动态立体与全息显示器的制造方法与工艺

动态立体与全息显示器本申请要求2012年10月23日递交的申请号为201220572083.8、发明名称为“动态立体与全息显示器”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。技术领域本发明涉及显示器技术领域，尤其涉及动态立体与全息显示器。

背景技术：
目前传统的3D影像在荧幕上有两组图像(来源于在拍摄时的互成角度的两台摄影机)，观众必须戴上偏光镜才能消除重影(让一只眼只接受一组图像)，形成视差(parallax)，产生立体感。利用自动立体显示(AutoSterocopic)技术，即所谓的“真3D技术”，就不用戴上眼镜来观看立体影像。这种技术利用所谓的“视差栅栏”，使两只眼睛分别接受不同的图像，来形成立体效果。然而现有技术中无论哪种方式都不能显示真正的全息图像。

技术实现要素：
本发明实施例提供一种动态立体与全息显示器，用以显示动态立体与全息图像，直接反映物体真实的不同侧面，该动态立体与全息显示器包括：图像采集点阵、编码器、显示面板和阻光矩阵；所述图像采集点阵中每一采集点采集一幅图像；所述编码器，用于将所述图像采集点阵中各采集点采集的图像提供给所述显示面板进行显示，其中将每一采集点采集的图像提供给所述显示面板的对应区块分别进行显示；所述显示面板，用于在各区块显示相应的图像；所述阻光矩阵，设于所述显示面板之前，用于在所述编码器的控制下，限制所述显示面板上指定区块发出的光线射出；所述阻光矩阵是有阻光态与透光状两种状态的点阵面板；所述阻光矩阵上的像素点对应于所述显示面板上的各区块进行排列；所述阻光矩阵上的像素点为阻光态时，阻挡所述显示面板上相应区块的光线射出；所述阻光矩阵上的像素点为透光态时，容许所述显示面板上相应区块的光线射出。一个实施例中，所述阻光矩阵上的像素点依次从阻光态变化为透光态完成的时间在视觉留影时间以内。一个实施例中，所述显示面板与所述阻光矩阵之间的距离根据成像角度、采集的图像分辨率、所述显示面板的屏幕刷新频率和分辨率确定。一个实施例中，所述显示面板上各区块水平和/或垂直阵列排列。一个实施例中，所述图像采集点阵包括虚拟渲染中的采集点，或实际环境中的采集点。一个实施例中，所述图像采集点阵中的采集点的排列方式为如下方式之一：只在水平方向上排列；只在垂直方向上排列；同时在水平和垂直两个方向上排列；以球形方式排列；以曲线方式排列。一个实施例中，所述图像采集点阵还用于通过插值运算的方式弥补缺省图像，或通过构建虚拟3D模型并以图像渲染的方式给每一采集点附以图像。一个实施例中，所述的动态立体与全息显示器还包括：图像采集与压缩器，用于将所述图像采集点阵中各采集点采集的图像进行图像压缩处理后，提供给所述编码器。本发明实施例中的动态立体与全息显示器可以显示动态立体与全息图像，直接反映物体真实的不同侧面，其结构简单合理，且性能良好、操作方便、经济实用。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本发明实施例中动态立体与全息显示器的示意图；图2为本发明实施例中观察角度变化时观看的图像变化示意图；图3为本发明实施例中动态立体与全息显示器图像采集的原理图；图4为本发明实施例中动态立体与全息显示器图像显示的原理图；图5为本发明实施例中动态立体与全息显示器单方向图像采集的原理图；图6为本发明实施例中动态立体与全息显示器图像显示的原理图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。为了显示动态立体与全息图像，直接反映物体真实的不同侧面，本发明实施例提供一种结构简单合理，且性能良好、操作方便、经济实用的动态立体与全息显示器。图1为本发明实施例中动态立体与全息显示器的示意图。如图1所示，本发明实施例中动态立体与全息显示器可以包括：图像采集点阵101、编码器102、显示面板103和阻光矩阵104；图像采集点阵101中每一采集点采集一幅图像；编码器102，用于将图像采集点阵101中各采集点采集的图像提供给显示面板103进行显示，其中将每一采集点采集的图像提供给显示面板103的对应区块分别进行显示；显示面板103，用于在各区块显示相应的图像；阻光矩阵104，设于显示面板103之前，用于在编码器102的控制下，限制显示面板103上指定区块发出的光线射出。再如图1所示，在具体实施时，本发明实施例中动态立体与全息显示器还可以包括：图像采集与压缩器105，用于将图像采集点阵101中各采集点采集的图像进行图像压缩处理后，提供给编码器102。此外，图1中还示出了图像源106(比如景物)和数据传输线缆106，其中数据传输线缆106连接图像采集点阵101和图像采集与压缩器105，连接图像采集与压缩器105和编码器102，连接编码器102与显示面板103，连接编码器102和阻光矩阵104。具体实施时，显示面板上可以分区块，各区块可以同时在水平方向和垂直方向上阵列排列，也可以单独在水平方向上阵列排列，也可以单独在垂直方向上阵列排列。在图像采集点阵中每一采集点采集一幅图像后，编码器将图像采集点阵中各采集点采集的图像提供给显示面板进行显示，其中将每一采集点采集的图像提供给显示面板的对应区块分别进行显示。显示面板在各区块显示相应的图像。具体实施时，通过显示面板与阻光矩阵的配合，可以实现对特定角度光线色彩特性的控制。阻光矩阵可以是有阻光态与透光状两种状态的点阵面板；阻光矩阵上的像素点可以对应于显示面板上的各区块进行排列；在阻光矩阵上的像素点为阻光态时，阻挡显示面板上相应区块的光线射出；在阻光矩阵上的像素点为透光态时，容许显示面板上相应区块的光线射出。具体实施时，显示面板所显示图像被阻光矩阵阻挡，在阻光矩阵上像素点由阻光态变化透光态时，观察者在可视角度范围之内，透过该透光态的像素点可以看到显示面板上对应区块显示的图像，实施时如果观察角度变化，通过阻光矩阵上透光态的像素点看到的显示面板上对应区块也会发生变化。图2为本发明实施例中观察角度变化时观看的图像变化示意图。如图2所示，假设在时刻1观察者处于观察点1的位置，此时，透过阻光矩阵上透光态的像素点1、2，可看到显示面板上区块1、2所显示的图像；若在时刻2处于观察点2的位置，此时，透过阻光矩阵上透光态的像素点1、2，可看到显示面板上区块3、4所显示的图像。由此可见，本发明实施例的动态立体与全息显示器，可以在可视范围以内，通过阻光矩阵上的每一个像素点控制显示面板在不同角度射出的光线。具体实施时，阻光矩阵上的逐个像素点重复从阻光态变化为透光态的过程，并且阻光矩阵上的像素点依次从阻光态变化为透光态完成的时间在视觉留影时间以内时，可还原出较佳的动态立体与全息图像。实施时，在编码器的控制下阻光矩阵的特定像素点变为透光态容许光线穿过，此时可观察到显示面板显示特定图像，显示面板上的区块与阻光矩阵上相应的透光态像素点可以确定该方向光线的强度与色彩特性，显示面板每一个区块都可以与阻光矩阵上透光态的像素点对应一个角度，阻光矩阵上的像素点依次变化为透光态完成的时间在视觉留影时间之内，即完成一个全息画面的频率至少是视觉留影所需帧数，这样即可形成较为流畅的动态立体与全息图像。具体实施时，对显示面板而言，虽然描述为面板但并不意味着暗示其形状被局限于方形，事实上其形状可以是任意需要形状，包括圆形、多边形、不规则形状与曲线外形等，同样的，阻光矩阵也可以实现为不同形状。显示面板与阻光矩阵一般平行放置，此处虽然被描述为平行放置，但并不意味着其对应位置关系为直线平行，也可以是曲线平行以及折线平行，所谓平行是表示两者总体的基本位置关系，不能被严格理解为绝对的平行。显示面板与阻光矩阵之间有一定的距离，该距离可以根据成像角度、采集的图像分辨率、显示面板的屏幕刷新频率和分辨率等因素确定。实施时也可以在阻光矩阵前面或后面放置其他光学元件，以改善显示质量与者显示特性。实施时，显示面板上的一区块可以是一像素，显示面板与阻光矩阵可以具有1280×1024像素的分辨率，也可以使用其他分辨率，像素可以是几微米直径，像素的大小可以是统一的，这取决于具体实施过程中的工艺，当像素点被描述为具有直径，这并不意味着暗示一个像素点被限制是圆形或接近圆形的形状，该像素点可以是任何形状例如圆形、椭圆形、矩形、正方形和近方形。具体实施时，图像采集点阵采集多幅图像，图像采集与压缩器对图像进行压缩处理，获得动态立体与全息图像数据。图像采集点阵中每一采集点采集一幅图像，例如，景物通过图像采集点阵采集到与每一个采集点对应的一幅图像，这些图像通过数据传输线缆传输到图像采集与压缩器，然后通过数据传输线缆传输到编码器。图像采集点阵通过在空间或者虚拟空间布置图像采集点，获得图像。具体实施时，图像采集点阵可以包括虚拟渲染中的采集点，也可以包括实际环境中的采集点。图像采集点阵中采集点的排列方式可以有多种，例如可以只在水平方向上排列，或者可以只在垂直方向上排列，又或者可以同时在水平和垂直两个方向上排列，实施时还可以以球形方式排列，或者以曲线方式排列。具体实施时，在所需点阵比实际采集点多的时候，图像采集点阵还可以用于通过插值运算的方式弥补缺省图像，或者，也可以通过构建虚拟3D模型并以图像渲染的方式给每一采集点附以图像。图3为本发明实施例中动态立体与全息显示器图像采集的原理图。如图3所示，通过图像采集点阵101对景物106进行图像采集，每一个位置的采集点采集到一幅图像。图4为本发明实施例中动态立体与全息显示器图像显示的原理图。如图4所示，图像在编码器的控制下显示在显示面板103的相应区块上，各区块在显示面板103上同时在水平方向和垂直方向上阵列排列。阻光矩阵104上对应于显示面板区块位置的像素点401变化为透光态，使得显示面板103上相应区块402的图像透过阻光矩阵104的该像素点401射出，从而还原动态立体与全息图像。图5为本发明实施例中动态立体与全息显示器单方向图像采集的原理图。如图5所示，通过单方向图像采集点阵101可以对景物106进行图像采集，每一个位置的采集点采集到一幅图像。图6为本发明实施例中动态立体与全息显示器图像显示的原理图。如图6所示，图像在编码器的控制下显示在显示面板103的相应区块上，各区块在显示面板103上水平或垂直阵列排列(图6中为单独在垂直方向上阵列排列)。阻光矩阵104上对应于显示面板103区块位置的像素点601(呈条状)变化为透光态，使得显示面板103上相应区块602的图像透过阻光矩阵104的该像素点601射出，从而还原动态立体与全息图像。综上所述，本发明实施例中的动态立体与全息显示器可以显示动态立体与全息图像，直接反映物体真实的不同侧面，其结构简单合理，且性能良好、操作方便、经济实用。并且，本发明实施例中的动态立体与全息显示器所显示的动态立体与全息图像，最大视角较大，像素利用充分有效。本发明实施例中的动态立体与全息显示器可应用于各种类型的显示器，例如阴极射线管显示器、液晶显示器、等离子显示器、以及背投显示器等。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。