[发明专利]一种可交互裸眼3D系统

说明书

本发明公开了一种可交互裸眼3D系统，涉及3D显示技术领域，具体为一种光开关阵列以及由光开关阵列构成的可交互裸眼3D系统。可交互裸眼3D系统包括处理器、悬空扫描交互模块、运动探测模块、位置跟随驱动模块、相干参考光源和承接屏幕；光开关阵列具有扫描速度快的特点，可交互裸眼3D系统可以实现裸眼呈现3D画面，降低了整体系统数据处理难度，从而降低对设备的要求，减少了设备的生产成本。

技术领域

本发明涉及3D显示技术领域，特别是涉及一种可交互裸眼3D系统。

背景技术

跟传统的平面显示技术相比，3D显示技术是一种可以把景深信息也直观的表示出来的新一代显示技术。由于3D显示技术相对于平面显示器在视觉效果上有很多明显优势，3D显示技术越来越受到人们的追捧，可以预见未来3D显示技术会取代平面显示技术，成为主流的显示技术。

虽然现阶段已经有很多影院可以观看3D电影，但是其实现3D画面的原理本质上还是平面显示技术，并不是真正提供真实的立体画面。影院里的3D显示通常是利用双眼视差原理依靠偏光片眼镜使用户的双眼接收到不同的画面来实现的伪3D图画。这种方式虽然也能够实现一定的3D效果，但是用户的观影体验却会大打折扣。由于这种3D实际上是向用户提供了两个画面，而且这两个画面的空间位置就是在屏幕上的，而用户观察时形成的伪3D画面却好像是脱离屏幕的，这样就会引入一个视觉调焦矛盾。一方面真实的画面在屏幕上用户需要把眼睛焦点调整到屏幕上，但是另一方面伪3D效果图去好像是脱离屏幕的这样用户就会不自觉的重新调焦使眼睛的焦点聚焦到伪3D图上，而一旦用户进行了重新聚焦，画面就会变模糊，这时候又需要重新调焦。这样一个矛盾的过程会在整个观影过程中一直持续，所以长时间观看这种伪3D电影的话，眼睛会特别累，对眼睛伤害也非常大。正是由于这个原因，人们一直在探索能够替代这种对人体有副作用的伪3D显示技术的全新的可实用的3D显示解决方案。

在众多的3D显示方案中，全息技术(尤其是计算全息技术)一直被认为是最理想的3D显示解决方案。但遗憾的是到目前为止，全息技术还很难真正实现商业化，走进普通用户家庭。主要是因为全息技术对于设备和环境的要求非常苛刻。比如计算全息技术原理上可以显示大尺寸的3D画面，但是却需要在很大的屏幕上制备亚微米量级的像素才能够实现，这不仅对加工工艺提出了很高的挑战，而且还涉及到大量的数据处理，加大了设备的生产成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种可交互裸眼3D系统，解决3D显示技术对设备要求高、生产成本高的问题，具有可以裸眼观看3D画面、设备要求低、生产成本低、无需辅助设备实现人机交互的特点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种光开关阵列，在三维直角坐标系下沿y轴并排放置长度方向沿z轴一条以上的光开关链；光开关链由具有三个端口且具有光路转换功能的“T”形光开关依次相连构成，其中“T”形光开关端口A和端口B处于同一直线上，端口C位于端口A和端口B之间垂直于端口A和端口B所在的直线，从端口A进入的光在控制端的控制下能够选择从端口B或者从端口C出来，每个“T”形光开关的端口B与其后相邻的“T”形光开关的端口A相连，每条光开关链上所有“T”形光开关的端口C指向x轴方向，每条沿y轴放置的光开关链的第一个“T”形光开关的端口A为光开关阵列的主端口。

一种权利要求1所述的光开关阵列构成的可交互裸眼3D系统，包括处理器、悬空扫描交互模块、运动探测模块、位置跟随驱动模块、相干参考光源和承接屏幕；相干参考光源、悬空扫描交互模块、运动探测模块和位置跟随驱动模块均和处理器连接，悬空扫描交互模块和人眼相对于承接屏幕呈镜像位置，位置跟随驱动模块与悬空扫描交互模块或承接屏幕连接，控制悬空扫描交互模块和承接屏幕位置相对运动。

优选地，悬空扫描交互模块包括光开关阵列、光路分离单元、镜头、显示光源、感光模块；感光模块和处理器连接，光开关阵列的主端口经光路分离单元分别和显示光源和感光模块连接，光开关阵列和镜头可相对运动，从而实现景深扫描。

优选地，镜头为焦距可调的透镜，通过调整焦距可以实现景深扫描。