[发明专利]定向投影设备及定向投影方法

说明书

本申请提供了定向投影设备及定向投影方法。根据本申请的定向投影设备包括：图像生成模块，用于发射携带图像信息的相干光线，图像信息具有最小像素；以及衍射屏，包括基底和设置于基底的光栅，光栅包括对应最小像素的子光栅，衍射屏用于接收相干光线，并向第一成像区域衍射第一衍射投影光线。

技术领域

本申请涉及投影技术领域，更具体的，涉及一种定向投影设备及定向投影方法。

背景技术

投影显示技术是一种应用广泛的技术，可以应用在办公、学习、讲座、展览等领域，还可以与电脑手机等娱乐设备连接。通常使用的投影显示方法包括：

1、阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)投影技术：其具有高图像几何失真调节能力且其成像色彩丰富、保真性强。CRT投影技术在20世纪后期作为主要的投影显示方式得到广泛的应用和发展，但采用该技术的设备价格昂贵、成像亮度较低、体积过大的缺点，导致自身的进一步发展受到限制。

2、液晶(Liquid Crystal Display，LCD)显示技术：该技术是利用液晶的电光效应，通过电路控制液晶单元的透过率和反射率，从而产生不同灰度层次及色彩丰富的靓丽图像。LCD显示技术已经非常成熟，其特点是成像色彩好，噪点少；但采用该技术的设备体积大、亮度损失大的缺点也较为明显。

3、数字光处理(Digital Light Processing，DLP)投影显示技术：其应用数字微镜元件(Digital Micromirror Device，DMD)作为核心部件。DLP投影显示技术通过调整电极电压来控制DMD的偏转状态，从而实现对反射光方向的控制。DLP投影显示技术的成像具有高对比度、小体积、高亮度、高分辨率等优点，且采用该技术的设备具有高稳定性、携带方便等特点。DLP投影显示技术被广泛运用在多种领域，是目前的主流投影显示方式之一；其缺点主要为成像的色彩效果弱，颜色不够鲜艳等。

4)硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)投影显示技术：是一种基于硅基液晶的反射式显示技术，属于新型的微型LCD投影技术。采用该技术的设备尺寸非常小，并具有成像的彩色鲜艳、光能利用率高等优点，但其还有成本昂贵、制备工艺复杂和良率较低等缺点。

现有的投影显示设备在投影显示时，投影显示屏前面的所有观察者都可以看到显示内容。但随着当今社会的发展，人们对于隐私的要求越来越高。例如在一些应用场景中，两个观察者相对投影显示屏具有不同位置，而期望投影显示屏对两个观察者显示不同的信息。

通常可以利用波导与光阀阵列相结合的方法实现隐私显示：先将入射光耦合进波导，并在波导中得到衍射光，然后用光阀阵列对衍射光加载图像信息，继而实现隐私显示。但这种方法存在光能损耗且波导制备难度较大。

发明内容

第一方面，本申请提供了一种定向投影设备，该定向投影设备包括：图像生成模块，用于发射携带图像信息的相干光线，所述图像信息具有最小像素；以及衍射屏，包括基底和设置于基底的光栅，所述光栅包括对应所述最小像素的子光栅，衍射屏用于接收相干光线，并向第一成像区域衍射第一衍射投影光线。

在一个实施方式中，光栅包括多个子光栅组，子光栅组配置成接收相干光线，并向对应的成像区域衍射投影光线，多个子光栅组对应多个相互不同的成像区域；至少一个最小像素对应有至少两个子光栅，至少两个子光栅属于相互不同的子光栅组。

在一个实施方式中，光栅可至少包括第一子光栅组和第二子光栅组，第一子光栅组的第一子光栅与第二子光栅组的第二子光栅一一相应设置，且一对相应的第一子光栅和第二子光栅对应同一个最小像素；第一子光栅组可被配置为接收相干光线，并向第一成像区域衍射第一衍射投影光线；第二子光栅组可被配置为接收相干光线，并向第二成像区域衍射出第二衍射投影光线，所述第二成像区域不同于所述第一成像区域。

在一个实施方式中，衍射屏可以是反射式衍射屏。