[发明专利]适应人视觉的光场显示器

权利要求书

1.一种包括光学器件的显示设备，该显示设备被布置为产生光场以照亮人眼，该显示设备具有固定到用户头骨的坐标系，光场包括实际上与第一基准表面和第二基准表面相交的多个光束，所述第一基准表面为穿过眼球球体中心并垂直于头骨前方方向的平面，并且所述第二基准表面位于距使用者头骨一距离处且是以眼球球体中心为中心的球体的一部分，所述第二基准表面的中心被定义为穿过眼球球体中心并指向头骨的前方方向的线的交点，

其中，各所述光束是直线的集合，所述线的线段与在任何时候具有近似相等的亮度和颜色的照亮眼睛的光线轨迹一致，

其中，各所述光线由光线与第一和第二基准表面的虚拟交点所形成的点对确定，并且

其中，由眼球球体的中心和第二基准表面的中心形成的第一点对处的光束密度高于至少离开第一点对的区域中的第二点对处的光束密度，

其中，点对的第一点包含在第一基准表面中且点对的第二点包含在第二基准表面中，所述光束密度定义为包含穿过分别以点对的所述两点中的每一个为中心且与其各自的基准表面相切的两个小盘的光线的光束的数量除以由与那两个盘相交的光线定义的相空间体积。

2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，光束密度在由眼球球体中心和第二基准表面中心形成的点对处最大。

3.根据权利要求1所述的显示设备，其中，关于第一点对处的像素密度，第一点对的第一点是眼球球体的中心并且第一点对的第二点被定位为使得所述点和所述眼球球体中心的连线与所述头骨的前方形成小于10度的角，所述像素密度比在第二点对处高，第二点对的第二点与第一点对的第二点一致，并且第二点对的第一点位于离开眼球球体中心的区域中。

4.根据权利要求3所述的显示设备，其中，光束密度在第一点对处高于在任何其它所述第二点对处。

5.根据权利要求1所述的显示设备，其中，位于眼球球体中心的针孔照相机所看到的图像的分辨率比位于离开眼球球体中心的区域时更高。

6.根据权利要求1所述的显示设备，其中，包含于第一基准表面中的小盘具有不大于3mm的半径。

7.根据权利要求1所述的显示设备，其中，包含于第二基准表面中的小盘相对于眼球球体中心的角半径不大于3度。

8.根据权利要求1所述的显示设备，其中，与调节体积中的点相交的调节光束的数量至少为两个，

其中，所述调节光束具有仅部分覆盖包含在所述第一基准表面中的盘的光束印迹，所述盘的直径为2mm到7mm之间的直径且所述盘的中心为眼球球体中心，

其中，所述光束印迹是光束与所述第一基准表面相交的区域，以及

其中，所述调节体积的每一点位于头骨的前面，与眼球球体中心的距离大于10cm，所述每一点和第二基准表面的中心相对于眼球球体中心的角度小于30度。

9.根据权利要求8所述的显示设备，其中，所述光束的数量小于16。

10.根据权利要求8所述的显示设备，其中，光场中的大多数光束是调节光束。

11.根据权利要求8所述的显示设备，其中，所述光束的数量小于16，并且光场中的大多数光束是调节光束。

12.根据权利要求8所述的显示设备，其中，所述调节光束相交的点的集合形成3D像素，并且，3D像素的集合分布在调节体积中。

13.根据权利要求1所述的显示设备，其中，光学器件至少包含小透镜阵列。

14.根据权利要求13所述的显示设备，其中，阵列的至少一个小透镜是多焦的。

15.根据权利要求13所述的显示设备，其中，所述阵列的至少两个小透镜包括对称轴穿过眼球球体的中心的旋转对称光学表面。