[实用新型]裸眼3D投影系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种3D投影系统，适用于裸眼状态下大角度、多方位、多人同时观测，具体的说，涉及一种裸眼3D投影系统。

背景技术

日常生活中，人们都是利用双眼来辨认三维空间的物体，在辨认某个物体时，由于双眼之间具有一定的距离，这段距离使得左右两眼在观察物体时分别进入左右眼的画面是不同的，包括角度、透视都具有区别，反映在大脑中就会产生“立体视觉”，两个画面组合在一起，便产生立体感，从而能够判断物体的前后关系，这种被观察的物体在人的左右眼视网膜上所形成的像的差异就是双眼视差，视差的产生对立体视觉的形成起着非常重要的作用。

目前，3D显示技术主要包括戴眼镜式与不戴眼镜式的裸眼式，戴眼镜式的3D显示技术发展的已经很成熟，但不能使我们摆脱特制眼镜的束缚，这使得其应用范围以及使用舒适度都打了折扣，而且不少3D显示技术会让长时间的体验者有恶心眩晕等感觉，裸眼式的3D显示技术由于不用戴眼镜，受到越来越多人们的关注，成为未来3D 显示技术的发展方向，因而裸眼式的3D显示技术成为当前研究的热点。

与人眼观测三维空间的物体的原理相同，佩戴3D眼睛观看3D影像时，从屏幕发出的图像信号到了靠近眼睛的时候才通过3D镜片将左右不同的图像信息分别输入左右眼，所以佩戴3D眼镜观看3D影像时没有观测角度的问题，但是当相同的片源用于主流裸眼3D观测时，观测角度的问题就尤为明显，也就是说目前主流的裸眼式3D显示设备只能单角度或者在较小的角度范围内才可观看到效果较好的3D影像，也就意味着观众想要看到较清晰的3D影像必须锁定好位置，保持画面与头部的位置相对固定，稍有偏离就会出现串扰现象或观测不到3D效果，导致裸眼3D影像观看的自由度大大降低，严重影响3D影像的观看效果。

为了解决观影角度的问题，有科研人员提供了一种利用人眼方位识别系统结合软件的实时计算调整装置，采用所述装置捕捉观影者的双眼并进行画面的计算进行实时调节显示，但采用所述装置仅能捕捉到一位观影者的双眼，无法实现多人同时观影，且运行时计算机运算数据庞大，从开始捕捉到捕捉完成再到调节显示，必然会造成一定的延迟。

柱状透镜技术的出现实现了3D影像观测角度小范围的提升，所述柱状透镜技术是指使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上，且柱透镜节距是屏幕像素宽度的正整数倍，这样在每个柱透镜下面的图像的像素被分成几个子像素，这样透镜就能以不同的方向投影每个子像素，于是双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素，进而小范围的提升了3D影像的观测角度范围，可实现多人同时观影，如图1所示，裸眼3D屏幕包括液晶屏幕1，液晶屏幕1的前方设有柱镜光栅2，观测时，当屏幕发出的左右分光图像恰好分别进入左眼3和右眼4时，3D效果最佳。目前市面上用该技术已经实现了9个视差图像的呈现，即每个柱镜的节距内包含9个子像素，如果设单个视差图像的观测角度为2°，则最终观测角度为18°，稍微偏离这一角度范围时，就会出现左右眼画面颠倒或串扰。且要实现该技术，首先要求超高分辨率的液晶屏幕，然后要求柱镜光栅与屏幕像素的高度精确结合，子像素越多，立体画面的观测角度越大，则画面像素越低，这也是限制该技术发展的一个本质要素，由此可见该技术片源的制作与数据量也是庞大的，无法实现真正意义上的大角度裸眼3D效果。

狭缝光栅式裸眼3D技术的原理同柱镜光栅式裸眼3D技术，如图2所示，裸眼3D屏幕包括液晶屏幕1，液晶屏幕1的前方设有狭缝光栅5，观测时，当屏幕发出的左右分光图像恰好分别进入左眼3和右眼4时，3D效果最佳，但是稍微偏离这一角度范围时，就会出现左右眼画面颠倒或串扰。

采用在液晶板上添加柱状透镜技术或狭缝光栅技术的裸眼3D显示设备的画面串扰现象较为严重，即观众在观看3D影像时经常会观测到3D画面出现“重影”或者“跳画”现象，严重影响观影者的观看舒适度。