电子设备及其显示处理方法_2

文档序号:9809633阅读:来源:国知局
存在的问题是,观察者视线的移动幅度有限,可视范围较窄,观察者需要佩戴专用的眼镜或头盔等,因此又造成长时间负荷重物导致头晕目眩等生理不适感,无法任意移动等缺点。
[0046]现有的解决方案2:将特定固体介质充满三维空间中的一块区域,然后有选择地激发体素组合,使其按要求发光,组成三维体素阵列形成三维图像。
[0047]存在的问题是,无合适的激励源和具有充分光转换效率的发光介质,像素数目不够多,无法表述复杂的图像信息或活动的光点信息,诸多的物理和技术限制使建成的实验装置显示范围小、分辨率低,短期内不易实现大尺度、高分辨率、高亮度的真三维显示。
[0048]现有的解决方案3:利用气体介质,两束激光相交在充满原子蒸汽的容器内,激光相交点产生可见的焚光点。
[0049]存在的问题是,需要一个大真空腔,并需要保持其温度,因而系统维护困难,三维图像的清晰度受到激光扫描速度的限制,另外激光束可能引起肉眼的伤害。
[0050]现有的解决方案4:激光扫描法
[0051]存在的问题是,在一个重复刷新时段内能够显示的像素数目有限制,无法产生高清晰度图像。
[0052]综上所述,现有技术中实现三维显示难以达到人眼观察到的实际三维世界的成像效果,针对这一问题,本发明实施例提供一种电子设备,电子设备中采用红、绿、蓝三色半导体激光器,以数字微镜器件(DMD,Digital Micromirror Device)作为核心器件,对全息源进行信号处理后,通过光学平台与智能驱动控制,获得裸眼全息彩色三维显示。
[0053]实施例一
[0054]本实施例记载一种电子设备,参见图1,包括:光源模块100、全息源模块300、数字微镜模块200和反射模块400。
[0055]光源模块100可以采用红、绿、蓝三色半导体激光器,例如使用632.8nm He-Ne半导体激光器(发射红色激光)、532nmHe-Ne半导体激光器(发射绿色激光)、473nmHe-Ne半导体激光器(发射蓝色激光)。
[0056]He-Ne激光器中氦气起产生激光的媒介和增加激光输出功率的作用,氖气起产生激光的作用。氦原子有两个亚稳态能级102S、312S,它们的寿命分别为6510s和410s,在气体放电管中,在电场中加速获得一定动能的电子与氦原子碰撞,并将氦原子激发到102S、312S,此两能级寿命长容易积累粒子。因而,放电管中这两个能级上的氦原子数是比较多。这些氦原子的能量又分别与处于3s和2s态的氖原子的能量相近;处于102S、312S能级的氦原子与基态氖原子碰撞后,很容易将能量传递给氖原子,使它们从基态跃迀到3s和2s态,这一过程称能量共振转移;由于氖原子的2p、3p态能级寿命较短,这样氖原子在能级3s — 3p、3s — 2p、2s — 2p间形成粒子数反转分布,从而发射出红、绿、蓝三色的激光。
[0057]全息源模块300采集环境中像素点的颜色信息和深度信息形成数字全息源信息;全息源模块300也可以通过模拟建模的方式构建虚拟环境中像素点的颜色信息和深度信息得到数字全息源信息;也就是说,全息源信息可以采用两种方式获取:
[0058]方式I)计算机模拟采集法,在性能符合要求的计算设备中上通过3DMax或Autodesk Maya等基于计算机系统的3D模型和动画设计、制作、清染软件生成数字全息源信息。
[0059]方式2)实景米集法,通过三色镜头(RGB Camera)和深度镜头(Depth Camera)配合的方式,获取真实环境中物体表面每个像素点的颜色信息和深度信息形成数字全息源信息。
[0060]数字微镜模块200,包括数字微镜器件,数字微镜器件可以对光进行数字化调制,包含了一个由像素微镜组成的阵列、这个阵列与数字全息源(用于控制像素微镜形成还原对象的全息图像的衍射光)的数字信号和光源协同工作时,能够将对象的全息图像再现出来,数字信号会激活各像素微镜下放的微型电极,这个电极就推动像素微镜迎向或避开光源、当像素微镜迎向光源(开启)时,会将一个白色像素通过像素微镜形成衍射光;当像素微镜避开光源(关闭)时,镜面像素在荧幕上的所在位置便呈现深色。像素微镜的旋转速度可以是每秒钟是数千次、交换各镜面的开关时间,就能够产生不同的等级灰度、开启的时间长产生的灰度象素就浅、关闭的时间长产生的灰度象素就深、像素微镜可以反射1024个灰度等级,来产生灰度图像;
[0061]通过在数字微镜模块200设置色轮形成的光过滤器、随着色轮的旋转,红、绿、蓝三种光线依次便落在像素微镜上、各个像素微镜的开、关状态会随着彩色光线的闪烁而调整,能够产生1600万种色彩;例如,当红色落在像素微镜上时才将像素微镜打开,产生的衍射光入射人眼能够使人眼感知到产生紫色的图像。
[0062]下面对全息图像的形成过程进行说明。
[0063]光源模块100生成三基色的光线,将三基色的光线合成为白光,并将白光入射数字微镜模块200 ;全息源模块300获取图像对应的数字全息源信息,将数字全息源信息加载至数字微镜模块200。
[0064]数字微镜模块200加载数字全息源信息之后,控制数字微镜模块200中的像素微镜阵列微镜阵列对入射的白光进行衍射处理,形成对应对象的衍射光场;数字全息源信息与构成对象的一系列像素对应,数字微镜模块200的像素微镜阵列中的每个像素微镜与至少一个像素的数字全息源信息对应,数字微镜模块200基于对象中对应像素微镜的像素的数字全息源信息对入射的白光进行衍射处理,得到对构成对象的一系列像素的衍射光场。
[0065]反射模块400变换位姿,在每个所变换的位姿截获衍射光场(也就是像素微镜阵列形成的衍射光的光场),形成对应对象的全息图像,并且反射模块400在每个位姿截获衍射光场所形成的全息图像承载对象的不同部位。
[0066]例如反射模块400在位姿I截获衍射光场所形成的全息图像承载对象的部位I,在位姿2截获衍射光场所形成的全息图像承载对象的部位2,以此类推,从而能够形成承载对象不同部位的全息图像,如果全息图像的光线照射用户眼部,用户在不同的方位将看到承载对象的不同部位的全息图像。
[0067]本实施例中,数字微镜模块200结合光源入射的光线、以及数字全息源中的数字新哈控制像素微镜阵列中的每个像素微镜形成对应像素的衍射光;反射模块400以变换的位姿反射衍射光,能够使用户在不同方位观看到对象的不同部位的全息图像。
[0068]实施例二
[0069]本实施例记载一种电子设备,参见图2,包括:光源模块100、扩束准直模块500、驱动模块700、数字微镜模块200、同步模块600、全息源模块300和反射模块400。
[0070]光源模块100生成三基色的光线,将三基色的光线合成为白光;扩束准直模块500设置在光源模块100与数字微镜模块200之间,在光源模块100将白光入射数字微镜模块200之前,对光源模块100出射的白光进行扩束准直处理,使白光的入射直径大于预设直径(也就是进行了扩束处理),并使白光的发散角小于预设发散角(也就是对光线进行了准直处理),扩束准直后的光线入射数字微镜模块200。
[0071 ]全息源模块300获取对象对应的数字全息源信息,将数字全息源信息加载至数字微镜模块200;同步模块控制驱动模块产生调制信号,调制信用于指示像素微镜阵列中的微镜的开启状态和关闭状态,使数字微镜模块200控制数字微镜模块200中的像素微镜阵列对入射的白光进行
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