[发明专利]逆反射屏幕、显示系统和显示图像的方法

说明书

本公开内容提供了通过使用透明或半透明RR材料、利用投影仪和逆反射(RR)屏幕的来实现显示系统的显著改进的系统和方法。本公开内容的一方面提供了用于优化RR材料的光学属性以实现期望的光学透明度参数的方法。本公开内容的另一方面提供了用于柔性的透明和半透明RR显示系统的特定用例的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年8月3日提交的美国临时申请号62/370,687、于2016年8月3日提交的62/370,690和于2016年8月26日提交的62/380,313的优先权和权益，所述申请的全部内容通过引用而并入于此。

技术领域

本申请一般涉及显示器，更特别地涉及逆反射显示器和基于同样的逆反射显示器的系统和方法。

背景技术

当前现有技术水平的、显示立体或三维(3D)内容的增强现实(AR)和虚拟现实(VR)系统通常需要针对每个用户进行头戴式设备(HMD)的物理校准和物理调整，以便考虑不同的瞳孔间距(IPD)以及与每个用户相关的其他尺寸差异。需要这些调整是由于诸如透镜等光学元件可能位于用户眼睛与显示表面之间。若没有物理校准，则光学元件和显示表面将不处于适当的位置，这可能导致较差的视觉质量和较差的用户体验。然而，这种物理调整要求干扰了理想且简单的用户体验，并且使AR/VR系统容易受到由于不正确调整和校准引起的不良视觉的影响。

当前现有技术水平的显示系统一般包括平板显示器或基于投影仪的显示器。平板显示器一般基于液晶显示器(LCD)像素，并且具有基于发光二极管(LED)背光或基于等离子体的屏幕。在这些显示系统中，由于若干考虑，难以获得在宽度上显著大于80英寸的屏幕大小。对于平板显示器，随着屏幕大小增大的成本的非线性增加以及高功耗能够以典型的消费者价格点将屏幕大小限制到80英寸以下。对于基于投影的显示器，许多因素限制了屏幕大小增加，这些因素包括：屏幕亮度降低、功耗增加、投影仪大小增大和投影仪噪声。另外，对于这些类型的显示系统，在显示系统中实现透明度或半透明度通常在技术上不可行，或者是极其昂贵的。

已经提出了替代的显示系统，来使用逆反射(RR)显示表面以允许具有高亮度水平的、增加的显示器尺寸。当前现有技术水平的逆反射材料是不透明的薄片，该薄片将光反射回光源。这种系统的典型用途是交通安全和安保。用于交通目的的逆反射薄片包括标志、沥青反射器、可穿戴设备和汽车。典型的光源来自汽车和摩托车前灯。用于安保目的的逆反射薄片包括：警告标识、方向标识。典型的光源包括飞机、船和汽车。此外，当前现有技术水平的逆反射系统未将逆反射材料设计成半透明或透明的。

发明内容

已经提出了替代的AR/VR系统，其使用HMD投影仪系统结合逆反射(RR)显示表面。在这种类型的显示系统中，在用户的面部或眼睛附近没有光学元件或显示表面。利用这种类型的显示系统，基于非物理的、实时软件(S/W)的方法针对不同的IPD、头部尺寸和投影仪/屏幕/一个或多个用户定位进行调整和校准成为可能。

本公开内容提供了解决需要物理调整的HMD系统的各种限制的、具有物理调整和/或物理校准特性的显示系统和方法。本公开内容的显示系统可以包括投影仪和逆反射屏幕，其可以提供优于当前可用的其他系统的各种非限制性益处。例如，本公开内容的系统可以提供沉浸式多玩家游戏体验。再例如，本公开内容的系统提供了定制的、用于广告或其他应用的大面积显示器，其中使多个用户(在一些情况下同时)观察唯一的媒体流可以是有益的。又例如，本公开内容的显示系统可以允许多个观看者(在一些情况下同时)观看同一屏幕上的单独的定制图像或视频流，以及允许裸眼3D沉浸式观看能力。

本公开内容提供了利用投影仪和逆反射屏幕的显示系统。这样的显示系统包括与逆反射屏幕以及观看者距投影仪的距离相结合的投影仪，使得观察角很小，在一些情况下小于约10度、5度、4度、3度、2度或1度。这样的系统还将具有某种跟踪观看者的位置和/或朝向的方法，包括在许多情况下观看者的头部位置和朝向。