CN105278034B - 一种内球形图像放大导像屏 - Google Patents

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Abstract

一种内球形图像放大导像屏，属于仿真显示技术领域。包括前端透光层、内球形光纤传导层和后端内球形成像层；内球形光纤传导层的平面紧贴在前端透光层上，后端内球形成像层是喷镀在内球形光纤传导层内球面上的漫反射层。优点在于：依据眼睛生态学原理设计，完全符合人眼的观看习惯，可以使人对画面产生沉浸感。

Description

一种内球形图像放大导像屏
技术领域
本发明属于仿真显示技术领域，特别是提出了一种内球形图像放大导像屏，在作战指挥、虚拟现实、游戏显示等场所，有非常广泛的用途。
背景技术
沉浸式显示是利用人眼的视觉特性，采用视场还原的方法，使显示面呈内球形面显示，图像各像素点与人的视网膜等距，在不改变人双眼观看习惯的前提下，同时具有将平面图像还原为摄像机和人眼观看到的图像，通过内球形面的深度使画面自然形成有前后距离感和有一定深度的画面。内球形沉浸式的显示，不仅使人有融入画面图像的沉浸式感受，而且可以减少因头部和腰部的长时间扭曲所造成的对颈部和腰部的伤害，对头颈部和腰部的健康也有非常积极的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内球形图像放大导像屏。
本发明的原理利用光纤的导光原理，将显示器图像的像素经导光光纤导入到另一个内球形的显示面上。其内球形是依据眼睛生态学原理和观看者眼睛距离内球形显示面的距离而确定的。
本发明包括前端透光层1、内球形光纤传导层2和后端内球形成像层3，如图1所示；内球形光纤传导层2的平面紧贴在前端透光层1上，后端内球形成像层3是喷镀在内球形光纤传导层2内球面上的漫反射层。其中内球形图像放大导像屏的前端透光层1和光纤传导层2采用专利ZL 200710176403.1《一种导光图像放大屏幕》的方法和原理制造。即：将长度完全一致的30～10000mm的光纤紧密排列在要求尺寸的屏幕框架内，光纤之间可以用胶固定也可以不用胶固定，箍紧后对光纤头平面进行整体抛光，光纤头直接做成平镜，粘贴前端透光层和后端透光层后，像素光线束经光纤传导后在平镜后形成发散的点光源，像素点光源的发散角大，光线在屏幕的后端透光层内成像，制造成的屏幕的视角也比较大。采用该方法，光纤之间如果已用胶连接固定的话，可以省略屏幕的前端透光层，用该方法制造的屏幕，具有在屏幕内成像的透射屏幕特点。
后端内球形成像层3是通过在内球形光纤传导层2的表面喷镀漫反射层而形成，在内球形图像放大导像屏喷镀漫反射层导致内球形图像放大导像屏的对比度不够时，通过在喷镀材料中添加黑色素的方法增加内球形图像放大导像屏的对比度。
内球形光纤传导层2的结构如图2所示，其靠近前端透光层1的面为平面，其靠近后端内球成像层3的面为内球形。其中内球形的曲率半径或是以观看者眼睛距离内球形导像屏球心的距离设定，或是根据使用者的要求定制特殊的曲率半径。曲率半径可选范围为0.5～10米。
内球形光纤传导层2具体实施方法一：采用等长度光纤，将光纤排列到内球形曲率相同的凸模(或阳模)内作为光纤排列时的底模，直接排列出内球形表面，粘接成为一个整体之后，再将凸出的多余部分切除，形成一面是平面、一面是内球形的光纤传导层2，如图3所示。
内球形光纤传导层2具体实施方法二：同样先采用专利ZL 2007 10176403.1的方法制成厚度达到内球形光纤传导层厚度的光纤传导层21。然后采用机械加工的方法在前后两面平行切割成平面等厚度光纤传导层22，再在后面直接挖出内球形表面，形成一面是平面、一面是内球形的光纤传导层2。如图4所示。
本发明的优点在于：依据眼睛生态学原理设计，完全符合人眼的观看习惯，可以使人对画面产生沉浸感。
附图说明
图1：内球形图像放大导像屏组成：前端透光层1、内球形光纤传导层2、后端内球形成像层3。
图2：内球形光纤传导层2结构图。
图3：内球形光纤传导层2具体实施方法一示意图，如图示意将凸出的多余部分切除，形成一面是平面、一面是内球面的内球形光纤传导层。
图4：内球形光纤传导层2具体实施方法二示意图，厚度达到内球形光纤传导层厚度的直接排列的光纤传导层21，采用机械加工的方法在前后两面平行切割，成平面等厚度光纤传导层22，再在后面直接挖出内球表面，形成一面是平面、一面是内球面的内球形光纤传导层2。
具体实施方式
根据图1～4为本发明的一种具体实施方式。
本发明由前端透光层1、内球形光纤传导层2和后端内球形成像层3组成，内球形光纤传导层2的平面紧贴在前端透光层1上，后端内球形成像层3是喷镀在内球形光纤传导层2内球面上的漫反射层。其中内球形图像放大导像屏的前端透光层1和光纤传导层2采用专利ZL 200710176403.1《一种导光图像放大屏幕》的方法和原理制造。(即：将长度完全一致的30～10000mm的光纤紧密排列在要求尺寸的屏幕框架内，光纤之间可以用胶固定也可以不用胶固定，箍紧后对光纤头平面进行整体抛光，光纤头直接做成平镜，粘贴前端透光层和后端透光层后，像素光线束经光纤传导后在平镜后形成发散的点光源，像素点光源的发散角大，光线在屏幕的后端透光层内成像，制造成的屏幕的视角也比较大。采用该方法，光纤之间如果已用胶连接固定的话，可以省略屏幕的前端透光层，用该方法制造的屏幕，具有在屏幕内成像的透射屏幕特点。)
后端内球形成像层3是通过在光纤传导层2的表面喷镀漫反射层而形成。在内球形图像放大导像屏喷镀漫反射层导致内球形图像放大导像屏的对比度不够时，通过在喷镀材料中添加黑色素的方法增加内球形图像放大导像屏的对比度。
内球形光纤传导层2的结构如图2所示，其靠近前端透光层1的面为平面，其靠近后端成像层的面为内球形。其中内球形的曲率半径或是以观看者眼睛距离内球形导像屏球心的距离设定，或是根据使用者的要求定制特殊的曲率半径。曲率半径可选范围为0.5～10米。
内球形光纤传导层2具体实施方法一：采用等长度光纤，将光纤排列到内球形曲率相同的凸模(或阳模)内作为光纤排列时的底模，直接排列出内球形表面，粘接成为一个整体之后，再将凸出的多余部分切除，形成一面是平面、一面是内球面的内球形光纤传导层，如图3所示。
内球形光纤传导层2具体实施方法二：同样先采用专利ZL 2007 10176403.1的方法制成厚度达到内球形光纤传导层厚度的光纤传导层21，然后采用机械加工的方法在前后两面平行切割成平面等厚度光纤传导层22，再在后面直接挖出内球形表面，形成一面是平面、一面是内球面的内球形光纤传导层2。如图4所示。

Claims (1)

1.一种内球形图像放大导像屏，其特征在于，包括前端透光层(1)、内球形光纤传导层(2)、后端内球形成像层(3)，内球形光纤传导层(2)的平面紧贴在前端透光层(1)上，后端内球形成像层(3)是喷镀在内球形光纤传导层(2)内球面上的漫反射层；
内球形图像放大导像屏的前端透光层(1)和内球形光纤传导层(2)的制造是将长度完全一致的30～10000mm的光纤紧密排列在要求尺寸的屏幕框架内，光纤之间用胶固定或不用胶固定，箍紧后对光纤头平面进行整体抛光，光纤头直接做成平镜，粘贴前端透光层和后端透光层后，像素光线束经光纤传导后在平镜后形成发散的点光源，像素点光源的发散角大，光线在屏幕的后端透光层内成像，制造成的屏幕的视角也比较大；
所述的内球形光纤传导层(2)的结构为靠近前端透光层(1)的面为平面，其靠近后端成像层(3)的面为内球形；其中内球形的曲率半径范围为0.5～10米；
内球形光纤传导层(2)采用等长度光纤，将光纤排列到内球形曲率相同的凸模或阳模内作为光纤排列时的底模，直接排列出内球形表面，粘接成为一个整体之后，再将凸出的多余部分切除，形成一面是平面、一面是内球形的光纤传导层(2)；
所述的后端内球形成像层(3)是通过在内球形光纤传导层(2)的內球面喷镀漫反射层而形成，在内球形图像放大导像屏喷镀漫反射层导致内球形图像放大导像屏的对比度不够时，通过在喷镀材料中添加黑色素的方法增加内球形图像放大导像屏的对比度。
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