时序性三维投影显示系统技术方案

本实用新型专利技术涉及光成像技术领域，具体而言，涉及一种时序性三维投影显示系统。该时序性三维投影显示系统包括椭球成像曲面、可变焦光学成像装置、平面反射元件和旋转机构。可变焦光学成像装置依次输出一待显示图像的至少两束图像光线，旋转机构对平面反射元件进行旋转，使可变焦光学成像装置输出的每束扫描图像光线被平面反射元件反射至椭球成像曲面的不同成像区域后，被不同的成像区域反射会聚形成待显示子图像，利用视觉残留效应，使在人眼形成的待显示子图像能在用户视觉上被拼接为待显示图像。每幅待显示子图像的分辨率可以相同且等于待显示图像的分辨率。故，该时序性三维投影显示系统提高了图像分辨率。

Time Serial Three-Dimensional Projection Display System

【技术实现步骤摘要】
时序性三维投影显示系统
本技术涉及光成像
，具体而言，涉及一种时序性三维投影显示系统。
技术介绍
目前主流的投影显示系统，普遍采用微型图像显示器作为图像源，并配合传统目视光学系统实现对增强或虚拟显示。受限于现有的技术和工艺水平，微型图像显示器的分辨率很难提高。因此，目前主流的投影显示系统具有分辨率低的问题
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种高分辨率的时序性三维投影显示系统，以解决上述问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：本技术较佳实施例提供一种时序性三维投影显示系统，包括椭球成像曲面、可变焦光学成像装置、平面反射元件和旋转机构，所述椭球成像曲面包括至少两个成像区域；所述可变焦光学成像装置用于依次输出待显示图像的至少两束图像光线，其中，每幅待显示图像包括至少两幅待显示子图像，每幅待显示子图像与每束图像光线对应；所述旋转机构与所述平面反射元件连接，用于对所述平面反射元件进行旋转，使所述平面反射元件将所述可变焦光学成像装置输出的每束图像光线反射至所述椭球成像曲面的不同成像区域，被所述不同成像区域反射会聚形成不同待显示子图像；在所述可变焦光学成像装置输出完所述待显示图像的所有图像光线后，被所述椭球成像曲面的不同成像区域反射会聚形成的所有待显示子图像能在用户视觉上被拼接为所述待显示图像。可选地，所述可变焦光学成像装置包括图像显示器、定焦组、孔径光阑和变焦组，所述定焦组设置于所述图像显示器的输出端，所述孔径光阑设置于所述定焦组的输出端，所述变焦组设置于所述孔径光阑的输出端。可选地，所述可变焦光学成像装置包括图像显示器、定焦组、孔径光阑和变焦组，所述变焦组设置于所述图像显示器的输出端，所述孔径光阑设置于所述变焦组的输出端，所述定焦组设置于所述孔径光阑的输出端。可选地，所述椭球成像曲面的每个成像区域对应观察点E的角度相同。可选地，所述椭球成像曲面包括第一成像区域和第二成像区域，设置afa1＝afa2，所述可变焦光学成像装置用于依次输出待显示图像的两束图像光线；其中，afa1为所述第一成像区域对应观察点E的角度，afa2为所述第二成像区域对应观察点E的角度，所述待显示图像包括两幅待显示子图像，分别记为第一待显示子图像和第二待显示子图像，所述第一待显示子图像和第二待显示子图像分别与所述第一成像区域和第二成像区域对应；在进行所述第一待显示子图像显示时，使gama11＝gama12，tan(theta1)＝(L1-f1)*tan(theta1’)，L1+L1’＝e；其中，gama11为所述平面反射元件的法线N1与beta1的角平分线C1的夹角，gama12为所述平面反射元件的法线N1与变焦组光轴N2的夹角，beta1为所述第一成像区域在OXZ平面与所述平面反射元件的光出射位置所构成的夹角，f1为此时所述变焦组的焦距，theta1为此时像方边缘主光线与所述变焦组光轴N2的夹角，L1为此时所述孔径光阑到所述变焦组物方主面H1的距离(物距)，theta1’为此时物方边缘主光线与所述变焦组光轴N2的夹角，L1’为此时第二焦距F2到所述变焦组像方主面H1’的距离(像距)，e为常数；在进行显示所述第二待显示子图像时，使gama21＝gama22，tan(theta2)＝(L2-f2)*tan(theta2′)；L2+L2’＝e；gama21为所述平面反射元件的法线N1’与beta2的角平分线C2的夹角，gama22为所述平面反射元件的法线N1’与所述变焦组光轴N2的夹角，beta2为所述第二成像区域在OXZ平面与所述平面反射元件的光出射位置所构成的夹角，f2为此时所述变焦组的焦距，theta2为此时像方边缘主光线与所述变焦组光轴N2的夹角，L2为此时所述孔径光阑到所述变焦组物方主面H2的距离(物距)，theta2’为此时物方边缘主光线与所述变焦组光轴N2的夹角，L2’为第二焦距F2到所述变焦组像方主面H2’的距离(像距)。可选地，所述椭球成像曲面包括第一成像区域和第二成像区域，设置afa1＝afa2，所述可变焦光学成像装置用于依次输出待显示图像的两束图像光线；其中，afa1为所述第一成像区域对应观察点E的角度，afa2为所述第二成像区域对应观察点E的角度，所述待显示图像包括两幅待显示子图像，分别记为第一待显示子图像和第二待显示子图像，所述第一待显示子图像和第二待显示子图像分别与所述第一成像区域和第二成像区域对应；在进行第一待显示子图像显示时，使gama11＝gama12’，其中，gama11为所述平面反射元件的法线N1与beta1的角平分线C1的夹角，gama12’为所述平面反射元件的法线N1与所述定焦组光轴N3的夹角，beta1为所述第一成像区域在OXZ平面与所述平面反射元件的光出射位置所构成的夹角，f3为所述变焦组的焦距，theta3为此时像方边缘主光线与所述定焦组光轴N3的夹角，L3为所述孔径光阑到所述定焦组物方主面H4的距离(物距)，f为所述定焦组的焦距(图中未画)，A为所述图像显示器的有效显示区域的尺寸；在进行显示第二待显示子图像时，使gama21＝gama22’，其中，gama21为所述平面反射元件的法线N1’与beta2的角平分线C2的夹角，gama22’为所述平面反射元件的法线N1’与所述定焦组光轴N3的夹角，beta2为所述第二成像区域在OXZ平面与所述平面反射元件的光出射位置所构成的夹角，theta4为此时像方边缘主光线与所述定焦组光轴N3的夹角。本技术提供的时序性三维投影显示系统通过对椭球成像曲面、可变焦光学成像装置、平面反射元件和旋转机构的巧妙集成与设计，可变焦光学成像装置依次输出一待显示图像的至少两束图像光线，旋转机构对平面反射元件进行旋转，使所述可变焦光学成像装置输出的每束扫描图像光线被平面反射元件反射至椭球成像曲面的不同成像区域后，被不同的成像区域反射会聚形成待显示子图像，利用视觉残留效应，使在人眼形成的待显示子图像能在用户视觉上被拼接为待显示图像。每幅待显示子图像的分辨率可以相同且等于待显示图像的分辨率。故，该时序性三维投影显示系统提高了图像分辨率。且，相对于传统方式，由于缩小了可变焦光学成像装置的fov，提高了可变焦光学成像装置的放大倍率，使得更容易获得更高的成像质量。本技术另一较佳实施例还提供一种时序性三维投影显示系统，其特征在于，包括椭球成像曲面、定焦光学成像装置、平面反射元件和旋转机构，所述椭球成像曲面包括至少两个成像区域；所述定焦光学成像装置用于依次输出待显示图像的至少两束图像光线，其中，每幅待显示图像包括至少两幅待显示子图像，每幅待显示子图像与每束图像光线对应；所述旋转机构与所述平面反射元件连接，用于对所述平面反射元件进行旋转，使所述平面反射元件将所述定焦光学成像装置输出的每束图像光线反射至所述椭球成像曲面的不同成像区域，被所述不同成像区域反射会聚形成不同待显示子图像；在所述定焦光学成像装置输出完所述待显示图像的所有图像光线后，被所述椭球成像曲面的不同成像区域反射会聚形成的所有待显示子图像能在用户视觉上被拼接为所述待显示图像。可选地，所述椭球成像曲面的每个成像区域在OXZ平面与所述平面反射元件的光出射位置所构成的夹角相等。可选地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种时序性三维投影显示系统，其特征在于，包括椭球成像曲面、可变焦光学成像装置、平面反射元件和旋转机构，所述椭球成像曲面包括至少两个成像区域；所述可变焦光学成像装置用于依次输出待显示图像的至少两束图像光线，其中，每幅待显示图像包括至少两幅待显示子图像，每幅待显示子图像与每束图像光线对应；所述旋转机构与所述平面反射元件连接，用于对所述平面反射元件进行旋转，使所述平面反射元件将所述可变焦光学成像装置输出的每束图像光线反射至所述椭球成像曲面的不同成像区域，被所述不同成像区域反射会聚形成不同待显示子图像；在所述可变焦光学成像装置输出完所述待显示图像的所有图像光线后，被所述椭球成像曲面的不同成像区域反射会聚形成的所有待显示子图像能在用户视觉上被拼接为所述待显示图像。

【技术特征摘要】
1.一种时序性三维投影显示系统，其特征在于，包括椭球成像曲面、可变焦光学成像装置、平面反射元件和旋转机构，所述椭球成像曲面包括至少两个成像区域；所述可变焦光学成像装置用于依次输出待显示图像的至少两束图像光线，其中，每幅待显示图像包括至少两幅待显示子图像，每幅待显示子图像与每束图像光线对应；所述旋转机构与所述平面反射元件连接，用于对所述平面反射元件进行旋转，使所述平面反射元件将所述可变焦光学成像装置输出的每束图像光线反射至所述椭球成像曲面的不同成像区域，被所述不同成像区域反射会聚形成不同待显示子图像；在所述可变焦光学成像装置输出完所述待显示图像的所有图像光线后，被所述椭球成像曲面的不同成像区域反射会聚形成的所有待显示子图像能在用户视觉上被拼接为所述待显示图像。2.根据权利要求1所述的时序性三维投影显示系统，其特征在于，所述可变焦光学成像装置包括图像显示器、定焦组、孔径光阑和变焦组，所述定焦组设置于所述图像显示器的输出端，所述孔径光阑设置于所述定焦组的输出端，所述变焦组设置于所述孔径光阑的输出端。3.根据权利要求1所述的时序性三维投影显示系统，其特征在于，所述可变焦光学成像装置包括图像显示器、定焦组、孔径光阑和变焦组，所述变焦组设置于所述图像显示器的输出端，所述孔径光阑设置于所述变焦组的输出端，所述定焦组设置于所述孔径光阑的输出端。4.根据权利要求1-3任一项所述的时序性三维投影显示系统，其特征在于，所述椭球成像曲面的每个成像区域对应观察点E的角度相同。5.根据权利要求2所述的时序性三维投影显示系统，其特征在于，所述椭球成像曲面包括第一成像区域和第二成像区域，设置afa1＝afa2，所述可变焦光学成像装置用于依次输出待显示图像的两束图像光线；其中，afa1为所述第一成像区域对应观察点E的角度，afa2为所述第二成像区域对应观察点E的角度，所述待显示图像包括两幅待显示子图像，分别记为第一待显示子图像和第二待显示子图像，所述第一待显示子图像和第二待显示子图像分别与所述第一成像区域和第二成像区域对应；在进行所述第一待显示子图像显示时，使gama11＝gama12，tan(theta1)＝(L1-f1)*tan(theta1’)，L1+L1’＝e；其中，gama11为所述平面反射元件的法线N1与beta1的角平分线C1的夹角，gama12为所述平面反射元件的法线N1与变焦组光轴N2的夹角，beta1为所述第一成像区域在OXZ平面与所述平面反射元件的光出射位置所构成的夹角，f1为此时所述变焦组的焦距，theta1为此时像方边缘主光线与所述变焦组光轴N2的夹角，L1为此时所述孔径光阑到所述变焦组物方主面H1的距离(物距)，theta1’为此时物方边缘主光线与所述变焦组光轴N2的夹角，L1’为此时第二焦距F2到所述变焦组像方主面H1’的距离(像距)，e为常数；在进行显示所述第二待显示子图像时，使gama21＝gama22，tan(theta2)＝(L2-f2)*tan(theta2′)；L2+L2’＝e；gama21为所述平面反射元件的法线N1’与beta2的角平分线C2的夹角，gama22为所述平面反射元件的法线N1’与所述变焦组光轴N2的夹角，beta2为所述第二成像区域在OXZ平面与所述平面反射元件的光出射位置所构成的夹角，f2为此时所述变焦组的焦距，theta2为此时像方边缘主光线与所述变焦组光轴N2的夹角，L2为此时所述孔径光阑到所述变焦组物方主面H2的距离(物距)，the...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄琴华，李文权，
申请(专利权)人：深圳创维新世界科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44