[发明专利]实现全视场空间三维显示的屏幕装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学装置，尤其涉及一种实现全视场空间三维显示的屏幕装置。

背景技术

真实空间三维显示技术主要有全息空间三维显示和体空间三维显示技术等，与视差型三维显示技术不同，这两种三维显示是一种真实空间的三维显示，并且可以在多个角度裸眼观看。但是全息空间三维显示在动态显示方面需要高分辨的、高速的空间光调制器，目前尚无法满足动态全息三维图像的再现要求，而体空间三维显示技术中，由于是在显示实空间进行寻址显示，因此存在着空间显示的透视消隐问题。如何实现一种利用现有技术就能够实现的具有真实空间感的三维显示技术，并且能够克服体空间三维显示的透视消隐问题成为技术关键。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种实现全视场空间三维显示的屏幕装置。

实现全视场空间三维显示的屏幕装置包括显示屏、显示屏转动装置以及设置在显示屏前面的光学装置，所述的光学装置是倾斜开孔的光阑二维阵列、竖直柱面镜阵列、垂直开孔的光阑二维阵列与透镜的组合或者小透镜二维阵列与竖直散射屏及柱面镜的组合。

所述的倾斜开孔的光阑二维阵列是：倾斜开孔的光阑二维阵列的每个光阑的每一个光阑与显示屏的每一个像素位置相对应，像素在水平方向上的光束经光阑约束后成为小角度发散的光束，所有光阑的开孔方向与它们各自所对应的像素位置的连线在空间中交汇形成观看区域。

竖直柱面镜阵列是：竖直柱面镜阵列的每一个竖直柱面镜与显示屏的每一个像素所在的列位置相对应，所有列像素在水平方向上的光束经它们各自所对应的竖直柱面镜约束后成为小角度发散的光束，在空间中交汇形成观看区域。

垂直开孔的光阑二维阵列与透镜的组合是：垂直开孔的光阑二维阵列的每一个光阑与显示屏的每一个像素位置相对应，像素在水平方向上的光束经光阑约束后成为小角度发散的光束，所有小角度发散的光束被透镜进一步约束后在空间中交汇形成观看区域。

小透镜二维阵列与竖直散射屏及柱面镜的组合是：小透镜二维阵列的每一个小透镜与显示屏的每一个像素位置相对应，且显示屏位于小透镜二维阵列的焦点面，像素在水平方向上的光束经小透镜约束后成为准直光束，所有准直光束经竖直散射屏和柱面镜进一步约束后成为小角度发散的光束，在空间中交汇形成观看区域。

显示屏是LED显示屏、高帧频的液晶屏、高帧频的等离子显示屏或有机发光屏。透镜是球面透镜或柱面透镜。小透镜是常规透镜、用二元光学方法产生的透镜或用全息方法产生的透镜。竖直散射屏是竖直方向上的条状光栅。

本发明能约束图像显示所发出的光，实现当屏幕装置按照视场次序边旋转边逐一显示三维空间场景按照环绕其观看视点逐个分解而成的一系列视场的二维图像时，某一瞬间某一视场的图像只能被相应视场的观看者看到，并且其双眼所看到的是不同的具有正确视差的双目视场图像以形成正确的立体视差效果。基于本发明的全视场空间三维显示可供多人360°环绕裸眼观看并能实现空间三维场景消隐。

以下结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是实现全视场空间三维显示的屏幕装置示意图；

图2以俯视方式给出了利用屏幕装置旋转以及利用光学装置对显示屏水平方向的发光进行约束而实现体视效果的原理示意图；

图3以俯视方式给出了利用倾斜开孔的光阑二维阵列对显示屏像素水平方向的发光进行约束而形成观看区域的原理示意图；

图4以俯视方式给出了利用柱面镜阵列对显示屏像素水平方向的发光进行约束而形成观看区域的原理示意图；

图5以俯视方式给出了利用垂直开孔的光阑二维阵列及透镜的组合对显示屏像素水平方向的发光进行约束而形成观看区域的原理示意图；

图6以俯视方式给出了利用小透镜二维阵列与竖直散射屏及柱面镜的组合对显示屏像素水平方向的发光进行约束而形成观看区域的原理示意图。

具体实施方式