[實用新型]一種基于上轉換發光材料的三維顯示裝置

有效

• 申請號: 202020463729.3
• 申請日: 2020-04-02
• 公開（公告）號: CN211786462U
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 高來勖;王帆;單旭晨;李松權
• 申請（專利權）人: 嶺南師范學院
• 主分類號: G02F1/11
• 分類號: G02F1/11
• 代理公司: 大慶禹奧專利事務所 23208
• 代理人: 朱士文;楊曉梅

本實用新型涉及一種顯示裝置，具體涉及一種基于上轉換發光材料的三維顯示裝置，所述顯示裝置包括紅外激光器、兩個相互垂直設置的聲光偏轉器、聲光可變焦透鏡、顯示塊和計算機；所述的兩個聲光偏轉器設置于紅外激光器的前方，所述聲光可變焦透鏡設置于聲光偏轉器和顯示塊之間，所述計算機通過數據線與兩個聲光偏轉器連接；所述聲光可變焦透鏡通過數據線與計算機連接。該裝置基于上轉換技術與光學調制技術，不依賴傳統3D顯示中的“視覺欺騙”，直接基于上轉換發光材料和現有的、廉價的、商品化的聲光偏轉器，實現裸眼可見的、實時的、真實的3D圖像顯示裝置。成本低廉，操作方便，結構簡單，設計合理，經濟適用，易于大規模地推廣和使用。

技術領域：

本實用新型涉及一種顯示裝置，具體涉及一種基于上轉換發光材料的三維顯示裝置。

背景技術：

我們生活在三維空間，人類獲取的很多新信息都來自于空間深度。因此，對實時、真實3D顯示的需求日益增加。目前的3D顯示技術，主要兩類：一是利用人眼的視覺誤差，通過欺騙雙眼實現的假3D；二是利用光柵、光鑷等裝置實現的3D顯示，裝置結構復雜，顯示范圍局限。故此，設計一種結構簡單真實顯示的顯示裝置是十分必要的。

實用新型內容：

本實用新型的目的是提供一種基于上轉換發光材料的三維顯示裝置，該裝置基于上轉換技術與光學調制技術，不依賴傳統3D顯示中的“視覺欺騙”，直接基于上轉換發光材料和現有的、廉價的、商品化的聲光偏轉器，實現裸眼可見的、實時的、真實的3D圖像顯示裝置。利用紅外激光激發上轉換發光材料，在高速掃描下實現實時的、真實的3D顯示，并且視覺不受激發光干擾。成本低廉，操作方便，結構簡單，設計合理，經濟適用，易于大規模地推廣和使用。

對人類來說，可見光譜的波長為380納米到760納米，發明中涉及的光源發出的紅外光是裸眼不可見光。稀土摻雜的上轉換發光材料，在紅外光的激發下，可以發出可見光。上轉換發光材料具有很多優點。材料顆粒尺寸小，可以為十幾個納米，顯示分辨率高；發光亮度高，低功率激發下，有較大的輻射強度；全色彩發光，發光波段覆蓋可見光，可以進行顯示顏色的調制；激發響應快，在低功率激發下，激發時間幾個微秒便可以發光；發光壽命較長，為實現實時顯示提供條件。本方案涉及的基于新原理、新方法、新裝置的3D實時顯示技術提供了一個新的發展方向。

本實用新型采用的技術方案為：一種基于上轉換發光材料的三維顯示裝置，所述顯示裝置包括紅外激光器、兩個相互垂直設置的聲光偏轉器、聲光可變焦透鏡、顯示塊和計算機；所述的兩個聲光偏轉器設置于紅外激光器的前方，所述聲光可變焦透鏡設置于聲光偏轉器和顯示塊之間，所述計算機通過數據線與兩個聲光偏轉器連接；所述聲光可變焦透鏡通過數據線與計算機連接。

進一步地，所述紅外激光器、兩個聲光偏轉器和聲光可變焦透鏡組成一個掃描系統，所述的掃描系統為兩個，構成相互垂直的雙路掃描系統，該雙路掃描系統中的四個聲光偏轉器和兩個聲光可變焦透鏡分別通過數據線與計算機連接。

進一步地，所述顯示塊由上轉納米材料溶解于凝膠或有機玻璃中而制成的透明立體顯示體。

本實用新型的有益效果：提供了一種基于上轉換發光材料的三維顯示裝置，該裝置基于上轉換技術與光學調制技術，不依賴傳統3D顯示中的“視覺欺騙”，直接基于上轉換發光材料和現有的、廉價的、商品化的聲光偏轉器，實現裸眼可見的、實時的、真實的3D圖像顯示裝置。利用紅外激光激發上轉換發光材料，在高速掃描下實現實時的、真實的3D顯示，并且視覺不受激發光干擾。通過紅外光掃描實現三維（3D）顯示的裝置，光源部件，用于發射紅外光；掃描部件，對紅外光束進行調制并在電腦的控制下進行偏轉掃描；聚焦部件，對出射的紅外光束進行聚焦與Z方向快速變焦；顯示部件，基于上轉換發光材料制成的3D透明顯示材料。掃描部件對所描述的光源部件出射光束進行調制，并使光束發生偏轉快速掃描；出射紅外光束經過聚焦部件聚焦到顯示部件中，激發上轉換材料發光，通過計算機對聲光偏轉器與聲光變焦透鏡的協同控制，實現3D圖像顯示。基于上轉換發光材料及高速掃描技術搭建的裝置，直接實現真3D的實時顯示。