本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種顯示裝置及方法。

背景技術(shù)：

光場是空間中同時包含位置和方向信息的四維光輻射場的參數(shù)化表示?，F(xiàn)有的光場顯示裝置通常采用如圖1所示的由顯示器1和空間光調(diào)制器2組成的透射式的設(shè)計，其光場顯示的過程如下。

顯示器1能夠發(fā)射各向均勻的背光，空間光調(diào)制器2上具有一定的透射率分布或反射率分布，其能夠?qū)︼@示器1發(fā)出的各向均勻的背光進行調(diào)制，使得從空間光調(diào)制器2出射的光能夠形成一定的光場，在形成的光場和期望顯示的圖像(如可以是三維圖像)的光場接近時，就可以顯示出期望顯示的圖像。

這種透射式的光場顯示裝置雖然能夠滿足光場顯示的需要，但是，在空間光調(diào)制器2的透射率或反射率分布的分辨率越高時，顯示器1發(fā)出的光透過在透過空間光調(diào)制器的調(diào)制時，會產(chǎn)生明顯的衍射效應(yīng)，且分辨率越高形成的衍射越強。如圖1所示，以空間光調(diào)制器2為去掉背光的透射式顯示器為例，在該透射式顯示器包括多個像素，每個像素的透射率能夠被調(diào)節(jié)。在透射式顯示器的像素的分辨率較高的情況下，該透射式顯示器的像素就可以認為是一個小孔(細縫)，此時，從顯示器1發(fā)出的光在透過該透射式顯示器時，就會發(fā)生衍射效應(yīng)。

衍射效應(yīng)會使得形成的光場與預(yù)期顯示的光場有一定的誤差，并且，顯示器1發(fā)出的光在經(jīng)過空間光調(diào)制器2調(diào)制后，強度會大大降低，到達人眼時已經(jīng)非常暗淡。

因此，需要一種新的顯示裝置及方法，其能夠進行光場顯示的同時，彌補透射式光場顯示裝置存在的強度降低、衍射干擾的缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的在于，提供一種新的顯示裝置及方法，其在顯示光場的同時，彌補透射式光場顯示裝置存在的強度降低、衍射干擾的缺陷。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，公開了一種顯示裝置，包括：多個顯示器，每個顯示器包括多個顯示像素，每個顯示像素的光強度能夠被獨立調(diào)節(jié)，從而在每個顯示器上顯示相應(yīng)圖像；和光學(xué)系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)對光具有折射或反射作用，多個顯示器發(fā)出的光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)出射，以進入眼睛，其中多個顯示器和光學(xué)系統(tǒng)被放置為使得，從光學(xué)系統(tǒng)出射的光在眼睛處形成的圖像與多個顯示器上顯示的圖像的疊加相關(guān)聯(lián)，并且其中，多個顯示器上的各顯示像素被調(diào)節(jié)為使得，從光學(xué)系統(tǒng)出射的光在眼睛處形成的圖像與期望顯示圖像接近。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，還公開了另一種顯示裝置，包括：多個透明顯示器，每個透明顯示器包括多個顯示像素，每個顯示像素的光強度能夠被獨立調(diào)節(jié)，從而在每個顯示器上顯示相應(yīng)圖像，其中，顯示像素呈透明狀態(tài)，多個透明顯示器逐層放置且相互間隔特定距離，多個透明顯示器被放置為使得，從多個透明顯示器出射的光在眼睛處形成的圖像與多個透明顯示器上顯示的圖像的疊加相關(guān)聯(lián)，并且其中，多個透明顯示器上的各顯示像素被調(diào)節(jié)為使得，從多個透明顯示器出射的光在眼睛處形成的圖像與期望顯示圖像接近。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還公開了一種顯示方法，包括：從多個顯示器發(fā)出的光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)出射，以進入眼睛，其中，多個顯示器和光學(xué)系統(tǒng)被放置為使得，從光學(xué)系統(tǒng)出射的光在眼睛處形成的圖像與多個顯示器上顯示的圖像的疊加相關(guān)聯(lián)，光學(xué)系統(tǒng)對光具有折射或反射作用；顯示器包括多個顯示像素，每個顯示像素的透射率或反射率能夠被獨立調(diào)節(jié)，多個顯示器上的各顯示像素被調(diào)節(jié)為使得，從光學(xué)系統(tǒng)出射的光在眼睛處形成的圖像與期望顯示圖像接近。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提提供了另一種顯示方法，包括：從多個透明顯示器發(fā)出的光進入眼睛，其中，多個透明顯示器逐層放置且相互間隔特定距離，多個透明顯示器被放置為使得，從多個透明顯示器出射的光在眼睛處形成的圖像與多個透明顯示器上顯示的圖像的疊加相關(guān)聯(lián)；透明顯示器包括多個顯示像素，每個顯示像素的光強度能夠被獨立調(diào)節(jié)，顯示像素呈透明狀態(tài)，多個透明顯示器上的各顯示像素被調(diào)節(jié)為使得，從多個透明顯示器出射的光在眼睛處形成的圖像與期望顯示圖像接近。

綜上，本發(fā)明的顯示裝置及方法可以對多個顯示器發(fā)出的光進行折射或反射，以使得多個顯示器發(fā)出的光都可以入射到眼睛，進而使得在眼睛處形成的圖像與多個顯示器上顯示的圖像的疊加相關(guān)聯(lián)，并通過調(diào)節(jié)顯示器上的顯示像素的光強度就可以使得在眼睛處形成的圖像與期望顯示圖像接近。本發(fā)明的顯示裝置及方法在進行光場顯示的同時，不存在亮度過低、衍射干擾的問題，與透射式顯示方案相比，效果顯著。

附圖說明

通過結(jié)合附圖對本公開示例性實施方式進行更詳細的描述，本公開的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯，其中，在本公開示例性實施方式中，相同的參考標號通常代表相同部件。

圖1示出了現(xiàn)有的光場顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的顯示裝置的示意性方框圖。

圖3-圖9示出了基于圖2所示的顯示裝置的幾種具體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的顯示裝置的示意性方框圖。

圖11示出了基于圖10所示的顯示裝置的一種具體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的顯示方法的示意性流程圖。

圖13示出了圖12所示的顯示方法還可以包括的步驟流程圖。

圖14示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的顯示方法的示意性流程圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的優(yōu)選實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的優(yōu)選實施方式，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了使本公開更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整地傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

如前所述，針對背景技術(shù)中述及的透射式光場顯示方法存在的衍射干擾、強度低問題，本發(fā)明提供了一種新的顯示裝置和顯示方法。其中，本發(fā)明的顯示方法與顯示裝置相對應(yīng)，下面首先結(jié)合具體實施例就本發(fā)明的顯示裝置進行詳細說明。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意性方框圖。

如圖2所示，本發(fā)明的顯示裝置100主要由多個顯示器(圖中第一顯示器1-1、第二顯示器1-2、…第N顯示器1-N，N≥2)和光學(xué)系統(tǒng)3組成。

其中，每個顯示器包括多個顯示像素，每個顯示像素的光強度能夠被獨立調(diào)節(jié)，從而在每個顯示器上都可以顯示出一定的圖像。因此，這里的顯示器可以是液晶顯示器(LCD)、數(shù)字微鏡設(shè)備(DMD)、硅基液晶(LCos)顯示器等多種顯示設(shè)備。

光學(xué)系統(tǒng)3對光具有折射或反射作用，其可以由一個或多個光學(xué)元件或光學(xué)組件構(gòu)成。

多個顯示器和光學(xué)系統(tǒng)3之間的相對位置被放置為使得，多個顯示器發(fā)出的光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)3的光學(xué)作用(折射或反射)后出射，以進入眼睛。其中，從光學(xué)系統(tǒng)3出射的光與多個顯示器上顯示的圖像的疊加相關(guān)聯(lián)。

具體地說，在光學(xué)系統(tǒng)3的光學(xué)作用(折射或反射)下，從多個顯示器發(fā)出的光都可以經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)3出射，以進入眼睛。因此，對眼睛來說，其看到的圖像是多個影像的疊加效果，這里的多個影像就是多個顯示器上顯示的圖像經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)3的折射或反射后所形成的。

由于每個顯示器的各顯示像素的強度都可以被調(diào)節(jié)，所以，可以對多個顯示器的各顯示像素的強度進行調(diào)節(jié)，以使得從光學(xué)系統(tǒng)3出射的光在眼睛處形成的圖像與期望顯示圖像接近。

具體地說，可以通過調(diào)節(jié)顯示器的各個顯示像素的光強度，來調(diào)節(jié)該從該顯示器發(fā)出的光。光學(xué)系統(tǒng)3可以對多個顯示器發(fā)出的光進行調(diào)節(jié)(這里，主要是方向上的調(diào)節(jié))，以使得多個顯示器發(fā)出的光都可以入射到眼睛。因此，入射到眼睛的光是多個顯示器各自的光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)的作用后出射的光的疊加。

換句話說，如果用I表示入射到眼睛的光場，I′表示期望顯示的圖像的光場，I₁、I₂、…I_N表示各個顯示器發(fā)出的光場，I₁′、I₂′、…I_N′表示各個顯示器發(fā)出的光場經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)3后出射的光場。那么，入射到眼睛的光場I＝I₁′+I₂′+…+I_N′。

為了使得在眼睛處形成的圖像與期望顯示圖像接近，需要I盡可能接近I′。由上文所述，可以通過調(diào)節(jié)顯示器的各個顯示像素的光強度來調(diào)節(jié)從顯示器發(fā)出的光場，并且在光學(xué)系統(tǒng)3和顯示器的位置固定后，光學(xué)系統(tǒng)3的光學(xué)性質(zhì)已知，因此，顯示器所發(fā)出的光場經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)3后形成的新的光場可以預(yù)測。所以，可以通過調(diào)節(jié)顯示器的各個顯示像素的光強度，以使得I盡可能接近I′。其中，為了使得I盡可能接近I′，而對各顯示器進行調(diào)節(jié)的過程將在后面部分進行詳細論述，此處暫不說明。

圖2示出了本發(fā)明的顯示裝置100的基本構(gòu)成。其中，對于構(gòu)成顯示裝置100的光學(xué)系統(tǒng)3來說，其可以由一個或多個光學(xué)元件或光學(xué)組件構(gòu)成，并且在光學(xué)系統(tǒng)3采用不同的光學(xué)元件或光學(xué)組件時，多個顯示器與光學(xué)系統(tǒng)3之間的擺放關(guān)系也不盡相同。

下面結(jié)合具體實施例就光學(xué)系統(tǒng)3可以采取的幾種具體結(jié)構(gòu)進行說明。其中應(yīng)該知道，下面所述的實施例是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實施例。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

參見圖3，本發(fā)明實施例的顯示裝置包括第一顯示器1-1、第二顯示器1-2以及半反半透鏡21。

第一顯示器1-1和第二顯示器1-2的結(jié)構(gòu)可參見上文圖1關(guān)于顯示器的相關(guān)描述，此處不再贅述。

第一顯示器1-1和第二顯示器1-2分別位于半反半透鏡21的兩側(cè)。第一顯示器1-1發(fā)出的光可以在半反半透鏡21的反射作用下入射到眼睛。此時，對眼睛來說，從第一顯示器1-1發(fā)出的光就可以認為是從圖中位于半反半透鏡21后邊的虛線所示位置發(fā)出的。第二顯示器1-2發(fā)出的光在半反半透鏡21的透射作用下也可以入射到眼睛。由此，在眼睛處形成的圖像與第一顯示器1顯示的圖像和第二顯示器2顯示的圖像的疊加相關(guān)聯(lián)。

具體來說，從第一顯示器1-1的多個顯示像素發(fā)出的經(jīng)過半反半透鏡21反射后的光與從第二顯示器1-2的多個顯示像素發(fā)出的經(jīng)過半反半透鏡21折射后的光都能夠入射到眼睛。因此，對于眼睛來說，其最終看到的圖像是兩種光疊加后所形成的圖像。

如圖3所示，分別從第一顯示器1-1、第二顯示器1-2發(fā)出的光在像方視場會有部分重疊，對于圖3中所示的像點P來說，像點P的光強度等于第一顯示器1-1上對應(yīng)于像點P的顯示像素的光強度與第二顯示器1-2上對應(yīng)于像點P的顯示像素的光強度之和。

因此，對于期望顯示的圖像(如三維圖像)來說，可以認為其是由多個具有預(yù)定位置的像點組成的。在第一顯示器1-1和第二顯示器1-2各自發(fā)出的光的疊加所形成的像點足夠多，且像點的位置與期望顯示的圖像上的像點的位置相對應(yīng)的情況下，從半反半透鏡21出射的光入射到眼睛后，眼睛順著光線的方向看過去，就會看到一個由多個虛像點構(gòu)成的與期望顯示圖像接近的虛擬圖像。

由此，可以通過控制第一顯示器1-1上多個顯示像素的光強度、第二顯示器1-2上多個顯示像素的光強度以及半反半透鏡21的位置關(guān)系，來使得從半反半透鏡21出射的光可以會聚成多個與預(yù)期顯示的圖像的像點接近的像點，以使得在眼睛處形成的圖像整體上與期望顯示圖像接近。

這里所說的“整體上接近”指的是基于調(diào)節(jié)后的第一顯示器1-1和第二顯示器1-2的顯示像素和半反半透鏡21所形成的像點在整體上對應(yīng)于期望顯示的預(yù)期圖像的像點，并且，所形成的像點的像點強度數(shù)據(jù)和期望顯示圖像中對應(yīng)的像點的預(yù)期像點強度數(shù)據(jù)整體上匹配。

也就是說，只要使本發(fā)明所顯示的所有像點整體上接近預(yù)期三維虛擬圖像的像點即可，對于其中某些像點來說，即使其位置和/或像點強度數(shù)據(jù)與對應(yīng)的預(yù)期像點的位置和/或強度數(shù)據(jù)相差較大也是可以接受的。

因此，本實施例的顯示裝置對半反半透鏡21的光學(xué)成像質(zhì)量可以不做嚴格要求，半反半透鏡21帶來的誤差可以通過對多個顯示器的顯示像素進行調(diào)節(jié)來矯正。

具體來說，對于期望顯示圖像，只要使得期望顯示圖像的每一根光線，只要存在一個顯示器上的像素點與之對應(yīng)即可，而不用再對半反半透鏡21的光學(xué)成像質(zhì)量做嚴格要求。對于光學(xué)系統(tǒng)采用其它結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件或組件時亦同，也可以不做嚴格要求。

圖3示出了本發(fā)明的顯示裝置由兩個顯示器和一個半反半透鏡構(gòu)成，且半反半透鏡是平面鏡時的示意圖。應(yīng)該知道，作為一種可選方案，顯示裝置還可以包括多個(大于2)顯示器和多個半反半透鏡，并且半反半透鏡還可以是球面鏡或自由曲面鏡。

例如，如圖4所示，圖3所示的顯示裝置中的半反半透鏡21還可以是帶有曲面(可以是球面或自由曲面)的半反半透鏡。

再例如，如圖5所示，半反半透還可以是兩個帶曲面的半反半透鏡(圖中21-1、21-2)。其中，就圖5所示的顯示裝置而言，兩個顯示器分別對應(yīng)于一個半反半透鏡，兩個顯示器經(jīng)過與其對應(yīng)的半反半透鏡的反射，各自形成視軸上的有部分重疊的像，兩個像的疊加入射到眼睛。

另外，在半反半透鏡之前，還可以光學(xué)地放置一個或多個具有折射或反射作用的光學(xué)元件，其可以使得從半反半透鏡反射或透射的光經(jīng)過該光學(xué)元件的折射或反射進入眼睛，可以有助于提升用戶的觀看體驗。

此處所使用的“光學(xué)地放置”僅指示沿著光路的相對位置，而不是任何具體的空間關(guān)系。并且，這里我們將沿著光線傳播方向在前定義為“之前”，沿著光線傳播方向在后方，定義為“之后”。如圖5所示，在光線的傳播方向上，A在B的前方，我們就可以稱之為A在B之前(或者B在A之后)。下文在述及各部件之間的相對位置時所用到“光學(xué)地放置”、“之前”以及“之后”都可以參照這里的定義進行理解。

如圖6所示，對于圖2所示的顯示裝置來說，可以在半反半透鏡21之前光學(xué)地放置一個凸透鏡22，在凸透鏡22的會聚作用下，從半反半透鏡21出射的光就可以全部或大部分地入射到眼睛。其中，圖6示出了在半反半透鏡21前放置一個凸透鏡22時的示意圖。應(yīng)該知道，還可以放置多個凸透鏡，或者放置一個或多個其它形式的光學(xué)透鏡，只要使得其能夠?qū)陌敕窗胪哥R出射的光“導(dǎo)入”眼睛即可。并且對于圖4、圖5所示的顯示裝置，也可以在眼睛與半反半透鏡之間的光路中設(shè)置一個或多個光學(xué)透鏡。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

參見圖7，本發(fā)明實施例的顯示裝置包括第一顯示器1-1、第二顯示器1-2、第一光波導(dǎo)23以及第二光波導(dǎo)24。

其中，關(guān)于第一顯示器1-1、第二顯示器1-2的結(jié)構(gòu)的介紹已在上文做了詳細說明，此處不再贅述。

第一顯示器1-1發(fā)出的光可以經(jīng)過第一光波導(dǎo)23的折射與反射出射入射到眼睛。第二顯示器1-2發(fā)出的光可以經(jīng)過第二光波導(dǎo)24的折射與反射入射到眼睛。

其中，關(guān)于入射到眼睛處的光場與期望顯示圖像的光場的關(guān)系已在上文做了詳細說明，此處不再贅述。

由此，光學(xué)系統(tǒng)還可以由光波導(dǎo)構(gòu)成。其中，本發(fā)明實例述及的光波導(dǎo)可以是矩形光波導(dǎo)、脊形光波導(dǎo)、金屬包層光波導(dǎo)、擴散光波導(dǎo)或者質(zhì)子交換光波導(dǎo)等形式的光波導(dǎo)。

如圖7所示，還可以第一顯示器1-1和第一光波導(dǎo)23之間設(shè)置第一凸透鏡31，在第二顯示器1-2和第二光波導(dǎo)24之間設(shè)置第二凸透鏡32，以使得顯示器發(fā)出的光可以充分地在凸透鏡的會聚作用下進入對應(yīng)的光波導(dǎo)。

其中，這里的凸透鏡還可以用其它結(jié)構(gòu)形式的光學(xué)元件或光學(xué)組件代替，如半反半透鏡、半反半透鏡和凸透鏡的組合等，只要使得顯示器發(fā)出的光能夠通過該光學(xué)元件或光學(xué)組件入射到對應(yīng)的光波導(dǎo)即可。

參見圖8，還可以僅僅使用一片光波導(dǎo)實現(xiàn)圖7所示的顯示裝置。其中，圖8所示的顯示裝置的結(jié)構(gòu)和光路過程可參見上文圖2和圖7的相關(guān)描述，此處不再贅述。

至此，結(jié)合圖3至圖8就本發(fā)明的顯示裝置的幾種具體結(jié)構(gòu)做了詳細說明。其中，圖3至圖8所示出的顯示裝置中的光學(xué)系統(tǒng)主要對顯示器所發(fā)出的光的方向進行調(diào)節(jié)，以使得多個顯示器所發(fā)出的光在光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用下都能夠入射到眼睛，從而在眼睛處形成多個影像的疊加。

另外，本發(fā)明的顯示裝置還可以與透射式顯示方案相結(jié)合，以達到更好的視覺效果。

具體來說，圖2所示的光學(xué)系統(tǒng)3不僅可以包括一個或多個對光具有折射或反射作用的光學(xué)元件或光學(xué)組件(參見圖3至圖8所示)，還可以包括一個或多個空間光調(diào)制器。其中，每個空間光調(diào)制器包括多個調(diào)節(jié)像素，每個調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率能夠被獨立調(diào)節(jié)。這里的空間光調(diào)制器可以是液晶屏、微透鏡陣列、針孔板、散射圖案的薄膜或全息圖等等。

空間光調(diào)制器可以位于眼睛之后，以對在眼睛處會聚的光進行進一步調(diào)節(jié)，也可以位于多個顯示器中若干顯示器之前，以對顯示器發(fā)出的光進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后的光在光學(xué)系統(tǒng)3中具有折射或反射的光學(xué)元件或光學(xué)組件的作用下，在眼睛處會聚。

下面結(jié)合具體實施例就光學(xué)系統(tǒng)3包括空間光調(diào)制器時的幾種具體結(jié)構(gòu)進行說明。其中應(yīng)該知道，下面所述的幾種實施例是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實施例。

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖9所示，本發(fā)明實施例的顯示裝置包括第一顯示器1-1、第二顯示器1-2以及由半反半透鏡21、第一空間光調(diào)制器41以及第二空間光調(diào)制器42構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)。

其中，第一顯示器1-1和第二顯示器1-2的結(jié)構(gòu)可參見上文圖1關(guān)于顯示器的相關(guān)描述，此處不再贅述。

第一空間光調(diào)制器41位于第二顯示器1-2之前，半反半透鏡21之后，第二空間光調(diào)制器42位于半反半透鏡21之前。其中，這里述及的之前、之后指的是光路的前后，具體可參見上文對“之前”、“之后”的定義。

第一空間光調(diào)制器41和第二空間光調(diào)制器42優(yōu)選地位于光學(xué)系統(tǒng)的孔徑光闌處。

第二顯示器1-2發(fā)出的光經(jīng)過第一空間光調(diào)制器41進行光學(xué)調(diào)制后出射以進入半反半透鏡21，并透過半反半透鏡21出射。第一顯示器1-1發(fā)出的光經(jīng)過半反半透鏡21反射后出射。

從半反半透鏡21出射的光經(jīng)過第二空間光調(diào)制器42進行光學(xué)調(diào)制后進入眼睛。

由此，本發(fā)明的顯示裝置還可以將透射式顯示方案結(jié)合起來，以達到更好的視覺效果。

其中，圖9僅是將透射式顯示方案結(jié)合起來的一種示例，應(yīng)該知道，還可以有多種其它的結(jié)合形式。

例如，對于圖9所示的顯示裝置來說，可以只包括第一空間光調(diào)制器41，或者只包括第二空間光調(diào)制器42，當(dāng)然，還可以包括一個第三空間光調(diào)制器(圖中未示出)，第三空間光調(diào)制器可以設(shè)置在第一顯示器1-1之前，半反半透鏡21之后。

另外，在第二空間光調(diào)制器42之前或之后還可以設(shè)置一個或多個光學(xué)透鏡，該光學(xué)透鏡可以對光具有折射或反射作用，如可以是對入射到其上的光具有會聚作用的凸透鏡。

綜上，本發(fā)明的顯示裝置中的光學(xué)系統(tǒng)可以包括一個或多個空間光調(diào)制器。這一個或多個空間光調(diào)制器可以分為反射式光場調(diào)制組和/或透射式光場調(diào)制組。其中，反射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器光學(xué)地放置在多個顯示器中的一個或多個之前，使得一個或多個顯示器發(fā)出的光經(jīng)過反射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器進行光學(xué)調(diào)制后出射以進入一個或多個半反半透鏡。

透射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器光學(xué)地放置在一個或多個半反半透鏡之后，使得從一個或多個半反半透鏡出射的光經(jīng)過透射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器進行光學(xué)調(diào)制后出射以進入眼睛。

需要說明的是，這里的“反射式光場調(diào)制組”和“透射式光場調(diào)制組”的稱謂只是便于區(qū)分，“反射式光場調(diào)制組”和“透射式光場調(diào)制組”中的空間光調(diào)制器可以是具有相同構(gòu)造的光學(xué)部件，也可以是具有不同構(gòu)造的光學(xué)部件。

并且，圖9是以光學(xué)系統(tǒng)包括半反半透鏡和空間光調(diào)制器為例進行說明的。在光學(xué)系統(tǒng)采用一個或多個光波導(dǎo)時，光學(xué)系統(tǒng)也可以同時包括一個或多個空間光調(diào)制器，其中，這里的空間光調(diào)制器的結(jié)構(gòu)及擺放位置可參見上文圖9的相關(guān)敘述，此處不再贅述。

至此，結(jié)合相關(guān)實施例就本發(fā)明的顯示裝置可以具有的結(jié)構(gòu)做了詳細說明。另外如前文所述，為了使得從光學(xué)系統(tǒng)出射的光的光場盡可能地與期望顯示圖像的光場接近，需要對顯示器的各顯示像素的光強度進行調(diào)節(jié)。由此，本發(fā)明的顯示裝置還可以包括一個處理器，處理器可以執(zhí)行相關(guān)運算，以對顯示器的各顯示像素的光強度進行調(diào)節(jié)。下面就調(diào)節(jié)的具體過程進行說明。

以圖3所示的顯示裝置為例，假設(shè)期望顯示給眼睛的光場為I，第一顯示器1-1發(fā)出的光場為I₁，第二顯示器1-2發(fā)出的光場為I₂，其中，I₁經(jīng)過半反半透鏡21的反射作用出射后形成的新光場為I₁′，I₂經(jīng)過半反半透鏡21的折射作用出射后形成的新光場為I₂′，那么在眼睛處形成的光場為I₁′+I₂′。

為了使得在眼睛處形成的圖像與期望顯示圖像接近，需要I盡可能接近I₁′+I₂′，也就是求解min|I-(I₁'+I'₂)|。

其中，對于圖中示出的入射到眼內(nèi)的光線來說，其強度可以記為L，等于經(jīng)過第一顯示器1-1和第二顯示器1-2上對應(yīng)像素點的強度之和，即L＝t₁+t₂，其中，t₁為第一顯示器1-1上對應(yīng)像素點的強度，t₂為第二顯示器1-2上對應(yīng)像素點的強度。

因此，對于目標光場I，可以求解如下公式，以確定t₁、t₂。

min|I-(Φ₁t₁+Φ₂t₂)|

其中，Φ₁,Φ₂∈R^p×l，是包含相應(yīng)顯示器(第一顯示器1-1、第二顯示器1-2)的光束投射信息的點擴散選擇函數(shù)，Φ₁、Φ₂是稀疏矩陣，可以將對應(yīng)的點以稀疏向量表示出來，p表示入射光線的個數(shù)，l表示顯示器的顯示像素個數(shù)。

由此，處理器就可以根據(jù)期望顯示圖像，執(zhí)行上述優(yōu)化計算，以確定各顯示器的各顯示像素處的光強，然后根據(jù)所確定的結(jié)果對各顯示器的顯示像素的光強度進行調(diào)節(jié)。

進一步地，對于min|I-(Φ₁t₁+Φ₂t₂)|，還可以將其轉(zhuǎn)換為如下公式

以確定t₁、t₂。其中，k'、k₁、k₂為基于顯示器上的顯示像素的光強度和半反半透鏡21的光學(xué)參數(shù)預(yù)先設(shè)定的系數(shù)。此時，可以使用非負矩陣分解的算法迭代解出t₁、t₂。

至此，對基于期望顯示圖像確定圖3所示的顯示裝置的各顯示器(第一顯示器1-1、第二顯示器1-2)的顯示像素的光強的過程做了詳細說明。

不失一般性地，對于圖2所示的由多個顯示器和光學(xué)系統(tǒng)3構(gòu)成的顯示裝置來說，基于期望顯示的圖像的光強I，可以通過求解如下第一優(yōu)化公式以確定t_j：

其中，I是期望顯示圖像的光強，Φ_j∈R^p×l是包含相應(yīng)顯示器j的光束投射信息的點擴散選擇函數(shù)，且Φ_j是稀疏矩陣，j＝1,…,N，其中N為顯示器的總數(shù)，p表示入射光線個數(shù)，l表示顯示器的顯示像素個數(shù)。t_j∈R^l×1包含相應(yīng)顯示器j的各顯示像素的光強信息，且t_j＞0，k'、k₁、k₂…k_N為基于顯示器上的顯示像素的光強度和光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)參數(shù)預(yù)先設(shè)定的系數(shù)。

另外，對于圖9所示的包含了空間光調(diào)制器的顯示裝置來說，為了使得在眼睛處形成的圖像與期望顯示的圖像接近，需要同時對顯示裝置中的顯示器的顯示像素的光強度以及空間光調(diào)制器的透射率分布或反射率分布進行調(diào)節(jié)。

也就是說，可以根據(jù)期望顯示圖像，執(zhí)行優(yōu)化計算，以確定各顯示器的各顯示像素處的光強以及一個或多個空間光調(diào)制器的各調(diào)節(jié)像素處的透射率或反射率，然后根據(jù)所確定信息對在各顯示器的各顯示像素的光強以及空間光調(diào)制器的透射率或反射率進行調(diào)整。

其中，優(yōu)化計算可以包括求解如下第二優(yōu)化公式：

其中，I是期望顯示圖像的光強，Φ_j∈R^p×l是包含相應(yīng)顯示器j的光束投射信息的點擴散選擇函數(shù)，且Φ_j是稀疏矩陣，j＝1,2，p表示入射光線個數(shù)，l表示顯示器的顯示像素個數(shù)，t_j∈R^l×1包含相應(yīng)顯示器j的各顯示像素的光強信息，且t_j＞0，

Φ′₂∈R^p×q是包含第一空間光調(diào)制器41的光束投射信息的稀疏矩陣，t₂′∈R^q×1包含第一空間光調(diào)制器41的各調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率，其中q表示空間光調(diào)制器的調(diào)節(jié)像素個數(shù)，

Φ'₁'∈R^p×q是包含第二空間光調(diào)制器42的光束投射信息的稀疏矩陣，t₁”∈R^q×1包含第二空間光調(diào)制器42的各調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率。

不失一般性地，在顯示器為多個，光學(xué)系統(tǒng)包括多個空間光調(diào)制器時，上述第二優(yōu)化公式可以歸納為如下公式：

其中，I是期望顯示圖像的光強，Φ_j∈R^p×l是包含相應(yīng)顯示器j的光束投射信息的點擴散選擇函數(shù)，且Φ_j是稀疏矩陣，j＝1,…,N，其中N為顯示器的總數(shù)，p表示入射光線個數(shù)，l表示顯示器的顯示像素個數(shù)，t_j∈R^l×1包含相應(yīng)顯示器j的各顯示像素的光強信息，且t_j＞0，

Φ′_h∈R^p×q是包含反射式光場調(diào)制組中相應(yīng)空間光調(diào)制器h的光束投射信息的稀疏矩陣，h＝0,1,…,i，i為反射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器的總數(shù)，0＜＜i＜＜M，M為一個或多個空間光調(diào)制器的總數(shù)，t_h′∈R^q×1包含反射式光場調(diào)制組中相應(yīng)空間光調(diào)制器h的各調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率，其中q表示空間光調(diào)制器的調(diào)節(jié)像素個數(shù)，

Φ'_v'∈R^p×q是包含透射式光場調(diào)制組中相應(yīng)空間光調(diào)制器v的光束投射信息的稀疏矩陣，v＝0,1,…,M-i，M-i為透射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器的總數(shù)，t_v”∈R^q×1包含透射式光場調(diào)制組中相應(yīng)空間光調(diào)制器j的各調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率。

另外，在本發(fā)明的顯示裝置包括屬于透射式光場調(diào)制組的空間光調(diào)制器時，光學(xué)系統(tǒng)還可以包括起偏器和檢偏器。

其中，起偏器光學(xué)地放置在透射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器之后，從一個或多個半反半透鏡出射的光經(jīng)過該起偏器成為第一偏振方向的偏振光，

通過起偏器的第一偏振方向的偏振光經(jīng)過透射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器進行偏振態(tài)調(diào)制后出射，

檢偏器光學(xué)地放置在透射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器之前，通過透射式光場調(diào)制組被調(diào)制的光經(jīng)過檢偏器后出射，該檢偏器具有第二偏振方向。其中，作為優(yōu)選，第一偏振方向和第二偏振方向相互垂直或平行。

其中，本實施例中的透射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器用于對入射到其上的光的偏振態(tài)進行調(diào)制。因此，對于透射式光場調(diào)制組中的多個空間光調(diào)制器來說，可以采用液晶屏，并且，只保留多個空間光調(diào)制器中第一個空間光調(diào)制器的起偏偏振片和最后一個空間光調(diào)制器的檢偏偏振片，對于中間的空間光調(diào)制器來說，只保留液晶層。那么每一層液晶都只起到偏轉(zhuǎn)偏振面的作用，其聯(lián)合的液晶偏轉(zhuǎn)面角度就可以用

(Φ″₁s″₁οΦ″₂s″₂ο…οΦ″_M-is″_M-i)表示。其中，s″₁、s″₂…s″_M-i∈R^q×1，表示透射式光場調(diào)制組中相應(yīng)空間光調(diào)制器的各調(diào)節(jié)像素的偏轉(zhuǎn)角度，由此，基于第二優(yōu)化公式歸納得到的公式可以進一步地轉(zhuǎn)化為：

上文中已經(jīng)參考附圖2-9詳細描述了本發(fā)明的顯示裝置。其中，圖2-圖9所示的顯示裝置是利用光學(xué)系統(tǒng)的折射或反射作用，以實現(xiàn)將多個顯示器發(fā)出的光疊加地入射到眼睛。根據(jù)上文述及的顯示裝置的顯示機理，利用透明顯示器的高透射率的特性，本發(fā)明還提出了一種由多個透明顯示器(如透明OLED顯示器)組成的顯示裝置。

圖10示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的示意性方框圖。

參見圖10，本發(fā)明實施例的顯示裝置200包括多個透明顯示器(參見圖中的第一透明顯示器5-1、第二透明顯示器5-2、…第N透明顯示器5-N，N≥2)。

其中，每個透明顯示器包括多個顯示像素，每個顯示像素的光強度能夠被獨立調(diào)節(jié)，從而在每個透明顯示器上顯示相應(yīng)圖像。這里，透明顯示器的顯示像素的發(fā)光機理與現(xiàn)有的OLED顯示器的顯示特性基本一致，不同之處在于，透明顯示器的顯示像素呈透明狀態(tài)(這里的透明狀態(tài)包括透明及近似透明，如在透光率大于一定數(shù)值時，可以認為是透明狀態(tài))，具有較高的透光率，因此可以認為透明顯示器上的顯示像素是透明發(fā)光點，其在發(fā)出一定光強的光的同時，對入射到其上的光還具有高透光性。

所以，如圖11所示，可以將多個透明顯示器逐層放置且相互間隔特定距離，此時，處于光路后方的透明顯示器發(fā)出的光能夠穿過位于其前方的透明顯示器出射出去。這樣，多個透明顯示器發(fā)出的光就可以疊加地入射到眼睛，從而使得多個透明顯示器發(fā)出的光在眼睛處形成的圖像與多個透明顯示器上顯示的圖像的疊加相關(guān)聯(lián)。

進一步地，通過對多個透明顯示器上的各顯示像素進行調(diào)節(jié)，可以使得從多個透明顯示器出射的光在眼睛處形成的圖像與期望顯示圖像接近。

由此，本發(fā)明的顯示裝置還可以包括一個或多個處理器(圖中未示出)，處理器可以執(zhí)行相關(guān)運算，以對透明顯示器的各顯示像素的光強度進行調(diào)節(jié)。下面就調(diào)節(jié)的具體過程進行說明。

其中，對圖10、圖11所示的顯示裝置中多個透明顯示器上的各顯示像素的光強度進行調(diào)節(jié)的過程與上文結(jié)合圖2、圖3所示的顯示裝置所述及的調(diào)節(jié)過程類似，因此這里僅做簡要說明，對于其中涉及的細節(jié)部分，可參照上文相關(guān)描述。

處理器可以根據(jù)期望顯示圖像，執(zhí)行優(yōu)化計算，以確定各透明顯示器的各顯示像素處的光強，然后輸出控制信號，以控制光在各透明顯示器的各顯示像素處的光強。

這里，優(yōu)化計算可以包括求解如下第一優(yōu)化公式以確定t_j：

其中，I是期望顯示圖像的光強，Φ_j∈R^p×l是包含相應(yīng)透明顯示器j的光束投射信息的點擴散選擇函數(shù)，且Φ_j是稀疏矩陣，j＝1,…,N，其中N為透明顯示器的總數(shù)，p表示入射光線個數(shù)，l表示透明顯示器的顯示像素個數(shù)，t_j∈R^l×1包含相應(yīng)透明顯示器j的各顯示像素的光強信息，且t_j＞0，h'、h₁、h₂…h(huán)_N為基于透明顯示器上的顯示像素的光強度和透明顯示器的光學(xué)參數(shù)預(yù)先設(shè)定的系數(shù)。

此外，本發(fā)明還公開了一種顯示方法。其中，本發(fā)明的顯示方法與顯示裝置相對應(yīng)，下面就本發(fā)明的顯示方法的過程做簡要說明，對于其中涉及的細節(jié)部分可參見上文裝置部分的描述，此處不再贅述。

圖12示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的顯示方法的示意性流程圖。

參見圖12，在步驟S110，從多個顯示器發(fā)出的光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)出射，以進入眼睛，其中，多個顯示器和光學(xué)系統(tǒng)被放置為使得，從光學(xué)系統(tǒng)出射的光在眼睛處形成的圖像與多個顯示器上顯示的圖像的疊加相關(guān)聯(lián)，光學(xué)系統(tǒng)對光具有折射或反射作用。

在步驟S120，多個顯示器上的各顯示像素被調(diào)節(jié)為使得，從光學(xué)系統(tǒng)出射的光在眼睛處形成的圖像與期望顯示圖像接近。

其中，光學(xué)系統(tǒng)可以由一個或多個光學(xué)元件或光學(xué)組件構(gòu)成。光學(xué)系統(tǒng)可以具有的具體結(jié)構(gòu)以及光學(xué)系統(tǒng)與顯示器的位置關(guān)系可參見上文圖3至圖9的相關(guān)敘述，此處不再贅述。

圖13示出了圖12所示的顯示方法還可以包括的步驟流程圖。

參見圖13，在步驟S130，根據(jù)期望顯示圖像，執(zhí)行優(yōu)化計算，以確定各顯示器的各顯示像素處的透射率或反射率。

在步驟S140，輸出控制信號，以控制光在各顯示器的各顯示像素處的光強。

其中，具體的優(yōu)化計算的過程可參見上文相關(guān)敘述，這里不再贅述。

圖14示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的顯示方法的示意性流程圖。

參見圖14，在步驟S210，從多個透明顯示器發(fā)出的光進入眼睛，其中，多個透明顯示器逐層放置且相互間隔特定距離，多個透明顯示器被放置為使得，從多個透明顯示器出射的光在眼睛處形成的圖像與多個透明顯示器上顯示的圖像的疊加相關(guān)聯(lián)。

在步驟S220，透明顯示器包括多個顯示像素，每個顯示像素的光強度能夠被獨立調(diào)節(jié)，顯示像素呈透明狀態(tài)，多個透明顯示器上的各顯示像素被調(diào)節(jié)為使得，從多個透明顯示器出射的光在眼睛處形成的圖像與期望顯示圖像接近。

其中，關(guān)于透明顯示器的描述以及對透明顯示器的各顯示像素的調(diào)節(jié)過程，可參見上文相關(guān)描述，這里不再贅述。

根據(jù)本發(fā)明，公開了以下各項技術(shù)方案：

1.一種顯示裝置，包括：多個顯示器，每個所述顯示器包括多個顯示像素，每個所述顯示像素的光強度能夠被獨立調(diào)節(jié)，從而在每個所述顯示器上顯示相應(yīng)圖像；和光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)對光具有折射或反射作用，所述多個顯示器發(fā)出的光經(jīng)過所述光學(xué)系統(tǒng)出射，以進入眼睛，其中所述多個顯示器和所述光學(xué)系統(tǒng)被放置為使得，從所述光學(xué)系統(tǒng)出射的光在眼睛處形成的圖像與所述多個顯示器上顯示的圖像的疊加相關(guān)聯(lián)，并且其中，所述多個顯示器上的各所述顯示像素被調(diào)節(jié)為使得，從所述光學(xué)系統(tǒng)出射的光在眼睛處形成的圖像與期望顯示圖像接近。

2.根據(jù)本發(fā)明上述第1項技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)包括一個或多個半反半透鏡，并且其中，所述多個顯示器中的一部分或全部顯示器發(fā)出的光通過所述一個或多個半反半透鏡中的一個或多個的反射或透射而進入眼睛。

3.根據(jù)本發(fā)明上述第2項技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述半反半透鏡為平面鏡、球面鏡或自由曲面鏡。

4.根據(jù)本發(fā)明上述第3項技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)還包括對光具有折射或反射作用的第一光學(xué)元件，所述第一光學(xué)元件光學(xué)地放置在所述一個或多個半反半透鏡之前，使得通過所述一個或多個半反半透鏡反射或透射的光經(jīng)過所述第一光學(xué)元件的折射或反射進入眼睛。

5.根據(jù)本發(fā)明上述第4項技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述第一光學(xué)元件對入射到其上的光起到會聚作用。

6.根據(jù)本發(fā)明上述第5項技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述第一光學(xué)元件由一個或多個光學(xué)透鏡構(gòu)成。

7.根據(jù)本發(fā)明上述第1項技術(shù)方案至第6項技術(shù)方案中任一項所述的顯示裝置，其中，每個所述顯示器上顯示的圖像的像方視場部分重疊。

8.根據(jù)本發(fā)明上述第1項技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)包括一個或多個光波導(dǎo)，所述多個顯示器發(fā)出的光通過所述一個或多個光波導(dǎo)中的一個或多個的反射與折射而進入眼睛。

9.根據(jù)本發(fā)明上述第8項技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)還包括對光具有折射或反射作用的第二光學(xué)元件，所述第二光學(xué)元件光學(xué)地放置在所述多個顯示器與所述一個或多個光波導(dǎo)之間，使得從所述多個顯示器發(fā)出的光通過所述第二光學(xué)元件的折射或反射而進入所述一個或多個光波導(dǎo)。

10.根據(jù)本發(fā)明上述第9項技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述第二光學(xué)元件由一個或多個光學(xué)透鏡構(gòu)成。

11.根據(jù)本發(fā)明上述第9項技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)還包括一個或多個半反半透鏡，所述一個或多個半反半透鏡光學(xué)地放置在所述多個顯示器與所述第二光學(xué)元件之間，使得所述多個顯示器中的一部分或全部顯示器發(fā)出的光通過所述一個或多個半反半透鏡中的一個或多個的反射而進入所述第二光學(xué)元件。

12.根據(jù)本發(fā)明上述第11項技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述半反半透鏡為平面鏡、球面鏡或自由曲面鏡。

13.根據(jù)本發(fā)明上述第8項技術(shù)方案至第12項技術(shù)方案中任一項技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述光波導(dǎo)包括矩形光波導(dǎo)、脊形光波導(dǎo)、金屬包層光波導(dǎo)、擴散光波導(dǎo)或者質(zhì)子交換光波導(dǎo)。

14.根據(jù)本發(fā)明上述第1項技術(shù)方案至第6項技術(shù)方案、第8項技術(shù)方案至第12項技術(shù)方案中任一項所述的顯示裝置，還包括一個或多個處理器，所述一個或多個處理器被配置為：根據(jù)所述期望顯示圖像，執(zhí)行優(yōu)化計算，以確定各所述顯示器的各所述顯示像素處的光強；以及輸出控制信號，以控制光在各所述顯示器的各所述顯示像素處的光強。

15.根據(jù)本發(fā)明上述第14項技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述優(yōu)化計算包括求解如下第一優(yōu)化公式以確定t_j：

其中，I是期望顯示圖像的光強，Φ_j∈R^p×l是包含相應(yīng)顯示器j的光束投射信息的點擴散選擇函數(shù)，且Φ_j是稀疏矩陣，j＝1,…,N，其中N為所述顯示器的總數(shù)，p表示入射光線個數(shù)，l表示顯示器的顯示像素個數(shù)，t_j∈R^l×1包含相應(yīng)顯示器j的各顯示像素的光強信息，且t_j＞0，k'、k₁、k₂…k_N為基于所述顯示器上的顯示像素的光強度和所述光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)參數(shù)預(yù)先設(shè)定的系數(shù)。

16.根據(jù)本發(fā)明上述第2項技術(shù)方案至第6項技術(shù)方案中任一項所述的顯示裝置，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)還包括一個或多個空間光調(diào)制器，每個所述空間光調(diào)制器包括多個調(diào)節(jié)像素，每個所述調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率能夠被獨立調(diào)節(jié)，所述一個或多個空間光調(diào)制器分為反射式光場調(diào)制組和/或透射式光場調(diào)制組，其中，所述反射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器光學(xué)地放置在所述多個顯示器中的一個或多個之前，使得所述一個或多個顯示器發(fā)出的光經(jīng)過所述反射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器進行光學(xué)調(diào)制后出射以進入所述一個或多個半反半透鏡，所述透射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器光學(xué)地放置在所述一個或多個半反半透鏡之后，使得從所述一個或多個半反半透鏡出射的光經(jīng)過所述透射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器進行光學(xué)調(diào)制后出射以進入眼睛。

17.根據(jù)本發(fā)明上述第16項技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述空間光調(diào)制器處于所述光學(xué)系統(tǒng)的孔徑光闌處。

18.根據(jù)本發(fā)明上述第17項技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述一個或多個空間光調(diào)制器是液晶屏、微透鏡陣列、針孔板、散射圖案的薄膜或全息圖。

19.根據(jù)本發(fā)明上述第16項技術(shù)方案所述的顯示裝置，還包括一個或多個處理器，所述一個或多個處理器被配置為：根據(jù)所述期望顯示圖像，執(zhí)行優(yōu)化計算，以確定各所述顯示器的各所述顯示像素處的光強以及所述一個或多個空間光調(diào)制器的各所述調(diào)節(jié)像素處的透射率或反射率；以及輸出控制信號，以控制光在各所述顯示器的各所述顯示像素處的光強以及所述一個或多個空間光調(diào)制器的各所述調(diào)節(jié)像素處的透射率或反射率。

20.根據(jù)本發(fā)明上述第19項技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述優(yōu)化計算包括求解如下第二優(yōu)化公式：

其中，I是期望顯示圖像的光強，Φ_j∈R^p×l是包含相應(yīng)顯示器j的光束投射信息的點擴散選擇函數(shù)，且Φ_j是稀疏矩陣，j＝1,…,N，其中N為所述顯示器的總數(shù)，p表示入射光線個數(shù)，l表示顯示器的顯示像素個數(shù)，t_j∈R^l×1包含相應(yīng)顯示器j的各顯示像素的光強信息，且t_j＞0，

Φ′_h∈R^p×q是包含所述反射式光場調(diào)制組中相應(yīng)空間光調(diào)制器h的光束投射信息的稀疏矩陣，h＝0,1,…,i，i為反射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器的總數(shù)，0＜＜i＜＜M，M為所述一個或多個空間光調(diào)制器的總數(shù)，t_h′∈R^q×1包含反射式光場調(diào)制組中相應(yīng)空間光調(diào)制器h的各調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率，其中q表示空間光調(diào)制器的調(diào)節(jié)像素個數(shù)，Φ″_v∈R^p×q是包含所述透射式光場調(diào)制組中相應(yīng)空間光調(diào)制器v的光束投射信息的稀疏矩陣，v＝0,1,…,M-i，M-i為所述透射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器的總數(shù)，t″_v∈R^q×1包含透射式光場調(diào)制組中相應(yīng)空間光調(diào)制器v的各調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率。

21.根據(jù)本發(fā)明上述第19項技術(shù)方案或第20項技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)還包括起偏器和檢偏器，所述起偏器光學(xué)地放置在所述透射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器之后，從所述一個或多個半反半透鏡出射的光經(jīng)過該起偏器成為第一偏振方向的偏振光，通過所述起偏器的所述第一偏振方向的偏振光經(jīng)過所述透射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器進行偏振態(tài)調(diào)制后出射，所述檢偏器光學(xué)地放置在所述透射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器之前，通過所述透射式光場調(diào)制組被調(diào)制的光經(jīng)過所述檢偏器后出射，該檢偏器具有第二偏振方向。

22.根據(jù)本發(fā)明上述第1項技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，

所述多個顯示器是液晶顯示器(LCD)、數(shù)字微鏡設(shè)備(DMD)或者硅基液晶(LCos)顯示器。

23.一種顯示裝置，包括：多個透明顯示器，每個所述透明顯示器包括多個顯示像素，每個所述顯示像素的光強度能夠被獨立調(diào)節(jié)，從而在每個所述透明顯示器上顯示相應(yīng)圖像，其中，所述顯示像素呈透明狀態(tài)，所述多個透明顯示器逐層放置且相互間隔特定距離，所述多個透明顯示器被放置為使得，從所述多個透明顯示器出射的光在眼睛處形成的圖像與所述多個透明顯示器上顯示的圖像的疊加相關(guān)聯(lián)，并且其中，所述多個透明顯示器上的各所述顯示像素被調(diào)節(jié)為使得，從所述多個透明顯示器出射的光在眼睛處形成的圖像與期望顯示圖像接近。

24.根據(jù)本發(fā)明上述第23項技術(shù)方案所述的顯示裝置，還包括一個或多個處理器，所述一個或多個處理器被配置為：根據(jù)所述期望顯示圖像，執(zhí)行優(yōu)化計算，以確定各所述透明顯示器的各所述顯示像素處的光強；以及輸出控制信號，以控制光在各所述透明顯示器的各所述顯示像素處的光強。

25.根據(jù)本發(fā)明上述第24項技術(shù)方案所述的顯示裝置，其中，所述優(yōu)化計算包括求解如下第一優(yōu)化公式以確定t_j：

其中，I是期望顯示圖像的光強，Φ_j∈R^p×l是包含相應(yīng)透明顯示器j的光束投射信息的點擴散選擇函數(shù)，且Φ_j是稀疏矩陣，j＝1,…,N，其中N為所述透明顯示器的總數(shù)，p表示入射光線個數(shù)，l表示透明顯示器的顯示像素個數(shù)，t_j∈R^l×1包含相應(yīng)透明顯示器j的各顯示像素的光強信息，且t_j＞0，h'、h₁、h₂…h(huán)_N為基于所述透明顯示器上的顯示像素的光強度和所述透明顯示器的光學(xué)參數(shù)預(yù)先設(shè)定的系數(shù)。

26.一種顯示方法，包括：從多個顯示器發(fā)出的光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)出射，以進入眼睛，其中，所述多個顯示器和所述光學(xué)系統(tǒng)被放置為使得，從所述光學(xué)系統(tǒng)出射的光在眼睛處形成的圖像與所述多個顯示器上顯示的圖像的疊加相關(guān)聯(lián)，所述光學(xué)系統(tǒng)對光具有折射或反射作用；所述顯示器包括多個顯示像素，每個所述顯示像素的透射率或反射率能夠被獨立調(diào)節(jié)，所述多個顯示器上的各所述顯示像素被調(diào)節(jié)為使得，從所述光學(xué)系統(tǒng)出射的光在眼睛處形成的圖像與期望顯示圖像接近。

27.根據(jù)本發(fā)明上述第26項技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)包括一個或多個半反半透鏡，并且其中，所述多個顯示器中的一部分或全部顯示器發(fā)出的光通過所述一個或多個半反半透鏡中的一個或多個的反射而進入眼睛。

28.根據(jù)本發(fā)明上述第27項技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，所述半反半透鏡為平面鏡、球面鏡或自由曲面鏡。

29.根據(jù)本發(fā)明上述第28項技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)還包括對光具有折射或反射作用的第一光學(xué)元件，所述第一光學(xué)元件光學(xué)地放置在所述一個或多個半反半透鏡之前，使得通過所述一個或多個半反半透鏡反射或透射的光經(jīng)過所述第一光學(xué)元件的折射或反射進入眼睛。

30.根據(jù)本發(fā)明上述第29項技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，所述第一光學(xué)元件對入射到其上的光起到會聚作用。

31.根據(jù)本發(fā)明上述第30項技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，所述第一光學(xué)元件由一個或多個光學(xué)透鏡構(gòu)成。

32.根據(jù)本發(fā)明上述第26項技術(shù)方案至第31項技術(shù)方案中任一項技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，每個所述顯示器上顯示的圖像的像方視場部分重疊。

33.根據(jù)本發(fā)明上述第26項技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)包括一個或多個光波導(dǎo)，所述多個顯示器發(fā)出的光通過所述一個或多個光波導(dǎo)中的一個或多個的反射與折射而進入眼睛。

34.根據(jù)本發(fā)明上述第33項技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)還包括對光具有折射或反射作用的第二光學(xué)元件，所述第二光學(xué)元件光學(xué)地放置在所述多個顯示器與所述一個或多個光波導(dǎo)之間，使得從所述多個顯示器發(fā)出的光通過所述第二光學(xué)元件的折射或反射而進入所述一個或多個光波導(dǎo)。

35.根據(jù)本發(fā)明上述第34項技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，所述第二光學(xué)元件由一個或多個光學(xué)透鏡構(gòu)成。

36.根據(jù)本發(fā)明上述第34項技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)還包括一個或多個半反半透鏡，所述一個或多個半反半透鏡光學(xué)地放置在所述多個顯示器與所述第二光學(xué)元件之間，使得所述多個顯示器中的一部分或全部顯示器發(fā)出的光通過所述一個或多個半反半透鏡中的一個或多個的反射而進入所述第二光學(xué)元件。

37.根據(jù)本發(fā)明上述第36項技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，所述半反半透鏡為平面鏡、球面鏡或自由曲面鏡。

38.根據(jù)本發(fā)明上述第33項技術(shù)方案至第37項技術(shù)方案中任一項所述的顯示方法，其中，所述光波導(dǎo)包括矩形光波導(dǎo)、脊形光波導(dǎo)、金屬包層光波導(dǎo)、擴散光波導(dǎo)或者質(zhì)子交換光波導(dǎo)。

39.根據(jù)本發(fā)明上述第26項技術(shù)方案至第31項技術(shù)方案、第35項技術(shù)方案至第37項技術(shù)方案中任一項技術(shù)方案所述的顯示方法，還包括：根據(jù)所述期望顯示圖像，執(zhí)行優(yōu)化計算，以確定各所述顯示器的各所述顯示像素處的透射率或反射率；以及輸出控制信號，以控制光在各所述顯示器的各所述顯示像素處的光強。

40.根據(jù)本發(fā)明上述第9項技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，所述優(yōu)化計算包括求解如下公式以確定t_j：

其中，I是期望顯示圖像的光強，Φ_j∈R^p×l是包含相應(yīng)顯示器j的光束投射信息的點擴散選擇函數(shù)，且Φ_j是稀疏矩陣，j＝1,…,N，其中N為所述顯示器的總數(shù)，p表示入射光線個數(shù)，l表示顯示器的顯示像素個數(shù)，t_j∈R^l×1包含相應(yīng)顯示器j的各顯示像素的光強信息，且t_j＞0，k'、k₁、k₂…k_N為基于所述顯示器上的顯示像素的光強度和所述光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)參數(shù)預(yù)先設(shè)定的系數(shù)。

41.根據(jù)本發(fā)明上述第27項技術(shù)方案至第31項技術(shù)方案中任一項所述的顯示方法，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)還包括一個或多個空間光調(diào)制器，每個所述空間光調(diào)制器包括多個調(diào)節(jié)像素，每個所述調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率能夠被獨立調(diào)節(jié)，所述一個或多個空間光調(diào)制器分為反射式光場調(diào)制組和/或透射式光場調(diào)制組，其中，所述反射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器光學(xué)地放置在所述多個顯示器中的一個或多個之前，使得所述一個或多個顯示器發(fā)出的光經(jīng)過所述反射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器進行光學(xué)調(diào)制后出射以進入所述一個或多個半反半透鏡，所述透射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器光學(xué)地放置在所述一個或多個半反半透鏡之后，使得從所述一個或多個半反半透鏡出射的光經(jīng)過所述透射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器進行光學(xué)調(diào)制后出射以進入眼睛。

42.根據(jù)本發(fā)明上述第41項技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，所述一個或多個空間光調(diào)制器處于所述光學(xué)系統(tǒng)的孔徑光闌處。

43.根據(jù)本發(fā)明上述第42項技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，所述一個或多個空間光調(diào)制器是液晶屏、微透鏡陣列、針孔板、散射圖案的薄膜或全息圖。

44.根據(jù)本發(fā)明上述第41項技術(shù)方案所述的顯示方法，還包括：根據(jù)所述期望顯示圖像，執(zhí)行優(yōu)化計算，以確定各所述顯示器的各所述顯示像素處的透射率或反射率以及所述一個或多個空間光調(diào)制器的各所述調(diào)節(jié)像素處的透射率或反射率；以及輸出控制信號，以控制光在各所述顯示器的各所述顯示像素處的光強以及所述第一空間光調(diào)制器的各所述子調(diào)制器的各所述調(diào)節(jié)像素處的透射率或反射率。

45.根據(jù)本發(fā)明上述第44項技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，所述優(yōu)化計算包括求解如下第二優(yōu)化公式：

其中，I是期望顯示圖像的光強，Φ_j∈R^p×l是包含相應(yīng)顯示器j的光束投射信息的點擴散選擇函數(shù)，且Φ_j是稀疏矩陣，j＝1,…,N，其中N為所述顯示器的總數(shù)，p表示入射光線個數(shù)，l表示顯示器的顯示像素個數(shù)，t_j∈R^l×1包含相應(yīng)顯示器j的各顯示像素的光強信息，且t_j＞0，Φ′_h∈R^p×q是包含所述反射式光場調(diào)制組中相應(yīng)空間光調(diào)制器h的光束投射信息的稀疏矩陣，h＝0,1,…,i，i為反射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器的總數(shù)，0＜＜i＜＜M，M為所述一個或多個空間光調(diào)制器的總數(shù)，t_h′∈R^q×1包含反射式光場調(diào)制組中相應(yīng)空間光調(diào)制器h的各調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率，其中q表示空間光調(diào)制器的調(diào)節(jié)像素個數(shù)，Φ″_v∈R^p×q是包含所述透射式光場調(diào)制組中相應(yīng)空間光調(diào)制器v的光束投射信息的稀疏矩陣，v＝0,1,…,M-i，M-i為所述透射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器的總數(shù)，t″_v∈R^q×1包含透射式光場調(diào)制組中相應(yīng)空間光調(diào)制器v的各調(diào)節(jié)像素的透射率或反射率。

46.根據(jù)本發(fā)明上述第45項技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)還包括起偏器和檢偏器，所述起偏器光學(xué)地放置在所述透射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器之后，所述檢偏器光學(xué)地放置在所述透射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器之前，該方法還包括：從所述一個或多個半反半透鏡出射的光經(jīng)過該起偏器成為第一偏振方向的偏振光；通過所述起偏器的所述第一偏振方向的偏振光經(jīng)過所述透射式光場調(diào)制組中的空間光調(diào)制器進行偏振態(tài)調(diào)制后出射；通過所述透射式光場調(diào)制組被調(diào)制的光經(jīng)過所述檢偏器后出射，該檢偏器具有第二偏振方向。

47.根據(jù)本發(fā)明上述第26項技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，所述多個顯示器是液晶顯示器(LCD)、數(shù)字微鏡設(shè)備(DMD)或者硅基液晶(LCos)顯示器。

48.一種顯示方法，包括：從多個透明顯示器發(fā)出的光進入眼睛，其中，所述多個透明顯示器逐層放置且相互間隔特定距離，所述多個透明顯示器被放置為使得，從所述多個透明顯示器出射的光在眼睛處形成的圖像與所述多個透明顯示器上顯示的圖像的疊加相關(guān)聯(lián)；所述透明顯示器包括多個顯示像素，每個所述顯示像素的光強度能夠被獨立調(diào)節(jié)，所述顯示像素呈透明狀態(tài)，所述多個透明顯示器上的各所述顯示像素被調(diào)節(jié)為使得，從所述多個透明顯示器出射的光在眼睛處形成的圖像與期望顯示圖像接近。

49.根據(jù)本發(fā)明上述第48項技術(shù)方案所述的顯示方法，還包括：根據(jù)所述期望顯示圖像，執(zhí)行優(yōu)化計算，以確定各所述透明顯示器的各所述顯示像素處的光強；以及輸出控制信號，以控制光在各所述透明顯示器的各所述顯示像素處的光強。

50.根據(jù)本發(fā)明上述第49項技術(shù)方案所述的顯示方法，其中，所述優(yōu)化計算包括求解如下第一優(yōu)化公式以確定t_j：

其中，I是期望顯示圖像的光強，Φ_j∈R^p×l是包含相應(yīng)透明顯示器j的光束投射信息的點擴散選擇函數(shù)，且Φ_j是稀疏矩陣，j＝1,…,N，其中N為所述透明顯示器的總數(shù)，p表示入射光線個數(shù)，l表示透明顯示器的顯示像素個數(shù)，t_j∈R^l×1包含相應(yīng)透明顯示器j的各顯示像素的光強信息，且t_j＞0，h'、h₁、h₂…h(huán)_N為基于所述透明顯示器上的顯示像素的光強度和所述透明顯示器的光學(xué)參數(shù)預(yù)先設(shè)定的系數(shù)。

以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實施例，上述說明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實施例。在不偏離所說明的各實施例的范圍和精神的情況下，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術(shù)語的選擇，旨在最好地解釋各實施例的原理、實際應(yīng)用或?qū)κ袌鲋械募夹g(shù)的改進，或者使本技術(shù)領(lǐng)域的其它普通技術(shù)人員能理解本文披露的各實施例。