[发明专利]一种时空混合复用的三维显示系统及方法

说明书

本发明公开了一种时空混合复用的三维显示系统。该时空混合间复用的三维显示系统，通过时分混合复用，可以提高目标三维图像的信息呈现量，改善观察舒适度。本发明提出的导向器件，可以成像多个显示单元，并引导其像空间重叠或相交；经挡光板阵列，约束各显示单元出射光束经不同孔径出射；在同一时刻，通过一组通光孔径出射其分别对应的多个视图；在不同时刻，利用多组通光孔径的时序开关，投射更多更密集的视图，由此提高系统呈现视图的数目，降低各视图间的角间距，提升三维信息呈现效果。同时，本发明还提供时空混合复用的三维显示方法。

技术领域

本发明涉及三维图像显示技术领域，特别涉及一种时空混合复用的三维显示系统及其方法。

背景技术

人们日常生活在三维的世界中，主流的二维显示无法清楚准确地表达第三维的深度信息，所以，人们一直在致力于可实现三维信息呈现的三维图像显示技术的研究。目前主要的三维技术主要是通过光栅，将显示屏的像素分别导向不同的视点，由此实现空间不同位置对应视图出的呈现。观察者在各视点对应的区域内，分别可以观察到对应视图。但这种技术仅通过像素的空间复用来增加视图数量，其所能呈现视图的数量和角密度高度受限于显示屏的像素密度。

本专利通过时空混合复用，在像素空间复用的基础上，由加入了时间复用，进一步提高的显示屏的有效复用度，可以有效提高呈现视图的数量和角密度，提升观察者的三维观感效果。

发明内容

针对传统三维显示技术仅通过像素的空间复用来显示多个视图时所面临的呈现视图数量和角密度非常有限的问题，本发明通过时空的混合复用，从时域上进一步提升复用度，相对于传统技术，可以有效提升呈现视图的数量和角密度。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种时空混合复用的三维显示系统，包括：

显示单元阵列，该显示单元阵列的各显示单元由面排列像素组成，用于显示光学信息；

导向器件，该导向器件置于与显示单元阵列相对应的位置，用于成像各显示单元，并引导各显示单元的像在投影区或投影空间重叠或相交，命名该重叠或相交的像为对应显示单元的主像；

通光孔径阵列，该光孔径阵列沿显示单元阵列出射光束传输方向置于导向器件前，由可时序开关的至少两组的通光孔径子阵列组成，该通光孔径阵列的各通光孔径分别对应一个空间参考点，该通光孔径用于选通或截止过其对应空间参考点的、等效源自于显示单元主像的光线，其中，各通光孔径对应参考点被选取为使得过同一通光孔径子阵列各通光孔径对应参考点的、等效源自于显示单元主像的光线来自于显示单元阵列的不同像素；

控制单元，该控制单元与显示单元阵列以及通光孔径阵列连接，用于控制所述各组通光孔径子阵列的时序开关，并在一组通光孔径子阵列的的部分或全部通光孔径打开时，控制所述显示单元阵列的部分或全部像素同步加载对应光信息。具体地，该控制单元能够控制每组通光孔径子阵列的全部或者部分通光孔径时序性的打开或关闭。

在上述方案中，通过利用导向器件，可以成像多个显示单元，并引导其像空间重叠或相交；在同一时刻，通过一组通光孔径出射其分别对应的多个视图；在不同时刻，利用多组通光孔径的时序开关，投射更多更密集的视图，由此提高系统呈现视图的数目，降低各视图间的角间距，提升三维信息呈现效果。

优选地，还包括还包括导向器件选通单元，该导向器件选通单元包括可时序开关的P组光阑，相间排列的各组光阑可时序打开，各光阑分别对应不同的所述显示单元，并且只在打开时允许对应显示单元主像等效出射的光信息通过；或该导向器件选通单元由至少两组具有排它性功能的光阑组成，各组光阑相间排列，各光阑分别对应不同的上述显示单元，允许对应显示单元主像等效出射的光信息通过，但不允许其它组光阑对应显示单元出射光信息通过，其中P≧2。具体地，该导向器件选通单元可以直接通过人为控制，也可以与控制单元连接而由控制单元控制，从而控制该导向器件选通单元的每组光阑全部或者部分光阑时序性的打开或关闭。