[发明专利]一种提高图像均匀性的前投式2D/3D融合显示装置

权利要求书

1.一种提高图像均匀性的前投式2D/3D融合显示装置，其特征在于，该装置由投影机、起偏器、偏振依赖液晶透镜阵列、高精度相位延迟模组和保偏屏组成；

所述投影机投影2D/3D融合片源，所述2D/3D融合片源是由2D图像单元和3D图像单元成棋盘格状交错排布组成，所述2D图像单元和所述3D图像单元的水平和垂直节距分别与高精度相位延迟模组中相位延迟单元的水平和垂直节距对应相等；

所述起偏器将所述投影机发出的光线调制为线偏振光，所述线偏振光的偏振方向为α，与偏振方向α正交的线偏振光的偏振方向为β；

所述偏振依赖液晶透镜阵列对偏振方向为α的线偏振光具有透过功能，对偏振方向为β的线偏振光具有聚焦功能，所述偏振依赖液晶透镜阵列的单元形状有一维柱透镜形状、矩形和六边形；

所述高精度相位延迟模组由n层棋盘格相位延迟片错位叠加组成，n为大于等于2的正整数，所述高精度相位延迟模组包含三种相位延迟单元，0相位延迟单元、奇数倍π/2相位延迟单元和偶数倍π/2相位延迟单元；所述高精度相位延迟模组的0相位延迟单元和偶数倍π/2相位延迟单元与2D/3D融合片源中的2D图像单元对应对齐，所述高精度相位延迟模组的奇数倍π/2相位延迟单元与2D/3D融合片源中的3D图像单元对应对齐；所述高精度相位延迟模组的相位延迟单元节距为单层棋盘格相位延迟片单元节距的1/n；

所述保偏屏用于反射入射光，线偏振光经过所述保偏屏反射后，仍为相同偏振方向的线偏振光，圆偏振光经过所述保偏屏反射后变为与入射圆偏振光的旋转方向正交的圆偏振光。

2.根据权利要求1所述的一种提高图像均匀性的前投式2D/3D融合显示装置，其特征在于，入射光路中，所述投影机投影2D/3D融合片源，且2D/3D融合片源的2D图像单元与所述高精度相位延迟模组的0相位延迟单元和偶数倍π/2相位延迟单元对应对齐，所述2D/3D融合片源中3D图像单元与所述高精度相位延迟模组的奇数倍π/2相位延迟单元对应对齐；所述起偏器将2D/3D融合片源的光线调制为偏振状态α的线偏振光，所述偏振依赖液晶透镜阵列对偏振方向α的线偏振光透射；对应于2D图像单元的光线，线偏振光通过所述高精度相位延迟模组的0相位延迟单元和偶数倍π/2相位延迟单元，分别被调制成偏振方向α和偏振方向β的线偏振光，所述保偏屏反射偏振方向α和偏振方向β的线偏振光，并保持他们的偏振方向不变；对应于3D图像单元的光线，线偏振光通过所述高精度相位延迟模组的奇数倍π/2相位延迟单元，被调制为旋转方向A的圆偏振光，所述保偏屏将旋转方向A的圆偏振光反射变为旋转方向B的圆偏振光；通过所述保偏屏反射后，2D图像光线包含偏振方向α和偏振方向β的线偏振光，3D图像光线为旋转方向B的圆偏振光。

3.根据权利要求1所述的一种提高图像均匀性的前投式2D/3D融合显示装置，其特征在于，反射光路中，对应于2D图像单元的光线，偏振方向α的线偏振光再次经过所述高精度相位延迟模组的0相位延迟单元，仍为偏振方向α的线偏振光，偏振方向β的线偏振光再次经过所述高精度相位延迟模组的偶数倍π/2相位延迟单元，也变为偏振方向α的线偏振光，包含2D图像信息的偏振方向α的线偏振光直接透射通过所述偏振依赖液晶透镜阵列，实现2D图像显示；对应于3D图像单元的光线，旋转方向B的圆偏振光再次经过所述高精度相位延迟模组的奇数倍π/2相位延迟单元，被调制为偏振方向β的线偏振光，包含3D图像信息的偏振方向β的线偏振光被所述偏振依赖液晶透镜阵列聚焦成像，实现3D立体显示。

4.根据权利要求1所述的一种提高图像均匀性的前投式2D/3D融合显示装置，其特征在于，通过2D图像单元和3D图像单元的独立控制，实现全屏2D显示、全屏3D显示和2D/3D融合显示。

5.根据权利要求1所述的一种提高图像均匀性的前投式2D/3D融合显示装置，其特征在于，所述高精度相位延迟模组通过错位叠加n层棋盘格相位延迟片，将高精度相位延迟模组相位延迟单元的节距减小到了单层棋盘格相位延迟片单元节距的1/n，图像的均匀性提高n²倍。