[发明专利]裸眼3D放像和摄像的一种策略和系统实现

说明书

技术领域

微细光线，如微米光线、纳米光线甚至更小量级光线等，在裸眼3D虚像屏、裸眼3D 实像屏和裸眼3D摄像屏等功能实现中的应用。裸眼3D放像设备和裸眼3D摄像设备的系统功能框架设计。

背景技术

基于“微细光线汇聚形成的虚像、实像与人眼成像”，要实像裸眼3D影像，关键是如何消除微细光线发生器的影像障碍。本文提出“微细光线发生器不可见与微细光线汇聚成像可见”的实现策略：1、公式(4)和公式(5)。意义：当微细光线发生器还没有细小到人眼“不可见”的程度，但单束微细光线的亮度可以暗到人眼“不可见”程度，然后由多束微细光线汇聚形成的像点亮度可以达到和超过人眼亮度识别阈值，那么这些微细光线汇聚形成的像就“可见”了。2、公式(6)和公式(7)。意义：当微细光线发生器细小到人眼“不可见”程度，但微细光线形成的众多像点在视网膜上汇聚形成的汇聚斑亮度达到和超过人眼亮度阈值，这些微细光线形成的像就“可见”了。

发明内容

一、微细光线及设计(微米光线、纳米光线甚至更小量级光线)

定义：微细光线是指圆柱体光线的直径非常细微的光线，被称作微细光线。如圆柱体光线的直径为微米级,该柱体光线被称作微米光线。如直径为纳米级，该柱体光线被称作纳米光线。如直径为更小量级，该柱体光线被称作更小量级光线。微细光线是本文裸眼3D视像的基石。

微细光线发生器由微细光线光源和微细光线导向孔组成。微细光线光源可以有等离子体光源和发光二极管光源等。微细光线发生器发生的平行于微细光线导向孔的光线就是微细光线。不平行于微细光线导向孔的那部分光线会形成光晕干扰和孔壁反射干扰，还有光的衍射干扰，如图1微细光线发生器示意图所示。

附图1说明：名称，微细光线发生器示意图，1-孔壁反射干扰，2-光晕干扰，3-荧光物质，4-等离子体填充，5-电极，6-微细光线光源(以等离子体光源为例)，7-微细光线导向孔。

ρ：光孔横向线度，δ_光孔：光孔深度，即微细光线集成屏厚度，φ_光孔：光孔直径，φ_瞳孔：人眼瞳孔直径，d_眼-屏：人眼与微细光线集成屏之间的距离。

干扰一，光晕干扰，指由微细光线光源发生的不平行于微细光线导向孔也未碰壁而出射的一部分光线。此为主要干扰因素，公式(1)和(2)表明，其一可通过增大光孔横向线度来减少干扰，其二微细光线在裸眼3D视像中的应用被限定在了光晕干扰直径小于等于瞳孔直径的范围内。

人眼瞳孔直径取值为2mm。根据公式(2)，在超大屏幕电视设计中，本文假定人眼与电视屏距之距为4m，如果集成屏的厚度取2mm，那么光束的直径<＝0.5um；在1mm²的面上，直径0.5um的光束理论上可以做到4×10⁶束，直径1nm的光束理论上可以做到1×10¹²束。在普通屏电视设计中，本文假定人眼与电视屏距之距为2m，如果集成屏的厚度取1mm，那么光束的直径<＝0.5um；在1mm²的面上，直径0.5um 的光束理论上可以做到4×10⁶束，直径1nm的光束理论上可以做到1×10¹²束。在手机屏设计中，本文假定人眼与手机屏距之距为30cm，如果集成屏的厚度取1mm，那么光束的直径<＝3.3um。在0.0225mm²的面上，直径为3.3um的光束理论上可以做到2025束，直径为1nm的光束理论上可以做到2.25×10¹⁰束。

干扰二，孔壁反射干扰，指由微细光线光源发生的不平行于微细光线导向孔且一次或多次碰壁被吸收部分光线后再反射出的一部分光线。因孔壁吸收，此为次要干扰。可以通过选取吸收可见光能力比较强的材料做集成屏基材料来减少此干扰。

干扰三，光的衍射干扰。理论上研究表明,光孔横向线度ρ与衍射发散角Δθ之间存在反比关系

ρ·Δθ≈λ (3)

ρ：光孔横向线度，Δθ：衍射发散角，λ：可见光波长。

当光孔线度远远大于波长时，衍射效应很不明显，光近似于直线传播。可见光的波长范围为390nm至 780nm，集成屏厚度都在1mm以上，远远大于可见光波长。