一种裸眼3D图像自动生成显示系统的制作方法

本发明提出了一种裸眼3d图像自动生成显示系统,属于裸眼3d显示技术领域。

背景技术

3d成像是靠人两眼的视觉差产生的，传统的3d显示技术往往都需要观众佩戴眼镜进行观看，操作和使用不方便。裸眼3d显示技术就是不通过任何工具就能让左右两只眼睛从显示器幕上看到两种具有视差的、有所区别的画面，将它们反射到大脑，就会产生立体图像。目前，利用人眼视差的原理，在显示器上通过给左右两眼分别送入不同的画面，从而达到立体的视觉效果。裸眼立体显示设备通过将光栅设置在常规显示器上，利用光栅的分光作用，将显示器上显示的立体图像进行分光，从而将左眼图像送入用户的左眼，将右眼图像送入用户的右眼，从而使用户观看到立体影像。裸眼3d显示技术的缺点非常明显，人们在观看屏幕时，必须在一定范围内才能观测到立体画面，若距离屏幕太远或观察角度太大时效果不明显，若距离屏幕太近，人会有明显的头晕现象。目前已知的裸眼3d技术有光屏障式技术、柱状透镜技术、指向光源技术对技术等，都是在显示器上做文章，技术上还都不是很成熟。由于裸眼立体显示设备不需要佩戴3d眼睛，因此对于用户而言可以免去佩戴辅助3d眼镜带来的各种不适感，近年来得到了越来越多的关注和应用。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种裸眼3d图像自动生成显示系统，可以将普通图像自动转换成立体图像进行显示，解决了目前人眼近距离观看立体显示图像时有可能会感到不适的问题，以及长时间观看电子屏幕对人眼和身体的伤害问题，同时有效地保证了良好的立体显示效果，满足用户的观感需求，提升用户体验。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种裸眼3d图像自动生成显示系统，包括普通图像显示器、第一反射/透射器、第二反射器、第三反射器、第四反射/透射器。第一反射/透射器、第二反射器、第三反射器、第四反射/透射器按照矩形四顶点放置，第一反射/透射器与第四反射/透射器为对角，第二反射器与第三反射器为对角，第一反射/透射器在第二反射器正上方，第三反射器在第四反射/透射器正上方，四个反射器相对水平面135度角放置，四个反射器平面相互平行，相邻上下、左右都相互对正；第四反射/透射器产生立体图像作为观看显示器由观看者观看，且第四反射/透射器相对观看者向前呈135度角度。

显示器放于第一反射/透射器上方水平位置，即放于第一反射/透射器向上水平面的正投影位置时，由普通显示器显示的图像信号经第一反射/透射器，形成两路图像信号，第一路经过透器形成透射图像信号，送至第二反射器进行反射，反射的图像信号进入到第四反射/透射器进行透射，经过透射形成图像，进入人眼，形成第一幅图像信号；第二路经过反射的图像信号，送至第三反射器进行反射，反射的图像信号进入第四反射/透射器进行反射，反射的图像信号进入人眼，形成第二幅图像信号。由于图像信号在空气中是以光速传播的，第二路信号传输过程中全程经过3次反射器，都是在空气中传播，所以第二路图像信号是以光速传播的。第一路图像信号要经过两个透射器和一个反射器进行传输，光波在透射器里传输速度要减慢，这样第一幅图像信号要晚于第二幅图像信号达到人眼，第一幅图像信号和第二幅图像信号进入人眼就形成了视觉差异，在大脑中形成了立体图像。另外还可以利用景深的思路来解释立体图像的形成，在相同的时间内，第一幅图像传输的距离要小于第二幅图像传输的距离，在人眼观看图像时，呈现在眼前的是两幅镜像图像，两幅镜像图像的景深是不相同的，由于两幅图像来自同一图像，这样两个不同景深的相同图像重叠在一起，就形成了立体图像。此时成像的立体图像与原来图像是反相的，显示的字迹也是相反的。这对于视景类的显示并无大碍，计算机输出的视景图像镜像处理一下就可以了，但对观看的带字幕电影会产生影响。立体图像效果取决于两个透射器厚度之和。

显示器放于第一反射/透射器垂直位置，即放于第一反射/透射器向下水平面的正投影面的垂直面位置时，由普通显示器显示的图像信号经第一反射/透射器，形成两路图像信号，第一路形成的反射图像信号，送至第二反射器进行反射，反射的图像信号进入到第四反射/透射器进行透射，经过透射形成图像，进入人眼，形成第一幅图像信号；第二路透射的图像信号，送至第三反射器进行反射，反射的图像信号进入第四反射/透射器进行反射，反射的图像信号进入人眼，形成第二幅图像信号。由于图像信号在空气中是以光速传播的，在透射器里传输速度要减慢，第一路信号和第二路信号在传输过程中都经过一次透射器，其余在空气中传播，如果两个信号在两个透射器的传播时间一样，则第一幅图像和第二幅图像会同时到达人眼，这样就没有视觉差异，就不会形成立体图像。如果要形成立体图像，经过两个透射器的时间必须要有差异才能形成。故两个透射器的厚度选择应该是不同的，且厚度差异越大立体效果越明显。由于每一路信号都经历了2次反射，故成像的立体图像与原图像信号同相。

普通图像显示器或是计算机液晶显示器，或是电视，或是监视器，或是平板电脑，或是手机等一切可显示图像的显示器。

第二反射器和第三反射器可为镜面反射器，可采用亚克力镀银镜面，第一反射/透射器和第四反射/透射器采用全息玻璃，全息玻璃可保证一定的反射率和透射率。一般光波在玻璃中的传输速度大约是光速的三分之二左右，因此全息玻璃的厚度决定着两幅图像到达人眼的时间差异，或者两幅图像的景深差异，故全息玻璃厚度的选择决定着立体效果。全息玻璃和镀银镜面的尺寸可根据显示器的可显示尺寸大小来确定，其平面尺寸的正投影尺寸即为显示器的可显示尺寸。

本发明用途广泛，可用于各种视景场景模拟，如汽车模拟器、民机模拟器、军机模拟器等各种模拟器的视景场景模拟，也可以用于小型家庭影院、动感影院作为影像播放系统产生立体影像，还可用于电脑、手机上，将电脑、手机屏幕播放的图像转成立体图像观看。

本发明的最大优点是设计巧妙、结构简单，不仅能将普通图像自动生成裸眼立体图像，而且观看者长时间观看不会伤及眼睛和身体，不会产生眩晕感。

附图说明

图1为本发明的组成框图。

图2为本发明的显示器水平放置时外观结构左侧视图。

图3为本发明的显示器垂直放置时外观结构左侧视图。

图1中，1-第一反射/透射器，2-第二反射器，3-第三反射器，4-第四反射/透射器，5-普通图像显示器，6-观看者。

图2中，1-全息玻璃，2-亚克力镀银镜面，3-亚克力镀银镜面，4-全息玻璃，5-显示器，6-观看者。

图3中，1-全息玻璃，2-亚克力镀银镜面，3-亚克力镀银镜面，4-全息玻璃，5-显示器，6-观看者。

具体实施方式

如图1所示，提供一种裸眼3d图像自动生成显示系统的组成框图，由第一反射/透射器1、第二反射器2、第三反射器3、第四反射/透射器4、普通图像显示器5组成。普通图像显示器5显示的图像由第一反射/透射器1进行透射和反射，形成两路图像信号。根据普通显示器5的放置不同分两种情况：

第一种情况，显示器水平放置，第一路经第一反射/透射器1的透射图像信号，送至第二反射器2进行反射，反射的图像信号进入到第四反射/透射器4进行透射，经过透射形成的图像进入人眼，形成第一幅图像信号；第二路经过第一反射/透射器1的反射的图像信号，送至第三反射器3进行反射，反射的图像信号进入第四反射/透射器4进行反射，反射的图像信号进入人眼，形成第二幅图像信号。这两种图像都是以镜像图像合成进入人眼，形成立体图像。

第二种情况，显示器垂直放置，第一路经第一反射/透射器1的反射图像信号，送至第二反射器2进行反射，反射的图像信号进入到第四反射/透射器4进行透射，经过透射形成的图像进入人眼，形成第一幅图像信号；第二路经过第一反射/透射器1的透射的图像信号，送至第三反射器3进行反射，反射的图像信号进入第四反射/透射器4进行反射，反射的图像信号进入人眼，形成第二幅图像信号。第一反射/透射器1和第四反射/透射器4的介质厚度不同，这两种图像都是以镜像图像合成进入人眼，形成立体图像。

如图2所示，提供显示器水平放置时外观结构左侧视图，由全息玻璃1、亚克力镀银镜面2、亚克力镀银镜面3、全息玻璃4、显示器5组成。全息玻璃1、亚克力镀银镜面2、亚克力镀银镜面3和全息玻璃4四个平面块相对于水平面135度角放置，且按照矩形四顶点放置，四个反射器平面相互平行，相邻上下、左右都相互对正，全息玻璃1与全息玻璃4为对角，亚克力镀银镜面2与亚克力镀银镜面3为对角，全息玻璃1在亚克力镀银镜面2正上方，亚克力镀银镜面3在全息玻璃4正上方；全息玻璃4作为观看显示器由观看者6观看镜像立体图像，此全息玻璃4相对观看者向前呈135度角度；显示器5放于全息玻璃1上方水平位置，即放于全息玻璃1向上水平面的正投影位置。观看者6观察到的立体图像与显示器显示的图像反相180度。

如图3所示，提供显示器垂直放置时外观结构左侧视图，由全息玻璃1、亚克力镀银镜面2、亚克力镀银镜面3、全息玻璃4、显示器5组成。全息玻璃1、亚克力镀银镜面2、亚克力镀银镜面3和全息玻璃4四个平面块相对于水平面135度角放置，且按照矩形四顶点放置，四个反射器平面相互平行，相邻上下、左右都相互对正，全息玻璃1与全息玻璃4为对角，亚克力镀银镜面2与亚克力镀银镜面3为对角，全息玻璃1在亚克力镀银镜面2正上方，亚克力镀银镜面3在全息玻璃4正上方；全息玻璃4作为观看显示器由观看者6观看镜像立体图像，此全息玻璃4相对观看者向前呈135度角度；显示器5放于全息玻璃1上方垂直位置，即放于全息玻璃1向下水平面的正投影面的垂直面位置；全息玻璃1和全息玻璃4的厚度，其中一块是另一块厚度的2倍以上，观看者6观察到的立体图像与显示器显示的图像相一致。