本申請(qǐng)涉及光學(xué)顯示，具體而言，涉及一種顯示設(shè)備和顯示圖像的方法。

背景技術(shù)：

1、人眼的晶狀體被睫狀肌包圍，睫狀肌控制眼睛的焦距。將眼睛對(duì)焦到近距離需要睫狀肌收縮以縮短晶狀體的焦距。在這種情況下，觀看傳統(tǒng)手機(jī)上較小觸摸屏上顯示的圖像可能會(huì)對(duì)眼睛造成壓力。一些科學(xué)研究甚至表明，長(zhǎng)時(shí)間觀看近距離的物體可能會(huì)增加近視的概率(即近視眼)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的在于提供一種顯示設(shè)備和顯示圖像的方法，具有多種顯示模式，從而減輕使用顯示設(shè)備時(shí)眼睛的壓力。

2、本發(fā)明的各種實(shí)施例所尋求的保護(hù)范圍由獨(dú)立權(quán)利要求規(guī)定。本說(shuō)明書(shū)中描述的任何不在獨(dú)立權(quán)利要求范圍內(nèi)的實(shí)施例應(yīng)被解釋為用于理解本發(fā)明各種實(shí)施例的示例。

3、顯示設(shè)備可以被設(shè)定為顯示至少兩種不同類型的圖像，即虛擬圖像和表面圖像。兩種類型的圖像都可以代表例如視頻靜止圖像、圖形和/或文本。此外，顯示設(shè)備可以可選地包括數(shù)據(jù)處理能力和/或通信能力。顯示設(shè)備可以是例如具有數(shù)據(jù)處理能力和通信能力的便攜式手持設(shè)備。顯示設(shè)備可以是例如智能手機(jī)。

4、該顯示設(shè)備包括一個(gè)光學(xué)引擎用于形成輸入光。輸入光包括多個(gè)代表輸入圖像點(diǎn)的輸入光束。每個(gè)輸入光束的方向可能對(duì)應(yīng)于輸入圖像點(diǎn)的位置，每個(gè)輸入光束的強(qiáng)度可能對(duì)應(yīng)于該圖像點(diǎn)的亮度。每個(gè)輸入光束的方向?qū)?yīng)于虛擬圖像的圖像點(diǎn)的角位置，輸入光束的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)于虛擬圖像的圖像點(diǎn)的亮度。

5、該顯示設(shè)備包括一個(gè)衍射擴(kuò)展面板，通過(guò)衍射擴(kuò)展輸入光束來(lái)形成多個(gè)輸出光束。當(dāng)輸出光束射入觀察者的眼睛時(shí)，觀察者可以看到顯示的虛擬圖像。虛擬圖像的每個(gè)點(diǎn)都由準(zhǔn)直的輸出光束表示，因此虛擬圖像似乎顯示在離眼睛很遠(yuǎn)的地方。

6、該顯示設(shè)備至少有一種顯示模式，可以使眼睛在放松的睫狀肌的情況下觀看圖像，即使顯示設(shè)備與眼睛之間的距離很小，例如小于0.5米。顯示設(shè)備可以有例如一種虛擬顯示模式，其中顯示設(shè)備被安排在遠(yuǎn)距離顯示虛擬圖像。顯示的虛擬圖像可以在睫狀肌放松的情況下觀看。顯示設(shè)備可能適合長(zhǎng)時(shí)間觀看顯示的虛擬圖像，而不需要睫狀肌的壓力。

7、該顯示設(shè)備還包括一個(gè)透明顯示面板，用于顯示表面圖像。表面圖像形成在顯示面板的顯示表面上。顯示面板可以是例如液晶顯示器(lcd面板)。顯示面板可以是例如透明led面板。顯示設(shè)備至少有一種顯示模式，其中圖像在顯示面板上形成，使得顯示圖像與眼睛之間的距離大致等于顯示設(shè)備與眼睛之間的距離，例如小于0.5米。顯示設(shè)備可以有例如一種表面顯示模式，其中顯示設(shè)備被安排在顯示面板上顯示表面圖像。顯示表面圖像可以促進(jìn)例如通過(guò)顯示設(shè)備的觸摸面板提供用戶輸入，因?yàn)轱@示的表面圖像的視覺(jué)元素具有相對(duì)于觸摸面板的確定的橫向位置。

8、當(dāng)眼睛位于顯示設(shè)備的觀看區(qū)域內(nèi)時(shí)，可以觀察到顯示的虛擬圖像和表面圖像。觀看區(qū)域也可以稱為例如觀看瞳孔或眼盒。

9、透明顯示面板可以位于擴(kuò)展面板和觀看區(qū)域之間。顯示設(shè)備可以包括一個(gè)堆疊，該堆疊依次包括至少擴(kuò)展面板和透明顯示面板。對(duì)于從擴(kuò)展面板通過(guò)顯示面板投射的可見(jiàn)輸出光，顯示面板的光學(xué)衰減可以例如小于80％，小于50％甚至小于20％。法向方向垂直于擴(kuò)展面板的平面。擴(kuò)展面板的相應(yīng)透射率可以例如大于20％，大于50％甚至大于80％用于所述可見(jiàn)光。顯示面板包括顯示像素。顯示像素和顯示面板的材料層可以在一定程度上衰減傳輸?shù)墓?，但通過(guò)選擇顯示像素的尺寸和/或材料層的材料可以限制衰減。

10、顯示面板可以例如覆蓋擴(kuò)展面板的衍射出耦合元件區(qū)域的50％以上。顯示設(shè)備的觀看區(qū)域可能小于擴(kuò)展面板的觀看區(qū)域和顯示面板的觀看區(qū)域之和。擴(kuò)展面板的觀看區(qū)域可以例如大于顯示設(shè)備正面區(qū)域的70％，顯示面板的觀看區(qū)域也可以例如大于顯示設(shè)備正面區(qū)域的70％。

11、在一個(gè)實(shí)施例中，顯示面板和擴(kuò)展面板可以例如位于同一個(gè)外殼內(nèi)，這樣擴(kuò)展面板的觀看區(qū)域可以例如大于外殼正面區(qū)域的70％，顯示面板的觀看區(qū)域也可以例如大于外殼正面區(qū)域的70％。顯示面板的透明性可以允許在同一個(gè)外殼中容納這些面板，而無(wú)需增加外殼的正面區(qū)域。

12、設(shè)備的控制單元可以被設(shè)置成例如基于通過(guò)設(shè)備的用戶界面接收的用戶輸入更改顯示模式。所述設(shè)備可以包括例如一個(gè)觸摸面板，控制單元可以被設(shè)置成根據(jù)觸摸面板檢測(cè)到的手勢(shì)更改顯示模式。

13、在一個(gè)實(shí)施例中，虛擬顯示模式可以被用作設(shè)備的默認(rèn)操作模式，以減少眼睛的壓力。設(shè)備的控制單元可以例如在通過(guò)觸摸面板接收到用戶輸入時(shí)暫時(shí)將操作模式從虛擬顯示模式更改為表面顯示模式，并且控制單元可以在接收到用戶輸入后自動(dòng)將操作模式從表面顯示模式更改回虛擬顯示模式。

14、在表面顯示模式下的長(zhǎng)期操作可能會(huì)對(duì)眼睛造成壓力。用戶可能希望限制表面顯示模式下的使用時(shí)間，以減少睫狀肌的壓力。在一個(gè)實(shí)施例中，如果表面顯示模式下的操作時(shí)間超過(guò)預(yù)定限制，設(shè)備可以被安排向用戶提供提示。例如，如果表面顯示模式下的累積操作時(shí)間超過(guò)每天的預(yù)定小時(shí)數(shù)，設(shè)備可以被安排向用戶提供提示。該提示也可以稱為例如警告或警報(bào)。

15、所述顯示設(shè)備可以選擇性地包括一個(gè)可控的快門(mén)面板，該快門(mén)面板可以位于擴(kuò)展面板和顯示面板之間?？扉T(mén)面板可以控制從顯示面板到觀看區(qū)域的光傳播。快門(mén)面板的狀態(tài)可以從透明狀態(tài)變?yōu)楣庾钃鯛顟B(tài)，以提供虛擬圖像的黑暗背景，從而提高顯示虛擬圖像的可見(jiàn)性?？扉T(mén)面板可以設(shè)置為允許或阻止光從顯示面板傳播到觀看區(qū)域。

技術(shù)特征：

1.一種顯示設(shè)備，其特征在于，光學(xué)引擎(eng1)，用于形成多個(gè)輸入光束(b0)，多個(gè)輸入光束(b0)分別對(duì)應(yīng)于虛擬圖像(vimg1)的圖像點(diǎn)(p0、p1、p2、p3、p4)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其特征在于，其中顯示面板(lcd1)對(duì)從擴(kuò)展面板(epe1)投射的輸出光(out1)引起衰減，其中顯示面板(lcd1)被布置成使得顯示面板(lcd1)引起的衰減小于50％。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示設(shè)備，其特征在于，其中擴(kuò)展面板(epe1)至少覆蓋顯示面板(lcd1)的活動(dòng)顯示區(qū)域的50％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其特征在于，具有虛擬顯示模式(mode1)，其中虛擬圖像(vimg1)在虛擬顯示模式(mode1)下是可觀察的，而第二圖像(img2)在虛擬顯示模式(mode1)下是不可觀察的。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其特征在于，具有表面顯示模式(mode2)，其中第二圖像(img2)在表面顯示模式(mode2)下是可觀察的，而虛擬圖像(vimg1)在表面顯示模式(mode2)下是不可觀察的。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其特征在于，具有復(fù)合顯示模式(mode0)，其中虛擬圖像(vimg1)和第二圖像(img2)在復(fù)合顯示模式(mode0)下是同時(shí)可觀察的。

7.根據(jù)權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)所述的顯示設(shè)備，其特征在于，控制單元(cnt1)被布置成根據(jù)通過(guò)用戶界面(tou1、uif1)接收的用戶輸入(com1)設(shè)置顯示設(shè)備(500)的顯示模式(mode0、mode1、mode2)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其特征在于，其中顯示設(shè)備(500)包含一個(gè)透明觸摸面板(tou1)以接收用戶輸入(com1)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示設(shè)備，其特征在于，被布置成在顯示面板(lcd1)上顯示一個(gè)或多個(gè)輸入元件(e)，并通過(guò)觸摸面板(tou1)接收用戶輸入(com1)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其特征在于，其中光學(xué)引擎(eng1)包含一個(gè)微顯示器(disp0)，用于形成輸入圖像(img0)，并包含準(zhǔn)直光學(xué)器件(lns0)，通過(guò)準(zhǔn)直輸入圖像(img0)的像素光形成輸入光束。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其特征在于，其中顯示設(shè)備(500)是一個(gè)便攜式手持設(shè)備。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其特征在于，包含一個(gè)位于擴(kuò)展面板(epe1)和顯示面板(lcd1)之間的快門(mén)面板(shu1)，其中快門(mén)面板(shu1)包含至少一個(gè)可控的快門(mén)區(qū)域(sreg2)，用于控制輸出光束從擴(kuò)展面板(epe1)到觀察區(qū)域(box1)的傳播。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其特征在于，包含一個(gè)背景層(bck1)，用于防止環(huán)境光(amb0)通過(guò)擴(kuò)展面板(epe1)傳播到觀察區(qū)域(box1)，其中擴(kuò)展面板(epe1)位于背景層(bck1)和顯示面板(lcd1)之間。

14.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的顯示設(shè)備顯示圖像的方法，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種顯示設(shè)備和顯示圖像的方法，涉及光學(xué)顯示技術(shù)領(lǐng)域，本申請(qǐng)的顯示設(shè)備，包括：光學(xué)引擎，用于形成多個(gè)輸入光束，多個(gè)輸入光束對(duì)應(yīng)于虛擬圖像的圖像點(diǎn)；擴(kuò)展面板，用于通過(guò)衍射擴(kuò)展從光學(xué)引擎接收的輸入光束來(lái)形成輸出光束；顯示面板，用于在顯示面板的顯示表面上形成第二圖像；用戶界面，用于接收用戶輸入；控制單元，用于根據(jù)通過(guò)用戶界面接收的用戶輸入控制第一輸入光束的形成以及控制第二圖像的形成，其中顯示面板位于擴(kuò)展面板和觀看區(qū)域之間，顯示面板是透明的，以允許輸出光束從擴(kuò)展面板通過(guò)顯示面板傳播到觀察區(qū)域。本申請(qǐng)?zhí)峁┑娘@示設(shè)備和顯示圖像的方法，能夠減輕使用顯示設(shè)備時(shí)眼睛的壓力。

技術(shù)研發(fā)人員：朱良富,塔帕尼·卡列沃·利沃拉,歐陽(yáng)世宏,朱以勝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市光途顯示科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19