一种高分辨率全息风扇的制作方法

本实用新型涉及一种光学系统，特别是指一种高分辨率全息风扇。

背景技术：

虚拟现实(virtualreality，vr)和增强现实(augmentedreality，ar)的概念提出以来，基于vr或者ar模式的近眼显示装置的市场也取得了长足的发展。在诸多应用ar或者vr技术的硬件实现方式中，头戴式显示器(helmet-mounteddisplay，hmd)是最有效且在现有技术中能够给使用者带来最佳体验的实现方式。

头戴显示器是虚拟现实和增强显示领域中的典型产品，头盔中的显示屏在人眼中投影出3d图像，给使用者带来沉浸式或者虚实结合的使用体验。传统的头戴显示器中的显示屏都是二维矩形显示屏。矩形显示屏的分辨率由x和y方向上的像素元数量决定，为了减轻使用者的负载，显示屏的长度和宽度一般都不会很大，这决定了显示屏的x和y方向上的像素元数量是有限的。因此，显示屏的高分辨率和显示屏的像面大小之间有相互制约的关系。

基于此，寻找一个能同时兼顾高分辨率和像面大小的显示屏是有必要的。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型实施例提供一种高分辨率全息风扇，包括风扇板、卡块、通过卡块固定在风扇板上的灯条、通过卡块与风扇板连接的底座、固定于底座上的驱动电机和微型电路控制板；其中，灯条至少为2条，且灯条之间错位排列构成亚像素。

进一步的，所述灯条由一列紧密排列的单位像素元组成。

进一步的，相邻灯条与卡块之间的距离相差d，其中，l为单位像素元的长度，n为灯条数量。

进一步的，所述灯条之间的夹角为0～180度，且相邻灯条之间的夹角相等。

进一步的，所述单位像素元的长度范围为8～80μm。

进一步的，所述单位像素元上覆有掩膜。

进一步的，所述驱动电机由微型控制电路板驱动，转速为25转/秒。

进一步的，所述灯条的长度为5～50mm。

进一步的，所述微型控制电路板包括微处理器，图像处理模块，其中：微处理器用于根据预设的参数控制驱动电机运转；图像处理模块，用于将接收的图像信号发送给灯条。

采用本实用新型所述的全息风扇，依据亚像素原理，灯条之间错位排列，减小了全息风扇的体积，同时增大了显示器的分辨率，在灯条转动时，显示完整画面，提高显示画面观看效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型高分辨全息风扇的结构示意图；

图2(a)、图2(b)、图2(c)为2个灯条时，灯条的结构示意图；

图3(a)、图3(b)、图2(c)为2个灯条时，灯条的结构示意图；

图4(a)、图4(b)、图4(c)为3个灯条时，灯条的结构示意图；

图5(a)、图5(b)、图5(c)为5个灯条时，灯条的结构示意图；

图6为微型电路控制板的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

本实用新型中的全息风扇可用于头戴显示系统，如图1所示，风扇板1、卡块2，通过卡块2固定在风扇板1上的灯条3、通过卡块2与风扇板1连接的底座4、固定于底座4上的驱动电机5和微型电路控制板6，其中，所述卡块2的形状可以根据需要设计，本实用新型方案中为圆形卡块。驱动电机5由微型电路控制板6控制，从而驱动风扇板1转动，所述驱动电机5的转速应大于人眼视觉暂留的帧数，本实施例转速为25转/秒。

所述灯条3至少为2条，每一灯条3均由一列单位像素元7紧密排列组成。所述单位像素元为micro-led，或mini-led或其他微型显示器，单位像素元的大小由所使用的微型显示器的大小决定，优选的为8～80μm。灯条3之间的夹角为0～180度，且相邻灯条之间的夹角均相等，灯条3长度越长，分辨率越高，但相应的，由灯条3所组成的显示器体积变大。优选的，灯条3长度在5～50mm之间。灯条之间错位排列构成亚像素，这里的错位排列是指相邻灯条中，与卡块之间的距离相差d，例如第二灯条、第一灯条与卡块之间的距离相差d，对于不同数量的灯条来说，根据亚像素融合原理，距离d必须满足下式：

其中，l为单位像素元的长度，优选的，单位像素元长度在8～80μm；n为灯条的数量。所述亚像素融合原理，指的是若干组灯条按照一定的间距错位排列，在显示图像时，每组灯条都显示全幅图像。因此，灯条数越多，分辨率的放大倍数就越高。相应的，此时全息风扇的轴向分辨率为：

其中，像素元大小为使用的单位像元素的面积，像面大小为每个灯条所包含总面积。

微型电路控制板6接收、处理外部发送的数字图像，发送到风扇板灯条上的像素元上。驱动电机5根据微型电路控制板6发出的驱动信号按照通过所述微型电路控制板6设定的转速，带动风扇板转动，从而使风扇板上的灯条转动产生图像。

第一实施例：

灯条为两条时，所述两条灯条的夹角可以为180度，如图2(a)、图2(b)、图2(c)所示的，或者所述夹角为0度，如图3(a)、图3(b)、图3(c)，第一灯条31与卡块2之间的距离为0，第二灯条32与卡块2之间的距离为d，优选的，本实施例中单位像素元7长度为50μm，则根据公式1可得：

此时轴向分辨率为：

第二实施例：

如图4(a)、图4(b)、图4(c)所示，灯条为3条时，灯条之间的夹角为120度，这时，第一灯条31与卡块之间的距离为0，第二灯条32与卡块之间的距离为d，第三灯条33与卡块之间的距离为2d，优选的，本实施例中单位像素元长度为50μm，则，根据公式1可得：

相应的，根据轴向分辨率公式，此时轴向分辨率为：

第三实施例：

如图5(a)、图5(b)、图5(c)所示，灯条为5条时，灯条之间的夹角为75度，这时，第一灯条31与卡块之间的距离为0，第二灯条32与卡块之间的距离为d，第三灯条33与卡块之间的距离为2d，依次类推，第五灯条35与卡块之间的距离为4d，优选的，本实施例中单位像素元长度为50μm，根据公式1可得：

相应的，根据轴向分辨率公式，轴向分辨率为：

由上可知，在全息风扇中，随着灯条数量的的增加，轴向分辨率也在提高。

优选的，为防止单位像素元7之间的串扰，每个单位像素元7上附有掩膜。

进一步的，如图6所示，所述微型电路控制板6包括：微处理器61，图像处理模块62。

所述微处理器61根据预设的参数控制驱动电机运转；所述预设的参数为预先设定的转速等；

图像处理模块62，用于将接收到的图像信号发送给灯条。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。