[发明专利]一种真三维显示系统及显示方法

权利要求书

1.一种真三维显示系统，其特征在于，由机箱内的一个图像投影装置与机箱上方的一个运动显示屏幕连接，运动显示屏幕的显示区域位于机箱顶部的X、Y、Z三维空间中，运动显示屏幕在Z轴不同位置截获图像投影装置投射的二维图像流，二维图像流在不同Z轴位置形成1-N个二维图像，运动显示屏幕以每分钟480-600转速率旋转，使在Z轴不同位置不断截获的二维图像合成真三维图像，真三维图像显示在X、Y、Z三维空间中，从360度方向任意观察被观察场景，用于在三维空间中产生具有真实物理深度的真三维图像。

2.根据权利要求1所述的真三维显示系统，其特征在于，所述运动显示屏幕采用半透半反的半透明材料制成的旋转双螺旋面结构屏幕，投射率和反射率为50％；旋转双螺旋面结构屏幕的正反两面均具有可见光点，使观察者能从任意角度看到投射光点形成的体元。

3.根据权利要求1所述的真三维显示系统，其特征在于，所述图像投影装置由图像引擎、光学投影子系统、机械驱动与同步子系统、控制主机组成，其中：

所述控制主机分别与图像引擎、光学投影子系统、机械驱动与同步子系统连接，用于整个系统的人机交互，时刻监视图像引擎、光学投影子系统、机械驱动与同步子系统的工作情况；

所述控制主机与图像引擎连接，用于将三维模型切片图像视频信息传输给图像引擎；

所述控制主机与机械驱动与同步子系统连接，检测机械驱动与同步子系统的速度信息、频率信息、初始化位置信息以及是否正常工作的信息，用于将所述的这些正常工作信息与控制主机设置信息相匹配，然后给出控制机械驱动与同步子系统的控制信号；

所述图像引擎分别与控制主机和光学投影子系统连接，将控制主机传输来的视频信息先进行缓存，再进行同步处理后，以投影的方式通过DMD技术将电信息转化为光学信息，通过准确的光路定位到光学投影子系统；

所述光学投影子系统包括过滤器、光学准直透镜、极性化分光器、空间光调制器和投影光学元件，将得到的光学信息进行滤光、准直、分光处理后传输给空间光调制器，由空间光调制器分配所要投影的图像，再由投影光学元件把经空间光调制器分配的图像投影到运动显示屏幕。

4.根据权利要求1和3所述的真三维显示系统，其特征在于，所述运动显示屏幕与机械驱动与同步子系统连接，由机械驱动与同步子系统驱动运动显示屏幕旋转，当控制主机采集到机械驱动与同步子系统的同步信息后，控制图像引擎进行投影。

5.根据权利要求3所述的真三维显示系统，其特征在于，所述光学投影子系统采用背投式投影，是将经空间光调制器分配的图像从运动显示屏幕下方位置向上垂直投射到旋转双螺旋面上，投射方向与观察者观看真三维图像的方向相反，用于将整个图像投影装置的图像引擎、光学投影子系统、机械驱动与同步子系统和控制主机集成为一体。

6.根据权利要求3所述的真三维显示系统，其特征在于，所述图像引擎是基于DMD技术的真三维图像成像引擎。

7.根据权利要求3所述的真三维显示系统，其特征在于，所述光学投影子系统包括光源、紫外/红外衰减滤色片、光学整直透镜、极性化分光器、空间光调制器、投影光学元件，其中：

所述光源发出白光，提供可调制光学信息；

所述紫外/红外衰减滤色片放置在光源发出白光光路的前端，滤除光源发出白光的紫外线与红外线，用于保留可见光；

所述的光学整直透镜放置在被紫外/红外衰减滤色片滤除紫外线与红外线后的可见光光路上，对可见光进行准直；

所述的极性化分光器放置在所述的光学整直透镜的焦点上，把经过光学整直透镜准直的可见光分光，投射到空间光调制器上；

所述的空间光调制器，通过控制主机调制像素的开启和关闭，反射和吸收极性化分光器所分光线，调制出变换的图像；

所述的投影光学元件放置在空间光调制器后的光路上，利用投影光学元件调整光路，将由空间光调制器反射的光线准确投影到运动显示屏幕上。