[发明专利]基于多投影机和透射式散射屏幕的周视三维显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及基于多投影机和透射式散射屏幕的周视三维显示装置，属于三维显示领域。 

背景技术

在娱乐、科学研究、医疗、军事、教育等诸多领域，三维显示装置由于提供显示物体相对于二维图像的诸多优势得到了广泛的应用。现在大多数的商用三维显示的主要基于眼镜式视差显示技术，包括快门式和偏振式。由于眼镜佩戴的不方便以及不自然性，裸眼的三维显示设备得到了广泛的发展。现在广泛应用的光栅式的裸眼三维显示设备大多是平面屏的三维显示，由于视差图数目较少以及平面屏自身的形状所限，观察范围有限。而目前的周视的三维显示设备大多系统复杂，而且往往显示系统和显示的三维物体之间有遮挡和背景的关系，就是说，观察者在看到三维物体的同时可以看到显示系统影响三维立体显示的真实感。本发明提供的显示装置基于旋转的透射散射屏幕和多投影机，所显示的三维物体可以让用户进行周视裸眼观看，显示的三维物体可以悬浮在系统上，没有显示系统的遮挡，可进行触摸交互，真实感强，另外，装置工作显示三维图像的时候，旋转的部件质量小，同时装置形成的光场信息的数目不受投影设备内部的空间光调制器的刷新频率的限制，即便是低速的显示器件也可以实现周视裸眼显示的效果。 

发明内容

本发明的目的是为了解决现有设备系统复杂、系统与物体之间有遮挡和背景以及周视的系统分辨率依赖高速的投影装置的问题，提供基于多投影机和透射式散射屏幕的周视三维显示装置。 

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。 

基于多投影机和透射式散射屏幕的周视裸眼三维显示装置，包括：透射散射屏幕与多个投影装置； 

连接关系：多个投影装置在空间上沿圆周排列，每个时刻工作的投影装置投影到透射散射屏幕；需要保证多个投影装置在工作的过程中，只在透射散射屏幕的垂面上进行投影； 

所述的透射散射屏幕包括凸透镜组和柱面光栅组；二者任意排列组合，但需保证投影装置的出瞳形成一个条状出瞳； 

工作过程：透射散射屏幕在水平和竖直方向呈现出不同的散射特性，将投影装置的出瞳形成一个条状出瞳，在装置工作时候，透射散射屏幕进行高速旋转，多个投影装置固定不动，确保只有在透射散射屏幕的垂面上的投影装置工作；相应的投影装置针对移动的条状出瞳的位置进行图像的渲染。 

装置包括以下三种： 

壹、基于多投影机和透射式散射屏幕的周视三维显示装置，包括：投影装置，光阑支架，旋转支撑架、透射散射屏幕、透射散射屏幕支撑架； 

连接关系：将多个透射散射屏幕组成碗状结构，碗口通过透射散射屏幕支撑架固定；碗底与旋转支撑架固连；旋转支撑架的另一端与光阑支架固连；光阑支架上包含着与透光的透射散射屏幕数量相同的光阑，且每个光阑处在透射散射屏幕的垂面上，投影装置投射出的图像，透过对应的光阑支架上的光阑投影到透射散射屏幕上； 

贰、基于多投影机和透射式散射屏幕的周视三维显示装置，包括：投影装置，光阑支架，旋转支撑架、透射散射屏幕、透射散射屏幕支撑架、光源、反光杯、导光棒、反射镜； 

连接关系：将多个透射散射屏幕组成碗状结构，碗口通过透射散射屏幕支撑架固定；仅留下一个透射散射屏幕透光，其他透射散射屏均遮挡；碗底与旋转支撑架固连；旋转支撑架与反射镜固连，反射镜和导光棒固连；光阑支架上包含着与投影装置数量相同的光阑，投影装置是被动通过光源提供照明，光源发出的光经过反光杯的反射，随后经过反射镜的反射和导光棒的传导给投影装置提供照明，投影装置投射出的图像，透过对应的光阑支架上的光阑投影到透射散射屏幕上； 

叁、基于多投影机和透射式散射屏幕的周视三维显示装置，包括：投影装置，光阑支架，旋转支撑架、透射散射屏幕； 

连接关系：将一块透射散射屏幕竖直放置并且与旋转支撑架固连；旋转支 撑架的另一端与与光阑支架固连；光阑支架上包含着一个通光的光阑，且该光阑处在透射散射屏幕的垂面上，投影装置投射出的图像，透过对应的光阑支架上的光阑投影到透射散射屏幕上； 

有益效果 

1、本发明的基于多投影机和透射式散射屏幕的周视三维显示装置，利用了透射散射屏幕的旋转和多投影装置的同步交替工作，使得人的左右眼的图像来自不同的图像源形成的带状的观察区域中，这样使得左右眼分别看到不同的图像，可以通过人脑合成出三维图像。