三维投影显示装置的制作方法

文档序号:17907598发布日期:2019-06-14 22:24阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种三维投影显示装置,其特征在于,包括:

微振镜阵列,由多个微振镜单元构成,相邻微振镜单元具有同一固定间距;

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;

其中,所述光源阵列模组提供的阵列细光束的光束数量与所述微振镜阵列的微振镜单元的数量相等;

光反射板,为集成有反射衍射微结构的透明薄板,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每束细光束导入到所述微振镜阵列的每个微振镜单元;

调控模组,用于根据待显示的虚拟场景,调控所述光源阵列模组输出具有与待显示虚拟场景灰度对应能量的细光束,并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、扫描角和光源阵列模组输出的光束能量。

2.根据权利要求1所述的三维投影显示装置,其特征在于,所述反射衍射微结构设置于所述光反射板靠近所述微振镜阵列一侧的工作面上。

3.根据权利要求2所述的三维投影显示装置,其特征在于,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微振镜阵列包括的微振镜单元的数量相等。

4.根据权利要求3所述的三维投影显示装置,其特征在于,所述光源单元的出射光轴实质平行于所述光反射板的工作平面的法线方向,所述反射衍射微结构的反射平面的法线N3与所述光反射板的工作平面的法线N1之间角度fov2满足如下关系:

tan(2*fov2)=(W/2+d1)/L2

d1<d;

其中,W为微振镜单元在X方向最大的宽度值,D0为微振镜单元的有效光学口径沿着X方向的最大尺寸,d1为各光源单元的出射光轴距与其相邻的微振镜单元沿着X方向的距离,L2为微振镜单元的工作面到光反射板中的反射衍射微结构沿着Z方向的距离,d为相邻两个微振镜单元沿着X方向的间距。

5.根据权利要求3所述的三维投影显示装置,其特征在于,所述反射衍射微结构的反射平面的法线N3与所述光反射板的工作平面的法线N1实质上平行,所述光源单元的出射光轴与所述反射衍射微结构的反射平面的法线N3的夹角afa1满足如下关系:

tan(afa1)=(W/4+d2)/L3;

其中,W为微振镜单元在X方向最大的宽度值,D0为微振镜单元的有效光学口径沿着X方向的最大尺寸,d2为各光源单元的出射光轴距与其相邻的微振镜单元沿着X方向的距离;L3为微振镜单元的工作面到光反射板靠近微振镜阵列一侧的工作平面的距离。

6.根据权利要求3所述的三维投影显示装置,其特征在于,所述光源单元的出射光轴与所述反射衍射微结构的反射平面的法线N3的夹角记为afa1,所述微振镜单元的工作平面的法线N2与所述反射衍射微结构的工作平面的法线N3的夹角记为afa4,设置afa4等于afa1值。

7.根据权利要求1所述的三维投影显示装置,其特征在于,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微振镜阵列的微振镜单元的数量相等的多束细光束。

8.根据权利要求1所述的三维投影显示装置,其特征在于,所述反射衍射微结构设置于所述光反射板内,在所述反射衍射微结构靠近所述微振镜阵列一侧设置有第二透明平板,在所述反射衍射微结构远离所述微振镜阵列一侧设置有第一透明平板。

9.根据权利要求1-8任一项所述的三维投影显示装置,其特征在于,所述微振镜阵列与所述光反射板之间还设置有一相位延迟模组,及反射衍射微结构为镀有对第一线性偏振方向反射及对第二线性偏振方向透射的偏振膜层,其中,第一线性偏振方向和第二线性偏振方向垂直;

所述相位延迟模组为一透明薄板,其上集成有间隔排布的多个四分之一相位延迟膜层。

10.根据权利要求9所述的三维投影显示装置,其特征在于,所述相位延迟模组还包括位于每两个所述四分之一相位延迟膜层的与偏振片功能相同的偏振片功能膜层,所述偏振片功能膜层具有第二线性偏振方向。

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