一种静态立体幻灯装置的制作方法

本发明涉及显示技术，更具体地说，本发明涉及3d立体显示技术。

背景技术：

3d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。通常静态立体显示由光栅和印制的立体视差合成图像构成。通过精确耦合，立体视差合成图像粘贴固定于光栅之上，其像素与光栅对应，并被投射到指定的方向，从而形成视点。即是当人眼分别处于不同视点时，左右眼可以分别看到不同的视差图像，从而产生立体视觉。相对于动态显示，静态显示其成本更低，且更容易实现大尺寸显示。如宣传用的桁架等，其造价远低于同尺寸的led显示屏。但传统的静态立体显示在大尺寸显示时，受到打印机尺寸或喷绘机分辨率限制，因此在幅面尺寸和像素精细度上均受到限制。此外由于立体视差合成图像还需要与光栅进行精密耦合，因此无法方便制备。最后，由于光栅和印制立体视差合成图像粘贴在一起，其通常无法重复使用。因此，静态立体显示需要一种新的解决方案。

技术实现要素：

本发明提出了一种静态立体幻灯装置。附图1为该静态立体幻灯装置的结构原理图。该静态立体幻灯装置由第一柱透镜光栅、散射层、第二柱透镜光栅、反射镜以及多个聚焦透镜、多张胶片和多个灯箱组成。所述第一柱透镜光栅、所述散射层、所述第二柱透镜光栅前后依次放置，所述灯箱、所述胶片与所述聚焦透镜一一对应，形成组合，放置于靠近所述第二柱透镜光栅一侧。所述灯箱内含光源，能点亮其表面放置的与之对应的所述胶片，每张所述胶片上印制有一幅视差图像。所述聚焦透镜可将与之对应的所述胶片进行投射，并经所述反射镜成像于所述第二柱透镜光栅附近。所述第二柱透镜光栅可将所述聚焦透镜投射来的成像光束聚焦后形成条纹，并投射于所述散射层处。所述散射层可对所述第二柱透镜光栅形成的条纹进行散射。所述第一柱透镜光栅可将该条纹再次投射到空间中指定方向，从而汇聚成视点。

由于该静态立体幻灯装置中，多个所述灯箱、所述胶片与所述聚焦透镜形成的组合分处于不同的水平空间位置，则其光线透过第二柱透镜光栅时，其成像光束在散射层上形成条纹的水平空间位置不同。因此，第一柱透镜光栅可以将来自于不同所述胶片的视差图像投射并汇聚到不同的视点位置。当人眼分处于不同视点位置时，可以分别看到与之对应的视差图像，从而实现立体视觉。

设该静态立体幻灯装置第一柱透镜光栅的焦距为f1，第二柱透镜光栅的焦距为f2，视点到第一柱透镜光栅的距离为l1，第一柱透镜光栅到散射层的距离为l2，散射层到第二柱透镜光栅的距离为l3，第二柱透镜光栅到聚焦透镜在反射镜中所成的像的距离为l4，视点间距为d1，聚焦透镜间距为d2。优选地，上述参数应满足：，，。

可选地，第一柱透镜光栅和第二柱透镜光栅之一可由狭缝光栅替代。

本发明中，由于该静态立体幻灯装置不涉及视差图像像素和光栅结构的耦合，视点的投射位置仅由所述灯箱、所述胶片和所述聚焦透镜形成的组合的位置确定，故在制备时可直接固定所述灯箱、所述胶片和所述聚焦透镜的位置，使用时仅需要将印制的视差图像胶片放置于对应的灯箱之前，故实现静态立体场景时的操作更加简便；由于该静态立体幻灯装置采用投射成像结构，因此不会受到喷绘机像素精细度的限制；由于该静态立体幻灯装置其视差图像印制于所述胶片上，故方便进行替换，光栅等元件可以重复使用，运行成本低于传统模式。

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为本发明其中一个视点的光路原理示意图。

图3为本发明实现立体显示的原理示意图。

图标：010-静态立体幻灯装置；100-第一柱透镜光栅；200-散射层；300-第二柱透镜光栅；400-反射镜；500-聚焦透镜；600-胶片；700-灯箱；020-某一聚焦透镜发出光线的光路；510-聚焦透镜在反射镜中所成的镜像；610-胶片在反射镜中所成的镜像;030-系统整体投射原理模型。

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为本实施例提供的静态立体幻灯装置010的结构示意图，图中x坐标表示空间中的水平方向，y坐标表示空间中的垂直方向，z方向表示垂直于x-y平面的轴向方向。请参照图1，本实施例提供一种静态立体幻灯装置010，其包括第一柱透镜光栅100、散射层200、第二柱透镜光栅300、反射镜400以及4个聚焦透镜500、4张胶片600和4个灯箱700。

下面对本实施例提供静态立体幻灯装置010进行进一步说明。

第一柱透镜光栅100、散射层200、第二柱透镜光栅300前后依次放置，所述灯箱700、所述胶片600与所述聚焦透镜500一一对应，形成组合，放置于靠近第二柱透镜光栅300一侧。所述灯箱700内含光源，能点亮其表面放置的与之对应的所述胶片600，每张所述胶片上印制有一幅视差图像。所述聚焦透镜500可将与之对应的所述胶片600进行投射，并经所述反射镜400成像于所述第二柱透镜光栅300附近。所述第二柱透镜300可将所述聚焦透镜500投射来的成像光束聚焦后形成条纹，并投射于所述散射层200处。所述散射层200可对所述第二柱透镜光栅300形成的条纹进行散射。所述第一柱透镜光栅100可将该条纹再次投射到空间中指定方向，从而汇聚成视点。

图2为本发明其中一个视点的光路原理示意图，图中x坐标表示空间中的水平方向，y坐标表示空间中的垂直方向，z方向表示垂直于x-y平面的轴向方向。请参照图2，由于反射镜400的作用，所述胶片600、所述聚焦透镜500将在反射镜400中形成镜像，则本实施例可依照图2进行光学展开。其中以视点2为例，与之对应的聚焦透镜在反射镜中所成的镜像510可将胶片在反射镜中所成的镜像610投射至第二柱透镜光栅300附近。来自该聚焦透镜在反射镜中所成的镜像510的光线经第二柱透镜光栅300上的不同柱透镜聚焦后，可在散射层200上形成条纹，散射层200向前散射该条纹，可以将该条纹通过第一柱透镜光栅100上与之对应的柱透镜聚焦，并最终汇聚到同一位置，从而形成视点2。

图3为本实施例实现立体显示的原理示意图，图中x坐标表示空间中的水平方向，y坐标表示空间中的垂直方向，z方向表示垂直于x-y平面的轴向方向。请参照图3，由于该静态立体幻灯装置中，4个所述灯箱700、4个所述胶片600与4个所述聚焦透镜500形成的组合分处于不同的水平空间位置，则其光线透过第二柱透镜光栅300时，其成像光束在散射层200上形成条纹的水平空间位置不同。因此，第一柱透镜光栅100可以将来自于4个不同所述胶片600的视差图像投射并汇聚到不同的4个视点位置，形成4视点的立体图像显示。当人眼分处于不同视点位置时，可以分别看到与之对应的视差图像，从而实现立体视觉。

设该静态立体幻灯装置，第一柱透镜光栅100的焦距f1为24.69mm，第二柱透镜光栅300的焦距f2为4.98mm，视点到第一柱透镜光栅100的距离l1为2m，第一柱透镜光栅100到散射层200的距离l2为25mm，散射层200到第二柱透镜光栅300的距离l3为5mm，第二柱透镜光栅300到聚焦透镜在反射镜中所成的镜像510的距离l4为1m，视点间距d1为65mm，聚焦透镜500间距d2为162.5mm。上述参数满足：，，。

本实施例中，由于该静态立体幻灯装置010不涉及视差图像像素和光栅结构的耦合，视点的投射位置仅由所述灯箱700、所述胶片600和所述聚焦透镜500形成的组合的位置确定，故在制备时可直接固定4个所述灯箱700、4个所述胶片600和4个所述聚焦透镜500的位置，使用时仅需要将印制的视差图像胶片600放置于对应的灯箱700之前，故实现静态立体场景时的操作更加简便；由于该静态立体幻灯装置010采用投射成像结构，因此不会受到喷绘机像素精细度的限制；由于该静态立体幻灯装置010其视差图像印制于所述胶片600上，故方便进行替换，光栅等元件可以重复使用，运行成本低于传统模式。