[实用新型]空间投影显示设备

权利要求书

1.一种空间投影显示设备，其特征在于，包括：光源阵列模组、反射衍射阵列、光转向单元模组、光调制面板、光反射板、微振镜阵列和调控模组；

所述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；

所述反射衍射阵列包括多个反射衍射元件，设置于所述光源阵列模组的出射光路上，所述反射衍射元件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；

所述光转向单元模组包括多个光转向单元，位于所述光源阵列模组和反射衍射阵列之间，用于对所述反射衍射阵列输出的每束衍射光束进行转向并传输至光调制面板；

所述光调制面板为像素级高速空间光调制器，位于所述光转向单元模组和光反射板之间，用于对所述光转向单元模组传来的光束进行能量调制；

所述光反射板为集成有多个微反射单元的平板，位于所述微振镜阵列远离所述光源阵列模组的一侧，用于将所述光调制面板输出的每束细光束导入到所述微振镜阵列；

所述微振镜阵列包含多个微振镜单元；

所述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。

2.根据权利要求1所述的空间投影显示设备，其特征在于，所述光转向单元输出的光束的光轴平行于所述光反射板的工作平面的法线方向，所述微反射单元的反射平面的法线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：

((W-D0)/2+d1)/L2<tan(2*fov2)<((W+D0)/2+d1)/L2；

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为光转向单元输出的光束的光轴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微反射单元沿着Z方向的距离。

3.根据权利要求2所述的空间投影显示设备，其特征在于，tan(2*fov2)＝(W/2+d1)/L2。

4.根据权利要求1所述的空间投影显示设备，其特征在于，所述微反射单元的反射平面的法线N3与所述光反射板的工作平面的法线N1实质上平行，所述光转向单元输出的光束的光轴与所述微反射单元的反射平面的法线N3的夹角afa1满足如下关系：

(W/4-D0/2+d2)/L3<tan(afa1)<(W/4+D0/2+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为各光转向单元输出的光束的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。

5.根据权利要求4所述的空间投影显示设备，其特征在于，tan(afa1)＝(W/4+d2)/L3。

6.根据权利要求1-5任一项所述的空间投影显示设备，其特征在于，所述光转向单元为反射平面镜或具有一级反射衍射功能的元件。

7.根据权利要求1-5任一项所述的空间投影显示设备，其特征在于，所述反射衍射元件对所述光源阵列模组输出的每束细光束具有两级或四级有效的衍射功能。

8.根据权利要求1-5任一项所述的空间投影显示设备，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反射衍射阵列包括的反射衍射元件的数量相等。