[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

激光投影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，开启了第四代电视机技术的新里程。到目前为止，所有激光投影机都以平面影像显示技术为主，因为激光具有偏振光特性，所以激光投影机可以通过简单的调整和设置即可实现立体显示，但是需要配戴偏振光立体眼镜才可以在视觉上感受到立体影像。 

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椭圆截面长轴长度或发散角进行调整，调整后的激光束通过扫描器投射到微球面屏幕上；其特征在于，微球面屏幕表面由均布且排列整齐，尺寸一致，表面光滑的微球面单元组成，微球面屏幕背面是平面或曲面，每一个单独的微球面单元四周边缘形状为正方形状，微球面单元表面是球面的一部分；每一个单独的微球面单元表面球面中心点处与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线为重合或不重合，两者之间的夹角适应不同的成像要求；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。 

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椭圆截面长轴长度或发散角进行调整，调整后的激光束直径或椭圆截面长轴长度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的单边长度w；是否需要对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或椭圆截面长轴长度和发散角，屏幕像素的大小，投影屏幕的大小，解析度要求，投影机和屏幕之间的投射距离等主要参数。 

每一个微球面单元代表着屏幕的一个像素，屏幕像素的大小等于微球面单元的单边长度w，微球面单元的单边长度须满足关系式w=p/n，这里p是设定的左右影像在微球面屏幕上的视差，n是一个整数，根据不同应用，w数值从30微米到10毫米不等，微球面屏幕的水平可视角和垂直可视角相等，可视角度A可以通过下面的关系式获得； 

对于直投式立体投影系统和背投式立体电视机： 

A=4arcsin(w/2r) 

对于背投式立体投影系统： 

A=2arcsin(w/2r) 

上式中：w是微球面单元的单边长度，r是微球面单元表面球面半径； 

水平方向微球面单元数目代表了屏幕的水平解析度，垂直方向微球面单元数目代表了屏幕的垂直解析度，微球面屏幕解析度是屏幕水平解析度和垂直解析度的乘积。 

对于直投式立体投影系统，微球面屏幕表面镀有涂层，涂层的反射系数从1.0到3.0不等，需要根据不同应用来确定，激光投影机将影像投射到镀有涂层的微球面屏幕表面上，经反射后直接投射到观众的视网膜上，投影机和观众都位于屏幕的同一边，微球面屏幕的形状是平面或曲面屏幕。 

对于背投式立体投影系统，微球面屏幕材料需要具有极好的透光性，屏幕厚度h与屏幕表面球面半径r相等，屏幕背面是像平面同时也是微球面的焦平面，微球面屏幕表面镀有涂层，提高屏幕对投射到屏幕表面上的影像折射进入到屏幕中的折射率，激光投影机将影 像投射到微球面屏幕表面上，影像折射进入到屏幕中并经过微球面中心，即焦点后直接投射到观众的视网膜上，投影机和观众分别在屏幕的两边，屏幕的形状是平面或曲面屏幕。