多深度近眼显示方法及装置与流程

1.本技术属于近眼显示技术领域，尤其涉及多深度近眼显示方法及装置。


背景技术：

2.随着科学技术的发展，近眼成像显示技术越来越受到人们的重视。近眼成像显示技术广泛应用于科研、军事、工业、游戏、视频、教育等各领域。现有的近眼显示装置合像深度固定，导致视觉调节（晶状体聚焦不同深度的对象）永远不会改变，视觉辐辏（眼睛向内旋转以将每只眼睛的视图重叠成一个对齐图像）也不会改变，从而导致视觉辐辏调节冲突是亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供了多深度近眼显示方法及装置，可以通过改变辐辏调节角度，来缓解人眼的疲劳感。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种多深度近眼显示方法，包括：以预设频率调整图像源生成的图像光的位置；利用光学导入器件将所述图像光依时序耦入进光学投影器件中；利用所述光学投影器件将所述图像光进行投影，得到投影图像，所述投影图像的投射位置以所述预设频率在预设范围内进行周期性变动。
5.在本技术提供的一种多深度近眼显示方法中，通过以预设频率调整图像源生成的图像光的位置，可以实现以预设频率改变进入光学投影器件的图像光的入射角，进而改变从光学投影器件投射出去的投射图像的合像深度（投射位置）。此时，投射图像的合像深度以预设频率在预设范围内进行周期性变动，使得人眼的内旋角度发生变化，进而可以缓解人眼的压力。
6.在其中一个实施例中，根据所述光学导入器件的设计参数确定所述图像光的可调节位置范围。
7.在其中一个实施例中，在所述图像光的可调节位置范围内，以所述预设频率调整所述图像源的位置。
8.在其中一个实施例中，在所述图像光的可调节位置范围内，以所述预设频率在水平、竖直和旋转中的至少一个方向上调整所述图像源的位置。
9.在其中一个实施例中，在所述图像光的可调节位置范围内，以所述预设频率调整所述图像源的有效发光区的位置。
10.在其中一个实施例中，在所述图像光的可调节位置范围内，以所述预设频率在水平、竖直和旋转中的至少一个方向上调整所述图像源的有效发光区的位置。
11.第二方面，本技术实施例提供了一种多深度近眼显示装置，包括：图像源，用于生成的图像光；光学导入器件，用于接收所述图像光；
光学投影器件，所述光学导入器件还用于将所述图像光依时序耦入进光学投影器件中，所述光学投影器件用于将所述图像光进行投影，得到投影图像；以及调整装置，用于以预设频率调整图像源生成的图像光的位置，以使得所述投影图像的投射位置以所述预设频率在预设范围内进行周期性变动。
12.在其中一个实施例中，所述调整装置用于在所述图像光的可调节位置范围内，以所述预设频率调整所述图像源的位置。
13.在其中一个实施例中，所述调整装置用于在所述图像光的可调节位置范围内，以所述预设频率调整所述图像源的有效发光区的位置。
14.第三方面，本技术实施例提供了一种终端设备，所述设备包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于从所述存储器中调用并运行所述计算机程序，使得所述设备执行第一方面中任一项所述的方法。
15.第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储了计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行第一方面中任一项所述的方法。
16.第五方面，本技术实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括：计算机程序代码，当所述计算机程序代码被计算机运行时，使得该计算机执行第一方面中任一项所述的方法。
17.可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本技术一实施例提供的一种多深度近眼显示方法流程示意图；图2是本技术一实施例提供的另一种多深度近眼显示方法流程示意图；图3是本技术一实施例提供的再一种多深度近眼显示方法流程示意图；图4是本技术一实施例提供的一种多深度近眼显示装置的结构示意图；图5是本技术一实施例提供的一种图像源的显示区显示示意图；图6是本技术实施例提供的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
20.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
21.请参见图1，本技术实施例提供了一种多深度近眼显示方法，包括：s10，以预设频率调整图像源生成的图像光的位置；s20，利用光学导入器件将所述图像光依时序耦入进光学投影器件中；s30，利用所述光学投影器件将所述图像光进行投影，得到投影图像，所述投影图
像的投射位置以所述预设频率在预设范围内进行周期性变动。
22.可以理解的是，多深度近眼显示方法可以应用于近眼显示装置中。近眼显示装置可以为虚拟现实（virtual reality，vr）装置、增强现实（augmented reality，ar）装置、介导现实（mediated reality，mr）装置等，还可以为平视显示器（head up display，hud）等，本技术对此并不限定。
23.步骤s10中，图像源可以为平面显示屏或曲面显示屏，进一步可选的，图像源可以为液晶显示屏（liquid crystal display，lcd）、硅基液晶（liquid crystal on silicon，lcos）、反射式投影显示屏、发光二极管（light emitting diode，led）显示屏、有机发光二极管（organic light-emitting diode，oled）显示屏等。
24.以预设频率调整图像源生成的图像光的位置的方式不做具体限定，可以通过实时移动图像源的物理位置，达到调整图像光的位置目的；还可以通过实时调整图像源的有效发光区的位置，达到调整图像光的位置目的。其中，预设频率的值不做具体限定，只要可以确保眼睛不会因长时间保持不变，而造成视觉疲劳即可。在其中一个实施例中，图像光在可调节位置范围内进行周期运动，一个周期的时间为1/20s。
25.在其中一个实施例中，当近眼显示装置为双目近眼显示装置时，由于人眼视觉暂留现象，用户可以感受到位于不同聚焦位置的图像同时产生，进而实现3d效果显示。可知地，一般人眼能分辨出低于20hz的刷新率，为了实现3d效果显示，需要以高于20hz的预设频率（例如可以为60hz）快速地变换投射图像的投射位置（聚焦位置）。
26.光学导入器件可以包括光束整形透镜组合光学耦入元件。光束整形透镜组用于对图像光进行整形，形成成像于无穷远处的平行光。光学耦入元件可以为耦入棱镜或耦入光栅等，用于将从光束整形透镜组出射的平行光耦入进光学投影器件。光学投影器件可以包括输出耦合器，输出耦合器可以包括面光栅或体光栅，也可以包括空间光调制器，或者，光学投影装置也可以包括半反半透镜。
27.在本技术提供的一种多深度近眼显示方法中，通过以预设频率调整图像源生成的图像光的位置，可以实现以预设频率改变进入光学投影器件的图像光的入射角，进而改变从光学投影器件投射出去的投射图像的合像深度。此时，投射图像的合像深度以预设频率在预设范围内进行周期性变动，使得人眼的内旋角度发生变化，进而可以缓解人眼的压力。
28.请参见图2，在其中一个实施例中，多深度近眼显示方法还包括步骤s101，即根据所述光学导入器件的设计参数确定所述图像光的可调节位置范围。所述光学导入器件的设计参数可以包括设计孔径值和位置。用于正好通过图像光的孔径大小和位置被定义为有效孔径值和有效孔径位置。设计时设计孔径值一般大于有效孔径，因此可以允许图像光在可调节位置范围内运动。
29.进一步地，在其中一个实施例中，多深度近眼显示方法还包括步骤s102，即在所述图像光的可调节位置范围内，以所述预设频率调整所述图像源的位置。可选地，可以设置自动移动平台，图像源置于所述自动移动平台上。自动移动平台以预设频率带动图像源在可调节位置范围内进行往复运动。在其中一个实施例中，自动移动平台可以以预设频率在水平、竖直和旋转中的至少一个方向上运动，进而带动图像光在水平、竖直和旋转中的至少一个方向上运动。
30.请参见图3，在其中一个实施例中，多深度近眼显示方法还包括步骤s103，即在图
像光的可调节位置范围内，以预设频率调整所述图像源的有效发光区的位置。此时实例中，图像源的位置可以固定，仅控制其有效发光区以预设频率在可调节位置范围内移动即可。请参见图5，图像源的显示区可以包括有效发光区和冗余区。有效发光区的像素参与生成图像光，而冗余区的像素不参与生成图像光。当控制有效发光区的位置发生改变时，可以实现以预设频率改变图像光位置。在其中一个实施例中，在所述图像光的可调节位置范围内，以所述预设频率在水平、竖直和旋转中的至少一个方向上调整所述图像源的有效发光区的位置，进而带动图像光在水平、竖直和旋转中的至少一个方向上运动。
31.请参见图4，本技术实施例提供了一种多深度近眼显示装置。多深度近眼显示装置包括图像源、光学导入器件、光学投影器件以及调整装置。
32.图像源用于生成的图像光。光学导入器件用于接收所述图像光。光学导入器件还用于将所述图像光依时序耦入进光学投影器件中。光学投影器件用于将所述图像光进行投影，得到投影图像。调整装置用于以预设频率调整图像源生成的图像光的位置，以使得所述投影图像的投射位置以所述预设频率在预设范围内进行周期性变动。
33.可以理解的是，多深度近眼显示装置用于实现多深度近眼显示方法。多深度近眼显示装置可以为虚拟现实（virtual reality，vr）装置、增强现实（augmented reality，ar）装置、介导现实（mediated reality，mr）装置等，还可以为平视显示器（head up display，hud）等，本技术对此并不限定。
34.图像源可以为平面显示屏或曲面显示屏，进一步可选的，图像源可以为液晶显示屏（liquid crystal display，lcd）、硅基液晶（liquid crystal on silicon，lcos）、反射式投影显示屏、发光二极管（light emitting diode，led）显示屏、有机发光二极管（organic light-emitting diode，oled）显示屏等。
35.光学导入器件可以包括光束整形透镜组合光学耦入元件。光束整形透镜组用于对图像光进行整形，形成成像于无穷远处的平行光。光学耦入元件可以为耦入棱镜或耦入光栅等，用于将从光束整形透镜组出射的平行光耦入进光学投影器件。光学投影器件可以包括输出耦合器，输出耦合器可以包括面光栅或体光栅，也可以包括空间光调制器，或者，光学投影装置也可以包括半反半透镜。
36.调整装置的结构不做具体限定，只要可以以预设频率调整图像源生成的图像光的位置即可。在一个实施例中，调整装置可以通过实时移动图像源的物理位置，达到调整图像光的位置目的。在另一个实施例中，可以通过实时调整图像源的有效发光区的位置，达到调整图像光的位置目的。
37.本实施例中，通过调整装置以预设频率调整图像源生成的图像光的位置，可以实现以预设频率改变进入光学投影器件的图像光的入射角，进而改变从光学投影器件投射出去的投射图像的合像深度。此时，投射图像的合像深度以预设频率在预设范围内进行周期性变动，使得人眼的内旋角度发生变化，进而可以缓解人眼的压力。
38.在其中一个实施例中，调整装置包括自动移动平台。图像源置于所述自动移动平台上。自动移动平台以预设频率带动图像源在可调节位置范围内进行往复运动。在其中一个实施例中，自动移动平台可以以预设频率在水平、竖直和旋转中的至少一个方向上运动，进而带动图像光在水平、竖直和旋转中的至少一个方向上运动。
39.在其中一个实施例中，图像源的位置可以固定，调整装置仅控制其有效发光区以
预设频率在可调节位置范围内移动即可。请参见图5，图像源的显示区可以包括有效发光区和冗余区。有效发光区的像素参与生成图像光，而冗余区的像素不参与生成图像光。当调整装置控制有效发光区的位置发生改变时，可以实现以预设频率改变图像光位置。在其中一个实施例中，在所述图像光的可调节位置范围内，调整装置以所述预设频率在水平、竖直和旋转中的至少一个方向上调整所述图像源的有效发光区的位置，进而带动图像光在水平、竖直和旋转中的至少一个方向上运动。
40.基于同一发明构思，如图6所示本技术实施例还提供了一种终端设备，该终端设备300可以是投影设备，也可以是增强现实（augmented reality，ar）设备，还可以是面向未来技术的其他产品等。
41.如图6所示，该实施例的终端设备300包括：处理器301、存储器302以及存储在存储器302中并可在处理器301上运行的计算机程序303。计算机程序303可被处理器301运行，生成指令，处理器301可根据指令实现上述各个多深度近眼显示方法实施例中的步骤。或者，处理器301执行计算机程序303时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
42.示例性的，计算机程序303可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器302中，并由处理器301执行，以完成本技术。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序303在终端设备300中的执行过程。
43.本领域技术人员可以理解，图6仅仅是终端设备300的示例，并不构成对终端设备300的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备300还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
44.处理器301可以是中央处理单元（central processing unit，cpu），还可以是其它通用处理器、数字信号处理器（digital signal processor，dsp）、专用集成电路（application specific integrated circuit，asic）、现场可编程门阵列（field-programmable gate array，fpga）或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
45.存储器302可以是终端设备300的内部存储单元，例如终端设备300的硬盘或内存。存储器302也可以是终端设备300的外部存储设备，例如终端设备300上配备的插接式硬盘，智能存储卡（smart media card，smc），安全数字（secure digital，sd）卡，闪存卡（flash card）等。进一步地，存储器302还可以既包括终端设备300的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器302用于存储计算机程序以及终端设备300所需的其它程序和数据。存储器302还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
46.本实施例提供的终端设备可以执行上述方法实施例，其实现原理与技术效果类似，此处不再赘述。
47.本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例的方法。
48.本技术实施例还提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行时实现上述方法实施例的方法。
49.上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用
时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读存储介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器（read-only memory ，rom）、随机存取存储器（random access memory，ram）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如u盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。
50.在本技术中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
51.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
52.此外，在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”等应做广义理解，例如可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定、对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
53.以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。