[發(fā)明專利]大角度裸視立體投影準全息成像系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210016381.3
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN102540695A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設計）人: 郭振
• 申請（專利權）人: 郭振
• 主分類號: G03B35/18
• 分類號: G03B35/18;G03B21/60;G02B27/22
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 羅玉榮

技術領域

本發(fā)明涉及裸視立體投影成像系統(tǒng)，具體是一種大角度裸視立體投影準全息成像系統(tǒng)。

背景技術

現(xiàn)有的立體成像系統(tǒng)的缺點主要表現(xiàn)在結構復雜或制造成本高或受觀看條件限制或對影像立體效果不滿意等。在目前現(xiàn)有技術階段，市場上還沒有一種立體（系統(tǒng)）能夠獲得或基本滿足上述各方面都能使消費者滿意的立體電視或立體成像裝置。如：激光全息成像，它一是種立體感很強能重現(xiàn)真實的原物像系統(tǒng)，可是現(xiàn)階段成本很高且受一定條件限制，特別是在家用電視領域現(xiàn)階段無法推廣應用。通過立體眼鏡來實現(xiàn)觀看立體影像的產(chǎn)品是受條件限制、采用全息投影屏幕或空氣幕來實現(xiàn)影像具有空中懸浮動感的以及360度裸視虛擬成像系統(tǒng)需要多臺投影機、需要高性能硬件和圖形處理軟件、需要相應的周邊輔助設備來共同完成，成本高出普通投影的6-10倍，其場景要求也不可能適合滿足家庭普及。201010133949.0公開了一種單機立體投影裝置，他屬于一種簡單、低成本的立體成像裝置，他的缺點主要表現(xiàn)在該裝置投影的像需要進行偏振性能處理后還需要配合偏振眼鏡才能觀看到立體像。其二使用偏振原理和偏振眼鏡觀看立體像時在不使用折面鏡情況下也能達到左眼只看到左圖像，右眼只看到右圖像，而折面鏡的使用只節(jié)約了投影幕尺寸但卻增大了投影機組件的體積空間。其三該立體投影裝置沒有能提供與其相配的屏幕技術以及受配戴眼鏡的條件限制，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)階段消費者對立體電視或立體電影感觀上的普及需求。

自雙目視差效應立體技術發(fā)明以來，受片源格式的影響，而使之后重現(xiàn)的立體影像在效果上總是處于生硬不自然的狀態(tài)。其原因在于：物體反射的自然光具有橫向和縱向兩個方向上的立體信息，在現(xiàn)有技術中由于受片源格式的限制，只有橫向左、右格式或只有縱向上、下格式。即當采用左、右格式時，則沒有上、下方向的立體信息，當采用上、下格式時，則沒有左、右方向的立體信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為克服現(xiàn)有技術結構復雜、成本高、觀看條件受限制的不足，而提供一種大角度裸視立體投影準全息成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)由立體投影鏡頭組及與其相配的高亮度準全息立體屏幕共同完成。該立體鏡頭組可不需投影機做任何改動下直接替換普通投影機的鏡頭來完成立體影片的投影，并由高亮度準全息立體屏幕成像后，可實現(xiàn)大角度可視角裸視立體影像。其制造成本（包括屏幕）不超出現(xiàn)有普通投影的10%，并可實現(xiàn)大規(guī)模機械化流水線生產(chǎn)，適合滿足對家庭立體電視和家庭立體影院普及。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案是：

本發(fā)明大角度裸視立體投影準全息成像系統(tǒng)，它由立體投影鏡頭組及與其相配的高亮度準全息立體屏幕組成，立體投影鏡頭組投影的凸透鏡片是由兩個偏離投影圖像中心軸的凸透鏡片來完成對左、右圖像在投影屏幕上的重合，透鏡片之間用不透光材料隔離左、右圖像光路，或由此結構擴展的由四個偏離投影圖像中心軸的凸透鏡片來完成對上、下、左、右圖像在投影屏幕上的重合。該系統(tǒng)準全息立體屏幕，在小尺寸（微米）級狀態(tài)對入射光為鏡面反射或平面反射，在大尺寸（毫米）級狀態(tài)對入射光為漫反射，其結構為多層部份反射層加鏡面反射層通過模壓復合成型到平面基板上。

本發(fā)明的立體成像原理是：由兩個偏離投影圖像中心軸的凸透鏡片來完成對左、右圖像在投影屏幕上的重合。即投射的入射光線是由兩個不同角度投射到屏幕。透鏡片之間用不透光材料隔離左、右圖像光路。保證左、右圖像光路只分別從左、右透鏡射出。由于屏幕的特性，對入射光遵守平面反射原則，對投射來的左、右光線分別按反射角反射出。其二在大尺寸（毫米）級狀態(tài)時對入射光為漫反射，因此，對投射來的左、右光線在具有平面反射的前提條件下又同時向各個方向按制定的規(guī)律路徑反射。由此，對于左、右圖像相對應的同一像素通過屏幕反射后，在一定區(qū)域內(nèi)，左眼只看到右圖像素，而右眼只看到左圖像素。由雙目視差效應原理在大腦中合成立體感。多層部份反射層的作用之一是將一幅圖像分裂成若干個相位不同的圖像信息源，即準全息像源以提高立體感，作用之二是填補屏幕反射后空白區(qū)圖像信息以擴大立體裸視區(qū)域。每一個部份反射層的反射率為約5%—10%、透光率約90%—95%較為適宜，其中每一個部份反射層的厚度不等于入射光的波長或波長的倍數(shù)。屏幕小尺寸狀態(tài)的最小尺寸不低于入射光波長的2倍較為適宜。

本發(fā)明投影鏡組的原理是可逆的，對投影鏡組的擴展，可以同時擁有適應對上、下、左、右方向的立體信號源同時投影或拍攝，在結構和成本幾呼不變的條件下能充分利用所拍物體光源自身的立體信息以獲得更滿意的立體效果。