1.一种体积显示装置(100,200,300a,300b,400,500,600a,600b,700),用于为观看者(102,310a,310b,410,510,614,716)的眼睛表示在现实环境的视图中的不同聚焦距离处的图像的内容,所述体积显示装置包括:
-至少一个图像投影单元(104,206,602,704),所述至少一个图像投影单元能够操作以投影所述图像的多个深度平面;
-至少一个电光单元(106,202,306a,306b,408,504,604,706),所述至少一个电光单元包括彼此平行布置的两个或更多个光学漫射器元件(106a,106b,106c),所述至少一个电光单元被定位成接收其上的所述图像的经投影的多个深度平面,并且被配置成在给定时刻在所述两个或更多个光学漫射器元件之一处独立地显示所述图像的经投影的多个深度平面之一;以及
-光学组合器(108,302a,608),所述光学组合器相对于所述至少一个电光单元定位,以将现实环境的视图与在所述至少一个电光单元中的所述图像的独立显示的多个深度平面进行组合。
2.根据权利要求1所述的体积显示装置(100,200,300a,300b,400,500,600a,600b,700),其中,所述两个或更多个光学漫射器元件(106a,106b,106c)中的每一个能够操作以在光学透明状态与光学光漫射状态之间切换。
3.根据权利要求2所述的体积显示装置(100,200,300a,300b,400,500,600a,600b,700),所述体积显示装置进一步包括控制器(204),所述控制器能够操作地耦合到所述至少一个图像投影单元(104,206,602,704)和所述至少一个电光单元(106,202,306a,306b,408,504,604,706),并且能够操作以控制所述至少一个图像投影单元以时分复用的方式以与所述两个或更多个光学漫射器元件(106a,106b,106c)的光学状态变化基本上同步的方式投影所述图像的深度平面,使得当预期的光学漫射器元件处于所述光学光漫射状态时对所述图像的相应的深度平面进行投影。
4.根据前述权利要求中任一项所述的体积显示装置(100,200,300a,300b,400,500,600a,600b,700),其中,所述光学组合器(108,302a,608)被实施为部分透明反射镜、可切换玻璃、棱镜、波导(502)、全息光学元件、透镜和衍射光栅中的至少一种。
5.根据前述权利要求中任一项所述的体积显示装置(100,200,300a,300b,400,500,600a,600b,700),其中,所述光学组合器(108,302a,608)具有平面形状、弯曲形状和自由形式的形状中的一种。
6.根据前述权利要求中任一项所述的体积显示装置(100,200,300a,300b,400,500,600a,600b,700),所述体积显示装置进一步包括被布置在所述至少一个电光单元(106,202,306a,306b,408,504,604,706)与所述光学组合器(108,302a,608)之间的至少一个光学构件(308a,308b,404,508,606,708),其中,所述至少一个光学构件将所述图像的独立显示的多个深度平面的投影从所述至少一个电光单元引导到所述光学组合器上。
7.根据权利要求6所述的体积显示装置(100,200,300a,300b,400,500,600a,600b,700),其中,所述至少一个光学构件(308a,308b,404,508,606,708)是放大光学元件。
8.根据权利要求6或7所述的体积显示装置(100,200,300a,300b,400,500,600a,600b,700),其中,所述至少一个光学构件(308a,308b,404,508,606,708)是单个透镜,或多个透镜的组合、菲涅耳透镜、棱镜、全息光学元件和超材料光学元件。
9.根据权利要求6所述的体积显示装置(100,200,300a,300b,400,500,600a,600b,700),其中,所述至少一个光学构件(308a,308b,404,508,606,708)是半透明分束器。
10.根据前述权利要求中任一项所述的体积显示装置(100,200,300a,300b,400,500,600a,600b,700),所述体积显示装置进一步包括被布置在所述至少一个图像投影单元(104,206,602,704)与所述至少一个电光单元(106,202,306a,306b,408,504,604,706)之间的光学元件,其中,所述元件能够操作以允许将来自所述至少一个图像投影单元的图像的多个深度平面中的每一个深度平面投影到所述至少一个电光单元的指定的光学漫射器元件(106a,106b,106c)上。
11.根据前述权利要求中任一项所述的体积显示装置(100,200,300a,300b,400,500,600a,600b,700),所述体积显示装置进一步包括成像设备(210),所述成像设备被配置成捕获现实环境的视图并将其投影到所述光学组合器(108,302a,608)上。
12.根据权利要求2至11中任一项所述的体积显示装置(100,200,300a,300b,400,500,600a,600b,700),其中,所述至少一个电光单元(106,202,306a,306b,408,504,604,706)包括过渡介质层,所述过渡介质层被布置在所述两个或更多个光学漫射器元件(106a,106b,106c)中的每一个之间,其中,所述过渡介质层的折射率等于与其接触的所述光学漫射器元件的一个或多个基片的折射率。
13.根据前述权利要求中任一项所述的体积显示装置(100,200,300a,300b,400,500,600a,600b,700),所述体积显示装置包括第一电光单元(106,202,306a,306b,408,504,604,706)和第二电光单元,其中,所述至少一个图像投影单元(104,206,602,704)能够操作以将与所述图像相对应的第一组图像和第二组图像分别投影到所述第一电光单元和所述第二电光单元上,以提供立体效果。
14.根据前述权利要求中任一项所述的体积显示装置(100,200,300a,300b,400,500,600a,600b,700),所述体积显示装置被实施为增强现实设备、混合现实设备、虚拟现实设备、平视式显示器和桌面显示设备中的一种。
15.一种用于使用至少一个电光单元(106,202,306a,306b,408,504,604,706)为观看者(102,310a,310b,410,510,614,716)的眼睛表示在现实环境的视图中的不同聚焦距离处的图像的内容的方法,所述至少一个电光单元包括彼此平行布置的两个或更多个光学漫射器元件(106a,106b,106c),所述方法包括:
-对所述图像的多个深度平面进行投影;
-在给定时刻在所述两个或更多个光学漫射器元件之一处独立地显示所述图像的经投影的多个深度平面之一;以及
-将现实环境的视图与所述图像的独立显示的多个深度平面进行组合。