3D显示组件制造技术

本申请提供了一种3D显示组件。该3D显示组件包括：显示单元，包括至少两个像素组，各像素组均包括多个像素行，各像素行包括多个依次间隔排列的子像素；空间光调制单元，设置在显示单元的一侧，空间光调制单元利用调制模块将多个像素组发出的光调制到不同的预定区域中，各预定区域位于空间光调制单元的远离显示单元的一侧，且至少两个像素组对应的预定区域在第一方向上不重合，第一方向为从显示单元指向空间光调制单元的方向；视景分离单元，设置在空间光调制单元的远离显示单元的一侧，且各预定区域位于视景分离单元与空间光调制单元之间。本申请的3D显示组件能够提升观看自由度，并且增加景深。

3D display components

This application provides a 3D display component. The 3D display module comprises a display unit, including at least two pixel groups, each pixel group including a plurality of pixel rows, each pixel row including a plurality of sub-pixels arranged in sequence at intervals; a spatial light modulation unit, set at one side of the display unit, and a spatial light modulation unit, using a modulation module, modulates light emitted by a plurality of pixel groups. To different predetermined areas, each predetermined area is located at a side far from the display unit of the spatial light modulation unit, and the predetermined area corresponding to at least two pixel groups does not coincide in the first direction, the first direction is from the display unit to the direction of the spatial light modulation unit, and the scene separation unit is arranged in the spatial light modulation unit. The element is far from one side of the display unit, and each predetermined area is located between the scene separation unit and the spatial light modulation unit. The 3D display component of this application can enhance viewing freedom and increase depth of field.

【技术实现步骤摘要】
3D显示组件
本申请涉及3D显示领域，具体而言，涉及一种3D显示组件。
技术介绍
传统的3D显示技术由于缺乏足够的深度线索，从而引起视觉疲劳。人们感知深度信息通常通过四个因素：会聚、双目视差、运动视差和聚焦。传统的3D显示技术包括眼镜式双目视差显示、裸眼式双目视差显示和多视点显示，这些显示技术由于运动视差不足，导致无法实现真实的3D观看效果。传统的3D显示技术通过在人的左右眼形成不同的视差图像而产生3D显示效果，当人眼观看3D图像时，由晶状体调节产生的聚焦(accomodation)深度一直固定的显示屏上，而由眼部运动产生的会聚(vergence)深度会随着3D物体的空间位置而变化，这就导致聚焦深度与会聚深度不一致，引起视觉辐辏调节冲突问题(accommodation-vergenceconflict)。多视点显示技术由于视点间距通常设计成两眼间距离或此距离的一半，只有当眼睛移动到下一个可视区时，视网膜图像才会变化，这导致运动视差不连续，所以无法实现真实的3D观看效果。为解决传统3D显示技术中视觉辐辏调节冲突问题，实现真实的3D观看效果，日本东京大学的研究人员提出了超多视点显示技术。所谓超多视点(supermulti-view)显示技术，即可产生密集的可视区(视点)。所谓密集，即相邻可视区(视点)间距小于人眼瞳孔直径，如图1所示，该显示组件包括显示单元01与视景分离单元02，显示单元01显示的图像经过视景分离元件02入射到人的左眼03与右眼04中，并且至少两个以上的可视区(视点)同时进入单个眼睛的瞳孔，因此有两个以上的光线通过空间中3D图像的某一点(即聚焦点06)并同时进入到单个瞳孔，这样观看者可聚焦于空间中3D图像的这一点而不再像传统3D显示技术中只能聚焦在显示屏上，从而解决了传统3D显示技术的视觉辐辏调节冲突问题。由于可视区(视点)间距小于瞳孔直径，所以当人眼移动时，视网膜图像的变化也是平滑无跳跃的，所以超多视点显示可提供连续的运动视差，实现真实的3D观看效果，该显示组件中人眼看到物体的虚像05。虽然超多视点显示技术可很好的解决视觉辐辏调节冲突问题，然而此技术的缺点在于观看自由度不高，所形成的景深太小，分辨率也较低。根据其原型机参数，可视区只能固定在距显示屏350mm的范围，根据其它参数如像素间距为12.75um，柱镜焦距为1.7mm，面板距离透镜间距为1.72mm，可计算出其景深约25mm。
技术实现思路
本申请的主要目的在于提供一种3D显示组件，以解决现有技术中的超多视点显示技术的观看自由度不高，形成的景深太小的问题。为了实现上述目的，本申请提供了一种3D显示组件，该3D显示组件包括：显示单元，包括至少两个像素组，各上述像素组均包括多个像素行，各上述像素行包括多个依次间隔排列的子像素；空间光调制单元，设置在上述显示单元的一侧，上述空间光调制单元利用调制模块将多个上述像素组发出的光调制到不同的预定区域中，各上述预定区域位于上述空间光调制单元的远离上述显示单元的一侧，且至少两个上述像素组对应的上述预定区域在第一方向上不重合，上述第一方向为从上述显示单元指向上述空间光调制单元的方向；视景分离单元，设置在上述空间光调制单元的远离上述显示单元的一侧，且各上述预定区域位于上述视景分离单元与上述空间光调制单元之间。进一步地，上述空间光调制单元包括至少两个调制模块，各上述调制模块用于将对应的一个或多个上述像素组发出的光调制到对应的上述预定区域中。进一步地，任意一个上述像素组中的任意相邻的两个上述像素行的间隔相同，各上述间隔中设置有其他上述像素组中的上述像素行且各上述间隔中的上述像素行的个数相同。进一步地，上述显示单元中，任意相邻的两个上述像素行之间的间距为L，各上述像素行中任意相邻的两个上述子像素的间距为W，L＝3W。进一步地，上述显示单元中，任意相邻的上述像素行之间的间距为L，各上述像素行中任意相邻的两个上述子像素的间距为W，L＝W。进一步地，上述显示单元包括三个上述像素组，分别是第一像素组、第二像素组与第三像素组，上述第一像素组中的上述像素行为第一像素行，上述第二像素组中的上述像素行为第二像素行，上述第三像素组中的上述像素行为第三像素行，任意相邻的两个上述第一像素行的间隔中设置有一个上述第二像素行与一个上述第三像素行。进一步地，任意相邻的两个上述第一像素行为像素组成不同的上述像素行，相互相邻且依次排列的上述第一像素行、上述第二像素行与上述第三像素行为像素组成相同的上述像素行。进一步地，上述空间光调制单元包括三个上述调制模块，三个上述调制模块一一对应将三个上述像素组发出的光调制到三个上述预定区域中，三个上述预定区域在上述第一方向上间隔设置。进一步地，上述调制模块包括透镜阵列式调制模块和/或光栅阵列式调制模块。进一步地，上述调制模块为折射率可调的调制模块。进一步地，上述视景分离单元为折射率可调的视景分离单元。应用本申请的技术方案，显示单元中包括多个像素组，通过空间光调制单元将不同的像素组发出的光调制到不同的预定区域，从而在空间光调制单元与视景分离单元之间形成多个虚拟显示屏，且多个虚拟显示屏在第一方向上不重合，多个不同位置虚拟显示屏的图像光经过视景分离单元后，形成与视景分离单元距离不同的高密度视点可视区，增加了观看者的观看自由度，并且还可以增加场景的景深。具体地：不同虚拟显示屏的图像光经过视景分离单元后，在不同距离位置处形成对应高密度视点可视区，多个虚拟显示屏组合从而提高了垂直方向的观看自由度，且每个可视区均保持高密度视点显示，增强了3D显示效果。对于增大景深功能：不同虚拟显示屏的图像光经过视景分离单元后，在不同距离位置处形成对应的立体显示图像，多个虚拟显示屏组合从而形成大景深光场显示，可增大观看场景的景深。对于裸眼显示类型，此方案可搭配人眼追踪技术，通过实时追踪人眼的位置，控制对应像素发光，使得仅在人双眼位置范围处形成高密度视点显示，即视点间距小于人眼瞳孔直径的显示，使得至少有两个视点同时进入瞳孔。通过搭配人眼追踪技术可降低对显示窗口分辨率的要求。对于近眼显示类型，由于人眼相对于屏幕位置是固定的，所以无需搭配人眼追踪技术即可在双眼范围实现高密度视点显示，该装置可用于AR或者VR领域。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1示出了现有技术中的一种显示组件的光路图；图2示出了本申请的一种实施例提供的3D显示组件的结构以及其光路的示意图；图3示出了本申请的一种实施例提供的显示单元的结构示意图；图4示出了本申请的另一种实施例提供的显示单元的结构示意图；图5示出了图2中的显示单元的结构示意图；图6示出了图5所示的显示单元以及对应的空间光调制单元的结构示意图；图7示出了图2所示的3D显示组件以及其的成像的示意图；图8示出了本申请的实施例1的3D显示组件的结构以及其光路的示意图；图9示出了实施例2的3D显示组件的结构以及其光路的示意图；图10示出了实施例3的3D显示组件的结构以及其光路的示意图；图11示出了本申请的实施例4的3D显示组件的结构以及其成像的示意图；图12示出了本申请的实施例2的3D显示组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D显示组件，其特征在于，所述3D显示组件包括：显示单元(1)，包括至少两个像素组(11)，各所述像素组(11)均包括多个像素行(110)，各所述像素行(110)包括多个依次间隔排列的子像素；空间光调制单元(2)，设置在所述显示单元(1)的一侧，所述空间光调制单元(2)利用调制模块(20)将多个所述像素组(11)发出的光调制到不同的预定区域(10)中，各所述预定区域(10)位于所述空间光调制单元(2)的远离所述显示单元(1)的一侧，且至少两个所述像素组(11)对应的所述预定区域(10)在第一方向上不重合，所述第一方向为从所述显示单元(1)指向所述空间光调制单元(2)的方向；以及视景分离单元(3)，设置在所述空间光调制单元(2)的远离所述显示单元(1)的一侧，且各所述预定区域(10)位于所述视景分离单元(3)与所述空间光调制单元(2)之间。

【技术特征摘要】
1.一种3D显示组件，其特征在于，所述3D显示组件包括：显示单元(1)，包括至少两个像素组(11)，各所述像素组(11)均包括多个像素行(110)，各所述像素行(110)包括多个依次间隔排列的子像素；空间光调制单元(2)，设置在所述显示单元(1)的一侧，所述空间光调制单元(2)利用调制模块(20)将多个所述像素组(11)发出的光调制到不同的预定区域(10)中，各所述预定区域(10)位于所述空间光调制单元(2)的远离所述显示单元(1)的一侧，且至少两个所述像素组(11)对应的所述预定区域(10)在第一方向上不重合，所述第一方向为从所述显示单元(1)指向所述空间光调制单元(2)的方向；以及视景分离单元(3)，设置在所述空间光调制单元(2)的远离所述显示单元(1)的一侧，且各所述预定区域(10)位于所述视景分离单元(3)与所述空间光调制单元(2)之间。2.根据权利要求1所述的3D显示组件，其特征在于，所述空间光调制单元(2)包括至少两个所述调制模块(20)，各所述调制模块(20)用于将对应的一个或多个所述像素组(11)发出的光调制到对应的所述预定区域(10)中。3.根据权利要求2所述的3D显示组件，其特征在于，任意一个所述像素组(11)中的任意相邻的两个所述像素行(110)的间隔相同，各所述间隔中设置有其他所述像素组(11)中的所述像素行(110)且各所述间隔中的所述像素行(110)的个数相同。4.根据权利要求3所述的3D显示组件，其特征在于，所述显示单元(1)中，任意相邻的两个所述像素行(110)之间的间距为L，各所述像素行(110)中任意相邻的两个所述子像素的间距为W，L＝3W。5.根据权利要求3所述的3D显示...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴雪梅，薛翰聪，王晓雷，
申请(专利权)人：张家港康得新光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32