[发明专利]一种实现多景深增强现实显示装置

说明书

本发明公开了一种实现多景深增强现实显示装置，包括：多个结构相同且用于发射单个像素的显示元件，每个显示元件均具有多个独立出射光束的出射区域，目镜系统，被配置为接收各显示元件出射的光束，将各显示元件出射的光束进行准直，并将各显示元件出射的光束引导至出射光瞳；变焦系统，其设置于所述出射光瞳处，变焦系统上设置有与单个显示元件的各出射区域一一对应的变焦部，近眼显示系统，其被配置为将变焦系统出射的光束引导至用户人眼。本发明每个像素的显示元件的多个出射区域可以分别被用于出射不同深度的投影图像并通过变焦系统上对应的变焦部的处理后最终在人眼处成像，从而使得显示装置具有显示光场深度的功能。

技术领域

本发明涉及图像显示技术领域，尤其涉及一种实现多景深增强现实显示装置。

背景技术

目前，用于使观看者能够有立体感地观看图像的显示装置，通常是在显示装置上显示由具有视差的右眼和左眼图像组成的合成图像，并且使观看者的右眼只能看到右眼图像，左眼只能看到左眼图像，从而使得观看者能够得到纵深感，这种纵深感取决于右眼与左眼图像之间的视差量。但是，这种视差通常不会很大，以避免观看者会感到眼疲劳、眩晕感，并且由于分别感觉到左眼和右眼图像，观看者也许不能得到三维感。

现有的增强现实显示技术和虚拟现实显示技术大多采用双目视差实现3D图像的深度显示和感知，会存在视觉辐轴调节和感知深度的冲突，出现头晕，恶心的情况，难以满足市场消费者的需要。

发明内容

本发明实施例提供一种实现多景深增强现实显示装置，具有显示不同深度的功能，从而能够使观看者观察到富有纵深感的图像。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种实现多景深增强现实显示装置，其包括：

多个结构相同且用于发射单个像素的显示元件，每个显示元件均具有多个独立出射光束的出射区域，且同一显示元件的各出射区域出射的光束互不交叉，

目镜系统，被配置为接收各显示元件出射的光束，将各显示元件出射的光束进行准直，并将各显示元件出射的光束引导至出射光瞳；

变焦系统，其设置于所述出射光瞳处，变焦系统上设置有与单个显示元件的各出射区域一一对应的变焦部，每个变焦部均为一个具有独立焦距的光学元件，目镜系统被配置为将各显示元件上相同出射区域上出射的光束分别引导至与之相对应的同一变焦部，

近眼显示系统，其被配置为将变焦系统出射的光束引导至用户人眼。

从而每个像素的显示元件的多个出射区域可以分别被用于出射不同深度的投影图像并通过变焦系统上对应的变焦部的处理后最终在人眼处成像，从而每个像素都可以呈现不同深度的投影图像。每个变焦部均具有不同的焦距从而使得虚拟图像投影距离不同，通过近眼显示系统，人眼能够看到不同深度的图像。

每个显示元件的出射区域的数量不受限制，可以根据需求设置两个或两个以上的任意多个。

进一步的，每个出射区域出射不同景深的投影，当仅某个出射区域出射光束时，该出射区域出射的投影经过目镜系统进行准直后、经与之相对应的变焦部处理后、经近眼显示系统传导在用户人眼处成相应景深的图像。

可选的，各显示元件的多个独立出射光束的出射区域呈同心环带状分布，与之相对应的，变焦系统上的多个变焦部同样呈同心环带状分布。

可选的，各显示元件的多个独立出射光束的出射区域呈规则排布或不规则排布。

可选的，各显示元件的每个出射区域均出射锥形射束。

可选的，显示元件的各出射区域的形状均可以为圆形、方形，也均可以为任意其他形状的闭合区域。

可选的，所述的变焦系统包括渐进多焦点镜片或液晶变焦透镜。

可选的，所述的目镜系统包括一片正透镜或多片正负透镜组成的正光焦度系统。