本發(fā)明涉及一種3D立體顯示方法，尤其是適合裸眼觀看的真實(shí)再現(xiàn)實(shí)物場景的3D立體圖像的還原顯示方法。

背景技術(shù)：
目前，公知的立體顯示技術(shù)常見以下幾種：1、偏振光分離；2、分場掃描；3、左右分離；4、格柵偏移；5、棱鏡偏移；6、互補(bǔ)雙色分離；7、全息照相。下面將對(duì)以上的各種實(shí)現(xiàn)技術(shù)作對(duì)比說明。其中1、2、3、6都需要佩戴眼鏡，1、2兩種顯示效果良好，3的效果中等，6的效果較差。但佩戴立體眼鏡一方面會(huì)使觀看者感覺不方便；另一方面由于其滿足心理和生理景深暗示---雙目視差和會(huì)聚，從而導(dǎo)致與其他景深暗示，如適應(yīng)性和運(yùn)動(dòng)視差間的差異。這種差異將導(dǎo)致人體產(chǎn)生疲勞和頭暈，不適合長時(shí)間觀看，更不利于一些人群，如老人、小孩觀看。因此佩戴眼鏡的3D顯示被稱為十分鐘媒體。4、5、7不需要配戴眼鏡，其中7的效果最好，但是設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)成本巨大、數(shù)據(jù)量超大而難以實(shí)用化。4、5已見應(yīng)用于立體液晶顯示器，效果較好，但是視角窄，立體效果限定在較窄的距離、角度范圍內(nèi)，觀看人數(shù)和位置受很大限制。以上所列技術(shù)所描述的立體顯示方法，存在著難以實(shí)現(xiàn)、必須佩戴眼鏡、視角較窄或效果較差的問題，不能滿足人們實(shí)際應(yīng)用的需要。人們需要減少制約、更自然、更更舒適、效果更好的3D顯示技術(shù)。對(duì)發(fā)明的公開技術(shù)問題本發(fā)明解決了如上所說現(xiàn)有立體顯示技術(shù)的弊病，并且實(shí)現(xiàn)了更好的3D立體還原顯示效果。本發(fā)明提供一種通過實(shí)時(shí)調(diào)制顯示矩陣中每一個(gè)像素的色彩和像距來實(shí)現(xiàn)真實(shí)場景還原的3D立體顯示技術(shù)方案。熟知此技術(shù)者可在閱讀說明書后，更了解請(qǐng)求項(xiàng)中所界定的申請(qǐng)專利發(fā)明的其它好處或其它目的。技術(shù)解決方案本說明書將對(duì)攝像和顯示原理、3D立體圖像的還原和顯示、3D立體圖像文件的獲取這三部分進(jìn)行分析，來揭示實(shí)現(xiàn)3D立體圖像還原顯示的原理和方法。并通過應(yīng)用于顯示器、投影機(jī)和靜態(tài)圖像的優(yōu)選實(shí)施例來做進(jìn)一步解釋。1.攝像和顯示原理：在攝像的時(shí)候，立體的真實(shí)場景通過攝像鏡頭投影到感光器上，對(duì)感光器的讀取和記錄實(shí)現(xiàn)了平面攝像過程。在平面攝像過程中，采用了大景深的鏡頭來盡量滿足圖像的全景清晰度。攝像只記錄鏡頭成像的光數(shù)據(jù)，不記錄像距數(shù)據(jù)。在實(shí)際的凸透鏡成像光路中，立體實(shí)景中每一個(gè)點(diǎn)通過透鏡成像的像距是不同的。為便于描述，設(shè)定在凸透鏡成像光路中：把立體實(shí)景所成的立體實(shí)像稱為原始立體實(shí)像；把原立體實(shí)景每一部分相對(duì)鏡頭中心的距離簡稱為原始物距；把成像的每個(gè)像素相對(duì)鏡頭中心的距離簡稱為原始像距；把普通彩色視頻文件稱作色值視頻文件；把由原始像距數(shù)據(jù)組成的視頻文件稱為像距視頻文件。根據(jù)光路可逆原理，如果能復(fù)原原始立體實(shí)像的每一個(gè)像素的色彩和像距，反向投影的話將再現(xiàn)原實(shí)景每一部分的色彩和距離。在一個(gè)實(shí)施例中，用一個(gè)顯示器件顯示色值視頻文件的同時(shí)，利用像距視頻文件數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)對(duì)顯示的每個(gè)像素分別調(diào)焦投影，以重現(xiàn)原始立體實(shí)像的色彩和原始像距，可通過對(duì)重現(xiàn)的原始立體實(shí)像再次投影來還原立體實(shí)景。背景技術(shù)中所述顯示效果最好的是全息模式和雙幅立體模式。全息模式數(shù)據(jù)量巨大且系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜而很難實(shí)用化。雙幅立體模式：1.偏振光分離、2.分場掃描、3.左右分離、4.格柵偏移、5.棱鏡偏移，都存在雙倍數(shù)據(jù)量的問題。其采用的模式為RGB(左)+RGB(右)，相當(dāng)于6路單色視頻。本發(fā)明提供了一種新的立體視頻數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和方法，由二維的彩色視頻和一路像距視頻構(gòu)成，僅僅是在一路二維彩色視頻數(shù)據(jù)上增加了一路記錄像距的數(shù)據(jù)。例如：RGB+V，V是代表由像距組成的單路視頻數(shù)據(jù)，總體相當(dāng)于四路單色數(shù)據(jù)。像距視頻可以和彩色視頻通過各種方式進(jìn)行編碼成單一文件，也可以和彩色視頻文件并列成對(duì)存在，像距視頻由對(duì)應(yīng)圖像內(nèi)容的像距數(shù)據(jù)構(gòu)成，用于還原圖像顯示時(shí)的立體效果，像距視頻的對(duì)比度用于體現(xiàn)3D圖像立體程度或立體圖像的深度。單個(gè)像素的一個(gè)色彩數(shù)據(jù)和一個(gè)像距數(shù)據(jù)組成一個(gè)色彩像距對(duì)，每一幀圖像的每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)還可以包括多個(gè)色彩像距對(duì)，用于顯示多層立體圖像。當(dāng)顯示一層立體圖像時(shí)，對(duì)比現(xiàn)有的雙幅立體模式，在同樣有效分辨率和色深的情況下，本實(shí)施例采用的數(shù)據(jù)形式減少了三分之一的數(shù)據(jù)量。這將更有利于存儲(chǔ)和傳輸，并有效降低3D系統(tǒng)的設(shè)備和運(yùn)營的成本。這種新的立體視頻數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和方法也適用于其他非RGB格式的彩色視頻。在本申請(qǐng)中，“彩色視頻”、“色值視頻”、“彩色圖像”、“顯示圖像”、“平面圖像”、“靜止圖像”是同義語，代表在或能在一個(gè)平面或曲面上顯示的二維圖像。在本申請(qǐng)中，“視頻文件”、“圖像文件”、“色值文件”為同義語，代表包含二維的圖像信息的文件。在本申請(qǐng)中，“連接”、“固定”、“安裝”、“在...上制作”、“結(jié)合”、“連接于”、“固定于”、“安裝于”、“制作于”是同義語，代表所述兩者接觸并相關(guān)的一種關(guān)系。以上定義包括但不限于單詞本身的含義。2.3D立體圖像的還原和顯示：包括立體圖像生成部分和立體圖像顯示部分。立體圖像生成部分是包括由立體像素組件構(gòu)成的陣列，立體像素組件包括動(dòng)態(tài)調(diào)焦立體像素組件或動(dòng)態(tài)變焦立體像素組件或靜態(tài)立體像素組件。其中，動(dòng)態(tài)調(diào)焦立體像素組件包括顯示像素、動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和成像光學(xué)組件；動(dòng)態(tài)變焦立體像素組件包括顯示像素、包含電控變焦透鏡的成像光學(xué)組件；靜態(tài)立體像素組件包括顯示像素和成像光學(xué)組件。顯示像素可以選擇但不限于顯示器件顯示的圖像像素、投影機(jī)投影的圖像像素、印刷圖像像素、手繪圖像像素、由光學(xué)鏡片產(chǎn)生的圖像像素或其它人眼可見的圖像像素。還可以是像素顯示器件顯示的圖像像素，像素顯示器件包括但不限于自發(fā)光元件、反射光元件或散射光元件，反射光元件包括漫反射元件、全反射鏡或曲面鏡。動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是各種致動(dòng)原理和材料構(gòu)成的電致動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動(dòng)像素顯示器件或成像鏡片產(chǎn)生位移。動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括彈性元件和驅(qū)動(dòng)組件，還可以包括承載物支架。承載物支架用于固定承載物，承載物可以是像素顯示器件或者成像鏡片。彈性元件可以是各種彈性材料做成的元件，用于固定承載物或支架并且允許其在一定范圍內(nèi)移動(dòng)，彈性元件一端連接承載物，另一端連接于承載物前、后或周圍的相關(guān)元件上，彈性元件可以做成單層、多層、螺旋或其它結(jié)構(gòu)形狀，位于承載物的周圍、兩側(cè)、上方或下方。驅(qū)動(dòng)組件根據(jù)不同的致動(dòng)原理而有不同的驅(qū)動(dòng)組件構(gòu)成，包括驅(qū)動(dòng)源和被動(dòng)源，驅(qū)動(dòng)源是通過電壓或電流產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的部分，被動(dòng)源是被驅(qū)動(dòng)力驅(qū)使的部分。所述的致動(dòng)原理包括但不限于電場力調(diào)制、電磁調(diào)制或熱變形調(diào)制，幾乎所有能實(shí)現(xiàn)電控致動(dòng)的技術(shù)都能用于對(duì)承載物進(jìn)行實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)像距的調(diào)制。成像光學(xué)組件包括光學(xué)器件，用于把顯示像素顯示成相同或不同像距的像素。包括成像鏡片，還可以進(jìn)一步包括混光器、可選的矯正透鏡；成像鏡片可以選擇但不限于凸透鏡、凹透鏡、菲涅爾透鏡、電控變焦透鏡、凹面鏡、凸面鏡或其他光學(xué)鏡片以及鏡片組，成像鏡片可以是靜態(tài)的或動(dòng)態(tài)的，動(dòng)態(tài)成像鏡片安裝于動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，可以通過電控在一定范圍內(nèi)移動(dòng)。立體圖像顯示部分包括顯像光學(xué)組件，進(jìn)一步可以包括投影鏡，顯示部分是能把立體實(shí)像進(jìn)一步顯現(xiàn)成可觀看的立體圖像的光學(xué)器件組；顯像光學(xué)組件包括顯像鏡片或顯像器件，顯像鏡片可以選擇但不限于各種透鏡、各種曲面鏡的單個(gè)或矩陣或多種組合鏡，顯像器件可以是霧屏或其它能對(duì)立體圖像成像的光學(xué)器件。按顯示方法不同可分為平板顯示模式和投影顯示模式，不同的顯示模式對(duì)應(yīng)相應(yīng)的顯像組件和結(jié)構(gòu)。平板顯示模式，是通過顯像鏡片直接觀看立體圖像生成部分產(chǎn)生的立體圖像，其圖像顯示面可以是平面或者曲面，例如：球面、柱形面、凸型面、凹形面或變形的平面等等，申請(qǐng)書中所述平面顯示器同樣也包括平面顯示器或曲面顯示器，投影顯示模式，是把立體圖像生成部分產(chǎn)生的立體圖像投影到顯像光學(xué)組件上進(jìn)行顯示。立體圖像是由眾多立體像素組合而成，立體像素可以由立體像素組件產(chǎn)生，由多個(gè)立體像素組件組合成的陣列即可顯示3D立體圖像。陣列可以是矩形或圓形或其他任何形狀，本說明書中所有元件的陣列都以常見的矩陣為例來進(jìn)行說明。下面將通過1.混光鏡組件實(shí)施例、2.3D像素矩陣實(shí)施例、3.動(dòng)態(tài)調(diào)焦變焦鏡實(shí)施例、4.多層次立體圖像實(shí)施例、5.全靜態(tài)立體顯示實(shí)施例來說明。2.1.混光鏡組件實(shí)施例：混光鏡組件是一種放大像距而不放大面積或?qū)γ娣e放大很小的鏡片組，混光鏡包括成像鏡片、混光器和可選的矯正透鏡，進(jìn)一步可以包括動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)?；旃馄魇且环N柱形或管狀光學(xué)元件，能令照射到邊界(例如相對(duì)于柱形透鏡)或內(nèi)壁(例如相對(duì)于管狀反光鏡)的光線發(fā)生全反射?；旃馄骺梢院拖噜彽撵o態(tài)部件固定或結(jié)合成一體，或者作為一個(gè)整體部件生產(chǎn)。混光鏡可以是動(dòng)態(tài)混光鏡或者靜態(tài)混光鏡，動(dòng)態(tài)混光鏡包括動(dòng)態(tài)調(diào)焦混光鏡或動(dòng)態(tài)變焦混光鏡，可通過微小的電調(diào)來實(shí)現(xiàn)大范圍的像距變化。動(dòng)態(tài)調(diào)焦混光鏡包括動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、成像鏡片、混光器和可選的矯正鏡，進(jìn)一步可以包括顯像光學(xué)組件；動(dòng)態(tài)變焦混光鏡包括電控變焦成像鏡片、混光器和可選的矯正鏡，進(jìn)一步可以包括顯像光學(xué)組件；動(dòng)態(tài)混光鏡通過動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)成像鏡片來實(shí)現(xiàn)對(duì)像距的調(diào)制，動(dòng)態(tài)混光鏡可以密封于真空透明環(huán)境中，以減少空氣的影響；靜態(tài)混光鏡包括預(yù)置式靜態(tài)混光鏡或固定式混光鏡，兩者都包括成像鏡片、混光器和可選的矯正鏡，進(jìn)一步可以包括顯像光學(xué)組件；預(yù)置式靜態(tài)混光鏡的成像鏡片與混光器或顯示像素的相對(duì)位置是臨時(shí)固定，非永久固定，并且相對(duì)位置單獨(dú)可調(diào)；固定式混光鏡的成像鏡片與混光器的位置固定。靜態(tài)混光鏡通過動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)3D像素元件或者改變成像鏡片的物距來實(shí)現(xiàn)對(duì)像距的調(diào)制?；旃忡R各相鄰的位置固定的組件可以固定或結(jié)合為一個(gè)整體，或者作為一個(gè)整體部件生產(chǎn)。?；旃忡R部分將以這兩種實(shí)施例結(jié)構(gòu)作介紹，靜態(tài)混光鏡實(shí)施例將在2.2節(jié)一3D像素矩陣實(shí)施例中作介紹。由平面媒體顯示的或投影的動(dòng)態(tài)或靜態(tài)圖像，通過動(dòng)態(tài)混光鏡矩陣對(duì)其動(dòng)態(tài)調(diào)焦成像，混光鏡對(duì)每一個(gè)顯示像素單元進(jìn)行分別動(dòng)態(tài)調(diào)焦成像，則每個(gè)像素所成的實(shí)像像距也隨之變化，調(diào)整圖像和透鏡的距離以及調(diào)焦的驅(qū)動(dòng)電壓或電流，在混光鏡另一端將得到不同像距的被混光的像素單元實(shí)像，是一個(gè)和原圖像面積等大或略大的立體動(dòng)態(tài)彩色實(shí)像，此立體實(shí)像的色彩和像距近似于原始立體實(shí)像。對(duì)此立體實(shí)像通過透鏡或透鏡矩陣成像觀看，則組成立體顯示器；或者把立體實(shí)像再次投影到顯像光學(xué)組件上成像，則組成立體投影系統(tǒng)。其光路原理相當(dāng)于還原立體實(shí)景成像的逆過程。為便于描述，把可動(dòng)態(tài)調(diào)焦或變焦的成像鏡片簡稱調(diào)焦鏡，把柱形透鏡、管狀反光鏡或者其他能實(shí)現(xiàn)同樣功能的光學(xué)元件簡稱混光器，其截面可以是矩形、圓形、多邊形等各種適合的形狀，其長度大于截面直徑。把平面媒體顯示或投影的圖像稱為顯示圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，混光器截面面積等于顯示圖像像素單元面積，調(diào)焦鏡面積等同或略小，以便于運(yùn)動(dòng)需要。優(yōu)選地，成像鏡片可以使用但不限于凸透鏡、凹透鏡、菲涅爾透鏡、電控變焦透鏡或其他光學(xué)鏡片以及鏡片組，成像鏡片可以是靜態(tài)的或動(dòng)態(tài)的。調(diào)焦鏡對(duì)顯示像素的成像在混光器內(nèi)或穿過混光器。在混光器內(nèi)成像時(shí)，其中碰到混光器壁的光線被一次或多次全反射后在混光器的截面內(nèi)成像，其成像距離符合透鏡成像公式，多次全反射的光線在成像平面疊加實(shí)現(xiàn)混光。由于所成的實(shí)像和原像素面積幾乎相同，因此，混光鏡實(shí)現(xiàn)了對(duì)像距的放大，而不放大顯示圖像的面積。混光鏡矩陣通過對(duì)每個(gè)調(diào)焦鏡微小的電調(diào)，使顯示圖像分別會(huì)聚成不同像距的實(shí)像像素，這些像素單元共同組合成一個(gè)立體實(shí)像。如果成像距離超出混光鏡，像素成像面積稍有放大，但是由于受到混光鏡末端截面面積的限制，在較近距離內(nèi)成像的像素面積也只會(huì)有微小的變化。也可以通過在混光鏡末端使用矯正透鏡來調(diào)整成像面積。在平面顯示器件上安裝混光鏡矩陣，在顯示器顯示圖像的同時(shí)，利用像距視頻數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整混光鏡中每個(gè)調(diào)焦鏡的物距，則混光成像的像距相應(yīng)變化，在成像位置產(chǎn)生動(dòng)態(tài)立體實(shí)像，調(diào)節(jié)像距視頻的對(duì)比度則能調(diào)整立體實(shí)像的深度，或者說調(diào)節(jié)了3D圖像立體效果的程度。其成像原理符合透鏡的成像公式：1/時(shí)1/v＝1/f。當(dāng)需要直接觀看立體實(shí)像時(shí)，可使用顯像光學(xué)組件對(duì)立體實(shí)像成像，顯像光學(xué)組件優(yōu)選地可以采用凸透鏡、凹透鏡、菲涅爾透鏡等單個(gè)或多種組合。例如優(yōu)選的采用單個(gè)大透鏡或微型透鏡矩陣。調(diào)整混光鏡和顯示圖像的距離，使立體實(shí)像位于適合的位置；調(diào)整顯像透鏡和混光鏡的距離，以達(dá)到全景深范圍最大的清晰度，這時(shí)可以用裸眼在透鏡上看到立體實(shí)像所成的虛像。也可以使用霧屏作為顯像器件，令立體圖像位于霧屏的厚度范圍之內(nèi)。還可以把立體實(shí)像通過投影鏡頭進(jìn)一步投影到顯像光學(xué)組件上，顯像光學(xué)組件可以是顯像鏡片或顯像器件，顯像鏡片可以選擇但不限于各種透鏡、面鏡的單個(gè)或矩陣或多種組合鏡，顯像器件可以是霧屏或其它能對(duì)立體圖像成像的光學(xué)器件。讓立體實(shí)像通過投影鏡頭在顯像光學(xué)組件的成像范圍內(nèi)成像，則可以用裸眼在顯像光學(xué)組件上看到立體圖像。通過混光鏡對(duì)平面圖像的每個(gè)像素分別調(diào)焦，在混光鏡的另一端再現(xiàn)3D原始立體實(shí)像的方法，在實(shí)際應(yīng)用中可以用于制造立體顯示器和立體投影機(jī)，或者其它需要靜態(tài)或動(dòng)態(tài)立體顯示的媒體、儀器、設(shè)備、系統(tǒng)。這種可通過裸眼直接觀看的立體成像系統(tǒng)，其立體實(shí)像可以實(shí)現(xiàn)對(duì)原始立體實(shí)像的復(fù)原，因此逆向建立的投影也最接近真實(shí)立體場景。是一種理想的3D立體成像方式。下面參照實(shí)施例附圖來說明工作原理：系統(tǒng)構(gòu)成：參照?qǐng)D1，本實(shí)施例主要由顯示圖像(1)、可分別動(dòng)態(tài)調(diào)焦或變焦的透鏡矩陣(2)、混光器矩陣(3)、存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)電路四部分組成。下面將分別說明。動(dòng)態(tài)調(diào)焦、變焦混光鏡的結(jié)構(gòu)和控制原理：參照?qǐng)D2，圖2(a)(b)分別是使用平面顯示器件和投影實(shí)像產(chǎn)生的平面圖像作為顯示圖像的實(shí)施例光路原理圖。對(duì)于兩種不同的顯示圖像，有不同的成像方法：對(duì)使用顯示器件顯示的平面圖像，可以用凸透鏡對(duì)其調(diào)焦成像，如圖2(a)；對(duì)使用投影產(chǎn)生的實(shí)像圖像，可以用凸透鏡或凹透鏡對(duì)其調(diào)焦成像，如圖2(b)。本說明將以使用顯示器件的方案為主進(jìn)行分析。參照?qǐng)D1、圖2(a)(b)，混光鏡矩陣是由多個(gè)混光鏡組件組合成的矩陣，每一個(gè)混光鏡組件包括：成像鏡片(2)、混光器(3)、可選的矯正鏡(6)和存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)電路部分，成像鏡片(2)可以是調(diào)焦鏡。每個(gè)調(diào)焦鏡的像距都可以單獨(dú)被動(dòng)態(tài)調(diào)制。沒被調(diào)制時(shí)，調(diào)焦鏡對(duì)顯示像素(1)投影成實(shí)像(4)在混光器(3)的光軸上一個(gè)固定位置。當(dāng)調(diào)焦鏡被信號(hào)調(diào)制時(shí)，投影實(shí)像的像距產(chǎn)生變化。參照?qǐng)D3，圖3是一種包括混光鏡矩陣和液晶顯示的3D立體顯示器的側(cè)面結(jié)構(gòu)圖，所看到的一列混光鏡的成像像距對(duì)應(yīng)調(diào)焦鏡的位置變化而有不同。對(duì)平面圖像的像素單元分別調(diào)焦，使成像位置對(duì)應(yīng)于或正比對(duì)應(yīng)于原始像距。根據(jù)光路可逆原理，這種立體實(shí)像通過鏡頭再次投影將能再現(xiàn)原景的色彩和距離。也可以通過透鏡(5)或透鏡矩陣直接觀看所成虛像。根據(jù)需要成像鏡片(2)和顯像鏡片(5)可以分別使用凸透鏡、凹透鏡、菲涅爾透鏡或其它光學(xué)鏡片或鏡片組，成像可以位于混光器內(nèi)或混光器外，當(dāng)位于混光器外時(shí)，可以使用矯正鏡(6)來調(diào)整成像像素面積，矯正鏡(6)可以使用凸透鏡。對(duì)調(diào)焦鏡的驅(qū)動(dòng)方法有很多，比如：電場力調(diào)制、電磁調(diào)制、熱變形調(diào)制等等，幾乎所有能實(shí)現(xiàn)電控致動(dòng)的技術(shù)都能用于對(duì)調(diào)焦鏡實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)。也可以采用電控變焦鏡通過變焦來實(shí)現(xiàn)對(duì)像距的調(diào)制。其驅(qū)動(dòng)電路矩陣類似于平板顯示器的驅(qū)動(dòng)電路。調(diào)焦鏡的調(diào)制頻率等于或大于視頻顯示的幀頻或場頻，現(xiàn)有的調(diào)制技術(shù)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個(gè)參數(shù)，技術(shù)上很容易實(shí)現(xiàn)。其結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法將通過下面的實(shí)施例分別做出說明?；旃忡R矩陣的顯示實(shí)例1：參照?qǐng)D3，在混光鏡矩陣后端制作顯像透鏡矩陣，令顯示圖像通過混光鏡成像在顯像透鏡能清晰放大的成像范圍內(nèi)，這樣，在透鏡正面就可以用裸眼看到立體虛像。這種技術(shù)可用于制造立體顯示器?；旃忡R對(duì)顯示器的RGB三色光色塊像素單元進(jìn)行調(diào)焦成像并混光，混光后將成為一個(gè)混合色光像素單元，不再是獨(dú)立的RGB色塊，顏色更自然。混光鏡所成的立體實(shí)像可位于混光器內(nèi)或混光器外，當(dāng)實(shí)像穿過混光鏡位于混光器外側(cè)時(shí)，混光鏡末端可以安裝矯正鏡用于調(diào)整成像像素大小，顯像透鏡可以使用凸透鏡、凹透鏡、菲涅爾透鏡等單個(gè)或矩陣或組合透鏡，透鏡和混光器的距離可調(diào)?；旃忡R矩陣的顯示實(shí)例2：參照?qǐng)D4，在圖4(a)中，光源(27)把平面顯示圖像(1)通過混光鏡矩陣(2、3)成像(4)，令混光鏡所成的立體實(shí)像(4)位于混光鏡矩陣外側(cè)，使立體實(shí)像像距變化范圍在投影鏡頭(7)的焦距和二倍焦距范圍內(nèi)，這樣就組成了一套3D立體投影機(jī)，由3D立體投影機(jī)投射出的3D立體動(dòng)態(tài)實(shí)像，再經(jīng)顯像光學(xué)組件顯示成像，人們即能通過裸眼來看到3D立體動(dòng)態(tài)影像。圖4(b)是一個(gè)使用凹面鏡(9)作為顯像鏡片的實(shí)施例，凹面鏡有放大作用，投射到凹面鏡(9)焦距內(nèi)的3D立體實(shí)像被放大成正立的虛像。3D投影機(jī)(8)投射出的立體影像像素分別位于凹面鏡(9)的焦點(diǎn)和鏡面之間不同位置，所成的虛像也將對(duì)應(yīng)地被放大到不同位置，根據(jù)凹面鏡成像公式，投影的像點(diǎn)相對(duì)于焦點(diǎn)f的距離u不同，所成的虛像距離v也不同，距離焦點(diǎn)越近，所成的虛像像點(diǎn)越遠(yuǎn)，凹面鏡內(nèi)所成的圖像是觀看者可以用裸眼看到的放大的3D立體虛像。圖4(c)是一種采用固定混光鏡矩陣作為顯像鏡片的實(shí)施例，固定式混光鏡一端是凹透鏡，一端為凸面鏡。凸面鏡相對(duì)于混光鏡內(nèi)部則是凹面鏡，投影機(jī)投影的立體圖像，通過前端的凹透鏡被放大成像于凹面鏡的成像范圍內(nèi)，凹面鏡對(duì)投影圖像的成像穿過凹透鏡并位于凹透鏡的成像范圍，因此，通過凹透鏡則能看到被放大像距的立體圖像。調(diào)整投影鏡頭的物距和調(diào)焦鏡的控制電流或電壓，使最終成像在預(yù)定的成像范圍內(nèi)清晰顯示。每個(gè)觀看者(10)所處的位置不同，所看到的圖像大小角度也不同，本發(fā)明真實(shí)地實(shí)現(xiàn)了原景再現(xiàn)。所看到的立體圖像更加真實(shí)、自然?；旃忡R矩陣的顯示實(shí)例3：當(dāng)使用霧屏作為顯像器件時(shí)，3D投影機(jī)(8)投射出的立體影像像素分別位于霧屏的厚度之內(nèi)，投影的像素在成像點(diǎn)所在的霧顆粒上發(fā)生散射，這樣就可以在霧屏上直接看到立體圖像?；旃忡R矩陣的加工：混光鏡矩陣的尺寸分大小兩種，大尺寸很容易加工，小尺寸的制作可以采用集成電路工藝，或者其他微機(jī)電加工工藝，混光鏡矩陣的結(jié)構(gòu)簡單，容易加工。對(duì)于尺寸稍大的應(yīng)用，混光器矩陣可以采用圖14實(shí)施例所示的帶窄縫的雙面反光板(29)相互插接而成。圖14(a)(b)分別是平面圖和截面圖，圖14(c)是組合后的狀態(tài)。調(diào)焦鏡的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方法：參照?qǐng)D5，調(diào)焦鏡包括成像鏡片(2)和動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，成像鏡片(2)通過彈性元件(11)安裝于顯示器件(1)上或混光器(3)上或相鄰元器件上。圖5(b)(c)分別是彈性元件收縮和展開的示意圖，成像鏡片在彈性元件一側(cè)移動(dòng)。圖5(d)(e)(f)是另一種結(jié)構(gòu)，彈性元件位于成像鏡片周圍，成像鏡片可以在彈性元件兩側(cè)范圍內(nèi)移動(dòng)。成像鏡片(2)的形狀可以是圓形、矩形、圓角矩形、多邊形或其他適合的形狀，彈性元件部分可以是單層、多層、螺旋或其它結(jié)構(gòu)形狀，可位于成像鏡片的周圍、兩側(cè)、上方、下方。彈性元件數(shù)量可以根據(jù)需要確定。成像鏡片可以是靜態(tài)的或動(dòng)態(tài)的，靜態(tài)的成像鏡片(2)可以和混光器(3)結(jié)合為一個(gè)整體，成像鏡片(2)還可以和混光器(3)、矯正透鏡(6)結(jié)合為一個(gè)整體，還可以和混光器(3)、顯像透鏡(5)結(jié)合為一個(gè)整體，作為一個(gè)元件生產(chǎn)。例如：一個(gè)柱透鏡兩端分別是成像鏡片和矯正透鏡或顯像鏡片。其結(jié)合的組合方式并不局限于實(shí)施例所示。根據(jù)調(diào)焦鏡的焦距、振幅和所希望投影出的立體圖像景深，通過透鏡成像公式來計(jì)算需要的混光器長度，其長度可以在一個(gè)很寬的范圍內(nèi)通過試驗(yàn)和計(jì)算來選擇，一般可以選取大于二倍透鏡焦距。優(yōu)選地，整個(gè)混光鏡矩陣可以封裝于透明真空環(huán)境中，以減少空氣的影響。調(diào)焦鏡有很多種適合的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方法，優(yōu)選的實(shí)施例說明如下：2.1.1.靜電場驅(qū)動(dòng)①：參照?qǐng)D6(a)，調(diào)焦鏡包括成像鏡片(2)和彈性元件(11)，成像鏡片連接有一個(gè)或多個(gè)彈性元件，彈性元件另一端安裝于顯示器件或混光器上，成像鏡片表面(13)采用駐極的方法充入高壓負(fù)電荷，在顯示器件(1)和混光器(3)的相對(duì)表面分別制作有透明導(dǎo)電層(14)和(12)，對(duì)(14)和(12)通入對(duì)稱的正負(fù)調(diào)制電壓，導(dǎo)電層(14.)和(12)組成近似勻強(qiáng)電場，根據(jù)庫侖定律，成像鏡片(2)和上下導(dǎo)電層將產(chǎn)生相應(yīng)的斥力和引力，則帶負(fù)電的駐極鏡片將被推離負(fù)電壓端而靠近正電壓端，因此造成相對(duì)顯示像素的物距的變化，從而實(shí)現(xiàn)像距的放大變化，驅(qū)動(dòng)電路如圖6(b)所示。也可以為實(shí)現(xiàn)調(diào)制而在此結(jié)構(gòu)、形式或驅(qū)動(dòng)原理上采用不同變化的驅(qū)動(dòng)方式。通過對(duì)每個(gè)像素進(jìn)行相應(yīng)調(diào)制，實(shí)現(xiàn)如圖3所示的成像規(guī)律。即通過微小的電調(diào)，實(shí)現(xiàn)了大景深的立體實(shí)像投影。2.1.2.靜電場驅(qū)動(dòng)②：結(jié)構(gòu)同上，不采用駐極的方法，在成像鏡片表面(13)制作透明電極并通入調(diào)制電壓。導(dǎo)電膜(12)和(]4)間施加恒定對(duì)稱正負(fù)電壓，則成像鏡片攜帶著被調(diào)制的電荷將在電場中被驅(qū)動(dòng)到與彈性元件達(dá)成的平衡位置。以此實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)矩陣的調(diào)制。也可以為實(shí)現(xiàn)調(diào)制而在此結(jié)構(gòu)、形式或驅(qū)動(dòng)原理上采用不同變化的驅(qū)動(dòng)方式。2.13.熱變形驅(qū)動(dòng)：參照?qǐng)D6(c)，調(diào)焦鏡包括成像鏡片(2)和雙金屬電熱彈簧(11)，成像鏡片連接多個(gè)雙金屬片，雙金屬片另一端安裝于顯示器件上或混光器上，雙金屬彈簧(11)可做成單層、多層或其它結(jié)構(gòu)形狀以實(shí)現(xiàn)受熱變形來驅(qū)動(dòng)成像鏡片。雙金屬片受熱后向上或向下彎曲變形，變形時(shí)驅(qū)動(dòng)成像鏡片。對(duì)雙金屬片對(duì)稱通入調(diào)制的電流，雙金屬片產(chǎn)生電阻熱而變形，驅(qū)動(dòng)成像鏡片移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)像素像距的調(diào)制。圖6(d)是驅(qū)動(dòng)電路原理。2.1.4.電控變焦鏡：如圖7，電控變焦透鏡(2)是一種通過施加的電壓或電流來改變透鏡的焦距的光學(xué)器件，變焦同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)像距的調(diào)制。電控變焦鏡沒有宏觀的運(yùn)動(dòng)部件，因此可以和混光器(3)結(jié)合為一體。混光器可以采用柱透鏡(3)或管狀反光鏡(15)。采用電控變焦鏡將使混光鏡矩陣變得簡單，根據(jù)透鏡成像公式計(jì)算好各元件間的距離和尺寸，可以把顯示屏、變焦鏡、混光器一同制造連接成一個(gè)實(shí)體，從而提高整個(gè)器件的可靠性。在混光鏡中，成像透鏡焦距、矯正透鏡焦距、顯像鏡片的焦距通過計(jì)算獲得，并通過試驗(yàn)確定。其計(jì)算依據(jù)是調(diào)焦鏡的焦距、振幅和所希望投影出的立體圖像的深度。2.2.3D像素矩陣實(shí)施例：系統(tǒng)構(gòu)成：參照?qǐng)D9，3D像素矩陣是由多個(gè)獨(dú)立的像素組件組合成的矩陣，每一個(gè)像素組件包括像素元件(19)、可選的基板部分(20)、存儲(chǔ)和驅(qū)動(dòng)電路部分(21)，每個(gè)像素元件(19)的相對(duì)位置都可以單獨(dú)被調(diào)制。像素元件(19)可以是自發(fā)光元件，如LED、OLED等等，也可以由圖像投影機(jī)(23)把動(dòng)態(tài)彩色圖像投影到像素元件(19)的正面或背面而形成的圖像像素。當(dāng)投影到背面時(shí)，像素元件(19)可以使用散射光器件；當(dāng)投影到正面時(shí)，像素元件(19)可以使用反射光器件。還可以使用曲面鏡，當(dāng)使用曲面鏡時(shí)，曲面鏡對(duì)投影的像進(jìn)一步反射成像，同時(shí)起到了反射光元件和成像透鏡的作用。下面以投影到正面的方式為例來進(jìn)行說明。3D立體像素矩陣(22)對(duì)其每一個(gè)像素單元進(jìn)行分別動(dòng)態(tài)調(diào)制，則3D像素矩降(22)表面形成的圖像為立體彩色動(dòng)態(tài)浮雕像，對(duì)此立體浮雕像通過顯像透鏡或透鏡矩陣成像觀看，則組成立體顯示屏或立體銀幕；或者把立體浮雕像再次投影到顯像鏡片或鏡片矩陣上成像，則組成立體投影系統(tǒng)。如2.1節(jié)前部分所述。3D像素矩陣的結(jié)構(gòu)和控制原理：參照實(shí)施例圖10，圖10(a)是一種像素組件的結(jié)構(gòu)圖，像素組件包括像素顯示器件(24)、彈性元件部分(11)、可選的基板部分(20)和驅(qū)動(dòng)電路部分(21)，其中基板可以是驅(qū)動(dòng)電路的電路板，也可以采用混光鏡矩陣的端面作為基板，像素顯示器件(24)正面有反光層或使用散射光材料，用于反射或散射投射在其正面或背面的像素圖像。彈性元件(11)的兩端分別連接于像素顯示器件(24)和基板(20)，基板(20)用于承載動(dòng)態(tài)像素元件。在電路板(21)上制作有存儲(chǔ)和驅(qū)動(dòng)電路矩陣，以對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)每一個(gè)像素元件。在彈性元件和驅(qū)動(dòng)力的作用下，像素顯示器件可以在一定范圍內(nèi)上下移動(dòng)。像素顯示元件的形狀可以做成圓形、矩形、圓角矩形、多邊形或其他適合的形狀。彈性元件部分可以做成單層、多層、螺旋或其它結(jié)構(gòu)形狀，位于像素部分的周圍、兩側(cè)、上方或下方。優(yōu)選地，整個(gè)3D立體成像器件可以封裝于透明真空環(huán)境中，以減少空氣的影響。調(diào)制像素元件移動(dòng)的方法很多，比如：電場力調(diào)制、電磁力調(diào)制、熱變形調(diào)制等等，幾乎所有能實(shí)現(xiàn)電控致動(dòng)的技術(shù)都能用于對(duì)像素元件的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)制。調(diào)制了位置的像素元件相對(duì)于鏡頭產(chǎn)生的像距也將隨之變化，其結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法將在下面作分別說明。矩陣中像素元件的調(diào)制頻率等于或高于視頻顯示的幀頻或場頻，現(xiàn)有的以上所說的調(diào)制技術(shù)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個(gè)參數(shù)，技術(shù)上很容易實(shí)現(xiàn)。當(dāng)3D像素矩陣和靜態(tài)混光鏡結(jié)合，就構(gòu)成了圖3圖4所示的系統(tǒng)，與前所述的動(dòng)態(tài)調(diào)焦、變焦混光鏡的不同部分在于混光鏡和像素結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D2(a)，在本例中，采用靜態(tài)混光鏡，成像鏡片(2)固定安裝于混光器(3)上，通過驅(qū)動(dòng)3D像素元件(1)來實(shí)現(xiàn)對(duì)像距的調(diào)制，3D像素矩陣和靜態(tài)混光鏡的組合生成的立體動(dòng)態(tài)圖像，和圖3圖4所示相同，其顯示部分的結(jié)構(gòu)和原理也相同。靜態(tài)混光鏡的成像鏡片可以和混光器結(jié)合為一個(gè)整體，還可以和混光器、矯正透鏡結(jié)合為一個(gè)整體，還可以和混光器、矯正透鏡、顯像光學(xué)組件結(jié)合為一個(gè)整體。在可能的情況下，在混光鏡組件中各相鄰的部件如果不存在相互運(yùn)動(dòng)，都可以結(jié)合成一體。若結(jié)合的部件使用同種材質(zhì)的話，可以作為一個(gè)部件生產(chǎn)。例如：一種固定式混光鏡，主要包括成像凸透鏡、柱鏡和顯像凹透鏡，三者可以結(jié)合為一個(gè)元件，如圖11(a)混光鏡矩陣所示。3D實(shí)景的再現(xiàn)：參照?qǐng)D11(a)，優(yōu)選實(shí)施例包括圖像投影機(jī)(23)、3D像素矩陣(22)、混光鏡矩陣和相應(yīng)的配件?；旃忡R矩陣內(nèi)側(cè)是成像鏡片，外側(cè)是顯像透鏡，對(duì)3D像素矩陣(22)起到放大像距的作用。在實(shí)現(xiàn)3D視頻重現(xiàn)時(shí)，通過圖像投影機(jī)(23)把色值視頻投影到3D像素矩陣的背面或透過混光鏡矩陣投影到其正面，實(shí)現(xiàn)對(duì)像素矩陣的色彩還原。當(dāng)投影到正面時(shí)，投影的圖像透過混光鏡投射到3D像素矩陣的反光像素元件上，3D像素矩陣通過像距視頻來驅(qū)動(dòng)調(diào)制像素元件，像素元件反射的圖像被3D像素矩陣調(diào)制后，通過成像鏡片和柱鏡成像于顯像透鏡的成像范圍，實(shí)現(xiàn)對(duì)像素矩陣的像距調(diào)制。每一個(gè)像素，既顯示了圖像的色彩和亮度，又調(diào)整了圖像像素的成像距離。觀看者通過混光鏡矩陣就能看到被放大像距的3D立體動(dòng)態(tài)圖像。圖像投影機(jī)(23)把色值視頻投影到3D像素矩陣的背面時(shí)，像素顯示器件可以采用散射光元件。參照?qǐng)D11(b)，另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例包括圖像投影機(jī)(23)、3D像素矩陣(22)、投影鏡頭(7)和相應(yīng)的配件，組合成3D投影機(jī)(8)。在實(shí)現(xiàn)3D視頻重現(xiàn)時(shí)，通過內(nèi)置的圖像投影機(jī)(23)把色值視頻投影到3D像素矩陣(22)的背面，實(shí)現(xiàn)對(duì)像素矩陣的色彩還原。像距視頻通過3D像素矩陣的存儲(chǔ)和驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)調(diào)制像素矩陣，實(shí)現(xiàn)對(duì)像素矩陣的像距還原。每一個(gè)像素，既顯示了圖像的色彩和亮度，又調(diào)整了圖像像素的成像距離。在3D像素矩陣背面被投影和調(diào)制后形成3D立體彩色動(dòng)態(tài)浮雕像，根據(jù)光路可逆原理，此立體浮雕像被投影后將能再現(xiàn)攝像原景的色彩和距離。其后的實(shí)施方案等同于圖4所示的系統(tǒng)。也可以在3D像素矩陣(22)前端增加固定式混光鏡，用來增大像距的放大倍率。其結(jié)構(gòu)參照?qǐng)D4所示。3D像素矩陣的加工：3D像素矩陣的結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝可以采用集成電路制作工藝，或者其他微機(jī)電加工工藝，這些技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，完全足夠應(yīng)用于本發(fā)明所述的部件的加工。3D像素矩陣有很多種適合的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方法，舉例說明如下。2.2.1.靜電場驅(qū)動(dòng)：參照?qǐng)D10(a)，其結(jié)構(gòu)前面已作介紹，驅(qū)動(dòng)原理和方法參照2.1.1節(jié)和2.1.2節(jié)關(guān)于圖6(a)(b)所做的描述。2.2.2.熱變形驅(qū)動(dòng)：參照?qǐng)D10(b)，像素元件包括像素顯示器件(24)、雙金屬電熱彈簧部分(11)、可選的基板部分(20)和驅(qū)動(dòng)電路部分(21)，像素顯示器件連接有多個(gè)雙金屬彈簧，雙金屬彈簧另一端固定在基板部分或相鄰其他元件上。其結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方法參照2.1.3節(jié)關(guān)于圖6(c)(d)所述。2.2.3.電磁驅(qū)動(dòng)：參照?qǐng)D10(c)，像素元件包括磁性像素元件(24)、彈性元件部分(11)、電磁元件(26)、可選的基板部分(20)和驅(qū)動(dòng)電路部分(21)，磁性像素元件的磁場軸線方向垂直于平面，磁性像素元件下方基板上對(duì)應(yīng)安裝或制作電磁元件(26)，電磁元件的磁場軸線方向垂直于磁性像素元件平面，彈性元件(11)連接像素顯示器件(24)和基板(20)，當(dāng)電磁元件的線圈通入調(diào)制的電流的時(shí)候，電磁線圈的磁場對(duì)磁性像素元件產(chǎn)生吸力或斥力，驅(qū)動(dòng)磁性像素元件移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)像素像距的調(diào)制。2.2.4.電磁驅(qū)動(dòng)：參照?qǐng)D10(d)，像素元件(24)上、下或周圍安裝電磁線圈(26)，并安裝于彈性元件上，像素元件外圍安置管狀磁體(25)，磁體的兩極在其兩端。通過驅(qū)動(dòng)電磁線圈在磁場中運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)像素元件的調(diào)制。管狀磁體可以是混光鏡的一部分。當(dāng)像素面積足夠大時(shí)，還可以采用揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)來制造動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)組件。以上驅(qū)動(dòng)方法中，像素元件(24)也可以是成像鏡片，用于平面圖像的像距調(diào)制。2.3.動(dòng)態(tài)調(diào)焦、變焦鏡實(shí)施例：參照?qǐng)D8，包括調(diào)焦鏡(18)和顯像透鏡(5)，成像鏡片對(duì)顯示像素所成的實(shí)像通過顯像鏡片顯示，當(dāng)成像鏡片(2)沿光軸方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，像素的成像距離也將產(chǎn)生變化，這種距離的變化通過顯像鏡片顯示出來。變焦鏡可以是單片或多片鏡片組合。也可以使用電控變焦鏡替換調(diào)焦鏡。還可以在像素元件間加入吸光隔板或吸光套(17)，用于減少像素間的光染。還可以在調(diào)焦鏡(18)和顯像透鏡(5)之間加入矯正透鏡，用以調(diào)整最后成像的像素大小。對(duì)混光鏡矩陣或動(dòng)態(tài)調(diào)焦、變焦鏡矩陣所成的立體動(dòng)態(tài)彩色圖像通過透鏡或透鏡矩陣成像觀看，則組成立體顯示器；或者把立體動(dòng)態(tài)彩色圖像再次投影到顯像鏡片上成像，則組成立體投影系統(tǒng)。如2.1節(jié)前部分所述。2.4.多層次立體圖像實(shí)施例：如果在一幀視頻時(shí)間內(nèi)，像素組件顯示多個(gè)不同的色彩和像距，則能產(chǎn)生多層次立體圖像。普通立體顯示只是顯示出一個(gè)層面的立體效果，而本發(fā)明的技術(shù)可以顯示多個(gè)層面的多表面立體圖像。參照?qǐng)D15，比如在一個(gè)立體背景上懸浮的球體，可以通過三層來顯示：1、立體背景層(30)；2、球體背面立體層(31)；3、球體正面立體層(32)。在同一個(gè)幀頻的時(shí)間內(nèi)交替顯示這三層的圖像數(shù)據(jù)，包括每個(gè)像素的色彩數(shù)據(jù)和像距數(shù)據(jù)，這樣就同時(shí)顯示了有三個(gè)立體層的多角度立體圖像。從不同角度觀賞所成的圖像，則能看到不同的側(cè)面信息。理論上本技術(shù)可以顯示無數(shù)的立體層面，每一層的顯示原理如同上面已揭露的單層顯示原理。而這種模式下所采用的數(shù)據(jù)格式，則包含多層面的圖像數(shù)據(jù)。每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)包含相應(yīng)的單層或多層圖像數(shù)據(jù)信息。這是一種新的立體視頻數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其特征是：包括單層立體視頻格式或多層立體視頻格式，單層立體視頻格式包括二維的彩色視頻和一路像距視頻；像距視頻可以和彩色視頻通過各種方式進(jìn)行編碼成單一文件，也可以和彩色視頻文件并列成對(duì)存在；像距視頻由對(duì)應(yīng)圖像內(nèi)容的像距數(shù)據(jù)構(gòu)成，用于還原圖像顯示時(shí)的立體效果，在每一幀圖像中，每個(gè)像素的一個(gè)復(fù)合色彩數(shù)據(jù)和一個(gè)像距數(shù)據(jù)組成一個(gè)色彩像距對(duì)，像距視頻的對(duì)比度用于體現(xiàn)3D圖像的立體程度或立體圖像的景深；多層立體視頻格式是包括包含多層像素色彩的彩色視頻和一路包含多層像素像距的視頻，每一幀圖像的每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)可以包括一個(gè)或多個(gè)色彩像距對(duì)，分別用于顯示一層或多層立體圖像。2.5.全靜態(tài)立體顯示：在一個(gè)媒體上顯示靜態(tài)的3D立體圖像。下面以兩種實(shí)施例來說明全靜態(tài)立體顯示原理：1、預(yù)置式混光鏡方式；2、固定式混光鏡方式。2.5.1.預(yù)置式混光鏡方式：參照?qǐng)D12(a)，一種優(yōu)選的可重復(fù)預(yù)調(diào)的混光鏡單元，包括成像鏡片(2)、鏡片固定架(28)、管狀反光鏡(15)和顯像鏡片(5)。管狀反光鏡內(nèi)壁有反光層，起到混光器的作用。成像鏡片安裝于鏡片固定架上，鏡片固定架通過摩擦力固定在混光鏡內(nèi)。在應(yīng)用中，先用一個(gè)類似CNC銑床的設(shè)備，夾持一個(gè)帶吸盤的探頭，把矩陣中每個(gè)成像鏡片逐個(gè)吸附并推拉到成像所需的位置。再把調(diào)整完成后的混光鏡矩陣按照設(shè)定的距離固定在顯像媒體表面，此時(shí)觀看者可以從顯像鏡片上看到靜態(tài)的立體三維圖像。這種方式很適合廣告業(yè)的應(yīng)用。在圖12(b)中是使用凹透鏡作為顯像鏡片(5)的另一個(gè)實(shí)施例。2.5.2.固定式混光鏡方式：參照?qǐng)D13，一種優(yōu)選的固定式混光鏡單元，包括成像鏡片、混光器和顯像鏡片，把成像鏡片固定在混光器的一端。根據(jù)圖像所要呈現(xiàn)的像距，計(jì)算出所需物距的數(shù)據(jù)。依次按照物距固定好所有成像鏡片、混光器組合，然后把混光器另一端不整齊的端面按照最低混光器位置裁切整齊，再通過計(jì)算好的顯像距離來固定顯像鏡片，這樣就組成了一套固定混光鏡的靜止圖像3D立體顯示系統(tǒng)。其中顯像鏡片可以是凸透鏡、凹透鏡、菲涅爾透鏡等，成像鏡片和混光器可以鑄造成一個(gè)整體。在制作微型光學(xué)鏡片時(shí)，可采用平面光刻工藝、離子交換工藝或其它光學(xué)微加工工藝來制作，優(yōu)選地可以使用光刻膠熱熔法。優(yōu)選地，所述的立體像素組件陣列可以封裝于透明真空環(huán)境中，所述的立體像素組件陣列可以和顯像光學(xué)組件一起封裝于透明真空環(huán)境中，以減少空氣的影響。3.3D立體圖像文件的獲?。罕景l(fā)明可以使用任何方式得到的色值視頻文件和對(duì)應(yīng)的像距視頻文件或二者合一的文件。在應(yīng)用中，色值視頻文件和像距視頻文件同步播放，以實(shí)現(xiàn)色彩和像距的同時(shí)還原。有很多可以獲取3D圖像像距信息的方法，比如通過計(jì)算來得到3D電腦動(dòng)畫的原始像距或者通過3D軟件直接輸出物距或像距信息以及其他任何獲得的立體圖像的像距信息的方式。以上所列種種方法和實(shí)施例，除標(biāo)明的應(yīng)用之外，還可以通過所揭示的各種方法的交叉組合來設(shè)計(jì)成新的應(yīng)用形式，本說明不可能解釋所有組合的可能，但由此揭示的方法所能實(shí)現(xiàn)的交叉組合形成的新的應(yīng)用形式也應(yīng)屬于本發(fā)明的應(yīng)用方案，都應(yīng)受到保護(hù)。根據(jù)顯示需求的不同，可以采用不同的工藝來設(shè)計(jì)和制造各種部件，本說明不可能解釋所有工藝、方法和應(yīng)用的可能，但由此揭示的方法所能實(shí)現(xiàn)的各種新的應(yīng)用形式也屬于本發(fā)明的應(yīng)用方案，都應(yīng)受到保護(hù)。利用本發(fā)明揭示的立體顯示原理采用其他各種有效元件組合成的立體顯示器件都應(yīng)落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。雖然參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是本發(fā)明并不局限于所揭示的實(shí)施例或結(jié)構(gòu)。相反，本發(fā)明意在包含各種不同的改變和等同裝置。此外，雖然以各種不同組合及結(jié)構(gòu)顯示出了所揭示的發(fā)明的各個(gè)不同元件，但這僅是示意性質(zhì)，包括更多、更少或單個(gè)元件的其它組合及結(jié)構(gòu)也落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。本申請(qǐng)要求分別于2009年9月14日、2009年9月21日在中國國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的中國專利申請(qǐng)200910190172.9、200910190453.4的優(yōu)先權(quán)，本說明將其全都公開的內(nèi)容引作參考。有益效果1、顯示效果逼真；2、不需要佩戴眼鏡；3、不同位置和角度所見視圖不同，如同對(duì)實(shí)物的觀察；4、顯示立體視場范圍寬；5、采用自然成像原理，觀看時(shí)感覺自然、愉悅，不存在合成立體圖像產(chǎn)生的不適感；6、可以顯示多立體層面；7、在同樣有效分辨率和色深的情況下，大幅度減少了數(shù)據(jù)量，便于存儲(chǔ)和傳輸；8、降低3D系統(tǒng)的設(shè)備和運(yùn)營成本。9、實(shí)現(xiàn)成本低。附圖說明下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。附圖并沒有依照真正的比例繪示，因此本發(fā)明并不限定在附圖中的結(jié)構(gòu)、形狀和比例，實(shí)施例僅用于說明性質(zhì)，不代表本發(fā)明。圖1是一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)造原理圖。圖2是一個(gè)實(shí)施例的兩種混光鏡的光路原理圖。圖3是一種3D立體顯示器實(shí)施例的構(gòu)造原理圖。圖4是一種3D立體投影機(jī)實(shí)施例的構(gòu)造原理圖。圖5是一個(gè)實(shí)施例的兩種調(diào)焦鏡的構(gòu)造示意圖。圖6是一個(gè)實(shí)施例的兩種驅(qū)動(dòng)方式的調(diào)焦鏡構(gòu)造原理圖。圖7是一種采用電控變焦鏡的混光鏡實(shí)施例構(gòu)造圖。圖8是一種動(dòng)態(tài)調(diào)焦鏡實(shí)施例的構(gòu)造原理圖。圖9是一種3D像素矩陣實(shí)施例的構(gòu)造原理圖。圖10是三種類型立體像素組件實(shí)施例的構(gòu)造原理圖。圖11是兩種3D立體投影機(jī)實(shí)施例的構(gòu)造原理圖。圖12是兩種預(yù)置式混光鏡實(shí)施例的構(gòu)造原理圖。圖13是一種靜態(tài)混光鏡實(shí)施例的應(yīng)用原理圖。圖14是一種插片式混光鏡矩陣實(shí)施例的構(gòu)造原理圖。圖15是一種顯示三個(gè)立體層的顯示器實(shí)施例原理圖。其中：1.平面媒體顯示圖像；2.成像鏡片；3.混光器；4.混光實(shí)像；5.顯像透鏡；6.矯正透鏡；7.投影鏡頭；8.3D立體投影機(jī)；9.顯像鏡片；10.觀眾；11.彈性元件；12.驅(qū)動(dòng)電極；13.成像鏡片表面；14.驅(qū)動(dòng)電極；15.管狀反光鏡；16.電控變焦透鏡；17.吸光隔板或吸光套；18.調(diào)焦鏡；19.立體像素；20.基板；21.存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)電路；22.3D立體像素矩陣；23.圖像投影機(jī)；24.像素顯示器件；25.管狀磁體；26.電磁元件；27.光源；28.鏡片固定架；29.雙面反光板；30.立體背景層；31.球體背面立體層；32.球體正面立體層。本發(fā)明的最佳實(shí)施方式在所列實(shí)施例中，各實(shí)施例涉及的相同功能部件可以交叉試用，可選的組合方式太多，不能一一舉例。1.立體顯示器實(shí)施例：參照?qǐng)D3，制作截面等于像素顯像單元面積大小的柱形透鏡，例如亞克力棒或其它光學(xué)材料，柱形表面鍍反光層，根據(jù)調(diào)焦鏡的焦距、振幅和所希望投影出的立體圖像景深，通過透鏡成像公式來計(jì)算需要的長度，長度可以在一個(gè)很寬的范圍內(nèi)通過試驗(yàn)和計(jì)算來選擇，一般可以選取大于三倍透鏡焦距。透鏡焦距可以參照透鏡直徑來選擇，一般可以選擇2：1到1：2范圍。柱鏡兩端拋光，柱鏡的一端為平面，另一端拋光成凸透鏡，作為矯正透鏡，然后把柱鏡按相同方向組合成矩陣，在柱鏡矩陣平面的一端，采用集成電路制作工藝或其他微機(jī)電加工工藝，對(duì)應(yīng)每一個(gè)柱鏡制作透明電極層、彈性元件、成像鏡片和驅(qū)動(dòng)電路，成像鏡片矩陣可采用平面光刻工藝、離子交換工藝或其它光學(xué)微加工工藝來制作，優(yōu)選地可以使用光刻膠熱熔法。成像鏡片表面處理和驅(qū)動(dòng)方法參照技術(shù)方案中“2.1混光鏡組件實(shí)施例”、“2.23D像素矩陣實(shí)施例”所述的方法。柱鏡矩陣和調(diào)焦鏡矩陣組合成混光鏡矩陣，混光鏡矩陣安裝于一個(gè)矩形管狀固定件中，固定件安裝于顯示器表面，令其中每個(gè)柱鏡對(duì)應(yīng)每一個(gè)顯示像素。調(diào)整混光鏡和顯示屏的距離，以使得成像鏡片對(duì)像素的成像在柱鏡外側(cè)附近。使用像距視頻數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)調(diào)焦鏡，則顯示的圖像在柱鏡外側(cè)一定范圍內(nèi)。固定好混光鏡矩陣用一個(gè)大透鏡或者微透鏡矩陣作為顯像透鏡安裝于柱鏡上方一定位置，顯像透鏡可以是凸透鏡或凹透鏡，使得柱鏡的成像在顯像透鏡的成像范圍內(nèi)，這樣，就可以在顯像透鏡上看到3D立體圖像。2.一種大型立體顯示器實(shí)施例：每個(gè)像素尺寸為5mm*5mm,分辨率為1920*1080，顯示像素采用三基色LED,配合相應(yīng)的顯示驅(qū)動(dòng)電路，這是一種434.5英寸全高清LED顯示器。參照附圖5、附圖6、附圖10來制造成像鏡片和彈性元件。以附圖10(c)為例，成像鏡片為凸透鏡，采用輕質(zhì)光學(xué)材料制造成像鏡片，電磁線圈安裝于成像鏡片上面或下面，彈性元件可以采用圖5(d)的結(jié)構(gòu)在薄彈性材料上采用光刻的方法制造，也可以采用其它微機(jī)電方法加工彈性元件。參照說明書中“2.2.4電磁驅(qū)動(dòng)”部分和附圖10(c)來制造驅(qū)動(dòng)部分。調(diào)焦鏡的焦距可以選擇3mm-10mm,長寬尺寸略小于4.8mm,可以選擇4.6mm至4.4mm或更小，以保證在以保證在管狀磁體內(nèi)移動(dòng)時(shí)不會(huì)碰到管壁又盡可能減少間隙。采用圖14的方法制作混光鏡矩陣，其深度大于3倍調(diào)焦鏡焦距，此例中可以選擇30mm、60mm或90mm。矩陣反光板厚度為0.2mm。調(diào)焦鏡安裝于混光鏡的一端，其驅(qū)動(dòng)電極可以采用透明導(dǎo)電材料引出到混光鏡外側(cè)，并安裝相應(yīng)的像距視頻驅(qū)動(dòng)電路。在混光鏡矩陣另一端，制作矯正透鏡矩陣，安裝于混光鏡上，矯正透鏡為凸透鏡。把帶有調(diào)焦鏡的一端靠近LED顯示屏并對(duì)應(yīng)每個(gè)像素，調(diào)整調(diào)焦鏡和顯示屏的距離，以使得成像鏡片對(duì)像素的成像在柱鏡外側(cè)附近。使用像距視頻數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)調(diào)焦鏡，則顯示的圖像在柱鏡外側(cè)一定范圍內(nèi)。固定好混光鏡矩陣，用一個(gè)凸透鏡矩陣或凹透鏡矩陣作為顯像透鏡安裝于柱鏡上方一定位置，以使得柱鏡的成像在顯像透鏡的成像范圍內(nèi)，這樣，就可以在顯像透鏡上看到3D立體圖像。3.一種立體投影機(jī)：參照實(shí)施例1和圖4，取消實(shí)施例1中的顯像透鏡，用高亮度投影光源作為顯示屏光源，顯示的圖像通過動(dòng)態(tài)調(diào)焦混光鏡調(diào)制后在矯正透鏡外側(cè)呈現(xiàn)高亮度立體實(shí)像，參照?qǐng)D4，安裝適當(dāng)?shù)耐队扮R頭對(duì)其投影到遠(yuǎn)處的大型凹面鏡上或者霧屏上，就可以在顯像鏡片上看到3D立體圖像。顯像鏡片還可以使用凸透鏡、凹透鏡、菲涅爾透鏡或其它光學(xué)鏡片的單個(gè)或矩陣或鏡片組。4.3D像素屏幕立體投影機(jī)：參照技術(shù)方案中“2.23D像素矩陣實(shí)施例”中“3D實(shí)景的再現(xiàn)”部分和圖11(b)，以及實(shí)施例2所述的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)部分，在一個(gè)大平面或微凹形面上制作3D像素矩陣。與實(shí)施例2所不同主要在于動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是用于驅(qū)動(dòng)像素顯示元件而不是成像透鏡,3D像素矩陣代替實(shí)施例2的顯示器和調(diào)焦鏡部分，參照?qǐng)D11(a)制作固定式混光鏡矩陣。用圖像投影機(jī)(23)把色值視頻投影到3D像素矩陣的背面或透過混光鏡矩陣投影到其正面，調(diào)整投影機(jī)聚焦，令圖像清晰投影到3D像素矩陣表面。3D像素矩陣通過像距視頻來驅(qū)動(dòng)調(diào)制像素元件，像素元件散射或反射的圖像被3D像素矩陣調(diào)制后，通過成像鏡片和柱鏡成像于顯像透鏡的成像范圍，調(diào)整調(diào)焦鏡和3D像素矩陣的距離，以使得成像清晰，這樣，就可以在顯像透鏡上看到3D立體圖像。5.一種動(dòng)態(tài)混光鏡屏幕立體投影機(jī)：參照實(shí)施例2，把LED顯示器替換成投影屏，參照實(shí)施例4，用圖像投影機(jī)(23)把色值視頻投影到投影屏的背面(散射光屏)或透過混光鏡矩陣投影到其正面(反射光屏)。通過像距視頻來動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)混光鏡的成像鏡片，則在混光鏡外端顯示動(dòng)態(tài)立體圖像，可以裸眼直接觀看。6.3D像素矩陣立體投影機(jī)：參照技術(shù)方案中“2.23D像素矩陣實(shí)施例”中“3D實(shí)景的再現(xiàn)”部分和圖5(d)、圖10、圖11(b)，采用集成電路制作工藝或其他微機(jī)電加工工藝，在透明基板上制造3D像素矩陣和動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)組件。參照?qǐng)D5(d)制作彈性元件，其中成像鏡片(2)改成散射光像素顯示器件，參照“2.1混光鏡組件實(shí)施例”中的“調(diào)焦鏡的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方法”部分和圖6、圖10制作動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)組件，驅(qū)動(dòng)電路參照液晶顯示屏的透明驅(qū)動(dòng)電路工藝。參照?qǐng)D11(b)，用圖像投影機(jī)(23)把色值視頻投影到3D像素矩陣的背面，調(diào)整投影機(jī)聚焦，令圖像清晰投影到3D像素矩陣表面。3D像素矩陣通過像距視頻來驅(qū)動(dòng)調(diào)制像素元件，像素元件散射的圖像通過投影鏡頭(6)投影到顯像鏡片上，就可以在顯像鏡片上看到3D立體圖像。參照?qǐng)D4，顯像鏡片可以是大型凹面鏡或者霧屏，顯像鏡片還可以使用凸透鏡、凹透鏡、菲涅爾透鏡或其它光學(xué)鏡片的單個(gè)或矩陣或鏡片組。7.3D立體媒體：參照?qǐng)D12、圖13,在一個(gè)平面顯示媒體上，比如廣告燈箱，在其表面安裝圈12所示的預(yù)置式混光鏡陣列，或者安裝圖13所示的固定式混光鏡陣列，其制造方法參照技術(shù)方案中“2.5全靜態(tài)立體顯示”部分所述，混光鏡結(jié)構(gòu)可以根據(jù)說明書中描述有多種選擇，不局限于附圖所示。本發(fā)明的實(shí)施方式同最佳實(shí)施方式。工業(yè)實(shí)用性在實(shí)際應(yīng)用中，優(yōu)選地可用于制造立體顯示器、立體投影機(jī)、平面媒體的立體顯示，或者其它需要靜態(tài)或動(dòng)態(tài)立體顯示的媒體、玩具、儀器、設(shè)備、系統(tǒng)以及未能注明的各種應(yīng)用。序列表自由內(nèi)容