扫描投影立体显示系统的制作方法

本实用新型涉及光成像技术领域，具体而言，涉及一种扫描投影立体显示系统。

背景技术：

目前主流的扫描投影立体显示系统，普遍采用微型图像显示器作为图像源，并配合传统目视光学系统实现对增强或虚拟显示。受限于现有的技术和工艺水平，微型图像显示器的分辨率很难提高。因此，目前主流的扫描投影立体显示系统具有分辨率低的问题

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种高分辨率的扫描投影立体显示系统，以解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型较佳实施例提供一种扫描投影立体显示系统，包括反射会聚元件、控制模组和多个扫描图像显示装置，所述反射会聚元件包括至少两个具备反射会聚功能的衍射区域；

每个所述扫描图像显示装置用于输出待显示图像的一束扫描图像光线，其中，每幅待显示图像包括至少两幅待显示子图像，每幅待显示子图像与每束扫描图像光线对应；

所述反射会聚元件设于多个所述扫描图像显示装置的输出端，所述反射会聚元件的衍射区域与所述扫描图像显示装置一一对应，每个所述衍射区域用于将与其对应的一个扫描图像显示装置输出的扫描图像光线反射会聚形成待显示子图像；

所述控制模组与每个所述扫描图像显示装置电连接，用于控制每个所述扫描图像显示装置输出扫描图像光线；

在多个所述扫描图像显示装置输出完所述待显示图像的所有扫描图像光线后，被所述反射会聚元件的不同衍射区域反射会聚形成的所有待显示子图像能在用户视觉上被拼接为所述待显示图像。

可选地，所述反射会聚元件的每个衍射区域对应观察点E的角度相同。

可选地，所述反射会聚元件包括第一衍射区域、第二衍射区域和第三衍射区域，设置afa1＝afa2＝afa3；

其中，afa1为第一衍射区域对应观察点E的角度，afa2为第二衍射区域对应观察点E的角度，afa3为第三衍射区域对应观察点E的角度。

可选地，每个所述扫描图像显示装置输出的扫描图像光线的角分辨率相同。

可选地，所述反射会聚元件为平面基底型衍射元件。

可选地，所述反射会聚元件为曲面基底型衍射元件。

可选地，所述扫描图像显示装置为光纤扫描图像显示装置。

可选地，所述扫描图像显示装置为MEMES扫描图像显示装置。

本实用新型较佳实施例提供的扫描投影立体显示系统通过对反射会聚元件、控制模组和多个扫描图像显示装置的巧妙集成与设计，每个扫描图像显示装置输出一待显示图像的一束扫描图像光线，反射会聚元件的衍射区域与所述扫描图像显示装置一一对应，每个所述衍射区域用于将与其对应的一个扫描图像显示装置输出的扫描图像光线反射会聚形成待显示子图像，使在人眼形成的待显示子图像能在用户视觉上被拼接为待显示图像。每幅待显示子图像的分辨率可以相同且等于待显示图像的分辨率。故，该扫描投影立体显示系统提高了图像分辨率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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为本实用新型较佳实施例提供的一种扫描投影立体显示系统的结构示意图。

图2为本实用新型较佳实施例提供的另一种扫描投影立体显示系统的结构示意图。

图3为本实用新型较佳实施例提供的另一种扫描投影立体显示系统的结构示意图。

图标：1-扫描投影立体显示系统；10-反射会聚元件；30-扫描图像显示装置；50-控制模组；11-第一衍射区域；13-第二衍射区域；15-第三衍射区域；31-第一扫描图像显示装置；33-第二扫描图像显示装置；35-第三扫描图像显示装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型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实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

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。在本实用新型的描述中，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。

请参考图1，图1为本实用新型实施例提供的一种扫描投影立体显示系统1的结构示意图。该扫描投影立体显示系统1包括反射会聚元件10、控制模组50和多个扫描图像显示装置30。所述反射会聚元件10设于多个所述扫描图像显示装置30的输出端。所述控制模组50与每个所述扫描图像显示装置30电连接。

反射会聚元件10可以是平面基底的衍射元件如图1所示。反射会聚元件10也可以是曲面基底的衍射元件，如图2所示。反射会聚元件10包括至少两个具备反射会聚功能的衍射区域，且任意两个一个区域的衍射图案是不相同的，衍射图案设计时可以设计为偏振敏感或非偏振敏感的。例如，反射会聚元件10可以包括两个具备反射会聚功能的衍射区域、包括三个具备反射会聚功能的衍射区域、包括四个具备反射会聚功能的衍射区域、包括五个具备反射会聚功能的衍射区域等。并且反射会聚元件10包括的每个衍射区域的大小可以相同，也可以不同，在此不作限制。例如，如图1所示，所述反射会聚元件10包括三个衍射区域，记为第一衍射区域11、第二衍射区域13和第三衍射区域15，将第一衍射区域11对应观察点E的角度记为afa1，将第二衍射区域13对应观察点E的角度记为afa2，将第三衍射区域15对应观察点E的角度记为afa3，设置afa1＝afa2＝afa3，则第一衍射区域11、第二衍射区域13和第三衍射区域15大小不同。例如，如图2所示，所述反射会聚元件10也包括第一衍射区域11、第二衍射区域13和第三衍射区域15，设置afa1＝afa2＝afa3，则第一衍射区域11、第二衍射区域13和第三衍射区域15大小相同。当afa1＝afa2＝afa3时，被第一衍射区域11、第二衍射区域13和第三衍射区域15反射会聚形成的三幅待显示子图像大小相同。进而可以推出，所述反射会聚元件10包括至少两个衍射区域时，可以设置每个衍射区域对应观察点E的角度相同。当然，在其他实施方式中，也可以设置每个衍射区域对应观察点E的角度互不相同或者有些不同，例如使afa1≠afa2≠afa3，或者afa1≠afa2且afa2＝afa3等。

扫描图像显示装置30可以是光纤扫描图像显示装置30或MEMES扫描图像显示装置30。光纤扫描图像显示装置30通常包括光源模组、扫描光纤、扫描驱动器，其扫描原理为：扫描驱动器在交替变化的电信号或电磁信号激励下弯曲振动，从而带动固定在其断面的光纤振动，形成扫描图像光线，该扫扫描图像光线通可以投影在所需的成像位置处，形成待显示的投影图像。为使得扫描光纤出射的为准直或近准直光束，可以在扫描光纤的出射端熔融有准直功能的微型透镜或采用小数值孔径NA值的特制光纤作为扫描光纤。MEMES扫描图像显示装置30一般包括光源模组和MEMS扫描装置。MEMS扫描装置可以由一个二维MEMS扫描振镜组成，或者两个一维MEMS扫描振镜组成。光源模组根据待需发送到用户眼睛中的虚拟图像的色彩和灰度要求进行调制光线并经光束整形后输入到MEMS扫描装置。MEMS扫描装置能够根据驱动信号进行偏转，也即通过扫描这一过程实现了输出扫描图像光线，该扫描图像光线可以投影在所需的成像位置处，形成待显示的投影图像。

所述反射会聚元件10的衍射区域与所述扫描图像显示装置30一一对应，每个所述衍射区域用于将与其对应的一个扫描图像显示装置30输出的扫描图像光线反射会聚形成待显示子图像。在人眼形成的待显示子图像能在用户视觉上被拼接为待显示图像。每幅待显示子图像的分辨率可以相同且等于待显示图像的分辨率。故，该扫描投影立体显示系统1提高了图像分辨率。例如，对于图1所示的扫描投影立体显示系统1，所述扫描图像显示装置30有三个，分别记为第一扫描图像显示装置31、第二扫描图像显示装置33和第三扫描图像显示装置35，该第一扫描图像显示装置31、第二扫描图像显示装置33和第三扫描图像显示装置35分别与第一衍射区域11、第二衍射区域13和第三衍射区域15一一对应，则可以将待显示图像分为第一待显示子图像、第二待显示子图像和第三待显示子图像，第一扫描图像显示装置31输出与所述第一待显示子图像对应的扫描图像光线，所述与所述第一待显示子图像对应的扫描图像光线被反射会聚元件10的第一衍射区域11反射会聚，形成第一待显示子图像；第二扫描图像显示装置33输出与所述第二待显示子图像对应的扫描图像光线，所述与所述第二待显示子图像对应的扫描图像光线被反射会聚元件10的第一衍射区域11反射会聚，形成第二待显示子图像；第三扫描图像显示装置35输出与所述第三待显示子图像对应的扫描图像光线，所述与所述第三待显示子图像对应的扫描图像光线被反射会聚元件10的第三衍射区域15反射会聚，形成第三待显示子图像。第一扫描图像显示装置31、第二扫描图像显示装置33和第三扫描图像显示装置35可以同时输出扫描图像光线，也可以不同时输出扫描图像光线。当第一扫描图像显示装置31、第二扫描图像显示装置33和第三扫描图像显示装置35不同时输出图像光线时，在第一扫描图像显示装置31、第二扫描图像显示装置33和第三扫描图像显示装置35输出完所述待显示图像的所有扫描图像光线的时间应小于或等于视觉暂留时间，即可以利用视觉暂留原理，使被第一衍射区域11、第二衍射区域13和第三衍射区域15反射会聚形成的第一待显示子图像、第二待显示子图像和第三待显示子图像能在用户视觉上被拼接为所述待显示图像。

可选地，可以是每个扫描图像显示装置30的光出射光轴与其对应的衍射区域在OXZ平面与扫描图像显示装置30的光出射位置所构成的夹角的角平分线共轴，以使得每个扫描图像显示装置30的驱动伏值(如电压或电流)更小，从而降低扫描图像显示装置30的功耗。以图1所示的扫描投影立体显示系统1为例，如图3所示，将第一衍射区域11在OXZ平面与扫描图像显示装置30的光出射位置所构成的夹角记为beta1，将第二衍射区域13在OXZ平面与扫描图像显示装置30的光出射位置所构成的夹角记为beta2，将第三衍射区域15在OXZ平面与扫描图像显示装置30的光出射位置所构成的夹角记为beta3，将beta1、beta2、beta3的角平分线分别记为C1、C2、C3，将第一扫描图像显示装置31的光出射光轴记为R1，将第二扫描图像显示装置33的光出射光轴记为R2，将第三扫描图像显示装置35的光出射光轴记为R3，则R1与C1共轴，R2与C2共轴，R3与C3共轴。

通过上述设置，本实用新型提供的扫描投影立体显示系统1通过对反射会聚元件10、控制模组50和多个扫描图像显示装置30的巧妙集成与设计，每个扫描图像显示装置30输出一待显示图像的一束扫描图像光线，反射会聚元件10的衍射区域与所述扫描图像显示装置30一一对应，每个所述衍射区域用于将与其对应的一个扫描图像显示装置30输出的扫描图像光线反射会聚形成待显示子图像，使在人眼形成的待显示子图像能在用户视觉上被拼接为待显示图像。每幅待显示子图像的分辨率可以相同且等于待显示图像的分辨率。故，该扫描投影立体显示系统1提高了图像分辨率。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。