[发明专利]显示屏、头戴显示设备及其显示控制方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于获得焦距认知的显示屏、一种头戴显示设备、一种头戴显示设备的显示控制方法及显示控制装置。

背景技术

人们对于三维图像的物理感知主要取决于四个因素，分别为观看物体的左右眼图像的视差、观看物体的左右眼角度(幅奏角度)、眼睛观看物体时对物体聚焦、及运动视差。

目前的虚拟现实设备(Virtual Reality,VR)的三维显示主要从以上视差、幅奏角度、及运动视差三方面进行设计，却不得不避开准确的焦距认知。

如图1a和图1b所示，焦距认知的作用体现在：当人们观看眼前的物体A时，经过物体A反射的光线会分别在左眼EL和右眼ER的视网膜上会形成多个像，为了看清楚该物体A，大脑会控制眼部肌肉收缩以使晶状体形变，进而将多个像合在一起，形成一个清晰的像，与此同时，眼部肌肉的收缩程度会给大脑反馈一个聚焦深度的信息，该聚焦深度即为物体(光源)A与人眼之间的垂直距离。

对于虚拟现实设备而言，如图2所示，观看者在通过虚拟现实设备观看影像时，左、右视差图像中表示相同物体A的同源像点LA、RA发出的光分别对应进入左眼EL、右眼ER，观看者在左、右眼视差图像的诱导下看到物体A的立体像A′，该立体像A′相对被透镜模组拉深的显示模组DM，将被拉近至更为接近观看者的位置，其中，立体像A′与人眼之间的垂直距离即为视差角深度Ad，而观看者通过焦距认知获得的焦点却是落在被透镜模组拉深的显示模组DM上。这说明，对于物体A而言，其聚焦深度AD将大于视差角深度Ad，进而无法实现视差角深度与聚焦深度一致的准确焦距认知，这不仅无法实现真实的近在咫尺的虚拟现实体验，也会导致人眼产生疲劳感，对于部分人还会造成3D眩晕。因此，非常有必要提供一种使得观影者能够通过虚拟现实设备获得准确焦距认知的方案。

发明内容

本发明实施例的一个目的是提供一种能够使得观看者获得准确的焦距认知的技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于获得焦距认知的显示屏，其包括显示面板和光栅面板，该光栅面板包括间隔排列的透光带，该光栅面板位于显示面板的前方或者后方，该光栅面板的透光带被设置为使得显示面板输出的光线分光投射至两个视点，且此两个视点之间的间距小于或者等于人眼的瞳孔直径。

可选地，该光栅面板为液晶面板，该光栅面板被设置为通过控制液晶分子的偏转形成间隔排列的透光带。

可选地，该光栅面板的每一透光带的宽度使得显示面板的相邻两行像素或者相邻两列像素输出的光线分别被投射至不同的视点。

可选地，该光栅面板位于显示面板的后方，该显示屏还包括扩散板，该扩散板位于显示面板与光栅面板之间；该扩散板的扩散方向、显示面板中每一像素点的红绿蓝子像素的排列方向、及光栅面板的透光带的长度延伸方向一致。

根据本发明的第二方面，还提供了一种头戴显示设备，包括视窗、透镜模组和显示模组，该透镜模组位于视窗与显示模组之间，该显示模组包括两块根据本发明的第一方面的显示屏，分别作为左眼显示屏和右眼显示屏，左眼显示屏与右眼显示屏在头戴显示设备的左右方向上并排设置；左眼显示屏形成的两个视点位于视窗限定的左眼瞳孔位置，右眼显示屏形成的两个视点位于视窗限定的右眼瞳孔位置。

可选地，该透镜模组被设置为将显示模组投放至距离视窗小于或者等于10m的范围内。

可选地，每一显示屏被设置为使得光栅面板的每一透光带的长度延伸方向与头戴显示设备的左右方向一致。

根据本发明的第三方面，还提供了一种根据本发明第二方面的头戴显示设备的显示控制方法，该方法包括：

获取对应左眼第一视点的摄像机、对应左眼第二视点的摄像机、对应右眼第一视点的摄像机、及对应右眼第二视点的摄像机分别在同一时刻采集到的左眼第一图像、左眼第二图像、右眼第一图像、及右眼第二图像；

从所述左眼第一图像中提取位于奇数列的各左一图像区域、及从所述左眼第二图像中提取位于偶数列的各左二图像区域，其中，所述位于奇数列的各左一图像区域与所述位于偶数列的各左二图像区域均与左眼显示屏的光栅面板的透光带一一对应；

将位于奇数列的各左一图像区域与位于偶数列的各左二图像区域间隔排列合成第一左眼视差图像，以使位于奇数列的每一左一图像区域发出的光线经由对应透光带入射至左眼第一视点、及使位于偶数列的每一左二图像区域发出的光线经由对应透光带入射至左眼第二视点；