[发明专利]一种单目多视图的三维显示方法

说明书

本发明公开了一种单目多视图的三维显示方法，利用呈现视图数量有限的多视图光学显示结构，通过在其显示视图和对应视区之间引入投影透镜，来放大显示视图，并缩小相邻视区间距，使两个或多个视图出射光信息可以通过相邻两个或多个视区入射观察者单目，实现单目多视图呈现。本发明克服传统三维显示技术固有聚焦‑会聚冲突导致的视觉不适，并通过排列两个或多个多视图光学显示结构/投影透镜对，扩展视区分布区域，以覆盖观察者双目，或者为观察者双目提供更大观察区域。

技术领域

本发明涉及三维图像显示技术领域，更具体地，涉及一种单目多视图的三维显示方法。

背景技术

由于二维显示难以清楚准确地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。但传统基于体视的三维显示技术，其固有聚焦-汇聚冲突会导致视觉不适，尤其在近眼三维显示领域，该视觉不适是阻碍三维显示推广应用的瓶颈问题。目前，从多种技术路线出发，研究者正在努力研究可以缓解或最终克服该瓶颈问题的技术。

发明内容

本发明的目的正是在于解决传统体视技术面临的聚焦-会聚冲突问题，提供一种单目多视图的三维显示方法。利用呈现视图数量有限的多视图光学显示结构，通过在其显示视图和视区之间引入投影透镜，来放大显示视图，并缩小相邻视区间距，使两个或多个视图出射光信息可以通过相邻两个或多个视区入射观察者单目，实现单目多视图呈现，克服传统三维显示技术固有聚焦-会聚冲突导致的视觉不适。并通过排列两个或多个多视图光学显示结构/投影透镜对，扩展视区分布区域，以覆盖观察者双目，或者为观察者双目提供更大观察区域。

一种单目多视图的三维显示方法，包括以下步骤：

S1：选择满足下列条件的显示单元：

显示两个或两个以上的视图，上述的视图定义为初始视图，且初始视图分别通过一一对应的两个或两个以上的视区可视，上述视区定义为初始视区；

S2：将投影透镜设置在S1选择的显示单元所显示初始视图和其对应的初始视区之间，所述的投影透镜的空间位置满足以下条件：

初始视图相对于投影透镜的物距为正，且小于投影透镜的焦距；

S3：将每个初始视图经S2的投影透镜所成的放大像定义为有效视图；将每个初始视图对应初始视区经S2的投影透镜所成的缩小像定义为有效视区；所述的有效视区满足以下条件：

相邻有效视区间距不大于观察者瞳孔直径的1.5倍，通过相邻两个或两个以上的有效视区，对应两个或两个以上的有效视图的光信息可以进入观察者单目；

S4：设置每个有效视图的显示内容为待显示场景关于其对应有效视区的视图信息，根据物像关系，各初始视图缩小显示对应有效视图的显示内容；

S5：将S1的显示单元和S2的投影透镜组合成一个多视图投影单元，两个或以上的多视图投影单元排列形成多视图投影单元阵列，通过共同投射更多的有效视区来扩展有效视区的分布区域，覆盖观察者双目；或者为观察者双目提供更大的观察区域，所述的多视图投影单元阵列满足以下条件：

所述的多视图投影单元阵列投射的各有效视区错位排列，所投射各个有效视图内容均为待显示场景关于对应有效视区的视图信息。

在一种优选的方案中，所述的显示单元包括显示屏和光栅，所述的光栅设置在显示屏上；

其中，基于光栅分光原理，所述的显示屏的不同组像素通过光栅向不同的初始视区分别投射不同的初始视图。

在一种优选的方案中，所述的显示单元为若干个会聚光时序入射的显示屏，所述的显示屏满足下列条件：

若干个会聚光分别会聚于不同的初始视区，随着不同的会聚光入射，显示屏同步刷新显示对应的初始视图。