[发明专利]近眼显示装置

说明书

一种近眼显示装置，包含至少一投影系统。投影系统用以将影像投影至目标位置，其中投影系统包含影像输出模块、物镜组、孔径编码模块以及目镜组。影像输出模块用以提供影像。物镜组用以接收该影像的光线，其中物镜组包含第一透镜群与第二透镜群。孔径编码模块用以接收来自第一透镜群的该影像的光线并将该影像的光线传送至第二透镜群，其中孔径编码模块时序性地提供多个编码图案，以使物镜组将影像时序性地转换为多个中继像。目镜组用以将中继像传送至目标位置。

技术领域

本发明是关于一种近眼显示装置。

背景技术

我们生活在三维的世界，然而传统的显示技术仅仅提供缺少深度信息的二维显示。二维显示大大限制了人们对丰富多彩世界获取认知的信息量。电子技术、光学技术和光电子技术等的快速发展促进了三维显示技术发展。三维显示技术提供显示物体的深度信息，契合现代人对于信息获取的需求。所以三维技术在学术界和商业界得到广泛的关注。

光场近眼显示技术是实现三维显示的一种最简便的方法。在近眼显示中引入了光场重构的概念，对于任一三维重构点至少有二根光线进入瞳孔，从而人眼可以方便地对不同深度的图像进行自由调焦，使得观看更加接近真实和自然。现有的光场近眼显示技术采用空间多任务(spatial-multiplex)方法，其利用透镜阵列产生多个视角的影像来达到光场效果，但此方法也降低了影像的分辨率。

发明内容

本发明的多个实施方式提供一种近眼显示装置，采用时间多任务(time-multiplex)方法与多个具有不同反射图案的孔径编码模块，而达到光场效果。孔径编码模块具有多个编码，编码孔径依时序组成不同的反射图案，而依时序形成多个对应反射图案的影像，进而提升景深。于部份实施方式中，可以设计反射图案彼此独立，将所有独立的视角信息加总而构成光场。或者，于部份实施方式中，可以设计反射图案彼此相依且编码，将所有相依的视角信息加总而构成光场，而进一步提升影像亮度。

本发明的一态样提供一种近眼显示装置，包含至少一投影系统。投影系统用以将影像投影至目标位置，其中投影系统包含影像输出模块、物镜组、孔径编码模块以及目镜组。影像输出模块用以提供影像。物镜组用以接收该影像的光线，其中物镜组包含第一透镜群与第二透镜群。孔径编码模块用以接收来自第一透镜群的该影像的光线并将该影像的光线传送至第二透镜群，其中孔径编码模块时序性地提供多个编码图案，以使物镜组将影像时序性地转换为多个中继像。目镜组用以将中继像传送至目标位置。

于本发明的一或多个实施方式中，投影系统包含第一内全反射镜。第一内全反射镜用以将来自第一透镜群的光线传送至孔径编码模块且将来自孔径编码模块的反射光线传送至第二透镜群。

于本发明的一或多个实施方式中，影像输出模块包含固态光源阵列以及微显示单元。微显示单元用以接收来自固态光源阵列的光线，并产生影像。

于本发明的一或多个实施方式中，影像输出模块更包含第二内全反射镜。第二内全反射镜用以将来自固态光源阵列的光线传送至微显示单元且将来自微显示单元的反射光线传送至物镜组。

于本发明的一或多个实施方式中，微显示单元与孔径编码模块皆为数字微型反射镜元件(Digital Micromirror Device；DMD)。

于本发明的一或多个实施方式中，每一编码图案为一反射图案。

于本发明的一或多个实施方式中，编码图案的反光区域不在同一位置上。

于本发明的一或多个实施方式中，编码图案的至少部份反光区域在同一位置上。

于本发明的一或多个实施方式中，影像输出模块包含至少一种固态光源，影像输出模块的固态光源的种类的数量为A，影像输出模块的每秒传输量为B，编码图案的数量小于B/A/60。

于本发明的一或多个实施方式中，投影系统更包含反射镜，用以接收来自物镜组的光线并将该光线反射至该目镜组。