本发明专利技术涉及基于多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。包括：反射散射屏幕与多个投影装置；连接关系：多个投影装置在空间上沿圆周排列，每个时刻工作的投影装置投影到反射散射屏幕；该装置，利用了反射散射屏幕的旋转和多投影装置的同步交替工作，使得人的左右眼的图像来自不同的图像源形成的带状的观察区域中，这样使得左右眼分别看到不同的图像，可以通过人脑合成出三维图像。
【技术实现步骤摘要】
基于多投影机和反射式散射屏幕的周视三维显示装置
本专利技术涉及基于多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。
技术介绍
在娱乐、科学研究、医疗、军事、教育等诸多领域，三维显示装置由于提供显示物体相对于二维图像的诸多优势得到了广泛的应用。现在大多数的商用三维显示的主要基于眼镜式视差显示技术，包括快门式和偏振式。由于眼镜佩戴的不方便以及不自然性，裸眼的三维显示设备得到了广泛的发展。现在广泛应用的光栅式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。本专利技术提供的显示装置基于旋转的反射散射屏幕和多投影机，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，另外，装置工作显示三维图像的时候，旋转的部件质量小，同时装置形成的光场信息的数目不受投影设备内部的空间光调制器的刷新频率的限制，即便是低速的显示器件也可以实现周视裸眼显示的效果。
技术实现思路
本专利技术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以及周视的系统分辨率依赖高速的投影装置的问题，提供基于多投影机和反射式散射屏幕的周视三维显示装置。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的。基于多投影机和反射式散射屏幕的周视裸眼三维显示装置，包括:反射散射屏幕与多个投影装置；连接关系:多个投影装置在空间上沿圆周排列，每个时刻工作的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；所述的多个投影装置需要保证装置在工作的过程中，确保只有在反射散射屏幕正对的投影装置工作；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，多个投影装置固定不动，确保在反射散射屏幕正对的投影装置工作；相应的投影装置针对移动的条状出瞳的位置进行图像的渲染。装置包括以下三种:壹、基于多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，光阑支架，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光阑支架固连；光阑支架上只有一个透光光阑，光阑正对反射散射屏幕，投影装置投射出的图像，透过对应的光阑支架上的光阑投影到反射散射屏幕上；贰、基于多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，光阑支架，旋转支撑架、反射散射屏幕、反射散射屏幕支撑架、光源、反光杯、导光棒、反射镜；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；旋转支撑架与反射镜固连，反射镜和导光棒固连；光阑支架上包含着与投影装置数量相同的光阑，投影装置是被动通过光源提供照明，光源发出的光经过反光杯的反射，随后经过反射镜的反射和导光棒的传导给投影装置提供照明，投影装置投射出的图像，透过对应的光阑支架上的光阑投影到反射散射屏幕上；叁、基于多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，光阑支架，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与光阑支架固连；光阑支架上包含着一个通光的光阑，且该光阑正对反射散射屏幕，投影装置投射出的图像，透过对应的光阑支架上的光阑投影到反射散射屏幕上；有益效果1、本专利技术的基于多投影机和反射式散射屏幕的周视三维显示装置，利用了反射散射屏幕的旋转和多投影装置的同步交替工作，使得人的左右眼的图像来自不同的图像源形成的带状的观察区域中，这样使得左右眼分别看到不同的图像，可以通过人脑合成出三维图像。2、本专利技术的基于多投影机和反射式散射屏幕的周视三维显示装置，利用了多投影装置的同步交替工作，旋转的部件质量小，同时装置形成的光场信息的数目不受投影设备内部的空间光调制器的刷新频率的限制，利用低速的显示装置实现高分辨率真彩色的周视三维显示的效果。3、反射式散射屏幕表面有且只有一层特殊设计的反射微结构，可以实现反射式散射屏幕可以实现竖直和水平方向上不同的散射特性，使得大尺寸轻型的屏幕的实现成为可能，另外，使用反射结构，光能利用率较高。4、本专利技术的基于多投影机和反射式散射屏幕的周视三维显示装置，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。【附图说明】图1为实施例一基于多投影机和反射式散射屏幕的周视三维显示装置结构图；图2是反射散射屏幕的表面微结构构成的一种实施例示意图；图3是微结构单元两个凹柱面反射面组合示意图；图4是微结构单元一个凹柱面反射面和一个凸柱面反射面组合示意图；图5是微结构单元两个凸柱面反射面组合示意图；图6是微结构单元一个凹柱面反射面和一个平面反射面组合示意图；图7是微结构单元一个凸柱面反射面和一个平面反射面组合示意图；图8是反射散射屏幕的表面微结构构成的一种实施例示意图；图9是图8所示的实施例的一种微结构单元示意图；图10是图8所示的实施例的一种微结构单元示意图；图11是一种实施例微结构单位构成的反射散射屏幕表面光线反射示意图；图12是一种实施例微结构单位构成的反射散射屏幕表面光线反射示意图；图13是反射散射屏幕表面水平剖面的光线反射示意图；图14为实施例二基于单投影机和反射式散射屏幕的周视三维显示装置结构图；图15为实施例三基于单投影机和反射式散射屏幕的周视三维显示装置结构图；其中，I一投影装置，2—光阑支架，3—旋转支撑架，4一反射散射屏幕，5—反射散射屏幕支撑架，6一光源,7一反光杯,8一导光棒,9一反射镜；【具体实施方式】下面结合附图与实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1如图1所示，基于多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1，光阑支架2，旋转支撑架3、反射散射屏幕4、反射散射屏幕支撑架5 ；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5固定；仅留下一个屏幕是反射散射屏幕4;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，在本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于多投影机和反射式散射屏幕的周视三维显示装置，其特征在于：包括：反射散射屏幕与多个投影装置；多个投影装置在空间上沿圆周排列，每个时刻工作的投影装置投影到反射散射屏幕；所述的多个投影装置需要保证装置在工作的过程中，确保只有在反射散射屏幕正对的投影装置工作。
【技术特征摘要】
1.基于多投影机和反射式散射屏幕的周视三维显示装置，其特征在于:包括:反射散射屏幕与多个投影装置；多个投影装置在空间上沿圆周排列，每个时刻工作的投影装置投影到反射散射屏幕；所述的多个投影装置需要保证装置在工作的过程中，确保只有在反射散射屏幕正对的投影装置工作。2.如权利要求1所述的基于多投影机和反射式散射屏幕的周视三维显示装置，其特征在于: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。3.如权利要求1所述的基于多投影机和反射式散射屏幕的周视三维显示装置，其特征在于:所述装置包括:投影装置(1)，光阑支架(2)，旋转支撑架(3)、反射散射屏幕(4)、反射散射屏幕支撑架(5); 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(5)固定；仅留下一个屏幕是反射散射屏幕(4);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(3)固连；旋转支撑架(3)的另一端与光阑支架(2)固连；光阑支架(2)上只有一个透光光阑，光阑正对反射散射屏幕(4)，投影装置(I)投射出的图像，透过对应的光阑支架(2)上的光阑投影到反射散射屏幕(4)上。4.如权利要求1所述的基于多投影机和反射式散射屏幕的周视三维显示装置，其特征在于:所述装置包括:投影装置(1)，光阑支架(2)，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王涌天，宋维涛，朱秋东，刘越，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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