[发明专利]基于单投影机和反射式散射屏幕的周视三维显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于单投影机和反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

三维显示装置是近些年来显示领域中的热门产品，广泛应用在娱乐、科学研究、医疗、军事、教育等诸多领域，由于基于视差原理的裸眼三维显示技术具有观察方便、自然等优点，现在是商用的三维显示的主要技术。现在广泛应用的基于视差原理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。本发明利用高速投影机和旋转的反射式散射屏幕提供的一种周视裸眼的三维显示装置。这种三维显示装置可靠性高，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。 

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的问题，提供基于单投影机和反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。 

基于单投影机和反射式散射屏幕的周视裸眼三维显示装置，包括：反射散射屏幕与投影装置； 

连接关系：投影装置投影到反射散射屏幕；所述的反射式散射屏幕的工作表面是在基底表面上形成微结构阵列，阵列单元由两个互成直角的反射表面构成，水平平面剖面为直角反射面，且阵列单元的特征尺寸小于投影装置的一个像素，反射式散射屏幕保证投影装置的出瞳形成一个条状出瞳； 

所述投影装置为高速投影装置；高速投影机是指投影机的图像刷新速率远 超过人眼视觉暂留频率的投影机，特殊的指的图像刷新速率超过120Hz； 

工作过程：反射散射屏幕在水平和竖直方向呈现出不同的散射特性，将高速投影装置的出瞳形成一个条状出瞳，在装置工作时候，反射散射屏幕进行高速旋转。所述的投影装置在三维物体进行显示的时候，可以随着反射散射屏幕一同进行高速旋转，也可以通过旋转的反射镜组的反射等效于高速投影机的高速旋转。同时，高速投影装置随着反射散射屏幕的旋转，针对移动的条状出瞳的位置进行图像的渲染，高速投影机进行高速的图像刷新。 

装置包括以下四种： 

壹、基于单投影机和反射式散射屏幕的周视三维显示装置，包括：投影装置，固定反射镜，第一个旋转反射镜，第二个旋转反射镜，旋转支撑架，反射散射屏幕，反射散射屏幕支撑架； 

连接关系：将多个屏幕组成碗状结构，碗口通过反射散射屏幕支撑架固定；仅留下一个屏幕是反射散射屏幕；反射散射屏幕的表面有微结构阵列，在水平方向上能将投射到其表面的光线回返射，在其他方向将投射到其表面的光线进行散射，将高速投影装置的出瞳形成一个条状出瞳；碗底与旋转支撑架固连；旋转支撑架的另一端与第一个旋转反射镜固连；第一个旋转反射镜与第二个旋转反射镜固连；投影装置投射出的图像，经过固定反射镜、第一个旋转反射镜以及第二个旋转反射镜的三次反射投影到反射散射屏幕上; 

贰、基于单投影机和反射式散射屏幕的周视三维显示装置，包括：投影装置，旋转支撑架，反射散射屏幕，反射散射屏幕支撑架； 

连接关系：将多个屏幕组成碗状结构，碗口通过反射散射屏幕支撑架固定；仅留下一个屏幕是反射散射屏幕；反射散射屏幕的表面有微结构阵列，在水平方向上能将投射到其表面的光线回返射，在其他方向将投射到其表面的光线进行散射，将高速投影装置的出瞳形成一个条状出瞳；碗底与旋转支撑架固连；投影装置正对反射散射屏幕安装，投影装置投射出的图像直接投影到反射散射屏幕上； 

叁、基于单投影机和反射式散射屏幕的周视三维显示装置，包括：投影装置，固定反射镜，第一个旋转反射镜，第二个旋转反射镜，旋转支撑架，反射散射屏幕； 

连接关系：将一块反射散射屏幕竖直放置并且与旋转支撑架固连；反射散 射屏幕的表面有微结构阵列，在水平方向上能将投射到其表面的光线回返射，在其他方向将投射到其表面的光线进行散射，将高速投影装置的出瞳形成一个条状出瞳；旋转支撑架的另一端与第一个旋转反射镜固连；第一个旋转反射镜与第二个旋转反射镜固连；投影装置正对反射散射屏幕安装，投影装置投射出的图像，经过固定反射镜、第一个旋转反射镜以及第二个旋转反射镜的三次反射投影到反射散射屏幕上。 

肆、基于单投影机和反射式散射屏幕的周视三维显示装置，包括：投影装置，旋转支撑架，反射散射屏幕；