[发明专利]一种激光立体成像和裸眼立体显示方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光立体成像和裸眼立体显示技术。

背景技术

激光电视机与目前市场主流投影技术和平板电视机技术相比，无论在影像质量，色彩，亮度，表现力等方面都有着更好的表现，成为第四代电视机技术的新时代。到目前为止，所有激光电视机和以激光投影技术为基础的影像显示技术都是以传统平面影像显示为主，市场中还没有激光投影立体显示技术应用产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光立体成像和裸眼立体显示方法及装置，解决以激光投影技术为基础和无需借助于任何辅助工具就能够直接观看到立体影像的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明所述的一种激光立体成像和裸眼立体显示方法如下：

该显示方法，包括激光投影机和微球面屏幕两部分，所述激光投影机是采用彼此相互独立的红绿蓝三原色激光作为光源的三原色激光投影机，或采用彼此相互独立的红绿蓝及第四种用做于原色激光作为光源的四原色激光投影机；该激光投影机所有不同颜色的原色激光束经过混合器混合后成为一束激光束，其特征在于，如果需要对经过混合器混合后的激光束进行调整，使用扩束器对激光束的直径或发散角进行调整，调整后的激光束通过扫描器投射到微球面屏幕上或通过一个整形器后再通过扫描器投射到微球面屏幕上；其特征在于，微球面屏幕由均布且排列整齐，尺寸一致，表面光滑的微球面单元组成，每一个独立的微球面单元背面平面中心点处或曲面中心点处切平面上通过该中心点处与平面或切平面相垂直的中心线方向的投影为正方形，正方形的四个单边长度相等并代表了微球面单元单边长度，微球面屏幕背面是平面或曲面，微球面单元分为球面型和多边型；对于球面型微球面单元表面是球面的一部分；对于多边型微球面单元表面是由一组与同一个内接球面相切的多边形平面表面组成，其水平方向横截面为圆外接多边形状，垂直方向截面则是圆弧形状；每一个独立的微球面单元表面球面或多边形状的内接球面中心点处与球面或多边型的内接球面半径重合的直线与单元背面平面中心点处或曲面中心点处切平面上通过该中心点处与平面或切平面相垂直的中心线之间形成0至45度的夹角，该夹角度数由成像要求决定；微球面屏幕的形状是平面或曲面屏幕；激光投影机的影像投射到微球面屏幕表面上，经屏幕反射或穿透屏幕后直接投射到观众的视网膜上，使观众的左眼和右眼分别只看到对应的左影像和右影像，观众的大脑对左眼和右眼分别接收到的左影像和右影像进行融合，使观众在视觉上感受到了立体影像。激光的色彩比任何其他光源产生的色彩更纯净，能够制造出与现实场情最为接近的色彩表现，拥有自然的高对比度大幅提高了大场景的细节表现力，更为生动，带来更好的颜色层次感；激光是集束光线具有极强的指向性，这些特性是立体成像和裸眼立体显示的必要条件。

所有不同颜色的原色激光束在激光投影机中经过混合器混合后成为一束激光束，如果需要对经过混合器混合后的激光束进行调整，使用扩束器对激光束的直径或发散角进行调整；在扩束器后面增设一个光束整形器，截面为圆形光束通过整形器后变成截面为正方形光束；调整或整形后的激光束直径或发散角或正方形边长需要同时满足下面两个条件，第一，小于激光投影机扫描器扫描镜面的直径或最小宽度；第二，投射到微球面屏幕上的光斑的直径或椭圆长轴长度不大于微球面单元单边长度w或投射到微球面屏幕上的正方形光束的边长与微球面单元单边长度w相等。

整形器中间开口是截面为圆形光束投射到整形器表面时的最大内接正方形，截面为圆形光束通过整形器后变成截面为正方形光束，经扫描器投射到屏幕上时完全覆盖每一个微球面单元正方形表面，避免了圆形或椭圆形光束和微球面单元正方形表面之间产生的规则栅格状黑影，提高了影像质量；是否对于经过混合器混合后的激光束进行调整，取决于混合后的激光束直径，发散角，屏幕像素的大小，投影屏幕的大小，解析度要求，整形器正方形开口的大小，设计光束到达观众眼睛时的光束范围，投影机和屏幕之间的投射距离等主要参数。

对于球面型微球面单元屏幕，屏幕的水平和垂直可视角相等；对于多边型微球面屏幕，屏幕的水平可视角和垂直可视角可以相等或不相等；对于多边型微球面单元表面是由m个宽度分别为t_m的多边形平面表面组成；这里m=1、2、3、4、.....；每一个多边型平面表面的宽度t_m可以相等或不相等；水平方向截面上多边形内接球面半径通过每一个平面表面中点，平面表面与多边形内接球面在平面表面中点处相切；多边形平面表面数目m将大于或等于前排观众的人数。