三维显示装置以及三维显示方法制造方法及图纸

一种三维显示装置及方法，装置包括：脉冲光源，被配置为发射脉冲光信号；第一色散器件，将脉冲光源发出的脉冲光信号从频域转换到时域，形成时域展宽后的脉冲光信号；信号调制器，将预显示三维物体的图像数据调制到时域展宽的脉冲光信号上；第一光学器件，通第一光学器件，调制后的光信号实现X轴方向和Y轴方向的扫描；第二光学器件，通过第二光学器件，实现X轴方向和Y轴方向扫描的脉冲光信号，实现Z轴方向的扫描；显示材料，经第一光学器件和第二光学器件扫描后的脉冲光信号通过显示材料实现三维物体在X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向的显示。本发明专利技术实施例的三维显示装置和方法，通过光学结构，可以实现物体真正的三维显示。

3-D Display Device and 3-D Display Method

A three-dimensional display device and method includes: a pulse light source configured to emit pulsed light signals; a first dispersion device that converts the pulsed light signals emitted by a pulse light source from the frequency domain to the time domain to form a broadened pulsed light signal in the time domain; a signal modulator that modulates the image data of a pre-displayed three-dimensional object to a pulsed light signal broadened in the time domain; Through the first optical device, the modulated optical signal can scan the X-axis direction and Y-axis direction; the second optical device can scan the X-axis direction and Y-axis direction by the second optical device, and realize the Z-axis direction scanning; the display material can be scanned by the first optical device and the second optical device, and the three-dimensional object can be scanned by the display material through the pulse signal of the first optical device and the second optical device. Display of axis direction, Y axis direction and Z axis direction. The three-dimensional display device and method according to the embodiment of the present invention can realize real three-dimensional display of an object through optical structure.

【技术实现步骤摘要】
三维显示装置以及三维显示方法
本专利技术实施例涉及三维显示装置以及三维显示方法。
技术介绍
随着信息化社会的发展,动态逼真的三维立体显示的需求愈发迫切。常见的三维显示技术有用于再现静态实像的全息成像技术，以及传统伪三维显示技术。它们受到成本高昂或视角受限等限制，都已无法满足容量日益增长的信息交互需求。人们一直在探索有效的全真、实时的真三维立体显示方法。真三维显示技术的像素具有真实的三维分布，并向全方位发光，形成一个真正的空间中的三维发光体。这种图像空间为全视角，可多人同时观察，能更好地展现实际情景。根据成像空间构成方式的不同，可以把真三维显示技术分为静态成像技术和动态体扫描技术两种，静态体成像技术的成像空间是一个静止不动的立体空间，在其中由点扫面的荧光激发等方式进行显示，而动态体扫描技术的成像空间是一个依靠投影设备与显示设备的周期性运动构成的。上述方案虽然实现了真三维显示，但各自存在像素分辨率低、显示屏体积小、机械扫描速度受限等不足。目前，体三维显示技术能够实现简单而粗糙的图像显示，但是还不能实现多视角的高质量动态显示。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种三维显示装置以及成像方法，以解决上述技术问题。根据本专利技术的至少一个实施例，提供了一种三维显示装置，包括：脉冲光源，被配置为发射脉冲光信号；第一色散器件，将脉冲光源发出的脉冲光信号从频域转换到时域，形成时域展宽后的脉冲光信号；信号调制器，将预显示三维物体的图像数据调制到所述时域展宽的脉冲光信号上；第一光学器件，通所述第一光学器件，所述调制后的光信号实现X轴方向和Y轴方向的扫描；第二光学器件，通过所述第二光学器件，所述实现X轴方向和Y轴方向扫描的脉冲光信号，实现Z轴方向的扫描；显示材料，经所述第一光学器件和所述第二光学器件扫描后的脉冲光信号通过所述显示材料实现所述三维物体在X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向的显示。例如，所述脉冲光源包括红外脉冲光源。例如，所述装置还包括：时钟发生器，用于产生时钟信号。例如，所述时钟发生器与所述脉冲光源连接，所述脉冲光源基于所述时钟发生器发出的第一时钟信号进行所述脉冲光信号的输出。例如，所述装置还包括：图像编码装置，所述图像编码装置与所述信号调制器连接，用于对所述三维物体进行图像编码，生成所述图像数据。例如，所述装置还包括：时钟发生器，用于产生时钟信号，所述时钟发生器与所述图像编码装置连接，所述图像编码装置基于所述时钟发生器发出的第二时钟信号对所述三维物体进行图像编码。例如，所述第二时钟信号与所述第一时钟信号同步。例如，所述第一光学器件包括二维空间色散器件，通过所述二维空间色散器件，所述调制后的光信号实现所述X轴方向和Y轴方向的扫描。例如，所述二维空间色散器件同时进行X轴方向和Y轴方向的扫描。例如，所述第一光学器件包括声光晶体，通过所述声光晶体，所述调制后的脉冲光信号实现所述X轴方向的扫描。例如，所述第一光学器件还包括扫频发生器，所述射频发生器与所述声光晶体相连，所述扫频发生器输出射频信号到所述声光晶体，使得经过所述声光晶体的脉冲光信号分布在不同频率上。例如，所述扫频发生器的发射频率基于所述声光晶体的工作频率范围设置。例如，所述扫频发生器的射频信号的数量与所述三维物体的X轴方向的编码数量相关。例如，所述扫频发生器的发射频率基于所述显示材料对所述三维物体的显示结果进行修正。例如，所述第一光学器件还包括，第二色散器件，所述第二色散器件对经过所述声光晶体的脉冲光信号进行色散，使所述脉冲光信号实现在Y轴方向的扫描。例如，所述第一光学器件还包括，第二色散器件，所述第二色散器件对所述信号调制器调制后的脉冲光信号进行色散，使所述脉冲光信号实现在Y轴方向的扫描。例如，所述第一光学器件包括声光晶体，通过所述声光晶体，所述在Y轴方向上进行扫描的脉冲光信号实现所述X轴方向的扫描。例如，所述第一光学器件还包括扫频发生器，所述射频发生器与所述声光晶体相连，所述扫频发生器输出射频信号到所述声光晶体，使得经过所述声光晶体的脉冲光信号分布在不同频率上。例如，所述扫频发生器的发射频率基于所述声光晶体的工作频率范围设置。例如，所述扫频发生器的射频信号的数量与所述三维物体的X轴方向的编码数量相关。例如，所述扫频发生器的发射频率基于所述显示材料对所述三维物体的显示结果进行修正。例如，所述第二光学器件包括：振镜，所述振镜进行周期性振动，通过所述振镜，所述经过第一光学器件的脉冲光信号实现在Z轴方向的扫描。例如，所述装置还包括：时钟发生器，用于产生时钟信号，所述时钟信号发生器与所述振镜连接，所述振镜基于所述时钟信号发生器发出的第三时钟信号进行振动。例如，所述第三时钟信号与所述第一以及第二时钟信号同步。例如，所述第一光学器件包括声光晶体，通过所述声光晶体，所述调制后的脉冲光信号实现所述X轴方向的扫描。例如，所述第二光学器件包括：振镜，所述振镜进行周期性振动，通过所述振镜，所述经过第一光学器件的脉冲光信号实现在Z轴方向的扫描；所述声光晶体的扫描周期为T1，所述振镜的振动周期为T3，其中，T3＝预显示物体在Z轴方向的像素个数*T1。例如，所述振镜的振动幅度基于所述预显示三维物体在Z轴方向的长度而设置。例如，所述装置还包括：反射镜，用于将所述振镜反射的脉冲光信号进一步反射到所述显示材料中。例如，所述振镜基于周期性振动，将经过所述第一光学器件的脉冲光信号反射到所述反射镜的不同位置，改变所述光信号的传播角度和光程，改变所述光信号在所述显示材料中的聚焦深度。例如，所述装置还包括：透镜组件，所述透镜组件位于所述反射镜与所述显示材料之间，用于对所述反射镜反射的脉冲光信号在所述显示材料中进行聚焦。例如，所述装置还包括：光放大器，用于对所述脉冲光源发出的光信号，或经过所述第一色散器件的光信号，或经过所述信号调制器调制的光信号进行放大。根据本专利技术的至少一个实施例，提供了一种三维显示装置，包括：脉冲光源，被配置为发射脉冲光信号；第一色散器件，将脉冲光源发出的脉冲光信号从频域转换到时域，形成时域展宽后的脉冲光信号；信号调制器，将预显示的三维物体的图像数据调制到所述时域展宽的脉冲光信号上；第二光学器件，通所述第二光学器件，所述调制后的光信号实现在Z轴方向上的扫描；第一光学器件，通过所述第一光学器件，所述在Z轴方向上扫描的脉冲光信号，实现在X轴以及Y轴方向的扫描；显示材料，经所述第二光学器件和所述第一光学器件扫描后的脉冲光信号通过所述显示材料实现所述三维物体在X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向的显示。例如，所述脉冲光源包括红外脉冲光源。例如，所述装置还包括：时钟发生器，用于产生时钟信号。例如，所述时钟发生器与所述脉冲光源连接，所述脉冲光源基于所述时钟发生器发出的第一时钟信号进行所述脉冲光信号的输出。例如，所述装置还包括：图像编码装置，所述图像编码装置与所述信号调制器连接，用于对所述三维物体进行图像编码，生成所述图像数据。例如，所述装置还包括：时钟发生器，用于产生时钟信号，所述时钟发生器与所述图像编码装置连接，所述图像编码装置基于所述时钟发生器发出的第二时钟信号对所述三维物体进行图像编码。例如，所述第二时钟信号与所述第一时钟信号同步。例如，所述第一光学器件包括二维空间色散器件，通过所述二维空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维显示装置，包括：脉冲光源，被配置为发射脉冲光信号；第一色散器件，将脉冲光源发出的脉冲光信号从频域转换到时域，形成时域展宽后的脉冲光信号；信号调制器，将预显示三维物体的图像数据调制到所述时域展宽的脉冲光信号上；第一光学器件，通所述第一光学器件，所述调制后的光信号实现X轴方向和Y轴方向的扫描；第二光学器件，通过所述第二光学器件，所述实现X轴方向和Y轴方向扫描的脉冲光信号，实现Z轴方向的扫描；显示材料，经所述第一光学器件和所述第二光学器件扫描后的脉冲光信号通过所述显示材料实现所述三维物体在X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向的显示。

【技术特征摘要】
1.一种三维显示装置，包括：脉冲光源，被配置为发射脉冲光信号；第一色散器件，将脉冲光源发出的脉冲光信号从频域转换到时域，形成时域展宽后的脉冲光信号；信号调制器，将预显示三维物体的图像数据调制到所述时域展宽的脉冲光信号上；第一光学器件，通所述第一光学器件，所述调制后的光信号实现X轴方向和Y轴方向的扫描；第二光学器件，通过所述第二光学器件，所述实现X轴方向和Y轴方向扫描的脉冲光信号，实现Z轴方向的扫描；显示材料，经所述第一光学器件和所述第二光学器件扫描后的脉冲光信号通过所述显示材料实现所述三维物体在X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向的显示。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述脉冲光源包括红外脉冲光源。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置还包括：时钟发生器，用于产生时钟信号。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述时钟发生器与所述脉冲光源连接，所述脉冲光源基于所述时钟发生器发出的第一时钟信号进行所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宏伟，赵宛玥，陈明华，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11