[發明專利]光波導矢向背光的三維顯示模組

有效

• 申請號: 202010049003.X
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN113126315B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 劉立林;滕東東
• 申請（專利權）人: 駐景（廣州）科技有限公司
• 主分類號: G02B30/24
• 分類號: G02B30/24
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 隆翔鷹

1.光波導矢向背光的三維顯示模組，其特征在于，包括：

時序光源光波導矢向背光組件（10），包括M個時序開關光源組成的時序開關光源陣列（11）、中繼器件（12）和光波導器件(13)，其中所述M個時序開關光源在相鄰M個時間點依次開關，所述光波導器件（13）由光波導體(1301)、入瞳(1305)、耦入器件(1302)、反射面(1303)、耦出器件(1304)和出瞳(1306)構建，所述中繼器件(12)調制各時序開關光源出射光，使其各自以對應矢向特性入射所述光波導器件(13)的光波導體（1301），其中M≧2；

該時序光源光波導矢向背光組件（10）被設置為使得其各時序開關光源出射光經中繼器件（12），過光波導器件（13）的入瞳（1305）入射光波導體（1301），然后經耦入器件（1302）引導和反射面(1303)反射，于光波導體(1301)內向耦出器件(1304)傳播，并經耦出器件(1304)引導，由出瞳(1306)以各自對應矢向特性出射光波導體(1301)；

顯示器件（20），由像素排列組成，時序以來自所述時序光源光波導矢向背光組件（10）不同時序開關光源的不同矢向特性光作為背光，通過其像素對各自對應入射光束的調制，進行光信息加載；

波面轉換器件（30），沿所述時序光源光波導矢向背光組件（10）投射光的傳輸方向，置于所述顯示器件（20）前，成像所述顯示器件（20）各像素至對應像素虛像，并調制入射光，使來自所述時序光源光波導矢向背光組件（10）的入射光以會聚的形態向觀察者瞳孔（50）所處區域進行傳輸；

控制器件（40），控制所述時序光源光波導矢向背光組件（10）的M個時序開關光源在相鄰M個時間點組成的各循環周期，一個時間點僅一個地輪流打開，并同步加載對應光信息至所述顯示器件（20）各像素；

該光波導矢向背光的三維顯示模組被設置為使得其顯示器件（20）各像素在一個時間點，最多僅有一個矢向的光束入射，且各像素于任一時間點所加載光信息，為待顯示場景沿該像素在該時間點所調制光束入射觀察者瞳孔（50）所處區域時傳播方向的反向，于該像素對應像素虛像上的投影信息。

2.根據權利要求1所述光波導矢向背光的三維顯示模組，其特征在于，其時序光源光波導矢向背光組件（10）的M個光源為線光源，在一個循環周期，所述顯示器件（20）各像素在有對應光信息加載的情況下，線光源經中繼器件（12）、光波導器件（13）和波面轉換器件（30）所成像的線向的垂面內，分別沿至少兩個矢向投射光信息至觀察者瞳孔（50）。

3.根據權利要求1所述光波導矢向背光的三維顯示模組，其特征在于，其時序光源光波導矢向背光組件的M個光源為點光源，在一個循環周期，所述顯示器件（20）各像素在有對應光信息加載的情況下，分別沿至少一個矢向投射光信息至觀察者瞳孔（50）。

4.根據權利要求1-3任一項所述光波導矢向背光的三維顯示模組，其特征在于，其波面轉換器件（30）為球面透鏡、非球面透鏡或柱透鏡。

5.根據權利要求1所述光波導矢向背光的三維顯示模組，其特征在于，還包括偏轉器件（70），置于光波導器件（13）出射光的傳播路徑上，偏轉其傳播路徑的方向。

6.根據權利要求1所述光波導矢向背光的三維顯示模組，其特征在于，還包括補償單元(60)，置于外部環境和波面轉換器件(30)之間，消除波面轉換器件（30）對外部環境入射光的影響。

7.根據權利要求1所述光波導矢向背光的三維顯示模組，其特征在于，所述波面轉換器件（30）為聚焦能力時序受控變化的變焦透鏡；

該光波導矢向背光的三維顯示模組被設置為能夠由控制器件（40）驅動波面轉換器件（30），時序在不同深度上形成顯示器件（20）的多個虛像，并由控制器件（40）同步加載對應信息給顯示器件(20)各像素；

或，通過外部輔助器件實時跟蹤觀察者雙目會聚深度，控制器件（40）驅動波面轉換器件（30）投射顯示器件（20）的虛像于跟蹤到的雙目會聚深度或其附近的投影面，并同步驅動顯示器件(20)各像素加載對應信息。