TW201426010A - 一種立體影像顯示方法及裝置 - Google Patents

Abstract

本發明主要由一屏幕產生單元以超聲波陣列，誘導干涉空氣在光路中產生局部加壓氣體，使於一立體空間內每一時間間隔即產生一屏幕，集合複數個時間間隔(一時間週期)所產生的屏幕而形成一完整之立體投影空間，且在一協調單元之控制下，可對一投影單元所投射之影向於屏幕產生單元之光學投射口前方365°方向成像，且集合複數個時間間隔(一時間週期)所產生的屏幕，對單一觀測者能給予雙眼準備些微視差不的同影像，即形成完整視覺立體空間之成像效果。

Description

一種立體影像顯示方法及裝置

本發明係有關一種立體影像顯示技術，特別是指一種可於空間中顯示立體實物影像，且可供環景裸視的立體影像顯示方法，以及與其相關之顯示裝置。

按，人類的視覺是著基於立體觀視，即是以兩個眼睛分別所見的影像在腦中重疊以形成視覺；為了達成立體觀視之目的，傳統之做法係由使用者配戴特殊設計眼鏡觀看之戴眼鏡式(Stereoscopic)立體顯示技術以及可裸眼觀看之裸眼式(Auto-stereoscopic)立體顯示技術，或藉由將光柵(barrier)配置於顯示面板與人眼之間，以使人眼觀看到一立體影像之立體顯示器。

上述兩種用以達成立體觀視之方法，除了無法達到環景觀視外，甚至必需透過特殊設計眼或光柵鏡觀看方得以產生立體觀視效果；因此，坊間出現有另一種習用立體影像產生裝置，係於一有適當容置空間之桌體內設置一中空圓柱內殼；於內殼裡適當位置處更設置有第一鏡片與第二鏡片，且第一鏡片位於內殼之中心軸上，於第一鏡片下方更設一開口；在內殼中心軸下方則有一投影鏡頭，內殼上方則有一透鏡蓋闔；此外內殼旁側適當處配置一驅動馬達，並以皮帶連結內殼與驅動馬達。

其主要由投影鏡頭將平面的影像向上投射，影像光束穿過開口後，經過第一鏡片反射至第二鏡片，第二鏡片再反射 向透鏡，最後影像光束與桌面呈一夾角穿出透鏡，同時，配合由驅動馬達帶動內殼旋轉，進而使影像光束能向周圍三百六十度投射。

至於，投影鏡頭所投射出的影像，係一展示物以各角度拍攝之不同影像，當內殼轉動，投影鏡頭也跟著依序投射各角度影像，當人在桌體周圍時，影像投射至雙眼中，且左眼與右眼分別接收到角度相鄰之兩幀影像，進而由腦部融合運算產生虛擬的立體影像。惟，上述習用立體影像顯示技術仍必須在視線位於影像投射方向之高度位置方得以看見近似立體的影像。

再者，坊間另出現一種將影像朝虛擬幕進行投射，進而產生可供裸視之立體影像，此種立體觀視技術，必需設置至少一對限制圍牆，用以限制複數微顆粒之強制流動範圍而構成該虛擬幕，如此即使現今影像科技可採用數個影像檔由不同角度同時投射，依然會因該至少一對限制圍牆而構成投射死角，無法產生環景影像，且必須使用煙、乾冰、水蒸氣、或水霧等不透明微粒做為呈像的介質(虛擬幕)，因而降低影像之真實感，同時亦增加使用上之諸多條件限制。

有鑒於此，本發明即在提供一種可於空間中顯示立體實物影像，且可供環景裸視的立體影像顯示方法，以及與其相關之顯示裝置，為其主要目的者。

為達上述目的，本發明之立體影像顯示方法，主要係以超聲波誘導干涉空氣在光路中產生局部加壓氣體，利用空氣 密度對光學的影響，提供所需折射路徑，再將影像朝預期的光路投射，即可在折射路徑作用下產生可供環景裸視的立體影像。

本發明之立體影像顯示裝置，係括有：一屏幕產生單元、一投影單元，以及一協調單元；其中，該屏幕產生單元，係由超聲波陣列圍繞分佈一光學投射口周圍，且以一系列特定頻率對光學投射口前方空氣做功，形成一組空氣陵鏡；該投影單元係相對設於屏幕產生單元之光學投射口後方，供產生經光學投射口向外投設射光學影像之複數投影模組所構成；該協調單元係與屏幕產生單元及投影單元電氣連接，用以對超聲波陣列的頻率及投影單元所投射的影像內容進行匹配計算，藉以調整空氣陵鏡之成像範圍大小、成像角度、成像時間等控制條件。

利用上述技術特徵，本發明之立體影像顯示裝置即可由屏幕產生單元以超聲波陣列，誘導干涉空氣在光路中產生局部加壓氣體，使於一立體空間內每一時間間隔即產生一屏幕，集合複數個時間間隔(一時間週期)所產生的屏幕而形成一完整之立體投影空間，且在協調單元之控制下，可對投影單元所投射之影向於屏幕產生單元之光學投射口前方365°方向成像，且集合複數個時間間隔(一時間週期)所產生的屏幕，對單一觀測者能給予雙眼準備些微視差不的同影像，即形成完整視覺立體空間之成像效果。

依據上述技術特徵，所述屏幕產生單元係在一電路基板之中心處，設有一光學投射口，該超聲波陣列係由設在電路基板相對於光學投射口前方之板面上，且呈六角形格狀紋路 配置的電路所構成。

依據上述技術特徵，所述屏幕產生單元係在一電路基板之中心處，設有一光學投射口，該超聲波陣列係由設在電路基板相對於光學投射口前方之板面上，且呈四方格狀紋路配置的電路所構成。

依據上述技術特徵，所述屏幕產生單元係在一電路基板之中心處，設有一光學投射口，該超聲波陣列係由設在電路基板相對於光學投射口前方之板面上，且呈三角形格狀紋路配置的電路所構成。

依據上述技術特徵，所述屏幕產生單元係在一電路基板之中心處，設有一光學投射口，該超聲波陣列係由設在電路基板相對於光學投射口前方之板面上，且呈圓形格狀紋路配置的電路所構成。

具體而言，本發明之立體影像顯示方法及裝置，係可以產生下列功效：

1.能夠形成真正可供環景裸視的立體影像。

2.以空氣做為呈現影像的介質，相對降低設備成本以及相關的使用限制。

3.以空氣做為呈現影像的介質，相對增加影像真實性。

4.整體裝置體積小，成本低廉，可供廣泛應用於物件展示或影像監視等用途。

本發明之特點，可參閱本案圖式及實施例之詳細說明而獲得清楚地瞭解。

本發明主要提供一種於空間中顯示立體實物影像，且可供環景裸視的立體影像顯示方法，以及與其相關之顯示裝置；本發明所揭露之立體影像顯示方法主要係以超聲波誘導干涉空氣在光路中產生局部加壓氣體，利用空氣密度對光學的影響，提供所需折射路徑，再將影像朝預期的光路投射，即可在折射路徑作用下產生可供環景裸視的立體影像。至於，所揭露之立體影像顯示裝置，如第一圖及第二圖所示，基本上括有：一屏幕產生單元10、一投影單元20，以及一協調單元30；其中：該屏幕產生單元10，係由超聲波陣列11圍繞分佈一光學投射口121周圍，且以一系列特定頻率對光學投射口121前方空氣做功，形成一組空氣陵鏡；於實施時，該屏幕產生單元10係在一電路基板12之中心處，設有一光學投射口121，該超聲波陣列11則係由設在電路基板12相對於光學投射口121前方之板面上，且呈六角形格狀紋路配置的電路所構成。

該投影單元20係相對設於屏幕產生單元10之光學投射口121後方，供產生經光學投射口121向外投設射光學影像之複數投影模組22所構成；於實施時，該投影單元20係可以由一以先前技術為基礎之彩色光學投影機所構成，且於機殼21處設有一對應於光學投射口121之投影孔211，於機殼21內設有複數對應於投影孔211之投影模組22。

該協調單元30係與屏幕產生單元10及投影單元20電氣連接，主要用以對超聲波陣列11的頻率及投影單元20所投射的影像內容進行匹配計算，藉以調整空氣陵鏡之成像範圍 大小、成像角度、成像時間等控制條件；於實施時，該協調單元30係可固設於投影單元20之機殼21內，且透過複數傳輸線供與屏幕產生單元10及投影單元20電氣連接，且備有影像輸入功能，且計算完分時2D或3D影像輸出至投影單元20的各投影模組22。

原則上，本發明之立體影像顯示裝置即可由屏幕產生單元10以超聲波陣列11，誘導干涉空氣在光路中產生局部加壓氣體，使於一立體空間內每一時間間隔即產生一屏幕，集合複數個時間間隔(一時間週期)所產生的屏幕而形成一完整之立體投影空間，且在協調單元30之控制下，可對投影單元20所投射之影向於屏幕產生單元之光學投射口121前方365°方向成像(如第三圖所示)，且集合複數個時間間隔(一時間週期)所產生的屏幕，對單一觀測者能給予雙眼準備些微視差不的同影像，即形成完整視覺立體空間之成像效果。

再者，本發明之立體影像顯示裝置在所述屏幕產生單元10係在一電路基板12之中心處，設有一光學投射口121，實施型態下，該超聲波陣列11係可以如第四圖所示，由設在電路基板12相對於光學投射口121前方之板面上，且呈四方格狀紋路配置的電路所構成；抑或是如第五圖所示，由設在電路基板12相對於光學投射口121前方之板面上，且呈三角形格狀紋路配置的電路所構成，甚至可以由設在電路基板相對於光學投射口前方之板面上，且呈圓形格狀紋路配置的電路所構成。

與傳統習用技術相較，本發明之立體影像顯示方法及裝置，係可以產生下列功效：

1.能夠形成真正可供環景裸視的立體影像。

2.以空氣做為呈現影像的介質，相對降低設備成本以及相關的使用限制。

3.以空氣做為呈現影像的介質，相對增加影像真實性。

4.整體裝置體積小，成本低廉，可供廣泛應用於物件展示或影像監視等用途。

如上所述，本發明提供一立體影像顯示方法以及與其相關之裝置，爰依法提呈發明專利之甲請；本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之揭示而作各種不背離本案發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

10‧‧‧屏幕產生單元

11‧‧‧超聲波陣列

12‧‧‧電路基板

121‧‧‧光學投射口

20‧‧‧投影單元

21‧‧‧機殼

211‧‧‧投影孔

22‧‧‧投影模組

30‧‧‧協調單元

第一圖係為本發明第一實施例之立體影像顯示裝置外觀立體圖。

第二圖係為本發明第一實施例之立體影像顯示裝置結構分解圖。

第三圖係為本發明第一實施例之立體影像顯示裝置使用狀態示意圖。

第四圖係為本發明第二實施例之立體影像顯示裝置使用狀態示意圖。

第五圖係為本發明第三實施例之立體影像顯示裝置使用狀態示意圖。

10‧‧‧屏幕產生單元

11‧‧‧超聲波陣列

12‧‧‧電路基板

121‧‧‧光學投射口

20‧‧‧投影單元

21‧‧‧機殼

211‧‧‧投影孔

22‧‧‧投影模組

30‧‧‧協調單元

Claims (6)

1. 一種立體影像顯示方法，係以超聲波誘導干涉空氣在光路中產生局部加壓氣體，利用空氣密度對光學的影響，提供所需折射路徑，再將影像朝預期的光路投射，即可在折射路徑作用下產生可供環景裸視的立體影像
2. 一種立體影像顯示裝置，係括有：一屏幕產生單元，由超聲波陣列圍繞分佈一光學投射口周圍，且以一系列特定頻率對光學投射口前方空氣做功，形成一組空氣陵鏡；一投影單元，相對設於屏幕產生單元之光學投射口後方，供產生經光學投射口向外投設射光學影像之複數投影模組所構成；一協調單元，與屏幕產生單元及投影單元電氣連接，用以對超聲波陣列的頻率及投影單元所投射的影像內容進行匹配計算，藉以調整空氣陵鏡之成像範圍大小、成像角度、成像時間等控制條件。
3. 如申請專利範圍第2項所述之立體影像顯示裝置，其中，該屏幕產生單元係在一電路基板之中心處，設有一光學投射口，該超聲波陣列係由設在電路基板相對於光學投射口前方之板面上，且呈六角形格狀紋路配置的電路所構成。
4. 如申請專利範圍第2項所述之立體影像顯示裝置，其中，該屏幕產生單元係在一電路基板之中心處，設有一光學投射口，該超聲波陣列係由設在電路基板相對於光學投射口前方之板面上，且呈四方格狀紋路配置的電路所構成。
5. 如申請專利範圍第2項所述之立體影像顯示裝置，其 中，該屏幕產生單元係在一電路基板之中心處，設有一光學投射口，該超聲波陣列係由設在電路基板相對於光學投射口前方之板面上，且呈三角形格狀紋路配置的電路所構成。
6. 如申請專利範圍第2項所述之立體影像顯示裝置，其中，該屏幕產生單元係在一電路基板之中心處，設有一光學投射口，該超聲波陣列係由設在電路基板相對於光學投射口前方之板面上，且呈圓形格狀紋路配置的電路所構成。