显示装置、显示装置的控制方法以及增强现实显示设备与流程

本发明涉及光学成像显示领域，特别涉及一种显示装置、显示装置的控制方法以及增强现实显示设备。

背景技术：

1、相关技术中，头戴显示设备的显示装置通常是采用应用全反射原理的波导对光线进行传输，以将波导中的光线耦出进入到人眼。由于波导片的基底材料的折射率会限制光线在基底内传输的临界角，继而会限制光线传输至耦出光栅的入射角，又由于光波导出射的耦出光线应覆盖显示装置的中心视场的需求，光波导的耦出光栅的光栅周期值便会受到限制，从而导致了显示装置光线的耦出角度有限，因此会存在显示装置的视场角受限的问题，影响用户的使用体验。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种显示装置、显示装置的控制方法以及增强现实显示设备，旨在提供一种具有大视场角的显示装置，提高用户的使用体验。

2、为实现上述目的，本发明提出的一种显示装置，所述显示装置的视场包括若干并排设置的视场区域，所述显示装置包括：

3、显示组件，用于显示输入图像，所述输入图像包括若干并排设置的图像区域，若干所述图像区域周期性交替出射成像光束；

4、波导组件，所述波导组件包括并排设置的第一耦出区、耦入区以及第二耦出区，所述耦入区设于所述显示组件的出光路径上，所述耦入区用于依次接收若干所述成像光束，并将每一所述成像光束分别射向所述第一耦出区和所述第二耦出区，所述第一耦出区和所述第二耦出区的光栅周期均可调节设置，并具有若干光栅周期值，每一所述光栅周期值对应一所述图像区域设置；以及

5、控制模块，所述控制模块分别与所述显示组件和所述波导组件电连接，用于控制若干所述图像区域周期性交替出射成像光束，并用于控制所述第一耦出区和所述第二耦出区周期性交替切换若干光栅周期值，以改变对应的所述成像光束的出射角度，继而使所述成像光束出射至对应的所述视场区域。

6、可选地，所述控制模块包括：

7、图像处理模块，用于接收所述输入图像，并对每帧所述输入图像的若干图像区域进行裁切处理，以使每一所述图像区域形成一帧子图像，并使若干帧所述子图像依序排布；和

8、控制器，所述控制器和所述图像处理模块电连接，用于获取若干帧所述子图像，并将若干帧所述子图像传输至所述显示组件，以控制所述显示组件依序出射若干帧所述子图像的成像光束；

9、所述控制器还与所述波导组件电连接，用于控制所述波导组件依序切换若干所述光栅周期值，并使每一所述若干光栅周期值和一所述子图像相匹配。

10、可选地，所述波导组件包括：

11、基底；

12、耦入光栅，所述耦入光栅设于所述基底，用于形成所述耦入区；以及

13、两个耦出光栅，两所述耦出光栅间隔设置于所述基底，并分别设于所述耦入光栅的两侧，以分别形成所述第一耦出区和所述第二耦出区；

14、所述耦入光栅用于将接收的光束衍射形成第一衍射光和第二衍射光，所述第一衍射光经所述基底反射至所述第一耦出区，所述第二衍射光经所述基底反射至所述第二耦出区；

15、两所述耦出光栅分别和所述控制器电连接，以在所述控制器的控制下同步切换光栅周期值。

16、可选地，所述耦出光栅包括液晶主体和电极，所述液晶主体内设有呈周期性排列的若干液晶分子，允许光线通过的相邻的两液晶分子之间的距离为光栅周期，所述电极和所述液晶主体电连接；

17、所述电极用于周期性交替施加若干电压值，以使所述液晶分子的取向周期性改变，继而使光栅周期值周期性交替改变。

18、可选地，所述耦入光栅的光栅周期小于等于所述耦出光栅的光栅周期；

19、和/或，所述耦入光栅设于两所述耦出光栅连线的中点。

20、可选地，所述显示组件包括：

21、显示屏，用于出射所述成像光束；和

22、透镜，所述透镜设于所述显示屏的出光路径上，用于整形所述成像光束，以使所述成像光束出射至所述耦入区。

23、可选地，所述显示屏具有若干并排设置的显示区域，所述显示区域用于周期性出射所述成像光束。

24、本发明还提出一种显示装置的控制方法，应用于前述任意一项所述的显示装置，所述显示装置的控制方法包括：

25、获取输入图像，对所述输入图像的若干图像区域进行裁切处理，以使每一所述图像区域形成一帧子图像；

26、根据所述子图像对应的视场区域，确定波导组件的光栅周期控制参数；

27、控制显示组件周期性依序出射若干帧所述子图像的成像光束，并根据若干帧所述子图像出射次序，控制波导组件周期性依序切换若干光栅周期值，以使每一所述光栅周期值和一所述子图像相匹配。

28、可选地，每帧所述子图像的显示频率不小于60hz。

29、本发明还提出一种头戴显示设备，包括前述任意一项所述的显示装置，所述显示装置的视场包括若干并排设置的视场区域，所述显示装置包括：

30、显示组件，用于显示输入图像，所述输入图像包括若干并排设置的图像区域，若干所述图像区域周期性交替出射成像光束；

31、波导组件，所述波导组件包括并排设置的第一耦出区、耦入区以及第二耦出区，所述耦入区设于所述显示组件的出光路径上，所述耦入区用于依次接收若干所述成像光束，并将每一所述成像光束分别射向所述第一耦出区和所述第二耦出区，所述第一耦出区和所述第二耦出区的光栅周期均可调节设置，并具有若干光栅周期值，每一所述光栅周期值对应一所述图像区域设置；以及

32、控制模块，所述控制模块分别与所述显示组件和所述波导组件电连接，用于控制若干所述图像区域周期性交替出射成像光束，并用于控制所述第一耦出区和所述第二耦出区周期性交替切换若干光栅周期值，以改变对应的所述成像光束的出射角度，继而使所述成像光束出射至对应的所述视场区域。

33、本发明的技术方案，显示装置的显示组件能够将输入图像的若干图像区域的成像光束分时出射至波导组件，波导组件的耦入区用于将接收的成像光束分别射向第一耦出区和第二耦出区。并且，第一耦出区和第二耦出区的光栅周期可调节设置，从而可以具有不同的光栅周期值。当显示组件出射光束的角度、波导组件的折射率等条件不变的前提下，当第一耦出区与第二耦出区的光栅周期减小时，成像光束的耦出角度便会随之增大，从而可以通过灵活调整成像光束的耦出角度，使若干图像区域的成像光束能够出射至对应的视场区域。如此，通过调节第一耦出区和第二耦出区的光栅周期，既可以使输入图像的中心图像区域的成像光束对应出射至中心视场区域，又可以使输入图像的边缘图像区域的成像光束对应出射至边缘视场区域，并且，能够利用人眼的视觉暂留效应，使分时显示的中心图像区域和边缘图像区域合成为完整图像，此时分时显示的各个视场角所合成的整体视场角相较于既有的一个视场角形成的整体视场角而言，能够整体上扩大了显示装置的视场角，提高了用户的使用体验。

技术特征：

1.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置的视场包括若干并排设置的视场区域，所述显示装置包括：

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述控制模块包括：

3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述波导组件包括：

4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述耦出光栅包括液晶主体和电极，所述液晶主体内设有呈周期性排列的若干液晶分子，允许光线通过的相邻的两液晶分子之间的距离为光栅周期，所述电极和所述液晶主体电连接；

5.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述耦入光栅的光栅周期小于等于所述耦出光栅的光栅周期；

6.如权利要求1至5任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示组件包括：

7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述显示屏具有若干并排设置的显示区域，所述显示区域用于周期性出射所述成像光束。

8.一种显示装置的控制方法，其特征在于，所述显示装置的控制方法应用于如权利要求1至7任一项所述的显示装置，所述显示装置的控制方法包括：

9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，每帧所述子图像的显示频率不小于60hz。

10.一种头戴显示设备，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的显示装置。

技术总结本发明提出一种显示装置、显示装置的控制方法以及增强现实显示设备，其中，显示装置的视场包括若干视场区域，显示装置包括显示组件、波导组件以及控制模块，显示组件用于显示输入图像，输入图像包括若干图像区域，若干图像区域周期性交替出射成像光束；波导组件包括并排设置的第一耦出区、耦入区以及第二耦出区，耦入区用于接收成像光束，第一耦出区和第二耦出区的光栅周期均可调节设置；控制模块用于控制若干图像区域周期性交替出射成像光束，并用于控制第一耦出区和第二耦出区周期性交替切换若干光栅周期值，以使成像光束出射至对应的视场区域。本申请的技术方案，能够提供一种具有大视场角的显示装置，提高用户的使用体验。技术研发人员：张超,刘希琛,任红恩,杨柳受保护的技术使用者：歌尔科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2