[發(fā)明專利]正交特性光柵-像素陣列對(duì)及基于其的近眼光場(chǎng)顯示模組

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911045789.1
• 申請(qǐng)日: 2019-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112748570A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉立林;滕東東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 駐景（廣州）科技有限公司
• 主分類號(hào): G02B27/01
• 分類號(hào): G02B27/01;G02B30/30;G02B30/35;G02B30/56;G02F1/29
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 隆翔鷹

本發(fā)明公開(kāi)了一種正交特性光柵?像素陣列對(duì)，在光柵?像素陣列對(duì)利用其光柵的分光功能將其像素陣列不同像素出射光束導(dǎo)向不同對(duì)應(yīng)視區(qū)的基礎(chǔ)上，引入正交生成器和正交檢測(cè)器，通過(guò)相鄰光柵單元允許通過(guò)光正交特性之間的互不相容，擋除各像素出射光束經(jīng)其對(duì)應(yīng)光柵單元的相鄰光柵單元透射所形成贗視區(qū)。進(jìn)一步，引入投影器件對(duì)正交特性光柵?像素陣列對(duì)及其生成視區(qū)成像，通過(guò)設(shè)計(jì)相鄰視區(qū)像間距小于或等于觀察者瞳孔直徑，搭建近眼光場(chǎng)顯示模組。贗視區(qū)的擋除，解決了觀察者瞳孔和視區(qū)像之外區(qū)域發(fā)成重疊時(shí)面臨的串?dāng)_問(wèn)題，允許該近眼光場(chǎng)顯示模組以少量視區(qū)，甚至兩個(gè)視區(qū)，實(shí)現(xiàn)低噪聲光場(chǎng)呈現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三維圖像顯示技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種正交特性光柵-像素陣列對(duì)及基于其的近眼光場(chǎng)顯示模組。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)二維顯示基礎(chǔ)上，人們一直在致力于三維圖像顯示技術(shù)的發(fā)展，以生成和現(xiàn)實(shí)三維世界維度一致的顯示場(chǎng)景。傳統(tǒng)基于體視的三維顯示技術(shù)，向觀察者雙目各自投射對(duì)應(yīng)視圖，通過(guò)雙目各自視向空間交叉于相應(yīng)深度，形成三維感。在此過(guò)程中，觀察者各目需要聚焦于顯示面，以看清楚各自對(duì)應(yīng)視圖，由此導(dǎo)致聚焦深度和雙目會(huì)聚深度之間的不一致，也即聚焦-會(huì)聚沖突問(wèn)題。該問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致觀察者視覺(jué)不適，尤其是在進(jìn)行近眼顯示時(shí)，是阻礙三維顯示推廣應(yīng)用的瓶頸問(wèn)題。目前，從多種技術(shù)路線出發(fā)，研究者正在努力研究可以緩解或最終克服該瓶頸問(wèn)題的各種方法。現(xiàn)有的近眼光場(chǎng)顯示設(shè)備中的光學(xué)器件所產(chǎn)生的多個(gè)視區(qū)中，相鄰視區(qū)對(duì)應(yīng)視圖之間存在串?dāng)_問(wèn)題，亟待解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的正是在于通過(guò)光柵投射間距不大于觀察者瞳孔直徑的視區(qū)，提出正交特性光柵-像素陣列對(duì)及基于其的近眼光場(chǎng)顯示模組，并解決傳統(tǒng)光柵三維顯示中各像素出射光經(jīng)非對(duì)應(yīng)光柵單元出射時(shí)形成的噪聲對(duì)三維顯示質(zhì)量的影響。其中的正交生成器和正交檢測(cè)器，通過(guò)設(shè)計(jì)相鄰光柵單元允許通過(guò)光光學(xué)特性之間的互不相容特性，阻斷各像素出射光對(duì)毗鄰于該像素對(duì)應(yīng)光柵的非對(duì)應(yīng)光柵的透射，以期實(shí)現(xiàn)低噪聲的近眼光場(chǎng)顯示。

本發(fā)明的目的是提供一種正交特性光柵-像素陣列對(duì)，包括：

光柵-像素陣列對(duì)，包括顯示光信息的像素陣列和光柵，其中像素陣列由像素排列組成，光柵由光柵單元排列組成，各光柵單元對(duì)應(yīng)像素構(gòu)成對(duì)應(yīng)于該光柵單元的像素組，該像素組各像素出射光經(jīng)該光柵單元分別被導(dǎo)向各自對(duì)應(yīng)視區(qū)，使該像素組各像素分別于各自對(duì)應(yīng)視區(qū)內(nèi)可視，各視區(qū)對(duì)應(yīng)像素構(gòu)建該視區(qū)對(duì)應(yīng)像素集；

正交檢測(cè)器，由正交檢測(cè)單元排列組成，各正交檢測(cè)單元一一對(duì)應(yīng)地置于所述光柵的各光柵單元處，并和對(duì)應(yīng)光柵單元所對(duì)應(yīng)像素組對(duì)應(yīng)，各正交檢測(cè)單元允許具有對(duì)應(yīng)正交特性的光束通過(guò)，同時(shí)擋除其它非對(duì)應(yīng)正交特性的光束；

正交生成器，置于像素陣列處，由正交生成單元排列組成，各正交生成單元和所述正交檢測(cè)器的各正交檢測(cè)單元及該正交檢測(cè)單元對(duì)應(yīng)的光柵單元和像素組一一對(duì)應(yīng)，約束對(duì)應(yīng)像素組像素出射光束經(jīng)該正交生成單元后具有對(duì)應(yīng)正交特性。

本發(fā)明還提供一種基于正交特性光柵-像素陣列對(duì)的近眼光場(chǎng)顯示模組，包括正交特性光柵-像素陣列對(duì)，和

投影器件，沿像素陣列出射光束傳輸方向置于光柵-像素陣列對(duì)后，投射像素陣列各像素的像素虛像到對(duì)應(yīng)投影面，構(gòu)建像素陣列虛像，投射光柵各光柵單元的光柵單元虛像到對(duì)應(yīng)投影面，構(gòu)建光柵虛像，投射各生成視區(qū)的像到有效視區(qū)面附近，其中各視區(qū)的像被命名為有效視區(qū)，該有效視區(qū)相鄰間距小于或等于觀察者瞳孔直徑Dp；

控制器件，控制各像素加載對(duì)應(yīng)光信息，各像素對(duì)應(yīng)光信息為待顯示場(chǎng)景關(guān)于該像素對(duì)應(yīng)有效視區(qū)于該像素虛像上的投影信息。

進(jìn)一步地，所述正交特性為偏光方向相互垂直的偏光特性，或偏光方向分別為左旋和右旋的偏光特性、或非同時(shí)通光的時(shí)序特性。

進(jìn)一步地，所述投影器件為具有成像功能的光學(xué)器件。

進(jìn)一步地，所述投影器件為具有成像功能的透鏡、透鏡組、位相片器件、光柵器件或液晶器件。