[發(fā)明專利]一種光場顯示裝置及其顯示方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010002513.1 | 申請日： | 2020-01-02 |
| 公開（公告）號： | CN111045213B | 公開（公告）日： | 2022-06-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 洪濤 | 申請（專利權(quán)）人： | 京東方科技集團股份有限公司 |
| 主分類號： | G02B27/01 | 分類號： | G02B27/01;G02B27/28 |
| 代理公司： | 北京同達(dá)信恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291 | 代理人： | 潘平 |
| 地址： | 100015 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 顯示裝置 及其 顯示 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種光場顯示裝置及其顯示方法，其中，系統(tǒng)控制元件，用于根據(jù)視線追蹤元件得到的三維位置信息，控制圖像渲染元件按照設(shè)定時序?qū)︼@示圖像進(jìn)行渲染，以使顯示圖像符合人眼聚焦平面的視覺效果，以及控制焦距調(diào)節(jié)元件按照設(shè)定時序調(diào)節(jié)焦距；每個顯示周期對應(yīng)的設(shè)定時序的總時長小于人眼的刷新時間；顯示元件，用于出射攜帶渲染后的顯示圖像的圖像信息的光線；焦距調(diào)節(jié)元件，用于將顯示元件出射的光線射向投影鏡頭；投影鏡頭，用于將焦距調(diào)節(jié)元件出射的光線投射至光學(xué)元件；光學(xué)元件，用于將投影鏡頭投射的光線射向人眼。通過在一定深度范圍內(nèi)多個成像面的聚焦調(diào)節(jié)，呈現(xiàn)自然的3D圖像，避免了人眼長期觀看產(chǎn)生的眼睛疲勞和眩暈。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種光場顯示裝置及其顯示方法。
背景技術(shù)
在目前的近眼顯示領(lǐng)域中，用戶在佩戴近眼顯示設(shè)備時，所顯示的三維(3D)物體是通過向用戶的左右眼分別顯示不同的圖像，形成的立體視覺，由于基于雙眼立體視覺的3D顯示存在輻輳調(diào)節(jié)沖突的問題，如圖1所示，人眼在觀看真實世界中的物體時，人眼的聚焦距離與輻輳距離一致，如圖2所示，人眼在觀看顯示屏?xí)r，人眼的聚焦距離為人眼與顯示屏之間的距離，而人眼的輻輳距離為人眼與3D顯示的虛像之間的距離，從圖2可以明顯看出，人眼的聚焦距離與輻輳距離相差較大，使得用戶長時間佩戴近眼顯示設(shè)備時會造成眼睛的疲勞和眩暈，這是立體顯示中亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種光場顯示裝置及其顯示方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的用戶長時間佩戴近眼顯示設(shè)備時會造成眼睛的疲勞和眩暈的問題。
第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種光場顯示裝置，包括：視線追蹤元件，圖像渲染元件，顯示元件，位于所述顯示元件出光面一側(cè)的焦距調(diào)節(jié)元件，位于所述焦距調(diào)節(jié)元件的光學(xué)路徑上的投影鏡頭，位于所述投影鏡頭的光學(xué)路徑上的光學(xué)元件，以及系統(tǒng)控制元件；
所述視線追蹤元件，用于檢測人眼注視點的三維位置信息；
所述系統(tǒng)控制元件，用于根據(jù)所述視線追蹤元件得到的三維位置信息，控制所述圖像渲染元件按照設(shè)定時序?qū)︼@示圖像進(jìn)行渲染，以使顯示圖像符合人眼聚焦平面的視覺效果，以及控制所述焦距調(diào)節(jié)元件按照設(shè)定時序調(diào)節(jié)焦距；每個顯示周期對應(yīng)的設(shè)定時序的總時長小于人眼的刷新時間；
所述顯示元件，用于出射攜帶渲染后的顯示圖像的圖像信息的光線；
所述焦距調(diào)節(jié)元件，用于將所述顯示元件出射的光線射向所述投影鏡頭；
所述投影鏡頭，用于將所述焦距調(diào)節(jié)元件出射的光線投射至所述光學(xué)元件；
所述光學(xué)元件，用于將所述投影鏡頭投射的光線射向人眼。
在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述光場顯示裝置中，所述光學(xué)元件，包括：偏振分光元件，相位延遲片和反射元件；
所述偏振分光元件，用于將所述投影鏡頭投射的光線射向所述相位延遲片，并將所述相位延遲片出射的光線射向人眼；
所述相位延遲片，用于將所述偏振分光元件出射的光線射向所述反射元件，并將所述反射元件反射的光線射向所述偏振分光元件。
在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述光場顯示裝置中，所述顯示元件發(fā)出的光線為自然光；
所述相位延遲片，包括：位于所述偏振分光元件在第一方向上的一側(cè)的第一相位延遲片，以及位于所述偏振分光元件在第二方向上的一側(cè)的第二相位延遲片；
所述反射元件，包括：位于所述偏振分光元件在第一方向上的一側(cè)的第一反射元件，以及位于所述偏振分光元件在第二方向上的一側(cè)的第二反射元件；第二方向為不同與第一方向的方向；
所述第一反射元件和所述第二反射元件具有相同的光焦度，且所述第一反射元件和所述第二反射元件相對于所述偏振分光元件對稱設(shè)置；
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