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圖像顯示裝置和圖像顯示系統的制作方法

文檔序號:11142096閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種圖像顯示裝置,其特征在于,包含:

圖像調制單元,包括多個像素并能夠獨立調制從所述像素發射的多個光束;以及

透鏡單元,被配置成將從所述像素發射的光束轉換成在觀看者的瞳孔中的點處彼此相交的多個準直光束,

其中所述圖像調制單元調制光束使得所述準直光束與從被設置在虛擬圖像平面上的虛擬像素入射在所述瞳孔中的所述點上的光束一致。

2.根據權利要求1所述的圖像顯示裝置,其中所述虛擬像素的位置與包括所述準直光束的向中心行進方向的反向延長線彼此相交處的相交點的多個平面中的一個平面的位置一致。

3.根據權利要求1或2所述的圖像顯示裝置,其中所述準直光束的焦點位置與所述虛擬像素的位置一致。

4.根據權利要求1~3中任何一項所述的圖像顯示裝置,其中:

所述瞳孔中的點是所述準直光束彼此相交處的多個光束聚焦點,以及

以下的式子成立:

<mrow> <mfrac> <mi>N</mi> <mrow> <mi>N</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> </mfrac> <mo>&CenterDot;</mo> <mfrac> <mrow> <mi>&Delta;</mi> <mi>c</mi> </mrow> <mrow> <mi>&Delta;</mi> <mi>p</mi> </mrow> </mfrac> <mi>z</mi> <mi>e</mi> <mo>&lt;</mo> <mi>z</mi> <mi>b</mi> <mo>&lt;</mo> <mfrac> <mi>N</mi> <mrow> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </mfrac> <mo>&CenterDot;</mo> <mfrac> <mrow> <mi>&Delta;</mi> <mi>c</mi> </mrow> <mrow> <mi>&Delta;</mi> <mi>p</mi> </mrow> </mfrac> <mi>z</mi> <mi>e</mi> </mrow>

其中,zb表示所述透鏡單元的主平面和所述虛擬像素之間的光學距離;ze表示所述透鏡單元的所述主平面和所述光束聚焦點之間的光學距離;Δc表示所述準直光束的反向延長線彼此相交處的多個相交點的間距;Δp表示彼此相鄰的所述光束聚焦點之間的光學距離;以及N表示所述光束聚焦點的數量。

5.根據權利要求1~4中任何一項所述的圖像顯示裝置,其中:

所述透鏡單元是包括準直光學系統的準直光學系統陣列,

所述準直光學系統陣列被放置在比清晰視覺的距離更靠近所述觀看者的瞳孔的位置處,以及

所述虛擬像素是被虛擬地放置在比清晰視覺的距離更遠離所述觀看者的瞳孔的位置處的光源陣列。

6.根據權利要求5所述的圖像顯示裝置,其中所述準直光學系統陣列被放置在比屈光標度中的15屈光度更靠近所述觀看者的瞳孔的位置處。

7.根據權利要求1~6中任何一項所述的圖像顯示裝置,其中在所述虛擬像素中包括的多個光源的間距與所述準直光束的所述反向延長線的多個相交點的間距一致。

8.根據權利要求1~7中任何一項所述的圖像顯示裝置,其中所述透鏡單元包括遮光的遮光構件。

9.根據權利要求1~8中任何一項所述的圖像顯示裝置,其中:

所述瞳孔中的點是所述準直光束彼此相交處的多個光束聚焦點,以及

以下的式子成立:

<mrow> <mfrac> <mrow> <mi>z</mi> <mi>e</mi> </mrow> <mrow> <mi>&Delta;</mi> <mi>p</mi> </mrow> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>z</mi> <mi>m</mi> </mrow> <mrow> <mi>&Delta;</mi> <mi>d</mi> </mrow> </mfrac> </mrow>

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其中ze表示所述透鏡單元的主平面和所述光束聚焦點之間的光學距離;zm表示所述透鏡單元的所述主平面和所述圖像調制單元之間的光學距離;Δp表示彼此相鄰的所述光束聚焦點之間的光學距離;Δl表示所述透鏡單元的透鏡間距;Δd表示所述圖像調制單元的像素間距;以及N表示所述光束聚焦點的數量。

10.根據權利要求9所述的圖像顯示裝置,其中以下的式子成立:

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其中za表示所述透鏡單元的所述主平面與每個包括所述準直光束的所述反向延長線彼此相交處的多個相交點的多個平面中的一個平面之間的光學距離;m和n表示自然數。

11.根據權利要求9或10所述的圖像顯示裝置,其中以下的式子成立:

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其中Δc表示所述準直光束的所述反向延長線彼此相交處的多個相交點的間距;m和n表示自然數;以及μ表示自然數m和n的最大公因數。

12.根據權利要求1~3中任何一項所述的圖像顯示裝置,進一步包含:

虛擬像素的光源;

透鏡單元;以及

控制單元,被配置成僅對通過觀看者的有效瞳孔區域的光束執行反向光束追蹤;

其中所述控制單元提供用于向被放置在所述光束和所述圖像調制單元彼此相交的位置處的像素發射光的亮度。

13.根據權利要求12所述的圖像顯示裝置,進一步包含儲存單元,被配置成預先地將反向光束追蹤的結果儲存為數據轉換表,其中所述控制單元在使得所述圖像調制單元調制所述光束時參考所述數據轉換表。

14.根據權利要求12或13所述的圖像顯示裝置,其中所述有效瞳孔區域被設置為在以與所述觀看者的所述瞳孔的表面相同的表面上的所述瞳孔的中心為中心的圓的內部的區域。

15.根據權利要求12或13所述的圖像顯示裝置,其中所述有效瞳孔區域被設置為在以所述觀看者的眼球的旋轉中心為中心的球體的內部的區域。

16.根據權利要求1~15中任何一項所述的圖像顯示裝置,進一步包含:

檢測單元,被配置成檢測所述觀看者的所述瞳孔的位置;以及

圖像處理單元,被配置成基于由所述檢測單元檢測到的所述瞳孔的位置來產生圖像數據。

17.根據權利要求16所述的圖像顯示裝置,進一步包含設置單元,被配置成依據由所述檢測單元檢測到的所述瞳孔的位置來設置有效瞳孔區域的位置,其中圖像處理單元基于所述有效瞳孔區域的位置來調整光的亮度分布。

18.一種圖像顯示系統,其特征在于,包含:

根據權利要求1~17中任何一項所述的圖像顯示裝置;以及

圖像信息供應裝置,被配置成向所述圖像顯示裝置供應圖像信息。

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