基于多投影机的超多视点立体显示系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于多投影机的超多视点立体显示系统,它支架、微型高清液晶面板组、微型柱透镜组、投影透镜组、菲涅尔透镜、显示屏、HDMI分配器、多角度图像控制单元、HDMI线、RS232串口线、微机,所述微型高清液晶面板组、微型柱透镜组、投影透镜组、菲涅尔透镜、显示屏按顺序分别平行竖置于支架上,其中显示屏离观察者最近;所述微型高清液晶面板组中的每块液晶面板分别位于每个柱透镜的焦平面上;所述投影透镜组中的每一个投影透镜与微型柱透镜组中的每个柱透镜对齐;所述显示屏置于所述菲涅尔透镜的焦平面上,最靠近观察者;所述微机通过RS232串口线连接多角度图像控制单元;所述多角度图像控制单元通过HDMI视频线连接HDMI分配器,所述HDMI分配器通过HDMI线连接微型高清液晶面板组。本实用新型运行可靠,成像亮度高,具有长景深、大观察范围和超多视点。
【专利说明】基于多投影机的超多视点立体显示系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于多投影机的超多视点立体显示系统,属于自由立体显示【技术领域】。
【背景技术】
[0002]人类直接感知到的世界是三维的,因此自然的三维显示器所呈现的影像应该是与人类视觉感知相吻合的,此类显示器不会带来视觉疲劳。具有9视点以上的自由立体显示器被称为超多视点立体显示器(Super Mult1-View, SMV),其特点是提供了更平滑的立体视差影像与更大的观察范围。
[0003]超多视点自由立体显示系统本质原理是拥有对同一场景或物体得多角度图像,通过扩展常规的自由立体显示方法将多角度图像最终融合成立体图像。欲在现有显示系统上增加视点数量需要大量投影阵列和超高分辨率平板显示器。
[0004]双目视差自由立体显示系统主要部件包括摄像头、视差挡板、背光光源、显示屏幕、支架等,摄像头拍摄同一场景或物体的不同角度,所得图像显示于屏幕上,视差挡板置于屏幕前,观察者通过视差挡板观察到立体图像。而普通多视点的自由立体显示系统则是将视差挡板换为透镜阵列,通过透镜改变光轴从而扩大视区。
[0005]上述方案虽然都实现了自由立体显示,但存在不足。双目视差自由立体显示系统中,观察者眼睛的焦点不是在图像而是在屏幕上,同时左右眼图像被挡板隔开,很容易产生视觉疲劳。而普通多视点自由立体显示系统成像深度有限,且光轴的改变容易导致图像运动视差不连续从而使最终三维图像不够真实。
实用新型内容
[0006]鉴于以上所述现有技术存在的问题和不足,本实用新型提供一种基于多投影机的超多视点立体显示系统。该系统采用微型液晶显示组与微型柱透镜组在增加视点数的同时保持图像亮度,并使用投影透镜组与菲涅尔透镜增加水平与垂直的观察范围,实现了长景深、大范围、超多视点的自由立体显示。
[0007]为达到上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
[0008]基于多投影机的超多视点立体显示系统,包括支架、微型高清液晶面板组、微型柱透镜组、投影透镜组、菲涅尔透镜、显示屏、HDMI分配器、多角度图像控制单元、HDMI线、RS232串口线、微机,其特征在于:
[0009](I)所述微型高清液晶面板组、微型柱透镜组、投影透镜组、菲涅尔透镜、显示屏按顺序分别平行竖置于支架上,其中显示屏离观察者最近;
[0010](2)所述微型柱透镜组由4个微型柱透镜以2*2的方式错层排列在同一个平面上组成,所述微型高清液晶面板组由4个微型高清面板以同样排列方式组成且每块液晶面板分别位于每个柱透镜的焦平面上;
[0011](3)所述投影透镜组中的每一个投影透镜与微型柱透镜组相同的形式排列且每个投影透镜分别与每个柱透镜对齐,同时每个投影透镜在水平方向上相接壤;
[0012](4)所述显示屏置于所述菲涅尔透镜的焦平面上,最靠近观察者;
[0013](5)所述菲涅尔透镜与所述投影透镜组间隔的距离,使来自液晶面板组的图像能够叠加于菲涅尔透镜的成像中心。
[0014](6)所述微机通过RS232串口线连接多角度图像控制单元;所述多角度图像控制单元通过HDMI视频线连接HDMI分配器,所述HDMI分配器通过HDMI线连接微型高清液晶面板组。
[0015]多角度图像控制单兀由Virtex-6 FPGA (Field — Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)、SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory,视频图形阵列)、NAND flash (NAND闪存)、RS232收发模块、HDMI接口、电源管理等模块组成。
[0016],计算机通过RS232接口与多角度图像控制单元进行通信,多角度图像控制单元将图像通过HDMI接口传输给HDMI分配器将信号分流后分别传给每一个微型高清液晶面板。
[0017]本实用新型与现有技术相比较,具有以下显而易见的实质性特点和技术进步:
[0018]本实用新型与常规多角度自由立体显示系统相比,由于采用微型高清液晶显示面板组、微型柱透镜组,其图像亮度良好且视点超多,且投影透镜组与菲涅尔透镜分别在水平和垂直方向扩大了成像范围。
[0019]本实用新型运行可靠,成像亮度高,具有长景深、大观察范围和超多视点。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1基于多投影机的超多视点立体显示系统结构示意图。
[0021]图2基于Virtex-6的多角度图像控制单元结构框图。
【具体实施方式】
[0022]本实用新型的优选实施例结合附图详述如下:
[0023]实施例一:
[0024]参见图1,本基于基于多投影机的超多视点立体显示系统,包括支架1、微型高清液晶面板组2、微型柱透镜组3、投影透镜组4、菲涅尔透镜5、显示屏6、HDMI分配器7、多角度图像控制单元8、HDMI线9、RS232串口线10和微机11,其特征在于:
[0025](I)所述微型高清液晶面板组2、微型柱透镜组3、投影透镜组4、菲涅尔透镜5、显示屏6按顺序分别平行竖置于支架I上,其中显示屏6离观察者最近;
[0026](2)所述微型高清液晶面板组2中的每块液晶面板分别位于微型柱透镜组3中每个柱透镜的焦平面上;
[0027](3)所述投影透镜组4中的每个投影透镜分别与所述微型柱透镜组3中的每个柱透镜对齐;
[0028](4)所述显示屏6置于所述菲涅尔透镜5的焦平面上,最靠近观察者;
[0029](5)所述菲涅尔透镜5与所述投影透镜组4间隔的距离,使来自微型高清液晶面板组2的图像能够叠加于菲涅尔透镜5的成像中心。
[0030](6)所述微机11通过RS232串口线10连接多角度图像控制单元8 ;所述多角度图像控制单元8通RS232线连接HDMI分配器7,所述HDMI分配器7通过HDMI线9连接微型闻清液晶面板组2。
[0031]实施例二:
[0032]本实施例与实施例一基本相同,特别之处是:所述微型柱透镜组3由4个参数完全相同的微型柱透镜组成,其中微型柱透镜以2*2的方式错层排列于同一平面;微型高清液晶面板组2中每块液晶面板参数相同且与微型柱透镜组3排列相同,分辨率为1920*1080 ;投影透镜组4中每块投影透镜参数相同与微型柱透镜组3排列相同,且每块投影透镜在水平方向上相接壤;投影透镜组4与菲涅尔透镜5间隔的距离,使来自液晶面板组2的图像叠加于菲涅尔透镜5成像中心的同一个位置。
[0033]实施例三:
[0034]本实例结合【专利附图】
【附图说明】如下:参见图1,本基于多投影机的超多视点立体显示系统,包括支架1、微型高清液晶面板组2、微型柱透镜组3、投影透镜组4、菲涅尔透镜5、显示屏
6,HDMI分配器7、多角度图像控制单元8、HDMI线9、RS232串口线10、微机11,其特征在于:
[0035]所述微型高清液晶面板组2、微型柱透镜组3、投影透镜组4、菲涅尔透镜5、显示屏6按顺序分别安置于支架I上,其中显示屏6离观察者最近;所述微型高清液晶面板组2位于微型柱透镜组3的焦平面上;所述透镜阵列组4与所述微型柱透镜组3对齐;所述显示屏6置于所述菲涅尔透镜5的焦平面上,最靠近观察者;所述微机11通过RS232串口线10连接多角度图像控制单元8 ;所述多角度图像控制单元8通过HDMI线9连接HDMI分配器7,所述HDMI分配器7通过HDMI线9连接微型高清液晶面板组2。
[0036]微型柱透镜组由4个参数完全相同的微型柱透镜组成,其中柱透镜以2*2的方式错层排列于同一平面;微型高清液晶面板组中每块液晶面板参数相同且与微型柱透镜组排列相同;投影透镜组中每块投影透镜参数相同与微型柱透镜组排列相同,且每块投影透镜在水平方向上相接壤。
[0037]投影透镜组与菲涅尔透镜间隔一定距离,使来自液晶面板组的图像叠加于菲涅尔透镜成像中心的同一个位置。
[0038]微机11将多角度图像通过RS232串口线10传给多角度图像控制单元8,图像经过处理之后通过HDMI线9传输给HDMI分配器7,微型高清液晶显示组2通过HDMI线9接收来自于HDMI分配器7的图像信号,所有图像通过柱透镜组3和投影透镜组4叠加于菲涅尔透镜5的成像中心,最终通过显示屏6在观察区呈现三维图像。
[0039]微型高清液晶显示面板组中的每块面板参数相同,分辨率为1920*1080。
[0040]图2示出多角度图像控制单元由Virtex-6 FPGA、SDRAM、NAND flash、HDM接口、RS232串口收发模块和电源管理等模块组成,计算机通过RS232接口与多角度图像控制单元进行通信,多角度图像控制单元将处理过的图像通过HDMI接口传给HDMI分配器从而传输给微型高清液晶显示面板组并且实时控制显示系统的运作。
【权利要求】
1.基于多投影机的超多视点立体显示系统,包括支架(1)、微型高清液晶面板组(2)、微型柱透镜组(3)、投影透镜组(4)、菲涅尔透镜(5)、显示屏(6)、HDMI分配器(7)、多角度图像控制单元(8)、册10线(9)、1?232串口线(10)和微机(11),其特征在于: (1)所述微型高清液晶面板组(2)、微型柱透镜组(3)、投影透镜组(4)、菲涅尔透镜(5)、显示屏(6)按顺序分别平行竖置于支架(1)上,其中显示屏(6)离观察者最近; (2)所述微型高清液晶面板组(2)中的每块液晶面板分别位于微型柱透镜组(3)中每个柱透镜的焦平面上; (3)所述投影透镜组(4)中的每个投影透镜分别与所述微型柱透镜组(3)中的每个柱透镜对齐; (4)所述显示屏(6)置于所述菲涅尔透镜(5)的焦平面上,最靠近观察者; (5)所述菲涅尔透镜(5)与所述投影透镜组(4 )间隔的距离,使来自微型高清液晶面板组(2)的图像能够叠加于菲涅尔透镜(5)的成像中心; (6)所述微机(11)通过RS232串口线(10)连接多角度图像控制单元(8);所述多角度图像控制单元(8)通RS232线连接HDMI分配器(7),所述HDMI分配器(7)通过HDMI线(9)连接微型高清液晶面板组(2 )。
2.根据权利要求1所述的基于多投影机的超多视点立体显示系统,其特征在于所述微型柱透镜组(3)由4个参数完全相同的微型柱透镜组成,其中微型柱透镜以2*2的方式错层排列于同一平面;微 型高清液晶面板组(2)中每块液晶面板参数相同且与微型柱透镜组(3)排列相同,分辨率为1920*1080 ;投影透镜组(4)中每块投影透镜参数相同与微型柱透镜组(3)排列相同,且每块投影透镜在水平方向上相接壤;投影透镜组(4)与菲涅尔透镜(5)间隔的距离,使来自液晶面板组(2)的图像叠加于菲涅尔透镜(5)成像中心的同一个位置。
【文档编号】H04N13/04GK203775346SQ201420133725
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】田丰, 汪浩 申请人:上海大学