本发明专利技术公开了一种基于俯仰多视角的全景视场三维显示装置，包括柱面ＬＥＤ扫描屏、光阑阵列或柱透镜阵列、限光光学元件、转动装置。由内至外依次放置柱面ＬＥＤ扫描屏、光阑阵列或柱透镜阵列、限光光学元件三层结构。柱面ＬＥＤ扫描屏由多块ＬＥＤ阵列组成，由转动装置带动ＬＥＤ阵列旋转，显示整个柱面图像。柱面ＬＥＤ扫描屏的所有像素的光线经过光阑阵列或柱透镜阵列在垂直方向分成俯仰多个视区，所有像素水平方向的光线经过旋转的限光光学元件进行不同发光方向的扫描。本发明专利技术控制所有ＬＥＤ的水平方向和垂直方向的发光，经过一周３６０°的扫描，实现垂直方向俯仰多视角的三维图像，便于人们在不同高度位置、３６０°环绕多人观看。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三维显示装置，尤其涉及一种基于俯仰多视角的全景视场三维显示装置。
技术介绍
三维显示区别于二维显示就是要通过各种方法给观看者带来视觉上的深度感知，使其自然或不自然地获得画面中第三维度的信息，这种获取方式的自然与不自然对于观看者来说就有真三维与假三维(或者说准三维)的区别。三维显示技术发展到今天已经产生大量的成果，这些成果大致可以分为全息三维显示、体三维显示、体视三维显示等。全息技术能够产生非常逼真的空间效果，但是在动态显示方面它需要高分辨的空间光调制器以及超高速的数据处理系统，这两个因素极大地限制了这使这种技术的进步，使它目前还不能很好地进入实际应用。体三维显示按显示载体不同可以分为静态体三维显示和扫描体三维显示。静态体三维显示要求采用静态的显示载体且显示介质需要填充显示空间。这种显示方法中没有采用运动部件，系统稳定可靠，噪声很小。但是由于始终没有找到一种良好的显示介质，仍然存在三维体素数量小，能量损失大，无法进行连续空间扫描等问题。扫描体三维显示采用一个平面或者曲面进行360。的旋转。先将待显示的三维物体解析成二维图像，当屏幕运动到指定的位置时，显示相应的二维图像，利用人眼的视觉暂留效应构建出三维图像。目前已经出现了若干种基于此原理的装置，其中一些装置已经可以显示动态图像，具有水平和垂直视差，适合多人同时环绕观察。但是体三维显示存在最大的缺点，就是三维图像不可消隐，即，三维物体的前后面同时可见。这与我们平常视觉效果不一致，而且会引起前后视图的重叠从而导致混乱。 为了实现具有真实空间感且可消隐的三维显示技术，人们逐步发展了体视三维显示。体视三维从当初的需要戴偏振眼镜的视差型三维显示发展到裸眼观看的自体视三维显示。自体视三维显示又从只有两个视角图像到多视角平面三维显示屏，再发展今天的空间全景视场三维显示，一周视角可达到200个以上。空间视角的增加也大大地改善了三维显示的效果，更适合人眼观看。基于柱面扫描视角的三维显示装置，采用柱面光栅对柱面LED阵列进行空间的视角扫描，使得人们在水平方向上获得了准确的三维信息，同时在分辨率，刷新率和彩色范围上还具有很大的发展潜力。但是和大多数体视三维显示技术一样，它无法提供垂直方向上的三维信息，也就是说当人眼上下移动时，看到的内容是一样的，这就极大地限制了体视三维显示的应用，本专利技术很好地解决了这个问题，实现垂直不同高度视点的正确视图的三维显示。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于俯仰多视角的全景视场三维显示装置。 基于俯仰多视角的全景视场三维显示装置包括柱面LED扫描屏、光阑阵列、限光3光学元件和转动装置；在转动装置上从里到外依次设有柱面LED扫描屏、光阑阵列、限光光学元件，并由转动装置控制转动，柱面LED扫描屏、光阑阵列的转动方向与限光光学元件的转动方向相反，柱面LED扫描屏表面设有LED阵列，光阑阵列为狭缝光栅阵列或可控液晶的狭缝光栅阵列。 另一种基于俯仰多视角的全景视场三维显示装置包括柱面LED扫描屏、柱透镜阵列、限光光学元件和转动装置；在转动装置上从里到外依次设有柱面LED扫描屏、柱透镜阵列、限光光学元件，并由转动装置控制转动，柱面LED扫描屏、柱透镜阵列的转动方向与限光光学元件的转动方向相反，柱面LED扫描屏表面设有LED阵列，柱透镜阵列为由柱透镜、二元光学柱透镜或全息柱透镜组成的阵列。 所述的可控液晶的狭缝光栅阵列为液晶显示屏。所述的限光光学元件为垂直方向分布的狭缝光栅或柱透镜阵列。 本专利技术提出的一种基于俯仰多视角的全景视场三维显示装置，此三维显示装置不仅可以实现水平方向一周360°可观看的三维图像，并且在垂直方向可以实现多个视角方向。本专利技术结构简单，实现难度低，且能很好地实现彩色的全景视场三维显示，能很好地满足人们观察的要求。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是基于俯仰多视角的全景视场三维显示装置实施例1的结构示意图；图2是基于俯仰多视角的全景视场三维显示装置实施例2的结构示意图；图3是基于采用光阑阵列实现俯仰多视角方式1的原理示意图；图4是基于采用光阑阵列实现俯仰多视角方式2的原理示意图；图5是基于采用光阑阵列实现俯仰多视角方式3的原理示意图；图6是基于采用光阑阵列实现俯仰多视角1的方式4的原理示意图；图7是基于采用光阑阵列实现俯仰多视角2的方式4的原理示意图；图8是基于采用柱透镜阵列实现俯仰多视角方式1的原理示意图；图9是基于采用柱透镜阵列实现俯仰多视角方式2的原理示意图；图10是基于采用柱透镜阵列实现俯仰多视角方式3的原理示意图；图中，柱面LED扫描屏1、光阑阵列2、限光光学元件3、转动装置4、柱透镜阵列5、LED阵列6。具体实施例方式本专利技术公开了一种基于俯仰多视角的全景视场三维显示装置，包括柱面LED扫描屏、光阑阵列或柱透镜阵列、限光光学元件和转动装置。由内至外依次放置柱面LED扫描屏、光阑阵列或柱透镜阵列、限光光学元件三层结构。柱面LED扫描屏由多块LED阵列组成，所有LED阵列均匀分布于柱体的一周，由转动装置带动LED阵列旋转，显示整个柱面图像。每块LED阵列由多条线阵LED组成。柱面LED扫描屏的所有像素的光线经过光阑阵列或柱透镜阵列在垂直方向分成俯仰多个视区，所有像素水平方向的光线经过旋转的限光光学元件进行不同发光方向的扫描。本专利技术控制所有LED的水平方向和垂直方向的发光，经过一周360°的扫描，实现垂直方向俯仰多视角的三维图像，便于人们在不同高度位置、360。环 绕多人观看。本专利技术在垂直方向可以实现多个视角方向。结构简单，实现难度低，且能很好 地实现彩色的全景视场三维显示，能很好地满足人们观察的要求。 如图1所示，基于俯仰多视角的全景视场三维显示装置包括柱面LED扫描屏1、光 阑阵列2、限光光学元件3和转动装置4 ;在转动装置4上从里到外依次设有柱面LED扫描 屏1、光阑阵列2、限光光学元件3，并由转动装置4控制转动，柱面LED扫描屏1、光阑阵列 2的转动方向与限光光学元件3的转动方向相反，柱面LED扫描屏1表面设有LED阵列6， 光阑阵列2为狭缝光栅阵列或可控液晶的狭缝光栅阵列。可控液晶的狭缝光栅阵列为液晶 显示屏。限光光学元件(3)为垂直方向分布的狭缝光栅或柱透镜阵列。 令LED阵列6的数量为m，每秒的转速为n转/秒，则一周图像频率为m*n。每块 LED阵列6由多条线阵LED组成。限光光学元件3为垂直方向分布的狭缝光栅或柱透镜阵 列，对柱面LED扫描屏1进行每个LED水平发光角度的限制。采用狭缝光栅作为限光光学 元件3，通过狭缝光栅控制水平发光角，而旋转的狭缝光栅可以扫描多个水平视角，可以实 现水平方向360。视场的三维显示。采用柱透镜阵列作为限光光学元件3，当LED光源为小 角度发光时，只需要一个柱透镜阵列作为限光光学元件3 ;当LED光源为大角度发光时，一 般都要配置光阑阵列，采用光阑阵列与柱透镜阵列相组合作为限光光学元件3。每个LED发 射的光线通过柱透镜阵列或光阑阵列与柱透镜阵列组合控制其水平发光角，而旋转的柱透 镜阵列或光阑阵列与柱透镜阵列组合可以扫描多个水平视角，可以实现水平方向360°视 场的三维显示。 采用光阑阵列2实现俯仰多视角的全景视场三维显示有本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于俯仰多视角的全景视场三维显示装置，其特征在于包括柱面ＬＥＤ扫描屏（１）、光阑阵列（２）、限光光学元件（３）和转动装置（４）；在转动装置（４）上从里到外依次设有柱面ＬＥＤ扫描屏（１）、光阑阵列（２）、限光光学元件（３），并由转动装置（４）控制转动，柱面ＬＥＤ扫描屏（１）、光阑阵列（２）的转动方向与限光光学元件（３）的转动方向相反，柱面ＬＥＤ扫描屏（１）表面设有ＬＥＤ阵列（６），光阑阵列（２）为狭缝光栅阵列或可控液晶的狭缝光栅阵列。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李海峰，刘旭，柳迪，李帅，颜才杰，夏新星，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
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