[發明專利]基于小型陣列圖像源的光場顯示單元及使用其的三維近眼顯示裝置

有效

• 申請號: 201810154739.6
• 申請日: 2018-02-23
• 公開（公告）號: CN108375840B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 姚成;程德文
• 申請（專利權）人: 北京耐德佳顯示技術有限公司
• 主分類號: G02B30/30
• 分類號: G02B30/30;G02B30/27;G02B27/01
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫

1.一種適用于增強現實的光場顯示單元，包括在基底上形成的小型陣列圖像源（2）和配置于其附近的微結構陣列器件（3）；

所述小型陣列圖像源（2）形成于透明介質材料形成的基底（202）上，具有像素覆蓋的非透明區域作為微顯示區域單元（201），用于將包含圖像信息的光線向微結構陣列器件方向出射，微顯示區域單元之間存在間隙，間隙處保持透明而使外界環境光線（7）透過；

所述微結構陣列器件包括透明的介質材料的基底及基底上的多個微結構單元（301），用于接收來自小型陣列圖像源（2）發出的光線并對其進行調制；

其特征在于，所述小型陣列圖像源（2）和微結構陣列器件（3）以預定方式對齊，以使小型陣列圖像源上的每個微顯示區域單元（201）的中心與所述微結構陣列器件的相應微結構單元（301）的中心的連線（4）交于所述顯示單元的出瞳（5）中心，

所述微結構單元（301）將其對應的微顯示區域單元（201）上的每一個有效像素發出的光線通過折射或濾波調制使其形成平行或近似平行的空間光束（8），每個像素只對應一個方向的空間光束，所有像素形成的空間光束（8）形成空間光場分布于微結構陣列器件（3）與出瞳（5）之間，所述微結構陣列器件上的各微結構單元之間存在間隙（302）以用于透過外界環境光線（7）。

2.如權利要求1所述的光場顯示單元，其特征在于：

各微顯示區域單元（201）以預定方式排列。

3.如權利要求2所述的光場顯示單元，其特征在于：所述微顯示區域單元（201）的各像素由OLED或micro LED實現，每個微顯示區域單元包含2行×2列以上的像素數。

4.如權利要求1所述的光場顯示單元，其特征在于：所述微結構單元（301）選自下述任一或其組合：具有光焦度的透鏡、全息透鏡、小孔光闌。

5.如權利要求1所述的光場顯示單元，其特征在于：所述微結構陣列器件（3）的透明材質基底具有相對的第一表面和第二表面，所述微結構單元（301）分布于透明材質基底的所述第一表面。

6.如權利要求5所述的光場顯示單元，其特征在于：所述微結構單元的邊緣部分或可對應于微結構便邊緣的部分包括不透明的環形光闌（303），以屏蔽雜散光（10）。

7.如權利要求4所述的光場顯示單元，其特征在于每個像素發出的光線經過微結構單元形成的光束的口徑小于1mm，且以定向的方式向微結構單元發射光。

8.如權利要求5所述的光場顯示單元，其特征在于：所述第一表面和第二表面形成為具有光焦度的形式，第一表面為面向小型陣列圖像源的表面，第二表面上包括不透明環形光闌（303）以屏蔽雜散光（10）。

9.如權利要求5所述的光場顯示單元，其特征在于：所述第一表面和第二表面具有相同的平面，或者所述第一表面和第二表面具有不同的面型以使所述微結構陣列器件對于環境光可提供預定的視度矯正。

10.如權利要求1或2所述的光場顯示單元，其特征在于，小型陣列圖像源（2）上最外圍微顯示區域單元（201）所定義的區域A的面積大于微結構陣列器件（3）上最外圍微結構定義的外緣區域B的面積，且在區域A內的各微顯示區域單元之間的間隔比區域B內的各微結構單元之間的間隔要大。