專利名稱：一種裸眼自由立體顯示的投影系統及顯示器的制作方法
技術領域：
本發明屬于立體顯示領域，尤其涉及ー種裸眼自由立體顯示的投影系統及顯示
O
背景技術：
目前立體顯示技術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。在實現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。這種方法需要進行復雜的圖像合成與分割過程，不可避免的導致了圖像分辨率的下降。

發明內容
本發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，旨在解決現有的裸眼自由立體顯示畫面分辨率低的問題。本發明實施例是這樣實現的，ー種裸眼自由立體顯示的投影系統，所述系統包括微顯示成像器件，用于輸出與預設視點對應的子圖像；所述微顯示成像器件的輸出光路上依次設有第一透鏡組和反射鏡，所述反射鏡的反射光路上設有第二透鏡組，所述第二透鏡組的出射光路上設有3D顯示屏；所述反射鏡轉動相應角度，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設視點；所述微顯示成像器件分時輸出不同預設視點對應的子圖像，使所述系統按照時間順序將不同的子圖像分別傳送至觀看者的左、右眼，實現自由立體顯示。本發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，所述系統包括微顯示成像器件，用于輸出與預設視點對應的子圖像；所述微顯示成像器件的輸出光路上依次設有第一透鏡組和反射鏡，所述反射鏡的反射光路上設有第二透鏡組，所述第二透鏡組的出射光路上設有3D顯示屏；所述反射鏡轉動相應角度，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設視點；所述微顯示成像器件分時輸出不同預設視點對應的子圖像，使所述系統按照時間順序將不同的子圖像分別傳送至觀看者的左、右眼，實現自由立體顯示。本發明實施例采用微顯示成像器件分時輸出各視點的子圖像，并配合反射鏡偏轉相應角度，將子圖像成像在顯示屏的相應像素區，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，實現多視點的立體顯示。采用該系統進行3D顯示，可以避免預先將各視點圖像合成為ー幀圖像，以及在顯示階段進行的圖像分割過程，可以直接實現高分辨率立體顯示。并且，由于采用該投影系統，還可以實現大畫面的立體顯示。


圖1是本發明第一實施例提供的裸眼自由立體顯示的投影系統的結構示意圖；圖2是本發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是本發明第二實施例提供的顯示屏的結構示意圖；圖4示出了本發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明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進ー步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。本發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顯示屏的相應像素區，從而將不同視圖分別傳送至ー個或多個人的左、右眼，實現多視點的立體顯示。避免了傳統3D顯示方法復雜的圖像合成與分割過程，可以直接實現高分辨率立體顯示。本發明實施例提供了ー種裸眼自由立體顯示的投影系統，該系統包括微顯示成像器件，用于輸出與預設視點對應的子圖像；微顯示成像器件的輸出光路上依次設有第一透鏡組和反射鏡，反射鏡的反射光路上設有第二透鏡組，第二透鏡組的出射光路上設有3D顯示屏；反射鏡轉動相應角度，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設視點；微顯示成像器件分時輸出不同預設視點對應的子圖像，使該系統按照時間順序將不同的子圖像分別傳送至觀看者的左、右眼，實現自由立體顯示。本發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，該系統包括微顯示成像器件，用于輸出與預設視點對應的子圖像；微顯示成像器件的輸出光路上依次設有第一透鏡組和反射鏡，反射鏡的反射光路上設有第二透鏡組，第二透鏡組的出射光路上設有3D顯示屏；反射鏡轉動相應角度，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設視點；微顯示成像器件分時輸出不同預設視點對應的子圖像，使該系統按照時間順序將不同的子圖像分別傳送至觀看者的左、右眼，實現自由立體顯示。本發明實施例采用微顯示成像器件分時輸出各視點的子圖像，并配合反射鏡偏轉相應角度，將子圖像成像在顯示屏的相應像素區，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，實現多視點的立體顯示。采用該系統進行3D顯示，可以避免預先將各視點圖像合成為ー幀圖像，以及在顯示階段進行的圖像分割過程，可以直接實現高分辨率立體顯示。并且，由于采用該投影系統，還可以實現大畫面的立體顯示。以下結合具體實施例對本發明的具體實現進行詳細描述實施例一
圖1示出了本發明第一實施例提供的裸眼自由立體顯示系統的結構示意圖，圖2 示出了本發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的部分。該顯示系統包括微顯示成像器件1，該器件在驅動電路的驅動下對入射光(背光) 進行調制，將載有圖像信息的電信號轉換成人眼能夠感知的光學圖像信息。在微顯示成像器件1的光輸出方向上依次設有第一透鏡組2和反射鏡3，在反射鏡3的反射光路上設有第 ニ透鏡組4，在第二透鏡組4的輸出光路上設有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，實現立體顯示。本系統用于多視點3D顯示，微顯示成像器件1分時輸出預設視點的圖像信息，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， 第一視點圖像經過第一透鏡組2成像在反射鏡3上，反射鏡3轉動第一角度，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第三個人的左眼和右眼位置。可以理解， 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關系。3D顯示屏的像素分布和視差光柵的具體結構根據視點數的不同而不同。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區對應第一視點像素
區，b區對應第二視點像素區，......f區對應第六視點像素區，在輸出第一視點圖像吋，反
射鏡3將圖像成像在a區，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，并配合反射鏡偏轉相應角度，將子圖像成像在顯示屏的相應像素區，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，實現多視點的立體顯示。采用該系統進行3D顯示，可以避免預先將各視點圖像合成為ー幀圖像，以及在顯示階段進行的圖像分割過程，可以直接實現高分辨率立體顯示。并且，由于采用該投影系統，還可以實現大畫面的立體顯示。實施例ニ 圖3示出了本發明第二實施例提供的顯示屏的結構示意圖，圖4示出了本發明第 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的部分。在本發明實施例中，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的相應像素區域，視差分離光柵52將該子圖像信息傳送至預定視點，進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。在本發明實施例中，菲涅爾屏51的像素區和非像素區可以是等間距設置的，并且，根據菲涅爾屏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， 可以設計出視差分離光柵52的節距，焦距等光學參數。實施例三在本發明實施例中，反射鏡5優選可控偏轉角的高反射率平面鏡。對應某ー視點的偏轉角度可以根據光柵節距預先設置。在本發明實施例中，在某ー時刻，微顯示成像器件1的輸出圖像，以及反射鏡3的相應偏轉角度可以通過一精密的控制系統進行控制，進而準確流暢的將各視點的圖像傳送至人體的左、右眼。本發明實施例采用微顯示成像器件分時輸出各視點的子圖像，并配合反射鏡偏轉相應角度，將子圖像成像在顯示屏的相應像素區，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，實現多視點的立體顯示。采用該系統進行3D顯示，可以避免預先將各視點圖像合成為ー幀圖像，以及在顯示階段進行的圖像分割過程，可以直接實現高分辨率立體顯示。并且，由于采用該投影系統，還可以實現大畫面的立體顯示。3D顯示屏采用菲涅爾屏和柱狀透鏡光柵組成的復合屏，以保證顯示畫面具有較高的亮度。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.ー種裸眼自由立體顯示的投影系統，其特征在干，所述系統包括微顯示成像器件，用于輸出與預設視點對應的子圖像；所述微顯示成像器件的輸出光路上依次設有第一透鏡組和反射鏡，所述反射鏡的反射光路上設有第二透鏡組，所述第二透鏡組的出射光路上設有3D顯示屏；所述反射鏡轉動相應角度，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設視點；所述微顯示成像器件分時輸出不同預設視點對應的子圖像，使所述系統按照時間順序將不同的子圖像分別傳送至觀看者的左、右眼，實現自由立體顯示。
2.如權利要求1所述的系統，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設視點。
3.如權利要求2所述的系統，其特征在干，所述視差分離光柵為柱狀透鏡光柵。
4.如權利要求2所述的系統，其特征在干，所述反射鏡轉動的角度根據所述視差分離光柵的節距確定。
5.如權利要求1至4任一項所述的系統，其特征在干，所述系統為6視點裸眼自由立體顯示系統，所述3D顯示屏上連續分布的6個像素區分別顯示6個預設視點的對應子圖像。
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，其特征在干，所述系統包括微顯示成像器件，用于輸出與預設視點對應的子圖像；所述微顯示成像器件的輸出光路上依次設有第一透鏡組和反射鏡，所述反射鏡的反射光路上設有第二透鏡組，所述第二透鏡組的出射光路上設有3D顯示屏；所述反射鏡轉動相應角度，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設視點；所述微顯示成像器件分時輸出不同預設視點對應的子圖像，使所述系統按照時間順序將不同的子圖像分別傳送至觀看者的左、右眼，實現自由立體顯示。
7.如權利要求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設視點。
8.如權利要求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.如權利要求7所述的顯示器，其特征在干，所述反射鏡轉動的角度根據所述視差分離光柵的節距確定。
10.如權利要求6至9任一項所述的顯示器，其特征在干，所述系統為6視點裸眼自由立體顯示系統，所述3D顯示屏上連續分布的6個像素區分別顯示6個視點的對應子圖像。
全文摘要
本發明適用于3D顯示領域，提供了一種裸眼自由立體顯示的投影系統，包括微顯示成像器件，用于輸出與預設視點對應的子圖像；所述微顯示成像器件的輸出光路上依次設有第一透鏡組和反射鏡，所述反射鏡的反射光路上設有第二透鏡組，所述第二透鏡組的出射光路上設有3D顯示屏；所述反射鏡轉動相應角度，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設視點；所述微顯示成像器件分時輸出不同預設視點對應的子圖像，使所述系統按照時間順序將不同的子圖像分別傳送至觀看者的左、右眼，實現自由立體顯示。該系統可以避免傳統3D顯示系統的圖像合成與分割過程，可以直接實現高分辨率立體顯示。
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 優先權日2010年12月22日
發明者王榮, 王進 申請人:康佳集團股份有限公司