本發(fā)明涉及投影技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種背投系統(tǒng)及屏幕。
背景技術(shù):
根據(jù)投影機(jī)設(shè)置在投影系統(tǒng)中的位置,可以將投影系統(tǒng)分為前投影系統(tǒng)和背投影系統(tǒng),一般將投影機(jī)設(shè)置于投影屏幕后方的投影系統(tǒng)稱作背投影系統(tǒng),也稱背投系統(tǒng),由于可將投影設(shè)備隱藏地放置于投影屏幕背后,用戶在觀看投影的過程中可以不用看到投影設(shè)備,對用戶來說感覺更好,因此背投系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于多種場景,例如遠(yuǎn)程視頻會議場景或家庭娛樂場景,等等。
在使用背投系統(tǒng)的過程中,在較多情形下可能需要采集場景中對象的深度信息,例如在遠(yuǎn)程會議視頻場景中,需要采集主講人員的圖像信息以傳遞給會議對端,為了能夠獲得較好的圖像質(zhì)量,也就還需要采集主講人員的深度信息,例如將采集深度信息的設(shè)備稱作深度采集設(shè)備。例如深度采集設(shè)備一般包括紅外發(fā)射器和紅外攝像頭,紅外發(fā)射器發(fā)射不可見光,例如紅外光,紅外光在主講人員表面形成漫反射,再通過紅外攝像頭獲得反射回的紅外光,通過反射回的紅外光就可以獲得主講人員的深度信息。
一般地可以將深度采集設(shè)備設(shè)置于投影屏幕的后方,并將投影屏幕設(shè)置為透光的,這樣深度采集設(shè)備所投射的紅外光能夠透過投影屏幕而投射到投影屏幕前方的物體上進(jìn)而實(shí)現(xiàn)深度信息的采集,然而這也使得位于投影屏幕前方的用戶除了能看到投影的圖像,也能夠看到投影屏幕后方的物體,例如投影設(shè)備、深度采集設(shè)備和其它物體,進(jìn)而干擾投影圖像的觀看效果以及影響用戶的觀看體驗(yàn),另外,例如投影設(shè)備的光源(例如燈泡)也可能刺射到用戶的眼睛,影響用戶對投影圖像的觀看感受。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明實(shí)施例提供一種背投系統(tǒng)及屏幕,用于在實(shí)現(xiàn)深度信息采集的同時,增強(qiáng)用戶的觀看感受。
第一方面,提供一種背投系統(tǒng),該背投系統(tǒng)包括投影屏幕、投影設(shè)備和深度采集設(shè)備。其中,投影屏幕包括散射層,用于呈現(xiàn)圖像;投影設(shè)備用于向投影屏幕投射可見光以使得投影屏幕呈現(xiàn)圖像;深度采集設(shè)備,與投影設(shè)備位于投影屏幕的同一側(cè),用于通過投影屏幕向位于投影屏幕的另一側(cè)的對象投射不可見光,以及接收對象對不可見光進(jìn)行反射的反射光,進(jìn)而獲得對象的深度信息;其中,散射層用于對來自所述投影屏幕的一側(cè)的可見光和不可見光進(jìn)行瑞利散射,并且散射層對可見光的散射輕度對于散射層對不可見光的散射強(qiáng)度,這樣可以使得位于投影屏幕的另一側(cè)的用戶看不到位于投影屏幕的一側(cè)的物體,并使得深度采集設(shè)備能夠獲得對象的深度信息。
本發(fā)明實(shí)施例中,不可見光的波長大于可見光的波長,例如,可見光包括三基色光,即包括藍(lán)色可加光、綠色可見光和紅色可見光,不可見光包括紅外光或遠(yuǎn)紅外光。
本發(fā)明實(shí)施例中,可以將位于投影屏幕的一側(cè)看作是位于投影屏幕的后方,即投影設(shè)備和深度采集設(shè)備均位于投影屏幕的后方,通過投影屏幕中的散射層的散射作用,可以用于確保位于投影屏幕后方的深度采集設(shè)備對位于投影屏幕前方的對象準(zhǔn)確地進(jìn)行深度采集,同時還可以確保位于投影屏幕后的投影設(shè)備的正常投影,滿足用戶的投影需求,另外由于投影屏幕還可以對位于其后方的物體起到遮擋作用,這樣使得用于無法看到位于投影屏幕后方的對象,例如看不到位于投影屏幕后的投影設(shè)備和深度采集設(shè)備,這樣可以在投影屏幕后方的空間內(nèi)放置其它物體,提高空間利用率,并且當(dāng)投影屏幕足夠大的時候,相當(dāng)于是在用戶前方放置了一堵幕墻,投影設(shè)備所包括的光源或者深度采集設(shè)備上一些指示燈均無法對用戶對投影圖像的觀看造成干擾和影響,進(jìn)而可以提高用戶的觀影感受,同時,由于將深度采集設(shè)備放置到了投影屏幕的后方,還 可以盡量保證投影屏幕正面的美觀,提高投影系統(tǒng)的整潔。
另外,由于可以將深度采集設(shè)備設(shè)置于投影屏幕背后的空間范圍內(nèi)的任意一個位置,基于其位置可調(diào),進(jìn)而可以通過改變深度采集設(shè)備的位置來動態(tài)地調(diào)整深度采集設(shè)備的采集范圍,以確保其能夠盡量完整地采集投影屏幕前方的圖像的深度信息,以提高深度信息采集的準(zhǔn)確性。
需要說明的是,之所以投影設(shè)備投射出的可見光在投影屏幕上形成的圖像可見,而投影屏幕后方的物體卻不可見,該現(xiàn)象首先可參照背投電視屏幕后方的物體不可見但背投電視卻可以成像,或者參照當(dāng)物體貼近毛玻璃時,是可以隔著毛玻璃看清物體的輪廓的,具體的原理可以是當(dāng)投影屏幕的另一側(cè)的物體距離投影屏幕較遠(yuǎn)時,物體表面反射出的可見光(此時物體相當(dāng)于光源)在傳播了一定長度后才被散射,人眼很難根據(jù)散射后的可見光的逆?zhèn)鞑シ较虼_定光源位置,但是投影設(shè)備能夠?qū)⒖蓪⒐饩劢乖谕队捌聊惶帲@就等效于投影設(shè)備將作為光源的投影圖像放在了投影屏幕處,當(dāng)?shù)刃С龅耐队皥D像的可見光在開始傳播的地方就被散射,即使方向改變了,但投影圖像的散射后的可見光的逆?zhèn)鞑ヂ窂饺匀豢梢跃劢褂谕队皥D像處,因此投影圖像看起來并沒有模糊,因此投影屏幕的散射對投影圖像的呈現(xiàn)的影響很低。再者,由于投影屏幕的另一側(cè)的光線很暗,因此投影圖像的可見光的強(qiáng)度比物體的可見光強(qiáng)度要高許多,因此投影設(shè)備投射出的可見光在投影屏幕上形成的圖像可見,然而投影屏幕后方的物體卻不可見是可以實(shí)現(xiàn)的。
結(jié)合第一方面,在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,散射層包括直徑位于瑞利散射直徑范圍內(nèi)的散射顆粒。其中,位于瑞利散射直徑范圍使得散射顆粒對可見光以及不可見光以瑞利散射的方式進(jìn)行散射。
由于瑞利散射的散射強(qiáng)度與入射光的波長的四次方成反比,本發(fā)明實(shí)施例中,為了使得散射層對于可見光具有較大的散射強(qiáng)度以及對于不可見光具有較小的散射強(qiáng)度,又由于不可見光的波長大于可見光的波長,而在多種類型的散射中,瑞利散射的散射特性決定了其散射強(qiáng)度是隨著波長的增大而減小的,并 且散射強(qiáng)度與入射光的波長的四次方成反比,即說明其散射強(qiáng)度隨波長增加的降低幅度是比較大的,這也正符合本發(fā)明實(shí)施例中對于散射層的要求,所以本發(fā)明實(shí)施例利用瑞利散射的特性來滿足散射層對于可見光和不可見光的散射強(qiáng)度的要求,即本發(fā)明實(shí)施例中的散射層具有瑞利散射的散射特性。
結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,投影設(shè)備投射的可見光包括藍(lán)色可見光和紅色可見光;散射層還包括直徑位于紅光平衡直徑范圍內(nèi)的紅光共振顆粒;其中,紅光共振顆粒在紅色可見光下產(chǎn)生等離子體共振效應(yīng)以增強(qiáng)對紅色可見光的散射強(qiáng)度,使得散射層對紅色可見光的散射強(qiáng)度與散射層對藍(lán)色可見光的散射強(qiáng)度之間的差值小于預(yù)設(shè)的紅光平衡散射強(qiáng)度。
本發(fā)明實(shí)施例中,由于三種可見光中的藍(lán)色可見光的波長最短,在進(jìn)行瑞利散射時的散射強(qiáng)度是最大的,所以可以以藍(lán)色可見光的散射強(qiáng)度為基準(zhǔn),通過摻入紅光平衡直徑范圍的紅光共振顆粒以增強(qiáng)對紅色可見光的散射強(qiáng)度,以盡量減小紅色可見光與藍(lán)色可見光之間的散射強(qiáng)度的差距,通過降低散射差異來減弱投影顯示時的差異,進(jìn)而提升投影質(zhì)量。
結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,投影設(shè)備投射的可見光包括藍(lán)色可見光和綠色可見光;散射層還包括直徑位于綠光平衡直徑范圍內(nèi)的綠光共振顆粒;其中,綠光共振顆粒在綠色可見光下產(chǎn)生等離子體共振效應(yīng)以增強(qiáng)對綠色可見光的散射強(qiáng)度,使得散射層對綠色可見光的散射強(qiáng)度與散射層對藍(lán)色可見光的散射強(qiáng)度之間的差值小于預(yù)設(shè)的綠光平衡散射強(qiáng)度。
本發(fā)明實(shí)施例中,由于三種可見光中的藍(lán)色可見光的波長最短,在進(jìn)行瑞利散射時的散射強(qiáng)度是最大的,所以可以以藍(lán)色可見光的散射強(qiáng)度為基準(zhǔn),通過摻入綠光平衡直徑范圍的綠光共振顆粒以增強(qiáng)對綠色可見光的散射強(qiáng)度,以盡量減小綠色可見光與藍(lán)色可見光之間的散射強(qiáng)度的差距,通過降低散射差異來減弱投影顯示時的差異,進(jìn)而提升投影質(zhì)量。
結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,散射層還包括直徑位于綠光平衡直徑范圍內(nèi)的綠光共振顆粒和位于紅光平衡直徑范圍內(nèi)的紅光共振顆粒;其中,紅光共振顆粒在紅色可見光下產(chǎn)生等離子體共振效應(yīng)以增強(qiáng)對所述紅色可見光的散射強(qiáng)度,綠光共振顆粒在綠色可見光下產(chǎn)生等離子體共振效應(yīng)以增強(qiáng)對綠色可見光的散射強(qiáng)度,以使得散射層對藍(lán)色可見光、綠色可見光和紅色可見光其中的任意兩種可見光的散射強(qiáng)度之間的差值均小于預(yù)設(shè)的平衡散射強(qiáng)度。
本發(fā)明實(shí)施例中,可以在散射層中同時摻入紅光共振顆粒和綠光共振顆粒,這樣可以較大程度上減小三種可見光兩兩之間的散射強(qiáng)度的差距,以盡量減弱三基色在進(jìn)行顯示的差異,提升投影質(zhì)量。
結(jié)合第一方面或第一方面的第一種至第四種中任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,投影屏幕用于在背投系統(tǒng)中呈現(xiàn)圖像,散射層的厚度小于投影屏幕所呈現(xiàn)的圖像中單個像素的水平長度和垂直長度中的最小長度。
本發(fā)明實(shí)施例中,在本發(fā)明實(shí)施例中,通過屏幕在投影圖像時的單個像素,可以確定散射層的厚度,這樣可以盡量避免屏幕在投影圖像時的各像素之間產(chǎn)生串?dāng)_,進(jìn)而可以提升屏幕的投影質(zhì)量。
結(jié)合第一方面或第一方面的第一種至第五種中任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,背投系統(tǒng)還包括空間光調(diào)制器,設(shè)置于深度采集設(shè)備和投影屏幕之間,用于調(diào)制不可見光,使得不可見光投射到指定的區(qū)域。
本發(fā)明實(shí)施例中,通過空間光調(diào)制器對深度采集設(shè)備所投射的不可見光進(jìn)行調(diào)制后投射到指定的區(qū)域,可以在一定程度上提高不可見光的利用效率,進(jìn)而減少資源的浪費(fèi)。
第二方面,提供一種屏幕,該屏幕的一側(cè)覆蓋有散射層,該散射層用于對來自于屏幕的一側(cè)的可見光進(jìn)行瑞利散射,這樣可以使得位于屏幕的另一側(cè)的 用戶看不到位于屏幕的一側(cè)的物體;以及,不可見光的波長大于可見光的波長,該散射層對可見光的散射強(qiáng)度大于該散射層對不可見光的散射強(qiáng)度,以使得不可見光能夠透過屏幕。
由于投影設(shè)備一般是以藍(lán)色可加光、綠色可見光和紅色可見光進(jìn)行投影,所以當(dāng)以較高的散射強(qiáng)度對可見光進(jìn)行散射時,可以使得藍(lán)色可加光、綠色可見光和紅色可見光均投射到屏幕上而無法到達(dá)用戶的眼睛,即此時屏幕對于用戶來說相當(dāng)于是實(shí)體阻擋的,這樣可以在保證較好的投影質(zhì)量以滿足用戶的投影需求的前提下,又可以盡量避免用戶看到屏幕后方放置的物體,使得觀看效果更佳,進(jìn)而提升用戶的觀看感受。
而由于深度采集設(shè)備一般通過紅外光進(jìn)行深度信息的采集,所以當(dāng)以較低的散射強(qiáng)度對紅外光進(jìn)行散射時,屏幕對于來自屏幕的一側(cè)的紅外光具有近似透明或完全透明的特性,那么此時紅外光可以直接透過屏幕而投射到屏幕的另一側(cè)以實(shí)現(xiàn)對屏幕的另一側(cè)的物體的深度信息的準(zhǔn)確采集,滿足用戶對深度信息采集的需求。
結(jié)合第二方面,在第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,散射層包括直徑位于瑞利散射直徑范圍內(nèi)的散射顆粒,位于瑞利散射直徑范圍使得散射顆粒對可見光以及不可見光以瑞利散射的方式進(jìn)行散射。
結(jié)合第二方面或第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第二方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,散射層還包括直徑位于紅光平衡直徑范圍內(nèi)的紅光共振顆粒;其中,紅光共振顆粒在紅色可見光下產(chǎn)生等離子體共振效應(yīng)以增強(qiáng)對紅色可見光的散射強(qiáng)度,使得散射層對紅色可見光的散射強(qiáng)度與散射層對藍(lán)色可見光的散射強(qiáng)度之間的差值小于預(yù)設(shè)的紅光平衡散射強(qiáng)度。
結(jié)合第二方面或第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第二方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,投影設(shè)備投射的可見光包括藍(lán)色可見光和綠色可見光,散射層還包括直徑位于綠光平衡直徑范圍內(nèi)的綠光共振顆粒;其中,綠光共振顆粒在綠色可見光下產(chǎn)生等離子體共振效應(yīng)以增強(qiáng)對綠色可見光的散射強(qiáng)度,使 得散射層對綠色可見光的散射強(qiáng)度與散射層對藍(lán)色可見光的散射強(qiáng)度之間的差值小于預(yù)設(shè)的綠光平衡散射強(qiáng)度。
結(jié)合第二方面或第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第二方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,投影設(shè)備投射的可見光包括藍(lán)色可見光、綠色可見光和紅色可見光;散射層還包括直徑位于綠光平衡直徑范圍內(nèi)的綠光共振顆粒和位于紅光平衡直徑范圍內(nèi)的紅光共振顆粒;其中,紅光共振顆粒在紅色可見光下產(chǎn)生等離子體共振效應(yīng)以增強(qiáng)對紅色可見光的散射強(qiáng)度,綠光共振顆粒在綠色可見光下產(chǎn)生等離子體共振效應(yīng)以增強(qiáng)對綠色可見光的散射強(qiáng)度,以使得散射層對藍(lán)色可見光、綠色可見光和紅色可見光其中的任意兩種可見光的散射強(qiáng)度之間的差值均小于預(yù)設(shè)的平衡散射強(qiáng)度。
結(jié)合第二方面或第二方面的第一種至第四種中任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第二方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,屏幕用于背投系統(tǒng)中的呈現(xiàn)圖像,散射層的厚度小于圖像中單個像素的水平長度和垂直長度中的最小長度。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的背投系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的背投系統(tǒng)的另一架構(gòu)示意圖;
圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的散射層進(jìn)行瑞利散射時散射強(qiáng)度與波長之間的對應(yīng)關(guān)系圖;
圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的還包括空間光調(diào)制器的投影系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖;
圖5a為本發(fā)明實(shí)施例提供的確定感興趣區(qū)域的示意圖;
圖5b為本發(fā)明實(shí)施例提供的確定感興趣區(qū)域的另一示意圖;
圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的屏幕的側(cè)視圖;
圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的屏幕的另一側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
為了更好的理解上述技術(shù)方案,下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實(shí)施方式對上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。
請參見圖1,本發(fā)明實(shí)施例提供一種背投系統(tǒng),該背投系統(tǒng)包括投影屏幕1、投影設(shè)備2和深度采集設(shè)備3。
其中,投影屏幕1用于呈現(xiàn)圖像,投影屏幕1包括散射層11,散射層11能夠?qū)膺M(jìn)行散射,散射層11可以包括對光能夠進(jìn)行散射的散射介質(zhì),散射介質(zhì)例如可以包括散射顆粒,由于投影屏幕1所包括的散射層11能夠?qū)膺M(jìn)行散射,所以可以將本發(fā)明實(shí)施例中的投影屏幕1稱作散射投影屏幕。
投影設(shè)備2用于向投影屏幕1投射可見光,投影屏幕1所投射的可見光中包括待投影圖像的信息,所以進(jìn)而可以通過投射可見光在投影屏幕1上呈現(xiàn)圖像,也就是說,投影屏幕1可以作為待投影圖像的投影承載面進(jìn)行圖像呈現(xiàn)。
由于本發(fā)明實(shí)施例提供的是背投系統(tǒng),所以投影設(shè)備2位于投影屏幕1的后方,例如將投影屏幕1的后方稱作投影屏幕1的一側(cè),以圖1為例來說,可以將投影屏幕1的一側(cè)看作是投影設(shè)備2所在的一側(cè),即可以將投影屏幕1的左側(cè)稱作投影屏幕1的一側(cè),將投影屏幕2的右側(cè)稱作投影屏幕1的另一側(cè)。
深度采集設(shè)備3也位于投影屏幕1的一側(cè),也就是說,在本發(fā)明實(shí)施例中,深度采集設(shè)備3和投影設(shè)備2位于投影屏幕1的同一側(cè)。并且,投影設(shè)備2和深度采集設(shè)備3均可以設(shè)置于投影屏幕1后方空間范圍的任意一處位置,只要 保證投影設(shè)備2能夠向投影屏幕1正常進(jìn)行投影,以及深度采集設(shè)備3能夠采集到投影屏幕1前方的物體的深度信息即可,另外,為了避免投影設(shè)備2進(jìn)行投影和深度采集設(shè)備3進(jìn)行深度采集之間的相互影響,投影設(shè)備2與深度采集設(shè)備3可以不同時位于垂直于投影屏幕1的一條直線上,這樣可以避免投影設(shè)備2投射的可見光被深度采集設(shè)備3遮擋,或者可以避免深度采集設(shè)備3投射的不可見光被投影設(shè)備2遮擋,從而可以使得投影和深度采集之間互不影響。
深度采集設(shè)備3用于通過投影屏幕1向位于投影屏幕1的另一側(cè)的對象投射不可見光,即深度采集設(shè)備3投射的不可見光能夠透過投影屏幕1而投射到投影屏幕1的另一側(cè)的對象上,例如圖1所示,位于投影屏幕1的左側(cè)的深度采集設(shè)備3可以向位于投影屏幕1的右側(cè)的人投射不可見光,并且為了便于閱讀者理解,圖1中通過深度采集設(shè)備3所投射的不可見光的光束以虛線表示。當(dāng)投射的不可見光投射到對象上時可以在對象的表面形成漫反射以產(chǎn)生反射光,深度采集設(shè)備3再獲得透過投影屏幕1的反射光,進(jìn)而可以根據(jù)獲得的反射光獲得對象的深度信息。
在本發(fā)明實(shí)施例中,深度采集設(shè)備3可以設(shè)置在投影屏幕1的背后,即設(shè)置于投影屏幕1的一側(cè),由于可以將深度采集設(shè)備3設(shè)置于投影屏幕1背后的空間范圍內(nèi)的任意一個位置,由于其位置可調(diào),所以可以通過改變深度采集設(shè)備3的位置來動態(tài)地改變深度采集設(shè)備3的采集范圍,以確保其能夠盡量完整地采集投影屏幕1前方的圖像的深度信息,以提高深度信息采集的準(zhǔn)確性。
本發(fā)明實(shí)施例中,深度采集設(shè)備3為能夠采集物體的深度信息的設(shè)備,可以包括現(xiàn)有技術(shù)中任意一種能夠采集深度信息的設(shè)備。在具體實(shí)施過程中,用以采集物體的深度信息的設(shè)備例如是通過發(fā)射不可見光(例如紅外光)的方式獲得深度信息,以微軟公司的kinect為例,kinect包括紅外發(fā)射器和紅外攝像頭,通過紅外發(fā)射器將發(fā)射的紅外光投射到kinect的可視范圍,紅外光在物體的表面產(chǎn)生漫反射,紅外線攝像頭接收漫反射光線,再利用光編碼技術(shù)和預(yù)定的算法以獲得深度圖像數(shù)據(jù)流,進(jìn)而獲得物體的深度信息。
另外,深度采集設(shè)備還可以同時包括例如rgb(紅綠藍(lán))攝像頭,通過rgb攝像頭可以采集物體的圖像信息,這樣能夠同時捕獲場景中的彩色圖像和深度圖像。
可選的,類似于kinect的設(shè)計(jì),可以將深度采集設(shè)備3設(shè)計(jì)為將紅外發(fā)射器和紅外攝像頭集成為一體的結(jié)構(gòu),即例如圖1中的深度采集設(shè)備3中可以同時集成有紅外發(fā)射器和紅外攝像頭,或者,還可以如圖2所示,將紅外發(fā)射器和紅外攝像頭分離設(shè)置于背投系統(tǒng)中。
本發(fā)明實(shí)施例中,物體的深度信息可以包括物體與深度采集設(shè)備3之間的距離,以物體是用戶甲舉例,通過采集用戶甲的深度信息,可以分別獲得用戶甲的鼻尖、額頭和嘴唇等身體部位與深度采集設(shè)備3之間的距離,深度信息可以用于三維物體建模、圖像分割和圖像融合等圖像處理技術(shù)中。
本發(fā)明實(shí)施例中,不可見光的波長大于可見光的波長,即深度采集設(shè)備3所投射的不可見光的波長大于投影設(shè)備1所投射的可見光的波長,例如不可見光包括紅外光和遠(yuǎn)紅外光,即深度采集設(shè)備3可以投射紅外光或遠(yuǎn)紅外光,投影設(shè)備可以投射三基色光,即投射藍(lán)色可見光、綠色可見光和紅色可見光。
本發(fā)明實(shí)施例中,為了滿足投影質(zhì)量和深度信息采集的要求,投影屏幕1中的散射層11對可見光的散射強(qiáng)度大于散射層11對不可見光的散射強(qiáng)度,即散射層11對投影設(shè)備1投射的三基色光的散射強(qiáng)度大于散射層11對深度采集設(shè)備3所投射的紅外光的散射強(qiáng)度。例如,可以使得散射層11對可見光的散射強(qiáng)度大于等于第一預(yù)定散射強(qiáng)度閾值,而使得散射層11對不可見光的散射強(qiáng)度小于等于第二預(yù)定散射強(qiáng)度閾值,而第一預(yù)定散射強(qiáng)度閾值大于第二預(yù)定散射強(qiáng)度閾值。
通過散射層11對可見光的高散射強(qiáng)度,可以使得投影設(shè)備1所投影的圖像能夠以較好投影質(zhì)量進(jìn)行呈現(xiàn),并且可以使得位于投影屏幕1的另一側(cè)的用戶看不到位于投影屏幕1的一側(cè)的物體,可以這樣理解,以圖1為例,通過散射層11對可見光的散射作用,投影屏幕1可以阻擋來自于其左側(cè)的可見光的 傳播,即投影屏幕1對來自于其左側(cè)的可見光來說具有阻擋作用,進(jìn)而導(dǎo)致位于其右側(cè)的用戶無法看到其左側(cè)的可見光,自然也無法看到位于其左側(cè)的物體,相當(dāng)于是,投影屏幕1對于位于其右側(cè)的用戶的視線具有遮擋作用。
同時,通過散射層11對不可見光的低散射強(qiáng)度,可以使得深度采集設(shè)備3所投射的不可見光能夠透過投影屏幕1以投射到位于投影屏幕1的另一側(cè)的對象上進(jìn)而獲得該對象的深度信息,例如透過投影屏幕1以投射到如圖1中所示的位于投影屏幕1的右側(cè)的人身上,所以對于投影屏幕1來說,需要對不可見光具有接近透明或近似透明的透射特性,即要求散射層11對于不可見光的散射強(qiáng)度要盡量小或者完全不散射,那么此時可以采用對不可見光的散射強(qiáng)度較低的散射層11。
例如光的散射強(qiáng)度范圍為[0,1],當(dāng)散射強(qiáng)度為1時表明完全散射,當(dāng)散射強(qiáng)度為0時表明不散射,即取值越大表明散射強(qiáng)度越強(qiáng),那么例如可以采用對不可見光的散射強(qiáng)度為0、0.2或0.3等等的散射層11,散射強(qiáng)度的取值越小,那么說明散射層11對于不可見光的散射強(qiáng)度就越低,由深度采集設(shè)備3所投射的不可見光就能夠盡量多地透過投影屏幕1而投射到位于投影屏幕1右側(cè)的物體上,并且深度采集設(shè)備3也能夠獲得盡量完整且有效的漫反射光,以便能夠盡量完整、準(zhǔn)確地采集到物體的深度信息,以提高深度信息采集的準(zhǔn)確性。
在本發(fā)明實(shí)施例中,為了保證投影質(zhì)量,散射層11對投影設(shè)備2所投射的可見光的散射強(qiáng)度可以盡可能地大,那么可以令散射層11對投影設(shè)備2所述投射的可見光的散射強(qiáng)度大于散射層對深度采集設(shè)備3所投射的不可見光的散射強(qiáng)度,例如散射層11對深度采集設(shè)備3所投射的不可見光的散射強(qiáng)度為0.1,而對投影設(shè)備2所投射的可見光的散射強(qiáng)度為0.9,等等,這樣便于攜帶圖像信息的可見光能夠盡量完整地投射到投影屏幕1上,以通過投影屏幕1完整、有效地呈現(xiàn)待投影的圖像,滿足用戶的投影需求。
也就是說,本發(fā)明實(shí)施例中的投影屏幕1所包括的散射層11對于投影設(shè)備1投射的可見光和深度采集設(shè)備3投射的不可見光均具有散射作用,而對投 影設(shè)備1投射的可見光的散射強(qiáng)度大于對深度采集設(shè)備3投射的不可見光的散射強(qiáng)度。
另外,光的散射一般可以分為三類,即瑞利散射、米氏散射和混合散射,散射的類型主要和散射顆粒的尺寸(即直徑)有關(guān)。
當(dāng)散射顆粒的直徑遠(yuǎn)小于入射光的波長時,例如一般小于入射光的波長的十分之一時,將發(fā)生瑞利散射。瑞利散射具有如下特點(diǎn),一是散射強(qiáng)度與入射光的波長的四次方成反比,二是散射顆粒前半部和后半部的散射光通量相等。
當(dāng)散射顆粒的直徑與入射光的波長相當(dāng)時,將發(fā)生米氏散射,米氏散射的散射強(qiáng)度與入射光的波長無關(guān),而且光子散射后的性質(zhì)一般也不會發(fā)生改變。
另外,可以將同時包括瑞利散射和米氏散射的散射稱作混合散射。
而可見光的波長范圍大約為380nm-770nm,其中,藍(lán)色可見光的波長范圍是455nm-492nm,綠色可見光的波長范圍是492nm-577nm,紅色可見光的波長范圍是622nm-770nm,而紅外光的波長一般大于770nm,例如近紅外光的波長范圍大約是780nm-2000nm。為了便于后續(xù)描述,以下均以可見光包括475nm的藍(lán)色可見光、525nm的綠色可見光和685nm的紅色可見光,以及不可見光包括1065nm的紅外光為例進(jìn)行說明。
為了使得散射層11對可見光具有較大的散射強(qiáng)度以及對不可見光具有較小的散射強(qiáng)度,又由于不可見光的波長大于可見光的波長,而在多種類型的散射中,瑞利散射的散射特性決定了其散射強(qiáng)度是隨著波長的增大而減小的,并且散射強(qiáng)度與入射光的波長的四次方成反比,即說明其散射強(qiáng)度隨波長增加的降低幅度是比較大的,這也正符合本發(fā)明實(shí)施例中對于散射層11的要求,所以本發(fā)明實(shí)施例利用瑞利散射的特性來滿足散射層11對于可見光和不可見光的散射強(qiáng)度的要求,即本發(fā)明實(shí)施例中的散射層11具有瑞利散射的散射特性,散射層11對不可見光和可見光均能夠進(jìn)行瑞利散射。
本發(fā)明實(shí)施例中,通過投影屏幕1中的散射層11的散射作用,可以用于確保位于其投影屏幕1后方的深度采集設(shè)備對位于其前方的對象準(zhǔn)確地進(jìn)行深 度采集,同時還可以確保位于投影屏幕1后的投影設(shè)備2的正常投影,滿足用戶的投影需求,另外由于投影屏幕1還可以對位于其后方的物體起到遮擋作用以,這樣可以在投影屏幕1背后的空間放置其它物體,提高空間利用率,并且當(dāng)投影屏幕1足夠大的時候,相當(dāng)于是在用戶前方放置了一堵幕墻,投影設(shè)備1所包括的光源或者深度采集設(shè)備3上一些指示燈均不會對用戶對投影圖像的觀看造成干擾和影響,進(jìn)而可以提高用戶的觀影感受,同時,由于將深度采集設(shè)備3放置到了投影屏幕1的后方,還可以盡量保證投影屏幕1正面的美觀,提高投影系統(tǒng)的整潔。
需要說明的是,之所以投影設(shè)備投射出的可見光在投影屏幕上形成的圖像可見,而投影屏幕后方的物體卻不可見,該現(xiàn)象首先可參照背投電視屏幕后方的物體不可見但背投電視卻可以成像,或者參照當(dāng)物體貼近毛玻璃時,是可以隔著毛玻璃看清物體的輪廓的,具體的原理可以是當(dāng)投影屏幕的另一側(cè)的物體距離投影屏幕較遠(yuǎn)時,物體表面反射出的可見光(此時物體相當(dāng)于光源)在傳播了一定長度后才被散射,人眼很難根據(jù)散射后的可見光的逆?zhèn)鞑シ较虼_定光源位置,但是投影設(shè)備能夠?qū)⒖蓪⒐饩劢乖谕队捌聊惶?,這就等效于投影設(shè)備將作為光源的投影圖像放在了投影屏幕處,當(dāng)?shù)刃С龅耐队皥D像的可見光在開始傳播的地方就被散射,即使方向改變了,但投影圖像的散射后的可見光的逆?zhèn)鞑ヂ窂饺匀豢梢跃劢褂谕队皥D像處,因此投影圖像看起來并沒有模糊,因此投影屏幕的散射對投影圖像的呈現(xiàn)的影響很低。再者,由于投影屏幕的另一側(cè)的光線很暗,因此投影圖像的可見光的強(qiáng)度比物體的可見光強(qiáng)度要高許多,因此投影設(shè)備投射出的可見光在投影屏幕上形成的圖像可見,然而投影屏幕后方的物體卻不可見是可以實(shí)現(xiàn)的。
為了使得散射層11能夠進(jìn)行瑞利散射,散射層11可以包括直徑位于瑞利散射直徑范圍內(nèi)的散射顆粒,而位于瑞利散射直徑范圍可以使得散射顆粒對可見光和不可見光均能夠以瑞利散射的方式進(jìn)行散射。
在具體實(shí)施過程中,散射層11所包括的散射顆粒可以采用特定的工藝以 等間隔或不等間隔的方式填充于透明的基底材料內(nèi)部,或者,散射顆粒也可以涂覆于透明基底材料的表面,另外,散射顆??梢允遣煌该鞯念w粒,這樣以保證散射層11對光的散射作用,本發(fā)明實(shí)施例對于散射顆粒設(shè)置于投影屏幕1中的具體形式和散顆粒的材質(zhì)不做具體限制,只要能滿足投影屏幕1對于投影設(shè)備1所投射的可見光和對于深度采集設(shè)備3所投射的不可見光均具有瑞利散射的特性即可。
進(jìn)一步地,根據(jù)瑞利散射的特性可知,可以采用直徑遠(yuǎn)小于入射光波長的散射顆粒作為散射層11中的散射介質(zhì),并且為了使得能夠?qū)ΣㄩL最小的藍(lán)色可見光也可以進(jìn)行瑞利散射,所以可以以藍(lán)色可見光的波長(即475nm)為基準(zhǔn)來確定散射顆粒的直徑,即確定瑞利散射直徑范圍,例如可以采用直徑小于30nm的散射顆粒組成散射層11,即瑞利散射直徑范圍為(0,30nm],可替換的,考慮到散射顆粒在散射層11中能夠均勻填充,或者還可以將瑞利散射直徑范圍設(shè)置為[20nm,30nm],可替換的,還可以采用直徑均為28nm的散射顆粒組成散射層11,等等。
請參見圖3,圖3為本發(fā)明實(shí)施例中采用直徑為28nm的散射顆粒組成的散射層11對光進(jìn)行散射的散射強(qiáng)度與波長的對應(yīng)關(guān)系,其中,橫坐標(biāo)表示波長,縱坐標(biāo)表示散射強(qiáng)度,可見,隨著波長的增加,散射強(qiáng)度呈較大幅度減小的趨勢,而在1065nm處,散射強(qiáng)度接近于0,此時散射層13對于1065nm的紅外光具有近似透明的特性,這樣可以使得深度采集設(shè)備3發(fā)射的紅外光能夠完整且以較大強(qiáng)度透過投影屏幕1以投射到投影屏幕1前方的物體上,以便深度采集設(shè)備3能夠盡量準(zhǔn)確地采集到物體的深度信息。
當(dāng)采用具有圖3所示散射特性的散射層11之后,投影屏幕1可以為紅外光提供近似透明的特性,這樣可以盡量保證深度信息采集的準(zhǔn)確性,但是,由于散射強(qiáng)度隨波長增加呈較大幅度的減弱,并且投影設(shè)備2所投影的三種可見光的波長也是不相同的,所以對于均由投影設(shè)備2投射的三種可見光的散射強(qiáng)度之間的差距也較大,這樣將可能導(dǎo)致在進(jìn)行投影時三基色的散射差別過大, 例如當(dāng)藍(lán)色可見光的散射強(qiáng)度過大而紅色可見光的散射強(qiáng)度較低時,整個投影畫面將會呈現(xiàn)藍(lán)色(即冷色)調(diào),影響投影圖像的投影質(zhì)量。
基于此,為了提高投影圖像的質(zhì)量,以使得在投影時能夠盡量呈現(xiàn)正常的彩色圖像,進(jìn)一步地,本發(fā)明實(shí)施例可以在散射層11包括的瑞利散射直徑范圍的散射顆粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行摻雜,通過摻雜后的散射顆粒進(jìn)行等離子體共振效應(yīng)以增強(qiáng)散射層11對特定波長的光線的散射強(qiáng)度,這樣可以增強(qiáng)對散射強(qiáng)度較低的可見光(例如紅色可見光或綠色可加光)的散射強(qiáng)度,以盡量減小幾種可見光的散射強(qiáng)度之間的差距,降低差異化顯示。
其中,等離子體共振效應(yīng),或者稱為表面等離子共振(surfaceplasmonresonance,spr),是一種物理現(xiàn)象,當(dāng)入射光以臨界角入射到兩種不同折射率的介質(zhì)界面時,可引起金屬自由電子的共振,由于共振致使電子吸收了光能量,從而使反射光在一定角度內(nèi)大大減弱,而散射作用增強(qiáng),從而可以增強(qiáng)對光的散射強(qiáng)度。
為了便于理解,以下對可能的摻雜方式進(jìn)行舉例介紹。
可選的,在具有瑞利散射直徑范圍的散射顆粒的基礎(chǔ)上,摻入紅光平衡直徑范圍內(nèi)的紅光共振顆粒。
可替換的,在具有瑞利散射直徑范圍的散射顆粒的基礎(chǔ)上,摻入綠光平衡直徑范圍內(nèi)的綠光共振顆粒。
可替換的,在具有瑞利散射直徑范圍的散射顆粒的基礎(chǔ)上,同時摻入紅光平衡直徑范圍內(nèi)的紅光共振顆粒和綠光平衡直徑范圍內(nèi)的綠光共振顆粒。
其中,紅光共振顆粒可以在紅色可見光下產(chǎn)生等離子體共振效應(yīng),以增強(qiáng)對紅色可見光的散射強(qiáng)度,以使得散射層11對紅色可見光的散射強(qiáng)度與散射層11對藍(lán)色可見光的散射強(qiáng)度之間的差值小于預(yù)設(shè)的紅光平衡散射強(qiáng)度。
綠光共振顆??梢栽诰G色可見光下產(chǎn)生等離子體共振效應(yīng),以增強(qiáng)對綠色可見光的散射強(qiáng)度,以使得散射層11對綠色可見光的散射強(qiáng)度與散射層11對藍(lán)色可見光的散射強(qiáng)度之間的差值小于預(yù)設(shè)的綠光平衡散射強(qiáng)度。
當(dāng)同時摻雜有紅光共振顆粒和綠光共振顆粒時,可以使得散射層11對藍(lán)色可見光、綠色可見光和紅色可見光其中的任意兩種可見光的散射強(qiáng)度之間的差值均小于預(yù)設(shè)的平衡散射強(qiáng)度。
由于三種可見光中的藍(lán)色可見光的波長最短,在進(jìn)行瑞利散射時的散射強(qiáng)度是最大的,所以可以以藍(lán)色可見光的散射強(qiáng)度為基準(zhǔn),通過摻入第紅光平衡直徑范圍的紅光共振顆粒以增強(qiáng)對紅色可見光的散射強(qiáng)度,或者通過摻入綠光平衡直徑范圍的綠光共振顆粒以增強(qiáng)對綠色可見光的散射強(qiáng)度,或者可以同時摻入紅光共振顆粒和綠光共振顆粒以同時增強(qiáng)對紅色可見光和綠色可見光的散射強(qiáng)度以盡量分別減小紅色可見光和綠色可見光與藍(lán)色可見光之間的散射強(qiáng)度的差距,通過降低散射差異來減弱三基色在進(jìn)行顯示的差異,進(jìn)而提升投影質(zhì)量。
進(jìn)一步地,在散射層11同時摻雜有直徑位于紅光平衡直徑范圍內(nèi)的紅光共振顆粒和位于綠光平衡直徑范圍內(nèi)的綠光共振顆粒時,可以分別通過紅光共振顆粒和綠光共振顆粒的等離子體共振效應(yīng)以分別增強(qiáng)散射層11對紅色可見光和綠色可見光的散射強(qiáng)度,以使得散射層11對藍(lán)色可見光、綠色可見光和紅色可見光其中的任意兩種可見光的散射強(qiáng)度之間的差值均小于預(yù)設(shè)的平衡散射強(qiáng)度,也就是說,通過本發(fā)明實(shí)施例中的摻雜方式,可以較大程度上減小三種可見光兩兩之間的散射強(qiáng)度的差距,以盡量減弱三基色在進(jìn)行顯示的差異,提升投影質(zhì)量。
其中,預(yù)設(shè)的紅光平衡散射強(qiáng)度和預(yù)設(shè)的綠光平衡散射強(qiáng)度可以相同,例如均為0.05,或者也可以不同,例如預(yù)設(shè)的紅光平衡散射強(qiáng)度為0.05,預(yù)設(shè)的綠光平衡散射強(qiáng)度為0.03。
繼續(xù)以上述例子為例,預(yù)設(shè)的平衡散射強(qiáng)度可以與預(yù)設(shè)的紅光平衡散射強(qiáng)度相等,即為0.05,或者也可以與預(yù)設(shè)的綠光平衡散射強(qiáng)度相等,即為0.03,或者也可以為其它值,例如為0.02,也就是說,預(yù)設(shè)的平衡散射強(qiáng)度與預(yù)設(shè)的綠光平衡散射強(qiáng)度和預(yù)設(shè)的紅光平衡散射強(qiáng)度可以相同或不同。假設(shè),散射層 11對于藍(lán)色可見光、綠色可見光和紅色可見光的散射強(qiáng)度分別是x,y,z,那么可以要求x-y、x-z和y-z三者的值均小于預(yù)設(shè)的平衡散射強(qiáng)度,這樣可以盡量減少三基色光之間的散射強(qiáng)度的差距,以盡量提高投影的質(zhì)量。
假設(shè)在進(jìn)行摻雜之前,散射層11對藍(lán)色可見光、綠色可見光和紅色可見光的散射強(qiáng)度分別是0.98、0.9和0.82,而在同時摻入紅光共振顆粒和綠光共振顆粒之后,散射層11對藍(lán)色可見光、綠色可見光和紅色可見光的散射強(qiáng)度分別是0.98、0.95和0.94,可見,通過摻雜之后,散射層11對綠色可見光和對紅色可見光的散射強(qiáng)度都有所增加了。
另外,由于三種可見光中紅色可見光的波長最大,所以在未摻雜前采用瑞利散射的散射層11對紅色可見光的散射強(qiáng)度最低,即紅色可見光與藍(lán)色可見光之間的散射強(qiáng)度的差距要大于綠色可見光與藍(lán)色可見光之間的散射強(qiáng)度的差距,所以可選的,為了盡量減小三基色之間的散射強(qiáng)度的差距,在進(jìn)行摻雜時可以盡量增強(qiáng)對于紅色可見光的散射強(qiáng)度。
在具體實(shí)施過程中,紅光平衡直徑范圍的紅光共振顆粒例如可以包括二氧化硅納米金殼等,這些顆??梢栽?00nm的波長下進(jìn)行共振,以增強(qiáng)紅色可見光的散射強(qiáng)度。其中,本發(fā)明實(shí)施例中的二氧化硅納米金殼可以呈中空殼體狀,其外徑為80nm左右,而內(nèi)徑為20cm左右,即為厚度為60nm左右的中空殼體。
綠光平衡直徑范圍的綠共振顆粒例如可以包括直徑為80~100nm的黃金納米球等,這些顆??梢栽?50nm的波長下進(jìn)行共振,以增強(qiáng)綠色可見光的散射強(qiáng)度。
當(dāng)然,紅光平衡直徑范圍的紅光共振顆粒和綠光平衡直徑范圍的綠光共振顆粒包括但不限于以上列舉的兩種,只要能用于在紅色可見光下進(jìn)行共振以增強(qiáng)紅色可見光的散射強(qiáng)度的散射顆粒均可以作為紅光平衡直徑范圍的紅光共振顆粒,以及只要能用于在綠色可見光下進(jìn)行共振以增強(qiáng)綠色可見光的散射強(qiáng)度的共振顆粒均可以作為綠光平衡直徑范圍的綠光共振顆粒,本發(fā)明實(shí)施例不做限制。
另外,當(dāng)將包括散射層11的投影屏幕1應(yīng)用于圖1或圖2中所示的投影系統(tǒng)中而用于呈現(xiàn)圖像時,為了避免投影屏幕1的投影圖像在各像素之間產(chǎn)生串?dāng)_而影響投影屏幕1的投影質(zhì)量,本發(fā)明實(shí)施例中,可以將散射層11的厚度d設(shè)置為小于第一長度,具體來說,第一長度為投影屏幕1的投影像素的水平長度和垂直長度中的較小者,即第一長度為投影圖像中的單個像素的水平長度和垂直長度中的最小長度。
其中,第一長度可以根據(jù)圖1或圖2中所示的投影設(shè)備2的投影分辨率和投影設(shè)備2能夠投影的最小投影尺寸確定,即可以根據(jù)投影設(shè)備2的投影分辨率和投影設(shè)備2能夠投影的最小投影尺寸確定散射層11的厚度d。
假設(shè),投影設(shè)備2的投影分辨率為dx×dy,投影設(shè)備2的最小投影尺寸為wmin×hmin,那么投影屏幕1的投影像素的水平長度=wmin/dx,而投影屏幕1的投影像素的垂直長度=hmin/dy,那么,第一長度即為wmin/dx和hmin/dy中的較小者。
其中,dx和dy分別表示投影設(shè)備2的投影分辨率的橫向分辨率和縱向分辨率,例如為1024像素×768像素,wmin和hmin分別表示投影設(shè)備2的最小投影尺寸的寬度和高度,例如也可以以像素表示,例如為256像素×192像素。
在本發(fā)明實(shí)施例中,通過投影屏幕1在投影圖像時的單個像素,可以確定散射層11的厚度,這樣可以盡量避免投影屏幕1在投影圖像時的各像素之間產(chǎn)生串?dāng)_,進(jìn)而可以提升投影屏幕1的投影質(zhì)量,以提升這個投影系統(tǒng)的性能。
在實(shí)際中,在通過圖1或圖2中的投影系統(tǒng)對投影屏幕1前方場景中的物體進(jìn)行深度信息采集時,或許只希望采集場景中的部分物體或其中一個物體的深度信息,例如以遠(yuǎn)程視頻會議的場景來說,例如只希望采集場景中的發(fā)言者的深度信息,但是深度采集設(shè)備3一般是向整個覆蓋范圍投射不可見光,例如對于會議室中的桌椅和花盆等物體均投射了不可見光,這樣就可能造成資源浪費(fèi)。
基于此,請參見圖4,本發(fā)明實(shí)施例的投影系統(tǒng)還可以包括空間光調(diào)制器 4,空間光調(diào)制器4可以與深度采集設(shè)備3連接,空間光調(diào)制器4設(shè)置于深度采集設(shè)備3和投影屏幕1之間,其用于將深度采集設(shè)備3所發(fā)射的不可見光投射到指定的投射區(qū)域,即投射到需要采集深度信息的物體所在的區(qū)域。
也就是說,可以先確定需要投射不可見光的區(qū)域,即先確定“指定的區(qū)域”,例如將“指定的區(qū)域”稱作感興趣區(qū)域,再通過空間光調(diào)制器4對深度采集設(shè)備3所發(fā)射的不可見光進(jìn)行空間調(diào)制,以將不可見光分區(qū)域投射,這樣就無需每次都通過深度采集設(shè)備3投射較大范圍的不可見光,以盡量降低不可見光的浪費(fèi),提高不可見光的利用效率,減少資源浪費(fèi)。
在具體調(diào)制的過程中,例如可以將通過深度采集設(shè)備3所投射的全部光的能量集中起來后再向指定的區(qū)域進(jìn)行分區(qū)投射,那么向指定的區(qū)域所投射的不可見光的能量與調(diào)制之前的能量相等,相當(dāng)于是,通過空間光調(diào)制器4的調(diào)制作用,投射的光的總能量不變,通過能量的重新分配以盡量提高深度信息采集的準(zhǔn)確性。
或者例如,通過空間光調(diào)制器4的調(diào)制之后,向指定的區(qū)域所投射的不可見光的能量與調(diào)制之前是不變的,這樣可以盡量節(jié)約資源,避免浪費(fèi)。
通過空間光調(diào)制器4對不可見光進(jìn)行調(diào)制后分區(qū)投射之前,需要先確定感興趣區(qū)域,例如圖4所示,可以將場景中的兩名與會人員所在的區(qū)域確定為感興趣區(qū)域。在具體實(shí)施過程中,例如可以采用手動設(shè)置的方式確定感興趣區(qū)域,或者,投影系統(tǒng)也可以采用圖像識別的方式自動確定感興趣區(qū)域,等等。
如圖5a所示,矩形框50所表示的區(qū)域?yàn)橥队捌聊?前方場景的全部區(qū)域,而場景中有3個與會人員,則可以將這3個與會人員所在的區(qū)域確定為感興趣區(qū)域,具體來說,由于3個與會人員相鄰,則可以如圖5a中所示,將3個與會人員所連通的區(qū)域(即矩形框51所表示的區(qū)域)確定為感興趣區(qū)域,或者,為了盡量提高不可見光的利用率,還可以將3個與會人員分別所在的區(qū)域均確定為感興趣區(qū)域,即確定三個感興趣區(qū)域,如圖5b所示。
在確定出感興趣區(qū)域之后,可以通過預(yù)定算法計(jì)算感興趣區(qū)域的全息圖, 例如采用迭代傅立葉變換法(iterativefouriertransformalgorithm,ifta)或單像素翻轉(zhuǎn)法(singlepixelflippingalgorithms),等等。進(jìn)一步地,在獲得感興趣區(qū)域的全息圖之后,可以生成對應(yīng)的控制信號并發(fā)送給空間光調(diào)制器4,當(dāng)空間光調(diào)制器4在接收該控制信號之后,便可以對深度采集設(shè)備3發(fā)射的不可見光進(jìn)行重新分配以投射到預(yù)先確定的感興趣區(qū)域。
請參見圖6,本發(fā)明實(shí)施例提供一種屏幕60,屏幕60的一側(cè)覆蓋有散射層11,即屏幕60中包括散射層11,用于對來自屏幕60的一側(cè)的可見光進(jìn)行瑞利散射,使得位于屏幕60的另一側(cè)的用戶看不到位于屏幕60的一側(cè)的物體,也就是說,在本發(fā)明實(shí)施例中,通過散射層11對來自于屏幕60的一側(cè)的可見光的散射作用,可以使得屏幕60對位于屏幕60的另一側(cè)的用戶的視線具有遮擋作用。
本發(fā)明實(shí)施例中的屏幕60可以應(yīng)用于圖1-圖4中任一所示的背投系統(tǒng)中,也就是說,可以用本發(fā)明實(shí)施例中的屏幕60代替圖1-圖6中任一所示的背投系統(tǒng)中的投影屏幕1。
屏幕60中的散射層11對可見光的散射強(qiáng)度大于散射層11對不可見光的散射強(qiáng)度,可選的,不可見光的波長大于可見光的波長,例如,可見光例如可以包括三基色光,即包括藍(lán)色可加光、綠色可見光和紅色可見光,不可見光包括紅外光或遠(yuǎn)紅外光,等等,例如散射層11對藍(lán)色可見光、綠色可見光和紅色可見光的散射強(qiáng)度分別是0.98、0.93和0.89,而對紅外光的散射強(qiáng)度是0.11。
由于投影設(shè)備一般是以藍(lán)色可加光、綠色可見光和紅色可見光進(jìn)行投影,所以當(dāng)以較高的散射強(qiáng)度對可見光進(jìn)行散射時,可以使得藍(lán)色可加光、綠色可見光和紅色可見光均投射到屏幕60上而無法到達(dá)用戶的眼睛,即此時屏幕60對于用戶來說相當(dāng)于是實(shí)體阻擋的,這樣可以在保證較好的投影質(zhì)量以滿足用戶的投影需求的前提下,又可以盡量避免用戶看到屏幕60后方放置的物體,使得觀影效果更加,進(jìn)而提升用戶的觀影感受。
而由于深度采集設(shè)備一般通過紅外光進(jìn)行深度信息的采集,所以當(dāng)以較低 的散射強(qiáng)度對紅外光進(jìn)行散射時,屏幕60對于來自屏幕60的一側(cè)的紅外光具有近似透明或完全透明的特性,那么此時紅外光可以直接透過屏幕60而投射到屏幕60的另一側(cè)以實(shí)現(xiàn)對屏幕60的另一側(cè)的物體的深度信息的準(zhǔn)確采集,滿足用戶對深度信息采集的需求。
進(jìn)一步地,請參見圖7,屏幕60還包括第一面71和第二面72,散射層11位于第一面71和第二面72之間,且假設(shè)散射層11的厚度為d。屏幕60可以通過第二面72將投影的圖像提供給觀看者,即可以通過第二面72呈現(xiàn)圖像,也就是說,可以將第二面72作為屏幕60的投影正面,當(dāng)用戶位于屏幕60的前方時,可以通過第二面72上光線的反射作用看到第二面72上的投影圖像。
可選的,屏幕60的第一面71和第二面72可以包括對光具有透射作用的透射膜,即第一面71和第二面72對本發(fā)明實(shí)施例中的可見光和不可見光均具有透射特性,第一面71和第二面72對于本發(fā)明實(shí)施例中的可見光和不可見光來說相當(dāng)于是透明的。另外,為了對屏幕60起到支撐作用,第一面71和第二面72還可以包括其它能夠起到支撐作用的結(jié)構(gòu),只需保證對于可見光和不可見光能夠進(jìn)行透射即可,另外第一面71和第二面72可以具有一定厚度,例如可以是具有一定厚度的透射膜,等等。
本發(fā)明實(shí)施例中的屏幕60的其它相關(guān)介紹可以參見圖1-圖4中所述的投影系統(tǒng)中的投影屏幕1的介紹,此處就不再重復(fù)。
以上實(shí)施例僅用以對本申請的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹,但以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想,不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。