一种全息波导显示设备亮度自适应调节系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114296243A(43)申请公布日2022.04.08(21)申请号202210050111.8(22)申请日2022.01.17(71)申请人东南大学地址211102江苏省南京市江宁区东南大学路2号(72)发明人张宇宁刘状丁进(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249代理人秦秋星(51)Int.Cl.G02B27/01(2006.01)G02B6/00(2006.01)G09G5/10(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种全息波导显示设备亮度自适应调节系统及方法(57)摘要本发明公开了一种全息波导显示设备亮度自适应调节系统及方法，目的是让全息波导显示设备可根据环境的光照来自动的调节微像源的亮度。包括五个功能模块：计算机控制模块、驱动调节模块、微像源显示模块、光波导传输模块以及环境光采集模块。视频信号由所述计算机控制模块提供，再通过所述驱动调节模块来控制传输，而后点亮所述微像源显示模块，所述微像源显示模块的光信息再经由所述光波导传输模块最后传输到人眼，完成显示。所述环境光采集模块负责采集环境的照度信息传输给所述驱动调节模块来改变所述微像源显示模块的亮度。同时，为了所述驱动调节模块能够准确地根据照度信息来改变亮度，需要做一个“显示亮度‑环境照度”对应关系标定的实验。CN114296243ACN114296243A权利要求书1/2页1.一种全息波导显示设备亮度自适应调节系统，其特征在于，包括计算机控制模块、驱动调节模块、微像源显示模块、光波导传输模块以及环境光采集模块；所述计算机控制模块用来提供控制信号以及视频信号给微像源；所述驱动调节模块用来点亮微像源以及改变微像源的显示参数；所述微像源显示模块用来产生光信息给所述光波导传输模块；所述光波导传输模块用来传输微像源的光来实现AR显示；所述环境光采集模块用来采集环境光的照度信息并实时地反馈给所述驱动调节模块，让其根据照度信息来调整所述微像源显示模块的亮度。2.根据权利要求1所述的一种全息波导显示设备亮度自适应调节系统，其特征在于，所述驱动调节模块包括解码芯片以及MCU。3.根据权利要求1所述的一种全息波导显示设备亮度自适应调节系统，其特征在于，所述微像源显示模块包括微型的显示器以及驱动电路。4.根据权利要求1所述的一种全息波导显示设备亮度自适应调节系统，其特征在于，所述光波导传输模块包括全息波导片以及准直透镜。5.根据权利要求4所述的一种全息波导显示设备亮度自适应调节系统，其特征在于，所述波导片包括入耦合光栅、玻璃基板以及出耦合光栅。6.根据权利要求1所述的一种全息波导显示设备亮度自适应调节系统，其特征在于，所述环境光采集模块为光照度传感器。7.基于权利要求1‑6任一所述调节系统的一种全息波导显示设备亮度自适应调节方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、确定全息波导显示设备的整体规格以及特征参数；步骤S2、根据确定好的整体规格以及特征参数确定所述调节系统的各个模块的选型；步骤S3、选型后，首先从硬件电路上将所述计算机控制模块、驱动调节模块以及微像源显示模块连接起来，随后将软件驱动代码烧录到MCU里面，即可完成初步点亮所述微像源显示模块的工作；步骤S4、将步骤S3中已经点亮的所述微型显示器和所述光波导传输模块结合起来，使所述微像源显示模块的光经过所述光波导传输模块之后到达人眼，实现AR显示；步骤S5、将环境光采集模块嵌入步骤S1‑S4搭建成的全息波导显示设备；所述环境光采集模块和所述驱动调节模块中的所述MCU实现通信来传输光照度的信息，所述MCU将照度信息传输到所述计算机控制模块来实现照度信息的显示；最后将所得照度信息与标准照度计的结果进行对比，以此来对所述环境光采集模块进行照度数据的矫正；步骤S6、进行视觉感知的主观实验，获取显示亮度以及环境照度之间的“显示亮度‑环境照度”对应关系；步骤S7、将显示亮度与环境照度的对应关系存入MCU并采用系数微调。8.根据权利要求7所述的一种全息波导显示设备亮度自适应调节方法，其特征在于，步骤S6的具体步骤包括：步骤S6.1：建立显示亮度L以及环境照度E之间的关系：L＝K′lnE+L0(2)式中，K’为一常数，L0表示环境光照度为0时的显示亮度；具体的K’和L0待实验获取，将K’以及L0取作合适的值，画出两者的对应曲线；2CN114296243A权利要求书2/2页步骤S6.2：进行视觉感知的主观实验，设置一定的照度变化梯度并让被试在每一个照度条件下调节整个设备的显示亮度，然后挑选出最低亮度、合适亮度以及最高亮度并记录数据；步骤S6.3：分段设计环境照度的梯度，统计在各种环境照度下第50百分位(P50)的最低亮度、适