[发明专利]一种全息3D立体显示装置及方法

权利要求书

1.一种全息3D立体显示装置，其特征在于：包括装有透明承载液体(2)的透明容器(1)、竖直设置在承载液体(2)内用于3D立体显示的阵列式毛细管群和用于控制所述阵列式毛细管群3D立体显示的控制器(13)，所述阵列式毛细管群由M行N列两端开口的透明的毛细管(3)组成，M和N均为不小于1的正整数，相邻两个毛细管(3)彼此接触，毛细管(3)靠近透明容器(1)底部的一端通过三通管(6)与影像加载机构连接，所述影像加载机构包括用于向毛细管(3)加载3D立体影像显示像点的像点加载单元和填充像点间隙的液柱加载单元，所述像点加载单元由动力像点加注器(7)和安装在动力像点加注器(7)向三通管(6)输送像点(4)的管路上的第一电磁阀(9)组成，所述液柱加载单元由动力液柱加注器(8)和安装在动力液柱加注器(8)向三通管(6)输送液柱(5)的管路上的第二电磁阀(10)组成，第一电磁阀(9)和第二电磁阀(10)均由控制器(13)控制；

还包括用于采集存储待显示的3D立体影像数据的数据采集器(11)，所述数据采集器(11)通过通信模块(12)与控制器(13)进行通信；

所述毛细管(3)与承载液体(2)对可见光的折射率相等。

2.按照权利要求1所述的一种全息3D立体显示装置，其特征在于：所述三通管(6)为T形三通管，毛细管(3)和所述液柱加载单元分别安装在所述T形三通管水平方向上的两个端口上，所述像点加载单元安装在与毛细管(3)垂直的所述T形三通管的第三个端口上。

3.按照权利要求1所述的一种全息3D立体显示装置，其特征在于：所述动力像点加注器(7)为高压像点加注器，所述动力液柱加注器(8)为高压液柱加注器。

4.按照权利要求1所述的一种全息3D立体显示装置，其特征在于：所述像点(4)为气泡或与液柱(5)互不相溶的液滴，毛细管(3)的内侧直径和像点(4)的直径均为1mm～2mm。

5.按照权利要求1所述的一种全息3D立体显示装置，其特征在于：所述承载液体(2)和液柱(5)为同种液体。

6.一种利用如权利要求1所述装置进行全息3D立体显示的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、获取待显示的3D立体影像数据，过程如下：

步骤101、对待显示的3D立体影像模型从上至下进行立方体封装，得到立方体影像模型，所述立方体影像模型的水平横截面长宽之比为M：N；

步骤102、沿立方体影像模型高度方向从上到下进行水平切片，获取每层切片影像序列，将每层切片影像序列以M行N列的形式分割为M×N个图像区域，对每层切片影像序列进行二进制字符编码，得到每层切片影像编码序列，1表示图像区域含有影像数据，0表示图像区域未含有影像数据；

步骤103、采用数据采集器(11)按照从上至下的顺序对切片影像编码序列进行存储，所述切片影像编码序列中的字符与所述阵列式毛细管群中的毛细管(3)一一对应；

步骤二、立方体影像模型的全息3D立体显示影像初始化：控制器(13)控制每个影像加载机构中的第二电磁阀(10)打开，当液柱(5)充满整个毛细管(3)后，关闭控制器(13)关闭第二电磁阀(10)，液柱(5)与承载液体(2)的折射率相等；

步骤三、每层切片影像编码序列的显示：数据采集器(11)通过通信模块(12)向控制器(13)传输每层切片影像编码序列的编码数据，所述阵列式毛细管群对立方体影像模型的每一层切片影像编码序列均进行显示，且立方体影像模型中任意一层切片影像编码序列显示方法均相同；

对立方体影像模型中任意一层切片影像编码序列进行显示时，过程如下：

步骤301、通过控制器(13)设置影像加载机构的开关频率；

步骤302、控制器(13)读取一层切片影像编码序列中的M×N个图像区域中的字符，通过控制器(13)同时控制M行N列的影像加载机构工作，并将M×N个图像区域中的字符与M行N列的影像加载机构一一对应，当控制器(13)读取的第i行第j列图像区域中的字符为1时，控制器(13)驱动第i行第j列影像加载机构中的第一电磁阀(9)开启一次，动力像点加注器(7)向第i行第j列的毛细管(3)输入一个像点(4)；当控制器(13)读取的第i行第j列图像区域中的字符为0时，控制器(13)驱动第i行第j列影像加载机构中的第二电磁阀(10)开启一次，动力液柱加注器(8)向第i行第j列的毛细管(3)输入一个液柱(5)，其中，i为正整数且i＝1,2，…，M，j为正整数且j＝1,2，…，N；

步骤四、获取立方体影像模型的全息3D立体显示影像：多次重复步骤三，直至完成立方体影像模型中每一层切片影像编码序列的显示过程，实现立方体影像模型的全息3D立体显示。