9] Iq= Σ iXiyi = xiyi+X2y2+X3Y3+X4y4 (3)
[0070] 在以上参照图5的描述中,像点Q是虚像点,其形成在显示器10和空间光调制器20 的左侧。然而,对于本领域技术人员而言显然的是,在本公开中,像点Q既可以是实像点,也 可以是虚像点。此外,对像点Q的位置并没有特别的限制,其例如可以位于显示器10和空间 光调制器20的左侧(就图5而言)、位于显示器10处、位于显示器10和空间光调制器20之间、 位于空间光调制器20处、或位于显示器10和空间光调制器20的右侧(就图5而言)。
[0071] 另外,在以上参照图5的描述中,出射光的数量为4。然而,对于本领域技术人员而 言显然的是,在本公开中,对出射光的数量并没有特别的限制。
[0072]另外,在以上参照图5的描述中,空间光调制器20为透射液晶屏式的空间光调制 器。然而,对于本领域技术人员而言显然的是,在本公开中,对空间光调制器20的类型并没 有特别的限制。例如,空间光调制器20可以为反射液晶屏式的空间光调制器。此时,每束出 射光的光线强度数据等于发出该出射光的显示器10上的显示像素的光强度与反射该出射 光的空间光调制器20的调节像素的反射率的乘积。此外,如前所述,除了液晶屏以外,空间 光调制器20还可以是微透镜阵列、针孔板、特定的散射图案的薄膜、全息图,等等。在这些情 况下,本领域技术人员很容易在对式(3)进行适应性的修改之后进行应用,在此就不再赘述 了。
[0073]由以上描述可知,根据本公开,通过调节显示器10和空间光调制器20,可以获得希 望呈现给用户眼睛的入射光场。在该入射光场被呈现给用户眼睛之后,可以使得在用户眼 睛的视网膜处接收到的图像具有预定的场曲,从而使得视轴外的周边部分的成像点基本上 位于视网膜上,即,使得视网膜的周边部分上基本上成像清晰。这样,本公开的显示装置能 够延缓用户眼睛像差的进展和/或缓解视疲劳症状。
[0074]要说明的是,对于眼睛具有像差的用户,其可以在佩戴常规眼镜的状态下使用本 公开的显示装置,以使得从空间光调制器20出射的出射光在眼睛的视网膜处的成像具有预 定的场曲,从而如前所述还提高视网膜的周边部分上的成像清晰度,由此延缓眼睛像差的 进展和/或缓解视疲劳症状。
[0075]另外,对于眼睛具有像差的用户,其还可以在不佩戴常规眼镜(即裸眼)的状态下 使用本公开的显示装置。这是因为,在上式(1)中的物理量A表示了眼睛的像差。在这种情 况下,在本公开的显示装置中,显示器10上的第一图像与空间光调制器20上的透射率分布 或反射率分布可以被设定,以使得从空间光调制器20出射的出射光在眼睛40的视网膜处的 成像EF'不仅补偿了眼睛40的视轴上的像差(如前所述,常规的眼睛矫正手段通常只关注于 将视轴上的中心部分的成像点移动到视网膜上),而且还具有预定的场曲,从而使得视轴外 的周边部分的成像点也基本上位于视网膜上。换句话说,对将要入射眼睛的光场信息进行 控制,以使得整个成像基本上都将位于视网膜上,即,使得视网膜的中心部分和周边部分上 基本上都将成像清晰。这样,对于眼睛具有像差的用户,在使用根据本公开的显示装置时, 不仅能够方便地用裸眼就观看到清晰图像(即根据眼睛像差来提高成像质量),而且还能够 同时延缓眼睛像差的进展和/或缓解视疲劳症状。
[0076]另外,还要说明的是,虽然在图4中仅示出了一个眼睛40,但是,眼睛40可以包括多 个眼睛。例如,所述多个眼睛可以是同一个用户的左眼和右眼,所述多个眼睛还可以是不同 用户的多个眼睛(即多个用户一起观看显示装置),等等。
[0077]在这种情况下,显示器10上的第一图像与空间光调制器20上的透射率分布或反射 率分布可以被设定,以使得从空间光调制器20出射的出射光在所述多个眼睛中的任一个眼 睛的视网膜处的成像具有预定的场曲,从而使得所述任一个眼睛的视轴外的周边部分的成 像点基本上位于所述任一个眼睛的视网膜上,即,使得所述任一个眼睛的视网膜的周边部 分上基本上成像清晰。
[0078] 进一步地,显示器10上的第一图像与空间光调制器20上的透射率分布或反射率分 布还可以被设定,以使得从空间光调制器20出射的出射光在所述多个眼睛中的任一个眼睛 的视网膜处的成像不仅补偿了所述任一个眼睛的视轴上的像差,而且还具有如前所述的预 定的场曲。
[0079]换句话说,根据前述的光场显示装置的原理,本公开的显示装置可以针对具有不 同像差的多个眼睛(即每一个眼睛的像差都可以互不相同)同时进行显示,以使得每一个眼 睛的成像都具有如前所述的预定的场曲(从而能够延缓该眼睛像差的进展和/或缓解视疲 劳症状),或者,以使得每一个眼睛的成像不仅补偿了其各自的视轴上的像差,而且还具有 如前所述的预定的场曲(从而不仅能够提高该眼睛的成像质量,而且还能够延缓该眼睛像 差的进展和/或缓解视疲劳症状)。这一点展示了本公开的显示装置的极大便利性。
[0080] 除了显示器10和空间光调制器20之外,本公开的显示装置还可以可选地包括其它 部件。下面将对此进行更详细的说明。
[0081] 图6是根据本公开的另一个实施例的显示装置的结构框图。
[0082] 如图6所示,显示装置2包括显示器10和空间光调制器20,以构成光场显示装置。另 外,显示装置2例如还可以可选地包括第一光学部件18、第二光学部件30、眼睛追踪装置60、 空间位置计算装置70和像差输入装置80等的任意组合。
[0083]可选地,可以设置对光具有折射或反射作用的第一光学部件18,以使得显示器10 发出的光在经过第一光学部件18之后进入空间光调制器20。例如,第一光学部件18可以具 有对光的会聚或发散作用,其可以是会聚类元件如凸透镜、凹面镜,还可以是发散类元件如 凹透镜。在设置了第一光学部件18的情况下,不必如图4所示的那样基本上平行排列显示器 10和空间光调制器20,而是可以根据实际需要来更灵活地设置显示器10和空间光调制器20 的相对位置。这给本公开的显示装置的设计带来更大的自由度。
[0084]另外,可选地,可以设置对光具有折射或反射作用的第二光学部件30(参照图4), 以使得从空间光调制器20出射的出射光在经过第二光学部件30之后进入眼睛40。例如,第 二光学部件30可以具有对光的会聚或发散作用,其可以是会聚类元件如凸透镜、凹面镜,还 可以是发散类元件如凹透镜。在设置了第二光学部件30的情况下,可以根据实际需要来更 灵活地设置显示器10和空间光调制器20相对于眼睛40的位置,并且还可以增强显示装置的 应用范围等。这也给本公开的显示装置的设计带来更大的自由度。
[0085]另外,可选地,可以设置眼睛追踪装置60。眼睛追踪装置60可以快速追踪到用户眼 睛的位置。更具体而言,眼睛追踪装置60可以测量眼睛的三维空间位置和视线方向,从而能 够知晓用户眼睛与显示装置之间的距离,也可以知晓用户眼睛所注视的目标物体等。在本 公开中,可以基于眼睛追踪装置60的测量结果来设定显示器10上的第一图像与空间光调制 器20上的透射率分布或反射率分布(即入射眼睛的光场信息)。当然,在头戴式显示装置的 情况下,由于头戴式显示装置与眼睛之间的距离一般较近,导致眼睛的三维空间位置和视 线方向可以视为基本上是固定的,因此眼睛追踪装置60不是必要的。
[0086]另外,可选地,可以设置空间位置计算装置70。如前面参照图5所述,显示装置所要 呈现给眼睛的物体(例如像点Q)-般也有一定的空间位置。例如,其可以位于显示器10处, 但也可以位于任何其它位置处。在这种情况下,式(1)中的物理量0°还应考虑到显示装置所 要呈现给眼睛的物体在不同空间位置处所产生的离焦、即该物体相对于观察窗平面的距 离。空间位置计算装置70可以计算显示装置所要呈现给眼睛的物体的空间位置。在本公开 中,可以基于空间位置计算装置70所计算出的物体的空间位置来设定显示器10上的第一图 像与空间光调制器20上的透射率分布或反射率分布(即入射眼睛的光场信息)。
[0087]另外,可选地,可以设置像差输入装置80。如前面参照式(1)所述,物理量△描述眼 睛的像差。这里,像差输入装置80可以被用于输入眼睛的像差。在一个实施例中,用户可以 通过像差输入装置80事先输入自身的像差数据(例如通过验光所获得的近视和散光等的各 种数据)。在另一个实施例中,用户也可以在医院测量自己的全眼像差之后通过像差输入装 置80输入低阶像差和高阶像差。在本公开中,可以基于通过像差输入装置80所输入的眼睛 的像差来设定显示器10上的第一图像与空间光调制器20上的透射率分布或反射率分布(即 入射眼睛的光场信息)。
[0088] 上述的显示器10和空间光调制器20以及可选的第一光