[发明专利]多焦点显示系统和方法

权利要求书

1.一种增强现实显示系统，包括：

用于扫描一帧或多帧图像数据的扫描装置，其中所述扫描装置能够通信地耦合到图像源以接收图像数据；

多个可切换屏幕，其沿所述系统的光学轴堆叠且被配置为提供第一孔径，并且包括在操作期间的时间点处于散射状态的一个可切换屏幕和处于透明状态的剩余数量的可切换屏幕；

变焦元件VFE，其被配置为提供第二孔径并且被配置为减小由所述扫描装置产生的场曲，其中所述VFE还被配置为在所述多个可切换屏幕之间可变地聚焦所述一帧或多帧图像数据，该多个可切换屏幕将与该图像数据相关联的光扩散到对应的观看距离，其中所述多个可切换屏幕被配置为提供比所述变焦元件的所述第二孔径大的所述第一孔径；以及

可操作地耦合到所述多个可切换屏幕以中继所述一帧或多帧图像数据的观看光学器件。

2.如权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，所述多个可切换屏幕中的每一个占据距观看者不同的观看距离。

3.如权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，所述图像数据被分成图像切片，所述图像切片的数量等于所述多个可切换屏幕中的可切换屏幕的数量。

4.如权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，所述多个可切换屏幕包括可切换的聚合物分散液晶(PDLC)散射器。

5.如权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，所述扫描装置包括光纤扫描装置(FSD)。

6.如权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，所述多个可切换屏幕在散射状态和透明状态之间切换。

7.如权利要求6所述的增强现实显示系统，其中，所述多个可切换屏幕中的一个屏幕被切换成散射状态，剩余数量的屏幕被切换成透明状态。

8.如权利要求6所述的增强现实显示系统，其中，所述多个可切换屏幕逐帧地在散射状态和透明状态之间进行切换。

9.如权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，所述VFE与相对较小的孔径相关联。

10.如权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，所述扫描装置在扫描图案中扫描所述一帧或多帧图像数据。

11.如权利要求10所述的增强现实显示系统，其中，所述VFE的驱动信号根据光调制器的扫描图案而变化。

12.如权利要求11所述的增强现实显示系统，其中，所述VFE平坦化所述一帧或多帧图像数据的场曲。

13.如权利要求11所述的增强现实显示系统，其中，所述VFE的光功率根据所述扫描装置的扫描场内的扫描点的位置而变化。

14.如权利要求11所述的增强现实显示系统，其中，图像的第一部分与该图像的边缘不同地被聚焦。

15.一种显示增强现实的方法，包括：

提供一帧或多帧图像数据；

利用至少扫描装置在扫描图案中扫描与所述一帧或多帧图像数据相关联的光；

在一时间点将沿系统的光学轴堆叠的多个可切换屏幕中的一个可切换屏幕切换到散射状态并将所述多个可切换屏幕中的剩余数量的可切换屏幕切换到透明状态，其中所述多个可切换屏幕被配置为提供第一孔径；

通过变焦元件VFE使所扫描的光的焦点变化以将所述一帧或多帧图像数据聚焦在所述多个可切换屏幕中的一个上，其中所述多个可切换屏幕被配置为将由所述变焦元件提供的第二孔径扩展成比所述第二孔径大的所述第一孔径；

在扫描与所述一帧或多帧图像数据相关联的光时减小由所述扫描装置产生的场曲；以及

通过所述多个可切换屏幕中的所述一个可切换屏幕来扩散光，其中，所述多个可切换屏幕与不同的观看距离对应。