[发明专利]一种用于生成空间渐变过渡视图的光线互补拼接技术及基于该技术的三维显示系统

说明书

技术领域

本发明涉及三维图像显示技术领域，具体公开了可以实现双目视差和连续运动视差的多视图三维显示方法及系统。

背景技术

由于二维显示难以清楚准确表达第三维的深度信息，人们一直在致力于研究可显示立体场景的显示技术——三维图像显示技术。目前比主要的三维技术为多视图三维显示技术，在观察区域呈现若干个子显示区域，每个子显示区域内，观察者可以看到对应的二维视图。但相邻视图间转换，往往是突然发生的，在子显示区域的间距或角间距不是很小时，会在相邻显示视图间产生“跳跃式”过渡的三维效果，影响显示质量。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，针对传统多视图三维显示技术相邻视差视图间的跳跃式转换所带来的问题，本发明的目的是基于多视图技术方法，提出了一种用于生成空间渐变过渡视图的光线互补融合技术及基于该技术的三维显示系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于生成空间渐变过渡视图的光线互补拼接技术，其特征在于，包括：

—受限投影单元，其包括显示器件、投影透镜和挡光板；

其显示器件像素具有较大发射角；

其投影透镜的通光孔径沿一维方向具有两个直边；或其投影透镜的通光孔径沿二维方向具有四个直边；

其挡光板沿一维方向或二维方向紧贴投影透镜通光孔径各直边放置，滤除受限投影单元显示器件出射光线超过该受限投影单元投影透镜通光孔径部分的光线；

其显示器件和投影透镜的距离可以小于其投影透镜的焦距，定义为I型受限投影单元；

其显示器件和投影透镜的距离可以大于或等于其投影透镜的焦距，定义为II型受限投影单元；

  一可控光阑，可选器件，可以为电控黑白液晶、带通孔的机械式旋平板等，置于投影视差图像的观察区域，或沿光线传输方向置于受限投影单元前，时序在不同位置产生通光孔径；

—辅助透镜，可选器件，数量为一个或多个，用于结合上述受限投影单元的投影透镜，将该投影单元显示器件加载的信息投影于三维图像显示区域；

—场镜，可选器件，数量为一个或多个，用于结合上述辅助透镜，将上述置于受限投影单元前的可控光阑成实像。

根据本发明实施例的显示系统，所述任何一个或多个透镜，可以用透镜组，或具有位相调制功能的衍射光学元件替代。

本发明提出的基于一种用于生成空间渐变过渡视图的光线互补融合技术的三维显示系统，其特征在于系统搭建包括以四类步骤：

I类步骤：

a.       多个I型受限投影单元，在一维或二维方向沿直线或圆周毗邻排列；

b.      各I型受限投影单元投影待显示三维物体的不同视差视图到三维物体显示区域；

c.       沿光线传输方向，在受限投影单元阵列前出现观察区域，由多个单一视图可视区域和过渡视图可视区域衔接而成；

II类步骤：

a.       多个II型受限投影单元，在一维或二维方向沿直线或圆周毗邻排列；

b.      沿光线传输方向，置辅助透镜于受限投影单元阵列前；

c.       经过辅助透镜，各II型受限投影单元投影待显示三维物体的不同视差视图到三维物体显示区域；

d.      置场镜于三维图像显示区域，沿光束传输方向，经辅助透镜和场镜，成上述受限投影单元投影透镜的实像，并在该实像附近及沿光线传输的前方形成观察区域，由多个单一视图可视区域和过渡视图可视区域衔接而成；

III类步骤：

a.       多个I型受限投影单元，在一维或二维方向沿直线或圆周毗邻排列；

b.      各I型受限投影单元投影待显示三维物体的不同视差视图到三维物体显示区域；

c.       沿光线传输方向，在受限投影单元阵列前出现观察区域，由多个单一视图可视区域过渡视图可视区域衔接而成；

d.      置可控光阑于观察区域，时序选通不同空间位置的通光孔径，受限投影单元阵列同步加载对应视差图像，提高系统显示视差图像数量；

IV类步骤：

a. 多个II型受限投影单元，在一维或二维方向沿直线或圆周毗邻排列；

b. 沿光线传输方向，置可控光阑于受限投影单元前，时序选通不同空间位置的通光孔径，受限投影单元阵列同步加载对应视差图像；

c. 沿光线传输方向，置辅助透镜于可控光阑前；