[发明专利]一种提高多投影机式真三维显示器分辨率的照明装置

说明书

技术领域

本发明属于三维显示中的照明领域，涉及一种提高多投影机式真三维显示器分辨率的照明装置。

背景技术

三维显示能够提供直观、自然的交流模式，有助于人们在综合运用各种深度暗示之后，获得真实、丰富、可靠的感知体验，是显示技术的必然发展趋势。借助于眼镜或者斜光栅的体视三维显示只能提供有限的体视时，显示效果有限且人眼在观察时，会聚和调节不能匹配，长期观看对眼睛有害。全息动态显示海量的数据传输和存储在目前的技术水平上基本不现实。体三维显示技术能满足“直接可视、全角度可视及群视”等一系列要求，在技术实现和显示效果上都比较有优势，因而在气象分析、医学成像和空中交通控制以及军事模等领域中具有广阔的应用前景。

多投影机真三维显示能实现真彩色真三维显示，对投影机的帧频要求不高，可用廉价投影机，可实现局部并行数据传输，从而提高传输速率。但是，当对真三维影像的角分辨率要求较高时，所需投影机数量增多，二者之间的关系为：

其中N为投影机数量，Δθ为角分辨率。同时投影机数量的增多又带来造价上升和空间排布困难等问题。

中国专利CN101038421A中公开了一种基于双向散射屏的多投影机布局方案，将投影机曝光序号分成奇数和偶数两组，并分别排布在半个圆周上，旋转照明光路由两组照明镜组构成，两镜组的光轴同轴，照明方向相反，分别交替照明奇偶半区，照明光路转半圈，所有投影机分别曝光一次完成一次真三维所有截面图像的完整显示。这种照明光路所对应的角分辨率为：

其中N为投影机数量，Δθ为角分辨率。但是该系统无法有效校正图像的畸变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高多投影机式真三维显示器分辨率的照明装置，能够提高真三维显示系统的角分辨率，并有效校正图像的畸变。

该种提高多投影机式真三维显示器分辨率的照明装置，包括：平面旋转屏、光源、多个投影机、直角反射镜、第一照明镜组、第二照明镜组，其中第一照明镜组包括第一导光棒、第一透镜、第一反射镜，第二照明镜组包括第二导光棒、第二透镜、第二反射镜；平面旋转屏由电机带动旋转；多个投影机围绕着平面旋转屏分别分布于奇数投影区和偶数投影区中，将对应角度的二维图像同步投影在平面旋转屏上，重构出与真实物体相似的三维图像；直角反射镜将光源发出的光反射至相反的两个方向，所述的由直角反射镜反射出的第一光束依次经由第一导光棒、第一透镜、第一反射镜传输后提供给投影机，所述的由直角反射镜反射出的第二光束依次经由第二导光棒、第二透镜、第二反射镜传输后提供给投影机；第一照明镜组与第二照明镜组的光轴共面而不共轴，两光轴都在一个垂直于转轴的平面内，但两光轴含有夹角Δθ'，其与投影机数量之间满足公式：其中N为投影机数量，Δθ为角分辨率。

所述的照明装置对图像进行数字预校正，以校正图像的畸变，在预校正过程中，图像中的对应像元在行、列方向分别进行的平移，β为投影物镜的放大率，Δr、Δz由下面两式决定：Δr=Ltgαtg²ω_r，Δz=Ltgαtgω_r tgω_z；其中L为投影机到转轴的距离，为光线在水平面即垂直转轴平面的投影角，α为光线在垂直方向即平行转轴平面的投影角，ω_z为屏幕与投影机光轴的夹角，Δr为径向畸变，Δz为高度方向畸变。

上述的预校正过程由投影机中的光调制器件进行，该光调制器件是LCD、DMD或者是LCOS。

其中第一导光棒和第二导光棒是玻璃棒、塑料棒或者是导光管。

本发明的有益效果：本发明改进了照明装置，从而能在不增加投影机数量的条件下，将真三维显示器的角分辨率提高一倍，降低了高分辨真三维显示器的成本并解决了空间排布的困难等问题。同时，采用本发明的显示系统，还能有效校正图像的畸变。

附图说明

图1为本发明的实施例的真三维显示系统的结构；

图2为本发明的实施例的显示系统的投影过程；

图3为本发明的实施例的显示系统的双向投影截面关系；

图4为本发明的实施例的显示系统在工作过程中屏幕与照明镜组的角度关系；

图5（a）和图5（b）为畸变在不同的方向上的分解图。

具体实施方式

下面，结合附图详细描述根据本发明的优选实施例。为了便于描述和突出显示本发明，附图中省略了现有技术中已有的相关部件，并将省略对这些公知部件的描述。