本實用新型涉及3D顯示技術領域，特別是涉及一種現(xiàn)場再現(xiàn)全息投影顯示系統(tǒng)。

背景技術：

3D顯示技術除了能夠表現(xiàn)平面畫面之外還可以向用戶提供景深信息，所以近年來3D技術越來越受到人們的追捧?，F(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應的立體圖像對，然后在大腦形成3D（3Dimensions）立體效果的技術。這種方式能夠以最廉價的成本向用戶提供可以接收的畫質，但是這種3D并不是真正的立體顯示，是一種偽3D技術。由于其提供的實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，這種方式長時間觀看會帶來明顯的不適感。

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

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種現(xiàn)場再現(xiàn)全息投影顯示系統(tǒng)，解決全息成像系統(tǒng)設備龐大笨重、占用空間大、制作成本高的問題，具有設備簡單、占用空間小、制作成本低的特點。

為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是：一種現(xiàn)場再現(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、運動跟隨驅動模塊、人眼識別模塊和處理器；人眼識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，用于畫面調制；運動跟隨驅動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動，使人眼和立體顯示模塊相對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鏡頭投射出去。

優(yōu)選地，顯示模塊和鏡頭可以相對運動，實現(xiàn)投影距離的調節(jié)，能夠在不同景深投影畫面，從而實現(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，兩種光能夠產生干涉，輔助光源可以對顯示模塊發(fā)出的畫面進行調制。

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

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

優(yōu)選地，人眼識別模塊包括攝像機和紅外距離探測器，攝像機利用圖像識別技術識別人臉定位人眼位置，紅外距離探測器探測人體和投影屏幕之間的距離。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：本實用新型通過設計現(xiàn)場再現(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、運動跟隨驅動模塊、人眼識別模塊和處理器；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)出的光產生干涉，形成全息圖，從而能夠觀看到3D畫面，人眼識別模塊可以定位人眼位置，經過處理器分析處理，處理器控制運動跟隨驅動模塊動作，運動跟隨驅動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動，使人眼和立體顯示模塊相對于投影屏幕呈鏡像位置，保證人員運動時能接收到清晰的3D畫面。本實用新型整體投影系統(tǒng)結構簡單、占用空間小、生產成本低，同時能夠實現(xiàn)裸眼觀看3D影像的效果，由于圖像在自由空間形成，環(huán)境光對畫面影響很小，因此呈現(xiàn)的影像具有畫面對比度高，畫質清晰的特點。

附圖說明

圖1是本實用新型的原理框圖。

圖2是本實用新型整體結構示意圖。

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、運動跟隨驅動模塊；5、人眼識別模塊；6、鏡頭；7、投影屏幕；8、人眼。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明，但本實用新型的保護范圍不局限于以下所述。

如圖1和圖2所示，為本實用新型的原理框圖和整體結構示意圖，一種現(xiàn)場再現(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、運動跟隨驅動模塊4、人眼識別模塊5和處理器1；人眼識別模塊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，用于畫面調制；運動跟隨驅動模塊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動，使人眼8和立體顯示模塊相對于投影屏幕7呈鏡像位置。

工作時，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)出的光產生干涉，形成全息圖，從而能夠觀看到3D畫面，人眼識別模塊5可以定位人眼8位置，經過處理器1分析處理，處理器1控制運動跟隨驅動模塊4動作，運動跟隨驅動模塊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運動，使人眼8和立體顯示模塊相對于投影屏幕7呈鏡像位置，保證人員運動時能接收到清晰的3D畫面。

人眼識別模塊5包括攝像機和紅外距離探測器，攝像機利用圖像識別技術識別人臉定位人眼8位置，紅外距離探測器探測人體和投影屏幕之間的距離。從而處理器1控制運動跟隨驅動模塊4或投影屏幕7移動，保證立體顯示模塊和人眼8相對于投影屏幕7呈鏡像位置，保證觀看人員能夠觀測到清晰的圖像。

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生成的畫面通過鏡頭6投射出去。

顯示模塊2和鏡頭6可以相對運動，實現(xiàn)投影距離的調節(jié)，能夠在不同景深投影畫面，實現(xiàn)景深掃描，從而實現(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過分光得到，為立體顯示模塊中光源的相干光源，兩種光能夠產生干涉，輔助光源3可以對顯示模塊2發(fā)出的畫面進行調制。

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形成一個實像點，如果該像點不在屏幕上，此像點在投影屏幕7上會形成一個較大的光斑，此時輔助光源3發(fā)出的光也射向投影屏幕7并和投影屏幕7的光斑重疊并產生干涉，形成全息圖，此時人眼8能夠看到立體顯示模塊投射出像點的共軛像點。由成像原理圖可以看出，共軛像點是由一級衍射光形成的，所以只要人眼位置相對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投射的像點，從而可以看到完整的3D圖像。

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

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

采用上述技術方案后，整體系統(tǒng)工作時，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)出的光產生干涉，形成全息圖，從而能夠觀看到3D畫面，人眼識別模塊5可以定位人眼8位置，經過處理器1分析處理，處理器1控制運動跟隨驅動模塊4動作，運動跟隨驅動模塊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運動，使人眼8和立體顯示模塊相對于投影屏幕7呈鏡像位置，保證人員運動時能接收到清晰的3D畫面。通過控制立體顯示模塊的投影景深（也就是景深掃描）就可以實現(xiàn)真實3D圖像的呈現(xiàn)。此外，雖然本實用新型的輔助光源和投影光是同向相干的方式實現(xiàn)全息再現(xiàn)的，但實際實施時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投射）也可以實現(xiàn)全息再現(xiàn)。

為了實現(xiàn)更大可視角度的3D顯示效果，還可以采用在3維介質上投影的方式。比如采用一個立體顯示模塊和立體散射屏幕組成的系統(tǒng)。此時，立體顯示模塊使用的光源無需相干光源，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。當立體顯示模塊投射出來的匯聚光束照射到水蒸氣上時，在水蒸氣的散射作用下，光點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。

本實用新型整體投影系統(tǒng)結構簡單、占用空間小、生產成本低，同時能夠實現(xiàn)裸眼觀看3D影像的效果。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。