專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于led的彩色全景視場(chǎng)三維顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三維顯示裝置，尤其涉及一種彩色全景視場(chǎng)三維顯示裝置。
背景技術(shù)：
三維顯示技術(shù)主要有全息三維顯示、體三維顯示、體視三維顯示。由于技 術(shù)的限制，目前尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足人們觀看要求的動(dòng)態(tài)全息三維顯示。
體三維顯示按顯示載體不同可分為靜態(tài)體三維顯示和掃描體三維顯示。靜 態(tài)體三維顯示采用靜態(tài)的顯示載體，在顯示的三維物理空間內(nèi)不存在運(yùn)動(dòng)物 體，因此顯示的介質(zhì)必須填充三維物理空間，例如銣蒸汽、多層LCD面板、 多平面光學(xué)元件。這種靜態(tài)體三維顯示沒(méi)有運(yùn)動(dòng)物體，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，而且各 種靜態(tài)體三維顯示方式，也都有缺點(diǎn)。采用激光激發(fā)銣蒸汽發(fā)光的體三維顯示 由于采用逐點(diǎn)掃描，無(wú)法提高三維體素的數(shù)量；多層LCD面板進(jìn)行逐一 LCD 屏來(lái)回掃描顯示，每一時(shí)刻只有一個(gè)LCD屏顯示，其余的LCD雖為透明狀， 但是從最后一層發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)透明的LCD屏后能量還是損失較大，還有就 是無(wú)法進(jìn)行連續(xù)空間的掃描；采用高速投影儀投影多平面光學(xué)元件也同樣存在 多屏的問(wèn)題。在掃描體三維顯示方面，采用一個(gè)平面或曲面進(jìn)行360。的旋轉(zhuǎn)， 在物理三維空間逐個(gè)平面分時(shí)掃描，從而掃描三維空間的所有體素，控制相應(yīng) 體素的亮度，最終在三維空間掃描出立體物體。體三維的顯示屏有垂直平面和 螺旋面兩種。采用紅、綠、藍(lán)三色激光高速掃描螺旋面，可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的條狀 三維圖像，每秒掃描的體素?cái)?shù)量有限；采用高速投影機(jī)投影到高速旋轉(zhuǎn)的垂直 平面，實(shí)現(xiàn)三維顯示，且效果較好，便于人眼觀看，并應(yīng)用于醫(yī)學(xué)圖像的三維 顯示。掃描體三維顯示具有水平和垂直視差，水平360° ，適合多人同時(shí)環(huán)繞 觀察。但是體三維顯示存在最大的缺點(diǎn)，就是三維圖像不可消隱，即，三維物 體的前后面同時(shí)可見(jiàn)。這與我們平常視覺(jué)效果不一致，而且會(huì)引起前后視圖的 重疊從而導(dǎo)致混亂。
為了實(shí)現(xiàn)具有真實(shí)空間感且可消隱的三維顯示技術(shù)，人們逐步發(fā)展了體視
3三維顯示。體視三維從當(dāng)初的需要戴偏振眼鏡的視差型三維顯示發(fā)展到裸眼觀 看的自體視三維顯示。自體視三維顯示又從只有兩個(gè)視角圖像到多視角平面三
維顯示屏，再發(fā)展今天的空間全景視場(chǎng)三維顯示， 一周視角可達(dá)到200個(gè)以上。 空間視角的增加也大大地改善了三維顯示的效果，更適合人眼觀看。
空間全景視場(chǎng)三維的核心是定向散射的顯示屏。它能控制每個(gè)視場(chǎng)圖像的 發(fā)光角度，從而使得人的左右眼看到不同視場(chǎng)的圖像，形成有立體感的三維圖 像。為了實(shí)現(xiàn)彩色的全景視場(chǎng)三維顯示，有人提出了采用高速投影儀投影到2-3 塊具有濾色鏡定向散射顯示屏。每一塊定向散射屏負(fù)責(zé)一種顏色的顯示。如果 要實(shí)現(xiàn)紅、綠、藍(lán)三色顯示時(shí)，必須要三塊分別帶有紅、綠、藍(lán)濾色鏡定向散 射屏，這樣就大大降低了圖像的分辨率，即原來(lái)一張的圖像要被拆分成3幅圖 像，而且再現(xiàn)的三維圖像的空間尺寸也要小很多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于LED的彩色全景視 場(chǎng)三維顯示裝置。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的
一種基于LED的彩色全景視場(chǎng)三維顯示裝置包括LED光源、照明系統(tǒng)、 空間光調(diào)制器、投影鏡頭、定向散射屏、旋轉(zhuǎn)裝置、第一控制器、電腦和傳感 器；其中第一控制器連接傳感器、LED光源和電腦，空間光調(diào)制器連接電腦。
進(jìn)一步地，所述的LED光源為紅、綠、藍(lán)三色高亮度合成的LED;照明 系統(tǒng)將LED光源的光線會(huì)聚到空間光調(diào)制器上；投影鏡頭將空間光調(diào)制器上 的圖像投影到定向散射屏上。
一種基于LED的彩色全景視場(chǎng)三維顯示裝置包括紅色LED、第一照明系 統(tǒng)、第一空間光調(diào)制器、綠色LED、第二照明系統(tǒng)、第二空間光調(diào)制器、藍(lán)色 LED、第三照明系統(tǒng)、第三空間光調(diào)制器、光學(xué)合成系統(tǒng)、投影鏡頭、定向散 射屏、旋轉(zhuǎn)裝置、第二控制器、電腦和傳感器；其中第二控制器連接傳感器和 電腦，電腦連接第一空間光調(diào)制器、第二空間光調(diào)制器、第三空間光調(diào)制器。
進(jìn)一步地，第一照明系統(tǒng)將紅色LED的光線會(huì)聚到第一空間光調(diào)制器上， 第二照明系統(tǒng)將綠色LED的光線會(huì)聚到第二空間光調(diào)制器上，第三照明系統(tǒng) 將藍(lán)色LED的光線會(huì)聚到第三空間光調(diào)制器上；光學(xué)合成系統(tǒng)將第一空間光 調(diào)制器、第二空間光調(diào)制器、第三空間光調(diào)制器顯示的三幅圖像合成一幅彩色 圖像，經(jīng)投影鏡頭投影到定向散射屏上。進(jìn)一步地，所述的第一控制器和第二控制器為單片機(jī)、CPLD、 FPGA或 其他可編程控制器；傳感器為光電傳感器或機(jī)械位置開(kāi)關(guān)；所述的定向散射屏 為全息定向散射屏、二元光學(xué)元件或其他光柵結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件；定向散射屏為 由1-9塊定向散射屏組成；定向散射屏安裝在旋轉(zhuǎn)裝置上，兩者一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提出的一種基于LED的彩色全景視場(chǎng)三維 顯示裝置，采用兩種方式實(shí)現(xiàn)了彩色的全景視場(chǎng)三維顯示。采用三色LED光 源紅、綠、藍(lán)分時(shí)照射空間光調(diào)制器，或者采用三色紅、綠、藍(lán)LED同時(shí)照 射三片空間光調(diào)制器。兩種方法操作簡(jiǎn)單，且能很好地實(shí)現(xiàn)彩色的全景視場(chǎng)三 維顯示，滿(mǎn)足人們觀察的要求。LED光源響應(yīng)時(shí)間快，便于實(shí)時(shí)控制。


圖1是本發(fā)明基于LED的彩色全景視場(chǎng)三維顯示裝置實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示 意圖2是本發(fā)明基于LED的彩色全景視場(chǎng)三維顯示裝置實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示 意圖3是單面式定向散射屏結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是雙面式定向散射屏結(jié)構(gòu)示意圖中1、 LED光源，2、照明系統(tǒng)，3、空間光調(diào)制器，4、投影鏡頭，5、 定向散射屏，6、旋轉(zhuǎn)裝置，7、第一控制器，8、電腦，9、傳感器，10、第二 控制器，11、紅色LED， 12、第一照明系統(tǒng)，13、第一空間光調(diào)制器，14、綠 色LED， 15、第二照明系統(tǒng)，16、第二空間光調(diào)制器，17、藍(lán)色LED， 18、 第三照明系統(tǒng)，19、第三空間光調(diào)制器，20、光學(xué)合成系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
人們觀看三維空間物體，當(dāng)觀看者圍繞一個(gè)物體觀看的時(shí)候能夠觀察到一 周連續(xù)的視場(chǎng)圖像，每一幅視場(chǎng)圖像對(duì)應(yīng)于一個(gè)觀察點(diǎn)。由于人的左、右眼相 隔6-7cm，所以左、右眼分別看到不同視點(diǎn)的視場(chǎng)圖像。本發(fā)明的全景視場(chǎng)三 維顯示原理就是模擬人們對(duì)一個(gè)三維物體的實(shí)際觀看。全景視場(chǎng)三維顯示裝置 在水平360°方向投射出一周離散的視場(chǎng)圖像，且每一幅圖像對(duì)應(yīng)一個(gè)視點(diǎn)。 只要離散的視場(chǎng)圖像數(shù)量足夠多，我們圍繞物體移動(dòng)時(shí)就可以觀察到不同的視 場(chǎng)圖像。由于視場(chǎng)圖像投影到定向散射屏上，圖像的發(fā)光角度受到它的限制，水平小范圍內(nèi)可見(jiàn)。這樣，觀看者的雙眼就看 到了不同的視場(chǎng)圖像，從而形成立體感。令一周360°顯示M個(gè)視圖，故而一 周需要投射出M幅圖像。當(dāng)定向散射屏沿中心軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，每隔一定角度 (360/M)顯示一幅圖像。由于定向散射屏是旋轉(zhuǎn)的，所以投影的圖像也是隨 之旋轉(zhuǎn)的，這樣才能在每一個(gè)方向觀察到正立圖像。為了滿(mǎn)足人眼的視覺(jué)暫留， 定向散射屏旋轉(zhuǎn)速度要非常快，每秒15轉(zhuǎn)以上更佳，故而可以在三維空間再 現(xiàn)出三維場(chǎng)景。因此在全景視場(chǎng)三維顯示裝置中，需要高幀頻的投影機(jī)。每秒 投影幀數(shù)W為
其中w為轉(zhuǎn)速。為了人們圍繞觀看視圖比較連續(xù)，故而每周的視圖數(shù)量 M2 2Q0。令M二200， 《 = 15，則投影機(jī)至少每秒要投影JV = 3000幀。 一般要求 每秒投影4 000 - 8 000幀，因此需要高速的空間光調(diào)制器?？臻g光調(diào)制器一般 為L(zhǎng)CD、 LCOS、 DMD，其中DMD可以達(dá)到每秒上萬(wàn)幀，是比較理想的高速 空間光調(diào)制器。
本發(fā)明涉及的基于LED的彩色全景視場(chǎng)三維顯示裝置采用LED作為光 源，響應(yīng)時(shí)間快、光路簡(jiǎn)單、便于控制。利用紅、綠、藍(lán)三色LED光源，每 種顏色一周投影出M個(gè)視圖，再現(xiàn)出一種顏色的三維圖像。三種顏色的三維圖 像快速切換或同時(shí)混合，由于人眼的視覺(jué)暫留，在空間真實(shí)全視場(chǎng)地再現(xiàn)三維 圖像，而且是一幅很好的彩色三維圖像。人們不用借助任何工具，就可以在圍 繞該顯示裝置的360°任意位置用裸眼觀看到彩色空間三維物體，而且能夠?qū)?現(xiàn)空間三維場(chǎng)景消隱的三維顯示效果。
實(shí)施例1
如圖1所示， 一種基于LED的彩色全景視場(chǎng)三維顯示裝置，包括LED 光源l、照明系統(tǒng)2、空間光調(diào)制器3、投影鏡頭4、定向散射屏5、旋轉(zhuǎn)裝置 6、第一控制器7、電腦8和傳感器9。
其中，傳感器9、 LED光源1和電腦8均與第一控制器7連接，空間光調(diào) 制器3連接電腦8，定向散射屏5固定在旋轉(zhuǎn)裝置6上。LED光源1為紅、綠、 藍(lán)三色高亮度合成的LED;照明系統(tǒng)2將LED光源1的光線會(huì)聚到空間光調(diào) 制器3上；投影鏡頭4將空間光調(diào)制器3上的圖像投影到定向散射屏5上。
LED光源1是一個(gè)三色光源，與第一控制器7相連，由第一控制器7控制， 分時(shí)點(diǎn)亮紅、綠、藍(lán)三色高亮度LED。當(dāng)點(diǎn)亮紅色LED時(shí)，紅光經(jīng)照明系統(tǒng) 2會(huì)聚到空間光調(diào)制器3上。由空間光調(diào)制器3顯示紅色對(duì)應(yīng)的圖像，在經(jīng)過(guò)
6投影鏡頭4將紅色圖像成像到定向散射屏5上，定向散射屏5將圖像反射向觀 看區(qū)。同樣，LED光源1的綠色LED對(duì)應(yīng)空間光調(diào)制器3的圖綠色圖像；LED 光源1的藍(lán)色LED對(duì)應(yīng)空間光調(diào)制器3的圖藍(lán)色圖像。因?yàn)槎ㄏ蛏⑸淦?隨 旋轉(zhuǎn)裝置6，而投影到定向散射屏5上的圖像必須是正立的，故而投影的圖像 也要隨旋轉(zhuǎn)裝置6—同旋轉(zhuǎn)。所以，定向散射屏5旋轉(zhuǎn)的位置對(duì)應(yīng)一定傾角的 圖像，而這個(gè)圖像由對(duì)應(yīng)的三種顏色圖像。在同步控制方面，采用第一控制器 7連接傳感器9，當(dāng)定向散射屏5經(jīng)過(guò)傳感器9位置時(shí)，第一控制器7接收到 位置信號(hào)，然后給LED光源1和電腦8發(fā)出同步信號(hào)，點(diǎn)亮LED光源1所需 要的顏色，另外，電腦8連接空間光調(diào)制器3，控制空間光調(diào)制器3顯示的圖 像。
該實(shí)施例裝置中，只有一片空間光調(diào)制器3，采用空間光調(diào)制器3分時(shí)顯 示紅、綠、藍(lán)三色圖像。分時(shí)顯示的方式有兩種。方式一先顯示一周紅色視 圖，再顯示一周綠色視圖，最后顯示一周藍(lán)色視圖，完成一周彩色視圖的掃描。 當(dāng)然，紅、綠、藍(lán)三色的順序可以互相調(diào)換。這種方式比較簡(jiǎn)單。方式二先 顯示K (BK<M)幅紅色視圖，再顯示K幅綠色視圖，再顯示《幅藍(lán)色視圖， 依次循環(huán)。要實(shí)現(xiàn)彩色的圖像，必須在三周內(nèi)一共顯示M幅紅色視圖、M幅 綠色視圖、M幅藍(lán)色視圖，并且保證每一個(gè)視點(diǎn)的視圖必須有紅、綠、藍(lán)三色。 當(dāng)《"時(shí)，此方式就是每隔一張圖像變換一種顏色，即第一周紅、綠、藍(lán)圖像 依次循環(huán)直至一周結(jié)束，第二周的顯示順序?yàn)榫G、藍(lán)、紅圖像依次循環(huán)直至一 周結(jié)束，第三周的顯示順序?yàn)樗{(lán)、紅、綠圖像依次循環(huán)直至一周結(jié)束。當(dāng)然， 每周顏色的顯示順序可以互換。
該實(shí)施例裝置中，LED光源1可以是紅、綠、藍(lán)三色LED集成于一塊芯 片的LED陣列，也可以時(shí)三塊紅、綠、藍(lán)LED芯片由光學(xué)系統(tǒng)合成的LED， 甚至是更多的LED芯片合成的。同樣，LED光源l也可以由三色的OLED或 激光合成的光源。采用LED作為光源便于控制，由于LED響應(yīng)時(shí)間快，可以 實(shí)現(xiàn)不同顏色LED的快速切換；又由于LED光源三色分離無(wú)需濾色或分色元 件，所以可以使得彩色全景視場(chǎng)三維顯示裝置的投影部分簡(jiǎn)便且體積??；由于 此裝置中采用單片式的空間光調(diào)制器，成本相對(duì)較低。當(dāng)然，分時(shí)顯示降低了 彩色三維圖像的刷新頻率。 實(shí)施例2
如圖2所示， 一種基于LED的彩色全景視場(chǎng)三維顯示裝置，包括紅色 LEDll、第一照明系統(tǒng)12、第一空間光調(diào)制器13、綠色LED14、第二照明系 統(tǒng)15、第二空間光調(diào)制器16、藍(lán)色LED17、第三照明系統(tǒng)18、第三空間光調(diào)制器19、光學(xué)合成系統(tǒng)20、投影鏡頭4、定向散射屏5、旋轉(zhuǎn)裝置6、第二控 制器IO、電腦8和傳感器9。
其中，傳感器9和電腦8均與第二控制器10連接，電腦8分別連接第一 空間光調(diào)制器13、第二空間光調(diào)制器16、第三空間光調(diào)制器19，定向散射屏 5固定在旋轉(zhuǎn)裝置6上。第一照明系統(tǒng)12將紅色LED11的光線會(huì)聚到第一空 間光調(diào)制器13上，第二照明系統(tǒng)15將綠色LED14的光線會(huì)聚到第二空間光 調(diào)制器16上，第三照明系統(tǒng)18將藍(lán)色LED17的光線會(huì)聚到第三空間光調(diào)制 器19上；光學(xué)合成系統(tǒng)20將第一空間光調(diào)制器13、第二空間光調(diào)制器16、 第三空間光調(diào)制器19顯示的三幅圖像合成一幅彩色圖像，經(jīng)投影鏡頭4投影 到定向散射屏5上。
跟實(shí)施例1的裝置不同，實(shí)施例2的裝置是采用三片空間光調(diào)制器同時(shí)顯 示紅、綠、藍(lán)三色圖像，因此，它采用三個(gè)單色的LED，分別為紅色LEDll、 綠色LED14、藍(lán)色LED17;三路照明系統(tǒng)第一照明系統(tǒng)12、第二照明系統(tǒng)
15、 第三照明系統(tǒng)18;三塊空間光調(diào)制器第一空間光調(diào)制器13、第二空間 光調(diào)制器16、第三空間光調(diào)制器19。三個(gè)三色的LED分別照射三塊空間光調(diào) 制器，所以在實(shí)施例二裝置處于工作狀態(tài)時(shí)，只需要一直點(diǎn)亮紅色LEDll、綠 色LED14、藍(lán)色LED17即可，并不需要對(duì)紅色LEDll、綠色LED14、藍(lán)色 LED17進(jìn)行同步控制。但是合成的彩色圖像還是需要隨定向散射屏5 —同旋轉(zhuǎn) 的。在同步控制方面，采用第二控制器10連接傳感器9，當(dāng)定向散射屏5經(jīng)過(guò) 傳感器9位置時(shí)，第二控制器10接收到位置信號(hào)，然后給電腦8發(fā)出同步信 號(hào)。電腦8連接三塊空間光調(diào)制器，第一空間光調(diào)制器13、第二空間光調(diào)制器
16、 第三空間光調(diào)制器19，控制三塊空間光調(diào)制器顯示的圖像。三片空間光調(diào) 制器同時(shí)顯示紅、綠、藍(lán)三色圖像，合成彩色圖像。所以只要定向散射屏5旋 轉(zhuǎn)一周，便可以將彩色三維圖像刷新一次，比實(shí)施例一裝置三周刷新一次，提 高了3倍的刷新率。
在實(shí)施例2的裝置中，紅色LEDll、綠色LED14、藍(lán)色LED17可以是三 塊紅、綠、藍(lán)三色LED芯片或者三塊相同顏色的LED陣列，例如紅色LED 芯片上有2X2個(gè)紅色LED;也可以是多塊同色LED芯片合成一個(gè)同色LED, 以增加光源亮度，例如兩塊紅色LED芯片合成一個(gè)紅色LEDll 。同樣，紅 色LEDll、綠色LED14、藍(lán)色LED17也可以由三色的OLED或激光等單色光 源，甚至可以釆用白光光源進(jìn)行分色而得。采用LED作為光源便于控制；由 于LED光源三色分離無(wú)需濾色或分色元件，所以可以使得彩色全景視場(chǎng)三維 顯示裝置的投影部分簡(jiǎn)便且體積??；由于此裝置中采用三片式的空間光調(diào)制器，提高了彩色三維圖像的刷新頻率，更有利于人們的觀看。
在上述兩個(gè)實(shí)施例裝置中，第一控制器7和第二控制器10為單片機(jī)、 CPLD、 FPGA或其他可編程控制器；傳感器9為光電傳感器或機(jī)械位置開(kāi)關(guān)。 傳感器9只是給出一個(gè)定向散射屏5的位置信息，可以采用光耦之類(lèi)的光電傳 感器，也可以采用機(jī)械開(kāi)關(guān)，每過(guò)一次，機(jī)械開(kāi)關(guān)進(jìn)行一次動(dòng)作。
在上述兩個(gè)實(shí)施例裝置中，定向散射屏5為全息定向散射屏、二元光學(xué)元 件或其他光柵結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件；定向散射屏5由1-9塊定向散射屏組成；定向 散射屏5安裝在旋轉(zhuǎn)裝置6上，兩者一起轉(zhuǎn)動(dòng)。定向散射屏5可以限制光線的 發(fā)散角度，使其在很小角度內(nèi)發(fā)光，所以能使投影在定向散射屏5的每個(gè)視圖 只能在其對(duì)應(yīng)的小范圍內(nèi)可見(jiàn)。定向散射屏5有透射式和反射式兩種，反射式 定向散射屏可以將投影圖像反射向觀看區(qū)，而透射式定向散射屏可以和反射鏡 組成反射式，透射式定向散射屏也可以將將投影圖像折射向觀看區(qū)。如圖3所 示，單塊的定向散射屏5安裝在旋轉(zhuǎn)裝置6上，隨著旋轉(zhuǎn)裝置6旋轉(zhuǎn)一周，則 刷新一周的視圖。如圖4所示，雙面的定向散射屏5由兩塊定向散射屏組成， 安裝在旋轉(zhuǎn)裝置6上，隨著旋轉(zhuǎn)裝置6旋轉(zhuǎn)一周，則刷新兩周的視圖，刷新頻 率提高兩倍，但是每一個(gè)定向散射屏的分辨率降低了一半。依次類(lèi)推，定向散 射屏5也可以由2塊以上的定向散射屏組成。
在圖1和圖2中，圖像是從上面投影下來(lái)，投影到定向散射屏5上的；也 可以將圖像從下面投影上來(lái)，經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)裝置的空心轉(zhuǎn)軸，再經(jīng)過(guò)光學(xué)元件，將 圖像投影到定向散射屏5上的。
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權(quán)利要求
1. 一種基于LED的彩色全景視場(chǎng)三維顯示裝置，其特征在于，它包括LED光源(1)、照明系統(tǒng)(2)、空間光調(diào)制器(3)、投影鏡頭(4)、定向散射屏(5)、旋轉(zhuǎn)裝置(6)、第一控制器(7)、電腦(8)和傳感器(9)。其中，所述第一控制器(7)分別與傳感器(9)、LED光源(1)和電腦(8)相連，空間光調(diào)制器(3)連接電腦(8)，定向散射屏(5)固定在旋轉(zhuǎn)裝置(6)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LED的彩色全景視場(chǎng)三維顯示裝置，其特征在 于，所述的LED光源(1)為紅、綠、藍(lán)三色高亮度合成的LED;照明系統(tǒng)(2) 將LED光源(1)的光線會(huì)聚到空間光調(diào)制器(3)上；投影鏡頭(4)將空間 光調(diào)制器(3)上的圖像投影到定向散射屏(5)上。
3. —種基于LED的彩色全景視場(chǎng)三維顯示裝置，其特征在于，它包括紅色 LED (11)、第一照明系統(tǒng)(12)、第一空間光調(diào)制器(13)、綠色LED (14)、 第二照明系統(tǒng)(15)、第二空間光調(diào)制器(16)、藍(lán)色LED (17)、第三照明系 統(tǒng)(18)、第三空間光調(diào)制器(19)、光學(xué)合成系統(tǒng)(20)、投影鏡頭(4)、定 向散射屏(5)、旋轉(zhuǎn)裝置(6)、第二控制器(10)、電腦(8)和傳感器(9)。 其中，所述第二控制器(10)連接傳感器(9)和電腦(8)，電腦(8)分別與 第一空間光調(diào)制器(13)、第二空間光調(diào)制器(16)、第三空間光調(diào)制器(19) 相連，定向散射屏(5)固定在旋轉(zhuǎn)裝置(6)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于LED的彩色全景視場(chǎng)三維顯示裝置，其特征在 于，所述第一照明系統(tǒng)(12)將紅色LED (11)的光線會(huì)聚到第一空間光調(diào)制 器(13)上，第二照明系統(tǒng)(15)將綠色LED (14)的光線會(huì)聚到第二空間光 調(diào)制器(16)上，第三照明系統(tǒng)(18)將藍(lán)色LED (17)的光線會(huì)聚到第三空 間光調(diào)制器(19)上。光學(xué)合成系統(tǒng)(20)將第一空間光調(diào)制器(13)、第二 空間光調(diào)制器(16)、第三空間光調(diào)制器(19)顯示的三幅圖像合成一幅彩色 圖像，經(jīng)投影鏡頭(4)投影到定向散射屏(5)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l、 4所述的基于LED的彩色全景視場(chǎng)三維顯示裝置，其特征 在于，所述第一控制器(7)和第二控制器(10)為單片機(jī)、CPLD、 FPGA或 其他可編程控制器；傳感器(9)為光電傳感器或機(jī)械位置開(kāi)關(guān)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1、 4所述的基于LED的彩色全景視場(chǎng)三維顯示裝置，其特征 在于，所述定向散射屏(5)為全息定向散射屏、二元光學(xué)元件或其他光柵結(jié) 構(gòu)的光學(xué)元件；定向散射屏(5)由l-9塊定向散射屏組成；定向散射屏(5) 安裝在旋轉(zhuǎn)裝置(6)上，兩者一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于LED的彩色全景視場(chǎng)三維顯示裝置，該裝置包括LED光源、照明系統(tǒng)、空間光調(diào)制器、投影鏡頭、定向散射屏、旋轉(zhuǎn)裝置、控制器、電腦和傳感器；光源由紅、綠、藍(lán)三色LED組成。彩色圖像由三色LED分時(shí)點(diǎn)亮照射單片空間光調(diào)制器產(chǎn)生，或三色LED同時(shí)照射三片空間光調(diào)制器產(chǎn)生。該裝置投射出三維物體水平360°視場(chǎng)的組合圖像到高速旋轉(zhuǎn)的定向散射屏，而定向散射屏可以控制圖像的發(fā)光角度，使得左右眼看到不同視場(chǎng)圖像，從而實(shí)現(xiàn)彩色全景視場(chǎng)三維顯示?？刂破骺刂芁ED顏色、視場(chǎng)圖像和定向散射屏的位置三者同步性。采用多片式定向散射屏將提高三維圖像刷新頻率，顯示的彩色三維圖像也更加穩(wěn)定。
文檔編號(hào)G03B35/18GK101511036SQ20091009675
公開(kāi)日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2009年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者旭 劉, 夏新星, 李海峰, 鄭臻榮, 顏才杰 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)