[發明專利]一種光場3D顯示裝置及其驅動方法

有效

• 申請號: 202011308608.2
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112526763B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 盧增祥
• 申請（專利權）人: 億信科技發展有限公司
• 主分類號: G02B30/26
• 分類號: G02B30/26;G02B27/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

1.一種光場3D顯示裝置，其特征在于，包括張量顯示面板、人眼追蹤器以及分別與所述張量顯示面板和所述人眼追蹤器電連接的計算機設備；

所述張量顯示面板包括多個張量像素，所述張量像素包括密集顯示器件和位于所述密集顯示器件出光側的多光軸和焦點光學組件，所述密集顯示器件包括多個子像素；

所述多光軸和焦點光學組件包括至少兩個成像光軸和至少兩個成像焦面，所述成像焦面與所述成像光軸一一對應；所述密集顯示器件可經所述多光軸和焦點光學組件分別在所述至少兩個成像焦面上成像；

所述人眼追蹤器用于追蹤人眼的位置；所述計算機設備用于根據人眼的位置，在每個所述密集顯示器件中確定至少一個子像素并驅動顯示，以通過所述多光軸和焦點光學組件成像在至少兩個成像焦面中的目標成像焦面上，形成有效顯示像素；分別位于至少兩個成像焦面上的至少兩個有效顯示像素在人眼的視線方向上重合；

所述密集顯示器件子像素和多光軸和焦點透鏡所形成的光束的發散角相對較小，在張量顯示面板的觀察距離范圍內，子像素會在左眼或右眼中形成目標像素，而且僅會在左眼或右眼中成像；當設置多光軸和焦點光學組件包括三個或以上的成像光軸和成像焦面時，每個成像焦面上均會形成一個圖像，并且在人眼的視線方向上重合；

所述計算機設備還用于調節所述至少兩個有效顯示像素的顯示亮度，以使人眼通過視覺融合效應，將所述至少兩個有效顯示像素融合為目標像素，所述目標像素位于目標的成像面上；

所述多光軸和焦點光學組件在每個出射方向上均包括所述至少兩個成像光軸和所述至少兩個成像焦面，所述成像焦面與所述成像光軸一一對應；

所述出射方向為所述密集顯示器件子像素經多光軸和焦點透鏡后所形成的發散角較小的光束的指向或其反方向；

所述指向為對應實像的兩個成像焦面的方向，其反方向為對應虛像的成像方向；

所述計算機設備用于根據人眼的位置，在所述密集顯示器件中確定至少一個子像素并驅動顯示，以通過所述多光軸和焦點光學組件在所述出射方向上的目標成像焦面上成像，形成有效顯示像素；在所述出射方向對應的至少兩個成像焦面上的至少兩個有效顯示像素在人眼的視線方向上重合。

2.根據權利要求1所述的光場3D顯示裝置，其特征在于，每個所述密集顯示器件中確定的所述至少一個子像素，通過所述多光軸和焦點光學組件，還成像在除所述目標成像焦面外的其他成像焦面上，形成無效顯示像素；在同一成像焦面上的所述無效顯示像素和所述有效顯示像素不重疊；

令至少兩個成像焦面上的至少兩個有效顯示像素在人眼的視線方向上重合時對應的視線為有效視線，所述無效顯示像素位于所述有效視線之外。

3.根據權利要求1所述的光場3D顯示裝置，其特征在于，所述多光軸和焦點光學組件包括超構透鏡或多焦點透鏡。

4.根據權利要求3所述的光場3D顯示裝置，其特征在于，所述多光軸和焦點光學組件為超構透鏡，所述超構透鏡包括陣列排布的多個亞波長微結構；

所述超構透鏡包括至少兩個亞波長微結構區，所述至少兩個亞波長微結構區與所述至少兩個成像焦面一一對應，所述密集顯示器件經所述亞波長微結構區所成的像，位于對應的所述成像焦面上。

5.根據權利要求4所述的光場3D顯示裝置，其特征在于，每個所述亞波長微結構區均包括多個子微結構區；屬于同一所述亞波長微結構區的所述多個子微結構區，均勻分布在所述超構透鏡上。

6.根據權利要求1所述的光場3D顯示裝置，其特征在于，所述多光軸和焦點光學組件包括層疊設置的鏡頭和鏡片，所述鏡片包括第一區域和第二區域；所述第一區域為平面，所述第一區域的焦距為無窮大；所述第二區域為曲面或設置有微結構，所述第二區域的焦距為預設焦距。