[发明专利]显示装置和控制其的方法

说明书

公开了一种显示装置和控制其的方法。该显示装置可以包括：图像生成器，被配置为通过使用光来生成图像；全息光学元件，被配置为使得当单个图像作为参考光入射在全息光学元件上时，全息光学元件将与该单个图像对应的多个图像聚焦在空间上不同的点上作为信号光；以及图像偏转器，被配置为使从图像生成器接收的图像以给定方向偏转到全息光学元件。

技术领域

本公开涉及提供扩展的眼动范围(eyebox)的显示装置。

背景技术

可以像眼镜一样在眼睛前面戴在头上用于观看图像的头戴式显示器(HMD)已经达到商业化阶段，并且正在娱乐行业中广泛使用。此外，HMD已经发展为适用于医疗、教育和工业领域的形式。

HMD在诸如虚拟现实(VR)和增强现实(AR)的各种应用中使用。

此外，用于扩展用户在其中观看图像的HMD的视场或观看区域(眼动范围)的方法已被不断地研究。

发明内容

一个或更多个示例实施方式提供了能够提供扩展的眼动范围或扩展的视场的显示装置。

根据一示例实施方式的一方面，一种显示装置可以包括：图像生成器，被配置为通过使用光来生成图像；全息光学元件，被配置为当单个图像入射在全息光学元件上时，在空间上不同的点处输出与该单个图像对应的多个图像；以及图像偏转器，提供在图像生成器和全息光学元件之间的光路中，并被配置为将从图像生成器接收的图像偏转到全息光学元件。

多个图像可以聚焦在同一平面上或在同一焦平面上。

由全息光学元件聚焦的多个图像之间的距离可以等于或大于用户的瞳孔尺寸。

由全息光学元件聚焦的多个图像之间的距离可以为约2mm至约10mm。

单个图像和多个图像可以具有基本相同的光学特性。

全息光学元件可以被配置为使得：当单个图像在第一方向上入射在全息光学元件上时，全息光学元件聚焦多个图像，使得多个图像的中心处于第一位置；以及当单个图像在不同于第一方向的第二方向上入射在全息光学元件上时，全息光学元件聚焦多个图像，使得多个图像的中心处于不同于第一位置的第二位置。

第一位置和第二位置可以位于同一焦平面上。

第一位置和第二位置之间的距离可以大于或等于用户的瞳孔尺寸。

显示装置还可以包括光学系统，该光学系统包括一个或更多个透镜，其中光学系统可以提供在图像生成器和图像偏转器之间，并被配置为使从图像生成器输出的图像中包括的所有光入射在图像偏转器上。

全息光学元件可以包括：第一表面，单个图像入射在第一表面上并且多个图像从第一表面输出；第二表面，第二表面与第一表面相反并且与外部环境对应的外部光入射在第二表面上。

图像生成器可以与图像偏转器集成。

显示装置还可以包括处理器，该处理器被配置为通过控制图像生成器、图像偏转器和全息光学元件中的至少一个来调节入射在全息光学元件上的图像的方向。

图像生成器、图像偏转器和全息光学元件中的至少一个被双轴驱动以调节入射在全息光学元件上的图像的方向。

处理器还可以被配置为将失真补偿算法应用于由图像生成器用来生成图像的图像信息，以补偿由图像生成器、图像偏转器和全息光学元件中的至少一个的双轴驱动机制引起的图像形状失真。

可以通过对映射算法进行逆变换来执行失真补偿算法，该映射算法将包括在图像信息中的像素位置信息映射到包括在由全息光学元件聚焦的多个图像中的像素位置信息。