空间投影显示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种空间投影显示装置。该空间投影显示装置包括微振镜阵列、光源阵列模组、光反射板、调控模组和光调制面板，通过光反射板和调控模组将光源阵列模组发出的光线耦合进微振镜阵列，并控制微振镜阵列向空间中的多个虚拟物点投射细光束，以使投射到每个虚拟物点上的多束细光束形成发射光束。当用户在特定的观察区观接收微振镜阵列投射的光束合集时，视觉上等效于由虚拟物点向人眼发射光束，如果向空间中的不同虚拟物点高速扫描光束，由于人眼的视觉暂留现象，人眼会将高速扫描的光束识别为连续光束。因此，在空间投影显示装置向空间中的多个虚拟物点高速扫描光束时，看起来像将虚拟场景显示在真实空间中，从而实现裸眼3D显示。

Space Projection Display Device

The utility model relates to a space projection display device. The space projection display device consists of a micro-galvanometer array, a light source array module, a light reflecting plate, a control module and a light modulation panel. The light emitted by the light source array module is coupled into the micro-galvanometer array through the light reflecting plate and the control module, and the micro-galvanometer array is controlled to project fine beams to multiple virtual object points in space, so as to make multiple fine beams projected to each virtual object point. A beam of light is emitted. When a user receives a set of beams projected by a micro-galvanometer array in a specific viewing area, it is visually equivalent to a beam emitted from a virtual object point to the human eye. If the beam is scanned at a high speed to different virtual object points in space, the human eye will recognize the high-speed scanning beam as a continuous beam due to the visual persistence of the human eye. Therefore, when a space projection display device scans a beam of light at high speed to multiple virtual objects in space, it looks like the virtual scene is displayed in real space, thus realizing the naked-eye 3D display.

【技术实现步骤摘要】
空间投影显示装置
本技术涉及三维立体显示
，具体而言，涉及一种空间投影显示装置。
技术介绍
传统三维投影显示采用的方法主要有视差屏障法、柱状透镜法和指向性光源法。视差屏障法是在屏幕表面设置称为视差屏障的纵向栅栏状光学屏障来控制光线行进方向，让左右两眼接受不同影像产生视差达成立体显示效果；视差屏障后期发展为液晶薄膜，通过液晶薄膜的液晶分子的翻转实现光的开与关，达到栅栏状光学屏障相同的实现效果，缺点是部分方向光线被遮挡，亮度低，观看角度要求严格，分辨率损失严重。柱状透镜法是在显示屏前设置一细长的半圆柱透镜阵列，显示像素的光线通过柱透镜的折射，将视差图像分别投射至左右眼，经视觉中枢的立体融合获得立体感，缺点是观看角度严格，分辨率损失严重。指向性光源法是在LCD的像素后使用并排的宽度极小的线状光源提供背光照明，使得奇偶列像素的图像传输路径分离，从而使得左右眼看到对应的画面，缺点是观看角度要求严格。上述的三种传统的三维投影显示技术均是基于双目立体视差原理，通过分别向左右眼输送具有略微差异的2D视差图像，在大脑中融像，从而产生立体视觉感，故造成视觉辐辏冲突，进而导致头痛、眩晕等症状的产生，同时运动视差的缺失会导致视觉转换的突兀，从而降低了视觉体验的真实度。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种空间投影显示装置，以解决上述问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种空间投影显示装置，包括：微振镜阵列，由多个微振镜单元构成；光源阵列模组，位于所述微振镜阵列的入射光路上，为所述微振镜阵列提供阵列细光束；光反射板，为集成有多个微反射衍射单元的平板，位于所述微振镜阵列远离所述光源阵列模组的一侧，用于将所述光源阵列模组输出的细光束导入到所述微振镜阵列的微振镜单元，所述微反射衍射单元对所述光源阵列模组输出的每束细光束具有至少两级有效的衍射功能；调控模组，用于根据所述待显示虚拟场景对应的多个虚拟物点的空间位置信息和扫描信息的映射关系控制所述微振镜阵列向空间中的多个所述虚拟物点投射细光束，以使投射到每个所述虚拟物点上的多束细光束构成虚拟物点的发射光束锥；其中，所述空间位置信息包括所述虚拟物点相对于所述微振镜阵列的方位信息和深度信息，所述扫描信息至少包括所述微振镜阵列中与每个所述虚拟物点对应的多个微振镜单元的扫描时刻和扫描角；光调制面板，为像素级高速空间光调制器，位于所述光反射板远离所述微振镜阵列的一侧，用于调制所述微振镜阵列输出的光束能量。可选地，所述微反射衍射单元对所述光源阵列模组输出的每束细光束具有两级有效的衍射功能。可选地，所述微反射衍射单元对所述光源阵列模组输出的每束细光束具有三级有效的衍射功能。可选地，所述微振镜阵列包括的多个微振镜单元布置在同一平面。可选地，所述微振镜阵列包括的多个微振镜单元布置在相互平行的不同平面。可选地，所述光源阵列模组由多个光源单元构成，每个光源单元包括照明光源和光准直合束单元；所述光源阵列模组包括的光源单元的数量与所述光反射板包括的微反射衍射单元的数量相等。可选地，所述光源阵列模组包括光纤耦合光源和光分束调制单元，所述光纤耦合光源包括光源单元和带第一输出光纤的耦合准直器，所述光源单元包括照明光源和光准直合束单元；所述光源单元输出光准直合束光束，由带所述第一输出光纤的耦合准直器耦入所述光分束调制单元；所述光分束调制单元的输出端耦接有第二输出光纤，用于将所述光纤耦合光源输出的光束分成在数值上与所述光反射板的微反射衍射单元的数量相等的多束细光束。可选地，所述光调制面板为透射式LCOS空间光调制器或LCD空间光调制器。可选地，所述光源阵列模组还包括角度调整阵列模组，用于对所述光源阵列模组输出的光束进行角度调整。本技术提供的空间投影显示装置包括微振镜阵列、光源阵列模组、光反射板和调控模组，通过光反射板和调控模组将光源阵列模组发出的光线耦合进微振镜阵列，并控制微振镜阵列向空间中的多个虚拟物点投射细光束，以使投射到每个虚拟物点上的多束细光束形成发射光束。当用户在特定的观察区观接收微振镜阵列投射的光束合集时，视觉上等效于由虚拟物点向人眼发射光束，如果向空间中的不同虚拟物点高速扫描光束，由于人眼的视觉暂留现象，人眼会将高速扫描的光束识别为连续光束。因此，在空间投影显示装置向空间中的多个虚拟物点高速扫描光束时，看起来像将虚拟场景显示在真实空间中。从而，本技术提供了一种新的能够实现裸眼3D显示的空间投影显示装置。显而易见，该空间投影显示装置也可以实现2D显示。附图说明为了更清楚地说明本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为本技术实施例提供的一种空间投影显示装置的结构示意图。图2为本技术实施例提供的一种光源单元的结构示意图。图3为本技术实施例提供的一种光源阵列模组的结构示意图。图4为图3中的一种光分束调制单元的结构示意图。图5为图3中的另一种光分束调制单元的结构示意图。图6为本技术实施例提供的另一种空间投影显示装置的结构示意图。图7为本技术实施例提供的另一种空间投影显示装置的结构示意图。图8为本技术实施例提供的另一种空间投影显示装置的结构示意图。图9为空间投影成像的原理示意图。图标：1-空间投影显示装置；10-光源阵列模组；30-微振镜阵列；50-光反射板；70-调控模组；90-光调制面板；31-第一微振镜单元；32-第二微振镜单元；33-第三微振镜单元；34-第四微振镜单元；35-第五微振镜单元；36-第六微振镜单元；11-第一光源单元；12-第二光源单元；13-第三光源单元；51-第一微反射衍射单元；52-第二微反射衍射单元；53-第三微反射衍射单元；111-照明光源；113-光准直合束单元；115-光纤耦合光源；117-光分束调制单元；1153-耦合准直器；11531-第一输出光纤；1171-第二输出光纤。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，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示出了本技术较佳实施例提供的一种空间投影显示装置1的结构示意图。如图1所示，该空间投影显示装置1包括光源阵列模组10、微振镜阵列30、光反射板50、调控模组70及光调制面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间投影显示装置，其特征在于，包括：微振镜阵列，由多个微振镜单元构成；光源阵列模组，位于所述微振镜阵列的入射光路上，为所述微振镜阵列提供阵列细光束；光反射板，为集成有多个微反射衍射单元的平板，位于所述微振镜阵列远离所述光源阵列模组的一侧，用于将所述光源阵列模组输出的细光束导入到所述微振镜阵列的微振镜单元，所述微反射衍射单元对所述光源阵列模组输出的每束细光束具有至少两级有效的衍射功能；调控模组，用于根据待显示虚拟场景对应的多个虚拟物点的空间位置信息和扫描信息的映射关系控制所述微振镜阵列向空间中的多个所述虚拟物点投射细光束，以使投射到每个所述虚拟物点上的多束细光束构成虚拟物点的发射光束锥；其中，所述空间位置信息包括所述虚拟物点相对于所述微振镜阵列的方位信息和深度信息，所述扫描信息至少包括所述微振镜阵列中与每个所述虚拟物点对应的多个微振镜单元的扫描时刻和扫描角；光调制面板，为像素级高速空间光调制器，位于所述光反射板远离所述微振镜阵列的一侧，用于调制所述微振镜阵列输出的光束能量。

【技术特征摘要】
1.一种空间投影显示装置，其特征在于，包括：微振镜阵列，由多个微振镜单元构成；光源阵列模组，位于所述微振镜阵列的入射光路上，为所述微振镜阵列提供阵列细光束；光反射板，为集成有多个微反射衍射单元的平板，位于所述微振镜阵列远离所述光源阵列模组的一侧，用于将所述光源阵列模组输出的细光束导入到所述微振镜阵列的微振镜单元，所述微反射衍射单元对所述光源阵列模组输出的每束细光束具有至少两级有效的衍射功能；调控模组，用于根据待显示虚拟场景对应的多个虚拟物点的空间位置信息和扫描信息的映射关系控制所述微振镜阵列向空间中的多个所述虚拟物点投射细光束，以使投射到每个所述虚拟物点上的多束细光束构成虚拟物点的发射光束锥；其中，所述空间位置信息包括所述虚拟物点相对于所述微振镜阵列的方位信息和深度信息，所述扫描信息至少包括所述微振镜阵列中与每个所述虚拟物点对应的多个微振镜单元的扫描时刻和扫描角；光调制面板，为像素级高速空间光调制器，位于所述光反射板远离所述微振镜阵列的一侧，用于调制所述微振镜阵列输出的光束能量。2.根据权利要求1所述的空间投影显示装置，其特征在于，所述微反射衍射单元对所述光源阵列模组输出的每束细光束具有两级有效的衍射功能。3.根据权利要求1所述的空间投影显示装置，其特征在于，所述微反射衍射单元对所述光源阵列模组输出的每束细光束具有三级有...

【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：新型
国别省市：广东,44