[發明專利]定向投影設備及定向投影方法

有效

• 申請號: 201910939441.0
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN112666785B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 吳尚亮;謝前森;郎海濤;王一峰
• 申請（專利權）人: 寧波舜宇車載光學技術有限公司
• 主分類號: G03B21/60
• 分類號: G03B21/60
• 代理公司: 北京英思普睿知識產權代理有限公司 16018
• 代理人: 劉瑩;聶國斌

本申請提供了定向投影設備及定向投影方法。根據本申請的定向投影設備包括：圖像生成模塊，用于發射攜帶圖像信息的相干光線，圖像信息具有最小像素；以及衍射屏，包括基底和設置于基底的光柵，光柵包括對應最小像素的子光柵，衍射屏用于接收相干光線，并向第一成像區域衍射第一衍射投影光線。

技術領域

本申請涉及投影技術領域，更具體的，涉及一種定向投影設備及定向投影方法。

背景技術

投影顯示技術是一種應用廣泛的技術，可以應用在辦公、學習、講座、展覽等領域，還可以與電腦手機等娛樂設備連接。通常使用的投影顯示方法包括：

1、陰極射線管(Cathode Ray Tube，CRT)投影技術：其具有高圖像幾何失真調節能力且其成像色彩豐富、保真性強。CRT投影技術在20世紀后期作為主要的投影顯示方式得到廣泛的應用和發展，但采用該技術的設備價格昂貴、成像亮度較低、體積過大的缺點，導致自身的進一步發展受到限制。

2、液晶(Liquid Crystal Display，LCD)顯示技術：該技術是利用液晶的電光效應，通過電路控制液晶單元的透過率和反射率，從而產生不同灰度層次及色彩豐富的靚麗圖像。LCD顯示技術已經非常成熟，其特點是成像色彩好，噪點少；但采用該技術的設備體積大、亮度損失大的缺點也較為明顯。

3、數字光處理(Digital Light Processing，DLP)投影顯示技術：其應用數字微鏡元件(Digital Micromirror Device，DMD)作為核心部件。DLP投影顯示技術通過調整電極電壓來控制DMD的偏轉狀態，從而實現對反射光方向的控制。DLP投影顯示技術的成像具有高對比度、小體積、高亮度、高分辨率等優點，且采用該技術的設備具有高穩定性、攜帶方便等特點。DLP投影顯示技術被廣泛運用在多種領域，是目前的主流投影顯示方式之一；其缺點主要為成像的色彩效果弱，顏色不夠鮮艷等。

4)硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)投影顯示技術：是一種基于硅基液晶的反射式顯示技術，屬于新型的微型LCD投影技術。采用該技術的設備尺寸非常小，并具有成像的彩色鮮艷、光能利用率高等優點，但其還有成本昂貴、制備工藝復雜和良率較低等缺點。

現有的投影顯示設備在投影顯示時，投影顯示屏前面的所有觀察者都可以看到顯示內容。但隨著當今社會的發展，人們對于隱私的要求越來越高。例如在一些應用場景中，兩個觀察者相對投影顯示屏具有不同位置，而期望投影顯示屏對兩個觀察者顯示不同的信息。

通常可以利用波導與光閥陣列相結合的方法實現隱私顯示：先將入射光耦合進波導，并在波導中得到衍射光，然后用光閥陣列對衍射光加載圖像信息，繼而實現隱私顯示。但這種方法存在光能損耗且波導制備難度較大。

發明內容

第一方面，本申請提供了一種定向投影設備，該定向投影設備包括：圖像生成模塊，用于發射攜帶圖像信息的相干光線，所述圖像信息具有最小像素；以及衍射屏，包括基底和設置于基底的光柵，所述光柵包括對應所述最小像素的子光柵，衍射屏用于接收相干光線，并向第一成像區域衍射第一衍射投影光線。

在一個實施方式中，光柵包括多個子光柵組，子光柵組配置成接收相干光線，并向對應的成像區域衍射投影光線，多個子光柵組對應多個相互不同的成像區域；至少一個最小像素對應有至少兩個子光柵，至少兩個子光柵屬于相互不同的子光柵組。

在一個實施方式中，光柵可至少包括第一子光柵組和第二子光柵組，第一子光柵組的第一子光柵與第二子光柵組的第二子光柵一一相應設置，且一對相應的第一子光柵和第二子光柵對應同一個最小像素；第一子光柵組可被配置為接收相干光線，并向第一成像區域衍射第一衍射投影光線；第二子光柵組可被配置為接收相干光線，并向第二成像區域衍射出第二衍射投影光線，所述第二成像區域不同于所述第一成像區域。

在一個實施方式中，衍射屏可以是反射式衍射屏。