[發明專利]一種平板光波導和顯示裝置

在審

• 申請號: 201710781446.6
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107340567A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 隆弢
• 申請（專利權）人: 上海譽沛光電科技有限公司
• 主分類號: G02B6/122
• 分類號: G02B6/122;G02B6/124;G02B27/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及三維顯示技術領域，特別涉及一種集成成像顯示技術。

背景技術

視覺是人類感知世界的主要途徑，人類獲取的信息約80％來自于視覺，長期以來，表達可視信息的主要方法仍然是二維顯示。傳統的二維顯示技術遺失了真實物理世界的深度信息，無法準確表達三維空間關系，而且只能呈現單個角度上物體的表面特性。這一缺陷嚴重地阻礙了人類對客觀世界的感知，如何在真實物理空間實現三維重現一直是人們孜孜以求的目標。為了真實地描述客觀三維世界，人們努力用各種方法在空間里呈現出虛擬的三維場景。三維顯示在傳統二維顯示的基礎上通過提供各種生理和心理上的調節線索產生深度暗示，并通過大腦進行融合形成三維感知。

在現有的三維顯示技術中，集成成像法(Integral Imaging)是一種重要的三維顯示技術，該技術由法國科學家Lippmann于1908年提出的集成攝像術(Integral photography)發展而來。集成成像通過二維透鏡陣列來記錄和再現真實三維場景，原理圖如圖1a、圖1b所示。在記錄過程中，透鏡陣列中每個透鏡對三維場景進行成像，得到一系列獨立的二維圖像，這些圖像分別稱作元素圖像。元素圖像各不相同，它們表示的是透鏡從不同視角記錄得到的三維物體的信息。所有元素圖像在記錄介質上的排列稱為元素圖像陣列，元素圖像陣列包含了物體的三維信息。再現過程中，元素圖像陣列由顯示面板顯示出來，顯示面板前面放置透鏡陣列，元素圖像發出的光線經過透鏡陣列后在像空間集成出一個個體像素點，所有的這些像素點構成了三維物體的像。因此集成成像是一種真三維顯示技術，由于集成成像技術得到的三維圖像包含連續的視差信息，觀看者在不同位置看到的三維信息是不同的。與同樣是真三維顯示技術的全息術相比，集成成像在記錄和再現時不需要相干光源，而且實時性較好，可實時再現動態三維場景。同體顯示技術相比，集成成像技術具有結構簡單、易實現、實時性好的優勢。

懸浮顯示是集成成像技術的一種，當微透鏡陣列每個單元透鏡下對應的單元圖像為相同時，單元圖像經過透鏡陣列的光線在空中疊加，單元圖像對應的相同點在空間中疊加形成懸浮圖像的一個點，單元圖像的所有點在空中疊加后，形成成像在同一高度的懸浮圖像，懸浮圖像為實像，如圖2所示，微圖像陣列10，通過微透鏡陣列20，在空間中形成懸浮的實像“A”。Drinkwater等人在美國專利US5712731A中率先提出將半球形微透鏡陣列與微圖像陣列相結合的用于防偽的安全器件，在中國專利CN 103176276A中揭示了采用圖像陣列顯示器搭配透鏡陣列用于實現動態懸浮顯示的方法。采用顯示器實現微圖像陣列，對顯示器的像素尺寸，分辨率具有很高的要求，如果需要顯示一幅100*100分辨率的懸浮圖像，則需要顯示器具有約100*100個單元圖像陣列，單元圖像的分辨率為100*100，單元圖像數量如果過少，則意味著懸浮顯示圖像每一點的光線數目過少，容易引起人眼的觀看的疲勞，甚至沒有懸浮效果，這樣顯示器的分辨率需要達到10000*10000。同時單元圖像的間隔也需要比較小，間隔過大，每個視點間隔也大，同樣會引起觀看的不適，所以顯示像素尺寸也需要做的很小，通常要小于10um才會有較好的效果，目前的顯示器制造技術還難以加工如此規格的顯示器，因此難以實現真正的商業應用。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：