[发明专利]一种近眼光场显示的方法及装置

说明书

一种近眼光场显示装置，该近眼显示装置包括变焦系统和显示器件。所述变焦系统用于改变焦点的位置而使所述显示器件在所述焦点前后的景深范围内产生位置变化。在上述近眼光场显示装置的基础上，本发明提供了一种近眼光场显示的方法，包括以下步骤:（1）将所要显示的图像分成具有不同深度的多个图层逐一进行扫描显示；（2）通过变焦系统调控显示器件在焦点前后的景深范围内对所述应图层的不同深度。

技术领域

本发明涉及三维显示技术领域，特别是一种基于近眼光场显示的装置和方法。

背景技术

我们生活在三维的世界，然而传统的显示技术仅仅提供缺少深度信息的二维显示。二维显示大大限制了人们对丰富多彩世界获取认知的信息量。电子技术、光学技术和光电子技术等的快速发展促进了三维显示技术发展。三维显示技术提供显示物体的深度信息，契合现代人对于信息获取的需求。所以三维技术在学术界和商业界得到广泛的关注。

现有的三维显示技术主要包括视差型三维显示、体三维显示、全息三维显示、集成成像三维显示、光场三维显示等。大多数的三维显示技术都存在聚焦辐辏的问题，易造成观看者的疲劳甚至是头晕的效果。

光场近眼显示(头戴显示)技术是实现三维显示的一种最简便的方法。在近眼显示中引入了光场重构的概念，对于任一三维重构点至少有2根光线进入瞳孔，从而人眼可以方便地对不同深度的图像进行自由调焦，消除聚焦辐辏冲突，使得观看更加接近真实和自然。Hironobu Gotoda和MIT的Gordon Wetzstein等人依据计算机层析技术，基于多层液晶，将四维光场经过非负矩阵分解，得出多层衰减图案，实现基于多层液晶的三维显示，可以在较小的视角内实现高分辨的光场显示。比起采用多层液晶的堆叠，微透镜阵列技术则是将影像分解成为数十组不同的视角阵列，然后再通过微透镜阵列组合重新将画面还原显示，一副画面中，不同距离的内容会被对应的透镜产生出对应的景深图像，当用户观看画面中不同的“点”时，感受到的“距离”也会不一样，所以使用更接近现实的观看体验。

目前这两种技术都有各自的缺点，比如多层液晶的堆叠，想给予更多的景深信息，则需要堆叠更多的液晶，这无疑会增加近眼显示设备的体积和重量，佩戴舒适度则会降低。

而微透镜阵列技术采用N个微显示屏+微透镜阵列的方式来显示画面，会对屏幕分辨率造成一定的衰减，屏幕分辨率不够画面会很模糊。为了更接近现实观看体验，微透镜阵列密度要足够大，同时又要满足高分辨率，这对于生产制造来说是一个很大的难度。

发明内容

本发明的目的在于克服近眼显示分辨率较低的问题，为提高近眼光场显示图像质量和分辨率，提出一种近眼光场显示装置和方法；本发明的具体技术方案如下：

一种近眼光场显示装置，该近眼显示装置包括变焦系统和显示器件。所述变焦系统用于改变焦点的位置而使所述显示器件在所述焦点前后的景深范围内产生位置变化。

在上述近眼光场显示装置的基础上，本发明提供了一种近眼光场显示的方法，包括以下步骤:

（1）将所要显示的图像分成具有不同深度的多个图层逐一进行扫描显示；

（2）通过变焦系统调控显示器件在焦点前后的景深范围内对所述应图层的不同深度。

本发明有益效果如下。

与先前的技术相比，本发明的主要优点如下:

1.本发明在不增加系统像素单元的情况下实现景深范围的图像显示从而提高了光场显示的分辨率。

2.本发明在不增加系统像素单元的情况下提高了光场显示的分辨率从而可减少近眼显示设备的体积和重量。

附图说明

图1~12是近眼光场显示装置的结构示意图。