[实用新型]大角度裸视立体投影准全息成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及裸视立体投影成像系统，具体是一种大角度裸视立体投影准全息成像系统。 

背景技术

现有的立体成像系统的缺点主要表现在结构复杂或制造成本高或受观看条件限制或对影像立体效果不满意等。在目前现有技术阶段，市场上还没有一种立体（系统）能够获得或基本满足上述各方面都能使消费者满意的立体电视或立体成像装置。如：激光全息成像，它是一种立体感很强能重现真实的原物像系统，可是现阶段成本很高且受一定条件限制，特别是在家用电视领域现阶段无法推广应用。通过立体眼镜来实现观看立体影像的产品是受条件限制、采用全息投影屏幕或空气幕来实现影像具有空中悬浮动感的以及360度裸视虚拟成像系统需要多台投影机、需要高性能硬件和图形处理软件、需要相应的周边辅助设备来共同完成，成本高出普通投影的6-10倍，其场景要求也不可能适合满足家庭普及。201010133949.0公开了一种单机立体投影装置，它属于一种简单、低成本的立体成像装置，它的缺点主要表现在该装置投影的像需要进行偏振性能处理后还需要配合偏振眼镜才能观看到立体像。其二使用偏振原理和偏振眼镜观看立体像时在不使用折面镜情况下也能达到左眼只看到左图像，右眼只看到右图像，而折面镜的使用只节约了投影幕尺寸但却增大了投影机组件的体积空间。其三该立体投影装置没有能提供与其相配的屏幕技术以及受配戴眼镜的条件限制，已经不能满足现阶段消费者对立体电视或立体电影感观上的普及需求。 

自双目视差效应立体技术发明以来，受片源格式的影响，而使之后重现的立体影像在效果上总是处于生硬不自然的状态。其原因在于：物体反射的自然光具有横向和纵向两个方向上的立体信息，在现有技术中由于受片源格式的限制，只有横向左、右格式或只有纵向上、下格式。即当采用左、右格式时，则没有上、下方向的立体信息，当采用上、下格式时，则没有左、右方向的立体信息。

发明内容

本发明目的是为克服现有技术结构复杂、成本高、观看条件受限制的不足，而提供一种大角度裸视立体投影准全息成像系统。该系统由立体投影镜头组及与其相配的高亮度准全息立体屏幕共同完成。该立体镜头组可不需投影机做任何改动下直接替换普通投影机的镜头来完成立体影片的投影，并由高亮度准全息立体屏幕成像后，可实现大角度可视角裸视立体影像。其制造成本（包括屏幕）不超出现有普通投影的10%，并可实现大规模机械化流水线生产，适合满足对家庭立体电视和家庭立体影院普及。 

实现本发明目的的技术方案是：

本发明大角度裸视立体投影准全息成像系统，它由立体投影镜头组及与其相配的高亮度准全息立体屏幕组成，立体投影镜头组投影的凸透镜片是由两个偏离投影图像中心轴的凸透镜片来完成对左、右图像在投影屏幕上的重合，透镜片之间用不透光材料隔离左、右图像光路，或由此结构扩展的由四个偏离投影图像中心轴的凸透镜片来完成对上、下、左、右图像在投影屏幕上的重合。该系统准全息立体屏幕，在小尺寸（微米）级状态对入射光为镜面反射或平面反射，在大尺寸（毫米）级状态对入射光为漫反射，其结构为多层部分反射层加镜面反射层通过模压复合成型到平面基板上。

本发明的立体成像原理是：由两个偏离投影图像中心轴的凸透镜片来完成对左、右图像在投影屏幕上的重合。即投射的入射光线是由两个不同角度投射到屏幕。透镜片之间用不透光材料隔离左、右图像光路。保证左、右图像光路只分别从左、右透镜射出。由于屏幕的特性，对入射光遵守平面反射原则，对投射来的左、右光线分别按反射角反射出。其二在大尺寸（毫米）级状态时对入射光为漫反射，因此，对投射来的左、右光线在具有平面反射的前提条件下又同时向各个方向按制定的规律路径反射。由此，对于左、右图像相对应的同一像素通过屏幕反射后，在一定区域内，左眼只看到右图像素，而右眼只看到左图像素。由双目视差效应原理在大脑中合成立体感。多层部分反射层的作用之一是将一幅图像分裂成若干个相位不同的图像信息源，即准全息像源以提高立体感，作用之二是填补屏幕反射后空白区图像信息以扩大立体裸视区域。每一个部分反射层的反射率为约5%—10%、透光率约90%—95%较为适宜，其中每一个部分反射层的厚度不等于入射光的波长或波长的倍数。屏幕小尺寸状态的最小尺寸不低于入射光波长的2倍较为适宜。

本发明投影镜组的原理是可逆的，对投影镜组的扩展，可以同时拥有适应对上、下、左、右方向的立体信号源同时投影或拍摄，在结构和成本几乎不变的条件下能充分利用所拍物体光源自身的立体信息以获得更满意的立体效果。