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【中文】时序性三维投影显示系统
【EN】Timing three-dimensional projection display system

申请(专利)号:CN201811518943.8国省代码:广东 44
申请(专利权)人:【中文】深圳创维新世界科技有限公司【EN】Shenzhen SKYWORTH New World Technology Co., Ltd.
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摘要:
【中文】本发明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。
【EN】Paragraph:The present invention relates to light technical field of imaging, in particular to a kind of timing three-dimensional projection display system.The timing three-dimensional projection display system includes ellipsoid imaging curved surface, varifocal optical imaging device, flat reflective element and rotating mechanism.Varifocal optical imaging device is sequentially output at least two beam images light of an image to be displayed, rotating mechanism rotates flat reflective element, after so that every beam scanning image light of varifocal optical imaging device output is reflexed to the different imaging regions of ellipsoid imaging curved surface by flat reflective element, it is assembled by different imaging region reflections and forms subgraph to be shown, using persistence of vision effect, the subgraph to be shown formed in human eye is enable visually to be spliced into image to be displayed in user.The resolution ratio of every subgraph to be shown can resolution ratio that is identical and being equal to image to be displayed.Therefore the timing three-dimensional projection display system improves image resolution ratio.

主权项:
【中文】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。【EN】1. a kind of timing three-dimensional projection display system, which is characterized in that including ellipsoid imaging curved surface, varifocal optical imagery dress It sets, flat reflective element and rotating mechanism, the ellipsoid imaging curved surface include at least two imaging regions;


相似专利
说明书

时序性三维投影显示系统

技术领域

本发明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。

背景技术

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

发明内容

有鉴于此,本发明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,本发明提供如下技术方案:

本发明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。

本发明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。

本发明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,所述椭球成像曲面包括第三成像区域和第四成像区域,设置beta3=

beta4,所述定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,beta3为所述第三成像区域在OXZ平面与所述平面反射元件的光出射位置所

构成的夹角,beta4为所述第四成像区域在OXZ平面与所述平面反射元件的光出射位置所构

成的夹角,所述待显示图像包括两幅待显示子图像,分别记为第三待显示子图像和第四待

显示子图像,所述第三待显示子图像和第四待显示子图像分别与所述第三成像区域和第四

成像区域对应;

在进行待显示图像过程中,使theta=1/2*beta3=1/2*beta4,其中theta为像方

边缘主光线与所述定焦光学成像装置光轴N的夹角。

本发明提供的时序性三维投影显示系统通过对椭球成像曲面、定焦光学成像装

置、平面反射元件和旋转机构的巧妙集成与设计,定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,使所述定焦光学成像装置输

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

于缩小了定焦光学成像装置的fov,提高了定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。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附

图作简单地介绍。应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对

范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这

些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明较佳实施例提供的一种时序性三维投影显示系统的结构示意图。

图2为本发明较佳实施例提供的另一种时序性三维投影显示系统的结构示意图。

图3为图2所示的时序性三维投影显示系统显示第一待显示子图像的原理示意图。

图4为图2所示的时序性三维投影显示系统显示第二待显示子图像的原理示意图。

图5为本发明较佳实施例提供的另一种时序性三维投影显示系统的结构示意图。

图6为图5所示的时序性三维投影显示系统显示第一待显示子图像的原理示意图。

图7为图5所示的时序性三维投影显示系统显示第二待显示子图像的原理示意图。

图8为本发明另一较佳实施例提供的一种时序性三维投影显示系统的结构示意

图。

图9为本发明另一较佳实施例提供的另一种时序性三维投影显示系统的结构示意

图。

图10为图9所示的时序性三维投影显示系统显示第一待显示子图像的原理示意

图。

图11为图9所示的时序性三维投影显示系统显示第二待显示子图像的原理示意

图。

图标:1-时序性三维投影显示系统;10-椭球成像曲面;30-可变焦光学成像装置;

50-平面反射元件;70-旋转机构;11-第一成像区域;13-第二成像区域;31-图像显示器;33-

定焦组;35-孔径光阑;37-变焦组;90-定焦光学成像装置;15-第三成像区域;17-第四成像

区域。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完

整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。通

常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护

的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人

员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一

个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述

中,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述,而不能理解为只是或暗示相对

重要性。

请参考图1,图1为本发明较佳实施例提供的一种时序性三维投影显示系统1的结

构示意图。该时序性三维投影显示系统1包括椭球成像曲面10、可变焦光学成像装置30、平

面反射元件50和旋转机构70。所述平面反射元件50设置于所述可变焦光学成像装置30的输

出端,所述旋转机构70与所述平面反射元件50连接,所述椭球成像曲面10设置于所述平面

反射元件50的输出端。

所述椭球成像曲面10为椭球曲面或具有椭球面成像性质的元件。椭球成像曲面10

具有两个焦点,从其中一个焦点发出的任何一条光线经过椭球成像曲面10的反射后会经过

另一个焦点。故从第二焦点F2处发出的任何一条光束经过椭球成像曲面10后将被反射衍射

至第一焦点F1处。因此,可以将平面反射元件50置于椭球成像曲面10的第二焦点F2,平面反

射元件50扫描得到的每一个视场的细光束被椭球成像曲面10反射后将会聚于椭球成像曲

面10的第一焦点F1,则人眼处于第一焦点F1位置附近时可接收到平面反射元件50扫描的图

像光线。

所述椭球成像曲面10包括至少两个成像区域。例如,所述椭球成像曲面10包括两

个成像区域、包括三个成像区域、包括四个成像区域或包括五个成像区域等。并且,所述椭

球成像曲面10包括的成像区域的大小可以相同,也可以不同,在此不做限制。

所述可变焦光学成像装置30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。

可选地,可变焦光学成像装置30包括图像显示器31、定焦组33、孔径光阑35和变焦组37。所

述图像显示器31可以是OLED、LCOS等图像显示器31,或是光纤扫描、mems扫描等扫描图像显

示器31。所述定焦组33为焦距一定的定焦透镜组。所述变焦组37为焦距可变的变焦透镜组,

其可以是机械变焦光学镜组或是电控液晶透镜或两者的组合。

所述旋转机构70与所述平面反射元件50连接,用于对所述平面反射元件50进行旋

转,使所述平面反射元件50将所述可变焦光学成像装置30输出的每束图像光线反射至所述

椭球成像曲面10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30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10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,在一实施方式中,所述椭球成像曲面10包括两个成像区域,记为第一成像

区域11和第二成像区域13。如图2和图5所示,将第一成像区域11对应观察点E的角度记为

afa1,将第二成像区域13对应观察点E的角度记为afa2,设置afa1=afa2,则第一成像区域

11和第二成像区域13大小不同,但被第一成像区域11和第二成像区域13反射会聚形成的第

一待显示子图像和第二待显示子图像大小相同。当可变焦光学成像装置30输出的分别与第

一待显示子图像和第二待显示子图像对应的图像光线的分辨率相同时,被第一成像区域11

和第二成像区域13反射会聚形成的第一待显示子图像和第二待显示子图像的分辨率相同。

进而可以推出,所述椭球成像曲面10包括至少两个成像区域时,可以设置每个成像区域对

应观察点E的角度相同。当然,在其他实施方式中,也可以设置每个成像区域对应观察点E的

角度互不相同或者有些不同。

当afa1=afa2时,beta1≠beta2。其中beta1为第一成像区域11在OXZ平面与平面

反射元件50的光出射位置所构成的夹角,beta2为第二成像区域13在OXZ平面与平面反射元

件50的光出射位置所构成的夹角。为达上述目的,具体实施时,可以使可变焦光学成像装置

30包括的定焦组33和变焦组37的位置可以互换,例如,如图2和图5所示。

如图2所示,所述定焦组33设置于所述图像显示器31的输出端,所述孔径光阑35设

置于所述定焦组33的输出端,所述变焦组37设置于所述孔径光阑35的输出端。对于图2所示

的时序性三维投影显示系统1,在进行待显示图像显示时,将待显示图像分为两幅待显示子

图像,记为第一待显示子图像和第二待显示子图像。

在第一时间段,旋转机构70将平面反射元件50旋转至图3所示的状态,使平面反射

元件50的法线N1与beta1的角平分线C1的夹角gama11等于平面反射元件50的法线N1与变焦

组37光轴N2的夹角gama12,即gama11=gama12。变焦光学成像装置输出与所述第一待显示

子图像对应的一束图像光线,与所述第一待显示子图像对应的一束图像光线被平面反射元

件50反射至所述椭球成像曲面10的第一成像区域11后,被所述第一成像区域11反射会聚,

形成第一待显示子图像。在此过程中,控制变焦组37的焦距,此时将变焦组37的焦距记为f1

(图中未画),使f1满足以下关系:tan(theta1)=(L1-f1)*tan(theta1’);L1+L1’=e;则可

以使theta1=1/2*beta1。其中,theta1为此时像方边缘主光线与变焦组37光轴N2的夹角,

L1此时为孔径光阑35到变焦组37物方主面H1的距离(物距),theta1’为此时物方边缘主光

线与变焦组37光轴N2的夹角,L1’为此时第二焦距F2到变焦组37像方主面H1’的距离(像

距),e为常数。

在第二时间段,旋转机构70将平面反射元件50旋转至图4所示的状态,使平面反射

元件50的法线N1’与beta2的角平分线C2的夹角gama21等于平面反射元件50的法线N1’与变

焦组37光轴N2的夹角gama22,即gama21=gama22。变焦光学成像装置输出与所述第二待显

示子图像对应的一束图像光线,与所述第二待显示子图像对应的一束图像光线被平面反射

元件50反射至所述椭球成像曲面10的第二成像区域13后,被所述第二成像区域13反射会

聚,形成第二待显示子图像。在此过程中,控制变焦组37的焦距,此时将变焦组37的焦距记

为f2(图中未画),使f2满足以下关系:tan(theta2)=(L2-f2)*tan(theta2′);L2+L2’=e;

则可以使theta2=1/2*beta2。其中,theta2为此时像方边缘主光线与变焦组37光轴N2的夹

角,L2为此时孔径光阑35到变焦组37物方主面H2的距离(物距),theta2’为此时物方边缘主

光线与变焦组37光轴N2的夹角,L2’为第二焦距F2到变焦组37像方主面H2’的距离(像距)。

控制旋转机构70与可变焦光学成像装置30的旋转时间和输出图像光线的时间,基

于视觉暂留原理,可以使第一待显示子图像和第二待显示子图像在视觉上被拼接为待显示

图像。

如图5所示,所述变焦组37设置于所述图像显示器31的输出端,所述孔径光阑35设

置于所述变焦组37的输出端,所述定焦组33设置于所述孔径光阑35的输出端。对于图5所示

的时序性三维投影显示系统1,在进行待显示图像显示时,也是将待显示图像分为第一待显

示子图像和第二待显示子图像。

在第一时间段,旋转机构70将平面反射元件50旋转至图6所示的状态,使平面反射
元件50的法线N1与beta1的角平分线C1的夹角gama11等于平面反射元件50的法线N1与定焦
组33光轴N3的夹角gama12’,即gama11=gama12’。变焦光学成像装置输出与所述第一待显
示子图像对应的一束图像光线,与所述第一待显示子图像对应的一束图像光线被平面反射
元件50反射至所述椭球成像曲面10的第一成像区域11后,被所述第一成像区域11反射会
聚,形成第一待显示子图像。在此过程中,控制变焦组37的焦距,此时将变焦组37的焦距记
为f3(等于此时变焦组37的像方主面H3’到孔径光阑35的距离),使f3满足以下关系:
则可以使theta3=1/2*beta1。其中,theta3为此
时像方边缘主光线与定焦组33光轴N3的夹角,L3为孔径光阑35到定焦组33物方主面H4的距
离(物距),f为定焦组33的焦距(图中未画),A为图像显示器31的有效显示区域的尺寸。

在第二时间段,旋转机构70将平面反射元件50旋转至图7所示的状态,使平面反射
元件50的法线N1’与beta2的角平分线C2的夹角gama21等于平面反射元件50的法线N1’与定
焦组33光轴N3的夹角gama22’,即gama21=gama22’。变焦光学成像装置输出与所述第二待
显示子图像对应的一束图像光线,与所述第二待显示子图像对应的一束图像光线被平面反
射元件50反射至所述椭球成像曲面10的第二成像区域13后,被所述第二成像区域13反射会
聚,形成第二待显示子图像。在此过程中,控制变焦组37的焦距,此时将变焦组37的焦距记
为f4(等于此时变焦组37的像方主面H5’到孔径光阑35的距离),使f4满足以下关系:
则可以使theta4=1/2*beta2。其中,theta4为此
时像方边缘主光线与定焦组33光轴N3的夹角。

控制旋转机构70与可变焦光学成像装置30的旋转时间和输出图像光线的时间,基

于视觉暂留原理,可以使第一待显示子图像和第二待显示子图像在视觉上被拼接为待显示

图像。

通过上述设置,本发明提供的时序性三维投影显示系统1通过对椭球成像曲面10、

可变焦光学成像装置30、平面反射元件50和旋转机构70的巧妙集成与设计,可变焦光学成

像装置30依次输出一待显示图像的至少两束图像光线,旋转机构70对平面反射元件50进行

旋转,使所述可变焦光学成像装置30输出的每束扫描图像光线被平面反射元件50反射至椭

球成像曲面10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1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30的fov,提

高了可变焦光学成像装置30的放大倍率,使得更容易获得更高的成像质量。

请参阅图8,图8为本发明另一较佳实施例提供的一种时序性三维投影显示系统1

的结构示意图。该时序性三维投影显示系统1包括椭球成像曲面10、定焦光学成像装置90、

平面反射元件50和旋转机构70。所述平面反射元件50设置于所述定焦光学成像装置90的输

出端,所述旋转机构70与所述平面反射元件50连接,所述椭球成像曲面10设置于所述平面

反射元件50的输出端。

图8所示的时序性三维投影显示系统1,与图1、图2和图5所示的时序性三维投影显

示系统1类似,不同的是:图8所示的时序性三维投影显示系统1采用焦距一定的定焦光学成

像装置90,而图1、图2和图5所示的时序性三维投影显示系统1采用可变焦光学成像装置30。

可选地,所述定焦光学成像装置90包括图像显示器31、定焦透镜组合和孔径光阑35。

可选地,在一实施方式中,所述椭球成像曲面10包括两个成像区域,记为第三成像

区域15和第四成像区域17。如图9所示,将第三成像区域15对应观察点E的角度记为afa3,将

第四成像区域17对应观察点E的角度记为afa4,设置afa3≠afa4,且beta3=beta4。其中

beta3为第三成像区域15在OXZ平面与平面反射元件50的光出射位置所构成的夹角,beta4

为第四成像区域17在OXZ平面与平面反射元件50的光出射位置所构成的夹角。进而可以推

出,所述椭球成像曲面10包括至少两个成像区域时,可以设置每个成像区域对应观察点E的

角度相同。在进行待显示图像显示时,将待显示图像分为两幅待显示子图像,记为第三待显

示子图像和第四待显示子图像。在第一时间段,旋转机构70将平面反射元件50旋转至图10

所示的状态,定焦光学成像装置90输出与所述第三待显示子图像对应的一束图像光线,与

所述第三待显示子图像对应的一束图像光线被平面反射元件50反射至所述椭球成像曲面

10的第三成像区域15后,被所述第三成像区域15反射会聚,形成第三待显示子图像。在第二

时间段,旋转机构70将平面反射元件50旋转至图11所示的状态,定焦光学成像装置90输出

与所述第四待显示子图像对应的一束图像光线,与所述第四待显示子图像对应的一束图像

光线被平面反射元件50反射至所述椭球成像曲面10的第四成像区域17后,被所述第四成像

区域17反射会聚,形成第四待显示子图像。在上述过程中,通过对定焦光学成像装置90的设

置,使,theta=1/2*beta3=1/2*beta4,其中theta为像方边缘主光线与定焦光学成像装置

90光轴N的夹角。

同理,本发明提供的时序性三维投影显示系统1通过对椭球成像曲面10、定焦光学

成像装置90、平面反射元件50和旋转机构70的巧妙集成与设计,定焦光学成像装置90依次

输出一待显示图像的至少两束图像光线,旋转机构70对平面反射元件50进行旋转,使所述

定焦光学成像装置90输出的每束扫描图像光线被平面反射元件50反射至椭球成像曲面10

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1提高了图像分

辨率。且,相对于传统方式,由于缩小了定焦光学成像装置90的fov,提高了定焦光学成像装

置90的放大倍率,使得更容易获得更高的成像质量。

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述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即...

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图1
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