具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，平板10沿着与入射光束A垂直的方向顺时针偏转了角度θ，并且平板10的厚度为t，平板10的折射率为n，当入射光束A穿过平板10后，根据折射定律，原本按照B方向前进的光束，由于平板10的折射沿着C方向前进，以此实现了Δy的光束偏移，入射光束A被偏折的偏移量Δy为：

因此通过调整Δy、θ以及t的数值，可以实现像素的定量偏移。根据上述原理，可以使用一个不同位置具有不同厚度和/或折射率的轮子来实现XPR功能，如图2所示，一个可沿轴105转动的转盘101划分为第一区域102和第二区域106，所述第一区域102和所述第二区域106分别具有不同折射率n₁和n₂，并且与光线的波前平面角度为θ₁，所述第一区域102和所述第二区域106分别具有不同的厚度t₁和t₂，其中，100为从空间光调制器出射到轮子的光线，如图2(a)所示，光线100通过厚度为t₁的第一区域102后，形成的偏移量Δy₁为：

当转盘101转动到第二区域106，如图2(b)所示，光线100通过厚度为t2的第二区域106后，形成的偏移量Δy₂为：

综上，当使用一个平板转轮结构实现XPR功能时，由于光线会反复交替经过不同厚度或/和不同折射率的平板区域，此时光线会反复偏移到两个位置，实现了时序上产生不同的像素偏移，基于此，原始分辨率可以得到拓展和增加，即实现了XPR功能。

但是，已知光线经过厚度为t、折射率为n的平板时，由于平板的折射作用，会导致出射光线反向得到的虚像位置相对于光源位置产生位移，当发光点对应的光束的入射角度比较小时，由于sin(θ)＝θ，产生的位移量可表示为Δs＝t-t/n。

由此可知，当使用一个具有不同厚度或/和不同折射率的多个平板区域的平板转轮结构来实现对光线的不同偏移时，会导致所形成的虚像位置不同，如果光束还需要经过一个镜头成像，并且镜头的后焦深比较短，虚像位置不同会导致无法同时让XPR的不同子帧画面同时形成清晰锐利的像，限制了转动式XPR器件的使用场景。

本申请基于转动式XPR装置，针对现有转动式XPR的实施方案存在固有的成像位差，通过组合设置一补偿轮解决转动式XPR在使用时由于偏移轮的多个偏移区域的厚度或折射率不同，使得出射的光束所产生的虚像不能位于同一水平/竖直面上造成的虚像位置出现变化的问题，补偿轮具有与偏移区域匹配的补偿区域，由于补偿区域的存在能够补偿各个偏移区域之间的差异所导致的位置差，使得所有从偏移区域出射的光束在经过相应的补偿区域后形成的虚像都位于同一水平/竖直面上，从而达到消除成像位差的效果，从而保证了转动式XPR的成像清晰度及质量。请参阅图3，图3是本申请提供的扩展像素分辨率的装置一实施例的结构示意图，扩展像素分辨率的装置30包括：驱动器31、偏移轮32以及补偿轮33。

驱动器31与偏移轮32以及补偿轮33连接，其用于驱动偏移轮32以及补偿轮33转动；具体地，驱动器31可在接收到控制指令后，驱动偏移轮32与补偿轮33按照预设的转速同步旋转，驱动器31可同时驱动偏移轮32与补偿轮33，或者驱动器31包括两个驱动设备，一个驱动设备驱动偏移轮32，另一个驱动设备驱动补偿轮33。

偏移轮32用于接收入射光束，具体地，如图4所示，偏移轮32可以为折射率为n的透明塑料平板或者折射率大于空气的其他透明材质，其包括多个偏移区域321，每个偏移区域321的厚度和/或折射率不同，偏移区域321的数量并不仅限于图4所示的4个，可根据具体的需要进行设置。

补偿轮33设置于偏移轮32的出射光路上，其用于接收偏移轮32出射的光束；具体地，如图5示，补偿轮33包括多个补偿区域331，每个补偿区域331的厚度和/或折射率不同，补偿区域331的数量并不仅限于图5所示的4个，可根据具体的需要进行设置。偏移区域321与补偿区域331对应设置，偏移区域321的数量与补偿区域331的数量匹配，偏移轮32与补偿轮33同步转动，即偏移轮32与补偿轮32的转速相同；入射光束依次经过偏移轮32与补偿轮33后，在竖直方向上偏移预设的偏移量，入射光束依次经过偏移区域321与相应的补偿区域331后产生的虚像位置差相同，该虚像位置差为从每个补偿区域331出射的光束所形成的虚像与产生入射光束的光源之间的水平距离。

请参阅图6-图7，图6是本申请提供的扩展像素分辨率的装置一种实施例的结构示意图，本实施例中偏移轮61的旋转轴与垂直方向之间的角度为第一预设角，补偿轮62的旋转轴与垂直方向之间的角度为第二预设角。

多个偏移区域的折射率或厚度沿偏移轮61的旋转方向单调变化，以在旋转周期内依次将入射光束偏移第一预设偏移量；多个补偿区域的折射率或厚度沿补偿轮62的旋转方向单调变化。

进一步地，多个偏移区域包括第一偏移区域611与第二偏移区域612，多个补偿区域包括第一补偿区域621与第二补偿区域622。入射光束A依次经过偏移轮61与补偿轮62，偏移轮61与补偿轮62的旋转同步，使得两个轮子的两个区域始终保持一致，即入射光束A经过第一偏移区域611后需穿过第一补偿区域621，而入射光束A经过第二偏移区域612后需穿过第二补偿区域622。

在一具体的实施例中，补偿轮62用于在旋转周期内依次将偏移轮61出射光束偏移第二预设偏移量，发光点A1、发光点A2对应的光束依次经过其中一偏移区域与对应补偿区域产生的预设的偏移量等于第一预设偏移量与第二预设偏移量之和，具体地，当发光点对应的光束的入射角度比较小时，由于sin(θ)＝θ，此时发光点A1对应入射光束依次经过第一偏移区域611与第一补偿区域621后产生的第一偏移量为：

入射光束依次经过第二偏移区域612与第二补偿区域622后产生的第二偏移量为：

其中，θ为第一预设角，θ’为第二预设角，t₁与n₁分别为第一偏移区域611的厚度与折射率，t₂与n₂分别为第二偏移区域612的厚度与折射率，t₁'与n₁'分别为第一补偿区域621的厚度与折射率，t'₂与n'₂分别为第二补偿区域622的厚度与折射率。

参阅图7，图7为使用单个偏移轮以及本实施例扩展像素分辨率的装置所形成的虚像位置示意图。如图7(a)所示，在使用单个偏移轮实现XPR功能时，光束经过偏移轮不同区域所形成虚像位置并不位于同一竖直平面上。也就是说，由于光束会经过不同厚度或不同折射率的偏移区域，在实现了光束的不同偏移时，也会导致所成的虚像位置不同。

如图7(b)所示，在使用本实施例扩展像素分辨率的装置实现XPR功能时，发光点A1入射光束依次经过第一偏移区域611与第一补偿区域621后出射的光束所形成的虚像记作B1，虚像B1的位置相对于发光点A1位置产生的第一位置差为：

发光点A2入射光束依次经过第二偏移区域612与第二补偿区域622后出射的光束所形成的虚像记作B2，虚像B2的位置相对于发光点A2产生的第二位置差为：

其中，要满足实现XPR功能要求第一偏移量与第二偏移量不相等，而满足虚线位置不改变要求第一位置差与第二位置差相等，通过方程可以发现，只要第一预设角θ与第二预设角θ'不同，就可以保证在Δs1＝Δs2的情况下，满足Δx1与Δx2不相同，即不改变虚像位置的前提下，实现XPR功能。

在另一具体的实施例中，如图8所示，第二预设角为0°，即补偿轮62的转动轴与竖直方向完全一致；第一偏移量等于第一预设偏移量，即补偿轮62对从偏移轮61出射的光束不进行偏移；第一偏移区域611与第二补偿区域622的厚度相同，第一偏移区域611与第二补偿区域622的折射率相同，第二偏移区域612与第一补偿区域621的厚度相同，第二偏移区域612与第一补偿区域621的折射率相同，即偏移轮61和补偿轮62是相同的轮子，仅转动轴的角度上存在差别。

入射光束A穿过偏移轮61后得到了光束B，不同的偏移区域使得入射的光束具有不同的偏移量，也具有不同的虚像位置，光束B进一步穿过补偿轮62，由于补偿轮62的旋转轴完全水平，因此光束B经过补偿轮62后未发生偏移，仅改变了所形成的虚像的位置；入射的光束在经过偏移轮61和补偿轮62的两个区域时，由于经过的区域都是一厚一薄，折射率相匹配的两个区域，因此虚像的位置一致，而由于补偿轮62不对光束产生额外的偏移，因此光束穿过不同区域时产生的偏移量不同。本实施例使用两个轮子来实现对入射光束的偏移，两个轮子的厚度、折射率以及转动轴与垂直方向的夹角不同，可以在虚像位置保持不变的前提下实现像素扩展功能。

可以理解的，也可以设置第二预设角为0°，即偏移轮的转动轴与垂直方向完全一致；预设的偏移量等于第二预设偏移量，即偏移轮对入射光束不进行偏移；与上述实施例相同，偏移轮和补偿轮是相同的轮子，仅转动轴的角度上存在差别。入射光束穿过偏移轮后未产生偏移，出射光束进一步穿过补偿轮，不同的补偿区域使得入射的光束具有不同的偏移量，但由于入射的光束在经过偏移轮和补偿轮的两个区域时，经过的区域都是一厚一薄，折射率相匹配的两个区域，因此虚像的位置一致，可以在虚像位置保持不变的前提下实现像素扩展功能。

请参阅图9，图9是本申请提供的投影显示系统一实施例的结构示意图，投影显示系统90包括：光源91与扩展像素分辨率的装置92，光源91用于产生投影光束；扩展像素分辨率的装置92设置于光源91的出射光路上，其用于对投影光束进行扩展，扩展像素分辨率的装置92为上述实施例中的扩展像素分辨率的装置。

本实施例中的投影显示系统90使用修正了成像位差的扩展像素分辨率的装置92，在保证了低成本的同时，实现了更高的显示分辨率，投影显示系统90可以应用在3LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)显示系统以及LCOS(Liquid Crystal onSilicon，液晶附硅)显示系统中，以实现像素拓展。

以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。