本公开涉及体3D显示领域，特别涉及一种高效能体3D显示装置、高效能体3D显示装置控制系统以及高效能体3D显示方法。其中，高效能体3D显示装置，包括：第一激光阵列单元、第二激光阵列单元、上转换发光单元；一种高效能体3D显示装置控制系统还包括体3D目标层析编码单元、激光阵列解码控制单元；通过上述装置设置实现体3D目标显示，可以突破体3D显示的尺度限制，且大幅度降低能耗的浪费。大幅度降低能耗的浪费。大幅度降低能耗的浪费。
【技术实现步骤摘要】
一种高效能体3D显示装置及方法
[0001]本公开涉及体3D显示领域，特别涉及一种高效能体3D显示装置、高效能体3D显示装置控制系统以及高效能体3D显示方法。
技术介绍
[0002]近年来，AR技术在众多应用领域都取得了长足的发展。体3D显示(也称真3D显示)凭借其无需任何辅助器材的便利和无比贴近现实的真实观感，在各类3D显示技术中占据着特殊的地位，受到了广泛关注。
[0003]目前的体3D显示方法可以大致分为基于固定发光体的3D显示和基于透明溶液+上转换发光颗粒的3D显示两大类。其中第二类方法不存在光路遮挡且配置方便灵活，是比较理想的3D显示候选方案。该方案利用计算机控制两束或者多束红外激光交汇到包含上转换发光颗粒的透明溶液中的同一个点上，通过各个光束的能量聚焦和发光颗粒的上转换效应，实现该点的发光，从而在溶液内部“点亮”一个实际的“像点”。若干个这样的像点被同时“点亮”，即可形成接近真实的3D像。
[0004]目前，透明溶液+上转换发光颗粒的解决方案中，一方面，只考虑了用两束红外激光交汇点亮单个像点，通过控制激光的指向来改变像点位置，形成单点扫描成像；另一方面，就是利用DMD(数字微镜器件)技术，实现多束红外激光的同时交汇和多像点显示。前者仅能实现单动点点亮，无法对真实的体目标进行显示；而后者则受限于DMD自身效能和尺度的限制，只能显示厘米量级的小尺度目标。而激光持续不间断发射，像点被点亮与否完全依靠DMD是否将光反射到所需的方向，所以大量的能耗都被浪费。
[0005]基于上述情况，本专利技术设计一种高效能体3D显示装置、高效能体3D显示装置控制系统以及高效能体3D显示方法，可以突破体3D显示的尺度限制，且大幅度降低能耗的浪费。
技术实现思路
[0006]本公开的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提出了一种高效能体3D显示装置、高效能体3D显示装置控制系统以及高效能体3D显示方法。
[0007]第一方面，本公开提供一种高效能体3D显示装置：包括：第一激光阵列单元、第二激光阵列单元、上转换发光单元；其中，所述第一激光阵列单元和所述第二激光阵列单元为由多个子激光器构成的激光器阵列，所述第一激光阵列单元和所述第二激光阵列单元具有平齐设置的第一端线。第一激光阵列单元和第二激光阵列单元均满足：与其第一端线平行的每一行子激光器的出射光束在一个平面上，且相互平行所述第一激光阵列单元和所述第二激光阵列单元中与所述第一端线垂直的第二端线呈一定角度设置。第一激光阵列单元和第二激光阵列单元均满足：与其第二端线平行的每一列子激光器的出射光束在一个平面上，且相互平行。第一激光阵列单元的第一列子激光器的出射光束平面与第二激光阵列单元的第一列子激光器的出射光束平面是同一个平面，同理，第一激光阵列单元的第二列子激光器的出射光束平面与第二激光阵列单元的第二列子激光器的出射光束平面是同一个
平面，依次类推。当第一激光阵列单元的子激光器全部出射激光时，第二激光阵列单元的任意一行子激光器出射激光，两个激光阵列单元的出射光在空间中形成平面格点状的交汇点所述上转换发光单元置于所述第一激光阵列单元和所述第二激光阵列单元的出光面所组成的空间中。
[0008]在一些实施例中，所述第一激光阵列单元和所述第二激光阵列单元中所述第二端线呈0到90度间任意角度设置。
[0009]在一些实施例中，所述第一激光阵列单元和所述第二激光阵列单元中所述第二端线呈90度设置。
[0010]在一些实施例中，所述上转换发光单元包括溶解有上转换发光颗粒的透明溶液以及盛放所述透明溶液的透明容器。
[0011]在一些实施例中，所述上转换发光颗粒由特定的化学成分组成，优选为由无机基质掺杂稀土离子组成。该颗粒具有如下特性：如果处在两束肉眼不可见的红外激光的交汇点上，该颗粒能够吸收两束红外激光的能量，实现能级跃迁，以可见光频率向外辐射能量，从而造成空间中的“孤立点”被“点亮”的显示效果。
[0012]在一些实施例中，所述第一激光阵列单元、所述第二激光阵列单元出射激光为波长在800nm到1600nm之间的红外激光。
[0013]第二方面，本公开还提供一种高效能体3D显示装置控制系统，包括如第一方面所述的高效能体3D显示装置、体3D目标层析编码单元、激光阵列解码控制单元；其中所述体3D目标层析编码单元与所述激光阵列解码控制单元电连接，所述激光阵列解码控制单元与所述第一激光阵列单元、所述第二激光阵列单元电连接。
[0014]第三方面，本公开还提供一种高效能体3D显示方法，应用于如第一方面所述的高效能体3D显示装置及如第二方面所述的高效能体3D显示装置的控制系统，所述方法包括所述体3D目标层析编码单元向所述激光阵列解码控制单元输出体3D显示目标的层析编码数据；所述激光阵列解码控制单元根据层析编码数据控制所述第一激光阵列单元和所述第二激光阵列单元中相应子激光器开启以逐一显示各层数据；所述第一激光阵列单元和所述第二激光阵列单元所出射的激光交汇于所述上转换发光单元内的上转换发光颗粒；所述上转换发光单元中上转换发光颗粒籍由激光交汇发出可见光。
[0015]在一些实施例中，所述层析编码数据为体3D显示目标各个层的编码数据，进行分层设置的点云数据，所述层数小于等于阵列单元的行数或列数。
[0016]在一些实施例中，根据层析编码数据控制所述第一激光阵列单元和所述第二激光阵列单元逐一显示各层数据具体包括通过解析第一层层析编码数据中体3D显示目标的面坐标，控制所述第一激光阵列单元中相应子激光器出射激光；与此同时，控制所述第二激光阵列单元中与所述第一激光阵列单元相平行的第一行子激光器出射激光；两个激光阵列的出射光束在空间中交汇形成同一平面上的散点状发光点，对应体3D目标的第一层轮廓。控制所述第一激光阵列单元和所述第二激光阵列单元停止出射激光；通过解析第二层层析编码数据中体3D显示目标的面坐标，控制所述第一激光阵列单元中相应子激光器出射激光；与此同时，控制所述第二激光阵列单元中与所述第一激光阵列单元相平行的第二行子激光器出射激光；两个激光阵列的出射光束同样交汇形成同一平面上的散点状发光点，对应体3D目标的第二层轮廓。控制所述第一激光阵列单元和所述第二激光阵列单元停止出射激
光；依次解析第N层层析编码数据，并控制所述第一激光阵列单元和第二激光阵列单元出射激光以完成体3D目标第N层轮廓显示；完成体3D目标整体显示后重复上述步骤以持续显示所述体3D目标。这里重复频率应满足人眼“视觉暂留”的要求，即完成一次体3D目标整体显示的时间，不能长于1/30秒。
[0017]在一些实施例中，所述上转换发光单元中上转换发光颗粒根据激光交汇发出可见光包括：所述第一激光阵列单元中相应子激光器的出射激光与所述第二激光阵列单元中与所述第一激光阵列单元相平行的第N行子激光器的出射激光交汇处的上转换颗粒发出可见光形成体3D目标第N层轮廓显示。
[0018]本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：采用透明溶液+上转换发光颗粒体制。不同本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高效能体3D显示装置，其特征在于，包括：第一激光阵列单元、第二激光阵列单元、上转换发光单元；其中，所述第一激光阵列单元和所述第二激光阵列单元均为由多个子激光器构成的网格状激光器阵列，且所述第一激光阵列单元和所述第二激光阵列单元的子激光器尺寸相同；所述第一激光阵列单元和所述第二激光阵列分别具有与所述网格状激光阵列的行平行的第一端线、与网格状激光阵列的列平行的第二端线；所述第一激光阵列单元的第一端线和所述第二激光阵列单元的第一端线平齐设置，所述第一激光阵列单元的第二端线和所述第二激光阵列单元的第二端线在同一平面内并呈一定角度设置；所述第一激光阵列单元的子激光器的出射激光和所述第二激光阵列单元每一行的子激光器的出射激光在空间中分别形成平面格点状的交汇点；所述上转换发光单元置于所述第一激光阵列单元和所述第二激光阵列单元的各出光面所组成的空间中。2.根据权利要求1所述的高效能体3D显示装置，其特征在于，所述第一激光阵列单元和所述第二激光阵列单元的网格状激光器阵列的列数相同。3.根据权利要求1所述的高效能体3D显示装置，其特征在于，所述上转换发光单元包括溶解有上转换发光颗粒的透明溶液以及盛放所述透明溶液的透明容器。4.根据权利要求3所述的高效能体3D显示装置，其特征在于，所述上转换发光颗粒在两束不同来向的红外激光交汇照射下，以可见光频率向外辐射能量。5.根据权利要求1所述的高效能体3D显示装置，其特征在于，所述第一激光阵列单元、所述第二激光阵列单元出射激光为波长为800nm
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1600nm的红外激光。6.一种高效能体3D显示装置控制系统，其特征在于，包括：如权利要求1
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5任一项所述的高效能体3D显示装置、体3D目标层析编码单元、激光阵列解码控制单元；其中所述体3D目标层析编码单元与所述激光阵列解码控制单元电连接，所述激光阵列解码控制单元分别与所述第一激光阵列单元、所述第二激光阵列单元电连接。7.一种高效能体3D显示方法，其特征在于，应用于如权利要求1
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5任一项所述的高效能体3D显示装置及如权利要求6所述的高效能体3D显示装置的控制系统，所述方法包括体3d显示控制步骤：S1，所述体3D目标层析编码单元向所述激光阵列解码控制单元输出体3D显示目标...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖东晋，张立群，刘顺宗，
申请(专利权)人：阿依瓦北京技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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