[发明专利]一种光泳陷阱投影系统和方法

权利要求书

1.一种光泳陷阱投影系统，其特征在于，包括：容积体像拆分装置和多个容积体像投影仪；

所述容积体像拆分装置将第一3D模型拆分为多个第二3D模型，并发送给对应的容积体像投影仪；所述容积体像投影仪将接收的第二3D模型投影在其所在的空间中；

每个所述容积体像投影仪包括容积体像投影控制装置、粒子发射装置、光泳陷阱控制装置和粒子上色装置；

所述粒子发射装置用于在光泳陷阱中无粒子时将粒子发射至所述光泳陷阱中；

所述光泳陷阱控制装置用于控制光泳陷阱的位置进而控制粒子的运动轨迹；

所述粒子上色装置用于给光泳陷阱中的粒子上色；

所述容积体像投影控制装置连接并控制所述粒子发射装置、光泳陷阱控制装置和粒子上色装置；

所述粒子发射装置包括粒子储存仓、粒子发射器和旋转控制台；

所述粒子储存仓连接于所述粒子发射器的顶部，用于为所述粒子发射器补充粒子；所述旋转控制台连接于所述粒子发射器的侧部，用于控制所述粒子发射器的发射方向；

所述粒子发射装置接收所述容积体像投影控制装置发射粒子的信号后，对准所述光泳陷阱的初始位置发射粒子；

所述粒子上色装置包括彩色激光发射器和激光反射感应器；

所述激光反射感应器用于判断光泳陷阱中是否有粒子，计算出额定坐标内是否有粒子存在，若额定坐标内没有粒子，则将“补发粒子”信息发送给容积体像投影控制装置。

2.根据权利要求1所述的光泳陷阱投影系统，其特征在于，所述容积体像拆分装置将接收到的第一3D模型根据所述容积体像投影仪的数量和坐标拆分成对应的多个体积相等的第二3D模型，并发送给对应的容积体像投影仪。

3.根据权利要求1所述的光泳陷阱投影系统，其特征在于，所述光泳陷阱控制装置包括两个激光发射器；

所述光泳陷阱控制装置接收所述容积体像投影控制装置发出的信号后，通过控制两个激光发射器的功率和位置以控制光泳陷阱的位置。

4.根据权利要求3所述的光泳陷阱投影系统，其特征在于，所述激光发射器包括激光发射头、连接杆、XY轴旋转控制器和XZ轴旋转控制器；所述XY轴旋转控制器连接于所述激光发射头，所述XZ轴旋转控制器通过连接杆连接于所述XY轴旋转控制器。

5.根据权利要求1所述的光泳陷阱投影系统，其特征在于，所述粒子上色装置包括彩色激光发射器、连接杆、XY轴旋转控制器和XZ轴旋转控制器；所述XY轴旋转控制器连接于所述彩色激光发射器，所述XZ轴旋转控制器通过连接杆连接于所述XY轴旋转控制器。

6.根据权利要求1-5任一项所述的光泳陷阱投影系统，其特征在于，所述多个容积体像投影仪排列成矩阵型。

7.根据权利要求6所述的光泳陷阱投影系统，其特征在于，每个容积体像投影仪中的所述容积体像投影控制装置存储以下信息中的至少一种：光泳陷阱控制装置的激光发射器在场地中的坐标、粒子发射装置在场地中的坐标、粒子上色装置在场地中的坐标、光泳陷阱的最大容积体范围和光泳陷阱的初始位置。

8.一种光泳陷阱投影方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的光泳陷阱投影系统进行投影，包括如下步骤：

容积体像拆分装置将接收到的第一3D模型拆分为多个第二3D模型，并发送给对应的容积体像投影仪中的容积体像投影控制装置；

所述容积体像投影控制装置根据接收到的第二3D模型计算第二3D模型上所有点的坐标和颜色值，并将其发送给光泳陷阱控制装置和粒子上色装置；

所述光泳陷阱控制装置根据所述坐标控制所述光泳陷阱的位置进而控制粒子的运动轨迹；

所述粒子上色装置根据所述坐标和颜色值发射相应的光线。