CN201957179U - 一种基于dmd的立体显示系统 - Google Patents

Abstract

一种基于DMD的立体显示系统，包括立体图像源发生器、图像预处理器及左右眼同步信号处理器、控制电路、视差发生器、光学引擎和3D显示屏幕，所述立体图像源发生器输出图像到图像预处理器及左右眼同步信号处理器，图像预处理器及左右眼同步信号处理器的两个输出端口分别连接到控制电路及视差发生器，控制电路及视差发生器的输出端均连接到光学引擎，光学引擎的输出端连接到3D显示屏幕。本实用新型的优点在于：分辨率高、立体景深可调、可进行2D/3D切换、可靠性强、成本低，具有广阔的市场前景，是未来家用立体电视的发展方向。

Description

一种基于DMD的立体显示系统

【技术领域】

本实用新型属于显示技术领域，尤其是涉及一种基于DMD的立体显示系统。

【背景技术】

随着计算机、微电子、光电子、通信和信息处理技术的发展，自由立体显示成为当今显示技术发展的重要方向和科研前沿，是虚拟现实技术的主要支撑环节，也是我国“十一五”科技规划中信息领域的重点研究方向。

现有的自由立体显示装置都是基于双眼视差原理开发出来的，通过把两幅稍有差异的图分别送入左右眼，经过大脑的合成产生真实的三维立体感觉。实现自由立体显示的方法根据其采用显示终端的不同而不同，目前出现了基于LCD、PDP的裸眼立体显示系统。它们主要采用了柱透镜方法、视差挡板方法、微位相差板法和线光源照明法等视差显示机制。这些技术生成图像的效果有待改善，图像的分辨率不高和立体景深不可调等问题还需进一步解决，这些问题都是制约自由立体显示技术发展的关键性问题。

【发明内容】

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有立体显示中存在的图像的分辨率不高和立体景深不可调等问题，提供了一种基于DMD的立体显示系统，可以较好地解决上述问题，不论是在实现方法上还是在图像质量上都有一定优势。

本实用新型采用以下技术手段解决上述技术问题：一种基于DMD的立体显示系统，包括立体图像源发生器、图像预处理器及左右眼同步信号处理器、控制电路、视差发生器、光学引擎和3D显示屏幕，所述立体图像源发生器输出图像到图像预处理器及左右眼同步信号处理器，图像预处理器及左右眼同步信号处理器的两个输出端口分别连接到控制电路及视差发生器，控制电路及视差发生器的输出端均连接到光学引擎，光学引擎的输出端连接到3D显示屏幕。

所述立体图像源发生器包括两台数字摄像机和两台计算机，两台数字摄像机固定在中心相距65mm的三角架上，摄像机输出的MPEG图像分别输入到对应的计算机，经过解码后由DVI端口输出到图像预处理器及左右眼同步信号处理器。

所述图像预处理器及左右眼同步信号处理器包括一块FPGA、LVDS解码器、SDRAM，以及LVDS编码器，所述LVDS解码器、SDRAM，以及LVDS编码器均连接到FPGA，立体图像源发生器输出的左右眼图像进入图像预处理器及左右眼同步信号处理器的LVDS解码器，经LVDS解码器接收后，高速差分信号变成TTL图像信号，TTL图像信号输入到FPGA并将其按一定的格式存入到SDRAM，当一帧完整的图像接收完毕之后，FPGA对其进行处理形成时间序列图像，同时产生视差同步信号，时间序列图像经由LVDS编码器变成高速低压差分信号输出到控制电路，视差同步信号则输出到视差发生器。

所述控制电路包括一块集成电路板以及连接到集成电路板的LVDS接收解码器、存储器，色轮驱动器、DMD复位管理器、程序存储器、时钟电路及逻辑电路。

所述光学引擎包括光源、色轮、积分方棒、中继系统、DMD芯片、视差发生器和投影物镜，所述光源、色轮、积分方棒、中继系统、DMD芯片、视差发生器和投影物镜从前到后依次设置，光源出射的光线经过色轮形成红绿蓝单色光，经积分方棒匀光后的出射光斑通过中继系统成像在DMD芯片上，经过视差发生器后经投影物镜投影到3D显示屏幕上。

本实用新型的优点在于：分辨率高、立体景深可调、可进行2D/3D切换、可靠性强、成本低，具有广阔的市场前景，是未来家用立体电视的发展方向。

【附图说明】

图1为本实用新型一种新型的立体显示系统的连接框图。

图2为本实用新型一种新型的立体显示系统中的光学引擎的结构示意图。

【具体实施方式】

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

本实用新型一种基于DMD的立体显示系统如图1所示。该基于DMD的立体显示系统包括六大组件：立体图像源发生器、图像预处理器及左右眼同步信号处理器、控制电路、视差发生器、光学引擎和3D显示屏幕。各个部件实现模块化，相对独立，便于组装和维修，可根据实际的需求进行结构及控制等的设计。

所述立体图像源发生器输出图像到图像预处理器及左右眼同步信号处理器，图像预处理器及左右眼同步信号处理器的两个输出端口分别连接到控制电路及视差发生器，控制电路及视差发生器的输出端均连接到光学引擎，光学引擎的输出端连接到3D显示屏幕。

该实用新型中的立体图像源发生器包括两台数字摄像机和两台计算机，两台数字摄像机固定在中心相距65mm的三角架上，摄像机输出的MPEG图像分别输入到对应的计算机，经过解码后由DVI端口输出到图像预处理器及左右眼同步信号处理器。

所述图像预处理器及左右眼同步信号处理器包括一块FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、LVDS(Low-Voltage Differential Signaling，低压差分信号)解码器、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器)，以及LVDS编码器。所述LVDS解码器、SDRAM，以及LVDS编码器均连接到FPGA。

立体图像源发生器输出的左右眼图像进入图像预处理器及左右眼同步信号处理器的LVDS解码器，经LVDS解码器接收后，高速差分信号变成TTL图像信号。TTL图像信号输入到FPGA并将其按一定的格式存入到SDRAM，当一帧完整的图像接收完毕之后，FPGA对其进行处理形成时间序列图像；同时产生视差同步信号；时间序列图像经由LVDS编码器变成高速低压差分信号输出到控制电路；视差同步信号则输出到视差发生器。

控制电路以一块专用的集成电路板为核心，其功能主要是视频处理、光源同步控制、色轮同步控制、图像处理、图像存储器管理、时钟锁相环及DMD位图转换与传送，另外还包括连接到集成电路板的LVDS接收解码器、存储器，色轮驱动器、DMD复位管理器、程序存储器、时钟电路及逻辑电路。

如图2所示，所述光学引擎由DMD作为光调制器，包括光源1、色轮2、积分方棒3、中继系统4、DMD芯片5、视差发生器6和投影物镜7，所述光源1、色轮2、积分方棒3、中继系统4、DMD芯片5、视差发生器6和投影物镜7从前到后依次设置。光源1出射的光线经过色轮2形成红绿蓝单色光，经积分方棒3匀光后的出射光斑通过中继系统4成像在DMD芯片5上，经过视差发生器6后经投影物镜7投影到3D显示屏幕上。

视差发生器是左右眼图像的分离装置，是产生立体影像的关键。包括一块特殊的压电陶瓷和一块小平面反射镜，压电陶瓷在电压的作用下可以作小幅度运动。本实用新型使用的是市售的视差发生器，压电陶瓷作为驱动器，带动反射镜在水平方向偏转运动，DMD显示左眼图像时向左旋转，DMD显示右视图像时向右旋转，配合3D显示屏幕，使观看者左眼只看到左视图像，右眼只看到右视图像，在大脑中融合为立体图像。

所述的3D显示屏幕为一特殊设计的屏幕各像素都含有特殊结构的菲涅尔透镜。光线以不同的角度入射进入屏幕，也会以不同的出射角度透出屏幕，刚好分开左视图像和右视图像。

Claims (5)

1.一种基于DMD的立体显示系统，其特征在于：包括立体图像源发生器、图像预处理器及左右眼同步信号处理器、控制电路、视差发生器、光学引擎和3D显示屏幕，所述立体图像源发生器输出图像到图像预处理器及左右眼同步信号处理器，图像预处理器及左右眼同步信号处理器的两个输出端口分别连接到控制电路及视差发生器，控制电路及视差发生器的输出端均连接到光学引擎，光学引擎的输出端连接到3D显示屏幕。

2.如权利要求1所述的一种基于DMD的立体显示系统，其特征在于：所述立体图像源发生器包括两台数字摄像机和两台计算机，两台数字摄像机固定在中心相距65mm的三角架上，摄像机输出的MPEG图像分别输入到对应的计算机，经过解码后由DVI端口输出到图像预处理器及左右眼同步信号处理器。

3.如权利要求1所述的一种基于DMD的立体显示系统，其特征在于：所述图像预处理器及左右眼同步信号处理器包括一块FPGA、LVDS解码器、SDRAM，以及LVDS编码器，所述LVDS解码器、SDRAM，以及LVDS编码器均连接到FPGA，立体图像源发生器输出的左右眼图像进入图像预处理器及左右眼同步信号处理器的LVDS解码器。

4.如权利要求1所述的一种基于DMD的立体显示系统，其特征在于：所述控制电路包括一块集成电路板以及连接到集成电路板的LVDS接收解码器、存储器，色轮驱动器、DMD复位管理器、程序存储器、时钟电路及逻辑电路。

5.如权利要求1所述的一种基于DMD的立体显示系统，其特征在于：所述光学引擎包括光源、色轮、积分方棒、中继系统、DMD芯片、视差发生器和投影物镜，所述光源、色轮、积分方棒、中继系统、DMD芯片、视差发生器和投影物镜从前到后依次设置。 

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