真三维显示系统及真三维显示方法技术方案

提供了一种真三维显示系统和真三维显示方法，用于将K个视场图像光束对应射向K个视场，各视场图像光束包括多列光束。该系统包括：成像屏幕，具有M组区域，每组区域包括H个小区域；M个投射装置，放置在成像屏幕的一侧，分别生成H套三维图像光束集，每套三维图像光束集包括K个视场图像光束的其中一列光束；以及M个光学压缩装置，每个光学压缩装置设于一个投射装置和成像屏幕的对应的一组区域之间；以及光学器件，设置在成像屏幕的另一侧，包括M＊H个组成部分，每个组成部分对应成像屏幕的一个小区域。M、N、H、K均为大于1的整数。本发明专利技术的真三维显示系统和方法可形成分辨率高的图像并避免了由于视场图像交叉产生的图像模糊的问题。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】提供了一种真三维显示系统和真三维显示方法，用于将K个视场图像光束对应射向K个视场，各视场图像光束包括多列光束。该系统包括：成像屏幕，具有M组区域，每组区域包括H个小区域；M个投射装置，放置在成像屏幕的一侧，分别生成H套三维图像光束集，每套三维图像光束集包括K个视场图像光束的其中一列光束；以及M个光学压缩装置，每个光学压缩装置设于一个投射装置和成像屏幕的对应的一组区域之间；以及光学器件，设置在成像屏幕的另一侧，包括M＊H个组成部分，每个组成部分对应成像屏幕的一个小区域。M、N、H、K均为大于1的整数。本专利技术的真三维显示系统和方法可形成分辨率高的图像并避免了由于视场图像交叉产生的图像模糊的问题。【专利说明】
本专利技术涉及图像显示技术，尤其涉及一种真三维显示系统以及真三维显示方法。
技术介绍
所谓“真三维显示”是指被显示的三维物体之间的相对位置关系也被真实地体现，构成真正意义上的三维空间图像，具有真实物理深度和图像质量的表面特性，观察者不需要任何辅助设备就可以从多个方向任意观察被显示物体，感知最真实、完整的三维信息。真三维显示技术从根本上更新了图像显示的概念，使显示的图像栩栩如生，向观看者提供了完备的心理和生理上的三维感知信息，为理解三维图像和其中物体之间的空间关系提供了独特的手段。光场是描述物体在某一区域发光特性的一个函数。一般说来，光场函数G(x，y，z，a，b，t)，其为六维函数，其中(x，y，z)描述发光点三维位置，(a，b)描述发光方向，t是时间。如果考虑到光线的各种特性(比如极性，相位等)，光场函数还会更为复杂。从光场理论出发，真三维显示系统的目标，就是尽可能真实地重构并再现真实物体所产生的光场，从而使观察者得到与看到真实物体相似的三维感知。参考图5，由于真实物体产生的光场函数是空间和角度的连续函数，如果用多个视场(multiview)来模拟，则需要无限个数的视场。无限个数的视场无法进行工程实现。光场三维显示系统的工作原理是，用有限个视场(如视场a-Ι)来近似连续分布的光场。由于人眼对空间和角度的分辨率是有限的，从感知和显示效果的角度来说，无需重构连续分布的光场函数。对连续分布的光场函数分别沿空间、角度和时间轴进行离散采样，用有限个数的视场来模拟光场函数，是光场三维显不技术的出发点。现有技术中提出了一种应用多投影仪的多视场三维图像显示技术。参考图6a，图6a为一种现有的采用多个投影仪进行正投影来产生三维显示效果的系统示意图。每个投影仪61a对应每个视场产生相应的图像并投射在光学器件62a上。根据柱面镜的光学特性，在水平方向上，光线被聚焦到反射散射屏(即平板显示屏幕)63a上，然后向对应的投影仪61a的方向反射回去。实际上光线透过光学器件两次，第一次光学器件将光线聚焦在反射散射屏63a上，第二次光学器件则将光线原路反射回去。这样，观察者在不同的水平视场就可以看到不同的投影仪投射出的图像。如果这些投影仪分别投射出三维物体相应于该视场的图像，观察者便可以获得三维显示的视觉效果，到达真三维显示的目的。参考图6b,与图6a中的系统的原理基本相似，图6b中的三维显不系统米用两个光学器件62b设置在反射散射屏63b的两侧，采用多个投影仪63b对应多个视场产生相应的图像并投射在一侧的光学器件62b上，光束被聚焦到反射散射屏(即平板显示屏幕)63b上，然后通过另一侧的光学器件62b的扩散，观众可从投影仪61b的对面观察到图像，实现了背投影。图6a和6b所示的系统采用多个投影仪，可以保留每个视场的分辨率，无需被视场个数来进行分割。然而这种技术也有其缺点:各个视场的投影图像很容易交叉干扰，致使图像模糊。
技术实现思路
在下文中给出关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。本专利技术的一个主要目的在于提供一种图像清晰的。为实现上述目的，本专利技术提供了一种真三维显示系统，用于将K个视场图像光束对应射向K个视场，各视场图像光束包括多列光束，包括:成像屏幕，具有M组区域，每组区域包括H个小区域；M个投射装置，放置在成像屏幕的一侧，每个投射装置用于生成H套三维图像光束集，M个投射装置生成的每套三维图像光束集包括K个视场图像光束的其中一列光束；M个光学压缩装置，每个光学压缩装置设于M个投射装置中的对应的一个投射装置和成像屏幕的对应的一组区域之间，用于对对应的投射装置投射的H套三维图像光束集进行压缩并将压缩后的H套三维图像光束集输出至成像屏幕的对应的H个小区域；以及光学器件，设置在成像屏幕的另一侧，所述光学器件包括M * H个组成部分，每个组成部分对应所述成像屏幕的一个小区域，所述光学器件每个组成部分用于对应地将投射至所述成像屏幕的各小区域中的三维图像光束集中的K列光束分别射向K个视场中。上述M、N、H、K均为大于I的整数。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种真三维显示方法，利用上述的真三维显示系统将K个视场图像对应投射至K个视场，其特征在于，包括:步骤一:M个投射装置同时投射各自生成的H套三维图像光束集；步骤二:各光学压缩装置对对应的投射装置投射的H套三维图像光束集进行压缩，并将压缩后的H套三维图像光束集输出至成像屏幕的对应的H个小区域；步骤三:光学器件的每个组成部分对应地将投射至成像屏幕的各小区域中的三维图像光束集中的K列光束分别射向K个视场中。本专利技术的真三维显示系统及方法采用M个投射装置生成多套三维图像光束集，采用光学压缩装置对生成的三维图像光束集进行压缩，每套所三维图像光束集包括K个视场图像光束的其中一列，则当每个投射装置生成多套三维图像光束集时，可在成像屏幕上产生分辨率较高的图像，而且，由于各视场之间没有图像交叉干扰，避免了图像模糊的问题。【专利附图】【附图说明】参照下面结合附图对本专利技术实施例的说明，会更加容易地理解本专利技术的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本专利技术的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。图1为本专利技术的真三维显示系统的实施例1的结构示意图。图2为位图1中的投射装置生成三维图像光束集以及对该三维图像光束集进行压缩的示意图。图3为本专利技术的真三维显示系统的实施例2的结构示意图。图4为本专利技术的真三维显示方法的一种实施例的流程图。图5为现有技术中以有限个视场来近似连续分布的光场的示意图。图6a为现有技术中采用多个投影仪进行正投影的三维显示系统的结构示意图。图6b为现有技术中采用多个投影仪进行背投影的三维显示系统的结构示意图。【具体实施方式】下面参照附图来说明本专利技术的实施例。在本专利技术的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本专利技术无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。本专利技术提供了 一种真三维显示系统，用于将K个视场图像光束对应射向K个视场，各视场图像光束包括多列光束，包括: 成像屏幕，具有M组区域，每组区域包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真三维显示系统，用于将K个视场图像光束对应射向K个视场，各视场图像光束包括多列光束，其特征在于，包括：成像屏幕，具有M组区域，每组区域包括H个小区域；M个投射装置，放置在所述成像屏幕的一侧，每个投射装置用于生成H套三维图像光束集，所述M个投射装置生成的每套三维图像光束集包括所述K个视场图像光束的其中一列光束；M个光学压缩装置，每个光学压缩装置设于所述M个投射装置中的对应的一个投射装置和所述成像屏幕的对应的一组区域之间，用于对对应的投射装置投射的H套三维图像光束集进行压缩并将压缩后的H套三维图像光束集输出至所述成像屏幕的对应的一组区域；以及光学器件，设置在所述成像屏幕的另一侧，所述光学器件包括M＊H个组成部分，每个组成部分对应所述成像屏幕的一个小区域，所述光学器件每个组成部分用于对应地将投射至所述成像屏幕的各小区域中的三维图像光束集中的K列光束分别射向K个视场中，其中，所述M、N、H、K均为大于1的整数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：耿征，
申请(专利权)人：耿征，
类型：发明
国别省市：江苏;32