高视角分辨率的360°视场三维显示装置和显示方法

摘要

本发明公开了高视角分辨率的360°视场三维显示装置，包括：LED光源、照明光学系统、空间光调制器、投影光学系统、组合式定向散射屏、转动装置、图像存储控制模块、转动检测模块和光源脉冲驱动控制模块。本发明还公开了实现高视角分辨率的360°视场三维显示方法。本发明通过光源脉冲驱动控制模块对LED光源进行脉冲点亮的方式与组合式定向散射屏的旋转相配合，利用了每个定向散射子屏散射方向的微小偏差实现高密度的视角扫描，实现了具有高视角分辨率的360°视场三维显示，提高了三维显示图像的质量，更加符合人眼自然观察的惯。

主权项

一种高视角分辨率的360°视场三维显示装置，其特征在于，包括LED光源、照明光学系统、高速空间光调制器、投影光学系统、组合式定向散射屏、转动装置、转动检测模块、图像存储控制模块、光源驱动脉冲控制模块，其中：LED光源，作为照明光学系统的照明光源，与光源脉冲驱动控制模块连接；照明光学系统，将LED光源发出的光线进行收集并会聚到高速空间光调制器上；高速空间光调制器，将需要显示的图像加载其上并按顺序高速显示出来；投影光学系统，将高速空间光调制器上的图像投影到组合式定向散射屏上；组合式定向散射屏，由多个定向散射子屏组合拼接而成，每个定向散射子屏均对投影其上的图像的出射角度进行控制，保证观察区域的观察者的双眼看到具有视差的图像；所述的组合式定向散射屏由N个定向散射子屏拼接组成，其中N为大于等于2的自然数，每个定向散射子屏对应的圆心角为360/N°；每个定向散射子屏为反射式偏折型散射屏或者透射式偏折型散射屏，其中反射式偏折型散射屏由光栅方向互相平行的反射式锯齿型光栅和柱面光栅构成，透射式偏折型散射屏由透射式锯齿型光栅和柱面光栅构成；第i个定向散射子屏的光栅方向与其对应圆心角的角平分线成α_i°角，α_i满足：α_i＝90+360(MN)·[i‑(N+1)2]；其中：M为组合式定向散射屏旋转一周投影光学系统投影的图像数；i为自然数，且满足1≤i≤N；转动装置，与组合式定向散射屏连接，并带动组合式定向散射屏转动；转动检测模块，检测所述的组合式定向散射屏的旋转角度位置及每个定向散射子屏的起始位置，并将其探测的旋转角度位置和起始位置的信号传给图像存储控制模块和光源驱动脉冲控制模块；图像存储控制模块，存储供高速空间光调制器显示的图像序列，并根据接收到的信号控制所述的图像序列的初始位置及所述的高速空间光调制器的帧频，实现所述的高速空间光调制器显示的图像序列与所述的组合式定向散射屏转动的同步；光源驱动脉冲控制模块，根据转动装置的旋转角度位置信号控制驱动LED光源的脉冲电流。