一种用于光场扩展的投影机阵列定位装置

1.本发明属于投影光场立体显示技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于光场扩展的投影机阵列定位装置。


背景技术：

2.通常平行投影光场立体显示由平行排列的投影机阵列及一维逆反射幕布耦合而成。增大构成光场的投影机数目可以有效增大光场覆盖的区域并提升光场信息密度。然而，额外新增投影机的空间位置应精确设计定位才能达到最优的光场信息密度提升效果，若用户不具备专门知识，其难以自行进行光场扩展。因此，本发明提出了一种用于光场扩展的投影机阵列定位装置。该定位装置根据光场立体显示的客观规律，为不同投影光场显示系统预设了若干刻度线，用户只需根据现有结构参数将标尺放置于对应刻度线位置，则可方便地以信息密度最优方式进行光场扩展。


技术实现要素：

3.为以信息密度最优方式进行光场信息密度提升，光场投影机的位置应进行精确设计。而光场投影系统用户通常不具备专门知识，难以自行进行光场扩展。为解决这一问题，本发明提出了一种用于光场扩展的投影机阵列定位装置。该装置为不同投影光场显示系统预设了若干刻度线，用户只需根据现有投影光场显示系统的结构参数将标尺放置于对应刻度线位置，则可方便地以信息密度最优方式进行光场扩展。
4.该用于光场扩展的投影机阵列定位装置包含定位板及标尺。
5.定位板上至少具有若干一类定位孔及若干二类定位孔行；定位板上至少具有标尺左定位槽及标尺右定位槽；标尺左定位槽设置有标尺左定位槽刻度，标尺右定位槽设置有标尺右定位槽刻度。
6.一类定位孔为长宽一致开孔，其在定位板上一维排列。现有投影光场系统的投影机均安装于一类定位孔所在位置。
7.二类定位孔为长宽不一致开孔，其设置于两个相邻一类定位孔的中垂线上；二类定位孔排列方向与一类定位孔排列方向一致，且其开孔长轴方向与一类定位孔排列方向垂直。
8.标尺左定位槽及标尺右定位槽均为长宽不一致开孔，标尺左定位槽位于标尺右定位槽左侧。
9.标尺左定位槽刻度及标尺右定位槽刻度，用于示出具有不同结构参数q的现有投影光场显示系统其在进行光场扩展时，新增投影机的适配位置。对任意现有投影光场显示系统，设其到一维逆反射幕布的距离为l，其投影图像的宽度为d，则其结构参数q=l/d。设一类定位孔所在直线与左右定位槽的交点为左右原点，标尺左右定位槽刻度分别距离左右原点位移为k位置的刻度，其对应的光学系统应具有的结构参数q满足k =g
×
q，其中g为一类定位孔节距。
10.标尺上至少具有1个标尺定位孔；标尺上设置有标尺左基准线及标尺右基准线。
11.标尺定位孔为一长宽不一致开孔，其开孔长轴方向与一类定位孔排列方向一致。标尺左基准线及标尺右基准线与标尺定位孔长轴方向一致，用于表示标尺定位孔长轴的中轴线位置。
12.优选的，在任意k位置处，标识数值为k/g，则其数值应等于结构参数q，以方便用户进行使用。
13.本用于光场扩展的投影机阵列定位装置按照如下方式使用：1、用户测得现有投影光场显示系统的结构参数q；2、移动标尺并通过刻度对准，使标尺左基准线与定位板上标尺左定位槽刻度对应结构参数为q的位置重合，并使标尺右基准线与定位板上标尺右定位槽刻度对应结构参数为q的位置重合；3、通过一紧固件穿过标尺定位孔及标尺左定位槽并固定，并通过另一紧固件穿过标尺定位孔及标尺右定位槽并固定，以此固定标尺和定位板的相对位置；4、标尺定位孔开口与第二类定位孔开口的重合位置则是适应于当前现有投影光场显示系统进行光场扩展时的新增投影机位置。
14.本用于光场扩展的投影机阵列定位装置的工作原理为：对平行排列的两台相邻投影机，其发射的光束经逆反射后汇聚于投影机原各自所在位置。显而易见的，投影机之间的位置将少有光线覆盖。此时，在左侧投影机最右投影光束和右侧投影机最左投影光束的交点位置设置新增投影机时，或在左侧投影机最左投影光束和右侧投影机最右投影光束的交点位置设置新增投影机，则其逆反射光线可以恰好覆盖两台投影机之间的空间范围，因此其可以达到信息最优条件。
15.具体的，若投影机其到一维逆反射幕布的距离为l，其投影图像的宽度为d，两台投影机的间距为g，在左侧投影机最右投影光束和右侧投影机最左投影光束的交点位置设置新增投影机时，则根据相似三角形关系，原有两台投影机所在直线到新增投影机之间的距离k有k= g
×
l/d，即以该参数k对新增投影机的位置进行标识即可。
16.同理，在左侧投影机最左投影光束和右侧投影机最右投影光束的交点位置设置新增投影机时，同样根据相似三角形关系，原有两台投影机所在直线到新增投影机之间的距离k也有k= g
×
l/d，即以该参数k对新增投影机的位置进行标识即可。
17.综上所述，本发明只需要让用户测得现有投影光场显示系统的结构参数，并需根据现有投影光场显示系统的结构参数将标尺放置于对应刻度线位置，则可方便地确定新增投影机适配位置，同时标尺定位孔开口与第二类定位孔开口的重合位置方便其固定新增投影机，便于其进行光场扩展。
附图说明
18.图1为本发明的结构示意图。
19.图2为本发明的工作示意图。
20.图3为本发明进行近点光场扩展的原理示意图。
21.图4为本发明进行远点光场扩展的原理示意图。
22.图标：100-定位板；111-一类定位孔；112-二类定位孔；113-额外设置的二类定位
孔；121-标尺左定位槽；122-标尺右定位槽；131-标尺左定位槽刻度；132-标尺右定位槽刻度；200-标尺；210-标尺定位孔；221-标尺左基准线；222-标尺右基准线；301-左螺丝；302-右螺丝；400-新增投影机适配位置；501-左投影机；502-右投影机。
23.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
24.图1为本实施例提供的用于光场扩展的投影机阵列定位装置的结构示意图。该用于光场扩展的投影机阵列定位装置包含定位板100及标尺200。
25.定位板100上具有若干一类定位孔111及若干二类定位孔112行；定位板100上具有标尺左定位槽121及标尺右定位槽122；标尺左定位槽121设置有标尺左定位槽刻度131，标尺右定位槽122设置有标尺右定位槽刻度132。
26.一类定位孔111为长宽一致开孔，其在定位板100上一维排列。现有投影光场系统的投影机均安装于一类定位孔111所在位置。
27.二类定位孔112为长宽不一致开孔，其设置于两个相邻一类定位孔111的中垂线上；二类定位孔112排列方向与一类定位孔111排列方向一致，且其开孔长轴方向与一类定位孔111排列方向垂直。
28.标尺左定位槽121及标尺右定位槽122均为长宽不一致开孔，标尺左定位槽121位于标尺右定位槽122左侧。
29.标尺左定位槽刻度131及标尺右定位槽刻度132，用于示出具有不同结构参数q的现有投影光场显示系统其在进行光场扩展时的新增投影机适配位置400。对任意现有投影光场显示系统，设其投影机到一维逆反射幕布的距离为l，其投影图像的宽度为d，则其结构参数q=l/d。设一类定位孔所在直线与左右定位槽的交点为左右原点，标尺左右定位槽刻度分别距离左右原点位移为k位置的刻度，其对应的光学系统应具有的结构参数q满足k =g
×
q，其中g为一类定位孔111节距，本实施例中g=6 cm。此时，在任意k位置处，标识数值为k/g，则其数值直接等于结构参数q，以方便用户进行使用。
30.标尺200上具有1个标尺定位孔210；标尺200上设置有标尺左基准线221及标尺右基准线222。
31.标尺定位孔210为一长宽不一致开孔，其开孔长轴方向与一类定位孔111排列方向一致。标尺左基准线221及标尺右基准线222与标尺定位孔210长轴方向一致，用于表示标尺定位孔210长轴的中轴线位置。
32.请参考图2，本用于光场扩展的投影机阵列定位装置按照如下方式使用。
33.1、用户测得现有投影光场显示系统的结构参数q；若现有投影光场显示系统中，投影机到一维逆反射幕布的距离l= 2 m，其投影图像的宽度为d=1 m，则其结构参数q= l/d=2。
34.2、移动标尺200并通过刻度对准，使标尺左基准线221与定位板100上标尺左定位槽刻度131对应结构参数为q的位置重合，并使标尺右基准线222与定位板100上标尺右定位槽刻度132对应结构参数为q的位置重合；因本实施例中g=6 cm，标尺左右定位槽刻度分别距离左右原点位移为k位置的刻度标识数值为k/g；即k=6 cm位置上，标识数值为1；k=12 cm位置上，标识数值为2。
35.因此，使标尺左基准线221与定位板100上标尺左定位槽刻度131值为2的位置重合，并标尺右基准线222与定位板100上标尺右定位槽刻度132值为2的位置重合。
36.3、通过一作为紧固件的左螺丝301穿过标尺定位孔210及标尺左定位槽121并固定，并通过作为另一紧固件的右螺丝302穿过标尺定位孔210及标尺右定位槽122并固定，以此固定标尺200和定位板100的相对位置。
37.4、标尺定位孔210开口与第二类定位孔112开口的重合位置则是适应于当前现有投影光场显示系统进行光场扩展时的新增投影机适配位置400。
38.请参考图3和图4本用于光场扩展的投影机阵列定位装置的工作原理为：对平行排列的两台相邻投影机，即左投影机501及右投影机502，其发射的光束经逆反射后汇聚于投影机原各自所在位置。显而易见的，左投影机501及右投影机502之间的位置将少有光线覆盖。
39.请参考图3，此时，在左投影机501最右投影光束和右侧投影机502最左投影光束的交点位置设置新增投影机时，则其逆反射光线可以恰好覆盖两台投影机之间的空间范围，因此其可以达到信息最优条件。此时，具体的，若投影机其到一维逆反射幕布的距离为l，其投影图像的宽度为d，两台投影机的间距为g，在左投影机501最右投影光束和右侧投影机502最左投影光束的交点位置设置新增投影机时，则根据相似三角形关系，原有两台投影机所在直线到新增投影机之间的距离k有k= g
×
l/d，即以该参数k对新增投影机适配位置400进行标识即可。具体的，可在定位板100上设置二类定位孔112对新增投影机适配位置400进行约束。
40.进一步的，请参考图4，若在左侧投影机501最左投影光束和右侧投影机502最右投影光束的交点位置设置新增投影机，则其逆反射光线也可以恰好覆盖两台投影机之间的空间范围，因此其也可以达到信息最优条件。同理，在左投影机501最左投影光束和右投影机502最右投影光束的交点位置设置新增投影机时，同样根据相似三角形关系，原有两台投影机所在直线到新增投影机之间的距离k也有k= g
×
l/d，即以该参数k对新增投影机适配位置400进行标识即可。具体的，可通过定位板100上额外设置的二类定位孔113对新增投影机适配位置400进行约束。
41.综上所述，本发明只需要让用户测得现有投影光场显示系统的结构参数，并需根据现有投影光场显示系统的结构参数将标尺200放置于对应刻度线位置，则可方便地确定新增投影机适配位置400，同时标尺定位孔210开口与第二类定位孔112开口的重合位置方便其固定新增投影机，便于其进行光场扩展。