CN112630988A - 一种反射式高清双目3d显示系统 - Google Patents

Abstract

一种反射式高清双目3D显示系统属于3D显示与光电技术领域，目的在于解决现有技术存在的问题。本发明包括：系统外壳，系统外壳为中空的壳体结构，一个侧面中间位置对称设置有两个窗口；对应窗口位置设置的目视系统，目视系统包括两个目镜系统；设置在系统外壳内的图像显示系统，图像显示系统和外部图像采集源连接，通过图像显示系统显示目标物体不同视角的图像；以及设置在系统外壳内部的反射镜系统，通过反射镜系统分别将图像显示系统不同视角的图像分别反射进入目视系统。本发明不损失屏幕分辨率和亮度，不存在图像闪烁，浸入感强，可真正实现无眩晕感的高清3D显示，解决了目前3D显示技术中存在的眩晕感强、亮度低、无法实现高清显示等问题。

Description

一种反射式高清双目3D显示系统

技术领域

本发明属于3D显示与光电技术领域，具体涉及一种反射式高清双目3D显示系统。

背景技术

3D显示技术是能够表现出画面深度感和层次感的多媒体技术，使人在观看时更加有真实感，突破了传统平面显示技术只能显示二维图像信息缺少场景中物体深度信息的缺陷。经过几十年的研究和发展，如今3D显示技术逐渐走向成熟，并且越来越多地被应用在各种领域中，如工业设计和建筑设计；军事上的模拟驾驶系统；医疗方面的立体显示手术、远程医疗诊断、体内成像、体内造影等；商业领域的3D电影、3D游戏以及立体广告、立体展览等。因此，3D显示技术是面向未来的技术发展方向之一。

目前的3D显示技术主要有以下几种：色差式、偏振式、快门式以及裸眼3D显示。色差式3D显示技术为最早期的也是较为初级的3D显示方式，该方式需要观察者佩戴色差式滤光片眼镜，也就是通常所说的红蓝眼镜、红绿眼镜等。该方式虽然成本低廉，但是立体效果差，眩晕感强，已经跟不上用户体验需求。偏振式3D显示需要结合偏振显示屏和偏振眼镜进行体验，观察者左右眼通过偏振眼镜接收到偏振显示屏呈现的目标物体不同视角的两幅偏振图像，经过大脑进行信息融合。偏振式图像效果远好于色差式，但由于其技术特点导致图像分辨率减半，画面亮度也有所降低，而且专业的偏振显示器价格也比较昂贵，技术成本较高。快门式立体显示技术通过将一帧图像拆分为分别对应左眼和右眼的两帧图像，并将两帧图像在屏幕上连续交替地显示，再经过大脑融合实现3D视觉体验。该方式立体效果突出，但闪烁感强，且眼镜笨重，体验舒适度差。裸眼3D显示技术最大亮点在于不需要佩戴立体眼镜，然而该技术在分辨率、可视距离、可视角度等诸多方面仍有很多不足之处，在技术开发和用户体验方面仍需完善。

发明内容

本发明的目的在于提出一种反射式高清双目3D显示系统，解决现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明的一种反射式高清双目3D显示系统包括：

系统外壳，所述系统外壳为中空的壳体结构，一个侧面中间位置对称设置有两个窗口；

对应窗口位置设置的目视系统，所述目视系统包括两个目镜系统；

设置在所述系统外壳内的图像显示系统，所述图像显示系统和外部图像采集源连接，通过图像显示系统显示目标物体不同视角的图像；

以及设置在所述系统外壳内部的反射镜系统，通过反射镜系统分别将图像显示系统不同视角的图像分别反射进入目视系统。

所述图像显示系统包括两个高清显示屏，两个所述高清显示屏关于两个窗口对称设置。

所述反射镜系统包括两套反射镜，两套所述反射镜关于两个窗口对称设置，两套所述反射镜分别反射两个高清显示屏的图像进入两个目镜系统。

所述反射镜的面型精度高于λ/10。

所述系统外壳内表面涂黑处理。

所述系统外壳内表面涂有遮光漆或消光漆。

本发明的有益效果为：本发明的一种反射式高清双目3D显示系统，该系统采用两个高清显示屏分别接收目标物体的不同视角的两幅图像，通过反射系统将带有视差的两幅图像分别通过两个目视系统传递至观察者左右眼，再通过大脑融合实现3D视觉体验。该系统不损失屏幕分辨率和亮度，不存在图像闪烁，浸入感强，可真正实现无眩晕感的高清3D显示,解决了目前3D显示技术中存在的眩晕感强、亮度低、无法实现高清显示等问题。本发明尤其适用于临床医疗领域的内窥镜手术和显微手术等，能够带给医生高还原度的立体感和强烈的真实感，从而提高手术效率。

附图说明

图1为本发明的一种反射式高清双目3D显示系统整体结构示意图；

图2为本发明的一种反射式高清双目3D显示系统中系统外壳结构示意图；

其中：1、系统外壳，101、窗口，2、目视系统，3、图像显示系统，4、反射镜系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

参见附图1-附图2，本发明的一种反射式高清双目3D显示系统包括：

系统外壳1，所述系统外壳1为中空的壳体结构，一个侧面中间位置对称设置有两个窗口101；

对应窗口101位置设置的目视系统2，所述目视系统2包括两个目镜系统，这里的目镜系统采用投影光路系统设计，将目标投影至无穷远处，以提高视觉舒适度；

设置在所述系统外壳1内的图像显示系统3，所述图像显示系统3和外部图像采集源连接，通过图像显示系统3显示目标物体人眼视觉的两幅不同视角的图像；图像来源不受图像采集方式的限制，可采用任意3D成像系统所采集的目标图像。

以及设置在所述系统外壳1内部的反射镜系统4，通过反射镜系统4分别将图像显示系统3不同视角的图像分别反射进入目视系统2。

所述图像显示系统3包括两个高清显示屏，两个所述高清显示屏关于两个窗口101对称设置。

上述系统中的反射镜系统4，是采用两套高精度反射镜，将两个高清显示屏显示的图像反射至目镜系统中。反射镜要求具有一定的面型精度，可实现高清图像的无损传输，本实施例中所述反射镜的面型精度满足高于λ/10的要求。反射镜与显示屏的相对位置以及反射角度可通过光线追迹的方式确定，并需要一定的安装精度确保图像完整地传输至目视系统2。

所述反射镜系统4包括两套反射镜，两套所述反射镜关于两个窗口101对称设置，两套所述反射镜分别反射两个高清显示屏的图像进入两个目镜系统。本实施例中反射镜采用的是最易实现的45°反射结构，但并不局限于这一角度。

所述的目视系统2是采用两套目镜系统分别接收反射镜系统4反射的两幅高清图像。目镜系统安装在外壳预留的窗口101上，窗口101间距可按照人眼的平均瞳距60mm进行设计，每个窗口101的尺寸应超过人眼瞳孔大小，并适当放大，保证观察者舒适度。

所述的系统外壳1是将整个系统限定在一个密闭空间内的外部结构，一般可采用金属材料。考虑到加工难度和外壳强度，材料可以采用金属铝，但不局限于该材料。系统外壳1除了窗口101以外，其他部分完全封闭，避免外部光线进入系统；同时内部进行涂黑处理，避免显示屏发出的光线在系统内散射，影响图像显示效果。本实施例中涂黑处理选择的是遮光漆或消光漆。

Claims (6)

1.一种反射式高清双目3D显示系统，包括：

系统外壳(1)，所述系统外壳(1)为中空的壳体结构，一个侧面中间位置对称设置有两个窗口(101)；其特征在于，还包括：

对应窗口(101)位置设置的目视系统(2)，所述目视系统(2)包括两个目镜系统；

设置在所述系统外壳(1)内的图像显示系统(3)，所述图像显示系统(3)和外部图像采集源连接，通过图像显示系统(3)显示目标物体不同视角的图像；

以及设置在所述系统外壳(1)内部的反射镜系统(4)，通过反射镜系统(4)分别将图像显示系统(3)不同视角的图像分别反射进入目视系统(2)。

2.根据权利要求1所述的一种反射式高清双目3D显示系统，其特征在于，所述图像显示系统(3)包括两个高清显示屏，两个所述高清显示屏关于两个窗口(101)对称设置。

3.根据权利要求2所述的一种反射式高清双目3D显示系统，其特征在于，所述反射镜系统(4)包括两套反射镜，两套所述反射镜关于两个窗口(101)对称设置，两套所述反射镜分别反射两个高清显示屏的图像进入两个目镜系统。

4.根据权利要求3所述的一种反射式高清双目3D显示系统，其特征在于，所述反射镜的面型精度高于λ/10。

5.根据权利要求1所述的一种反射式高清双目3D显示系统，其特征在于，所述系统外壳(1)内表面涂黑处理。

6.根据权利要求5所述的一种反射式高清双目3D显示系统，其特征在于，所述系统外壳(1)内表面涂有遮光漆或消光漆。

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