顯示裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種顯示裝置及方法。其中，顯示部件發(fā)出的光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)出射，其中，顯示部件和光學(xué)系統(tǒng)被配置為使得，從顯示部件發(fā)出且經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)調(diào)制后出射的出射光在眼睛的入瞳區(qū)的不同區(qū)域處實(shí)現(xiàn)不同策略的光場(chǎng)顯示。本發(fā)明的顯示裝置及方法可以根據(jù)眼睛的感光特性，將眼睛的入瞳區(qū)劃分為不同的視野區(qū)域，其中，不同的視野區(qū)域可以對(duì)應(yīng)于不同的光場(chǎng)顯示策略，由此可以在一定程度上降低光場(chǎng)顯示過程中的計(jì)算量由此。
【專利說明】
顯不裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種適用于虛擬現(xiàn)實(shí)(VR，Virtual Reality)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR，Augmented Reality)領(lǐng)域的顯示裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 人眼之所以能看出物體的三維效果，是因?yàn)槿说碾p眼之間存在一定距離，使得雙 眼看到的圖像之間有一定的視差，這種帶視差的圖像經(jīng)視網(wǎng)膜反饋至大腦皮層就使人產(chǎn)生 立體視覺。
[0003] 現(xiàn)有的三維顯示裝置大多是利用上述原理來產(chǎn)生立體感的，即分別為左眼和右眼 提供稍有差別的圖像，這些稍有差別的圖像經(jīng)視網(wǎng)膜反饋至大腦，從而欺騙大腦，令觀察者 產(chǎn)生3D的感覺。由于人為制造視差的方式所構(gòu)造的3D景象并不是真正的立體圖像，在觀看 這些3D景象時(shí)，人眼所感覺的圖像所在位置和圖像的實(shí)際位置(屏幕)不同，此時(shí)人眼會(huì)按 照感覺的圖像位置進(jìn)行調(diào)焦，由于圖像的實(shí)際位置在屏幕，因此調(diào)焦后會(huì)看不清圖像，此時(shí) 人眼需要再次調(diào)焦到屏幕，如此反復(fù)調(diào)節(jié)，造成視覺疲勞，降低用戶的觀看體驗(yàn)。
[0004] 事實(shí)上，人眼觀看真實(shí)物體時(shí)，感知的是物體發(fā)出的光場(chǎng)。這就意味著，如果能夠 在空間再現(xiàn)所要顯示的三維場(chǎng)景或三維物體的空間光場(chǎng)分布，就能很好地在空間再現(xiàn)該三 維場(chǎng)景或物體。
[0005] 通過顯示器和空間光調(diào)制器(Spatial Light Modulator，簡(jiǎn)稱SLM)可以調(diào)制出需 要顯示的三維物體的空間光場(chǎng)分布，可以解決現(xiàn)有的三維顯示技術(shù)的調(diào)節(jié)集合矛盾等問 題。
[0006] 但是，光場(chǎng)顯示的過程需要使用復(fù)雜的算法對(duì)顯示器和SLM的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，使得 算法復(fù)雜度較高，在應(yīng)用于AR/VR顯示時(shí)，由于三維畫面的切換速度較快，這無疑會(huì)進(jìn)一步 增加計(jì)算量。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本發(fā)明要解決的一個(gè)技術(shù)問題是提供一種顯示裝置及方法，其能夠在一定程度上 降低光場(chǎng)顯示過程中的計(jì)算量。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，公開了一種顯示裝置，其包括:顯示部件；以及光學(xué)系統(tǒng)， 顯示部件發(fā)出的光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)出射，其中，顯示部件和光學(xué)系統(tǒng)被配置為使得，從顯示部 件發(fā)出且經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)調(diào)制后出射的出射光在眼睛的入瞳區(qū)的不同區(qū)域處實(shí)現(xiàn)不同策略 的光場(chǎng)顯示。
[0009] 優(yōu)選地，該顯示裝置還可以包括:眼睛入瞳區(qū)劃分器，眼睛入瞳區(qū)劃分器根據(jù)眼睛 的視網(wǎng)膜的感光特性和/或眼睛的特定狀況，將眼睛的入瞳區(qū)劃分為多個(gè)區(qū)域，其中每個(gè)區(qū) 域?qū)?yīng)于不同的光場(chǎng)顯示策略。
[0010] 優(yōu)選地，眼睛入瞳區(qū)劃分器可以將入瞳區(qū)劃分為：中心視野區(qū)域，中心視野區(qū)域包 括與眼睛的黃斑區(qū)和/或掃視區(qū)域相對(duì)應(yīng)的顯示區(qū)域，并且中心視野區(qū)域?qū)?yīng)于第一分辨 率的三維顯示；以及周邊視野區(qū)域，周邊視野區(qū)域包括與眼睛的周邊視覺區(qū)域相對(duì)應(yīng)的顯 示區(qū)域，并且周邊視野區(qū)域?qū)?yīng)于第二分辨率的三維顯示或?qū)?yīng)于二維顯示，其中第二分 辨率小于第一分辨率。
[0011] 優(yōu)選地，眼睛入瞳區(qū)劃分器可以進(jìn)一步在入瞳區(qū)中劃分出漸變視野區(qū)域，漸變視 野區(qū)域位于中心視野區(qū)域和周邊視野區(qū)域之間，漸變區(qū)視野區(qū)域?qū)?yīng)于第三分辨率的三維 顯示或二維顯示，第三分辨率介于第一分辨率和第二分辨率之間。
[0012] 優(yōu)選地，眼睛入瞳區(qū)劃分器可以進(jìn)一步將入瞳區(qū)中與眼睛的眼底視盤區(qū)域相對(duì)應(yīng) 的顯示區(qū)域劃分為盲點(diǎn)視野區(qū)域，盲點(diǎn)視野區(qū)域?qū)?yīng)于黑色或隨機(jī)圖像顯示。
[0013] 優(yōu)選地，周邊視野區(qū)域?qū)?yīng)于灰度顯示。
[0014] 優(yōu)選地，中心視野區(qū)域可以包括眼睛的注視點(diǎn)周圍5至20度范圍內(nèi)的區(qū)域;盲點(diǎn)視 野區(qū)域可以包括注視點(diǎn)顳側(cè)15度的下方1.5度的寬為5度且高為7度的區(qū)域；以及周邊視野 區(qū)域可以為眼睛的入瞳區(qū)中除中心視野區(qū)域與盲點(diǎn)視野區(qū)域之外的區(qū)域。
[0015] 優(yōu)選地，眼睛入瞳區(qū)劃分器可以進(jìn)一步被配置為執(zhí)行以下操作中的任一個(gè)或多 個(gè):在眼睛為弱視的情況下，將與中心視野區(qū)域?qū)?yīng)的第一分辨率更改為第四分辨率，第四 分辨率小于第一分辨率;在眼睛為青光眼的情況下，將與眼睛的視野缺損區(qū)域劃定為盲點(diǎn) 視野區(qū)域；以及在眼睛具有黃斑區(qū)病變的情況下，確定眼睛的變形形態(tài)，并且在中心視野區(qū) 域中的顯示對(duì)應(yīng)于矯正所確定的變形形態(tài)。
[0016] 優(yōu)選地，眼睛入瞳區(qū)劃分器可以進(jìn)一步被配置為：在眼睛具有黃斑區(qū)病變的情況 下，使得顯示部件和光學(xué)系統(tǒng)在黃斑區(qū)病變區(qū)域的顯示光場(chǎng)是經(jīng)過預(yù)定圖像處理后的光 場(chǎng)。
[0017] 優(yōu)選地，眼睛入瞳區(qū)劃分器可以進(jìn)一步被配置為，在眼睛需要進(jìn)行視覺訓(xùn)練的情 況下，確定眼睛的入瞳區(qū)中的視野訓(xùn)練區(qū)域，在視野訓(xùn)練區(qū)域中顯示特定的訓(xùn)練元素。
[0018] 優(yōu)選地，該顯示裝置可以進(jìn)一步包括:視軸追蹤器，視軸追蹤器追蹤眼睛的運(yùn)動(dòng)， 以確定眼睛的視軸的位置與角度，眼睛入瞳區(qū)劃分器基于視軸追蹤器確定的視軸的位置與 角度，將眼睛的入瞳區(qū)劃分為不同區(qū)域。
[0019] 優(yōu)選地，該顯示裝置可以進(jìn)一步包括:視軸預(yù)測(cè)器，基于所顯示的虛擬圖像和/或 頭部運(yùn)動(dòng)參數(shù)，預(yù)測(cè)眼睛的視軸的運(yùn)動(dòng)，其中視軸追蹤器參考視軸預(yù)測(cè)器的預(yù)測(cè)結(jié)果，來追 蹤眼睛的運(yùn)動(dòng)并確定眼睛的視軸的位置與角度。
[0020] 優(yōu)選地，上文述及的顯示裝置中的顯示部件可以包括顯示器，顯示器包括多個(gè)顯 示像素，每個(gè)顯示像素的光強(qiáng)度能夠被調(diào)節(jié)，從而在顯示器上顯示第一圖像，光學(xué)系統(tǒng)包括 空間光調(diào)制器，顯示器發(fā)出的光經(jīng)過空間光調(diào)制器出射，以進(jìn)入眼睛，并且空間光調(diào)制器被 配置為具有預(yù)定的透射率分布或反射率分布，其中，第一圖像與透射率分布或反射率分布 被設(shè)定為，使得從空間光調(diào)制器出射的出射光在眼睛的入瞳區(qū)的不同區(qū)域處實(shí)現(xiàn)不同策略 的光場(chǎng)顯示。
[0021] 優(yōu)選地，空間光調(diào)制器包括多個(gè)調(diào)節(jié)像素，每個(gè)調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率能夠 被獨(dú)立調(diào)節(jié)，從而形成預(yù)定的透射率分布或反射率分布，從空間光調(diào)制器出射的出射光的 延長(zhǎng)線或反向延長(zhǎng)線相交于一個(gè)或多個(gè)像點(diǎn)，一個(gè)或多個(gè)像點(diǎn)構(gòu)成虛擬圖像，該顯示裝置 還可以包括:處理器，用于根據(jù)入瞳區(qū)的劃分結(jié)果，確定第一圖像和透射率分布或反射率分 布，使得通過調(diào)節(jié)顯示像素的光強(qiáng)度和調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率來實(shí)現(xiàn)入瞳區(qū)的不同區(qū) 域所對(duì)應(yīng)的虛擬圖像以不同的光場(chǎng)顯示策略顯示。
[0022] 優(yōu)選地，對(duì)于中心視野區(qū)域?qū)?yīng)的虛擬圖像，處理器確定并調(diào)節(jié)參與形成該虛擬 圖像的顯示像素和對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)像素，使得該虛擬圖像整體上和對(duì)應(yīng)于該虛擬圖像的預(yù)期虛 擬圖像接近;并且/或者對(duì)于周邊視野區(qū)域?qū)?yīng)的虛擬圖像，處理器確定并調(diào)節(jié)參與形成該 虛擬圖像的顯示像素和對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)像素，使得顯示像素所呈現(xiàn)的顯示圖像和該虛擬圖像所 對(duì)應(yīng)的預(yù)期虛擬圖像的二維圖像/二維灰度圖像接近，并且參與形成該虛擬圖像的調(diào)節(jié)像 素對(duì)于顯示圖像為全開放或部分開放狀態(tài)，或者，使得部分顯示像素的光強(qiáng)度為零、部分調(diào) 節(jié)像素的透射率或反射率為零，基于其余顯示像素的光強(qiáng)度和調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率 所形成的虛擬圖像大體上和該虛擬圖像所對(duì)應(yīng)的預(yù)期虛擬圖像接近，或者，使得部分顯示 像素的光強(qiáng)度為零、部分調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率為零，基于眼睛和/或顯示裝置的像 差，確定其余顯示像素的光強(qiáng)度和調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率，以使得形成的虛擬圖像能 夠補(bǔ)償像差;并且/或者對(duì)于盲點(diǎn)視野區(qū)域所對(duì)應(yīng)的虛擬圖像，處理器確定參與形成該虛擬 圖像的顯示像素和調(diào)節(jié)像素，其中，參與形成該虛擬圖像的顯示像素的光強(qiáng)度和調(diào)節(jié)像素 的透射率或反射率為任意數(shù)值。
[0023] 優(yōu)選地，顯示器和空間光調(diào)制器由兩個(gè)分辨率不同的光學(xué)部件構(gòu)成，其中，分辨率 較高的光學(xué)部件被設(shè)置于眼睛在調(diào)節(jié)放松時(shí)的視網(wǎng)膜中心凹的共輒點(diǎn)位置處，分辨率較高 的光學(xué)部件上對(duì)應(yīng)于周邊視野區(qū)域的部分用于顯示低分辨率二維圖像或低分辨率二維灰 度圖像，分辨率較低的光學(xué)部件上對(duì)應(yīng)于周邊視野區(qū)域的部分對(duì)于低分辨率二維圖像或低 分辨率二維灰度圖像為全開放或部分開放狀態(tài)。
[0024] 優(yōu)選地，空間光調(diào)制器可以是液晶屏、微透鏡陣列、針孔板、散射圖案的薄膜或全 息圖；和/或顯示器可以是電腦顯示器、電視屏幕、手機(jī)屏幕或頭戴式顯示器。
[0025] 優(yōu)選地，上文述及的顯示裝置中的顯示部件還可以包括多個(gè)顯示器，每個(gè)顯示器 包括多個(gè)顯示像素，每個(gè)顯示像素的光強(qiáng)度能夠被獨(dú)立調(diào)節(jié)，從而在每個(gè)顯示器上顯示相 應(yīng)圖像，光學(xué)系統(tǒng)對(duì)光具有折射或反射作用，多個(gè)顯示器發(fā)出的光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)出射，以進(jìn) 入眼睛，其中多個(gè)顯示器和光學(xué)系統(tǒng)被放置為使得，從光學(xué)系統(tǒng)出射的光在眼睛處形成的 圖像與多個(gè)顯示器上顯示的圖像的疊加相關(guān)聯(lián)，并且其中，多個(gè)顯示器上的各顯示像素被 調(diào)節(jié)為使得，從光學(xué)系統(tǒng)出射的光在眼睛的入瞳區(qū)的不同區(qū)域處形成的圖像對(duì)應(yīng)于不同的 光場(chǎng)顯不策略。
[0026] 優(yōu)選地，光學(xué)系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)半反半透鏡，并且其中，多個(gè)顯示器中的一部分 或全部顯示器發(fā)出的光通過一個(gè)或多個(gè)半反半透鏡中的一個(gè)或多個(gè)的反射或透射而進(jìn)入 眼睛。
[0027] 優(yōu)選地，半反半透鏡為平面鏡、球面鏡或自由曲面鏡。
[0028] 優(yōu)選地，光學(xué)系統(tǒng)還可以包括對(duì)光具有折射或反射作用的第一光學(xué)元件，第一光 學(xué)元件光學(xué)地放置在一個(gè)或多個(gè)半反半透鏡之前，使得通過一個(gè)或多個(gè)半反半透鏡反射或 透射的光經(jīng)過第一光學(xué)元件的折射或反射進(jìn)入眼睛。
[0029]優(yōu)選地，第一光學(xué)元件對(duì)入射到其上的光起到會(huì)聚作用。
[0030] 優(yōu)選地，第一光學(xué)元件由一個(gè)或多個(gè)光學(xué)透鏡構(gòu)成。
[0031] 優(yōu)選地，每個(gè)顯示器上顯示的圖像的像方視場(chǎng)部分重疊。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還公開了一種顯示方法，該方法包括:對(duì)于眼睛的入瞳 區(qū)中的中心視野區(qū)域，以第一分辨率顯示三維虛擬場(chǎng)景;并且對(duì)于眼睛的入瞳區(qū)中的周邊 視野區(qū)域，以第二分辨率顯示三維虛擬場(chǎng)景，或者顯示二維圖像，其中第二分辨率小于第一 分辨率。
[0033] 優(yōu)選地，對(duì)于位于中心視野區(qū)域和周邊視野區(qū)域之間的漸變區(qū)視野區(qū)域，以第三 分辨率顯示三維虛擬場(chǎng)景，或者顯示二維圖像，其中，第三分辨率介于第一分辨率和第二分 辨率之間。
[0034] 優(yōu)選地，中心視野區(qū)域包括與眼睛的黃斑區(qū)和/或注視點(diǎn)附近的掃視區(qū)域相對(duì)應(yīng) 的顯示區(qū)域，周邊視野區(qū)域包括與眼睛的周邊視覺區(qū)域相對(duì)應(yīng)的顯示區(qū)域。
[0035]優(yōu)選地，對(duì)于眼睛的入瞳區(qū)中的周邊視野區(qū)域，顯示灰度圖像。
[0036]優(yōu)選地，對(duì)于處在眼睛的眼底視盤區(qū)域的盲點(diǎn)視野區(qū)域，以黑色或隨機(jī)圖像顯示。 [0037] 優(yōu)選地，中心視野區(qū)域包括眼睛的注視點(diǎn)周圍5至20度范圍內(nèi)的區(qū)域;盲點(diǎn)視野區(qū) 域包括注視點(diǎn)顳側(cè)15度的下方1.5度的寬為5度且高為7度的區(qū)域；以及周邊視野區(qū)域?yàn)檠?睛的入瞳區(qū)中除中心視野區(qū)域與盲點(diǎn)視野區(qū)域之外的區(qū)域。
[0038] 優(yōu)選地，在眼睛為弱視的情況下，將與中心視野區(qū)域?qū)?yīng)的第一分辨率更改為第 四分辨率，第四分辨率小于第一分辨率;并且/或者，在眼睛為青光眼的情況下，將與眼睛的 視野缺損區(qū)域劃定為盲點(diǎn)視野區(qū)域;并且/或者，在眼睛具有黃斑區(qū)病變的情況下，確定眼 睛的變形形態(tài)，并且在中心視野區(qū)域中的顯示對(duì)應(yīng)于矯正所確定的變形形態(tài)。
[0039] 優(yōu)選地，在眼睛具有黃斑區(qū)病變的情況下，在黃斑區(qū)病變區(qū)域的顯示光場(chǎng)是經(jīng)過 預(yù)定圖像處理后的光場(chǎng)。
[0040] 優(yōu)選地，在眼睛需要進(jìn)行視覺訓(xùn)練的情況下，確定眼睛的視野訓(xùn)練區(qū)域，在視野訓(xùn) 練區(qū)域中顯示特定的訓(xùn)練元素。
[0041 ] 優(yōu)選地，該方法還可以包括:追蹤眼睛的運(yùn)動(dòng)，以確定眼睛的視軸的位置與角度； 和基于所確定的視軸的位置與角度，將眼睛的入瞳區(qū)劃分為不同區(qū)域，不同區(qū)域包括中心 視野區(qū)域和周邊視野區(qū)域。
[0042]優(yōu)選地，追蹤眼睛的運(yùn)動(dòng)以確定眼睛的視軸的位置與角度的步驟包括:基于所顯 示的虛擬圖像和/或頭部運(yùn)動(dòng)參數(shù)，預(yù)測(cè)眼睛的視軸的運(yùn)動(dòng);和參考預(yù)測(cè)的結(jié)果，追蹤眼睛 的運(yùn)動(dòng)并確定眼睛的視軸的位置與角度。
[0043]綜上，本發(fā)明的顯示裝置及方法可以根據(jù)眼睛的感光特性，將眼睛的入瞳區(qū)劃分 為不同的視野區(qū)域，其中，不同的視野區(qū)域可以對(duì)應(yīng)于不同的光場(chǎng)顯示策略，由此可以在一 定程度上降低光場(chǎng)顯示過程中的計(jì)算量。
【附圖說明】
[0044] 通過結(jié)合附圖對(duì)本公開示例性實(shí)施方式進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本公開的上述以及其 它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯，其中，在本公開示例性實(shí)施方式中，相同的參考標(biāo)號(hào) 通常代表相同部件。
[0045] 圖1示出了使用兩個(gè)已知的分離平面來標(biāo)記一條光線的方向的示意圖。
[0046] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的顯示方法的示意性流程圖。
[0047]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的示意性方框圖。
[0048]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的示意性方框圖。
[0049] 圖5示出了一個(gè)虛像點(diǎn)P的形成過程的示意圖。
[0050] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的示意性方框圖。
[0051]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的顯示裝置的具體布置狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的優(yōu)選實(shí)施方式。雖然附圖中顯示了本公開 的優(yōu)選實(shí)施方式，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施方 式所限制。相反，提供這些實(shí)施方式是為了使本公開更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈竟_的 范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0053] 為了更好地理解本發(fā)明，首先以顯示器和空間光調(diào)制器相配合以產(chǎn)生三維場(chǎng)景為 例對(duì)本發(fā)明涉及的光場(chǎng)顯示的概念和原理做以簡(jiǎn)要說明。
[0054]我們看到的立體世界中，物體產(chǎn)生或反射的光是有強(qiáng)度并且有方向的。由于光的 方向性，我們可以有立體感。
[0055] 常規(guī)的顯示器是二維的，只能顯示平面圖形。這是因?yàn)槌Ｒ?guī)顯示器上的每一個(gè)像 素點(diǎn)所發(fā)出的光不具備方向性，只可以向空間中各個(gè)方向發(fā)射強(qiáng)度接近的光。
[0056]使用常規(guī)的顯示器作為VR/AR顯示時(shí)，雖然可以給與雙眼不同的像來欺騙人腦產(chǎn) 生立體感，但這種立體感并不真實(shí)。虛假的立體感會(huì)使人眼的調(diào)節(jié)過程發(fā)生錯(cuò)誤，造成疲 勞。
[0057]如圖1所示，可以使用兩個(gè)已知的分離平面來標(biāo)記一條光線的方向。光線依次穿過 這兩個(gè)平面的坐標(biāo)(13,78)(113,713)就可以作為該光線的方向，可以記為以13,73，113,713)， 如果給L( xa，ya，xb，yb)賦上光強(qiáng)度的值，i = L( xa，ya，xb，yb)就可以同時(shí)記錄一條光線的 方向和強(qiáng)度。
[0058] 顯示器和空間光調(diào)制器相配合就可以進(jìn)行光場(chǎng)顯示。其中，顯示器可以是常規(guī)的 液晶顯示器，其上的像素可以發(fā)出各個(gè)方向的光，空間光調(diào)制器可以是剝?nèi)ケ彻獾囊壕э@ 示器，其上的像素可以用來控制所提供的光的強(qiáng)度。
[0059] 將顯示器記為tl，空間光調(diào)制器記為t2,下面對(duì)tl、t2相配合形成光場(chǎng)顯示的過程 進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0060] 如果tl上只有一個(gè)像素點(diǎn)（xa，ya)被點(diǎn)亮，其強(qiáng)度是tl(xa，ya) 32上也只有一個(gè) 像素點(diǎn)(xb，yb)處于開放狀態(tài)(開放指的是光線可以透過該像素點(diǎn)出射，或者經(jīng)該像素點(diǎn)反 射出射，下文以透過為例進(jìn)行說明，對(duì)于反射情況亦同），其透射率是t2(xb，yb)。那么穿過 (叉&，丫3，叉13,713)的光線以叉3,73，叉13,713)的光強(qiáng)就等于1：1(叉3,73)襯2(叉13,713)。
[0061] 如果在tl上有{(^1，7&1)，（^2,7&2)~（^17&幻0個(gè)像素點(diǎn)被點(diǎn)亮42有 {(xbl，ybl)，（1匕2,5^2) -（1匕11，5^1〇}11個(gè)像素點(diǎn)處于開放狀態(tài)。那么1:142組合產(chǎn)生的光場(chǎng) 就是L(xai，yai，xbj，ybj) = tl(xai，yai)*t2(xbj，ybj)，其中，j<M〇
[0062]如果需要顯示的三維場(chǎng)景所對(duì)應(yīng)的光場(chǎng)是I，那么只需要tl、t2相配合所產(chǎn)生的光 場(chǎng)盡量接近光場(chǎng)I，就可以顯示出三維場(chǎng)景所對(duì)應(yīng)的光場(chǎng)了，即可以顯示出需要顯示的三維 場(chǎng)景。
[0063]由此，顯示器和空間光調(diào)制器相配合就可以產(chǎn)生需要顯示的三維場(chǎng)景的光場(chǎng)，可 以應(yīng)用于VR/AR領(lǐng)域。
[0064] 但是，基于需要顯示的目標(biāo)三維場(chǎng)景的光場(chǎng)，需要通過復(fù)雜的算法才能得到顯示 器上各個(gè)位置的光強(qiáng)特性和空間光調(diào)制器各個(gè)位置的透光特性，以使得顯示器和空間光調(diào) 制器相配合所產(chǎn)生的光場(chǎng)和目標(biāo)三維場(chǎng)景的光場(chǎng)接近。并且在應(yīng)用于VR/AR顯示時(shí)，三維畫 面的切換速度較快，這無疑會(huì)進(jìn)一步增加計(jì)算量。
[0065] 針對(duì)于此，本發(fā)明的發(fā)明人注意到，人眼的感光細(xì)胞分為視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞兩 大類，其中視錐細(xì)胞主要分布在視網(wǎng)膜黃斑中心凹區(qū)域，而視桿細(xì)胞分布在周邊區(qū)域。
[0066] 視錐細(xì)胞的分辨能力較高，使得眼睛對(duì)于視網(wǎng)膜黃斑區(qū)中心凹所對(duì)應(yīng)的視野區(qū)域 具有較高的視覺感應(yīng)能力。其中，一般來說，視網(wǎng)膜黃斑區(qū)中心凹對(duì)應(yīng)的視野區(qū)域可以認(rèn)為 是眼睛注視物體時(shí)的注視點(diǎn)所在的區(qū)域，黃斑區(qū)中心凹?xì)q所對(duì)應(yīng)的視野區(qū)域一般只有5°左 右。另外，人眼在注視某一物體時(shí)，還會(huì)在注視點(diǎn)附近進(jìn)行自動(dòng)的掃視。由于掃視部分視野 追蹤起來有些困難，因此，可以優(yōu)選地將視網(wǎng)膜黃斑區(qū)中心凹對(duì)應(yīng)的視野區(qū)域和掃視區(qū)域 作為具有較高的視覺感應(yīng)能力的中心視野區(qū)域。也就是說，可以認(rèn)為，眼睛在注視點(diǎn)及注視 點(diǎn)附近的區(qū)域具有較高的視覺感應(yīng)能力。
[0067] 而對(duì)于分布有視桿細(xì)胞的視網(wǎng)膜區(qū)域所對(duì)應(yīng)的周邊視野區(qū)域，由于主要感光細(xì)胞 是較為粗大的感光能力較弱的視桿細(xì)胞，人眼在該區(qū)域僅有0.1左右的視力。因此，在周邊 視野區(qū)域，人眼感知顏色的能力較低。另外，在眼底視盤區(qū)域沒有感光細(xì)胞，在視野中對(duì)應(yīng) 的區(qū)域?qū)儆谏砻c(diǎn)，在盲點(diǎn)內(nèi)，人眼無法感知圖像。
[0068] 本發(fā)明人根據(jù)人眼視網(wǎng)膜的上述特點(diǎn)，認(rèn)識(shí)到可以將用戶眼睛的入瞳區(qū)劃分成多 個(gè)視野區(qū)域，對(duì)于不同的視野區(qū)域采取不同的光場(chǎng)顯示策略。
[0069] 具體而言，對(duì)于用戶的眼睛的入瞳區(qū)中黃斑區(qū)中心凹對(duì)應(yīng)的視野區(qū)域和/或附近 的掃視區(qū)域，可以視為需要進(jìn)行精細(xì)視覺渲染的中心視野區(qū)域，對(duì)于處于該區(qū)域的圖像，可 以按照如前文所述的光場(chǎng)顯示原理顯示與目標(biāo)三維場(chǎng)景的光場(chǎng)相同或接近的光場(chǎng)。
[0070] 對(duì)于分布有視桿細(xì)胞的視網(wǎng)膜區(qū)域所對(duì)應(yīng)的周邊視野區(qū)域，可以顯示較低分辨率 的圖像。這里，可以顯示低分辨率的三維圖像，也還可以顯示二維圖像來代替三維圖像，進(jìn) 一步地，還可以顯示灰度圖像。
[0071] 對(duì)于眼底視盤區(qū)域?qū)?yīng)的盲點(diǎn)視野區(qū)域，可以顯示任意圖像，或不顯示圖像。
[0072] 由此，通過對(duì)入瞳區(qū)中的視野區(qū)域進(jìn)行劃分，對(duì)于不同視野區(qū)域采用不同的顯示 策略，可以大大減少光場(chǎng)顯示的計(jì)算量，使得光場(chǎng)顯示可以更好地應(yīng)用于VR/AR領(lǐng)域。
[0073] 基于上述思路，本發(fā)明提出了一種新的顯示方法。圖2示出了本發(fā)明的顯示方法的 示意性流程圖。
[0074] 參見圖2,在步驟S110,對(duì)于眼睛的入瞳區(qū)中的中心視野區(qū)域，以第一分辨率顯示 三維虛擬場(chǎng)景。
[0075] 在步驟S120,對(duì)于眼睛的入瞳區(qū)中的周邊視野區(qū)域，以第二分辨率顯示三維虛擬 場(chǎng)景，或者顯示二維圖像，其中第二分辨率小于第一分辨率。
[0076]由上文關(guān)于眼睛的感光特性的描述可知，可以將視網(wǎng)膜黃斑區(qū)中心凹所對(duì)應(yīng)的視 野區(qū)域及附近的掃視區(qū)域作為中心視野區(qū)域。其中，黃斑區(qū)視野覆蓋注視點(diǎn)為中心大約5° 范圍（其中，1°最為敏感），掃視運(yùn)動(dòng)能使視線快速對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，并且掃視角度一般小于7°，因 此，一般來說，中心視野區(qū)域可以認(rèn)為是包括眼睛的注視點(diǎn)周圍5°到20°范圍的視野區(qū)域。 在實(shí)際應(yīng)用中，作為一種優(yōu)選，可以將注視點(diǎn)周圍15°范圍內(nèi)的視野區(qū)域作為中心視野區(qū) 域。
[0077] 其中，可以通過追蹤眼睛的運(yùn)動(dòng)，來確定眼睛的視軸的位置與角度，基于所確定的 視軸的位置與角度，可以將眼睛的入瞳區(qū)劃分為不同區(qū)域，如可以劃分為上文述及的中心 視野區(qū)域和周邊視野區(qū)域。
[0078] 另外，在虛擬場(chǎng)景中有向用戶移動(dòng)的物體或有文字等吸引用戶注意的物體時(shí)，用 戶的視軸由高概率會(huì)跟蹤該物體，在用戶的頭部突然運(yùn)動(dòng)時(shí)，眼球在隨后也會(huì)移動(dòng)，但是在 極短時(shí)間內(nèi)，眼球的運(yùn)動(dòng)會(huì)與頭部運(yùn)動(dòng)不一致。因此還可以基于所顯示的虛擬圖像和/或頭 部運(yùn)動(dòng)參數(shù)，預(yù)測(cè)眼睛的視軸的運(yùn)動(dòng)，然后參考預(yù)測(cè)的結(jié)果，追蹤眼睛的運(yùn)動(dòng)并確定眼睛的 視軸的位置與角度。
[0079] 對(duì)于中心視野區(qū)域，可以以第一分辨率顯示三維虛擬場(chǎng)景，而對(duì)于遠(yuǎn)離眼睛的注 視點(diǎn)的周邊視野區(qū)域，可以以小于第一分辨率的第二分辨率顯示三維虛擬場(chǎng)景，或者直接 顯示二維圖像。進(jìn)一步地，周邊視野區(qū)域還可以對(duì)應(yīng)于灰度顯示。
[0080] 這樣，對(duì)于常見的VR頭戴式顯示器來說，其具有100°的視野范圍，本發(fā)明可以僅對(duì) 眼睛的注視點(diǎn)為中心約5-20° (優(yōu)選15°)范圍的視野區(qū)域進(jìn)行正常精度或高精度的三維顯 示，而對(duì)其他周邊視野區(qū)域可以進(jìn)行低精度(低分辨率)的三維顯示，或者進(jìn)行二維顯示，而 且利用眼睛的周邊視野區(qū)域感知顏色能力較弱的特點(diǎn)可以采用灰度顯示。
[0081] 由此，對(duì)于需要顯示的每幀三維虛擬場(chǎng)景，只需要考慮注視點(diǎn)附近的總共5°-20° (優(yōu)選15°)范圍的視野區(qū)域中的三維虛擬場(chǎng)景，根據(jù)常規(guī)的光場(chǎng)算法就可以計(jì)算出顯示5°-20° (優(yōu)選15°)范圍的視野區(qū)域中的三維虛擬場(chǎng)景時(shí)，頭戴式顯示器需要設(shè)置的參數(shù)。對(duì)于 周邊視野區(qū)域，可以粗略計(jì)算，或直接顯示對(duì)應(yīng)三維虛擬場(chǎng)景的二維圖像，這樣可以大大降 低計(jì)算的復(fù)雜度，解決了光場(chǎng)顯示應(yīng)用于AR/VR時(shí)所面臨的計(jì)算量大的難題。
[0082]其中，對(duì)于需要以高精度顯示的中心視野區(qū)域來說，以第一分辨率顯示的三維虛 擬場(chǎng)景應(yīng)該與需要顯示的目標(biāo)虛擬場(chǎng)景盡可能地接近，也就是說，以第一分辨率顯示的三 維虛擬場(chǎng)景的光場(chǎng)應(yīng)該與對(duì)應(yīng)的目標(biāo)三維虛擬場(chǎng)景的光場(chǎng)相同或接近。
[0083]對(duì)于精度要求不高的中心視野區(qū)域來說，可以顯示二維圖像來代替三維圖像，也 可以顯示精度不高的三維圖像，即以第二分辨率顯示的三維虛擬場(chǎng)景的分辨率可以小于與 需要顯示在周邊視野區(qū)域中的目標(biāo)三維虛擬場(chǎng)景的分辨率。
[0084]另外，如前文所述，在眼底視盤區(qū)域沒有感光細(xì)胞，在視野中所對(duì)應(yīng)的區(qū)域時(shí)盲點(diǎn) 視野區(qū)域。由于在盲點(diǎn)視野區(qū)域，人眼無法感知圖像，所以，對(duì)于盲點(diǎn)視野區(qū)域來說，可以以 黑色或其它隨機(jī)圖像顯示。其中，注視點(diǎn)顳側(cè)15度的下方1.5度的寬為5度且高為7度的區(qū)域 可以視為盲點(diǎn)視野區(qū)域。入瞳區(qū)中除中心視野區(qū)域與盲點(diǎn)視野區(qū)域之外的區(qū)域可以視為周 邊視野區(qū)域。
[0085]綜上，本發(fā)明的顯示方法，可以根據(jù)眼睛的感光特性，將眼睛的入瞳區(qū)劃分為中心 視野區(qū)域、周邊視野區(qū)域以及盲點(diǎn)視野區(qū)域。不同的視野區(qū)域?qū)?yīng)于不同的光場(chǎng)顯示策略。
[0086] 另外，還可以在眼睛的視野區(qū)域中劃分出一個(gè)漸變視野區(qū)域，漸變視野區(qū)域位于 中心視野區(qū)域和周邊視野區(qū)域之間，漸變視野區(qū)域可以對(duì)應(yīng)于第三分辨率的三維顯示或二 維顯示，其中，第三分辨率介于第一分辨率和第二分辨率之間。由此，可以消除因?yàn)橹行囊?野區(qū)域和周邊視野區(qū)域二者之間的分辨率相差太大，而帶來感官上的不適。
[0087] 其中，漸變視野區(qū)域?qū)?yīng)的分辨率可以是一個(gè)變量，例如，漸變視野區(qū)域中靠近中 心視野區(qū)域的部分的分辨率可以與中心視野區(qū)域的分辨率接近，并且在由靠近中心視野區(qū) 域到遠(yuǎn)離中心視野區(qū)域的方向上，分辨率遞減，以使得漸變視野區(qū)域中靠近周邊視野區(qū)域 的部分的分辨率可以與周邊視野區(qū)域接近。這樣，可以更好地起到過度的作用。
[0088] 進(jìn)一步地，還可以根據(jù)眼睛的特定狀況，采取相應(yīng)的光場(chǎng)顯示策略進(jìn)行顯示。
[0089] 例如，對(duì)于眼睛為弱視的用戶，可以對(duì)其弱視眼的黃斑區(qū)對(duì)應(yīng)的視野區(qū)域也使用 較低的分辨率來顯示虛擬場(chǎng)景，也就是說，對(duì)于弱視用戶，對(duì)于其中心視野區(qū)域也可以以第 四分辨率顯示(可以是三維顯示，也可以是二維顯示），其中，第四分辨率小于前文所述的第 一分辨率。
[0090] 對(duì)于青光眼患者，可以將其視野缺損區(qū)域視為盲點(diǎn)視野區(qū)域，將視野缺損區(qū)域按 照盲點(diǎn)視野區(qū)域的光場(chǎng)顯示策略進(jìn)行圖像顯示。
[0091] 對(duì)于因黃斑區(qū)病變產(chǎn)生視物變形的患者，可以根據(jù)患者事先標(biāo)定的變形形態(tài)，對(duì) 光路追跡進(jìn)行重定向修正，預(yù)先將被顯示的光場(chǎng)扭曲，使用戶可以感受到平直舒適的感覺， 用于AR可以改善黃斑病患者的生活質(zhì)量。也就是說，在用戶的眼睛有黃斑區(qū)病變的情況下， 在黃斑區(qū)病變區(qū)域的顯示光場(chǎng)可以是經(jīng)過預(yù)定圖像處理后的光場(chǎng)，如預(yù)先改變亮度對(duì)比度 色彩飽和度清晰度等等。
[0092] 另外，對(duì)于需要進(jìn)行視覺訓(xùn)練的用戶，還可以確定眼睛的視野訓(xùn)練區(qū)域(可以通過 外在手段確定，如醫(yī)生標(biāo)定），然后在視野訓(xùn)練區(qū)內(nèi)加入特定的訓(xùn)練元素，如閃爍的條紋或 殼點(diǎn)等。
[0093]至此，詳細(xì)敘述了本發(fā)明的顯示方法，另外，本發(fā)明的方案可以實(shí)現(xiàn)為一種顯示裝 置。
[0094] 如圖3所示，本發(fā)明的顯示裝置可以包括顯示部件1和光學(xué)系統(tǒng)2。其中，顯示部件1 發(fā)出的光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)2出射，顯示部件1和光學(xué)系統(tǒng)2被配置為使得，從顯示部件1發(fā)出且 經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)2調(diào)制后出射的出射光在眼睛的入瞳區(qū)的不同區(qū)域處實(shí)現(xiàn)不同策略的光場(chǎng)顯 不。
[0095] 如圖3所示，本發(fā)明的顯示裝置還可以包括圖中虛線部分所示的眼睛入瞳區(qū)劃分 器3。
[0096] 眼睛入瞳區(qū)劃分器3可以根據(jù)眼睛的視網(wǎng)膜的感光特性和/或眼睛的特定狀況，將 眼睛的入瞳區(qū)劃分為多個(gè)區(qū)域，其中每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)于不同的光場(chǎng)顯示策略。
[0097] 例如，眼睛入瞳區(qū)劃分器3可以將入瞳區(qū)劃分為中心視野區(qū)域、周邊視野區(qū)域以及 盲點(diǎn)視野區(qū)域。另外，如上文所述，眼睛入瞳區(qū)劃分器3還可以在入瞳區(qū)中劃分一個(gè)漸變視 野區(qū)域。其中，關(guān)于中心視野區(qū)域、周邊視野區(qū)域以及盲點(diǎn)視野區(qū)域、漸變視野區(qū)域的具體 描述可參見上文本發(fā)明的顯示方法中的相關(guān)敘述。
[0098]另外，眼睛入瞳區(qū)劃分器3還可以根據(jù)眼睛的特定狀況，對(duì)不同視野區(qū)域的光場(chǎng)顯 示策略進(jìn)行調(diào)整。
[0099]其中，根據(jù)眼睛的特定狀況，對(duì)不同視野區(qū)域的光場(chǎng)顯示策略進(jìn)行調(diào)整，已在上文 本發(fā)明的顯示方法中做了詳細(xì)敘述，此處不再贅述。
[0100] 如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置100還可以包括視軸追蹤器5。視軸追蹤器5 可以追蹤眼睛的運(yùn)動(dòng)，以確定眼睛的視軸的位置與角度，使得眼睛入瞳區(qū)劃分器3可以基于 視軸追蹤器5確定的視軸的位置與角度，方便地將眼睛的入瞳區(qū)劃分為不同區(qū)域。
[0101] 另外，在虛擬場(chǎng)景中有向用戶移動(dòng)的物體或有文字等吸引用戶注意的物體時(shí)，用 戶的視軸由高概率會(huì)跟蹤該物體，在用戶的頭部突然運(yùn)動(dòng)時(shí)，眼球在隨后也會(huì)移動(dòng)，但是在 極短時(shí)間內(nèi)，眼球的運(yùn)動(dòng)會(huì)與頭部運(yùn)動(dòng)不一致。因此，為了進(jìn)一步準(zhǔn)確、快速地追蹤到眼睛 的運(yùn)動(dòng)，如圖3所示，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，顯示裝置100還可以包括視軸預(yù)測(cè)器6。 視軸預(yù)測(cè)器6可以基于所顯示的虛擬圖像和/或頭部運(yùn)動(dòng)參數(shù)，預(yù)測(cè)眼睛的視軸的運(yùn)動(dòng)。視 軸追蹤器5可以參考視軸預(yù)測(cè)器6的預(yù)測(cè)結(jié)果，來追蹤眼睛的運(yùn)動(dòng)并確定眼睛的視軸的位置 與角度。
[0102] 至此對(duì)本發(fā)明的顯示裝置的基本結(jié)構(gòu)和工作原理做了說明，下面結(jié)合具體實(shí)施例 著重就本發(fā)明的顯示裝置的顯示部件和光學(xué)系統(tǒng)可以具有的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
[0103] 如圖4所示，本發(fā)明的顯示裝置100中的顯示部件1可以包括顯示器10,光學(xué)系統(tǒng)2 可以包括空間光調(diào)制器20。下面著重?cái)⑹鲲@示器10和空間光調(diào)制器20相配合進(jìn)行光場(chǎng)顯示 的過程，對(duì)于圖4中虛線框部分所示的眼睛入瞳區(qū)劃分器3、視軸追蹤器5以及視軸預(yù)測(cè)器6， 可參照上文圖3中的相關(guān)描述，這里不再贅述。
[0104] 顯示器10包括多個(gè)顯示像素，每個(gè)顯示像素的光強(qiáng)度能夠被調(diào)節(jié)，從而在顯示器 上顯示第一圖像。顯示器10可以是電腦顯示器、電視屏幕、手機(jī)屏幕、頭戴式顯示器等顯示 設(shè)備，通過調(diào)節(jié)顯示器10上的多個(gè)顯示像素的光強(qiáng)度，能夠改變顯示器10上所顯示的第一 圖像。
[0105] 空間光調(diào)制器20被配置為具有預(yù)定的透射率分布或反射率分布，顯示器10發(fā)出的 光經(jīng)過空間光調(diào)制器20出射，以進(jìn)入眼睛。
[0106] 空間光調(diào)制器20可以是液晶屏、微透鏡陣列、針孔板、散射圖案的薄膜或全息圖。 其中，空間光調(diào)制器20可以采用透射式液晶屏或反射式液晶屏，例如，空間光調(diào)制器可以采 用LCoS(Liquid crystal on silicon，即液晶附娃，也叫娃基液晶，是一種基于反射模式， 尺寸非常小的矩陣液晶顯示裝置）、DMD(Digital Micro mirror Device，數(shù)字微鏡元件，由 美國(guó)德州一儀器公司開發(fā)的一種極小的反射鏡)等反射式液晶屏。
[0107] 如前所述，顯示器10和空間光調(diào)制器20相配合可以進(jìn)行光場(chǎng)顯示，以在空間中產(chǎn) 生對(duì)應(yīng)于目標(biāo)虛擬場(chǎng)景的光場(chǎng)。
[0108] 具體地說，在顯示器10和空間光調(diào)制器20配合下，從空間光調(diào)制器20出射的光的 延長(zhǎng)線可以交于空間中多個(gè)像點(diǎn)(可以是實(shí)像點(diǎn)，也可以是虛像點(diǎn)）。在像點(diǎn)足夠多，并且像 點(diǎn)的位置與需要顯示的虛擬圖像上的像點(diǎn)的位置相對(duì)應(yīng)的情況下，從空間光調(diào)制器20出射 的出射光入射到眼睛后，眼睛就會(huì)順著光線的方向看過去，就會(huì)看到一個(gè)由多個(gè)虛像點(diǎn)構(gòu) 成的虛擬圖像。
[0109] 圖5示出了一個(gè)虛像點(diǎn)P的形成過程的示意圖。其中，在像點(diǎn)足夠多，并且像點(diǎn)的位 置與需要顯示的立體圖像的位置相對(duì)應(yīng)的情況下，顯示器10和空間光調(diào)制器20就可以形成 對(duì)應(yīng)于目標(biāo)虛擬場(chǎng)景的光場(chǎng)。
[0110] 對(duì)于由顯示器10和空間光調(diào)制器20構(gòu)成的顯示裝置來說，需要調(diào)節(jié)顯示器10上的 各個(gè)顯示像素的光強(qiáng)度以及空間光調(diào)制器20上各個(gè)位置的透射率分布或反射率分布，以使 得形成的虛擬圖像和需要顯示的虛擬圖像接近。
[0111] 而為了使形成的虛擬圖像和需要顯示的虛擬圖像接近，需要形成較多的像點(diǎn)，這 樣無疑會(huì)使得確定顯示器10和空間光調(diào)制器20的相關(guān)參數(shù)的計(jì)算量較大。例如，在根據(jù)需 要顯示的虛擬圖像來確定顯示器10上的光強(qiáng)分布和空間光調(diào)制器20上的透射率分布或反 射率分布時(shí)，可能需要使用SVD或NMF等矩陣分解的算法，算法復(fù)雜度達(dá)到0(N2)或0(N3)乃至 更高，使得運(yùn)算量很大，影響虛擬圖像的切換速度。
[0112] 基于上文關(guān)于眼睛的感光特性的描述可知，眼睛對(duì)不同區(qū)域的感光能力是不同 的，因此，顯示器10上的第一圖像與空間光調(diào)制器20上的透射率分布或反射率分布可以被 設(shè)定為，使得從空間光調(diào)制器20出射的出射光在眼睛的入瞳區(qū)的不同區(qū)域處實(shí)現(xiàn)不同策略 的光場(chǎng)顯示。
[0113] 其中，在眼睛的入瞳區(qū)的不同區(qū)域處實(shí)現(xiàn)不同策略的光場(chǎng)顯示的具體細(xì)節(jié)可參考 上文關(guān)于本發(fā)明的顯示方法的相關(guān)敘述。
[0114] 需要說明的是，如圖4所示，本發(fā)明的顯示裝置100還可以包括圖中虛線部分所示 的處理器4。
[0115] 其中，本實(shí)施例中的空間光調(diào)制器20可以包括多個(gè)調(diào)節(jié)像素，每個(gè)調(diào)節(jié)像素的透 射率或反射率能夠被獨(dú)立調(diào)節(jié)，從而形成預(yù)定的透射率分布或反射率分布，從空間光調(diào)制 器20出射的出射光的延長(zhǎng)線或反向延長(zhǎng)線相交于一個(gè)或多個(gè)像點(diǎn)，這一個(gè)或多個(gè)像點(diǎn)構(gòu)成 虛擬圖像。
[0116] 處理器4可以根據(jù)眼睛入瞳區(qū)劃分器3對(duì)入瞳區(qū)的劃分結(jié)果，來確定顯示器10上所 顯示的第一圖像和空間光調(diào)制器20的透射率分布或反射率分布，使得通過調(diào)節(jié)顯示器10上 的顯示像素的光強(qiáng)度和調(diào)節(jié)空間光調(diào)制器20上的調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率來實(shí)現(xiàn)入瞳 區(qū)的不同區(qū)域所對(duì)應(yīng)的虛擬圖像以不同的光場(chǎng)顯示策略顯示。
[0117] 具體地說，對(duì)于處于中心視野區(qū)域中的虛擬圖像，處理器4可以使用光路追跡等技 術(shù)確定顯示器10上參與形成該虛擬圖像的顯示像素和空間光調(diào)制器20上對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)像素， 然后對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得該虛擬圖像整體上和對(duì)應(yīng)于該虛擬圖像的預(yù)期虛擬圖像接近。 [0118]這里所說的整體上接近指的是基于調(diào)節(jié)后的顯示像素和調(diào)節(jié)像素所形成的三維 虛擬圖像的所有像點(diǎn)在整體上對(duì)應(yīng)于需要顯示的預(yù)期三維虛擬圖像的像點(diǎn)，并且，所有像 點(diǎn)的像點(diǎn)強(qiáng)度數(shù)據(jù)和預(yù)期三維虛擬圖像中對(duì)應(yīng)的預(yù)期像點(diǎn)的預(yù)期像點(diǎn)強(qiáng)度數(shù)據(jù)整體上匹 配。
[0119]也就是說，只要使本發(fā)明所顯示的所有像點(diǎn)整體上接近預(yù)期三維虛擬圖像的像點(diǎn) 即可，對(duì)于其中某些像點(diǎn)來說，即使其像點(diǎn)強(qiáng)度數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的預(yù)期像點(diǎn)強(qiáng)度數(shù)據(jù)相差較大 也是可以接受的。
[0120] 對(duì)于處于周邊視野區(qū)域中的虛擬圖像，處理器4可以使用光路追跡等技術(shù)確定參 與形成該虛擬圖像的顯示像素和對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)像素，然后對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)，參與形成該虛擬圖 像的顯示像素所呈現(xiàn)的顯示圖像和對(duì)應(yīng)于該虛擬圖像的預(yù)期虛擬圖像的二維圖像/二維灰 度圖像接近，并且參與形成該虛擬圖像的調(diào)節(jié)像素對(duì)于顯示圖像為全開放或部分開放狀 〇
[0121] 也就是說，對(duì)于參與形成周邊視野區(qū)域中的虛擬圖像的部分顯示器和部分空間光 調(diào)制器來說，可以在該部分顯示器上顯示與需要顯示的目標(biāo)三維虛擬圖像對(duì)應(yīng)的二維圖像 或二維灰度圖像，這部分顯示器所顯示的二維圖像/二維灰度圖像可以全部透過或大部分 透過空間光調(diào)制器或經(jīng)過空間光調(diào)制器反射出去后入射到眼睛。
[0122] 另外，對(duì)于處于周邊視野區(qū)域中的虛擬圖像，處理器4還可以使用光路追跡等技術(shù) 確定參與形成該虛擬圖像的顯示像素和對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)像素，然后調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的顯示像素和調(diào)節(jié) 像素，使得能夠形成分辨率較低的三維圖像。例如，對(duì)于周邊視野區(qū)域所對(duì)應(yīng)的顯示器部 分，可以在其上顯示固定的圖案，如點(diǎn)陣圖案，使得這部分顯示器上為確定的稀疏矩陣（即 部分顯示像素的光強(qiáng)度為零），然后控制對(duì)應(yīng)部分的空間光調(diào)制器的透射率或反射率，使之 成為對(duì)應(yīng)的稀疏矩陣（即部分調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率為零），然后對(duì)光強(qiáng)度不為零的顯 示像素和透射率或反射率不為零的調(diào)節(jié)像素進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得形成的虛擬圖像能夠與預(yù)期三 維虛擬圖像大體上對(duì)應(yīng)，即可以顯示出預(yù)期三維虛擬圖像的輪廓，而精度可以小于預(yù)期三 維虛擬圖像。
[0123] 這樣對(duì)于眼睛的感光能力較低的周邊視野區(qū)域來說，在不影響用戶的觀看體驗(yàn)的 前提下，可以大大降低數(shù)據(jù)的計(jì)算量。另外，對(duì)于眼睛或顯示裝置有像差的情況來說，如周 邊像差，還可以根據(jù)已知的像差來產(chǎn)生可以補(bǔ)償像差的圖像，以進(jìn)一步提高用戶的觀看體 驗(yàn)。
[0124] 由于眼睛對(duì)處于盲點(diǎn)視野區(qū)域中的虛擬圖像沒有感光能力，因此，對(duì)于參與形成 盲點(diǎn)視野區(qū)域中的虛擬圖像的顯示像素和調(diào)節(jié)像素來說，顯示像素的光強(qiáng)度和調(diào)節(jié)像素的 透射率或反射率可以是任意數(shù)值。即，對(duì)應(yīng)于盲點(diǎn)視野區(qū)域中的顯示器和空間光調(diào)制器來 說，顯示器上所顯示的圖像可以是隨機(jī)圖像或黑色圖像，對(duì)應(yīng)部分的空間光調(diào)制器的透射 率或反射率可以是任意數(shù)值。
[0125] 另外，本發(fā)明的顯示裝置中的顯示器1和空間光調(diào)制器2可以使用不同分辨率的光 學(xué)部件。
[0126] 其中，這里所說的光學(xué)部件指的是能夠?qū)θ肷涞狡渖系墓饩€進(jìn)行調(diào)節(jié)，并出射出 去的光學(xué)元件或組件。例如，可以是液晶顯示屏、微透鏡陣列等等。
[0127] 就本實(shí)施例而言，可以將分辨率較高的光學(xué)部件作為顯示器設(shè)置在人眼舒適的觀 看位置，如可以設(shè)置在接近調(diào)節(jié)放松時(shí)眼睛視網(wǎng)膜中心凹的共輒點(diǎn)位置。分辨率較低的光 學(xué)部件可以作為空間光調(diào)制器。
[0128] 由于眼睛對(duì)周邊視野區(qū)域的感光能力不強(qiáng)，所以，作為顯示器的光學(xué)部件上所顯 示的對(duì)應(yīng)于周邊視野區(qū)域的周邊視野圖像可以直接提供給眼睛觀看。因此，作為空間光調(diào) 制器的光學(xué)部件對(duì)于周邊視野圖像可以為全開放或部分開放狀態(tài)。
[0129] 對(duì)于需要以高精度顯示的中心視野區(qū)域，可以由兩個(gè)光學(xué)部件相配合產(chǎn)生需要顯 示的光場(chǎng)，其中，兩個(gè)光學(xué)部件相配合產(chǎn)生需要顯示的光場(chǎng)的過程已在上文做了詳細(xì)說明， 此處不再贅述。
[0130]需要說明的是，在顯示器10和空間光調(diào)制器20分別由兩個(gè)光學(xué)部件構(gòu)成的情況 下，這兩個(gè)光學(xué)部件相配合所能產(chǎn)生的虛擬圖像的最大分辨率由這兩個(gè)光學(xué)部件的分辨率
決定，最大分辨率 ，其中，dpii、dpi2分別為這兩個(gè)光學(xué)部件各 自的分辨率。
[0131] 其中，這兩個(gè)光學(xué)部件相配合所能產(chǎn)生的最大分辨率的虛擬圖像一般對(duì)應(yīng)于眼睛 的中心視野區(qū)域。當(dāng)然，產(chǎn)生最大分辨率時(shí)的情況，不一定對(duì)應(yīng)于誤差最小的時(shí)候，在實(shí)際 計(jì)算中，還需要根據(jù)需要顯示的虛擬圖像對(duì)顯示器和空間光調(diào)制器的參數(shù)進(jìn)行確定。
[0132] 至此，結(jié)合圖4、圖5對(duì)本發(fā)明的顯示裝置100的顯示部件1和光學(xué)系統(tǒng)2分別為顯示 器10和空間光調(diào)制器20時(shí)的情況做了詳細(xì)說明。其中，圖4示出的是由顯示器和空間光調(diào)制 器進(jìn)行光場(chǎng)顯示的實(shí)施例，另外，如圖6所示，本發(fā)明的顯示裝置100還可以實(shí)現(xiàn)為另一種可 以進(jìn)行光場(chǎng)顯示的結(jié)構(gòu)。
[0133] 參見圖6,本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置100中的顯示部件1還可以包括多個(gè)顯示器（圖 中第一顯示器10-1、第二顯示器10-2…第N顯示器10-N，N大于等于2)。下面著重介紹本發(fā)明 的顯示裝置的光場(chǎng)顯示過程，對(duì)于圖6中虛線框部分所示的眼睛入瞳區(qū)劃分器3、視軸追蹤 器5以及視軸預(yù)測(cè)器6,可參照上文圖3中的相關(guān)描述，這里不再贅述。
[0134] 其中，每個(gè)顯示器包括多個(gè)顯示像素，每個(gè)顯示像素的光強(qiáng)度能夠被獨(dú)立調(diào)節(jié)，從 而在每個(gè)顯示器上顯示相應(yīng)圖像。
[0135] 這里的顯示器可以是電腦顯示器、電視屏幕、手機(jī)屏幕、頭戴式顯示器等顯示設(shè) 備。
[0136] 光學(xué)系統(tǒng)2對(duì)光具有折射或反射作用，多個(gè)顯示器發(fā)出的光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)2出射， 以進(jìn)入眼睛，其中多個(gè)顯示器和光學(xué)系統(tǒng)2被放置為使得，從光學(xué)系統(tǒng)2出射的光在眼睛處 形成的圖像與多個(gè)顯示器上顯示的圖像的疊加相關(guān)聯(lián)。
[0137] 也就是說，多個(gè)顯示器所顯示的圖像可以在光學(xué)系統(tǒng)2的光學(xué)作用（折射、反射） 下，使得多個(gè)顯示器上顯示的圖像的像方視場(chǎng)部分重疊，對(duì)多個(gè)顯示器上的顯示像素的光 強(qiáng)度以及光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以使得疊加后的影像與需要展示的三維圖像相同或接近， 從而可以實(shí)現(xiàn)光場(chǎng)顯示。
[0138] 舉例來說，如圖7所示，顯示部件可以包括兩個(gè)顯示器（即圖中的第一顯示器10-1 和第二顯示器10-2)，光學(xué)系統(tǒng)可以是一個(gè)半反半透鏡21。
[0139] 第一顯示器10-1上顯示的圖像在半反半透鏡21的反射作用下入射到眼睛，此時(shí)， 對(duì)眼睛來說，從第一顯示器10-1發(fā)出的光就可以認(rèn)為是從圖中位于半反半透鏡21后邊的虛 線所示位置發(fā)出的。
[0140] 第二顯示器10-2上顯示的圖像在半反半透鏡21的透射作用下也可以入射到眼睛。 因此，對(duì)于眼睛來說，其最終看到的圖像是由第一顯示器10-1所顯示的圖像和第二顯示器 10-2所顯示的圖像的疊加效果。
[0141] 如圖7所示，分別從第一顯示器10-1、第二顯示器10-2發(fā)出的光在像方視場(chǎng)會(huì)有部 分重疊，對(duì)于圖7中所示的像點(diǎn)P來說，像點(diǎn)P的光強(qiáng)度等于第一顯示器10-1上對(duì)應(yīng)于像點(diǎn)P 的光強(qiáng)度與第二顯示器10-2上對(duì)應(yīng)與像點(diǎn)P的像素的光強(qiáng)度之和。
[0142] 由此，對(duì)于需要顯示的預(yù)定強(qiáng)度的三維圖像來說，其是由多個(gè)具有預(yù)定強(qiáng)度的像 點(diǎn)組成的，在第一顯示器10-1和第二顯示器10-2各自發(fā)出的光的疊加所形成的多個(gè)像點(diǎn)與 預(yù)期顯示的三維圖像的像點(diǎn)整體接近時(shí)，就可以使得從半反半透鏡21出射的光在眼睛處形 成的圖像與期望顯示圖像接近。
[0143] 所以，可以通過控制第一顯示器10-1上多個(gè)顯示像素的光強(qiáng)度、第二顯示器10-2 上多個(gè)顯示像素的光強(qiáng)度以及半反半透鏡21的位置關(guān)系，來使得從半反半透鏡21出射的光 在眼睛處形成的圖像與期望顯示圖像接近。
[0144] 另外，還可以在本發(fā)明的光路中增設(shè)一個(gè)空間光調(diào)制器，以增強(qiáng)本發(fā)明的顯示裝 置所形成的光場(chǎng)的方向性。例如，可以在光學(xué)系統(tǒng)和眼睛之間增設(shè)一個(gè)空間光調(diào)制器。其 中，關(guān)于空間光調(diào)制器的功能原理可參見上文相關(guān)描述，此處不再贅述。
[0145] 進(jìn)一步地，基于上文關(guān)于眼睛的感光特性的描述可知，眼睛對(duì)不同區(qū)域的感光能 力是不同的，因此，多個(gè)顯示器上的各顯示像素被調(diào)節(jié)為使得，從光學(xué)系統(tǒng)2出射的光在眼 睛的入瞳區(qū)的不同區(qū)域處形成的圖像對(duì)應(yīng)于不同的光場(chǎng)顯示策略。
[0146] 其中，在眼睛的入瞳區(qū)的不同區(qū)域處實(shí)現(xiàn)不同策略的光場(chǎng)顯示的具體細(xì)節(jié)可參考 上文關(guān)于本發(fā)明的顯示方法的相關(guān)敘述。
[0147] 需要說明的是，圖7示出了由兩個(gè)顯示器和一個(gè)半反半透鏡構(gòu)成光場(chǎng)顯示時(shí)的示 意圖，應(yīng)該知道，還可以是多個(gè)顯示器和多個(gè)半反半透鏡，并且，半反半透鏡可以是平面鏡、 球面鏡或自由曲面鏡。
[0148] 另外，在半反半透鏡之前，還可以光學(xué)地放置一個(gè)具有折射或反射作用的光學(xué)元 件，其可以使得從半反半透鏡反射或透射的光經(jīng)過該光學(xué)元件的折射或反射進(jìn)入眼睛。例 如，該光學(xué)元件可以是對(duì)入射到其上的光其會(huì)聚作用的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)透鏡，如凸透鏡。進(jìn) 一步地，本發(fā)明實(shí)施例中的光學(xué)系統(tǒng)還可以是光波導(dǎo)。
[0149] 根據(jù)本發(fā)明，公開了以下各項(xiàng)技術(shù)方案：
[0150] 1、一種顯示裝置，包括：
[0151] 顯示部件；以及
[0152] 光學(xué)系統(tǒng)，所述顯示部件發(fā)出的光經(jīng)過所述光學(xué)系統(tǒng)出射，
[0153]其中，所述顯示部件和所述光學(xué)系統(tǒng)被配置為使得，從所述顯示部件發(fā)出且經(jīng)過 所述光學(xué)系統(tǒng)調(diào)制后出射的出射光在眼睛的入瞳區(qū)的不同區(qū)域處實(shí)現(xiàn)不同策略的光場(chǎng)顯 不。
[0154] 2.根據(jù)本發(fā)明上述第1項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，還包括：
[0155] 眼睛入瞳區(qū)劃分器，所述眼睛入瞳區(qū)劃分器被配置為根據(jù)所述眼睛的視網(wǎng)膜的感 光特性和/或所述眼睛的特定狀況，將所述眼睛的入瞳區(qū)劃分為多個(gè)區(qū)域，其中每個(gè)所述區(qū) 域?qū)?yīng)于不同的光場(chǎng)顯示策略。
[0156] 3.根據(jù)本發(fā)明上述第2項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述眼睛入瞳區(qū)劃分器 將所述入瞳區(qū)劃分為：
[0157] 中心視野區(qū)域，所述中心視野區(qū)域包括與所述眼睛的黃斑區(qū)和/或掃視區(qū)域相對(duì) 應(yīng)的顯示區(qū)域，并且所述中心視野區(qū)域?qū)?yīng)于第一分辨率的三維顯示；以及
[0158] 周邊視野區(qū)域，所述周邊視野區(qū)域包括與所述眼睛的周邊視覺區(qū)域相對(duì)應(yīng)的顯示 區(qū)域，并且所述周邊視野區(qū)域?qū)?yīng)于第二分辨率的三維顯示或?qū)?yīng)于二維顯示，其中所述 第二分辨率小于所述第一分辨率。
[0159] 4.根據(jù)本發(fā)明上述第3項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述眼睛入瞳區(qū)劃分器 進(jìn)一步在所述入瞳區(qū)中劃分出漸變視野區(qū)域，所述漸變視野區(qū)域位于所述中心視野區(qū)域和 所述周邊視野區(qū)域之間，所述漸變區(qū)視野區(qū)域?qū)?yīng)于第三分辨率的三維顯示或二維顯示， 所述第三分辨率介于所述第一分辨率和所述第二分辨率之間。
[0160] 5.根據(jù)本發(fā)明上述第3項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述眼睛入瞳區(qū)劃分器 進(jìn)一步將所述入瞳區(qū)中與所述眼睛的眼底視盤區(qū)域相對(duì)應(yīng)的顯示區(qū)域劃分為盲點(diǎn)視野區(qū) 域，所述盲點(diǎn)視野區(qū)域?qū)?yīng)于黑色或隨機(jī)圖像顯示。
[0161] 6.根據(jù)本發(fā)明上述第3項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述周邊視野區(qū)域?qū)?yīng) 于灰度顯不。
[0162 ] 7.根據(jù)本發(fā)明上述第5項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，
[0163] 所述中心視野區(qū)域包括所述眼睛的注視點(diǎn)周圍5至20度范圍內(nèi)的區(qū)域；
[0164] 所述盲點(diǎn)視野區(qū)域包括所述注視點(diǎn)顳側(cè)15度的下方1.5度的寬為5度且高為7度的 區(qū)域；以及
[0165] 所述周邊視野區(qū)域?yàn)樗鲅劬Φ娜胪珔^(qū)中除所述中心視野區(qū)域與所述盲點(diǎn)視野 區(qū)域之外的區(qū)域。
[0166] 8.根據(jù)本發(fā)明上述第5項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述眼睛入瞳區(qū)劃分器 進(jìn)一步被配置為執(zhí)行以下操作中的任一個(gè)或多個(gè)：
[0167] 在所述眼睛為弱視的情況下，將與所述中心視野區(qū)域?qū)?yīng)的第一分辨率更改為第 四分辨率，所述第四分辨率小于所述第一分辨率；
[0168] 在所述眼睛為青光眼的情況下，將與所述眼睛的視野缺損區(qū)域劃定為所述盲點(diǎn)視 野區(qū)域；以及
[0169] 在所述眼睛具有黃斑區(qū)病變的情況下，確定所述眼睛的變形形態(tài)，并且在所述中 心視野區(qū)域中的顯示對(duì)應(yīng)于矯正所確定的變形形態(tài)。
[0170] 9.根據(jù)本發(fā)明上述第8項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述眼睛入瞳區(qū)劃分器 進(jìn)一步被配置為：
[0171] 在所述眼睛具有黃斑區(qū)病變的情況下，使得所述顯示部件和所述光學(xué)系統(tǒng)在黃斑 區(qū)病變區(qū)域的顯示光場(chǎng)是經(jīng)過預(yù)定圖像處理后的光場(chǎng)。
[0172] 10.根據(jù)本發(fā)明上述第2項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述眼睛入瞳區(qū)劃分 器進(jìn)一步被配置為，在所述眼睛需要進(jìn)行視覺訓(xùn)練的情況下，確定所述眼睛的入瞳區(qū)中的 視野訓(xùn)練區(qū)域，在所述視野訓(xùn)練區(qū)域中顯示特定的訓(xùn)練元素。
[0173] 11.根據(jù)本發(fā)明上述第2項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，進(jìn)一步包括：
[0174] 視軸追蹤器，所述視軸追蹤器追蹤所述眼睛的運(yùn)動(dòng)，以確定所述眼睛的視軸的位 置與角度，
[0175] 所述眼睛入瞳區(qū)劃分器基于所述視軸追蹤器確定的視軸的位置與角度，將所述眼 睛的入瞳區(qū)劃分為不同區(qū)域。
[0176] 12.根據(jù)本發(fā)明上述第11項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，進(jìn)一步包括：
[0177] 視軸預(yù)測(cè)器，基于所顯示的虛擬圖像和/或頭部運(yùn)動(dòng)參數(shù)，預(yù)測(cè)所述眼睛的視軸的 運(yùn)動(dòng)，
[0178] 其中所述視軸追蹤器參考所述視軸預(yù)測(cè)器的預(yù)測(cè)結(jié)果，來追蹤所述眼睛的運(yùn)動(dòng)并 確定所述眼睛的視軸的位置與角度。
[0179] 13.根據(jù)本發(fā)明上述第1項(xiàng)技術(shù)方案至第12項(xiàng)技術(shù)方案中任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的 顯示裝置，其中，
[0180] 所述顯示部件包括顯示器，所述顯示器包括多個(gè)顯示像素，每個(gè)所述顯示像素的 光強(qiáng)度能夠被調(diào)節(jié)，從而在所述顯示器上顯示第一圖像，
[0181] 所述光學(xué)系統(tǒng)包括空間光調(diào)制器，所述顯示器發(fā)出的光經(jīng)過所述空間光調(diào)制器出 射，以進(jìn)入眼睛，并且所述空間光調(diào)制器被配置為具有預(yù)定的透射率分布或反射率分布，
[0182] 其中，所述第一圖像與所述透射率分布或反射率分布被設(shè)定為，使得從所述空間 光調(diào)制器出射的出射光在所述眼睛的入瞳區(qū)的不同區(qū)域處實(shí)現(xiàn)不同策略的光場(chǎng)顯示。
[0183] 14.根據(jù)本發(fā)明上述第13項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述空間光調(diào)制器包 括多個(gè)調(diào)節(jié)像素，每個(gè)所述調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率能夠被獨(dú)立調(diào)節(jié)，從而形成所述預(yù) 定的透射率分布或反射率分布，從所述空間光調(diào)制器出射的出射光的延長(zhǎng)線或反向延長(zhǎng)線 相交于一個(gè)或多個(gè)像點(diǎn)，所述一個(gè)或多個(gè)像點(diǎn)構(gòu)成虛擬圖像，該顯示裝置還包括：
[0184] 處理器，用于根據(jù)所述入瞳區(qū)的劃分結(jié)果，確定所述第一圖像和所述透射率分布 或反射率分布，使得通過調(diào)節(jié)顯示像素的光強(qiáng)度和調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率來實(shí)現(xiàn)所述 入瞳區(qū)的不同區(qū)域的虛擬圖像以不同的光場(chǎng)顯示策略顯示。
[0185] 15.根據(jù)本發(fā)明上述第14項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，
[0186] 對(duì)于所述中心視野區(qū)域所對(duì)應(yīng)的虛擬圖像，所述處理器確定并調(diào)節(jié)參與形成該虛 擬圖像的顯示像素和對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)像素，使得該虛擬圖像整體上和該虛擬圖像所對(duì)應(yīng)的預(yù)期 虛擬圖像接近;并且/或者
[0187] 對(duì)于所述周邊視野區(qū)域所對(duì)應(yīng)的虛擬圖像，所述處理器確定并調(diào)節(jié)參與形成該虛 擬圖像的顯示像素和對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)像素，
[0188] 使得顯示像素所呈現(xiàn)的顯示圖像和該虛擬圖像所對(duì)應(yīng)的預(yù)期虛擬圖像的二維圖 像或二維灰度圖像接近，并且參與形成該虛擬圖像的調(diào)節(jié)像素對(duì)于所述顯示圖像為全開放 或部分開放狀態(tài)，或者，
[0189] 使得部分顯示像素的光強(qiáng)度為零、部分調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率為零，基于其 余顯示像素的光強(qiáng)度和調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率所形成的虛擬圖像大體上和該虛擬圖 像所對(duì)應(yīng)的預(yù)期虛擬圖像接近，或者，
[0190] 使得部分顯示像素的光強(qiáng)度為零、部分調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率為零，基于所 述眼睛和/或所述顯示裝置的像差，確定其余顯示像素的光強(qiáng)度和調(diào)節(jié)像素的透射率或反 射率，以使得形成的虛擬圖像能夠補(bǔ)償所述像差;并且/或者
[0191] 對(duì)于所述盲點(diǎn)視野區(qū)域所對(duì)應(yīng)的虛擬圖像，所述處理器確定參與形成該虛擬圖像 的顯示像素和調(diào)節(jié)像素，其中，參與形成該虛擬圖像的顯示像素的光強(qiáng)度和調(diào)節(jié)像素的透 射率或反射率為任意數(shù)值。
[0192] 16.根據(jù)本發(fā)明上述第15項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述顯示器和所述空 間光調(diào)制器由兩個(gè)分辨率不同的光學(xué)部件構(gòu)成，
[0193] 其中，分辨率較高的光學(xué)部件被設(shè)置于所述眼睛在調(diào)節(jié)放松時(shí)的視網(wǎng)膜中心凹的 共輒點(diǎn)位置處，
[0194] 分辨率較高的光學(xué)部件上對(duì)應(yīng)于所述周邊視野區(qū)域的部分用于顯示低分辨率二 維圖像或低分辨率二維灰度圖像，
[0195] 分辨率較低的光學(xué)部件上對(duì)應(yīng)于所述周邊視野區(qū)域的部分對(duì)于所述低分辨率二 維圖像或所述低分辨率二維灰度圖像為全開放或部分開放狀態(tài)。
[0196] 17.根據(jù)本發(fā)明上述第13項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，
[0197] 所述空間光調(diào)制器是液晶屏、微透鏡陣列、針孔板、散射圖案的薄膜或全息圖；和/ 或
[0198] 所述顯示器是電腦顯示器、電視屏幕、手機(jī)屏幕或頭戴式顯示器。
[0199] 18.根據(jù)本發(fā)明上述第1項(xiàng)技術(shù)方案至第12項(xiàng)技術(shù)方案中任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的 顯示裝置，其中，
[0200] 所述顯示部件包括多個(gè)顯示器，每個(gè)所述顯示器包括多個(gè)顯示像素，每個(gè)所述顯 示像素的光強(qiáng)度能夠被獨(dú)立調(diào)節(jié)，從而在每個(gè)所述顯示器上顯示相應(yīng)圖像，
[0201] 所述光學(xué)系統(tǒng)對(duì)光具有折射或反射作用，所述多個(gè)顯示器發(fā)出的光經(jīng)過所述光學(xué) 系統(tǒng)出射，以進(jìn)入眼睛，其中
[0202] 所述多個(gè)顯示器和所述光學(xué)系統(tǒng)被放置為使得，從所述光學(xué)系統(tǒng)出射的光在眼睛 處形成的圖像與所述多個(gè)顯示器上顯示的圖像的疊加相關(guān)聯(lián)，并且其中，
[0203]所述多個(gè)顯示器上的各所述顯示像素被調(diào)節(jié)為使得，從所述光學(xué)系統(tǒng)出射的光在 所述眼睛的入瞳區(qū)的不同區(qū)域處形成的圖像對(duì)應(yīng)于不同的光場(chǎng)顯示策略。
[0204] 19.根據(jù)本發(fā)明上述第18項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)包括一 個(gè)或多個(gè)半反半透鏡，并且其中，
[0205] 所述多個(gè)顯示器中的一部分或全部顯示器發(fā)出的光通過所述一個(gè)或多個(gè)半反半 透鏡中的一個(gè)或多個(gè)的反射或透射而進(jìn)入眼睛。
[0206] 20.根據(jù)本發(fā)明上述第19項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述半反半透鏡為平 面鏡、球面鏡或自由曲面鏡。
[0207] 21.根據(jù)本發(fā)明上述第20項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)還包括 對(duì)光具有折射或反射作用的第一光學(xué)元件，
[0208]所述第一光學(xué)元件光學(xué)地放置在所述一個(gè)或多個(gè)半反半透鏡之前，使得通過所述 一個(gè)或多個(gè)半反半透鏡反射或透射的光經(jīng)過所述第一光學(xué)元件的折射或反射進(jìn)入眼睛。 [0209] 22.根據(jù)本發(fā)明上述第21項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述第一光學(xué)元件對(duì) 入射到其上的光起到會(huì)聚作用。
[0210] 23.根據(jù)本發(fā)明上述第22項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述第一光學(xué)元件由 一個(gè)或多個(gè)光學(xué)透鏡構(gòu)成。
[0211] 24.根據(jù)本發(fā)明上述第23項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，
[0212] 每個(gè)所述顯示器上顯示的圖像的像方視場(chǎng)部分重疊。
[0213] 25.-種顯示方法，包括：
[0214] 對(duì)于眼睛的入瞳區(qū)中的中心視野區(qū)域，以第一分辨率顯示三維虛擬場(chǎng)景;并且
[0215] 對(duì)于所述眼睛的入瞳區(qū)中的周邊視野區(qū)域，以第二分辨率顯示三維虛擬場(chǎng)景，或 者顯示二維圖像，其中所述第二分辨率小于所述第一分辨率。
[0216] 26.根據(jù)本發(fā)明上述第25項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示方法，還包括：
[0217] 對(duì)于位于所述中心視野區(qū)域和所述周邊視野區(qū)域之間的漸變區(qū)視野區(qū)域，以第三 分辨率顯示三維虛擬場(chǎng)景，或者顯示二維圖像，其中，所述第三分辨率介于所述第一分辨率 和所述第二分辨率之間。
[0218] 27.根據(jù)本發(fā)明上述第25項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，
[0219] 所述中心視野區(qū)域包括與所述眼睛的黃斑區(qū)和/或注視點(diǎn)附近的掃視區(qū)域相對(duì)應(yīng) 的顯示區(qū)域，
[0220] 所述周邊視野區(qū)域包括與所述眼睛的周邊視覺區(qū)域相對(duì)應(yīng)的顯示區(qū)域。
[0221] 28根據(jù)本發(fā)明上述第25項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，對(duì)于所述眼睛的入瞳 區(qū)中的周邊視野區(qū)域，顯示灰度圖像。
[0222] 29.根據(jù)本發(fā)明上述第25項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示方法，還包括：
[0223] 對(duì)于處在所述眼睛的眼底視盤區(qū)域的盲點(diǎn)視野區(qū)域，以黑色或隨機(jī)圖像顯示。 [0224] 30.根據(jù)本發(fā)明上述第29項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，
[0225] 所述中心視野區(qū)域包括所述眼睛的注視點(diǎn)周圍5至20度范圍內(nèi)的區(qū)域；
[0226] 所述盲點(diǎn)視野區(qū)域包括所述注視點(diǎn)顳側(cè)15度的下方1.5度的寬為5度且高為7度的 區(qū)域；以及
[0227] 所述周邊視野區(qū)域?yàn)樗鲅劬Φ娜胪珔^(qū)中除所述中心視野區(qū)域與所述盲點(diǎn)視野 區(qū)域之外的區(qū)域。
[0228] 31.根據(jù)本發(fā)明上述第30項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，
[0229] 在所述眼睛為弱視的情況下，將與所述中心視野區(qū)域?qū)?yīng)的第一分辨率更改為第 四分辨率，所述第四分辨率小于所述第一分辨率；
[0230] 在所述眼睛為青光眼的情況下，將與所述眼睛的視野缺損區(qū)域劃定為所述盲點(diǎn)視 野區(qū)域;并且/或者
[0231] 在所述眼睛具有黃斑區(qū)病變的情況下，確定所述眼睛的變形形態(tài)，并且在所述中 心視野區(qū)域中的顯示對(duì)應(yīng)于矯正所確定的變形形態(tài)。
[0232] 32.根據(jù)本發(fā)明上述第31項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，在所述眼睛具有黃斑 區(qū)病變的情況下，在黃斑區(qū)病變區(qū)域的顯示光場(chǎng)是經(jīng)過預(yù)定圖像處理后的光場(chǎng)。
[0233] 33.根據(jù)本發(fā)明上述第25項(xiàng)技術(shù)方案至第32項(xiàng)技術(shù)方案中任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的 顯示方法，還包括：
[0234] 在所述眼睛需要進(jìn)行視覺訓(xùn)練的情況下，確定所述眼睛的視野訓(xùn)練區(qū)域，在所述 視野訓(xùn)練區(qū)域中顯示特定的訓(xùn)練元素。
[0235] 34.根據(jù)本發(fā)明上述第25項(xiàng)技術(shù)方案至第32項(xiàng)技術(shù)方案中任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的 顯示方法，還包括：
[0236] 追蹤所述眼睛的運(yùn)動(dòng)，以確定所述眼睛的視軸的位置與角度;和
[0237] 基于所確定的視軸的位置與角度，將所述眼睛的入瞳區(qū)劃分為不同區(qū)域，所述不 同區(qū)域包括所述中心視野區(qū)域和所述周邊視野區(qū)域。
[0238] 35.根據(jù)本發(fā)明上述第34項(xiàng)技術(shù)方案所述的顯示方法，所述追蹤所述眼睛的運(yùn)動(dòng) 以確定所述眼睛的視軸的位置與角度的步驟包括：
[0239] 基于所顯示的虛擬圖像和/或頭部運(yùn)動(dòng)參數(shù)，預(yù)測(cè)所述眼睛的視軸的運(yùn)動(dòng);和
[0240] 參考所述預(yù)測(cè)的結(jié)果，追蹤所述眼睛的運(yùn)動(dòng)并確定所述眼睛的視軸的位置與角 度。
[0241]上文中已經(jīng)參考附圖詳細(xì)描述了根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置及方法。綜上，本發(fā)明的 顯示裝置及方法可以根據(jù)眼睛的感光特性，將眼睛的入瞳區(qū)劃分為不同的視野區(qū)域，其中， 不同的視野區(qū)域可以對(duì)應(yīng)于不同的光場(chǎng)顯示策略，可以在一定程度上降低光場(chǎng)顯示過程中 的計(jì)算量，為光場(chǎng)顯示應(yīng)用于AR/VR領(lǐng)域提供了便利。
[0242]以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實(shí)施例，上述說明是示例性的，并非窮盡性的，并且也 不限于所披露的各實(shí)施例。在不偏離所說明的各實(shí)施例的范圍和精神的情況下，對(duì)于本技 術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術(shù)語的選擇，旨 在最好地解釋各實(shí)施例的原理、實(shí)際應(yīng)用或?qū)κ袌?chǎng)中的技術(shù)的改進(jìn)，或者使本技術(shù)領(lǐng)域的 其它普通技術(shù)人員能理解本文披露的各實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種顯示裝置，包括： 顯示部件；以及 光學(xué)系統(tǒng)，所述顯示部件發(fā)出的光經(jīng)過所述光學(xué)系統(tǒng)出射， 其中，所述顯示部件和所述光學(xué)系統(tǒng)被配置為使得，從所述顯示部件發(fā)出且經(jīng)過所述 光學(xué)系統(tǒng)調(diào)制后出射的出射光在眼睛的入瞳區(qū)的不同區(qū)域處實(shí)現(xiàn)不同策略的光場(chǎng)顯示。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，還包括： 眼睛入瞳區(qū)劃分器，所述眼睛入瞳區(qū)劃分器被配置為根據(jù)所述眼睛的視網(wǎng)膜的感光特 性和/或所述眼睛的特定狀況，將所述眼睛的入瞳區(qū)劃分為多個(gè)區(qū)域，其中每個(gè)所述區(qū)域?qū)?應(yīng)于不同的光場(chǎng)顯示策略。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中，所述眼睛入瞳區(qū)劃分器將所述入瞳區(qū)劃分 為： 中心視野區(qū)域，所述中心視野區(qū)域包括與所述眼睛的黃斑區(qū)和/或掃視區(qū)域相對(duì)應(yīng)的 顯示區(qū)域，并且所述中心視野區(qū)域?qū)?yīng)于第一分辨率的三維顯示；以及 周邊視野區(qū)域，所述周邊視野區(qū)域包括與所述眼睛的周邊視覺區(qū)域相對(duì)應(yīng)的顯示區(qū) 域，并且所述周邊視野區(qū)域?qū)?yīng)于第二分辨率的三維顯示或?qū)?yīng)于二維顯示，其中所述第 二分辨率小于所述第一分辨率。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其中，所述眼睛入瞳區(qū)劃分器進(jìn)一步在所述入瞳區(qū) 中劃分出漸變視野區(qū)域，所述漸變視野區(qū)域位于所述中心視野區(qū)域和所述周邊視野區(qū)域之 間，所述漸變區(qū)視野區(qū)域?qū)?yīng)于第三分辨率的三維顯示或二維顯示，所述第三分辨率介于 所述第一分辨率和所述第二分辨率之間。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其中，所述眼睛入瞳區(qū)劃分器進(jìn)一步將所述入瞳區(qū) 中與所述眼睛的眼底視盤區(qū)域相對(duì)應(yīng)的顯示區(qū)域劃分為盲點(diǎn)視野區(qū)域，所述盲點(diǎn)視野區(qū)域 對(duì)應(yīng)于黑色或隨機(jī)圖像顯示。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其中，所述周邊視野區(qū)域?qū)?yīng)于灰度顯示。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其中， 所述中心視野區(qū)域包括所述眼睛的注視點(diǎn)周圍5至20度范圍內(nèi)的區(qū)域； 所述盲點(diǎn)視野區(qū)域包括所述注視點(diǎn)顳側(cè)15度的下方1.5度的寬為5度且高為7度的區(qū) 域；以及 所述周邊視野區(qū)域?yàn)樗鲅劬Φ娜胪珔^(qū)中除所述中心視野區(qū)域與所述盲點(diǎn)視野區(qū)域 之外的區(qū)域。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其中，所述眼睛入瞳區(qū)劃分器進(jìn)一步被配置為執(zhí)行 以下操作中的任一個(gè)或多個(gè)： 在所述眼睛為弱視的情況下，將與所述中心視野區(qū)域?qū)?yīng)的第一分辨率更改為第四分 辨率，所述第四分辨率小于所述第一分辨率； 在所述眼睛為青光眼的情況下，將與所述眼睛的視野缺損區(qū)域劃定為所述盲點(diǎn)視野區(qū) 域；以及 在所述眼睛具有黃斑區(qū)病變的情況下，確定所述眼睛的變形形態(tài)，并且在所述中心視 野區(qū)域中的顯示對(duì)應(yīng)于矯正所確定的變形形態(tài)。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示裝置，其中，所述眼睛入瞳區(qū)劃分器進(jìn)一步被配置為： 在所述眼睛具有黃斑區(qū)病變的情況下，使得所述顯示部件和所述光學(xué)系統(tǒng)在黃斑區(qū)病 變區(qū)域的顯示光場(chǎng)是經(jīng)過預(yù)定圖像處理后的光場(chǎng)。10.-種顯示方法，包括： 對(duì)于眼睛的入瞳區(qū)中的中心視野區(qū)域，以第一分辨率顯示三維虛擬場(chǎng)景;并且 對(duì)于所述眼睛的入瞳區(qū)中的周邊視野區(qū)域，以第二分辨率顯示三維虛擬場(chǎng)景，或者顯 示二維圖像，其中所述第二分辨率小于所述第一分辨率。
【文檔編號(hào)】G02B27/01GK105892061SQ201610471795
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】肖真, 郭成
【申請(qǐng)人】北京國(guó)承萬通信息科技有限公司