显示单元和用于操作显示单元的方法技术

一种显示单元(1)，包括具有多个像素(110)的像素矩阵(11)和至少一个具有屈光力的折射光学元件(12)，其中像素(110)被设置成发射具有可定义的颜色和强度的光，由像素矩阵(11)发射的光穿过折射光学元件(12)，并且屈光力是可调的。调的。调的。

【技术实现步骤摘要】
显示单元和用于操作显示单元的方法


[0001]本专利技术涉及显示
，特别地涉及显示单元以及用于操作显示单元的方法。

技术介绍

[0002]大多数现有的立体显示器存在调节会聚冲突：呈现精确的双目视差(支持在任何点上的会聚)，但是仅允许观看者调节在显示表面上。结果，内容被限制在靠近表面的“舒适区”，减轻了调节—会聚冲突。因此，这些传统显示单元作为立体显示单元的应用受到限制，并且传统显示器不能实现头戴式真实光场显示。

技术实现思路

[0003]一方面，本公开提供了一种显示单元，包括具有多个像素的像素矩阵和至少一个具有屈光力的折射光学元件，其中像素被设置成发射具有可定义的颜色和强度的光，由像素矩阵发射的光穿过折射光学元件，并且屈光力是可调的。
[0004]另一方面，本公开提供了一种用于操作显示单元的方法，其中，显示单元包括具有多个像素的像素矩阵和至少一个折射光学元件，其中折射光学元件具有可调的屈光力，所述方法包括以下步骤：a)以振荡方式调节折射光焦度；以及b)当屈光力在专用范围内时，在可定义的时间跨度内将像素从关断状态切换到接通状态，其中像素在接通状态下发射可定义的颜色和强度的光，而像素在关断状态下不发光。
[0005]在本文的任何地方出现的，将单个可分离特征的替代方案设置为“实施例”的情况，应当理解，这样的替代方案可以自由地组合以形成本文公开的本专利技术的离散实施例。
[0006]通过以下实施例和附图进一步说明本专利技术，从中可以得出其他实施方案和优点。这些实施例旨在说明本专利技术，而不是限制其范围。
附图说明
[0007]图1、2、3和4以截面图示出了显示单元的示例性实施例；
[0008]图5、6和7以俯视图展示显示单元的折射元件的示范性实施例。
[0009]在附图中相同的或相同作用的元件具有相同的附图标记。附图和附图中所示的元件彼此之间的比例不应被认为是按比例的。相反，为了更好地示出和/或更好的可理解性，各个元件的尺寸可能被夸大。
具体实施方式
[0010]这里描述的显示单元被设置为描绘静态和/或运动图片。特别地，显示单元被设置成使得能够立体地呈现静态和/或运动图片。例如，显示单元被设置成生成所显示的图片的三维印象。
[0011]显示单元包括具有多个像素的像素矩阵。像素被设置成发射可定义的颜色和强度的光。可定义的颜色和强度可以借助于加法混色来产生。特别地，每个像素包括多个LED，其
被设置成发射不同波长范围的光。可通过混合像素的多个LED的光来限定可定义的色彩和强度。特别地，LED可以是micro
‑
LED。
[0012]显示单元包括至少一个具有折射光焦度的折射光学元件。由像素矩阵发射的光的至少一些穿过折射光学元件。折射光焦度是可调的。因此，可以有意地改变折射光学元件的至少一个特性，这导致折射光焦度的改变。
[0013]显示单元包括具有多个像素的像素矩阵和具有屈光力的至少一个折射光学元件，其中屈光力是可调的。像素被设置成发射具有可定义的颜色和强度的光。由像素矩阵发射的光穿过折射光学元件。
[0014]这里描述的显示单元利用了这样的思想，即，借助于折射光学元件可以改变像素的感知距离，其中可以调节所述光学元件的屈光力。
[0015]有利地，包括具有可调光焦度的折射光学元件的显示单元使得折射光学元件，特别是透镜，沿光轴的移动是多余的。因此，折射光学元件能够实现特别紧凑的显示单元。这种显示单元非常适合于在头戴式显示单元中的应用，因为避免了由于透镜的移动而引起的振动和噪声。
[0016]根据显示单元的一个实施例，折射光学元件是可调透镜或可调透镜阵列。可调透镜或者可调透镜阵列的每个透镜包括恰好一个可调表面或者恰好两个可调表面，其中通过改变可调表面或者多个可调表面的曲率，可以调节屈光力。可调表面可以是两种液体之间的界面。可替代地，可调表面可以是柔性膜的表面。特别地，可调透镜或可调透镜阵列包括填充有液体的容器。在至少一侧上，容器可由柔性膜界定。特别地，容器在两个相对侧上被柔性膜限制。
[0017]通过改变液体的压力，可以改变折射光焦度。例如，液体的压力借助于一个透镜整形器或多个透镜整形器而改变。透镜整形器被推动抵靠膜，从而容器中的液体压力增加，且可调表面的曲率改变。有利地，可调透镜或可调透镜阵列使得能够快速且高效地调节光焦度。
[0018]根据一个实施例，像素被设置在第一平面中，透镜阵列的透镜被设置在第二平面中。透镜阵列的透镜被设置在假想重复六边形线图案的角点处，在假想重复矩形线图案的角点处或沿着假想同心圆图案的线。
[0019]特别地，像素矩阵可以包括多个像素元件，其中每个像素元件包括多个像素。每个像素元件被设置成显示要借助于显示单元描绘的图像的子域。每个显示元件可以被分配给可调透镜阵列的一个或多个透镜。因此，由每个显示元件发射的光穿过分配给显示元件的可调透镜。
[0020]根据显示单元的一个实施例，光学元件的屈光力可在
‑
40屈光度至+30屈光度的范围内调节。
[0021]根据一个实施例，光学元件的屈光力是可调的，具有为像素矩阵的刷新率的至少50％的显示频率。优选地，光学元件的显示频率至少是像素矩阵的刷新率的100％。例如，显示频率至少为45Hz，优选至少为60Hz，特别优选90Hz或高度优选120Hz。
[0022]特别地，光学元件被设置成以至少2屈光度，特别地至少10屈光度，优选地至少20屈光度的峰到峰幅度来调节具有所述显示频率的光焦度。
[0023]根据一个实施例，像素被设置为在接通状态中发射可定义的颜色和强度的光，且
像素在关断状态中不发射光。像素被设置成在可定义的时间跨度内切换到接通状态，同时光学元件的屈光力处于指定范围内，且屈光力以显示频率调节。例如，可定义的时间跨度是这样的时间跨度，其中光学元件的屈光力改变小于一个屈光度，特别是小于0.5屈光度，同时屈光力以显示频率调节。特别地，可定义的时间跨度小于一毫秒，特别地小于400微秒。
[0024]根据一个实施例，显示单元是虚拟现实显示器，特别是头戴式虚拟现实显示单元。显示单元可以被设置成放置在距用户眼睛小于50mm、优选地小于20mm、非常优选地小于10mm的距离处。特别地，显示单元包括两个像素矩阵和两个折射光学元件。每个像素矩阵被分配给一个折射光学元件。折射光学元件的光焦度可以单独地调节。例如，显示单元具有至少50
°
的视场，特别是至少70
°
，优选地至少150
°
。
[0025]还说明了一种用于操作显示单元的方法。特别地，这里描述的显示单元可以用该方法操作。这意味着，对于显示单元公开的所有特征也被公开用于该方法，反之亦然。
[0026]用于操作显示单元的方法涉及一种显示单元，该显示单元包括具有多个像素的像素矩阵和至少一个折射光学元件，其中折射光学元件具有可调屈光力。该方法包括以下步骤：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种显示单元(1)，包括具有多个像素(110)的像素矩阵(11)、和至少一个具有屈光力的折射光学元件(12)，其中所述像素(110)被设置成发射具有可定义的颜色和强度的光，由所述像素矩阵(11)发射的光穿过所述折射光学元件(12)，且所述屈光力是可调的。2.根据权利要求1所述的显示单元(1)，其中所述折射光学元件(12)是可调透镜(120)或可调透镜阵列，所述可调透镜(120)、或者所述可调透镜阵列中的每个透镜(120)，包括恰好一个可调表面(122)或者恰好两个可调表面(122)，其中所述屈光力是，通过改变一个或多个所述可调表面(122)的曲率，可调的。3.根据权利要求2所述的显示单元(1)，其中所述像素(110)被设置在第一平面中，所述透镜阵列的透镜(120)被设置在第二平面中，以及所述透镜(120)被设置在假想重复六边形线图案的角点处、在假想重复矩形线图案的角点处、或沿着假想同心圆图案的线。4.根据权利要求1或2所述的显示单元(1)，其中，所述光学元件的屈光力可以在
‑
40屈光度至+30屈光度的范围内调节。5.根据权利要求1或2所述的显示单元(1)，其中，所述光学元件(11)的屈光力可以以至少45Hz，优选地至少60Hz的显示频率来调节。6.根据权利要求5所述的显示单元(1)，其中所述像素(110)被设置成在接通状态中发射可定义的颜色和强度的光，且所述像素在关断状态中不发射光，所述像素(110)被...

【专利技术属性】
技术研发人员：曼纽尔，
申请(专利权)人：奥普托图尼股份公司，
类型：发明
国别省市：