[发明专利]现场全息显示系统

说明书

本发明涉及3D显示领域，公开了一种现场全息显示系统，包括全息投影器、投影屏、交互响应单元和处理器，所述全息投影器与投影屏位置相互对应，所述全息投影器和/或投影屏上设有与处理器连接的运动执行机构，所述处理器分别与全息投影器、交互响应单元和运动执行机构电连接，全息投影器在空中投影出发散的3D图像，无需另外的参考光源辅助，经过等效负折射率平面透镜的投影屏转换后，就可以得到一个悬浮在空中的、可以被观察的3D图像，降低了成本，同时该3D图像可以在投影屏的前方或者后方显示，显示空间无限大，而且在极小的设备空间内，也可以显示超大画面和超深景深。

技术领域

本发明涉及3D显示领域，尤其是涉及一种现场全息显示系统。

背景技术

3D显示技术可以提供深度信息，从而展示出更加逼真的显示场景。目前主流的3D显示解决方案(比如影院的3D电影)都是基于视差图像对的伪3D显示图，并不能够显示真实的3D图像。虽然，现在已经有很多3D的显示技术被提出，但是还没有一种技术可以真正能够显示大尺度、稳定、高品质3D图像。全息显示被认为是显示领域的终极解决方案，但是由于其对设备、环境等的要求极为苛刻，所以短期内很难实现商业化应用。

授权公告号为CN106773469B的专利提供了一种全新的现场再现全息方案，为了人眼能够观察到显示大尺度、稳定、高品质3D图像，其光路布置时，需要采用投射面积与投影屏面积一样大的平行光，来作为参考光源(参考光源为非平行光时人眼观察到的3D图像带有畸变)，其光路布置要求比较苛刻，实现难度较大。

申请号为CN107831558A的专利提供了一种等效负折射率平面透镜，并设计了一种空气投影，但是需要使用大面积的平面显示设备，而且只能在屏幕前方显示，设备非常笨重，显示空间有限，显示位置固定，使得观察角度受限，偏移一定角度就无法观察，而且要想实现真实的3D显示，还非常困难，只能实现类似佩帕尔幻象的效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对上述现有技术的不足，提供一种现场全息显示系统，可以实现在屏幕前方或者后方显示，显示空间无限大，观察角度灵活，而且可以在极小的设备空间显示超大画面，超深景深，实现低成本、高质量3D图像显示的目的。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

现场全息显示系统，包括全息投影器、投影屏、交互响应单元和处理器；

所述全息投影器与投影屏位置相互对应，所述全息投影器用于在空间投影出具有深度信息的3D图像；

所述投影屏是具有把投影屏一侧的像点汇聚到屏幕的另一侧形成共轭像点的屏幕，其用于把全息投影器投影出的具有深度信息的3D图像转化到其共轭位置；

所述全息投影器和/或投影屏上设有与处理器连接的运动执行机构，所述运动执行机构用于控制全息投影器和投影屏之间的相对运动，来调节两者之间的相对位置；

全息投影器的镜头直径(透光部分)为Dmm，投影屏的水平方向最大长度为L cm，全息投影器的重量(不包含线束等辅助部件的质量)为W g，满足：

所述交互响应单元包括人眼跟踪单元和交互动作捕捉单元或只包括交互动作捕捉单元，所述人眼跟踪单元用于跟踪人眼的位置并将人眼的定位信息发送给处理器，所述交互动作捕捉单元用于识别用户的交互动作并将用户交互动作信息发送给处理器，所述处理器根据人眼的定位信息或用户交互动作信息来控制系统做出相应的响应；

所述处理器分别与全息投影器、交互响应单元和运动执行机构电连接，所述处理器发送投影数据信息给到全息投影器，来控制全息投影器的投影画面和画面深度，并根据接收到的交互响应单元获取的人眼的定位信息和用户交互动作信息，来控制运动执行机构调整全息投影器相对于投影屏的位置，使用户可以正常观看3D画面。