[发明专利]显示装置和使用图像渲染器和光学组合器进行显示的方法

说明书

公开了一种显示装置。该显示装置包括：用于渲染背景图像的至少一个背景图像渲染器，其中，经渲染的背景图像的投影的角宽度的范围介于40度到220度之间；用于渲染聚焦图像的至少一个聚焦图像渲染器，其中，经渲染的聚焦图像的投影的角宽度的范围介于5度到60度之间；以及至少一个光学组合器，该至少一个光学组合器用于将经渲染的背景图像的投影与经渲染的聚焦图像的投影进行组合以创建视觉场景，其中，以在视觉场景中提供至少两个不同的光学距离的方式创建视觉场景。

技术领域

本公开总体上涉及对视觉信息的表示；更具体地，涉及包括图像渲染器和光学组合器的显示装置。此外，本公开还涉及经由前述显示装置进行显示的方法。

背景技术

在当今时代，对诸如虚拟现实和增强现实之类的技术的使用在例如游戏、教育、医疗保健等应用中快速增加。反过来，这增加了人们对这些技术的接触。通常，这些技术向用户呈现模拟环境，通常称为“虚拟现实”。通常，用户使用诸如虚拟现实设备或增强现实设备之类的设备或装置来体验这种模拟环境。通常，这些设备位于眼睛附近，并且例如已知为近眼显示器(NED)或头戴式显示器(HMD)。通常，这种设备具有：一个小显示器或两个小显示器、镜头和其他光学元件。显示器和光学器件通常被嵌入头盔、眼镜或护目镜中，并且用户将设备佩戴在他们的头上以便向用户呈现模拟环境。此外，这些设备使用诸如立体视觉的现代技术为用户提供沉浸在模拟环境中的感觉。

然而，传统设备具有某些缺点，例如，用户的观看舒适度。通常，模拟环境的视觉场景被渲染在固定的光学距离处。这种渲染迫使用户的大脑不自然地适应冲突的焦点提示，例如与距用户眼睛的显示器的物理距离相关联的焦点提示以及与模拟环境内的视觉场景的固定光学距离相关联的焦点提示。此外，观看以固定光学距离渲染的这种视觉场景可能会为用户的眼睛带来视觉辐辏调节冲突(vergence-accommodation conflict)。另外，这种渲染减少了用户在模拟环境中的沉浸感，并且还可能导致用户的视觉疲劳。对于一些用户来说，这种视觉疲劳甚至在停止使用该设备后造成严重的副作用。

因此，鉴于前述讨论，需要克服和与传统虚拟现实设备和增强现实设备的模拟环境中对视觉场景进行渲染相关联的上述缺点。

发明内容

本公开旨在提供一种显示装置。

本公开还旨在提供一种经由显示装置进行显示的方法。

本公开旨在提供解决在模拟环境内以固定光学距离渲染视觉场景的现有问题的方案。本公开的目的在于提供一种解决方案，其至少部分地克服现有技术中遇到的问题，并提供一种稳健并且易于实现的显示装置，该显示装置至少部分地克服了与在固定光学距离下渲染视觉场景相关联的上述缺点。

一方面，本公开的实施例提供了一种显示装置，包括：

-至少一个背景图像渲染器，该至少一个背景图像渲染器用于渲染背景图像，其中，经渲染的背景图像的投影的角宽度的范围介于40度到220度之间；

-至少一个聚焦图像渲染器，该至少一个聚焦图像渲染器用于渲染聚焦图像，其中，经渲染的聚焦图像的投影的角宽度的范围介于5度到60度之间；以及

-至少一个光学组合器，该至少一个光学组合器用于将经渲染的背景图像的投影与经渲染的聚焦图像的投影进行组合以创建视觉场景；

其中，以在视觉场景中提供至少两个不同的光学距离的方式创建视觉场景。

在另一方面，本公开的实施例提供了一种经由显示装置进行显示的方法，该显示装置包括至少一个背景图像渲染器、至少一个聚焦图像渲染器和至少一个光学组合器，该方法包括：

(i)在至少一个背景图像渲染器处渲染背景图像，其中，经渲染的背景图像的投影的角宽度的范围介于40度到220度之间；