CN106998458A - 一种基于3d视觉的裸眼显示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明设计了一种基于3D视觉的裸眼显示系统，包括3D图像合成单元，3D图像合成单元前端设置有对称设置的左眼成像透镜和右眼成像透镜；左眼成像透镜与3D图像合成单元之间的成像通路上设置有左通路实时取景摄像图和左通路反射棱镜组；右眼成像透镜与3D图像合成单元之间的成像通路上设置有右通路实时取景摄像图和右通路反射棱镜组；3D图像合成单元集成有CMOS芯片、场同步信号驱动单元及MCU微处理器；3D图像合成单元还集成有AV视频转换接头和HDMI视频转换接头；3D图像合成单元还集成有无线发送模块。本发明提高了3D视觉成像真实性和清晰度，有效改善了3D视觉成像获得视频的亮度、对比度、颜色及舒适度，提高了视觉体验。

Description

一种基于3D视觉的裸眼显示系统
技术领域
本发明涉及数字成像技术领域，具体涉及一种基于3D视觉的裸眼显示系统。
背景技术
3D视觉成像广泛应用于军事、交通建设、水利工程、生态研究、城市规划等领域，其基本原理是让左右眼分别看到具有水平视差的图像，从而模拟了真实环境人眼观看外界画面的情况。裸眼3D图像的合成原理可以分解为3个步骤：①图像获取阶段通过多个摄像机模拟人眼石到不同角度的场景画面，亦称为多视点图像，②多个裸眼相机的画面合成为一幅立体图像并输出在裸眼屏幕上输出显示，③裸眼屏幕上的图像像素被屏幕前方光栅以不同方向投影出去，从而在空间不同位置可石到被还原的不同视点画面，当人的左右眼分别看到了相邻视点的图像就可以感受到裸眼3D效果。
现有的3D视觉显示方案表现裸眼效果能力有限，人眼在裸眼效果可视区域内水平移动，画面会出现严重抖动，真实度较差，并让人产生眩晕，在多视点图像融合为立体图像时；在大场景展示场合，如果采用近距离聚焦以获得明显裸眼出屏效果，则多个相机观察角度会有较大差别，造成看到的远景画面差异过大，导致远景模糊。
基于上述分析，需要对现有的3D视觉成像系统进行改进，提高3D视觉成像真实性和清晰度，消除现有3D视觉成像系统在亮度、对比度、颜色、舒适度等成像品质上存在的缺陷。
发明内容
本发明提供一种基于3D视觉的裸眼显示系统，改变上述技术缺陷，提高3D视觉成像真实性和清晰度，有效改善3D视觉成像获得视频的亮度、对比度、颜色及舒适度，提高视觉体验。
为了实现本发明的目的，拟采用以下技术：
一种基于3D视觉的裸眼显示系统，其特征在于，结构包括3D图像合成单元(400)，3D图像合成单元(400)前端设置有对称设置的左眼成像透镜(100)和右眼成像透镜(200)；左眼成像透镜(100)和右眼成像透镜(200)分别通过场景端实时取景摄像图(300)连接至3D图像合成单元(400)；
所述左眼成像透镜(100)与3D图像合成单元(400)之间的成像通路上设置有左通路实时取景摄像图(101)和左通路反射棱镜组(102)；
所述右眼成像透镜(200)与3D图像合成单元(400)之间的成像通路上设置有右通路实时取景摄像图(201)和右通路反射棱镜组(202)；
所述左通路实时取景摄像图(101)、左通路反射棱镜组(102)和场景端实时取景摄像图(300)设于左眼成像透镜(100)与3D图像合成单元(400)之间，左眼成像透镜(100)、左通路实时取景摄像图(101)及左通路反射棱镜组(102)形成一路光轴；
所述右通路实时取景摄像图(201)、右通路反射棱镜组(202)和场景端实时取景摄像图(300)设于右眼成像透镜(200)与3D图像合成单元(400)之间，右眼成像透镜(200)、右通路实时取景摄像图(201)及右通路反射棱镜组(202)形成一路光轴；
所述3D图像合成单元(400)集成有CMOS芯片(300)、场同步信号驱动单元(402)及MCU微处理器(403)；
所述3D图像合成单元(400)还集成有AV视频转换接头(600)和HDMI视频转换接头(700)；
所述3D图像合成单元(400)还集成有无线发送模块(500)。
进一步，所述3D图像合成单元(400)通过无线发送模块(500)或HDMI视频转换接头(700)连接至裸眼3D显示屏。
进一步，所述3D图像合成单元(400)两侧端集成有环形光圈(800)，环形光圈(800)平行于右眼成像透镜(200)、右通路实时取景摄像图(201)及右通路反射棱镜组(202)形成光轴，或平行于右眼成像透镜(200)、右通路实时取景摄像图(201)及右通路反射棱镜组(202)形成的光轴。
进一步，所述左通路实时取景摄像图(101)为液晶显示式实时取景摄像图。
进一步，所述右通路实时取景摄像图(201)为液晶显示式实时取景摄像图。
进一步，所述场景端实时取景摄像图(300)为液晶显示式实时取景摄像图。
进一步，所述无线发送模块(500)为GPRS数据传输通路、WI-FI数据传输通路或蓝牙数据传输通路。
进一步，所述3D图像合成单元(400)集成有用于为环形光圈(800)及MCU微处理器(403)供电的薄膜发电单元。
进一步，所述3D图像合成单元(400)还集成有快插式视频存储器。
本发明提供了一种基于3D视觉的裸眼显示系统，与现有技术相比，有益效果在于：
1、本发明设计的基于3D视觉的裸眼显示系统，实现了3D影像及视频的高清模拟拍摄，极大简化了裸眼显示系统的结构，通过增加左通路反射棱镜组(102)和右通路反射棱镜组(202)，实现了对左眼成像透镜(100)与右眼成像透镜(200)在场景端实时取景摄像图(300)上成像间距的有效调节，提高3D视觉成像真实性和清晰度，有效改善3D视觉成像获得视频的亮度、对比度、颜色及舒适度，提高视觉体验。
2、本发明设计的基于3D视觉的裸眼显示系统，3D图像合成单元(400)集成有CMOS芯片(300)、场同步信号驱动单元(402)及MCU微处理器(403)；3D图像合成单元(400)还集成有AV视频转换接头(600)和HDMI视频转换接头(700)；3D图像合成单元(400)还集成有无线发送模块(500)，3D图像合成单元(400)通过无线发送模块(500)或HDMI视频转换接头(700)连接至裸眼3D显示屏；上述设计，有利于将获得的3D视频快速显示于裸眼3D显示屏，或通过无线发送模块(500)传送至诸如移动手机的移动显示终端上，适用度更好。
3、本发明设计的基于3D视觉的裸眼显示系统，3D图像合成单元(400)集成有用于为环形光圈(800)及MCU微处理器(403)供电的薄膜发电单元；3D图像合成单元(400)还集成有快插式视频存储器；上述设计集成的薄膜发电单元有利于提高设计的裸眼显示系统的运行时间，便于在野外探索及航天航海拍摄中应用；增加的快插式视频存储器有利于3D视频的查看、转送和备份。
附图说明
图1为本发明涉及的基于3D视觉的裸眼显示系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于3D视觉的裸眼显示系统，其特征在于，结构包括3D图像合成单元(400)，3D图像合成单元(400)前端设置有对称设置的左眼成像透镜(100)和右眼成像透镜(200)；左眼成像透镜(100)和右眼成像透镜(200)分别通过场景端实时取景摄像图(300)连接至3D图像合成单元(400)；
所述左眼成像透镜(100)与3D图像合成单元(400)之间的成像通路上设置有左通路实时取景摄像图(101)和左通路反射棱镜组(102)；
所述右眼成像透镜(200)与3D图像合成单元(400)之间的成像通路上设置有右通路实时取景摄像图(201)和右通路反射棱镜组(202)；
所述左通路实时取景摄像图(101)、左通路反射棱镜组(102)和场景端实时取景摄像图(300)设于左眼成像透镜(100)与3D图像合成单元(400)之间，左眼成像透镜(100)、左通路实时取景摄像图(101)及左通路反射棱镜组(102)形成一路光轴；
所述右通路实时取景摄像图(201)、右通路反射棱镜组(202)和场景端实时取景摄像图(300)设于右眼成像透镜(200)与3D图像合成单元(400)之间，右眼成像透镜(200)、右通路实时取景摄像图(201)及右通路反射棱镜组(202)形成一路光轴；
所述3D图像合成单元(400)集成有CMOS芯片(300)、场同步信号驱动单元(402)及MCU微处理器(403)；
所述3D图像合成单元(400)还集成有AV视频转换接头(600)和HDMI视频转换接头(700)；
所述3D图像合成单元(400)还集成有无线发送模块(500)。
作为改进，所述3D图像合成单元(400)通过无线发送模块(500)或HDMI视频转换接头(700)连接至裸眼3D显示屏。
作为改进，所述3D图像合成单元(400)两侧端集成有环形光圈(800)，环形光圈(800)平行于右眼成像透镜(200)、右通路实时取景摄像图(201)及右通路反射棱镜组(202)形成光轴，或平行于右眼成像透镜(200)、右通路实时取景摄像图(201)及右通路反射棱镜组(202)形成的光轴。
作为改进，所述左通路实时取景摄像图(101)为液晶显示式实时取景摄像图。
作为改进，所述右通路实时取景摄像图(201)为液晶显示式实时取景摄像图。
作为改进，所述场景端实时取景摄像图(300)为液晶显示式实时取景摄像图。
作为改进，所述无线发送模块(500)为GPRS数据传输通路、WI-FI数据传输通路或蓝牙数据传输通路。
作为改进，所述3D图像合成单元(400)集成有用于为环形光圈(800)及MCU微处理器(403)供电的薄膜发电单元。
作为改进，所述3D图像合成单元(400)还集成有快插式视频存储器。
与现有技术相比，本发明设计的基于3D视觉的裸眼显示系统，实现了3D影像及视频的高清模拟拍摄，极大简化了裸眼显示系统的结构，通过增加左通路反射棱镜组(102)和右通路反射棱镜组(202)，实现了对左眼成像透镜(100)与右眼成像透镜(200)在场景端实时取景摄像图(300)上成像间距的有效调节，提高3D视觉成像真实性和清晰度，有效改善3D视觉成像获得视频的亮度、对比度、颜色及舒适度，提高视觉体验。
本发明设计的基于3D视觉的裸眼显示系统，3D图像合成单元(400)集成有CMOS芯片(300)、场同步信号驱动单元(402)及MCU微处理器(403)；3D图像合成单元(400)还集成有AV视频转换接头(600)和HDMI视频转换接头(700)；3D图像合成单元(400)还集成有无线发送模块(500)，3D图像合成单元(400)通过无线发送模块(500)或HDMI视频转换接头(700)连接至裸眼3D显示屏；上述设计，有利于将获得的3D视频快速显示于裸眼3D显示屏，或通过无线发送模块(500)传送至诸如移动手机的移动显示终端上，适用度更好。
本发明设计的基于3D视觉的裸眼显示系统，3D图像合成单元(400)集成有用于为环形光圈(800)及MCU微处理器(403)供电的薄膜发电单元；3D图像合成单元(400)还集成有快插式视频存储器；上述设计集成的薄膜发电单元有利于提高设计的裸眼显示系统的运行时间，便于在野外探索及航天航海拍摄中应用；增加的快插式视频存储器有利于3D视频的查看、转送和备份。
本设计将传统的光学成像技术应用于3D视觉成像技术中，有效改善了3D视觉成像的固有缺陷，本发明在使用时，设计的基于3D视觉的裸眼显示系统可搭载于无人接系统、航海及航天拍摄设备中，可进行远程操控，运行周期长，真实性和清晰度大大提升。
按照以上描述，即可对本发明进行应用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于3D视觉的裸眼显示系统，其特征在于，结构包括3D图像合成单元(400)，3D图像合成单元(400)前端设置有对称设置的左眼成像透镜(100)和右眼成像透镜(200)；左眼成像透镜(100)和右眼成像透镜(200)分别通过场景端实时取景摄像图(300)连接至3D图像合成单元(400)；
所述左眼成像透镜(100)与3D图像合成单元(400)之间的成像通路上设置有左通路实时取景摄像图(101)和左通路反射棱镜组(102)；
所述右眼成像透镜(200)与3D图像合成单元(400)之间的成像通路上设置有右通路实时取景摄像图(201)和右通路反射棱镜组(202)；
所述左通路实时取景摄像图(101)、左通路反射棱镜组(102)和场景端实时取景摄像图(300)设于左眼成像透镜(100)与3D图像合成单元(400)之间，左眼成像透镜(100)、左通路实时取景摄像图(101)及左通路反射棱镜组(102)形成一路光轴；
所述右通路实时取景摄像图(201)、右通路反射棱镜组(202)和场景端实时取景摄像图(300)设于右眼成像透镜(200)与3D图像合成单元(400)之间，右眼成像透镜(200)、右通路实时取景摄像图(201)及右通路反射棱镜组(202)形成一路光轴；
所述3D图像合成单元(400)集成有CMOS芯片(300)、场同步信号驱动单元(402)及MCU微处理器(403)；
所述3D图像合成单元(400)还集成有AV视频转换接头(600)和HDMI视频转换接头(700)；
所述3D图像合成单元(400)还集成有无线发送模块(500)。
2.根据权利要求1所述的基于3D视觉的裸眼显示系统，其特征在于，所述3D图像合成单元(400)通过无线发送模块(500)或HDMI视频转换接头(700)连接至裸眼3D显示屏。
3.根据权利要求1所述的基于3D视觉的裸眼显示系统，其特征在于，所述3D图像合成单元(400)两侧端集成有环形光圈(800)，环形光圈(800)平行于右眼成像透镜(200)、右通路实时取景摄像图(201)及右通路反射棱镜组(202)形成光轴，或平行于右眼成像透镜(200)、右通路实时取景摄像图(201)及右通路反射棱镜组(202)形成的光轴。
4.根据权利要求1所述的基于3D视觉的裸眼显示系统，其特征在于，所述左通路实时取景摄像图(101)为液晶显示式实时取景摄像图。
5.根据权利要求1所述的基于3D视觉的裸眼显示系统，其特征在于，所述右通路实时取景摄像图(201)为液晶显示式实时取景摄像图。
6.根据权利要求1所述的基于3D视觉的裸眼显示系统，其特征在于，所述场景端实时取景摄像图(300)为液晶显示式实时取景摄像图。
7.根据权利要求1所述的基于3D视觉的裸眼显示系统，其特征在于，所述无线发送模块(500)为GPRS数据传输通路、WI-FI数据传输通路或蓝牙数据传输通路。
8.根据权利要求1所述的基于3D视觉的裸眼显示系统，其特征在于，所述3D图像合成单元(400)集成有用于为环形光圈(800)及MCU微处理器(403)供电的薄膜发电单元。
9.根据权利要求1所述的基于3D视觉的裸眼显示系统，其特征在于，所述3D图像合成单元(400)还集成有快插式视频存储器。
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