[實用新型]真三維顯示系統

有效

• 申請號: 201220586794.0
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN202854483U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 耿征
• 申請（專利權）人: 耿征
• 主分類號: G03B35/20
• 分類號: G03B35/20;H04N13/00;G02B27/09;G02B27/10
• 代理公司: 北京市惠誠律師事務所 11353
• 代理人: 雷志剛;潘士霖

技術領域

本實用新型涉及圖像顯示技術，尤其涉及一種真三維顯示系統。

背景技術

所謂“真三維顯示”是指被顯示的三維物體之間的相對位置關系也被真實地體現，構成真正意義上的三維空間圖像，具有真實物理深度和圖像質量的表面特性，觀察者不需要任何輔助設備就可以從多個方向任意觀察被顯示物體，感知最真實、完整的三維信息。真三維顯示技術從根本上更新了圖像顯示的概念，使顯示的圖像栩栩如生，向觀看者提供了完備的心理和生理上的三維感知信息，為理解三維圖像和其中物體之間的空間關系提供了獨特的手段。

光場是描述物體在某一區域發光特性的一個函數。一般說來,光場函數G(x,y，z,a,b,t)，其為六維函數,其中(x,y，z)描述發光點三維位置,(a,b)描述發光方向，t是時間。如果考慮到光線的各種特性(比如極性,相位等)，光場函數還會更為復雜。從光場理論出發，真三維顯示系統的目標,就是盡可能真實地重構并再現真實物體所產生的光場，從而使觀察者得到與看到真實物體相似的三維感知。

參考圖5，由于真實物體產生的光場函數是空間和角度的連續函數,如果用多個視場(multiview)來模擬，則需要無限個數的視場。無限個數的視場無法進行工程實現。光場三維顯示系統的工作原理是,用有限個視場（如視場a-l）來近似連續分布的光場。由于人眼對空間和角度的分辨率是有限的，從感知和顯示效果的角度來說，無需重構連續分布的光場函數。對連續分布的光場函數分別沿空間、角度和時間軸進行離散采樣，用有限個數的視場來模擬光場函數，是光場三維顯示技術的出發點。

現有技術中提出了一種應用多投影儀的多視場三維圖像顯示技術。

參考圖6a，圖6a為一種現有的采用多個投影儀進行正投影來產生三維顯示效果的系統示意圖。每個投影儀61a對應每個視場產生相應的圖像并投射在光學器件62a上。根據柱面鏡的光學特性，在水平方向上,光線被聚焦到反射散射屏（即平板顯示屏幕）63a上，然后向對應的投影儀61a的方向反射回去。實際上光線透過光學器件兩次,第一次光學器件將光線聚焦在反射散射屏63a上,第二次光學器件則將光線原路反射回去。這樣，觀察者在不同的水平視場就可以看到不同的投影儀投射出的圖像。如果這些投影儀分別投射出三維物體相應于該視場的圖像，觀察者便可以獲得三維顯示的視覺效果，到達真三維顯示的目的。

參考圖6b，與圖6a中的系統的原理基本相似，圖6b中的三維顯示系統采用兩個光學器件62b設置在反射散射屏63b的兩側，采用多個投影儀63b對應多個視場產生相應的圖像并投射在一側的光學器件62b上，光束被聚焦到反射散射屏（即平板顯示屏幕）63b上，然后通過另一側的光學器件62b的擴散，觀眾可從投影儀61b的對面觀察到圖像，實現了背投影。

圖6a和6b所示的系統采用多個投影儀，可以保留每個視場的分辨率,無需被視場個數來進行分割。然而這種技術也有其缺點：各個視場的投影圖像很容易交叉干擾，致使圖像模糊。

實用新型內容

在下文中給出關于本實用新型的簡要概述，以便提供關于本實用新型的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本實用新型的窮舉性概述。它并不是意圖確定本實用新型的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本實用新型的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。

本實用新型的一個主要目的在于提供一種圖像清晰的真三維顯示系統。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種真三維顯示系統，用于將K個視場圖像光束對應射向K個視場，各視場圖像光束包括多列光束，包括：

成像屏幕，具有M組區域，每組區域包括H個小區域；

M個投射裝置，放置在成像屏幕的一側，每個投射裝置用于生成H套三維圖像光束集，M個投射裝置生成的每套三維圖像光束集包括K個視場圖像光束的其中一列光束；

M個光學壓縮裝置，每個光學壓縮裝置設于M個投射裝置中的對應的一個投射裝置和成像屏幕的對應的一組區域之間，用于對對應的投射裝置投射的H套三維圖像光束集進行壓縮并將壓縮后的H套三維圖像光束集輸出至成像屏幕的對應的H個小區域；以及

光學器件，設置在成像屏幕的另一側，所述光學器件包括M*H個光學成像單元，每個光學成像單元對應所述成像屏幕的一個小區域，所述光學器件每個光學成像單元用于對應地將投射至所述成像屏幕的各小區域中的三維圖像光束集中的K列光束分別射向K個視場中。上述M、N、H、K均為大于1的整數。