[發(fā)明專利]具有觀察者跟蹤功能的顯示器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710581299.8
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN107664838B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設計）人: 諾伯特·萊斯特
• 申請（專利權）人: 視瑞爾技術公司
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B27/42;G02B26/08;G02B27/28;G03H1/22
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 張建鵬

本發(fā)明涉及一種顯示器，尤其是自由立體或全息顯示器，用于呈現(xiàn)優(yōu)選的三維信息，其中，在運動區(qū)域的多個地帶中以精細分級的方式，全息編碼的對象的立體視圖或重建可被跟蹤至一個或多個觀察者的相關眼睛的運動。在這種情況下，這些地帶由可切換的偏振光柵的激活來選擇。

本申請是國際申請日為2013年01月25日，國際申請?zhí)枮镻CT/EP2013/051423，2014年09月26日進入中國國家階段，中國申請?zhí)枮?01380017237.4，并于2017年05月04日獲得中國發(fā)明專利授權，名稱為“具有觀察者跟蹤功能的顯示器”的發(fā)明專利申請的分案申請。

技術領域

本發(fā)明涉及一種顯示器，尤其涉及一種用于更好地表現(xiàn)三維信息的自由立體或全息顯示器，其中，全息編碼的對象的立體影像或重建可被跟蹤至一個或多個觀察者的相關眼睛的運動。

背景技術

用于顯示三維信息的顯示器已從多個實施例中獲知。除了需要額外的幫助——例如，用于觀察空間場景的快門或偏光眼鏡——的實施例，自由立體顯示器不需要這種幫助。沒有額外的測量，然而，在后者的顯示器中，3-D場景僅在狹窄的空間區(qū)域——所謂的觀察者區(qū)域——中可被觀察到。為了使3-D場景在大的水平角度范圍內也可被方便地看到，允許所述觀察者區(qū)域被跟蹤至觀察者的眼睛的裝置已經研發(fā)出來。這種系統(tǒng)已經被，例如，專利文獻DE 103 39 076 B4的申請人所描述。該申請人也同樣描述了一系列全息顯示裝置，例如，在專利文獻EP 1 563 346 B1或EP 1 792 234 B1中，其中，3-D場景可通過編碼在空間光調制器中的全息衍射圖在狹窄地劃定界限的觀察者區(qū)域中被感知為強度分布的空間重建。在這里，對觀察者區(qū)域被跟蹤至一個或多個觀察者的眼睛的運動是有利的。為此，這種裝置具有確定觀察者的眼睛的位置和將該數(shù)據(jù)發(fā)送給系統(tǒng)控制器的識別系統(tǒng)。該識別系統(tǒng)通常以基于照相機的方式運行，其中，眼睛的位置通過圖像處理算法確定。根據(jù)各自的眼睛位置，系統(tǒng)控制器控制機械的或電子的光偏轉裝置，這樣，分配給各自的眼睛位置的觀察者區(qū)域的中心以最大程度盡可能的對應于各自的眼睛位置。如果需要或有必要，3-D場景的圖像內容或重建可與此同時被適應于新的眼睛位置。

在這種顯示器中，照明單元產生最大程度平行的光，其具有所需的波長譜，通過該波長譜，立體視圖被寫入或者全息信息被編碼進其中的空間光調制器被照明。在全息顯示器的情況下，光必須另外能夠至少在用于編碼3-D場景的像素所需的區(qū)域中干涉，即，所述光必須充分地相干。光偏轉裝置可位于空間光調制器的上游和/或下游。

照明單元也可以以可控的方式配置，這樣，其可以在預設的空間方向上引導光。為此，例如，可替換的照明列可位于直接靠近柱面透鏡陣列的焦平面上游的位置。照明列可被可控制地選擇，例如，從有效的光源矩陣，其可被實施，例如，作為OLED矩陣。也可使用平面光源，在其前面設置了狹縫光闌的陣列，就其水平位置而言，其以可驅動的方式是可變的。這種光闌陣列，例如，可被配置作為LCD矩陣。在這種情況下，每個柱形成輔助光源，其照明被分配給其的柱面透鏡陣列的柱面透鏡。照明列相對于分配的柱面透鏡的中心線的水平位置確定偏光束的水平角，該水平角由各自的柱面透鏡射出，所述偏光束最大程度地平行。在這種情況下，多個照明列也可被同時激活，以便增加射出的角度范圍和由此的分配的觀察者區(qū)域的尺寸。此外，照明列的位置相對于分配的柱面透鏡的中心線的水平偏差可在柱面透鏡陣列的區(qū)域中變化，以便，例如，實現(xiàn)額外的場透鏡功能，并由此使分配的觀察者區(qū)域的水平直徑適應于觀察者的距離。柱面透鏡陣列可具有光闌陣列，其避免分配給柱面透鏡的照明列和相鄰的柱面透鏡之間的串擾。不需要的輔助觀察者區(qū)域可因此被避免。