360°悬浮式体视三维显示装置

摘要

本发明公开了一种360°悬浮式体视三维显示装置。包括依次放置的多视点体视显示屏和金字塔形反射镜，多视点体视显示屏为正方形且按对角线相交的方式被划分成四个独立显示的三角形区域，且分别对应于金字塔形反射镜的四个面，多视点体视显示屏为柱面光栅屏、双柱面光栅屏或双狭缝光栅屏。本发明结合多视点体视三维显示和反射镜像原理，可以在360度范围拼接显示至少十六个视点的视差图像，其中所有的反射镜都是由部分反射部分透射型材料制成，故而图像具有很好的悬浮效果。本发明的优点是结构简单，多视点拼接实现360°环绕观看，可实现立体感强烈的大面积三维显示。

权利要求

1.一种360°悬浮式体视三维显示装置，其特征在于包括依次放置的多视点体视显示屏(1)和金字塔形反射镜(2)，多视点体视显示屏(1)为正方形且按对角线相交的方式被划分成四个独立显示的三角形区域，且分别对应于金字塔形反射镜(2)的四个面，多视点体视显示屏(1)为柱面光栅屏、双柱面光栅屏或双狭缝光栅屏；所述的金字塔形反射镜(2)所有侧面都用部分反射部分透射型材料制成。

2.根据权利要求1所述的一种360°悬浮式体视三维显示装置，其特征在于所述的柱面光栅屏由投影显示、LCD或PDP的显示面(3)和透射式柱面光栅(4)构成。

3.根据权利要求1所述的一种360°悬浮式体视三维显示装置，其特征在于所述的双柱面光栅屏包括两个相同的柱面向外平行放置的第一柱面光栅(5)和第二柱面光栅(6)，第一柱面光栅(5)的光栅单元和第二柱面光栅(6)的光栅单元一一对应，双柱面光栅屏一侧的多个投影机(7)把不同视点的图像投影到第一柱面光栅(5)和第二柱面光栅(6)的中间，在双柱面光栅屏的另一侧生成一一对应的多个视点(10)。

4.根据权利要求1所述的一种360°悬浮式体视三维显示装置，其特征在于所述的双狭缝光栅屏包括两个相同的平行放置的第一狭缝光栅(8)和第二狭缝光栅(9)，第一狭缝光栅(8)的光栅单元和第二狭缝光栅(9)的光栅单元一一对应，双狭缝光栅屏一侧的多个投影机(7)把不同视点的图像投影到第一狭缝光栅(8)和第二狭缝光栅(9)的中间，在双狭缝光栅屏的另一侧生成一一对应的多个视点(10)。

5.根据权利要求1所述的一种360°悬浮式体视三维显示装置，其特征在于所述的金字塔形反射镜(2)是一个空心正四棱锥或空心正四棱台形，金字塔形反射镜(2)的侧面与底面的夹角都是45°角。

说明书

技术领域

本发明涉及三维显示装置，尤其涉及一种360°悬浮式体视三维显示装置。

背景技术

三维显示区别于二维显示就是要通过各种方法给观看者带来视觉上的深度感知，使其自然或不自然地获得画面中第三维度的信息，这种获取方式的自然与不自然对于观看者来说就有真三维与假三维(或者说准三维)的区别。三维显示技术发展到今天已经产生大量的成果，这些成果大致可以分为全息三维显示、体三维显示、体视三维显示等。全息技术能够产生非常逼真的空间效果，但是在动态显示方面它需要高分辨的空间光调制器以及超高速的数据处理系统，这两个因素极大地限制了这使这种技术的进步，使它目前还不能很好地进入实际应用。体三维显示和体视三维显示目前都已有比较好的显示设备出现，然而基于这两种方法的显示装置大都依靠转动屏幕来满足全视角观看的要求，所以显示装置结构相对复杂造价也比较昂贵。VIZOO公司在US2008/0144175A1中公开了一种类金字塔结构的悬浮式显示装置，该装置基于反射镜像原理，通过四个反射镜，把反射镜上方或下方的平面图像成像在类金字塔结构的中心，可以实现360°全角度观看，这种简单装置投影出来的图像仍然是一个平面图像，无法给观看者提供物体的深度信息。
基于此，我们在VIZOO公司的方案中融入体视三维显示，提出了一种简单实用的360°悬浮式体视三维显示装置。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种360°悬浮式体视三维显示装置。
360°悬浮式体视三维显示装置包括依次放置的多视点体视显示屏和金字塔形反射镜，多视点体视显示屏为正方形且按对角线相交的方式被划分成四个独立显示的三角形区域，且分别对应于金字塔形反射镜的四个面，多视点体视显示屏为柱面光栅屏、双柱面光栅屏或双狭缝光栅屏。
所述的柱面光栅屏由投影显示、LCD或PDP的显示面和透射式柱面光栅构成。双柱面光栅屏包括两个相同的柱面向外平行放置的第一柱面光栅和第二柱面光栅，第一柱面光栅的光栅单元和第二柱面光栅的光栅单元一一对应，双柱面光栅屏一侧的多个投影机把不同视点的图像投影到第一柱面光栅和第二柱面光栅的中间，在双柱面光栅屏的另一侧生成一一对应的多个视点。双狭缝光栅屏包括两个相同的平行放置的第一狭缝光栅和第二狭缝光栅，第一狭缝光栅的光栅单元和第二狭缝光栅的光栅单元一一对应，双狭缝光栅屏一侧的多个投影机把不同视点的图像投影到第一狭缝光栅和第二狭缝光栅的中间，在双狭缝光栅屏的另一侧生成一一对应的多个视点。金字塔形反射镜是一个空心正四棱锥或空心正四棱台形，金字塔形反射镜的侧面与底面的夹角都是45°角，且所有侧面都用部分反射部分透射型材料制成。
本发明的优点是结构简单，多视点拼接实现360°环绕观看，可实现立体感强烈的大面积三维显示。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是一种360°悬浮式体视三维显示装置示意图；
图2是一种360°悬浮式体视三维显示装置俯视图；
图3是柱面光栅屏示意图；
图4是双柱面光栅屏示意图；
图5是双狭缝光栅屏示意图。

具体实施方式

如图1所示，360°悬浮式体视三维显示装置包括依次放置的多视点体视显示屏1和金字塔形反射镜2，多视点体视显示屏1为正方形且按对角线相交的方式被划分成四个独立显示的三角形区域，且分别对应于金字塔形反射镜2的四个面，多视点体视显示屏1为柱面光栅屏、双柱面光栅屏或双狭缝光栅屏。所述的金字塔形反射镜2是一个空心正四棱锥或空心正四棱台形，金字塔形反射镜2的侧面与底面的夹角都是45°角，且所有侧面都用部分反射部分透射型材料制成。
如图2所示，360°悬浮式体视三维显示装置可以实现360度多视角拼接，多视点体视显示屏1的每个区域显示的都是多视点视差图像，且每个区域显示的多视点视差图像经过金字塔形反射镜2的对应侧面反射后，在反射区域的90度范围均匀生成多个视点，四个方向拼接起来就形成了可360度环绕观看的多视点体视显示，且总视点数等于每个区域显示的多视点视差图像视点数的四倍，例如每幅视差图像由四幅不同视角的视图合成，那么该装置将可在360度范围的不同方向上显示十六个视点的图像。
如图3所示，所述的柱面光栅屏由投影显示、LCD或PDP的显示面3和透射式柱面光栅4构成。显示面3的每个像素被划分成多个亚像素，透过柱面光栅4就可以在不同方向上看到不同的亚像素点，柱面光栅4的光学参数设计要与视差图像暗含的视点数相匹配，视点数的增加是以牺牲视差图像横向分辨率为代价的，目前采用光栅方向与显示屏成一定角度的方式，把一半的横向分辨率损失转移到纵向，可以得到很好的九视点视差图像。
如图4所示，所述的双柱面光栅屏包括两个相同的柱面向外平行放置的第一柱面光栅5和第二柱面光栅6，第一柱面光栅5的光栅单元和第二柱面光栅6的光栅单元一一对应，双柱面光栅屏一侧的多个投影机7把不同视点的图像投影到第一柱面光栅5和第二柱面光栅6的中间，在双柱面光栅屏的另一侧生成一一对应的多个视点10。
如图5所示，所述的双狭缝光栅屏包括两个相同的平行放置的第一狭缝光栅8和第二狭缝光栅9，第一狭缝光栅8的光栅单元和第二狭缝光栅9的光栅单元一一对应，双狭缝光栅屏一侧的多个投影机7把不同视点的图像投影到第一狭缝光栅8和第二狭缝光栅9的中间，在双狭缝光栅屏的另一侧生成一一对应的多个视点10。