[发明专利]可便携的三维图像显示系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及三维图像显示技术领域，更具体地，涉及系统厚度可以控制到较小尺寸的三维图像显示系统和方法。

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。现有的各种三维显示技术，要么需要眼镜等辅助设备，要么系统的结构比较复杂，不适于三维技术在手机等便携式移动设备上的应用。本专利基于可叠加的几个面分布或近似面分布的器件阵列，通过设计简单的光学导向系统，实现投射光场的空间叠加，获得真实的三维图像显示。

由于系统结构简单，沿厚度方向其尺寸可以控制在较小范围，有可能将该专利技术结合到现有的手机、平板电脑等便携式设备上，在这些生活必需品上实现三维显示，推动三维技术真正走到人们的日常生活中来。

发明内容

本发明为实现结构简单、尺寸小巧的三维显示设备，提供可便携的三维图像显示系统和方法，其采用分辨率较高的像素阵列，通过光学导向系统的控制，将沿不同方向传输的各子像素阵列投影的光信息在空间进行叠加，实现显示区域内真实三维图像的显示，并根据需要，能可选地实现三维显示模式和二维显示模式间的切换。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：可便携的三维图像显示系统，其中包括

一像素阵列单元，数量为一个，由可投射光信息的像素排列而成，可以分解成若干个子像素阵列单元；

一光学导向系统，数量为一个，调制上述像素阵列单元投射的光信息，将上述各子像素阵列单元投射的主光线会聚于不同空间位置，形成会聚光点阵列，并引导从上述各会聚光点出射的主光线沿不同传输方向投射至显示区域；

一滤波单元，数量为一个，置于上述像素阵列单元投射光信息的传输路径中，对上述子像素阵列单元投射的光信息进行空间滤波，获取窄带宽的子像素阵列单元投影信息；

一控制单元，数量为一个，由虚置目标图像，经主光线的反向追踪，获取像素阵列单元各像素需要显示的信息，并在系统工作时控制像素阵列单元各像素投射对应信息；

进一步的，所述的像素阵列单元可以由多个显示芯片拼接而成，各显示芯片即为相应的子像素阵列单元；该显示芯片可以是OLED微显示芯片、LED微显示芯片或透射式液晶微显示芯片等

进一步的，所述的像素阵列单元可以为单个显示芯片，各子像素阵列单元分别为该单个显示芯片的一部分；

进一步的，所述的像素阵列单元的像素可以是主动发光的像素，也可以是被动发光的像素，若为后者，像素阵列单元包含有对应背光源；

进一步的，所述的光学导向系统可以为小透镜阵列和转换透镜的组合，各子像素阵列单元投影信息经小透镜阵列中对应小透镜和转换透镜的依次调制，会聚成空间排列的光点阵列，且各会聚光点投射的主光线沿不同方向投射至显示区域；

进一步的，所述的系统，其中光学导向系统可以为小透镜阵列和转换透镜的组合，各子像素阵列单元投影信息经小透镜阵列中对应小透镜会聚成空间排列的光点阵列，各会聚光点投射的主光线再经转换透镜，沿不同传输方向投射至显示区域；

进一步的，所述的系统，可以可选地引入可控散射屏，数量为一个，以在该三维显示系统中实现二维图像的显示，使系统同时具备三维显示和二维显示两种功能模式：三维显示模式下，该可控散射屏可以从光路中撤出或无散射地让上述像素阵列单元投射的光场通过，使系统三维显示的功能不受该可控显示屏的影响；二维显示模式下，该可控散射屏进入光路进行散射或可控地由非散射状态转换为散射状态，并以其散射面为二维显示区域进行二维图像显示；

进一步的，所述的光学导向系统可以为棱镜阵列、小透镜阵列和转换透镜的组合，各子像素阵列单元投影信息经棱镜阵列中对应棱镜折射后，经小透镜阵列中对应小透镜和转换透镜会聚并引导会聚光点出射的主光线沿不同传输方向投射至显示区域；

进一步的，所述的光学导向系统也可以不包含转换透镜，各子像素阵列单元投影信息经对应棱镜折射，沿不同传输方向进入对应小透镜，会聚并经滤波单元的低通滤波，沿不同传输方向投射至显示区域；

进一步的，所述的光学导向系统也可以不包含转换透镜，各子像素阵列单元投影信息经对应棱镜折射，沿不同传输方向进入对应小透镜，会聚并经滤波单元的低通滤波，沿不同传输方向投射至像显示区域；

进一步的，所述的光学导向系统的棱镜阵列也可以由光栅器件或其它光偏转器件代替，其功能就是使不同子像素阵列单元投射的主光线具有不同的偏转角度。