一种3D成像显示系统技术方案

一种3D成像显示系统，包括环形分布投影机组、筒状反射显示体、投影开关控制器以及投影切换控制器，其中环形分布投影机组包括均匀分布在360度圆周上的N个投影机，筒状反射显示体包括透明中空简体、反射面板、恒速旋转驱动器以及反射面板位置检测器。该系统采用环形分布投影机组进行切片影像画面投射，再配合筒状反射显示体的位置，实现了将成像像素真实地分布在三维空间中的显示方式，从而产生了自身具有真正物理景深的3D影像。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及影像显示设备，更具体地，涉及一种3D成像显示系统。
技术介绍
传统的显示器实现的是二维平面图像的显示，因而在场景的表现当中丢失了物体的远近、空间位置等深度信息。而3D成像显示技术则提供了符合人眼的立体视觉原理的具有深度信息的画面，因而能够表现出场景的深度感和层次感，使观众获得身临其境的感觉。目前，用于实现上述3D成像显示效果的电影放映系统、电视机、游艺设备日益普及，其中，大部分此类设备需要借助眼镜等辅助设备，但是也存在不需要借助任何辅助设备而是以裸眼直接观看的情况下也呈现出3D效果的设备。但是，究其根本，以上这些设备并不是进行将像素分布于三维空间之中的3D成像，而仍然是在二维平面上显示具有视差的两幅图像，通过分光使两幅图像分别投射至人体的左眼和右眼，左眼和右眼分别接收到的存在视差的图像经过大脑的合成而产生了三维的视觉。眼镜等辅助设备所起到的作用即是实现针对左眼和右眼图像的分光。而对于不需借助任何辅助设备的3D显示设备来说，是应用了柱透镜阵列、视差挡板、微透镜阵列以及指向光源等光学或光电器件来实现了对左眼、右眼图像光线的定向引导，从而达到分光的效果。然而，上述技术普遍存在技术瓶颈的制约，包括图像分辨率和亮度的下降、观看范围和位置受限、不支持多人观看、3D视效的逼真度降低等。特别是将这些技术应用于医学成像、工程设计、军事推演、高仿真训练等对3D成像要求比较高的领域时，则其缺陷会表现得更加充分和明显。相对于基于左、右眼视差原理的3D显示来说，如果使成像的像素真实地分布在三维空间之中，则相当于在该空间中重建了一个立体的影像，可以使所呈现的影像自身具有真正的物理景深。由于自身具有景深，所以观众无需佩戴任何辅助装置，而且能够从360度的任意视角和任何距离上观察该影像，不同的观察角度下可以看到画面的不同侧面，这样，基于这一原理的3D成像显示就完全克服上述缺陷。现有技术中，实现将像素真实分布在三维空间的技术方案是建立一个填充了固态可激发介质的三维成像体，再用两只或两只以上的红外激光器同步地扫描该三维成像体，激光的交汇点处的固态可激发介质因吸收了足够的能量而发生能级跃迀，发出可见的荧光，形成像素点。但是，上述实现方法所必需的固态可激发介质三维成像体制造成本很高，目前只有一些大公司或研究机构开发了概念式的样机，难以实现产品化；而且，所使用的高能量激光束对人眼有一定的伤害，图像的清晰度和分辨率也受限于扫描的速度和精度。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本技术提供了一种3D成像显示系统，该系统采用环形分布投影机组进行切片影像画面投射，再配合筒状反射显示体的位置，实现了将成像像素真实地分布在三维空间中的显示方式，从而产生了自身具有真正物理景深的3D影像。本技术所提供的3D成像显示系统，其特征在于，包括: 环形分布投影机组，包括均匀分布在360度圆周上的N个投影机，各个所述投影机的成像镜头的光轴沿着所述圆周的半径延伸并经过所述圆周的圆心；筒状反射显示体，包括透明中空筒体、反射面板、恒速旋转驱动器以及反射面板位置检测器；所述透明中空筒体具有透明的筒壁，筒壁内部形成中空圆柱体形三维空间；所述反射面板是安装在所述中空圆柱体形三维空间内的全反射平面板，并且反射面板能够以其平面的纵向中心线为轴进行旋转；所述恒速旋转驱动器的旋转输出轴固定至所述反射面板，并且驱动该反射面板绕所述纵向中心线以恒定速度进行旋转；反射面板位置检测器用于检测并提供所述反射面板在旋转过程中的实时位置信号；投影开关控制器，连接至所述N个投影机的开关，以便在特定时刻打开其中一个投影机的开关并且关闭其余N-1个投影机的开关；投影切换控制器，连接所述反射面板位置检测器以便接收所述实时位置信号；并且连接至所述投影开关控制器以便根据所述实时位置信号确定特定时刻打开和关闭的投影机的开关。优选的是，所述反射面板位置检测器包括:N组均匀分布在360度圆周上的红外线发射器和红外线接收器，其中，该圆周与所述环形分布投影机组中的投影机所在的圆周同心，并且每一组中的红外线发射器位于所述反射面板的下方，该组中的红外线接收器位于所述反射面板的上方并且与相应的红外线发射器对齐。进一步优选的是，每一组红外线发射器和红外线接收器所在位置处的半径与对应的投影机所在位置处的半径之间具有固定的夹角，所述夹角为0.5度至5度。优选的是，所述N大于或等于20。优选的是，所述恒速旋转驱动器包括恒速电动机。优选的是，所述3D成像显示系统还包括影像信号接头集成板，该影像信号接头集成板具有N个影像信号接头，每个影像信号接头分别连接至一个对应的投影机的信号输入端子。从而，本技术利用投影机、全反射平面板、恒速电动机等设备实现了将成像像素真实地分布在三维空间中的3D成像显示，设备成本远远低于现有技术；本技术采用了精确和反应迅速的反射面板位置测定和开关控制机制，并且以投影的方式执行切片影像画面投射，影像显示延迟小，能够支持较高的分辨率和影像帧速；本技术基于可见光实现，对人眼没有伤害，有利于观众的身体健康，可广泛应用于科研、办公、娱乐、展览等领域。【附图说明】下面结合附图和【具体实施方式】对本技术作进一步详细的说明:图1是本技术所述3D成像显示系统的结构俯视示意图；图2是本技术所述筒状反射显示体的结构示意图。【具体实施方式】为了使本
的人员更好地理解本技术的技术方案，并使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本技术作进一步详细的说明。图1是本技术所述3D成像显示系统的结构俯视示意图。如该图所示，本技术所提供的3D成像显示系统包括环形分布投影机组，该环形分布投影机组包括均匀分布在360度圆周Cl (如图中虚线所示)上的N个投影机，即图中所示的投影机1-1，1-2，1-3直至1-N。每个投影机均可以独立地沿着其成像镜头的光轴向外投射影像信号的光线，如图中示出了投影机1-2的光轴01，可见各个所述投影机的成像镜头的光轴沿着所述圆周Cl的半径延伸并经过所述圆周的圆心。图2是本技术所述筒状反射显示体的结构示意图。参见图1及图2，筒状反射显示体包括透明中空筒体21、反射面板22当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D成像显示系统，其特征在于，包括：环形分布投影机组，包括均匀分布在360度圆周上的N个投影机，各个所述投影机的成像镜头的光轴沿着所述圆周的半径延伸并经过所述圆周的圆心；筒状反射显示体，包括透明中空筒体、反射面板、恒速旋转驱动器以及反射面板位置检测器；所述透明中空筒体具有透明的筒壁，筒壁内部形成中空圆柱体形三维空间；所述反射面板是安装在所述中空圆柱体形三维空间内的全反射平面板，并且反射面板能够以其平面的纵向中心线为轴进行旋转；所述恒速旋转驱动器的旋转输出轴固定至所述反射面板，并且驱动该反射面板绕所述纵向中心线以恒定速度进行旋转；反射面板位置检测器用于检测并提供所述反射面板在旋转过程中的实时位置信号；投影开关控制器，连接至所述N个投影机的开关，以便在特定时刻打开其中一个投影机的开关并且关闭其余N‑1个投影机的开关；投影切换控制器，连接所述反射面板位置检测器以便接收所述实时位置信号；并且连接至所述投影开关控制器以便根据所述实时位置信号确定特定时刻打开和关闭的投影机的开关。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴艳，厉紫阳，沈徐兰，
申请(专利权)人：浙江宇佑影视传媒有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33