阅读说明：本技术 一种空间显示方案 (Space display scheme ) 是由 不公告发明人 于 2018-12-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种空间显示方案,可用于近眼显示,不需要复杂的三维图形计算,可让观察者直接看到三维模型,观察时视角自由、远近深度自由。(The invention discloses a space display scheme which can be used for near-eye display, does not need complex three-dimensional graph calculation, and enables an observer to directly see a three-dimensional model, and has free visual angle and free far-near depth during observation.)

一种空间显示方案

技术领域

本发明涉及一种三维显示方案，尤其是涉及一种空间显示方案。

背景技术

现有三维显示方案，通过计算生成特定视角图像，计算量较大，而且视角不自由，显示深度也不自由。

发明内容

本发明提供一种空间显示方案，可用于近眼显示眼镜，不需要复杂的三维图形计算，可以多视角自由观察显示的三维模型。

本发明通过以下技术方案实现：

一种空间显示方案，包括微空间部分，微视角观察部分，大视角观察部分。

微空间部分显示微小尺度的三维物体模型，可由微空间生成系统生成微空间模型，也可是实际的发光三维物体。

微视角观察部分在近眼显示眼镜方案中是近眼显示的输入部分，大视角观察部分在近眼显示眼镜方案中是近眼显示的输出部分。

微空间生成系统通过以时间换取空间的方式生成微空间，微空间生成系统包括图像源，透镜组，微空间控制部分。

本发明的原理是：

微空间部分是一个可观察的微小尺度的三维空间，微视角观察部分可以在特定的视角观察微空间部分，设置两个微视角观察部分即可实现双视角观察微空间的模型。

微视角观察部分将光线传扩展导到大视角观察部分，在大视角观察部分可观察到目标空间模型。

微空间生成系统的原理是：图像源通过透镜组在一定距离形成一个成像面，微空间控制部分将成像面的距离远近来回高速调节形成扫描成像面，在一个时段内不同时刻的扫描成像面结合在一起形成一个三维微空间。

微空间控制部分在准确的时间点将要显示的三维模型的像素填充到这个扫描形成的微空间，由于扫描速度很快，空间像素点亮和关闭速度也很快，微空间控制部分可以在整个三维微空间范围内显示模型。

扫描成像面距离微视角观察部分越远，扫描成像面的空间跨度就设定越大，同时这个面上相应的单个像素占有的空间也越大，这样用较少的扫描时间可生成较大范围的微空间。

采用是分时扫描的方案生成微空间时，一个时间点的像素无法被另一个时间点的像素遮挡，所以观察到的模型是半透明的。

本发明有益效果是，不需要复杂的三维计算即可多视角观察到三维模型，显示的三维模型远近深度自由，观察者可自由地将目光聚焦在近处或者远处观看。

附图说明

图１、图２、图３是本发明的原理图。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的典型技术方案。

图1中1是图像源，2是变焦机，由微空间控制部分控制，3是透镜组，4、5是两个微视角观察区 6、7是两个波导片，8、9是两个波导的显示输出区域，两个显示输出区域作为大视角观察部分。

图像源1通过变焦机2、透镜组3、产生成像面，微空间控制部分通过控制变焦机2高速调节成像面的距离的远近产生扫描成像面，在一个时段内的扫描成像面结合在一起形成三维微空间。微空间生成系统生成的微空间在透镜组3输出光线，两个微视角观察区4、5以双视角的位置观察微空间显示的模型，光线通过两个波导6、7传导到两个大视角观察部分，双眼可在大视角观察部分观察到三维模型。由于大视角观察部分采用了透明的波导片，观察者可看到周围的实际场景，也可看到虚拟的模型。

图２中图像源产生的成像面为二维XY面。X在图２中标出，Y方向垂直于纸面。成像面的变动方向在第三维方向为Z方向在图２中标出。图2中Ａ、Ｂ为微视角观察部分的两个视角的观察点。

图像源为二维图像源，二维分辨率为Ｘｎ×Ｙｎ，图２中Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５．．．Ｘｎ为某一时间的成像面Ｘ方向的像素排列，Ｙ方向的像素排列垂直于纸面不在图中标出。

微空间控制部分高速调节成像面的距离的远近时，每一次远近调节循环可以被分成数千个时段，图２中Z１、Z２、Z３、Z４、Z５．．．Zn是由近到远每一时段的成像面，不同时段的成像面的像素集合在一起形成Z方向的像素排列。此时形成分辨率为Ｘｎ×Ｙｎ×Ｚn的微空间。

图２中扫描成像面距离微视角观察部分越远，每个扫描成像面的空间跨度就设定就越大，相应的单个像素占有的空间跨度也越大，因为在微视角观察部分观察较远距离的模型时无法辨别很小的空间像素，设定这样的空间扫描跨度变化就可以用比较少的空间扫描时间生成较大范围的微空间。

在显示空间模型时如图３所示，图中的双线长方形是要显示的目标模型的横截面，这个横截面相对于目光方向平行，双线长方形所占用的像素空间被阴影部分标记出来，微空间生成系统控制图像源在特定时刻（定位Ｚ坐标）点亮或关闭特定位置（定位X、Y坐标）的像素即可显示空间模型。图３中阴影部分标记的就是扫描期间要点亮的空间像素集合。微视角观察部分在不同位置的视角可以看到不同的场景，两个视角观察的具体情景在图３中用虚线标出。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。