專利名稱：一種裸眼自由立體顯示的投影系統(tǒng)及顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于立體顯示領(lǐng)域，尤其涉及ー種裸眼自由立體顯示的投影系統(tǒng)及顯示
O
背景技術(shù)：
目前立體顯示技術(shù)主要包括戴眼鏡式與不戴眼鏡式的裸眼顯示技木。戴眼鏡式的立體顯示方式雖然技術(shù)成熟，但會給人們帶來諸多不便。裸眼立體顯示終將成為立體顯示的目標(biāo)。在實現(xiàn)裸眼立體顯示的成像方式中有平板顯示，容積立體顯示、全息顯示等等方式。但是傳統(tǒng)的成像方法都需要將若干個子視點圖片合成到一幀圖像中，同時顯示在液晶顯示屏上，然后通過光柵或其他器件將相應(yīng)的左、右眼視圖分別投射到人的左、右眼，最終左眼視圖和右眼視圖在人腦中合成為3D圖像。這種方法需要進(jìn)行復(fù)雜的圖像合成與分割過程，不可避免的導(dǎo)致了圖像分辨率的下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的目的在于提供ー種裸眼自由立體顯示的投影系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的裸眼自由立體顯示畫面分辨率低的問題。本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，ー種裸眼自由立體顯示的投影系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括微顯示成像器件，用于輸出與預(yù)設(shè)視點對應(yīng)的子圖像；所述微顯示成像器件的輸出光路上依次設(shè)有第一透鏡組和反射鏡，所述反射鏡的反射光路上設(shè)有第二透鏡組，所述第二透鏡組的出射光路上設(shè)有3D顯示屏；所述反射鏡轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度，并將所述子圖像通過第二透鏡組投射在3D顯示屏上；所述3D顯示屏將所述子圖像傳送至預(yù)設(shè)視點；所述微顯示成像器件分時輸出不同預(yù)設(shè)視點對應(yīng)的子圖像，使所述系統(tǒng)按照時間順序?qū)⒉煌淖訄D像分別傳送至觀看者的左、右眼，實現(xiàn)自由立體顯示。本發(fā)明實施例的另一目的在于提供ー種自由立體顯示器，包括ー種裸眼自由立體顯示的投影系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括微顯示成像器件，用于輸出與預(yù)設(shè)視點對應(yīng)的子圖像；所述微顯示成像器件的輸出光路上依次設(shè)有第一透鏡組和反射鏡，所述反射鏡的反射光路上設(shè)有第二透鏡組，所述第二透鏡組的出射光路上設(shè)有3D顯示屏；所述反射鏡轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度，并將所述子圖像通過第二透鏡組投射在3D顯示屏上；所述3D顯示屏將所述子圖像傳送至預(yù)設(shè)視點；所述微顯示成像器件分時輸出不同預(yù)設(shè)視點對應(yīng)的子圖像，使所述系統(tǒng)按照時間順序?qū)⒉煌淖訄D像分別傳送至觀看者的左、右眼，實現(xiàn)自由立體顯示。本發(fā)明實施例采用微顯示成像器件分時輸出各視點的子圖像，并配合反射鏡偏轉(zhuǎn)相應(yīng)角度，將子圖像成像在顯示屏的相應(yīng)像素區(qū)，再通過3D顯示屏將不同視圖分別傳送至 ー個或多個人的左、右眼，實現(xiàn)多視點的立體顯示。采用該系統(tǒng)進(jìn)行3D顯示，可以避免預(yù)先將各視點圖像合成為ー幀圖像，以及在顯示階段進(jìn)行的圖像分割過程，可以直接實現(xiàn)高分辨率立體顯示。并且，由于采用該投影系統(tǒng)，還可以實現(xiàn)大畫面的立體顯示。


圖1是本發(fā)明第一實施例提供的裸眼自由立體顯示的投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明第一實施例提供的顯示屏的多視點顯示成像示意圖；圖3是本發(fā)明第二實施例提供的顯示屏的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4示出了本發(fā)明第二實施例提供的顯示屏的顯示原理圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)ー步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實施例采用微顯示成像器件分時輸出不同視點的子圖像，并配合反射鏡將子圖像投射在3D顯示屏的相應(yīng)像素區(qū)，從而將不同視圖分別傳送至ー個或多個人的左、右眼，實現(xiàn)多視點的立體顯示。避免了傳統(tǒng)3D顯示方法復(fù)雜的圖像合成與分割過程，可以直接實現(xiàn)高分辨率立體顯示。本發(fā)明實施例提供了ー種裸眼自由立體顯示的投影系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括微顯示成像器件，用于輸出與預(yù)設(shè)視點對應(yīng)的子圖像；微顯示成像器件的輸出光路上依次設(shè)有第一透鏡組和反射鏡，反射鏡的反射光路上設(shè)有第二透鏡組，第二透鏡組的出射光路上設(shè)有3D顯示屏；反射鏡轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度，并將子圖像通過第二透鏡組投射在3D顯示屏上；3D顯示屏將子圖像傳送至預(yù)設(shè)視點；微顯示成像器件分時輸出不同預(yù)設(shè)視點對應(yīng)的子圖像，使該系統(tǒng)按照時間順序?qū)⒉煌淖訄D像分別傳送至觀看者的左、右眼，實現(xiàn)自由立體顯示。本發(fā)明實施例還提供了ー種自由立體顯示器，包括ー種裸眼自由立體顯示的投影系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括微顯示成像器件，用于輸出與預(yù)設(shè)視點對應(yīng)的子圖像；微顯示成像器件的輸出光路上依次設(shè)有第一透鏡組和反射鏡，反射鏡的反射光路上設(shè)有第二透鏡組，第二透鏡組的出射光路上設(shè)有3D顯示屏；反射鏡轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度，并將子圖像通過第二透鏡組投射在3D顯示屏上；3D顯示屏將子圖像傳送至預(yù)設(shè)視點；微顯示成像器件分時輸出不同預(yù)設(shè)視點對應(yīng)的子圖像，使該系統(tǒng)按照時間順序?qū)⒉煌淖訄D像分別傳送至觀看者的左、右眼，實現(xiàn)自由立體顯示。本發(fā)明實施例采用微顯示成像器件分時輸出各視點的子圖像，并配合反射鏡偏轉(zhuǎn)相應(yīng)角度，將子圖像成像在顯示屏的相應(yīng)像素區(qū)，再通過3D顯示屏將不同視圖分別傳送至 ー個或多個人的左、右眼，實現(xiàn)多視點的立體顯示。采用該系統(tǒng)進(jìn)行3D顯示，可以避免預(yù)先將各視點圖像合成為ー幀圖像，以及在顯示階段進(jìn)行的圖像分割過程，可以直接實現(xiàn)高分辨率立體顯示。并且，由于采用該投影系統(tǒng)，還可以實現(xiàn)大畫面的立體顯示。以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的具體實現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述實施例一
圖1示出了本發(fā)明第一實施例提供的裸眼自由立體顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2 示出了本發(fā)明第一實施例提供的顯示屏的多視點顯示成像示意圖，為了便于說明，僅示出了與本實施例相關(guān)的部分。該顯示系統(tǒng)包括微顯示成像器件1，該器件在驅(qū)動電路的驅(qū)動下對入射光(背光) 進(jìn)行調(diào)制，將載有圖像信息的電信號轉(zhuǎn)換成人眼能夠感知的光學(xué)圖像信息。在微顯示成像器件1的光輸出方向上依次設(shè)有第一透鏡組2和反射鏡3，在反射鏡3的反射光路上設(shè)有第 ニ透鏡組4，在第二透鏡組4的輸出光路上設(shè)有3D顯示屏5。該顯示屏可以將左眼圖像和右眼圖像分別傳送給人的左、右眼，實現(xiàn)立體顯示。本系統(tǒng)用于多視點3D顯示，微顯示成像器件1分時輸出預(yù)設(shè)視點的圖像信息，即第一時刻輸出第一視點的信息，第二時刻輸出第二視點的信息，如此按照時間順序輸出所有視點的圖像信息。以第一視點為例，在第一時刻，微顯示成像器件1輸出第一視點圖像， 第一視點圖像經(jīng)過第一透鏡組2成像在反射鏡3上，反射鏡3轉(zhuǎn)動第一角度，接收該圖像并將其通過第二透鏡組4投射在3D顯示屏5的第一位置，該位置輸出的圖像信息通過3D顯示屏的視差光柵傳送至第一視點。在第二時刻，按照同樣的方式將第二圖像傳送至第二視點。上式的第一視點和第二視點可以對應(yīng)人體的左眼和右眼的位置，這樣，左眼圖像和右眼圖像便輪序射入人眼，使人觀看到3D影像。同理，第三視點和第四視點可以對應(yīng)第二個人的左眼和右眼位置，第五視點和第六視點可以對應(yīng)第三個人的左眼和右眼位置?？梢岳斫?， 在某ー時刻，微顯示成像器件1輸出的圖像信息、反射鏡3轉(zhuǎn)動的角度、圖像在顯示屏上的成像位置，以及某ー視點具有唯一的對應(yīng)關(guān)系。3D顯示屏的像素分布和視差光柵的具體結(jié)構(gòu)根據(jù)視點數(shù)的不同而不同。圖2所示為ー種6視點的顯示屏的像素分布示意圖，其中，a區(qū)對應(yīng)第一視點像素
區(qū)，b區(qū)對應(yīng)第二視點像素區(qū)，......f區(qū)對應(yīng)第六視點像素區(qū)，在輸出第一視點圖像吋，反
射鏡3將圖像成像在a區(qū)，此時第一視點處可以接收圖像信息，在下ー時刻，第二視點處可以接收圖像信息，若第一視點和第二視點對應(yīng)ー個人的左、右眼，那么這個人便可觀看到3D 圖像，同理類推。本發(fā)明實施例采用微顯示成像器件分時輸出各視點的子圖像，并配合反射鏡偏轉(zhuǎn)相應(yīng)角度，將子圖像成像在顯示屏的相應(yīng)像素區(qū)，再通過3D顯示屏將不同視圖分別傳送至 ー個或多個人的左、右眼，實現(xiàn)多視點的立體顯示。采用該系統(tǒng)進(jìn)行3D顯示，可以避免預(yù)先將各視點圖像合成為ー幀圖像，以及在顯示階段進(jìn)行的圖像分割過程，可以直接實現(xiàn)高分辨率立體顯示。并且，由于采用該投影系統(tǒng)，還可以實現(xiàn)大畫面的立體顯示。實施例ニ 圖3示出了本發(fā)明第二實施例提供的顯示屏的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4示出了本發(fā)明第 ニ實施例提供的顯示屏的顯示原理圖，為了便于說明，僅示出了與本實施例相關(guān)的部分。在本發(fā)明實施例中，顯示屏5具體可以是由菲涅爾屏51和視差分離光柵52組成的復(fù)合屏，菲涅爾屏51為二次成像載平面，視差分離光柵52位于菲涅爾屏51的輸出端。反射鏡3將某視點的子圖像通過第二透鏡組4成像在菲涅爾屏51的相應(yīng)像素區(qū)域，視差分離光柵52將該子圖像信息傳送至預(yù)定視點，進(jìn)而可將左眼子圖像信息傳送至左眼，將右眼子圖像信息傳送至右眼(如圖4)，人眼對左、右眼子圖像進(jìn)行融合，形成3D圖像。本實施例中的視差分離光柵具體可以是柱狀透鏡光柵，采用柱狀透鏡光柵較傳統(tǒng)的其他類型的光柵具有相對較高的透光率，可以保證顯示畫面具有較高的亮度。在本發(fā)明實施例中，菲涅爾屏51的像素區(qū)和非像素區(qū)可以是等間距設(shè)置的，并且，根據(jù)菲涅爾屏51顯示圖像的尺寸大小，可以計算出像素寬度，按照所要顯示的視點數(shù)， 可以設(shè)計出視差分離光柵52的節(jié)距，焦距等光學(xué)參數(shù)。實施例三在本發(fā)明實施例中，反射鏡5優(yōu)選可控偏轉(zhuǎn)角的高反射率平面鏡。對應(yīng)某ー視點的偏轉(zhuǎn)角度可以根據(jù)光柵節(jié)距預(yù)先設(shè)置。在本發(fā)明實施例中，在某ー時刻，微顯示成像器件1的輸出圖像，以及反射鏡3的相應(yīng)偏轉(zhuǎn)角度可以通過一精密的控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，進(jìn)而準(zhǔn)確流暢的將各視點的圖像傳送至人體的左、右眼。本發(fā)明實施例采用微顯示成像器件分時輸出各視點的子圖像，并配合反射鏡偏轉(zhuǎn)相應(yīng)角度，將子圖像成像在顯示屏的相應(yīng)像素區(qū)，再通過3D顯示屏將不同視圖分別傳送至 ー個或多個人的左、右眼，實現(xiàn)多視點的立體顯示。采用該系統(tǒng)進(jìn)行3D顯示，可以避免預(yù)先將各視點圖像合成為ー幀圖像，以及在顯示階段進(jìn)行的圖像分割過程，可以直接實現(xiàn)高分辨率立體顯示。并且，由于采用該投影系統(tǒng)，還可以實現(xiàn)大畫面的立體顯示。3D顯示屏采用菲涅爾屏和柱狀透鏡光柵組成的復(fù)合屏，以保證顯示畫面具有較高的亮度。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種裸眼自由立體顯示的投影系統(tǒng)，其特征在干，所述系統(tǒng)包括微顯示成像器件，用于輸出與預(yù)設(shè)視點對應(yīng)的子圖像；所述微顯示成像器件的輸出光路上依次設(shè)有第一透鏡組和反射鏡，所述反射鏡的反射光路上設(shè)有第二透鏡組，所述第二透鏡組的出射光路上設(shè)有3D顯示屏；所述反射鏡轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度，并將所述子圖像通過第二透鏡組投射在3D顯示屏上；所述3D顯示屏將所述子圖像傳送至預(yù)設(shè)視點；所述微顯示成像器件分時輸出不同預(yù)設(shè)視點對應(yīng)的子圖像，使所述系統(tǒng)按照時間順序?qū)⒉煌淖訄D像分別傳送至觀看者的左、右眼，實現(xiàn)自由立體顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在干，所述3D顯示屏包括菲涅爾屏和位于所述菲涅爾屏輸出端的視差分離光柵；所述菲涅爾屏接收來自所述第二透鏡組的子圖像；所述視差分離光柵將所述子圖像傳送至預(yù)設(shè)視點。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在干，所述視差分離光柵為柱狀透鏡光柵。
4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在干，所述反射鏡轉(zhuǎn)動的角度根據(jù)所述視差分離光柵的節(jié)距確定。
5.如權(quán)利要求1至4任一項所述的系統(tǒng)，其特征在干，所述系統(tǒng)為6視點裸眼自由立體顯示系統(tǒng)，所述3D顯示屏上連續(xù)分布的6個像素區(qū)分別顯示6個預(yù)設(shè)視點的對應(yīng)子圖像。
6.ー種自由立體顯示器，包括ー種裸眼自由立體顯示的投影系統(tǒng)，其特征在干，所述系統(tǒng)包括微顯示成像器件，用于輸出與預(yù)設(shè)視點對應(yīng)的子圖像；所述微顯示成像器件的輸出光路上依次設(shè)有第一透鏡組和反射鏡，所述反射鏡的反射光路上設(shè)有第二透鏡組，所述第二透鏡組的出射光路上設(shè)有3D顯示屏；所述反射鏡轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度，并將所述子圖像通過第二透鏡組投射在3D顯示屏上；所述3D顯示屏將所述子圖像傳送至預(yù)設(shè)視點；所述微顯示成像器件分時輸出不同預(yù)設(shè)視點對應(yīng)的子圖像，使所述系統(tǒng)按照時間順序?qū)⒉煌淖訄D像分別傳送至觀看者的左、右眼，實現(xiàn)自由立體顯示。
7.如權(quán)利要求6所述的顯示器，其特征在干，所述3D顯示屏包括菲涅爾屏和位于所述菲涅爾屏輸出端的視差分離光柵；所述菲涅爾屏接收來自所述第二透鏡組的子圖像；所述視差分離光柵將所述子圖像傳送至預(yù)設(shè)視點。
8.如權(quán)利要求7所述的顯示器，其特征在干，所述視差分離光柵為柱狀透鏡光柵。
9.如權(quán)利要求7所述的顯示器，其特征在干，所述反射鏡轉(zhuǎn)動的角度根據(jù)所述視差分離光柵的節(jié)距確定。
10.如權(quán)利要求6至9任一項所述的顯示器，其特征在干，所述系統(tǒng)為6視點裸眼自由立體顯示系統(tǒng)，所述3D顯示屏上連續(xù)分布的6個像素區(qū)分別顯示6個視點的對應(yīng)子圖像。
全文摘要
本發(fā)明適用于3D顯示領(lǐng)域，提供了一種裸眼自由立體顯示的投影系統(tǒng)，包括微顯示成像器件，用于輸出與預(yù)設(shè)視點對應(yīng)的子圖像；所述微顯示成像器件的輸出光路上依次設(shè)有第一透鏡組和反射鏡，所述反射鏡的反射光路上設(shè)有第二透鏡組，所述第二透鏡組的出射光路上設(shè)有3D顯示屏；所述反射鏡轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度，并將所述子圖像通過第二透鏡組投射在3D顯示屏上；所述3D顯示屏將所述子圖像傳送至預(yù)設(shè)視點；所述微顯示成像器件分時輸出不同預(yù)設(shè)視點對應(yīng)的子圖像，使所述系統(tǒng)按照時間順序?qū)⒉煌淖訄D像分別傳送至觀看者的左、右眼，實現(xiàn)自由立體顯示。該系統(tǒng)可以避免傳統(tǒng)3D顯示系統(tǒng)的圖像合成與分割過程，可以直接實現(xiàn)高分辨率立體顯示。
文檔編號G03B35/18GK102566250SQ20101060034
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者王榮, 王進(jìn) 申請人:康佳集團(tuán)股份有限公司