具有时间复用的视觉显示器制造技术

通过生成一系列部分实像来显示给定图像，每个部分实像表示给定图像的一部分并且一起表示所述给定图像，并且部分实像中的至少一些部分实像占据交叠的位置。接连地对部分实像进行成像，以形成从眼睛位置可视的子图像。子图像在空间和时间上组合，以形成从眼睛位置可视的虚像，使得不同部分实像的所述交叠部分形成虚像的不同部分。部分实像可以显示在数字或其它显示器上，并且由光学通道进行成像，每个光学通道使用一个或多个小透镜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有时间复用的视觉显示器对相关申请的交叉引用本申请要求共同专利技术并受让的于2015年1月21日提交的美国临时专利申请No.62/105,905和于2015年8月21日提交的No.62/208,235的权益，这两个申请的标题都是“ImmersiveCompactDisplayGlasses”。这两个申请都通过引用整体上并入本文。本申请涉及于2015年5月28日公布的标题为“Immersivecompactdisplayglasses”的共同专利技术并受让的国际专利申请WO2015/077718，其通过引用整体上并入本文。
本申请涉及视觉显示器，尤其涉及头戴式显示器技术。
技术介绍
1.参考文献：于2015年5月28日公布的标题为“Immersivecompactdisplayglasses”的WO2015/077718，其被共同专利技术并受让PCT/US2014/067149，以下称为“PCT1”。A.Brückner等人，Thinwafer-levelcameralensesinspiredbyinsectcompoundeyes，Opt.Exp.第18卷，第14期(2010)(“Brückner2010”)。A.Brückner，“MicroopticalMultiApertureImagingSystem”博士论文FriedrichSchiller大学，德国耶拿，2011http://www.db-thueringen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-24992/br％C3％BCckner/dissertation_a_brueckner_Multi_Aperture_Imaging_Systems_2011_12_22.pdf("Brückner2011“)D.Cheng等人，Designofawide-angle,lightweighthead-mounteddisplayusingfree-formopticstiling，Opt.Lett.36，2098-2100(2011)(“Cheng2011”)。C.Chinnock，WhyCountingRGBsub-pixelsisn’ttheBestWaytoMeasureResolution，InsightMediaDisplayIntelligence(3MorganAve.Norwalk，CT06581USA)，2015年11月13日。http://www.insightmedia.info/insight-media-releases-new-white-paper-on-sub-pixel-rendering-and-resolution/(“Chinnock2015”)J.Duparré和R.NovelOptics/MicroOpticsforMiniatureImagingSystems，Proc.SPIE6196，PhotonicsinMultimedia，619607(2006年4月21日)；doi:10.1117/12.662757(“Duparré2006”)。D.Fattal、Z.Peng、T.Tran、S.Vo、M.Fiorentino、J.Brug和R.G.Beausoleil，“Amulti-directionalbacklightforawide-angle,glasses-freethree-dimensionaldisplay”，Nature，第495卷，7441，第348-351页，2013.DOI：10.1038/nature11972(“Fattal2013”)F.Heide、D.Lanman、D.Reddy、J.Kautz、K.Pulli、D.Luebke，CascadedDisplays:SpatiotemporalSuperresolutionusingOffsetPixelLayersdoi:10.1145/2601097.2601120(“Heide2014”)F.Huang、K.Chen、G.Wetzstein。“TheLightFieldStereoscope:ImmersiveComputerGraphicsviaFactoredNear-EyeLightFieldDisplayswithFocusCues”，ACMSIGGRAPH(TransactionsonGraphics33，5)，2015(“Huang2015”)S.Liu和H.Hua，“Time-multiplexeddual-focalplanehead-mounteddisplaywithaliquidlens”，Opt.Lett.34，1642-1644(2009)(“Liu2009”)。P.Llull、N.Bedard、W.Wu、I.K.Berkner和N.BarramDesignandoptimizationofanear-eyemultifocaldisplaysystemforaugmentedrealitydoi:10.1364/AOMS.2015.JTH3A.5(“Llull2015)A.Maimone、R.Chen、H.Fuchs、R.Raskar、G.Wetzstein。“WideFieldofViewCompressiveLightFieldDisplayusingaMultilayerArchitectureandTrackedViewers”，JournaloftheSocietyforInformationDisplay，2015(“Maimone2015”)J.E.Melzer，OvercomingtheFieldofView:ResolutionInvariantinHeadMountedDisplays，SPIE第3362期，1998(“Meltzer1998”)JohnR.Moore；NeilA.Dodgson；AdrianR.L.Travis和StewartR.Lang，Time-multiplexedcolorautostereoscopicdisplay，Proc.SPIE2653，StereoscopicDisplaysandVirtualRealitySystemsIII，10(1996年4月10日)；doi:10.1117/12.237418(“Moore1996”)。AShilov，“ToshibaDevelopsHigh-Speed,High-ContrastActiveShutter3DGlasses”，http://www.xbitlabs.com/news/monitors/display/20100519223434_Toshiba_Develops_High_Speed_High_Contrast_Active_Shutter_3D_Glasses.html，05/19/2010(“Shilov2010“)G.Wetzstein、D.Lanman、M.Hirsch、R.Raskar，Tensordisplays:compressivelightfieldsynthesisusingmultilayerdisplay本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示设备，包括：显示器，可操作以生成实像；以及光学系统，包括多个光学通道，每个光学通道包括一个或多个小透镜，被布置成通过每个小透镜将来自显示器的光投射到眼睛位置而从与该通道相关联的显示器上的一个或多个相应的部分实像生成一个或多个子图像；其中子图像组合，以形成从眼睛位置可视的虚像，使得不同的光学通道将显示器的同一部分成像到虚像的不同部分；包括光切换系统，允许光通过通道中的选定通道从显示器流到瞳孔范围，并且防止光通过通道中的其它选定通道从显示器流到瞳孔范围；以及其中光切换系统被布置成接连地打开光学通道，以允许光接连地流过光学通道，并且，在光学通道中的每一个光学通道打开时，显示器被布置成显示与该通道相关联的一个或多个相应的部分实像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.21 US 62/105,905;2015.08.21 US 62/208,2351.一种显示设备，包括：显示器，可操作以生成实像；以及光学系统，包括多个光学通道，每个光学通道包括一个或多个小透镜，被布置成通过每个小透镜将来自显示器的光投射到眼睛位置而从与该通道相关联的显示器上的一个或多个相应的部分实像生成一个或多个子图像；其中子图像组合，以形成从眼睛位置可视的虚像，使得不同的光学通道将显示器的同一部分成像到虚像的不同部分；包括光切换系统，允许光通过通道中的选定通道从显示器流到瞳孔范围，并且防止光通过通道中的其它选定通道从显示器流到瞳孔范围；以及其中光切换系统被布置成接连地打开光学通道，以允许光接连地流过光学通道，并且，在光学通道中的每一个光学通道打开时，显示器被布置成显示与该通道相关联的一个或多个相应的部分实像。2.如权利要求1所述的显示设备，其中所述部分实像中的至少一个部分实像基本上占据显示器的整个活动区域。3.如权利要求1所述的显示设备，其中所述部分实像中的至少两个部分实像占据显示器的非交叠部分，并且显示器被布置成显示那两个部分实像，并且同时作为单个光学通道打开光学系统的与所显示的部分实像的并集相关联的部分。4.如权利要求1所述的显示设备，其中光切换系统包括快门，快门可操作以选择性地防止光流过通道中的相关联的通道。5.如权利要求1所述的显示设备，其中光切换系统可操作以控制光流到显示器的选定部分或者从显示器的选定部分流出的方向。6.如权利要求1所述的显示设备，其中按重复的顺序循环地将每个通道布置成打开并且显示相应的一个或多个部分实像。7.如权利要求1所述的显示设备，其中至少一个通道包括并行的两个或更多个小透镜，所述两个或更多个小透镜将显示器的一个空间连续的部分成像到一个空间连续的虚拟子图像。8.如权利要求1所述的显示设备，还包括图像生成器，所述图像生成器可操作以接收输入图像，以生成各自被指派给显示器上的部分实像位置的部分输入图像，使得在显示所生成的部分输入图像作为所述部分实像时，对应的各子图像对准以形成输入图像的不间断虚像，其中部分实像位置中的至少一些部分实像位置交叠并包含在那些位置将不会在显示器上形成单个不间断图像的一部分的部分实像。9.如权利要求8所述的显示设备，其中：图像生成器可操作以接收输入视频，并且为输入视频的一系列图像中的每一个图像生成部分实像，每个部分实像在显示器上被定位成使得对应的子图像对准，以形成输入图像的不间断虚像；并且其中视频是通过接连地显示输入视频的图像而显示在显示设备上的，并且输入视频的每个图像是通过接连地显示输入视频的那个图像的部分实像而显示的。10.如权利要求1所述的显示设备，其中所有光学通道被对准，以将来自其相应子图像的光指向包括眼睛位置处的从21至27mm直径的假想球体的表面上的区域的瞳孔范围，所述瞳孔范围包含对着球体中心处的15度全角的圆。11.如权利要求1所述的显示设备，其中显示器是包括物体像素的数字显示器，其中物体像素被分组成连续像素的群集，每个群集形成部分实像并且与属于光学通道之一的相应小透镜相关联，其中，根据相应的光学通道中的哪个光学通道是活动的，至少一些物体像素在不同的时间属于多于一个群集。12.如权利要求1所述的显示设备，其中通过给定的小透镜落在所述瞳孔范围上的基本上所有成像光线来自相关联的部分实像，并且从相关联的部分实像落在所述瞳孔范围上的基本上所有所述成像光线通过相关联的小透镜。13.如权利要求1所述的显示设备，其中朝着瞳孔范围离开给定小透镜并且几乎来自虚像的任何一个位置的基本上所有成像光线是从相关联的部分实像的单个位置生成的。14.一种头戴装置，包括如权利要求1所述的显示设备，具有用于将显示设备定位在人的头部上的安装座，显示设备的眼睛位置与人的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·米纳诺，P·贝尼特斯，
申请(专利权)人：特塞兰德有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US