[實用新型]基于多投影機的超多視點立體顯示系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420133725.3
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN203775346U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田豐;汪浩
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學
• 主分類號: H04N13/04
• 分類號: H04N13/04
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種基于多投影機的超多視點立體顯示系統(tǒng)，屬于自由立體顯示技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

人類直接感知到的世界是三維的，因此自然的三維顯示器所呈現(xiàn)的影像應(yīng)該是與人類視覺感知相吻合的，此類顯示器不會帶來視覺疲勞。具有9視點以上的自由立體顯示器被稱為超多視點立體顯示器（Super?Multi-View，SMV），其特點是提供了更平滑的立體視差影像與更大的觀察范圍。

超多視點自由立體顯示系統(tǒng)本質(zhì)原理是擁有對同一場景或物體得多角度圖像，通過擴展常規(guī)的自由立體顯示方法將多角度圖像最終融合成立體圖像。欲在現(xiàn)有顯示系統(tǒng)上增加視點數(shù)量需要大量投影陣列和超高分辨率平板顯示器。

雙目視差自由立體顯示系統(tǒng)主要部件包括攝像頭、視差擋板、背光光源、顯示屏幕、支架等，攝像頭拍攝同一場景或物體的不同角度，所得圖像顯示于屏幕上，視差擋板置于屏幕前，觀察者通過視差擋板觀察到立體圖像。而普通多視點的自由立體顯示系統(tǒng)則是將視差擋板換為透鏡陣列，通過透鏡改變光軸從而擴大視區(qū)。

上述方案雖然都實現(xiàn)了自由立體顯示，但存在不足。雙目視差自由立體顯示系統(tǒng)中，觀察者眼睛的焦點不是在圖像而是在屏幕上，同時左右眼圖像被擋板隔開，很容易產(chǎn)生視覺疲勞。而普通多視點自由立體顯示系統(tǒng)成像深度有限，且光軸的改變?nèi)菀讓е聢D像運動視差不連續(xù)從而使最終三維圖像不夠真實。

實用新型內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本實用新型提供一種基于多投影機的超多視點立體顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用微型液晶顯示組與微型柱透鏡組在增加視點數(shù)的同時保持圖像亮度，并使用投影透鏡組與菲涅爾透鏡增加水平與垂直的觀察范圍，實現(xiàn)了長景深、大范圍、超多視點的自由立體顯示。

為達到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

基于多投影機的超多視點立體顯示系統(tǒng)，包括支架、微型高清液晶面板組、微型柱透鏡組、投影透鏡組、菲涅爾透鏡、顯示屏、HDMI分配器、多角度圖像控制單元、HDMI線、RS232串口線、微機，其特征在于：

（1）????????所述微型高清液晶面板組、微型柱透鏡組、投影透鏡組、菲涅爾透鏡、顯示屏按順序分別平行豎置于支架上，其中顯示屏離觀察者最近；

（2）????????所述微型柱透鏡組由4個微型柱透鏡以2*2的方式錯層排列在同一個平面上組成，所述微型高清液晶面板組由4個微型高清面板以同樣排列方式組成且每塊液晶面板分別位于每個柱透鏡的焦平面上；?

（3）????????所述投影透鏡組中的每一個投影透鏡與微型柱透鏡組相同的形式排列且每個投影透鏡分別與每個柱透鏡對齊，同時每個投影透鏡在水平方向上相接壤；

（4）????????所述顯示屏置于所述菲涅爾透鏡的焦平面上，最靠近觀察者；

（5）????????所述菲涅爾透鏡與所述投影透鏡組間隔的距離，使來自液晶面板組的圖像能夠疊加于菲涅爾透鏡的成像中心。

（6）????????所述微機通過RS232串口線連接多角度圖像控制單元；所述多角度圖像控制單元通過HDMI視頻線連接HDMI分配器，所述HDMI分配器通過HDMI線連接微型高清液晶面板組。

多角度圖像控制單元由Virtex-6?FPGA（Field－Programmable?Gate?Array，現(xiàn)場可編程門陣列）、SDRAM(Synchronous?Dynamic?Random?Access?Memory，視頻圖形陣列)、NAND?flash(NAND閃存)、RS232收發(fā)模塊、HDMI接口、電源管理等模塊組成。

，計算機通過RS232接口與多角度圖像控制單元進行通信，多角度圖像控制單元將圖像通過HDMI接口傳輸給HDMI分配器將信號分流后分別傳給每一個微型高清液晶面板。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有以下顯而易見的實質(zhì)性特點和技術(shù)進步：

????本實用新型與常規(guī)多角度自由立體顯示系統(tǒng)相比，由于采用微型高清液晶顯示面板組、微型柱透鏡組，其圖像亮度良好且視點超多，且投影透鏡組與菲涅爾透鏡分別在水平和垂直方向擴大了成像范圍。

????本實用新型運行可靠，成像亮度高，具有長景深、大觀察范圍和超多視點。

附圖說明

圖1基于多投影機的超多視點立體顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2基于Virtex-6的多角度圖像控制單元結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

本實用新型的優(yōu)選實施例結(jié)合附圖詳述如下：

實施例一：