本實用新型涉及一種裸眼3D系統(tǒng)，尤其是一種光向量空間轉(zhuǎn)換方式的全息裸眼3D顯示系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的3D顯示器主要將電光源投射在旋轉(zhuǎn)的投射面上，以顯示3D圖案，根據(jù)投射面性質(zhì)的不同，可區(qū)分為平面投射法及螺旋曲面投射法，但這兩種方式均存在以下缺點：能呈現(xiàn)的立體空間的范圍有限，而且3D影像被局限在一個固定的空間中；無法提供全彩的影像；須在黑暗的空間中，避免其他物體影像干涉3D影像。而造成此的問題的關(guān)鍵在于無法輸出任意散射的白光，并將白光轉(zhuǎn)換成平行白光。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提出一種光向量空間轉(zhuǎn)換方式的全息裸眼3D顯示系統(tǒng)，不必佩戴任何特殊眼鏡，而以裸眼直接觀賞3D影像。

本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

本實用新型提供了一種光向量空間轉(zhuǎn)換方式的全息裸眼3D顯示系統(tǒng)，由平行光源產(chǎn)生器、色彩產(chǎn)生器、散射光濾除器、光向量空間轉(zhuǎn)換式點光源投射器與同步掃描控制器元件所組成，所述平行光源產(chǎn)生器產(chǎn)生近似平行白光，所述色彩生產(chǎn)器為可見光波濾除器，用以接收所述近似平行白光及外部的顏色控制信號與亮度控制信號，所述散射光濾除器接收該具有些許散射現(xiàn)象的顏色光，于濾除散射光的部分后，再輸出近似平行顏色光，所述光向量空間轉(zhuǎn)換式點光源投射器接收所述近似平行顏色光及一組點光源投射坐標的電氣信號，將所述近似平行顏色光，以點光源的方式聚焦投射于空間中，所述同步掃描控制器通過同步驅(qū)動所述平行光源產(chǎn)生器、色彩產(chǎn)生器及該光向量空間轉(zhuǎn)換式點光源投射器，正確地產(chǎn)生立體圖形。

作為優(yōu)選，所述散射光濾除器由前光學(xué)器302、遮蔽器與后光學(xué)器所組成。

作為優(yōu)選，所述前光學(xué)器為光學(xué)透鏡組，所述遮蔽器為遮光板，設(shè)置于所述前光學(xué)器的焦點上，其上裝置有圓孔，所述后光學(xué)器為光學(xué)透鏡組。

作為優(yōu)選，所述光向量空間轉(zhuǎn)換式點光源投射器主要由兩個光向量控制器及點光源投射器所組成，兩個所述光向量控制器為具有改變光向量能力的器具，所述點光源投射器為具有光學(xué)變焦能力的器具。

本實用新型實施例的有益效果是：在無須使用實體銀幕的情況下，可將立體圖形以斷面逐次掃描的方式，將立體的實像投射于空中，使觀看者無須配戴任何眼鏡，即可以裸眼觀看到懸浮在空中的實像圖案，達到實像3D顯示器的目的。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型的全息裸眼3D顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為平面坐標系示意圖；

圖3為立體坐標系示意圖；

圖4為圖1中散射光濾除器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為遮蔽器303的主視圖；

圖6為圖1中光向量空間轉(zhuǎn)換式點光源投射器結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

圖1-3為本實施例提供的一種光向量空間轉(zhuǎn)換方式的全息裸眼3D顯示系統(tǒng)，主要由平行光源產(chǎn)生器100、色彩產(chǎn)生器200、散射光濾除器300、光向量空間轉(zhuǎn)換式點光源投射器400與同步掃描控制器500元件所組成，在無須使用實體銀幕的情況下，可將立體圖形以斷面逐次掃描的方式，將立體的實像投射于空中，使觀看者無須配戴任何眼鏡，即可以裸眼觀看到懸浮在空中的實像圖案，達到實像3D顯示器的目的。

其中，該平行光源產(chǎn)生器100可產(chǎn)生近似平行白光101及接收外部的開關(guān)控制信號P，并根據(jù)該電氣信號P，可快速控制該近似平行白光101的輸出與否。因為包括雷射光在內(nèi)，自然界不存在有百分之百的平行光源。是以此處所謂“近似平行白光”即為在某一距離范圍內(nèi)，該白色光源中所有的光以近似平行的方向行近；而“白光”即為人類眼鏡可感知所有的可見光。

該色彩生產(chǎn)器200為可見光波濾除器，可接收近似平行白光101及外部的顏色控制信號C與亮度控制信號B，并根據(jù)顏色控制信號C與亮度控制信號B，以控制亮度及濾除部分波長的光源后輸出一具有些許散射現(xiàn)象的顏色光201，或是可完全呈遮蔽狀態(tài)不輸出任何光源。該些許的散射光的產(chǎn)生，由于該近似平行白光101過該色彩產(chǎn)生器200時，因內(nèi)部結(jié)構(gòu)所造成的散色現(xiàn)象。

該散射光濾除器300接收該具有些許散射現(xiàn)象的顏色光201，于濾除散射光的部分后，再輸出近似平行顏色光301。該散射光濾除器300的結(jié)構(gòu)如圖4所示，該散射光濾除器300由前光學(xué)器302、遮蔽器303與后光學(xué)器304所組成。該前光學(xué)器302為光學(xué)透鏡組，具有f1的焦距，可將該具有些許散射現(xiàn)象的顏色光201聚焦于焦點f1處；該遮蔽器303為遮光板，設(shè)置于該前光學(xué)器302的焦點f1上，其上裝置有適當半徑的圓孔305，如圖5所示，該圓孔305的作用是將無法聚焦于f1焦點的散射光濾除。另外，該后光學(xué)器304為光學(xué)透鏡組，具有f2的焦距，并以f2的距離設(shè)置于該遮蔽器303之后，可將聚焦于f1的光源再作用成近似平行顏色光301。

該光向量空間轉(zhuǎn)換式點光源投射器400接收該近似平行顏色光301及一組點光源投射座標的電氣信號(x_i，y_j，z_k)，可將該近似平行顏色光301，以點光 源600的方式，聚焦投射于空間中(x_i，y_j，z_k)之處。位于一端的觀看者700，在無須使用實體銀幕與配戴任何眼鏡的情況下，即可以裸眼觀看到懸浮在空中的點光源600。

該光向量空間轉(zhuǎn)換式點光源投射器400的結(jié)構(gòu)如圖6所示。

該光向量空間轉(zhuǎn)換式點光源投射器400主要由兩光向量控制器401、404及點光源投射器407所組成。該兩光向量控制器401、404為具有改變光向量能力的器具，接收入射的近似平行光及外部控制信號(z_k)，通過該外部控制信號(z_k)的控制，可改變該入射的近似平行光的行進方向后并輸出另一近似平行光。該兩光向量控制器401、404可由光向量控制光學(xué)元件402、405及一具旋轉(zhuǎn)功能的機電機構(gòu)403、406所組成。該光向量控制光學(xué)元件402、405可由楔型棱鏡所構(gòu)成，針對入射近似平行光的行進方向，作角度的改變后，輸出另一近似平行光，亦即可改變?nèi)肷浣破叫泄獾男薪较?。通過適當?shù)匦D(zhuǎn)該光向量控制光學(xué)元件402、405，即可達到控制該行進方向所需改變的量。該具旋轉(zhuǎn)功能的機電機構(gòu)403、406用來固定裝置該光向量控制原光學(xué)元件402、405，并可通過接收外部控制信號(x_i或y_j)的控制，達到旋轉(zhuǎn)該光向量控制光學(xué)元件402、405的目的。

該點光源投射器407為具有光學(xué)變焦能力的器具，接收入射的近似平行光及外部控制信號(z_k)，藉由該外部控制信號(z_k)的控制，可將該入射的近似平行光以點光源的形式，聚焦投射焦點面上。該點光源投射器407由可變焦光學(xué)器408與機電機構(gòu)409所組成。該可變焦光學(xué)器408，接收近似平行光，并將該近似平行光，以點光源的形式，聚焦投射焦點面上(Z＝z_k)。該機電機構(gòu)409用來固定裝置該可變焦光學(xué)器408，并可通過接收外部控制信號(z_k)的控制，達到改變該可變焦光學(xué)器408焦距的目的。

該同步掃描控制器500為具有運算、記憶、通訊與控制能力的控制器，可根據(jù)所欲產(chǎn)生的立體圖形，利用斷面逐次掃描的方式，計算出該立體圖形的斷面資料，并依斷面的次序，逐次輸出該斷面資料(x_i，y_j，z_k，C，B，P)，通過同步驅(qū)動該平行光源產(chǎn)生器100、該色彩產(chǎn)生器200及該光向量空間轉(zhuǎn)換式點光源投射器400，可正確地產(chǎn)生該立體圖形。所謂“斷面”即是沿著Z軸排列的X-Y平面，例如Z＝z₁、z₂、z₃、z₄等的X-Y平面，所謂“斷面資料(x_i，y_j，z_k， C，B，P)”即為該立體圖形于Z＝z_k平面上所交集出的斷面輪廓，該輪廓可以一組點座標來表述，x_i，y_j即為該輪廓的點座標，而C為該輪廓于(x_i，y_j)位置時的顏色、B為該輪廓于(x_i，y_j)位置時的亮度。另外，該P代表平行光源產(chǎn)生器輸出平行光與否的資料。所謂“斷面逐次掃描”為依Zk的大小次序(由小到大或由大到小。例如由z₁-z₂-z₃-z₄…的次序)，逐次將不同z_k的斷面資料掃描投射于空間之中。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。