三维显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及三维显示技术领域，具体而言，涉及一种三维显示装置。该三维显示装置包括背光模组、光学渲染模组、空间光调制器、光调制模组及光学目镜系统。背光模组用于为空间光调制器提供平行或近平形的照明光束。空间光调制器的每一个像素根据光学渲染模组输出的灰度值进行显示。光调制模组用于对由空间光调制器输出的灰度调制后的光束进行角度偏转控制，以形成三维虚拟物体的空间光场。光学目镜系统用于将光调制模组输出的三维虚拟物体的空间光场传递至人眼瞳孔中。本发明专利技术提供的三维显示装置能够解决人眼的汇聚和辐辏不一致问题。

3-D Display Device

The invention relates to the technical field of three-dimensional display, in particular to a three-dimensional display device. The three-dimensional display device includes backlight module, optical rendering module, spatial light modulator, optical modulation module and optical eyepiece system. The backlight module is used to provide parallel or nearly flat illumination beams for the spatial light modulator. Each pixel of the spatial light modulator is displayed according to the gray value output by the optical rendering module. The optical modulation module is used to control the angular deflection of the gray-scale modulated beam output by the spatial light modulator to form the spatial light field of the three-dimensional virtual object. The optical eyepiece system is used to transmit the spatial light field of the three-dimensional virtual object output by the light modulation module to the human pupil. The three-dimensional display device provided by the invention can solve the problems of convergence and inconsistency of convergence and convergence of human eyes.

【技术实现步骤摘要】
三维显示装置
本专利技术涉及三维显示
，具体而言，涉及一种三维显示装置。
技术介绍
三维显示领域中，提供的待显示的图像是具有立体信息的，也就是说提供的图像是有一定深度的，传统的头盔显示器只能够眼提供单个虚拟平面的显示信息，基于人眼的双目视差效应而使得观看者产生3D景深效果，人眼为了看清不同深度的物体需要调节人眼的晶状体使得人眼聚焦到这个虚拟平面上，虚拟物体深度和虚拟平面的深度差异就会越大，即带来人眼的汇聚和辐辏不一致问题，这样会造成人眼的不适感。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种三维显示装置，以解决上述问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种三维显示装置，包括：背光模组、光学渲染模组、空间光调制器、光调制模组及光学目镜系统；所述背光模组，用于为所述空间光调制器提供平行或近平形的照明光束；所述光学渲染模组与所述空间光调制器和光调制模组相连，用于根据待显示三维虚拟物体计算所述空间光调制器的每一个像素在每个时间段内的灰度值并输出到所述空间光调制器上，以及控制所述光调制模组对所述空间光调制器或背光模组输出的光束进行角度偏转；所述空间光调制器为透射式像素阵列光调制器，所述空间光调制器的每一个像素根据所述光学渲染模组输出的灰度值进行显示；所述光调制模组为光束角度可调的透射式控光结构，用于对由所述空间光调制器输出的灰度调制后的光束进行角度偏转控制，以形成调制后的三维虚拟物体的空间光场，或用于对由所述背光模组输出的光束进行角度偏转控制，以形成三维虚拟物体的空间光场；所述光学目镜系统，用于对所述光调制模组输出的调制后的三维虚拟物体的空间光场传递至人眼瞳孔中，或用于对所述空间光调制器输出的调制后的三维虚拟物体的空间光场传递至人眼瞳孔中。可选地，所述空间光调制器设置于所述背光模组的出射端，所述光调制模组设置于所述空间光调制器的出射端。可选地，所述光调制模组设置于所述背光模组的出射端，所述空间光调制器设置于所述光调制模组的出射端。可选地，所述光学目镜系统为单片或多片光学透镜构成。可选地，所述光学目镜系统为反射式光学目镜系统。可选地，所述光调制模组为电控液晶光栅结构。可选地，所述背光模组包括照明光源和光束整形合束器。可选地，所述空间光调制器为LCOS空间光调制器或LCD空间光调制器。本专利技术提供的三维显示装置，通过对背光模组、光学渲染模组、空间光调制器、光调制模组及光学目镜系统的巧妙集成与设计，在光学目镜系统的出瞳处形成了一个稠密的光场。通过光学渲染模组对光场信息的控制，可以使得人眼观察待显示三维虚拟物点时，不止一个方向的光束进入人瞳孔，而是有多束具有不同方向的光束进入人眼瞳孔，符合人眼正常观察物体时的特性。因此，本专利技术提供的三维显示装置能够解决人眼的汇聚和辐辏不一致问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，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专利技术的某些实施例，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为本专利技术实施例提供的一种三维显示装置的结构示意图。图2为本专利技术实施例提供的一种三维显示装置的结构示意图。图3为空间光场形成原理图。图4为本专利技术实施例提供的另一种三维显示装置的结构示意图。图5为本专利技术实施例提供的另一种三维显示装置的结构示意图。图6本专利技术实施例提供的三维显示装置形成三维虚拟物体的原理图。图标：1-三维显示装置；10-背光模组；30-光学渲染模组；50-空间光调制器；70-光调制模组；90-光学目镜系统。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术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专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。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。在本专利技术的描述中，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。图1示出了本专利技术较佳实施例提供的一种三维显示装置1。该三维显示装置1包括背光模组10、光学渲染模组30、空间光调制器50、光调制模组70及光学目镜系统90。背光模组10，用于为所述空间光调制器50提供平行或近平形的照明光束。背光模组10可以包括照明光源和光束整形合束器。其中，照明光源可以采用激光光源、LED光源等。照明光源可以是单色光源也可以是多色光源。可选地，在本实施例中，照明光源采用多色LED光源。如，照明光源包括红色LED光源、绿色LED光源和蓝色LED光源。其中，LED光源中各个LED的颜色还可以根据实际需要进行设置，以满足实际情况的需要。光束整形合束器设置于照明光源的光路上，用于对照明光源发出的光束进行准直整形、合束处理。光学渲染模组30与所述空间光调制器50和光调制模组70相连，用于根据待显示三维虚拟物体计算所述空间光调制器50的每一个像素在每个时间段内的灰度值并输出到所述空间光调制器50上，以及控制所述光调制模组70对所述空间光调制器50或背光模组10输出的光束进行角度偏转。空间光调制器50为透射式像素阵列光调制器。所述空间光调制器50的每一个像素根据所述光学渲染模组30输出的灰度值进行显示。所述空间光调制器50可以为LCOS空间光调制器50或LCD空间光调制器50。光调制模组70为光束角度可调的透射式控光结构。如图1所示，所述空间光调制器50可以设置于所述背光模组10的出射端，所述光调制模组70可以设置于所述空间光调制器50的出射端，此时，所述光调制模组70用于对由所述空间光调制器50输出的灰度调制后的光束进行角度偏转控制，以形成调制后的三维虚拟物体的空间光场。如图2所示，所述光调制模组70可以设置于所述背光模组10的出射端，所述空间光调制器50可以设置于所述光调制模组70的出射端，此时，所述光调制模组70用于对由所述背光模组10输出的光束进行角度偏转控制，以形成三维虚拟物体的空间光场，所述空间光调制器50再对所述光调制模组70输出的光束进行灰度调制，以形成调制后的三维虚拟物体的空间光场。光调制模组70可以是一种电控液晶光栅结构。由于光调制模组70和空间光调制器50的设置顺序可以交换，但其三维显示原理类似。因此，为节约篇幅在下面描述中，仅以图1所示的顺序进行描述，即，所述光调制模组70设置于所述空间光调制器50的出射端。显而易见，下面的实施方式也适合所述空间光调制器50设置于所述光调制模组70的出射端的情况。如图3所示，在第一时段内，光调制模组70对由空间光调制器50输出的近平行光束进行第一角度偏转。在第二时段内，光调制模组70对由空间光调制器50输出的近平行光束进行第二角度偏转。依次类推，在第N时段内，光调制模组70对由空间光调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维显示装置，其特征在于，包括：背光模组、光学渲染模组、空间光调制器、光调制模组及光学目镜系统；所述背光模组，用于为所述空间光调制器提供平行或近平形的照明光束；所述光学渲染模组与所述空间光调制器和光调制模组相连，用于根据待显示三维虚拟物体计算所述空间光调制器的每一个像素在每个时间段内的灰度值并输出到所述空间光调制器上，以及控制所述光调制模组对所述空间光调制器或背光模组输出的光束进行角度偏转；所述空间光调制器为透射式像素阵列光调制器，所述空间光调制器的每一个像素根据所述光学渲染模组输出的灰度值进行显示；所述光调制模组为光束角度可调的透射式控光结构，用于对由所述空间光调制器输出的灰度调制后的光束进行角度偏转控制，以形成调制后的三维虚拟物体的空间光场，或用于对由所述背光模组输出的光束进行角度偏转控制，以形成三维虚拟物体的空间光场；所述光学目镜系统，用于对所述光调制模组输出的调制后的三维虚拟物体的空间光场传递至人眼瞳孔中，或用于对所述空间光调制器输出的调制后的三维虚拟物体的空间光场传递至人眼瞳孔中。

【技术特征摘要】
1.一种三维显示装置，其特征在于，包括：背光模组、光学渲染模组、空间光调制器、光调制模组及光学目镜系统；所述背光模组，用于为所述空间光调制器提供平行或近平形的照明光束；所述光学渲染模组与所述空间光调制器和光调制模组相连，用于根据待显示三维虚拟物体计算所述空间光调制器的每一个像素在每个时间段内的灰度值并输出到所述空间光调制器上，以及控制所述光调制模组对所述空间光调制器或背光模组输出的光束进行角度偏转；所述空间光调制器为透射式像素阵列光调制器，所述空间光调制器的每一个像素根据所述光学渲染模组输出的灰度值进行显示；所述光调制模组为光束角度可调的透射式控光结构，用于对由所述空间光调制器输出的灰度调制后的光束进行角度偏转控制，以形成调制后的三维虚拟物体的空间光场，或用于对由所述背光模组输出的光束进行角度偏转控制，以形成三维虚拟物体的空间光场；所述光学目镜系统，用于对所述光调制模组输出的调制后的三维虚拟物体的空间光场传递至人眼瞳孔中，或用于对...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄琴华，李文权，
申请(专利权)人：深圳创维新世界科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44