近眼显示设备和显示三维图像的方法技术

公开了一种用于向使用者显示三维图像的近眼显示设备。设备包括：图像投影装置，以投影与三维图像的不同横截面相关联的图像对；至少一个光学显示装置，其包括多个光学元件，其中，多个光学元件中的每个光学元件能够操作以在第一光学状态与第二光学状态之间切换；控制装置，其能够操作以控制至少一个光学显示装置，以分别将每个光学元件从第一光学状态切换至第二光学状态，并且图像投影装置将单独的图像对投影在处于第二光学状态下的每个光学元件上；以及至少一个光学设备，其允许向使用者的每只眼睛显示三维图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】近眼显示设备和显示三维图像的方法
本公开总体上涉及显示系统；更具体地涉及用于显示三维图像的近眼显示设备。
技术介绍
通常，在很长一段时间以来，一直以不同形式向人们呈现视觉媒体。例如，出于各种目的，诸如出于娱乐、科学、国防和医疗等目的，已经以视频(或图像)的形式向观看者呈现视觉媒体。如今，视觉媒体的呈现和消费都采取越来越复杂的形式，诸如，越来越多地以三维格式呈现视频，以便能够向观看者提供更多信息和提高的消费内容质量。传统上，通过使用类似于立体视觉的技术，将三维视频在诸如计算机屏幕或电影院屏幕的二维平面上呈现给观看者。此外，可以采用各种基于软件的技术来将附加信息并入三维视频中。例如，可以采用诸如线性透视、阴影、遮挡和纹理等技术，以便能够将三维视频内的深度线索呈现给观看者。然而，这种常规呈现技术伴随着许多问题。三维视频的常规呈现技术仅向观看者提供深度呈现的错觉。此外，这种呈现技术限制了观看者使其无法感知可能与三维视频中呈现的对象的实际深度相关联的基本信息。例如，观看者不能真正感知与使用计算机辅助设计(CAD)软件应用程序设计的计算机生成对象的不同平面相对应的信息。此外，这种常规呈现技术与视觉辐辏调节冲突相关联，其中，当试图聚焦于在所呈现的三维视频内图像的位于不同视距处的不同部分时，观看者的眼睛会感到难受。这种视觉辐辏调节冲突会导致观看者的不舒适的体验，诸如由于眼睛疲劳和头痛等，从而无法使观看者进行三维视频的消费。此外，这种常规呈现技术通常不能令人满意地呈现诸如在近眼显示器中位于与观看者的眼睛相距减小的距离处的三维图像。因此，根据前述讨论，需要克服与向观看者呈现三维视觉媒体的常规技术相关联的前述缺点。
技术实现思路
本公开试图提供一种用于向使用者的眼睛显示三维图像的近眼显示设备。本公开还试图提供一种用于使用近眼显示设备显示三维图像的方法。本公开试图提供一种针对与向观看者呈现三维视觉媒体的常规技术相关联的现有问题的解决方案。本公开的目的是提供一种解决方案，该解决方案至少部分地克服了现有技术中遇到的问题，并且提供了一种近眼显示设备以及一种向观看者显示三维图像的方法。一方面，本公开的实施例提供了一种用于向使用者的眼睛显示三维图像的近眼显示设备，其中，该设备包括：-图像投影装置，以投影与三维图像相对应的第一组图像和第二组图像，其中，第一组图像和第二组图像中的对应图像形成与三维图像的不同横截面相关联的图像对；-至少一个光学显示装置，该至少一个光学显示装置包括多个光学元件，其中，多个光学元件中的每个光学元件能够操作以在第一光学状态与第二光学状态之间切换；-控制装置，该控制装置能够操作地被联接至图像投影装置和至少一个光学显示装置中的每一个，其中，控制装置能够操作以控制：-至少一个光学显示装置，以将多个光学元件中的每个光学元件分别从第一光学状态切换至第二光学状态；以及-图像投影装置，以将单独的图像对投影在处于第二光学状态下的每个光学元件上，以便向使用者的每只眼睛显示三维图像；以及-至少一个光学设备，该至少一个光学设备被布置在至少一个光学显示装置与使用者的眼睛之间，其中，至少一个光学设备能够向使用者的每只眼睛显示三维图像。在另一方面，本公开的实施例提供了一种使用近眼显示设备显示三维图像的方法，近眼显示设备包括多个光学元件，其中，多个光学元件中的每个光学元件能够操作以在第一光学状态与第二光学状态之间切换，其中，该方法包括：-投影与三维图像相对应的第一组图像和第二组图像，其中，第一组图像和第二组图像中的对应图像形成与三维图像的不同横截面相关联的图像对；-将多个光学元件中的每个光学元件分别从第一光学状态切换至第二光学状态；以及-通过在处于第二光学状态下的每个光学元件上提供单独的图像对而向使用者的每只眼睛显示三维图像。本公开的实施例基本上消除了或至少部分地解决了现有技术中的上述问题，并且使得能够向观看者有效地呈现三维视觉媒体。根据结合以下所附权利要求解释的说明性实施例的附图和详细描述，本公开的附加的方面、优点、特征和目的将变得显而易见。将理解的是，本公开的特征易于以各种组合进行组合，而不脱离如所附权利要求所限定的本公开的范围。附图说明当结合附图进行阅读时，将更好地理解以上概述以及说明性实施例的以下详细描述。为了说明本公开，在附图中示出了本公开的示例性构造。然而，本公开不限于本文中所公开的特定方法和手段。此外，本领域技术人员应当理解，附图未按比例进行绘制。尽可能地，相同的元件都以相同的附图标记表示。现参考以下附图仅以示例的方式来描述本公开的实施例，其中：图1A至图1D是根据本公开的各种实施例的用于向使用者的眼睛显示三维图像的近眼显示设备的示意图；图2A是根据本公开的实施例的用于向使用者的眼睛显示三维图像的近眼显示设备的示意图；图2B是根据本公开的实施例的图2A的近眼显示设备的示例性应用的示意图；图3是根据本公开的实施例的在虚拟现实耳机中实施的近眼显示设备(诸如图1A的近眼显示设备)的示意图；图4A至图4B是根据本公开的不同实施例的在增强现实耳机中实施的近眼显示设备(诸如图1A的近眼显示设备)的示意图；以及图5是根据本公开的实施例的使用近眼显示设备显示三维图像的方法的步骤的图示。在附图中，带下划线的数字用于表示该带下划线的数字所在的项或与该带下划线的数字相邻的项目。未加下划线的数字与通过将未加下划线的数字连接至项的线来标识的项有关。当数字未加下划线并带有相关联的箭头时，未加下划线的数字用于标识箭头所指向的整体项目。具体实施方式以下详细描述说明了本公开的实施例以及可以实施这些实施例的方式。尽管已经公开了执行本公开的一些方式，但是本领域技术人员将认识到，用于执行或实践本公开的其他实施例也是可能的。一方面，本公开的实施例提供了一种用于向使用者的眼睛显示三维图像的近眼显示设备，其中，该设备包括：-图像投影装置，以投影与三维图像相对应的第一组图像和第二组图像，其中，第一组图像和第二组图像中的对应图像形成与三维图像的不同横截面相关联的图像对；-至少一个光学显示装置，该至少一个光学显示装置包括多个光学元件，其中，多个光学元件中的每个光学元件能够被操作以在第一光学状态与第二光学状态之间切换；-控制装置，该控制装置被能够操作地联接至图像投影装置和至少一个光学显示装置中的每一个，其中，控制装置能够被操作以控制：-至少一个光学显示装置，以将多个光学元件中的每个光学元件分别从第一光学状态切换至第二光学状态；以及-图像投影装置，以将单独的图像对投影在处于第二光学状态下的每个光学元件上，以便向使用者的每只眼睛显示三维图像；以及-至少一个光学设备，该至少一个光学设备被布置在至少一个光学显示装置与使用者的眼睛之间，其中，至少一个光学设备能够向使用者的每只眼睛显示三维图像。在另一方面，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近眼显示设备(100)，所述近眼显示设备用于向使用者的眼睛(102A，102B)显示三维图像，其中，所述设备(100)包括：/n-图像投影装置(104，104A，104B，304，404)，以投影与所述三维图像相对应的第一组图像(106A，122A，120A)和第二组图像(106B，122B，120B)，其中，所述第一组图像和所述第二组图像中的对应图像形成与所述三维图像的不同横截面相关联的图像对；/n-至少一个光学显示装置(108)，所述光学显示装置包括多个光学元件(110A，110B，110C，110D，110E，110F)，其中，所述多个光学元件中的每个光学元件能够操作以在第一光学状态与第二光学状态之间切换；/n-控制装置(112)，所述控制装置被能够操作地联接至所述图像投影装置和所述至少一个光学显示装置中的每一个，其中，所述控制装置能够操作以控制：/n-所述至少一个光学显示装置，以将所述多个光学元件中的每个光学元件分别从所述第一光学状态切换至所述第二光学状态；以及/n-所述图像投影装置，以将单独的图像对投影在处于所述第二光学状态下的每个光学元件上，以便向使用者的每只眼睛显示所述三维图像；以及/n-至少一个光学设备(114A，114B，116A，116B，118A，118B，206)，所述光学设备被布置在所述至少一个光学显示装置与使用者的眼睛之间，其中，所述至少一个光学设备能够向使用者的每只眼睛显示所述三维图像。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180322 US 15/928,6431.一种近眼显示设备(100)，所述近眼显示设备用于向使用者的眼睛(102A，102B)显示三维图像，其中，所述设备(100)包括：
-图像投影装置(104，104A，104B，304，404)，以投影与所述三维图像相对应的第一组图像(106A，122A，120A)和第二组图像(106B，122B，120B)，其中，所述第一组图像和所述第二组图像中的对应图像形成与所述三维图像的不同横截面相关联的图像对；
-至少一个光学显示装置(108)，所述光学显示装置包括多个光学元件(110A，110B，110C，110D，110E，110F)，其中，所述多个光学元件中的每个光学元件能够操作以在第一光学状态与第二光学状态之间切换；
-控制装置(112)，所述控制装置被能够操作地联接至所述图像投影装置和所述至少一个光学显示装置中的每一个，其中，所述控制装置能够操作以控制：
-所述至少一个光学显示装置，以将所述多个光学元件中的每个光学元件分别从所述第一光学状态切换至所述第二光学状态；以及
-所述图像投影装置，以将单独的图像对投影在处于所述第二光学状态下的每个光学元件上，以便向使用者的每只眼睛显示所述三维图像；以及
-至少一个光学设备(114A，114B，116A，116B，118A，118B，206)，所述光学设备被布置在所述至少一个光学显示装置与使用者的眼睛之间，其中，所述至少一个光学设备能够向使用者的每只眼睛显示所述三维图像。


2.根据权利要求1所述的近眼显示设备，所述近眼显示设备进一步包括电压源，所述电压源被能够操作地联接至所述至少一个光学显示装置和所述控制装置中的每一个，其中，所述控制装置还能够被操作以控制所述电压源，以便：
-向所述至少一个光学显示装置施加电压，以将每个光学元件从所述第二光学状态切换至所述第一光学状态；或者
-去除所施加的电压，以将所述光学元件从所述第一光学状态切换至所述第二光学状态。


3.根据权利要求1或2所述的近眼显示设备，其中，所述第一光学状态是光学透明状态，并且所述第二光学状态是光学不透明状态。


4.根据前述权利要求中任一项所述的近眼显示设备，所述近眼显示设备进一步包括联接至所述控制装置的数据存储介质，其中，所述数据存储介质能够被操作以存储与所述三维图像相对应的所述第一组图像和所述第二组图像。


5.根据权利要求4所述的近眼显示设备，其中，使用高通量有线通信网络或高通量无线通信网络中的至少一种将所述数据存储介质联接至所述控制装置。


6.根据前述权利要求中任一项所述的近眼显示设备，其中，所述三维图像与虚拟现实环境和增强现实环境中的至少一个相关联。


7.根据权利要求6所述的近眼显示设备，其中，所述至少一个光学设备被实施为光学组合器，并且所述光学组合器能够被操作以将现实环境的视图与计算机生成的图像的视图进行组合，以向使用者的眼睛显示所述增强现实环境。


8.根据权利要求7所述的近眼显示设备，其中，所述光学组合器被实施为部分透明的反光镜、棱镜、波导...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊尔马斯·奥斯马尼斯，克里斯·奥斯马尼斯，罗伯茨·査贝尔斯，马丁斯·纳雷尔思，尤吉思·格尔特纳斯，加特斯·瓦尔特斯，艾纳尔斯·奥佐尔斯，
申请(专利权)人：莱特斯贝斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：拉脱维亚;LV