本實(shí)用新型涉及3D顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種現(xiàn)場(chǎng)再現(xiàn)全息投影顯示系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

3D顯示技術(shù)除了能夠表現(xiàn)平面畫面之外還可以向用戶提供景深信息，所以近年來(lái)3D技術(shù)越來(lái)越受到人們的追捧。現(xiàn)階段，主流的3D視頻提供方案主要是利用視差原理使人的左右眼睛分別接收到對(duì)應(yīng)的立體圖像對(duì)，然后在大腦形成3D（3Dimensions）立體效果的技術(shù)。這種方式能夠以最廉價(jià)的成本向用戶提供可以接收的畫質(zhì)，但是這種3D并不是真正的立體顯示，是一種偽3D技術(shù)。由于其提供的實(shí)際圖像是在屏幕上的，而合成的偽3D圖像卻看上去是在屏幕之外的，這種方式長(zhǎng)時(shí)間觀看會(huì)帶來(lái)明顯的不適感。

全息成像是一種在3維空間形成真實(shí)3D畫面的技術(shù)，不會(huì)出現(xiàn)上述偽3D顯示方案的缺點(diǎn)，但是這種方法技術(shù)難度很大，還有一系列問(wèn)題沒(méi)有解決，很難在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用水平。此外，還有一種體積式3D顯示方法，這種方法是在高速旋轉(zhuǎn)的屏上投影，會(huì)有散射效應(yīng)，靠近中心處影像不清晰，高速旋轉(zhuǎn)部件有噪音、損耗等問(wèn)題還容易帶來(lái)危險(xiǎn)，而且顯示空間受到設(shè)備體積限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種現(xiàn)場(chǎng)再現(xiàn)全息投影顯示系統(tǒng)，解決全息成像系統(tǒng)設(shè)備龐大笨重、占用空間大、制作成本高的問(wèn)題，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、占用空間小、制作成本低的特點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是：一種現(xiàn)場(chǎng)再現(xiàn)全息投影顯示系統(tǒng)，包括立體顯示模塊、輔助光源、投影屏幕、運(yùn)動(dòng)跟隨驅(qū)動(dòng)模塊、人眼識(shí)別模塊和處理器；人眼識(shí)別模塊和處理器連接，用于定位人眼位置；立體顯示模塊和處理器連接，用于投影立體畫面；輔助光源和處理器連接，用于畫面調(diào)制；運(yùn)動(dòng)跟隨驅(qū)動(dòng)模塊和投影屏幕或立體顯示模塊連接，控制投影屏幕和立體顯示模塊位置運(yùn)動(dòng)，使人眼和立體顯示模塊相對(duì)于投影屏幕呈鏡像位置。

優(yōu)選地，立體顯示模塊包括顯示模塊和鏡頭；顯示模塊用于生成需要顯示的畫面，顯示模塊生成的畫面通過(guò)鏡頭投射出去。

優(yōu)選地，顯示模塊和鏡頭可以相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)投影距離的調(diào)節(jié)，能夠在不同景深投影畫面，從而實(shí)現(xiàn)3D顯示。

優(yōu)選地，顯示模塊成像采用LCD液晶屏、DMD數(shù)字微鏡或LCOS投影芯片成像方式，采用此種方式設(shè)備成本低，能夠顯示清晰圖像。

優(yōu)選地，輔助光源為相干光源，為立體顯示模塊中光源的相干光源，兩種光能夠產(chǎn)生干涉，輔助光源可以對(duì)顯示模塊發(fā)出的畫面進(jìn)行調(diào)制。

優(yōu)選地，投影屏幕為透明材質(zhì)的屏幕，當(dāng)顯示模塊將圖像打到投影屏幕的背面時(shí)，人眼可以在投影屏幕正面觀看圖像畫面。

優(yōu)選地，投影屏幕具有自動(dòng)展開(kāi)、收納功能，使用時(shí)投影屏幕可以自動(dòng)展開(kāi)，停止工作時(shí)投影屏幕自動(dòng)收納，可以節(jié)約空間。

優(yōu)選地，人眼識(shí)別模塊包括攝像機(jī)和紅外距離探測(cè)器，攝像機(jī)利用圖像識(shí)別技術(shù)識(shí)別人臉定位人眼位置，紅外距離探測(cè)器探測(cè)人體和投影屏幕之間的距離。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)再現(xiàn)全息投影顯示系統(tǒng)，包括立體顯示模塊、輔助光源、投影屏幕、運(yùn)動(dòng)跟隨驅(qū)動(dòng)模塊、人眼識(shí)別模塊和處理器；處理器控制立體顯示模塊在投影屏幕上投影畫面，輔助光源的光投射到投影屏幕上，輔助光源發(fā)出的光和立體顯示模塊發(fā)出的光產(chǎn)生干涉，形成全息圖，從而能夠觀看到3D畫面，人眼識(shí)別模塊可以定位人眼位置，經(jīng)過(guò)處理器分析處理，處理器控制運(yùn)動(dòng)跟隨驅(qū)動(dòng)模塊動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)跟隨驅(qū)動(dòng)模塊和立體顯示模塊或投影屏幕連接，控制立體顯示模塊和投影屏幕運(yùn)動(dòng)，使人眼和立體顯示模塊相對(duì)于投影屏幕呈鏡像位置，保證人員運(yùn)動(dòng)時(shí)能接收到清晰的3D畫面。本實(shí)用新型整體投影系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占用空間小、生產(chǎn)成本低，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)裸眼觀看3D影像的效果，由于圖像在自由空間形成，環(huán)境光對(duì)畫面影響很小，因此呈現(xiàn)的影像具有畫面對(duì)比度高，畫質(zhì)清晰的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的原理框圖。

圖2是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是成像原理圖。

圖中：1、處理器；2、顯示模塊；3、輔助光源；4、運(yùn)動(dòng)跟隨驅(qū)動(dòng)模塊；5、人眼識(shí)別模塊；6、鏡頭；7、投影屏幕；8、人眼。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

如圖1和圖2所示，為本實(shí)用新型的原理框圖和整體結(jié)構(gòu)示意圖，一種現(xiàn)場(chǎng)再現(xiàn)全息投影顯示系統(tǒng)，包括立體顯示模塊、輔助光源3、投影屏幕7、運(yùn)動(dòng)跟隨驅(qū)動(dòng)模塊4、人眼識(shí)別模塊5和處理器1；人眼識(shí)別模塊5和處理器1連接，用于定位人眼8位置；立體顯示模塊和處理器1連接，用于投影立體畫面；輔助光源3和處理器1連接，用于畫面調(diào)制；運(yùn)動(dòng)跟隨驅(qū)動(dòng)模塊4和投影屏幕7或立體顯示模塊連接，控制投影屏幕7和立體顯示模塊位置運(yùn)動(dòng)，使人眼8和立體顯示模塊相對(duì)于投影屏幕7呈鏡像位置。

工作時(shí)，處理器1控制立體顯示模塊在投影屏幕7上投影畫面，輔助光源3的光投射到投影屏幕7上，輔助光源3發(fā)出的光和立體顯示模塊發(fā)出的光產(chǎn)生干涉，形成全息圖，從而能夠觀看到3D畫面，人眼識(shí)別模塊5可以定位人眼8位置，經(jīng)過(guò)處理器1分析處理，處理器1控制運(yùn)動(dòng)跟隨驅(qū)動(dòng)模塊4動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)跟隨驅(qū)動(dòng)模塊4和立體顯示模塊或投影屏幕7連接，控制立體顯示模塊和投影屏幕7運(yùn)動(dòng)，使人眼8和立體顯示模塊相對(duì)于投影屏幕7呈鏡像位置，保證人員運(yùn)動(dòng)時(shí)能接收到清晰的3D畫面。

人眼識(shí)別模塊5包括攝像機(jī)和紅外距離探測(cè)器，攝像機(jī)利用圖像識(shí)別技術(shù)識(shí)別人臉定位人眼8位置，紅外距離探測(cè)器探測(cè)人體和投影屏幕之間的距離。從而處理器1控制運(yùn)動(dòng)跟隨驅(qū)動(dòng)模塊4或投影屏幕7移動(dòng)，保證立體顯示模塊和人眼8相對(duì)于投影屏幕7呈鏡像位置，保證觀看人員能夠觀測(cè)到清晰的圖像。

立體顯示模塊包括顯示模塊2和鏡頭6；顯示模塊2和處理器1連接，處理器1控制顯示模塊2將需要呈現(xiàn)的畫面投影到投影屏幕7上，顯示模塊2生成的畫面通過(guò)鏡頭6投射出去。

顯示模塊2和鏡頭6可以相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)投影距離的調(diào)節(jié)，能夠在不同景深投影畫面，實(shí)現(xiàn)景深掃描，從而實(shí)現(xiàn)3D顯示。

顯示模塊2成像采用LCD液晶屏、DMD數(shù)字微鏡或LCOS芯片成像方式，采用此種方式設(shè)備成本低，能夠顯示清晰圖像。

輔助光源3為立體顯示模塊中光源經(jīng)過(guò)分光得到，為立體顯示模塊中光源的相干光源，兩種光能夠產(chǎn)生干涉，輔助光源3可以對(duì)顯示模塊2發(fā)出的畫面進(jìn)行調(diào)制。

如圖3所示為本系統(tǒng)的成像原理圖，立體顯示模塊在空間某一點(diǎn)形成一個(gè)實(shí)像點(diǎn)，如果該像點(diǎn)不在屏幕上，此像點(diǎn)在投影屏幕7上會(huì)形成一個(gè)較大的光斑，此時(shí)輔助光源3發(fā)出的光也射向投影屏幕7并和投影屏幕7的光斑重疊并產(chǎn)生干涉，形成全息圖，此時(shí)人眼8能夠看到立體顯示模塊投射出像點(diǎn)的共軛像點(diǎn)。由成像原理圖可以看出，共軛像點(diǎn)是由一級(jí)衍射光形成的，所以只要人眼位置相對(duì)于投影屏和立體顯示模塊呈鏡像位置即可看到立體顯示模塊在任何空間點(diǎn)投射的像點(diǎn)，從而可以看到完整的3D圖像。

投影屏幕7為透明材質(zhì)的屏幕，當(dāng)顯示模塊2將圖像打到投影屏幕7的背面時(shí)，人眼8可以在投影屏幕7正面觀看圖像畫面。

投影屏幕7具有自動(dòng)展開(kāi)、收納功能，使用時(shí)投影屏幕7可以自動(dòng)展開(kāi)，停止工作時(shí)投影屏幕7自動(dòng)收納，可以節(jié)約空間。

采用上述技術(shù)方案后，整體系統(tǒng)工作時(shí)，處理器1控制立體顯示模塊在投影屏幕7上投影畫面，輔助光源3的光投射到投影屏幕7上，輔助光源3發(fā)出的光和立體顯示模塊發(fā)出的光產(chǎn)生干涉，形成全息圖，從而能夠觀看到3D畫面，人眼識(shí)別模塊5可以定位人眼8位置，經(jīng)過(guò)處理器1分析處理，處理器1控制運(yùn)動(dòng)跟隨驅(qū)動(dòng)模塊4動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)跟隨驅(qū)動(dòng)模塊4和立體顯示模塊或投影屏幕7連接，控制立體顯示模塊和投影屏幕7運(yùn)動(dòng)，使人眼8和立體顯示模塊相對(duì)于投影屏幕7呈鏡像位置，保證人員運(yùn)動(dòng)時(shí)能接收到清晰的3D畫面。通過(guò)控制立體顯示模塊的投影景深（也就是景深掃描）就可以實(shí)現(xiàn)真實(shí)3D圖像的呈現(xiàn)。此外，雖然本實(shí)用新型的輔助光源和投影光是同向相干的方式實(shí)現(xiàn)全息再現(xiàn)的，但實(shí)際實(shí)施時(shí)并不局限于這一種方式，比如反向相干（即投影光和輔助光源分別從屏幕的兩側(cè)投射）也可以實(shí)現(xiàn)全息再現(xiàn)。

為了實(shí)現(xiàn)更大可視角度的3D顯示效果，還可以采用在3維介質(zhì)上投影的方式。比如采用一個(gè)立體顯示模塊和立體散射屏幕組成的系統(tǒng)。此時(shí)，立體顯示模塊使用的光源無(wú)需相干光源，立體散射屏幕可以使光發(fā)生散射，比如充滿水蒸氣或者煙霧的透明盒子。當(dāng)立體顯示模塊投射出來(lái)的匯聚光束照射到水蒸氣上時(shí)，在水蒸氣的散射作用下，光點(diǎn)可以在任何角度被觀察到。這種方案可以大大節(jié)省成本，提供靈活的3D畫面。

本實(shí)用新型整體投影系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占用空間小、生產(chǎn)成本低，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)裸眼觀看3D影像的效果。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。