[发明专利]一种基于光学4f系统的超大成像深度三维显示方法

摘要

一种基于光学4f系统的超大成像深度三维显示方法。本发明属于基于头盔的三维显示技术领域，主要解决三维显示成像深度小、长时间观看易疲劳、无法在单目头盔三维显示中应用的问题。该方法将待显示的三维图像分割成一系列不同成像深度的二维图像，分别采用不同方向的条纹图像对不同深度的二维图像进行调制，获得一幅编码图像。将该编码图像放置在光学4f系统的输入面上，在频谱面上放置一个相位模板，该相位模板由一系列不同焦距的透镜拼接而成，在光学4f系统输出面的将编码的二维图像在相应不同深度的成像位置上重新显示出来，实现超大成像深度的三维显示。

主权项

1.一种基于光学4f系统的超大成像深度三维显示方法，其特征在于该方法包括：第1、确定显示层数m及显示深度位置s_i，i=1，…m，m为整数，将待显示的三维图像进行切片，获得m片不同深度的二维图像，显示深度位置为每层二维图像距离基准面的距离，以第二面傅里叶透镜（L2）为基准面；第2、生成编码图像设一级频谱距离频谱中心的距离为d，根据显示层数m，设计相应数量的不同角度的条纹图像，条纹的间隔为a，表示为：其中，λ为入射光的波长，f为光学4f系统中傅里叶透镜的焦距；将不同显示深度位置的二维图像与相应方向的条纹图像相乘，获得被条纹图像调制的图像，将这些图像相加，获得编码图像；第3、相位模板的构建相位模板由m个不同焦距的透镜组成，每种焦距透镜的形状为扇形，并以中心对称的方式成对使用，不同焦距的扇形透镜拼接成一个完整的圆形，获得相位模板，相位模板的中心放置直径为φ的挡光板，φ=d；其中，每种透镜的焦距由以下公式计算，i=1，…..m，其中，f为傅里叶透镜的焦距，s_i为显示深度位置，以第二面傅里叶透镜（L2）为基准面，s_i为再现的图像距离第二面傅里叶透镜（L2）的距离；第4、搭建基于光学4f系统的三维显示系统在光学4f系统的输入面（P1）的位置放置以透射方式显示编码图像的二维图像显示装置，将第3步构建的相位模板放置在第一面傅里叶透镜（L1）的后焦面（P2）处，使不同深度的二维图像的一级频谱刚好落在相位模板上对应的每组透镜中；第5、三维显示成像将第2步生成的编码图像放置在光学4f系统输入面（P1）上，以透射方式显示编码图像，通过在第二面傅里叶透镜（L2）后面观察，即能够看到不同显示深度的二维图像在空间重构再现的三维图像。