[發明專利]光學成像系統和3D顯示設備

無效

• 申請號: 201380013375.5
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN104395818A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 埃米內·戈拉尼安;尼古拉·科斯特羅夫
• 申請（專利權）人: 澤克泰克顯示系統私人有限公司
• 主分類號: G02B27/22
• 分類號: G02B27/22;H04N13/04
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 戚傳江;金潔

相關申請的交叉引用

本申請要求于2012年1月15日提交的、美國臨時申請No.61/586,809的優先權，該申請的所有內容在此引入作為參考以用于所有的目的。

技術領域

本發明一般涉及一種時序自動立體顯示系統，更具體地，涉及一種光學成像系統和利用該系統、形成物體或景象的三維(3D)圖像的透視視圖的3D顯示設備。本發明對于具有作為擴展光源進行輻射并且具有寬的方向圖(wide?directional?diagrams)的像素的顯示器(例如LCD)是有用的。

背景技術

與空間序列自動立體顯示系統相比，時序自動立體顯示系統的優點在于不管用于產生3D圖像的透視視圖的數量如何，時序自動立體顯示系統都提供了3D圖像的高分辨率。直到現在，通過利用允許準直光束從其中發出的顯示器，已經實現了3D顯示設備中的高質量和高分辨率3D圖像。然而，具有作為擴展光源進行輻射并且具有寬的方向圖的像素的顯示器(例如LCD)通常不能提供光束的準直。因此，利用已知的光學成像系統在時序3D顯示設備中使用(利用)這種像素輻射顯示器是存在問題的。

本發明提供了一種新的光學成像系統，其可以用于時序3D顯示設備以產生高質量和高分辨率的多視圖3D圖像。

發明內容

本發明的目的在于提供一種光學成像系統和3D顯示設備，該設備通過減小顯示像素表面上的每個像素的輻射孔，基本上抑制或消除了每個觀測區域內不同透視視圖的疊加(由此解決與現有技術光學成像系統相關的缺點)。

簡要地，本發明基于產生定向(directional)光束，變換這些光束并在視場內投影該變換的光束以在視場內形成每個觀測區域中的各個透視視圖，由此在其中產生物體或景象的三維(3D)圖像。

本發明可以具體化為光學成像系統和利用該相同系統的3D顯示器。

另一方面，本發明涉及一種光學成像系統和相關的3D顯示器，其基于利用從位于顯示像素表面上的像素發出的準直光束。

作為背景技術，從一些顯示器(例如LCD)發出的光束具有的像素有著寬的方向圖(幾乎180度)，這些寬的方向圖對透視視圖的數量強加了嚴格的限制或者甚至阻止了3D圖像的形成。本發明解決了這個問題。本發明通過在在此公開的光學成像系統和相關3D顯示設備中利用選擇光導元件陣列和會聚微透鏡的透鏡陣列一起來實現。

本發明建立在申請人先前的美國申請No.11/364,692和No.11/769,672公開的3D顯示器和光學成像系統的基礎上，這些申請的所有內容在此引入作為參考以用于所有的目的。

本發明的這些和其它目的在參考了下面的詳細描述和相關附圖后會變得更顯而易見。然而，應當理解，對于在此公開的具體實施例，多種改變、變化和替換可以得到，只要不偏離本發明的基本精神和范圍。

附圖說明

在附圖中，相同的附圖標記用于在多幅附圖中表示相同的特征。附圖是示例性光學成像系統和相關3D顯示設備的圖解和符號表示，并說明了不同的結構變形和光學布置。

圖1a是根據本發明實施例的光學成像系統和相關3D顯示設備的總的示意圖。

圖1b是根據本發明實施例的光學成像系統的一部分的頂示意圖。

圖2是說明了多個不同的觀測區域的、根據本發明實施例的光學成像系統的一部分的頂示意圖。

圖3是根據本發明實施例的光學成像系統的一部分的另一頂示意圖。

圖4是根據本發明實施例的光學成像系統的光導元件陣列的一部分的頂示意圖。

圖5是根據本發明實施例的光學成像系統的一部分的另一頂示意圖。

圖6是根據本發明實施例的光學成像系統的一部分的另一頂示意圖。

具體實施方式

現在參考附圖，其中相同的附圖標記用于表示相同或相應的組件或元件，更具體地，參考圖1a-6，本發明的實施例涉及一種光學成像系統1和利用該相同系統的相關3D顯示設備2。根據本發明某些實施例的3D顯示設備2旨在在視場中形成物體或景象的三維圖像的多個透視視圖。如在圖1a中最好地示出，3D顯示設備2的框圖包括顯示器3(例如LCD)，其顯示每個待沿各個透視視圖的方向投影的二維圖案，光學成像系統1(其中光學成像系統1包括選擇光導元件陣列4，會聚微透鏡的透鏡陣列5，位移機構6，位置傳感器系統7)，控制器8和緩沖存儲器9。