【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有正确的单目深度线索的近眼顺序光场投影仪
本专利技术涉及一种用于将虚像投影到用户的眼睛、已经优化了单目深度线索(cue)的光场投影仪。本专利技术此外涉及一种包括所述光场投影仪的增强现实设备。
技术介绍
常规的三维(3D)显示器和投影仪主要通过双目线索来提供所投影的图像中的深度的幻象,并且在具有运动追踪能力的头戴式显示器和近眼投影仪的情况中,还有运动线索。典型地也存在另一次要深度线索。立体3D显示器和投影仪向观看者的每只眼睛递送图像,所述图像对应于如从每只眼睛的不同视点所见到的3D场景的图像,并且如果可能的话,根据观看者头部的运动来改变图像以便在人工生成的3D场景中模仿他改变的视点。在常规3D显示器和投影仪中,双目和运动深度线索通常与单目深度线索冲突,所述单目深度线索诸如眼睛适应以及由于有限的场深度而相关联的图像模糊。眼睛包含可变的晶状体,所述可变的晶状体在实际世界中必须聚焦在所观察的对象的距离上,以便将其锐利的图像投影到眼睛视网膜上。另一距离中的对象失焦并且其在视网膜上的像是模糊的。然而,常规的3D显示器和投影仪使用扫描激光射束或具有几乎为零的孔径光阑的光场从平面屏幕或通过直接的视网膜投影向每只眼睛提供图像。前者需要眼睛聚焦在光学系统中的平面屏幕的光学图像的距离上。此处并且在下文中,术语“光学图像”意指如通过光学系统所见的对象的视在定位。平面屏幕上所显示的图画要么全部锐利,要么在它们中已经存在模糊,并且不能利用眼睛适应来去掉模糊。当眼睛聚焦在除了显示的光学图像的距离之外的任何其它距离上的时候,所显示的图画的视网膜图像是模糊的。视网膜投影在视网膜上创建所投 ...
【技术保护点】
1.一种用于将近眼投影的图像投影到用户眼睛的光场投影仪,包括:光源(28),其包括被配置用于顺序地发射多个入射光场(38、40)的多个照明点光(34、36);空间光调制器(30),其被配置用于提供源图像序列;所述空间光调制器(30)此外被配置用于根据源图像来调制入射光场(38、40)中的每一个,诸如用于顺序地投影多个针孔孔径光场(16、18),每个针孔孔径光场(16、18)承载来自源图像的光场分量;其中每个顺序投影的针孔孔径光场(16、18)形成交叉虚拟针孔(20、22),通过所述交叉虚拟针孔能够看到来自源图像的分量,每个虚拟针孔(20、22)具有通过照明点光(34、36)的大小被确定的孔径光阑并且相对于彼此在空间上移位,所述近眼投影的图像通过所述多个虚拟针孔(20、22)被看到。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.15 US 62/4223731.一种用于将近眼投影的图像投影到用户眼睛的光场投影仪,包括:光源(28),其包括被配置用于顺序地发射多个入射光场(38、40)的多个照明点光(34、36);空间光调制器(30),其被配置用于提供源图像序列;所述空间光调制器(30)此外被配置用于根据源图像来调制入射光场(38、40)中的每一个,诸如用于顺序地投影多个针孔孔径光场(16、18),每个针孔孔径光场(16、18)承载来自源图像的光场分量;其中每个顺序投影的针孔孔径光场(16、18)形成交叉虚拟针孔(20、22),通过所述交叉虚拟针孔能够看到来自源图像的分量,每个虚拟针孔(20、22)具有通过照明点光(34、36)的大小被确定的孔径光阑并且相对于彼此在空间上移位,所述近眼投影的图像通过所述多个虚拟针孔(20、22)被看到。2.根据权利要求1所述的光场投影仪,其中所述多个顺序投影的针孔孔径光场(16、18)形成交叉宽孔径光场(26)。3.根据权利要求2所述的光场投影仪,其中所述宽孔径光场(26)具有如下孔径光阑,所述孔径光阑通过照明点光(34、36)的大小被确定,并且足够大使得所述多个顺序投影的针孔孔径光场(16、18)能够至少部分地进入用户的眼睛瞳孔(10)。4.根据权利要求3所述的光场投影仪,其中宽孔径光场(26)的出射瞳的直径在5mm和100mm之间。5.根据权利要求1至4中任一项所述的光场投影仪,包括光学设备(32),所述光学设备(32)被配置用于将来自光源(28)的所述多个入射光场(38、40)引导到空间光调制器(30),并且用于在空间光调制器(30)与宽孔径光场(26)之间引导针孔孔径光场(16、18)。6.根据权利要求1至4中任一项所述的光场投影仪,其中所述空间光调制器(30)包括快速反射型空间光调制器、数字微镜件设备、或硅上的铁电液晶。7.根据权利要求1至5中任一项所述的光场投影仪,包括显示控制电子电路(88),其被配置用于在空间光调制器(30)上产生源图像(110、112)的序列。8.根据权利要求1至6中任一项所述的光场投影仪,包括照明控制电子电路(90),其被配置用于提供信号来用于控制所述多个照明点光(34、36)。9.根据权利要求1至7中任一项所述的光场投影仪,其中光源(28)的所述多个照明点光(34、36)被布置在一维、二维或三维阵列中。10.根据权利要求7和8所述的光场投影仪,其中所述照明控制电子电路(90)被配置用于根据时间序列函数来照射所述多个点光(34、36)的子集。11.根据权利要求4至9中任一项所述的光场投影仪,其中所述光学设备(32)包括准直器(42),所述准直器(42)被配置用于将入射光场(38、40)变换成平面波。12.根据权利要求4至10中任一项所述的光场投影仪,其中所述光学设备(32)包括第一光学元件(44),所述第一光学元件(44)被配置用于反射具有比全反射角更大的反射角的针孔孔径光场(16、18)。13.根据权利要求4至11中任一项所述的光场投影仪,其中所述光学设备(32)此外在空间光调制器(30)与宽孔径光场(26)之间包括傅里叶滤光器(54)。14.根据权利要求4至12中任一项所述的光场投影仪,其中所述光学设备(32)此外包括凸透镜(52),所述凸透镜(52)被配置用于执行所反射的针孔孔径光场(16、18)的光学傅里叶变换。15.根据权利要求4至13中任一项所述的光场投影仪,其中所述光学设备(32)此外包括第二光学元件(46),所述第二光学元件(46)被配置用于将所反射的针孔孔径光场(16、18)集中在宽孔径光场(26)内。16.根据权利要求1至14中任一项所述的光场投影仪,其中所述源图像包括单色颤动像,其包括多个像素,亮像素的密度确定亮度。17.一种用于由用户佩戴的增强现实设备,包括根据权利要求1至16中任一项所述的光场投影仪;其中所述点光源(28)与空间光调制器(30)被布置使得当增强现实设备被佩戴的时候针孔孔径光场(16、18)沿着用户的至少一只眼睛(132)的视轴(172)被投影,诸如抵达眼睛视网膜(24)。18.根据权利要求17所述的增强现实设备,其中当由用户佩戴的时候,点光源(28)和空间光调制器(30)被布置在眼睛(132)的视场外;并且其中所述光场投影仪包括镜件(58、59),所述镜件被配置用于沿着视轴(172)反射针孔孔径光场(16、18)。19.根据权利要求18所述的增强现实设备,其中镜件(58、59)被包括在透明眼镜(64、134)的表面上,或被嵌入在透明眼镜(64、134)的内部...
【专利技术属性】
技术研发人员:T斯路卡,
申请(专利权)人:见真实三维股份有限公司,
类型:发明
国别省市:瑞士,CH
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