[实用新型]裸眼增强现实显示装置

说明书

本实用新型涉及一种裸眼增强现实显示装置，包括：光源，用于提供多视角图像；3D光场屏，用于对多视角图像中的图像像素进行位相调制后在空间中形成点阵、线阵或面阵的3D光场观察区域，获得裸眼3D显示；3D光场屏包括至少一个位相板，位相板上设有像素式纳米光栅；六轴调整装置，用于对3D光场屏进行六轴调整，以使像素式纳米光栅与图像像素相匹配，其包括CCD实时监控系统和六轴调整屏幕框。该显示装置通过位相板将光源提供的近平行光进行光场变换，在空间中形成点阵、线阵或面阵的3D光场观察区域，获得裸眼3D显示。既能实现无图像串扰、无视觉疲劳、宽视角、高衍射效率的显示要求，又能提高装置的光能利用率，使3D光场屏的亮度增加。

技术领域

本实用新型涉及一种裸眼增强现实显示装置，属于光学显示技术领域。

背景技术

由于受图像分辨率较低和易产生视觉疲劳等问题的制约，基于视差原理的裸眼3D显示一直未能真正进入消费电子领域。增强现实技术(Augmented Reality，简称AR)，是1990年提出的一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的技术，把原本在现实世界很难体验到的实体信息(视觉、触觉等)，通过电脑等科学技术，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。可以结合真实和虚拟世界，创造新的可视化环境，在军事、医疗、教育、游戏和生活等重要领域有着广泛的应用前景。相比于当前热门的AR等增强现实方案，融合了自由立体显示技术的增强现实系统可以一定程度上减少由于辅助式设备带来的负重等，给观看者提供更好的舒适度。

中国专利CN201610108401.8提供了一种基于液晶光栅的裸眼3D增强现实的装置。将视障屏覆盖在液晶显示LCD表面，视障屏将不同视角图像实现空间角度分离。理论上，由于鬼影和杂散光难以消除，在人眼观察3D图像时，易引起视觉疲劳。同时由于上述方法对光线不能实现任意的调控。受杂散光的影响，通常视角间隔设置较大，视角不连贯，无法实现无跳跃的裸眼3D显示效果。该专利将透明液晶代替传统的液晶，达到裸眼3D和增强现实的效果，同样存在以上缺点。

中国专利CN201710631326.8提供了一种人眼追踪的裸眼3D增强现实装置，其主要是利用基于微透镜阵列的裸眼3D显示终端结合半透半反镜达到增强现实的效果，但其视场角较小，且仅限于单人观察。

中国专利CN201610034105.8和CN201510778086.5，分别提出了一种投影式裸眼3D显示装置和一种利用彩色滤光片实现的裸眼3D显示装置，其核心为利用像素式纳米光栅结构实现光场相位调制。特点为，相比于视障法与微柱透镜法，可消除杂散光和鬼影的影响，视角间隔可设计成很小，形成较连续视差效果，观察时无跳跃感。因此在视场角范围内，3D体验效果佳。然而，彩色滤光片、RGB像素空间分离都使得光能利用率降低，最终导致屏幕上图像亮度下降，且制备工艺复杂。

为了能在实际应用中达到无串扰，无视觉疲劳，宽视角，高衍射效率的显示要求，本专利在上述专利基础上提出了一种纳米结构空间复用的位相板，将该位相板与激光投影技术结合可得到裸眼3D光场显示的增强现实装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种裸眼增强现实显示装置，其既能实现无图像串扰、无视觉疲劳、宽视角、高衍射效率的显示要求，又能提高装置的光能利用率，使3D光场屏的亮度增加。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种裸眼增强现实显示装置，包括：

光源，用于提供多视角图像；

3D光场屏，用于对所述多视角图像中的图像像素进行位相调制后在空间中形成点阵、线阵或面阵的3D光场观察区域，获得裸眼3D显示；所述3D光场屏包括至少一个位相板，所述位相板上设有像素式纳米光栅；

六轴调整装置，用于对所述3D光场屏进行六轴调整，以使所述像素式纳米光栅与所述图像像素相匹配，所述六轴调整装置包括CCD实时监控系统和六轴调整屏幕框。