CN219960671U - 一种裸眼3d投影显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种裸眼3D投影显示装置，包括投影组件、成像组件、遮光组件以及转动机构；所述投影组件包括环绕设置在成像组件之外的多个投影仪，每一个投影仪分别将不同的独立视角图像投影至所述成像组件上；所述遮光组件包括阻挡在所述投影仪与所述成像组件之间的投影光路上的遮光屏，所述遮光屏上设有竖向开设的镂空缝；所述转动机构用于实现所述镂空缝与所述成像组件的外表面形成在切线方向上的相对位移。投影光线通过运动的遮光屏上镂空缝扫描成像至投影屏上，形成完整的独立视角图像并反射到观察者的单眼。观察者双眼之间的图像互不干扰，实现各个观察点都可看到不同的视差画面，形成环绕式裸眼3D显示。

Description

一种裸眼3D投影显示装置

技术领域

本实用新型涉及裸眼三维投影技术领域，尤其涉及一种裸眼3D投影显示装置。

背景技术

人眼是由眼球、视神经和大脑组成的，其中眼球是负责接收光线的器官，视神经将光信号传递到大脑中进行处理，最终形成我们所看到的图像。人眼的两个眼睛分别位于头部的两侧，因此它们接收到的光线是有差异的。这种差异被称为视差，是人眼产生深度感的重要因素。

基于视差原理，3D立体电影就是用两个镜头如人眼那样的拍摄装置，拍摄下景物的双视点图像，再通过两台放映机，把两个视点的图像同步放映，使这略有差别的两幅图像显示在银幕上，这时如果用眼睛直接观看，看到的画面是重叠的，有些模糊不清，要看到立体影像，就要采取措施(例如佩戴3D眼镜)，使左眼只看到左图像，右眼只看到右图像；裸眼3D是对不借助偏振光眼镜等外部工具，实现立体视觉效果的技术的统称；目前裸眼3D的实现手段主要有光屏障技术、柱状透镜技术，其实现手段尚有拓展空间，对于三维投影技术在裸眼3D投影上的探索还有待发展。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种裸眼3D投影显示装置，目的在于为裸眼3D投影上提供一种新的尝试，拓展裸眼3D投影的实现手段，以便于满足更多的应用场景。

本实用新型一方面的技术方案是这样实现的：

一种裸眼3D投影显示装置，包括：

投影组件、成像组件、遮光组件以及转动机构；

所述投影组件包括环绕设置在所述成像组件之外的多个投影仪，每一个投影仪分别将三维图像在不同角度上所对应的独立视角图像投影至所述成像组件上；

所述成像组件为投影屏；

所述遮光组件包括阻挡在所述投影仪与所述成像组件之间的投影光路上的遮光屏，所述遮光屏能够遮光以及吸光，所述遮光屏上设有竖向开设的镂空缝，所述镂空缝允许光通过；

所述转动机构用于驱动所述遮光屏运动，以实现所述镂空缝与所述成像组件的外表面形成在切线方向相对位移。

作为所述裸眼3D投影显示装置的进一步可选方案，在所述镂空缝移动路径上的任意特定位置上，所述镂空缝通过的频率大于或等于每秒15次。

作为所述裸眼3D投影显示装置的进一步可选方案，所述遮光屏与所述成像组件之间是平行等距的。

作为所述裸眼3D投影显示装置的进一步可选方案，所述遮光屏环绕设置在所述成像组件外侧，所述遮光屏采用遮光且吸光的幕布。

作为所述裸眼3D投影显示装置的进一步可选方案，所述成像组件为环形投影屏。

作为所述裸眼3D投影显示装置的进一步可选方案，所述成像组件为双面投影屏。

作为所述裸眼3D投影显示装置的进一步可选方案，所述成像组件为正多边形投影屏。

本实用新型的有益效果有：投影光线通过运动的遮光屏上的镂空缝扫描成像至投影屏上，形成完整的独立视角图像并反射到观察者的单眼。观察者双眼之间的图像互不干扰，实现各个观察点都可看到不同的视差画面，形成环绕式裸眼3D显示。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一的一种裸眼3D投影显示装置的俯视示意图；

图2为所述遮光屏的侧视局部示意图；

图3为实施例一的一种裸眼3D投影显示装置的结构示意图；

图4为实施例二的一种裸眼3D投影显示装置的俯视示意图；

图5为实施例三的一种裸眼3D投影显示装置的俯视示意图。

图中：1、投影组件；11、投影仪；2、成像组件；3、遮光组件；31、遮光屏；32、镂空缝；4、转动机构。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

参考图1-3，示出了一种裸眼3D投影显示装置，包括投影组件1、成像组件2、遮光组件3以及转动机构4；所述投影组件1包括环绕设置在所述成像组件2之外的多个投影仪11，每一个投影仪11分别将三维图像在不同角度上所对应的独立视角图像投影至所述成像组件2上；所述成像组件2为投影屏；所述遮光组件3包括阻挡在所述投影仪11与所述成像组件2之间的投影光路上的遮光屏31，所述遮光屏31能够遮光以及吸光，所述遮光屏31上设有竖向开设的镂空缝32，所述镂空缝32允许光通过；所述转动机构4用于驱动所述遮光屏运动，以实现所述镂空缝32与所述成像组件2的外表面形成在切线方向相对位移。其中，所述镂空缝32的运动可以是旋转的，也可以是往复的。

具体而言，所述独立视角图像是指摄像机从三维图像的侧面拍摄得到的图像，一个独立视角图像对应三维图像在水平外侧的一个特定角度的视角，当一个三维图像由足够多的独立视角图像组成时，成像会精细而效果好；本实施例中，每一个投影仪11对应投影出一个独立视角图像，环绕设置的多个投影仪11投影出的独立视角图像组成三维图像的环绕360°视角。

其中，为使得人眼单独接收一个投影仪11上投影出的独立视角图像，即使得两个投影仪11的独立视角图像分别被人体左眼和人体右眼独立接收，从而合成为立体视觉影像；本实施例通过设置遮光组件3，其中所述遮光组件3上设置竖向开设的镂空缝32，参考图2，所述镂空缝32是竖直设置的窄缝；投影仪11投影在所述遮光屏31上的光会被所述遮光屏31吸收而不会反射，只有所述镂空缝32允许所述投影仪11投影的光穿过并打在所述成像组件2上，而所述成像组件2反射出的光穿过所述镂空缝32被人眼接收；这样在所述镂空缝32的限制下，就需要人眼与投影仪11在竖直方向上对应，人眼才能接收到由所述成像组件2反射出的光；为便于理解，可以将所述镂空缝32视为一条线，而投影仪11的位置视为一个点，所述镂空缝32与投影仪11形成一个垂面，该垂面是指与水平面垂直的面，而人眼也视为一个点，根据光的直线传播和两点一线原理，人眼需要位于所述镂空缝32与投影仪11形成的垂面上才能接收到所述成像组件2反射出的光；如此当人体左眼与一个投影仪11在竖直方向上对应时，该投影仪11投影出的光无法被人体右眼接收；

上述方案中，当所述镂空缝32位置固定时，人眼即使接收到由所述成像组件2反射的光，也仅为原本的独立视角图像的一个较窄范围的图像；而通过所述转动机构4令所述镂空缝32作环绕所述成像组件2的运动，当所述镂空缝32运动得足够快，由于视觉暂留效应，使得人眼能够成像出整个独立视角图像的内容；而左眼和右眼分别接收两个独立视角图像，就能够形成三维画面。

其中，在所述遮光屏31旋转的任意特定位置上，所述镂空缝32通过的频率大于或等于每秒15次。简单而言，当镂空缝32在一任意特定位置上经过一次，该特定位置上透出的光就被人眼接收一次，当一秒内的接收次数越多，人眼的观看效果越好；其中，在所述遮光屏31旋转速度不变的条件下，所述镂空缝32的设置数量越多，在任意特定位置上镂空缝32通过的频率越高。如此，当人体站立在所述成像组件外的不同角度，可以观看到不同的视差画面，使得人能够获得环绕360°式的裸眼3D观看体验。

上述方案中，相邻的两个投影仪11的镜头中心点之间的距离应该与人眼的平均瞳距相对应，而人体应该站立在投影仪下方，左眼与右眼分别对应位于两台投影仪垂直下方，使得人眼与上方的投影仪11之间相连是一条垂线，如此在所述镂空缝32不断移动的状态下，人眼始终位于投影仪11与镂空缝32之间所形成的垂面上。需要说明的是，由于镂空缝32实际上具有一定的宽度，即可想象所述垂面是具有一定厚度的，人体在站立范围上有一定误差，或人眼瞳距与两台投影仪11之间的距离有一定误差，也可以实现人眼接收从所述镂空缝32反射出的光。

上述方案中，所述遮光屏31环绕设置在所述成像组件2外侧，所述遮光屏31采用遮光且吸光的幕布，以实现所述遮光屏31既不让光通过，也不反射光。另外，所述遮光屏31与所述成像组件2之间是平行等距的，使得所述成像组件2的任意特定位置与镂空缝32的反射距离相同，使得观看效果更好。

在本实施例中，所述成像组件2为环形投影屏。其中，所述转动机构4可以包括圆筒形状的支架，环形投影屏固定在所述支架上，所述支架由电机驱动而绕自身轴线旋转，如此使得环形投影屏旋转。

如此，本实用新型通过利用遮光屏31上的镂空缝32运动扫描所述成像组件2，令投影仪11上投影的独立视角图像能够投影至所述成像组件2并反射至观察者的单眼中，观察者双眼之间的图像互不干扰，实现各个观察点都可看到不同的视差画面，形成环绕式裸眼3D显示。

实施例二

本实施例中，所述成像组件2为正多边形投影屏。

实施例三

本实施例中，所述成像组件2为双面投影屏。

其中，在实施例二和实施例三中提供了在不同应用场景的应用结构，实施例一和实施例二便于投影出环绕式的3D投影，而实施例三便于在偏平化的投影屏上进行投影显示，为3D电影的裸眼观看提供了一种新思路。

对于实施例二和实施例三中，所述成像组件2被布置为非环形的形状，为便于使投影屏保持特定形状转动，所述转动机构4可以参考如公开号为CN2540004Y的现有技术。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种裸眼3D投影显示装置，其特征在于，包括：

投影组件、成像组件、遮光组件以及转动机构；

所述投影组件包括环绕设置在所述成像组件之外的多个投影仪，每一个投影仪分别将三维图像在不同角度上所对应的独立视角图像投影至所述成像组件上；

所述成像组件为投影屏；

所述遮光组件包括阻挡在所述投影仪与所述成像组件之间的投影光路上的遮光屏，所述遮光屏能够遮光以及吸光，所述遮光屏上设有竖向开设的镂空缝，所述镂空缝允许光通过；

所述转动机构用于驱动所述遮光屏运动，以实现所述镂空缝与所述成像组件的外表面形成在切线方向相对位移。

2.根据权利要求1所述的裸眼3D投影显示装置，其特征在于，在所述镂空缝移动路径上的任意特定位置上，所述镂空缝通过的频率大于或等于每秒15次。

3.根据权利要求1或2所述的裸眼3D投影显示装置，其特征在于，所述遮光屏与所述成像组件之间是平行等距的。

4.根据权利要求1所述的裸眼3D投影显示装置，其特征在于，所述遮光屏环绕设置在所述成像组件外侧，所述遮光屏采用遮光且吸光的幕布。

5.根据权利要求3所述的裸眼3D投影显示装置，其特征在于，所述成像组件为环形投影屏。

6.根据权利要求3所述的裸眼3D投影显示装置，其特征在于，所述成像组件为双面投影屏。

7.根据权利要求3所述的裸眼3D投影显示装置，其特征在于，所述成像组件为正多边形投影屏。