[发明专利]棱镜隧道车辆立体显示系统

说明书

技术领域

本发明涉及光电显示技术领域，尤其是涉及用于隧道中的立体显示系统，更具体地说涉及一种棱镜隧道车辆立体显示系统。

背景技术

随着地铁和其他隧道车辆系统的发展，人们选择更加方便快捷的方式出行，98.7%的受众在提示后表示在乘坐地铁的过程中看到过地铁隧道广告，全国200余组资源可实现每个城市主要换乘区域及主流消费圈的全面覆盖。因此，在封闭空间中，乘客在高速移动的地铁上看到一系列连续的高清彩色动画，可以带来震撼的视觉感受。

而现有的隧道显示系统主要采用两种技术，一种是静态led显示屏，需要在200到800米的隧道壁上连续安装400到800个，通过限制安装在隧道壁上的每幅单张画面的可视角度，在列车高速运动的时候，使安装在隧道壁上的画面在与乘客相对固定的位置上逐一快速闪过，从而使乘客感受到动画效果。制作这种广告需要在设计的过程中采取先录像或者拍摄好广告内容，然后通过相关的软件分解成固定帧频的连贯性图像，并将这些图像拼接成连续画面，再通过控制中心将广告图片按顺序投放在LED显示屏上。为了画面稳定，通常需要先实际测算下地铁列车的站间运行速度，只有在速度稳定的区域（一般为基本匀速行驶的区域），比如两站中间段投放才不会有快进或拖尾的问题。

另一种为LED阵列光柱，在隧道内壁上安装一条条垂直的LED阵列光柱，每个光柱高度近1米，上面分布着近600个LED作为一列像素，两个发光器之间间隔约1.2米。当列车静止时，只能看到每根光柱上各种颜色的光点，当列车快速运动起来的时候，利用“视觉暂留”的原理可以形成动态的画面。利用同步感应器来实时感应列车的行驶速度，列车通过时，同步感应器相应驱动LED阵列光柱的发光频率。列车速度越慢，发光的频率就越高，列车速度越快，则发光频率越低。就这样通过频闪微有区别的画面，彩色活动广告画面就呈现在乘客面前了。

另外，现在出现了一种用于地铁隧道的自由立体显示系统，如国家知识产权局于2014年4月23日，公开了一件公开号为CN102213836B，名称为“一种用于地铁隧道的自由立体显示系统”的发明专利，其显示系统的LED光柱由多列LED和狭缝光栅组成，二者配合能够使旅客在不用戴眼镜的情况下看到立体图像。当一个狭缝光栅置于LED光柱前，使得头部移动时，每只眼睛透过狭缝只能看到一列LED，双眼看到相邻列LED。狭缝光栅的放置可以使得一列LED照亮区域的宽度刚好等于观察者双眼间距离。当列车行驶经过LED光柱时，光柱上每个LED将在旅客视野里形成一条扫描线。假定旅客视野里只有一个光柱，则一个LED光柱可以完成一帧图像的扫描过程。当LED按照一定的像素阵列闪动发光，并且扫描帧率足够高时，旅客就可以看到清晰稳定的静态图像或是动画序列。

现有技术，传统的led屏幕，想在行驶的地铁车窗外呈现30秒的广告，需要的屏幕，长达一公里。不仅成本异常高昂，而且会消耗更多电能。为了画面稳定，只能选择地铁大致匀速行驶的部段，比如两站地之间。而led光柱，虽然成本较低，但是在车速不匹配的时候画面会压缩或者拉宽。

对于目前唯一的一篇立体隧道显示系统（CN201110118688），它也有几个关键的问题。第一，因为它采用狭缝光栅的方式，为了保证左右眼只能看到独立的画面，瞳距的宽度要求光栅宽度严格控制在一个较窄的固定值上，LED像素发出散射光，狭缝与像素点会有一定距离，只有部分的光能够通过狭缝，这种设计对于光的利用率较低。若要看清明亮的立体图像，需要增大LED像素输出的光通量，这会增加能耗，减少系统的使用寿命。第二，因为狭缝不是一个定向的光学系统，这就导致不同波长的光线经过特定的狭缝会发生色散，这些光在混合时因不同程度的色散导致色偏。这种色偏很大程度上降低了立体显示质量，使得乘客看到的画面边缘模糊，偏色。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种棱镜隧道车辆立体显示系统，本发明的目的在于相比现有技术中立体显示系统降低能耗，延长使用寿命，解决了狭缝对光的利用率低，显示质量差等问题。从工艺角度上来说，现有方案采用光栅方案，需要很高的制造控制精度。加工完成透光面积有限，隧道中的灰尘对其透光影响很大。本发明的棱镜隧道车辆立体显示系统，光线透过率大幅提高，对亮度损失减小，采用柱状棱镜，图像边界清晰，提高了立体图像的显示质量。

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明是通过下述技术方案实现的：