述子片源15的序列使用多个摄/照相设备(包括建模软件中的虚拟摄像机)按照略小于人眼形成立体影像的平均值(约5°左右)或等于该角度或略大于该角度均可，对被摄物体或景物同时或依次拍摄形成的，完成子片源15的采集工作后再把子片源15在影视后期软件中按照液晶显示屏9的规格进行相应的排列生成供大角度观看的裸眼3D投影系统播放的图片或者视频文件，所述子片源15的采集及制作软件均为公知技术，在此不再详细阐述。
[0056]如图5所示，子片源15的数量为mXn个，即子片源15的排列为m行η列，m为大于等于I的正整数，η为大于I的正整数，行与行之间的子片源15呈递进形式排列，且相邻两行的子片源15之间的递进距离是单个子片源15横长的1/m，子片源15的数量与投影镜头组10中投影镜头30的数量一致，子片源15与投影镜头30 —一对应，投影镜头30将相应的子片源15在投影屏7上完全重叠投影或竖向重叠、左右横向按比例依次递进排列。
[0057]如图6所示，以子片源15在投影屏7上垂直方向(即投影屏7高度方向)重叠投影为例进行说明，首先将各投影镜头30的中心点O’与相对应的子片源15的中心点O调整至同一水平线上，即投影镜头30的中心点O’与对应的子片源15的中心点O的连线垂直于子片源15所在的平面，选择基本位于片源中心点处的子片源15为基准，举例说明，若子片源15的排列方式为3行5列，则选择位于第二行第三列的子片源15作为基准，若子片源15的排列方式为4行5列，则选择位于第二行第三列或第三行第三列的子片源15作为基准均可，同理，若子片源15的排列方式为4行8列，则选择位于第二行第四列、第二行第五列、第三行第四列或第三行第五列的子片源15作为基准均可，作为基准的子片源15透过对应的投影镜头30的投影光路为基准光路27，作为基准的子片源15透过对应的投影镜头30投影至投影屏7的图像为子片源基准投影28，设定单个子片源15的高度为b，子片源基准投影28的高度为b’，单个子片源15的高度在制作时即为已知，而子片源基准投影28的高度经过测量可直接获得，则子片源15的投影放大倍数Q=b’ /b，基准之外的其他子片源15经相对应的投影镜头30沿参考光路29得到子片源参考投影，子片源参考投影与子片源基准投影28的未重叠部分为子片源投影未重叠部分32，设定子片源投影未重叠部分32的高度为z，则为了在垂直方向获得完全重叠的投影，相应的投影镜头30需要调整的距离为z/Q，根据上述调整方法，可逐一调整各投影镜头30的位置，子片源15经相对应的调整后的投影镜头30沿重叠投影光路31即可得到与子片源基准投影28垂直方向完全重叠的投影。
[0058]同理，根据上述调整原理也可调整子片源15与相应投影镜头30水平方向的相对位置，以获得水平方向(即投影屏7宽度方向)完全重叠的投影，或根据需要获得横向按比例依次递进排列的投影，再次不再赘述。
[0059]为了便于描述，图示中子片源15中标注的数字为子片源15的序号，为了形成有效的裸眼3D画面，相邻两个子片源15 (如图5中所示的I号子片源和2号子片源)对应的两个投影镜头30中心点在投影屏7中心点所在水平面上具有两个投影点，所述投影点与投影屏7中心点构成的夹角要小于观测者双眼形成立体影像的平均夹角，即:相邻两个子片源15对应的投影镜头30的中心点之间的水平间距不大于人眼双瞳之间的距离，所述相邻两个子片源15中心点之间的水平间距越小，播出的3D效果越流畅，S卩:串扰与跳画程度越小，同时播出的3D效果与片源的拍摄角度或制作角度有关，片源的拍摄角度或制作角度间隔越小则播出的3D效果越流畅，子片源15的数量由液晶显示屏9的规格决定，液晶显示屏9越宽容纳的子片源15越多，观测角度则越大。
[0060]以3D MAX虚拟摄像机形成的子片源序列，即对被摄物体从左至右每隔2°进行拍摄的样片为例进行说明，若液晶显示屏9的像素为2560 X 1080，根据液晶显示屏9的分辨率与尺寸，将在液晶显示屏9上播放的片源规划性分割为3X5的子片源排列方式，即子片源15的数量为15个，呈3行5列排列，相邻两行的子片源15之间的递进距离为单个子片源15横长的1/3，成递进关系的相邻两个子片源15对应的两个投影镜头30中心点在投影屏7中心点所在水平面上的投影与投影屏7中心点构成的夹角为2。，且共有15个子片源15，所以最终形成的裸眼3D画面的有效观测角度为30°，单个投影画面像素约为450X 360，则人双眼观测的立体画面像素约为900X720。
[0061]为了提高和扩展裸眼3D画面的尺寸、像素与观测角度，可以升级3D投影机6内液晶显示屏9的分辨率与尺寸，液晶显示屏9的尺寸越宽则可观测角度越大，液晶显示屏9的像素越高则观测到的效果越清晰，相应片源中子片源的数量与像素需同步增加与提高，以4X9的子片源排列方式为例说明，相邻两行的子片源15之间的递进距离为单个子片源15横长的1/4，如果两个呈递进形式的子片源15的间距与投影屏7中心形成的夹角为2°，配合合适的液晶显示屏则该裸眼3D投影系统与片源结合所形成的裸眼3D画面的有效观测角度为72°。
[0062]片源的规格与液晶显示屏9的规格紧密联系，为阐述裸眼3D投影系统中液晶显示屏9的规格、片源的规格、子片源的规格、子片源呈递进关系的行数列数间的关系，用以下等式表述:
[0063]aXn + aX (m_l)/m = x ；
[0064]bXn = y ；
[0065]x=s ；
[0066]y=d ；
[0067]式中:a_单个子片源(15)的宽度，b_单个子片源(15)的高度，m_子片源行数，η-子片源列数，X-片源的宽度，y_片源的高度，S-液晶显示屏(9)有效显示部分的宽度，d-液晶显示屏(9)有效显示部分的高度。
[0068]为了完全还原所拍立体景物、物体或虚拟模型的原貌，则需要将制作的子片源15进行镜像处理后再按照从左到右顺序递进排列，且在液晶显示屏9播放时为倒立播放，也可将片源颠倒，这样经过投影镜头30投影到屏幕上即为倒立清晰的实相序列，而视觉上是正立清晰的实相序列。
[0069]如图7和图8所示，本实施例中投影屏7采用高速抖动的微百叶窗定向散射投影屏，所述投影屏7包括荧光屏25，荧光屏25的显示表面上设有微百叶窗，所述微百叶窗包括若干个微百叶窗叶片20，所述微百叶窗叶片20为极薄有韧性的黑色薄片，每个微百叶窗叶片20可沿百叶窗叶片中轴21摆动，相邻两个微百叶窗叶片20之间的距离与透过该距离可观测到的荧光屏25的角度呈正比，一般需要将该观测角度控制在1°?2°之间，即单帧观测角度为1°?2°，微百叶窗叶片20连接有拨动轴18，拨动轴18上设有若干个拨动叶片26，拨动叶片26与微百叶窗叶片20交错排列，拨动轴18设置在荧光屏25的顶部，拨动轴18传动连接有拨动轴驱动装置,所述拨动轴驱动装置包括驱动转轮16,驱动转轮16转动连接有连杆17，连杆17与拨动轴18的一端连接，拨动轴18还连接有拨动轴滑轨19，拨动轴滑轨19与拨动轴18平行设置，用于实现拨动轴18沿荧光屏25的横向左右移动，进而实现微百叶窗叶片20的高速抖动，微百叶窗叶片20高速抖动过程中，相邻两片微百叶窗叶片20狭缝间的顶部和底部都交叉着拨动叶片26，当单个投影画面投向所述投影屏7时，观测者双眼只能位于与入屏光线角度重合或偏差角度不大于所述单帧观测角度时才能观测到投影画面的效果，单帧观测角度小于观测者双眼与屏幕中心形成的夹角时，仅可实现一只眼睛看到单帧画面，而另一只眼睛则看不到，这样就达到了定向散射的效果，即可以实现裸眼3D投影系统中投影屏7的功能。
[0070] 实施例2，裸眼3D投影系统，包括3D投影机6以及设置在3D投影机6投影光路上的投影屏7，所述3D投影机6的结构与原理同实施例1，本实施例中不再赘述。
[0071 ] 如图9所示，本实施例中投影屏7采用高速平移的狭缝光栅式定向散射投影屏，所述投影屏7包括荧光屏25，荧光屏25的外周设有履带式狭缝光栅带23，履带式狭缝光栅带23的内侧传动连接有驱动轮22，履带式狭缝光栅带23包括狭缝部分和遮光部分，履带式狭缝光栅带23的狭缝部分和遮光部分的比例与子片源15的数量有关，子片源15的数量越多则狭缝部分的面积越小，遮光部分的面积越大，遮光部分的宽度与狭缝的宽度成正整数倍关系，子片源数量为12时，遮光部分的宽度是狭缝宽度的12倍，子片源数量为24时，则遮光部分的宽度是狭缝宽度的24倍。子片源数量越多则履带式狭缝光栅带23到荧光屏25之间的距离越大，屏幕7越厚，显示出的3D画面的亮度越低，需要增加3D投影机6中照明组件11的亮度来提高液晶显示屏的背光亮度，进而保证观测效果，履带式狭缝光栅带23遮光部分的材料反光度越低越有利于3D画面效果的呈现。
[0072]履带式狭缝光栅带23在驱动轮22的作用下高速转动，履带式狭缝光栅带23狭缝部分的距离与透过该距离可观测到的荧光屏25的角度呈正比，一般需要将该观测角度控制在1°?2°之间，即单帧观测角度为1°?2°，当单个投影画面投向所述投影屏7时，观测者双眼只能位于与入屏光线角度重合或偏差角度不大于所述单帧观测角度时才能观测到投影画面的效果，单帧观测角度小于观测者双眼与屏幕中心形成的夹角时，仅可实现一只眼睛看到单帧画面，而另一只眼睛则看不到，即达到了定向散射投影屏的要求，可以实现裸眼3D投影系统中投影屏7的功能。
[0073]实施例3，裸眼3D投影系统，包括3D投影机6以及设置在3D投影机6投影光路上的投影屏7，所述3D投影机6的结构与原理同实施例1，本实施例中不再赘述。
[0074]如图10所示，本实施例中投影屏7采用半凸柱透镜光栅式定向散射投影屏，所述投影屏7包括柱镜光栅2，所述柱镜光栅2采用半凸柱透镜光栅，柱镜光栅2的焦平面侧设有荧光涂层24，所述荧光涂层24直接与柱镜光栅2的焦平面结合。
[0075]目前，市面上的柱镜光栅材料2主要有10线、32线、43线、75线、100线、160线等规格，单位“线”即每英寸长度内半凸柱透镜的数量，所述半凸柱透镜为半个凸面的柱状透镜。半凸柱透镜的宽度即节距与投影画面即从投影机投出画面的像素尺寸无关，也就是采用任何一种规格的柱镜光栅材料作为投影屏7的组成材料均可，即节距宽度不限，当投影画面投射到柱镜光栅2上时，一定宽度的光线被微型柱透镜聚焦到焦点，然而当人眼与入射光线水平角度一样去观看柱镜光栅2时，微型柱透镜的放大作用又将焦点的光信息还原到入射时的大小，观测者双眼水平移动时又会看到其他角度的焦点，这样就形成了定向散射、视各向异性的特性。由于材质轻便，无需机械驱动，有聚光特性，亮度高，实际应用中该半柱透镜光栅式定向散射投影屏可作为裸眼3D投影系统中投影屏7的首选。
[0076] 以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.裸眼3D投影系统，其特征在于:所述投影系统包括一台3D投影机(6)以及设置在3D投影机(6)投影光路上的投影屏(7)； 所述3D投影机(6)包括用于播放片源的液晶显示屏(9)，液晶显示屏(9)与投影屏(7)之间的投影光路上设有投影镜头组(10 )。
2.如权利要求1所述的裸眼3D投影系统，其特征在于:所述片源包括若干个子片源(15); 所述投影镜头组(10 )包括用于将子片源(15 )在投影屏(7 )上重叠投影的若干个投影镜头(30)。
3.如权利要求2所述的裸眼3D投影系统，其特征在于:所述投影镜头(30)的数量与子片源(15)的数量一致； 所述投影镜头(30)与子片源(15) —一对应。
4.如权利要求3所述的裸眼3D投影系统，其特征在于:所述子片源(15)排列成m行η列，m为大于等于I的正整数，η为大于I的正整数； 所述行与行之间的子片源(15)呈递进形式排列； 所述相邻两行的子片源(15)之间的递进距离是单个子片源(15)横长的1/m。
5.如权利要求4所述的裸眼3D投影系统，其特征在于:所述子片源(15)、片源与液晶显示屏(9)之间满足以下关系式:
aXn + aX (m_l)/m = x bXn = y
X=S
y=d 式中:a_单个子片源(15)的宽度，b-单个子片源(15)的高度，x-片源的宽度，y-片源的高度，S-液晶显示屏(9)有效显示部分的宽度，d-液晶显示屏(9)有效显示部分的高度。
6.如权利要求5所述的裸眼3D投影系统，其特征在于:所述相邻两行呈递进关系的相邻两个投影镜头(30)中心点之间的水平距离小于人眼双瞳间的距离。
7.如权利要求1-6其中之一所述的裸眼3D投影系统，其特征在于:所述投影屏(7)包括柱镜光棚(2)； 所述柱镜光栅(2)采用半凸柱透镜光栅，半凸柱透镜光栅的焦平面侧设有荧光涂层(24)； 所述荧光涂层(24)直接与柱镜光栅(2)结合。
8.如权利要求1-6其中之一所述的裸眼3D投影系统，其特征在于:所述投影屏(7)包括荧光屏(25 )，荧光屏(25 )的显示表面上设有可高速抖动的微百叶窗。
9.如权利要求1-6其中之一所述的裸眼3D投影系统，其特征在于:所述投影屏(7)包括荧光屏(25 )，荧光屏(25 )的外周设有可高速转动的履带式狭缝光栅带(23 )。
10.如权利要求1所述的裸眼3D投影系统，其特征在于:所述3D投影机(6)还包括照明组件(11)； 所述照明组件(11)设置在液晶显示屏(9)的后方； 所述照明组件(11)的光路上设有匀光装置。
11.如权利要求1所述的裸眼3D投影系统，其特征在于:所述液晶显示屏(9)为整屏或两块以上的拼接屏。
【文档编号】G03B35/18GK203444167SQ201320570846
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】曹乃元, 陈泊舟 申请人:曹乃元