近眼顯示的調制方法以及投影設備技術

本申請公開了一種近眼顯示的調制方法以及投影設備，調制方法應用于圖像產生器，圖像產生器包含光源、空間光調制器和鏡頭，該調制方法包括：擴大光源的視場角，使得光源的波長滿足預設范圍并將滿足預設范圍的光源像素進行預調制得到標定圖像，以計算得到標定圖像的各個像素點的每個通道的衰減系數；將標定圖像輸入到空間光調制器上，根據衰減系數對標定圖像進行調整；將調整后的圖像輸入圖像組合器進行耦合波導，得到顏色和亮度均勻的近眼顯示輸出圖像。本申請通過提供一種調制方法，能夠在圖像產生器對光源進行預調制，使得產生的輸出圖像為一幅顏色和亮度均勻的近眼顯示圖像。圖像為一幅顏色和亮度均勻的近眼顯示圖像。圖像為一幅顏色和亮度均勻的近眼顯示圖像。

【技術實現步驟摘要】
近眼顯示的調制方法以及投影設備


[0001]本申請涉及光學調制
，特別是涉及一種近眼顯示的調制方 法以及投影設備。

技術介紹

[0002]目前，在投影系統的顯示技術中，可穿戴顯示系統可被實現在可穿 戴式耳機中，往往被布置在人眼的近距離內顯示圖像，以使顯示系統可 被用來使所需圖像對用戶可見。
[0003]一般，可穿戴頭戴式耳機有時被稱為頭戴式顯示器，并且配置有框 架，該框架具有適合放在用戶(例如穿戴者)鼻梁上的中央部分以及適合 放在用戶的耳朵上的左和右支撐延伸部，各光學組件被布置在框架中以 在用戶眼睛的幾厘米內顯示圖像。圖像可以是在顯示器(諸如微顯示器) 上的計算機生成的圖像。光學組件被布置成將在顯示器上生成的所需圖 像的光傳輸到用戶的眼睛以使圖像對用戶可見。
[0004]通常，在其上生成圖像的顯示器可以形成光引擎的一部分，使得圖 像本身生成可由光學組件引導以提供用戶可見的圖像的經準直光束，為 了維持圖像質量，光學組件中可采用波導結構，而波導結構可按各種方 式配置以減輕所傳送的光的失真，而波導結構對不同像素中的不同基色 的傳遞效率不同，往往導致眼眶顯示區域的輸出圖像顏色和亮度發生失 真，從而使得人眼所看到的圖片的顏色和亮度不均勻。

技術實現思路

[0005]本申請實施例的第一方面提供了一種近眼顯示的調制方法，調制方 法應用于圖像產生器，圖像產生器包含光源、空間光調制器和鏡頭，該 調制方法包括：擴大光源的視場角，使得光源的波長滿足預設范圍并將 滿足預設范圍的光源像素進行預調制得到標定圖像，以計算得到標定圖 像的各個像素點的每個通道的衰減系數；將標定圖像輸入到空間光調制 器上，根據衰減系數對標定圖像進行調整；將調整后的圖像輸入圖像組 合器進行耦合波導，得到顏色和亮度均勻的近眼顯示輸出圖像。
[0006]本申請實施例的第二方面還提供了一種投影設備，該投影設備采用 如第一方面的調制方法。
[0007]本申請的有益效果是：本申請通過提供一種近眼顯示的調制方法， 將滿足預設范圍的光源像素進行預調制得到標定圖像，并計算得到標定 圖像的各個像素點的每個通道的衰減系數，空間光調制器根據衰減系數 對標定圖像進行調整，使得經過圖像組合器進行耦合波導，從而使得產 生的輸出圖像為一幅顏色和亮度均勻的近眼顯示圖像。
附圖說明
[0008]為了更清楚地說明本申請實施例中的技術方案，下面將對實施例描 述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖 僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出 創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得
其他的附圖。
[0009]圖1是本申請近眼顯示光學模組的結構示意圖；
[0010]圖2是本申請光線在波導中傳遞第一臨界條件的結構示意圖；
[0011]圖3是本申請光線在波導中傳遞第二臨界條件的結構示意圖；
[0012]圖4是本申請圖像光的波長范圍與臨界條件的示意圖；
[0013]圖5是本申請使用寬譜光源來提高波導可容納的視場角范圍示意圖；
[0014]圖6是本申請近眼顯示的調制方法的一實施例的流程示意圖；
[0015]圖7是本申請針對第一像素三基色亮度預調制的示意圖；
[0016]圖8是本申請針對第二像素三基色亮度預調制的示意圖；
[0017]圖9是本申請經調整后的圖像的光點在圖像組合器中的一具體實施 例的流程示意圖；
[0018]圖10是本申請實施例提供一投影設備的結構示意圖。
具體實施方式
[0019]以下描述中，為了說明而不是為了限定，提出了諸如特定系統結構、 技術之類的具體細節，以便透徹理解本申請實施例。然而，本領域的技 術人員應當清楚，在沒有這些具體細節的其它實施例中也可以實現本申 請。在其它情況中，省略對眾所周知的系統、裝置、電路以及方法的詳 細說明，以免不必要的細節妨礙本申請的描述。
[0020]應當理解，當在本說明書和所附權利要求書中使用時，術語“包括
”?
指示所描述特征、整體、步驟、操作、元素和/或組件的存在，但并不排 除一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元素、組件和/或其集合的 存在或添加。
[0021]還應當理解，在此本申請說明書中所使用的術語僅僅是出于描述特 定實施例的目的而并不意在限制本申請。如在本申請說明書和所附權利 要求書中所使用的那樣，除非上下文清楚地指明其它情況，否則單數形 式的“一”、“一個”及“該”意在包括復數形式。
[0022]還應當進一步理解，在本申請說明書和所附權利要求書中使用的術 語“和/或”是指相關聯列出的項中的一個或多個的任何組合以及所有可 能組合，并且包括這些組合。
[0023]如在本說明書和所附權利要求書中所使用的那樣，術語“如果”可 以依據上下文被解釋為“當...時”或“一旦”或“響應于確定”或“響 應于檢測到”。類似地，短語“如果確定”或“如果檢測到[所描述條件 或事件]”可以依據上下文被解釋為意指“一旦確定”或“響應于確定
”?
或“一旦檢測到[所描述條件或事件]”或“響應于檢測到[所描述條件或 事件]”。
[0024]為了說明本申請的調制方法，請首先參閱圖1，圖1是本申請近眼 顯示光學模組的結構示意圖；如圖1所示，光學模組整體由兩個部分組 成，包括圖像產生器1和圖像組合器2。其中圖像產生器1又包括光源 11、空間光調制器(Spatial Light Modulator，SLM)12和鏡頭13；圖像 組合器2可以但不限于衍射光波導。圖像發生器1產生的圖像經過圖像 組合器2的耦入光柵發生偏折，在波導中發生全反射，并向耦出區傳遞， 在經過耦出區時，經過耦出光柵再次發生衍射，光線偏折后進入人眼3， 從而實現近眼顯示的功能。
[0025]進一步，請參閱圖2，圖2是本申請光線在波導中傳遞第一臨界條 件的結構示意圖；當基底折射率一定的情況下，不同波長的光線以相同 的角度打到同一耦入光柵上時，
其在波導內偏轉的角度不同，若要能夠 在波導中傳播，需要滿足以下兩個條件，第一個條件是光線偏轉后的角 度能夠在波導內部發生全反射，第二個條件是在當前耦入光柵21的周 期下，能夠發生衍射耦入波導22。下面示圖中為說明方便，只示出了第 一衍射級次。如圖2所示，假設耦入光柵21的周期為d且光柵方向垂 直于紙面，波導22的折射率為n，光線耦入角度為θ
1011
，通過光柵方 程和全反射定律可得式(1)：
[0026]λ
01
＞d(sinθ
1011
?
1)
??????
(1)
[0027]其中λ
01
為光線能夠在波導22中傳播的第一臨界波長，圖2示出了 耦入角度為1011，光線101和光線102的波長滿足λ
101
<λ
01
<λ
102
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種近眼顯示的調制方法，其特征在于，所述調制方法應用于圖像產生器，所述圖像產生器包含光源、空間光調制器和鏡頭，所述方法包括：擴大所述光源的視場角，使得所述光源的波長滿足預設范圍并將滿足所述預設范圍的光源像素進行預調制得到標定圖像，以計算得到所述標定圖像的各個像素點的每個通道的衰減系數；將所述標定圖像輸入到所述空間光調制器上，根據所述衰減系數對所述標定圖像進行調整；將調整后的圖像輸入圖像組合器進行耦合波導，得到顏色和亮度均勻的近眼顯示輸出圖像。2.根據權利要求1所述的調制方法，其特征在于，所述計算得到所述標定圖像的各個像素點的每個通道的衰減系數，包括：通過調制算法，計算得到所述標定圖像的各個像素點的紅、綠、藍通道的衰減系數，其中，所述衰減系數至少包括亮衰系數以及色坐標衰減系數。3.根據權利要求2所述的調制方法，其特征在于，所述調制算法至少包括正則化方法、伴隨矩陣法以及LU分解法。4.根據權利要求1所述的調制方法，其特征在于，所述光源的波長的預設范圍為：λ
01
＝d(sinθ
1011
?
1)<λ
in
<d(n
?
sinθ
1012
)＝λ
02
其中，λ
01
表示所述光源的第一像素點的第一波長，θ
1011
表示第一像素點輸入所述圖像組合器的入射角，λ
02
表示所述光源的第二像素點的第二波長，θ
1012
表示第二像素點輸入所述圖像組合器的入射角，所述第一波長小于所述第二波長，d表示所述圖像組合器的光柵周期，n表示所述第一像素點與所述第二像素點之間的像素。5.根據權利要求4述的調制方法，其特征在于，所述將所述標定圖像輸入到所述空間光調制器上，根據所述衰減系數對所述標定圖像進行調整，包括：所述空間光調制器對所述第一像素點進行調制，得到所述第一像素點對應幀的顏色三刺激值表達式為：其中，k
a
?
111
表示所述第一像素點的亮度...

【專利技術屬性】
技術研發人員：嚴子深，趙鵬，亓新波，李屹，
申請(專利權)人：深圳光峰科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：