CN109302594B - 包括眼睛跟踪器的投影显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了利用眼睛跟踪器来跟踪用户的眼睛并在用户的眼睛的位置处显示高分辨率的图像的投影显示装置。该投影显示装置包括：眼睛跟踪器，被配置为跟踪用户的眼睛；投影器，被配置为投影图像；以及控制器，被配置为基于从眼睛跟踪器获得的用户的眼睛的位置，控制投影器执行将图像的第一部分以第一分辨率投影到相对于用户的眼睛的位置的第一区域上的第一操作，并且执行将图像的第二部分以低于第一分辨率的第二分辨率投影到除第一区域之外的第二区域上的第二操作、和避免在第二区域中投影图像的第三操作中的一个。

Description

包括眼睛跟踪器的投影显示装置
技术领域
本公开涉及投影显示装置，并且更具体地涉及一种用眼睛跟踪器跟踪用户的眼睛并且在用户的眼睛的位置处显示高分辨率图像的投影显示装置。
背景技术
投影显示装置在各种领域中使用，因为它们具有可以用于以相对廉价且简单的结构实现大尺寸屏幕的优点。例如，投影显示装置已被应用于诸如户外展示、数字标牌、平视显示器、家庭微型投影器、移动装置型投影器、和眼镜型投影器等领域。特别地，近年来，在进一步使投影显示装置小型化的同时，对用于汽车的增强现实(augmented reality，AR)、平视显示器(head-up displays，HUD)等的兴趣正在增加，并且正在进行研究以增大图像分辨率。
发明内容
根据示例性实施例的方面，提供了投影显示装置，所述投影显示装置包括：眼睛跟踪器，被配置为跟踪用户的眼睛；投影器，被配置为投影图像；以及控制器，被配置为基于从眼睛跟踪器获得的用户的眼睛的位置控制投影器，来执行将图像的第一部分以第一分辨率投影到相对于用户的眼睛的位置的第一区域上的第一操作，并且执行将图像的第二部分以低于第一分辨率的第二分辨率投影到除第一区域之外的第二区域上的第二操作、和避免在第二区域中投影图像的第三操作中的一个。
投影器可以包括：激光光源，被配置为发射激光束；光源驱动器，被配置为驱动激光光源；扫描仪，被配置为扫描激光束；以及投影光学系统，被配置为基于由扫描仪扫描的激光束投影图像。
扫描仪可以是微机电系统(microelectromechanical system，MEMS)扫描仪。
控制器还可以被配置为基于从眼睛跟踪器获得的用户的眼睛的位置来控制光源驱动器。
控制器还可以被配置为通过控制光源驱动器在将图像的第一部分投影到第一区域上的同时增大激光光源的驱动速度，来减小第一区域中的像素的尺寸。
控制器还可以被配置为通过控制光源驱动器在将图像的第二部分投影到第二区域上的同时减小激光光源的驱动速度，来增大第二区域中的像素的尺寸。
第二区域的像素尺寸可以是第一区域的像素尺寸的整数倍。
投影显示装置还可以包括：图像捕获装置，被配置为获得电信号；以及图像处理器，被配置为处理由图像捕获装置获得的电信号以生成图像数据。
控制器还可以被配置为控制图像处理器生成与第一区域对应的具有第一分辨率的图像的第一部分和与第二区域对应的具有第二分辨率的图像的第二部分。
投影显示装置可以被配置为基于图像数据实时地显示图像。
控制器还可以被配置为控制图像捕获装置仅捕获与第一区域对应的图像的第一部分。
投影器可以包括：第一投影器，被配置为将具有第一分辨率的图像的第一部分投影到第一区域上；第二投影器，被配置为将具有第二分辨率的图像的第二部分投影到第一区域和第二区域两者或者仅投影到第二区域；以及图像转向装置，被配置为调整从第一投影器投影的图像的部分的方向。
控制器还可以被配置为控制图像转向装置响应于从眼睛跟踪器获得的用户的眼睛的位置，将图像的第一部分投影到相对于用户的眼睛的位置的第一区域上。
图像转向装置可以包括以下各项之一：检流计镜，被配置为沿期望的方向反射投影的图像；折射光学系统，被配置为折射投影的图像以调整投影的图像的行进方向；执行器，被配置为调整第一投影器的角度；线性马达，被配置为调整第一投影器的角度；以及旋转型马达，被配置为调整第一投影器的角度。
投影显示装置还可以包括：图像捕获装置，被配置为获得电信号；以及图像处理器，被配置为处理由图像捕获装置获得的电信号以生成图像数据。
控制器还可以被配置为控制图像处理器生成要被提供给第一投影器的与具有第一分辨率的图像的第一部分对应的第一图像数据和要被提供给第二投影器的与具有第二分辨率的图像的第二部分对应的第二图像数据。
第一和第二投影器可以包括数字光处理(digital light processing，DLP)、硅基液晶(liquid crystal on silicon，LCoS)、和微机电系统(MEMS)扫描仪型投影器之一。
控制器还可以被配置为基于第一图像数据控制第一投影器，并且基于第二图像数据控制第二投影器。
根据另一示例性实施例的方面，提供了平视显示装置，所述平视显示装置包括：投影显示装置，所述投影显示装置包括：眼睛跟踪器，被配置为跟踪用户的眼睛；投影器，被配置为投影图像；以及控制器，被配置为基于从眼睛跟踪器获得的用户的眼睛的位置，控制投影器执行将图像的第一部分以第一分辨率投影到相对于用户的眼睛的位置的第一区域上的第一操作，并且执行将图像的第二部分以低于第一分辨率的第二分辨率投影到除第一区域之外的第二区域上的第二操作、和避免在第二区域中投影图像的第三操作中的一个。
根据另一示例性实施例的方面，提供了增强现实装置，所述增强现实装置包括：投影显示装置，所述投影显示装置包括：眼睛跟踪器，被配置为跟踪用户的眼睛；投影器，被配置为投影图像；以及控制器，被配置为基于从眼睛跟踪器获得的用户的眼睛的位置，控制投影器执行将图像的第一部分以第一分辨率投影到相对于用户的眼睛的位置的第一区域上的第一操作，并且执行将图像的第二部分以低于第一分辨率的第二分辨率投影到除第一区域之外的第二区域上的第二操作、和避免在第二区域中投影图像的第三操作中的一个。
根据另一示例性实施例的方面，提供了投影显示装置，投影显示装置包括：投影器，所述投影器包括：被配置为发射激光束的激光源、被配置为扫描激光束的扫描仪、以及被配置为基于由扫描仪扫描的激光束投影图像的投影光学系统；以及控制器，所述控制器被配置为：接收关于用户的眼睛的眼睛跟踪信息；控制激光光源在将图像的第一部分投影到与眼睛跟踪信息中的用户的眼睛的位置对应的第一区域的同时以第一驱动速度操作；并且控制激光光源在将图像的第二部分投影到第二区域的同时以第二驱动速度操作，其中第一驱动速度高于第二驱动速度。
扫描仪还可以被配置为：基于第一驱动速度划分投影到第一区域的图像的第一部分的至少一个像素；并且基于第二驱动速度合并投影到第二区域的图像的第二部分的两个或更多个像素。
图像的第二部分可以包括图像的第一部分。
附图说明
从以下结合附图对示例性实施例的描述中，这些和/或其它方面将变得清楚和更易于理解，在附图中：
图1是示出根据示例性实施例的投影显示装置的结构的示意图；
图2是示出图1中所示的投影显示装置的投影器的示例性配置的示意图；
图3示意性地示出考虑到用户的眼睛的位置来选择整个屏幕区域中的高分辨率图像区域的示例；
图4示出根据示例性实施例的在所选择的高分辨率区域和剩余屏幕区域中的分辨率差；
图5示出根据另一示例性实施例的在所选择的高分辨率区域和剩余屏幕区域中的分辨率差；
图6示例性地示出了包括图1中所示的投影显示装置的平视显示装置的配置；
图7示出包括图1所示的投影显示装置的眼镜型增强现实装置的示例性配置；
图8是示出根据另一示例性实施例的投影显示装置的结构的示意图；
图9示意性地示出从图8中所示的投影显示装置的主投影器发射的图像使用检流计镜移动的示例；
图10示意性地示出从图8中所示的投影显示装置的主投影器发射的图像通过使用折射光学系统移动的示例；以及
图11示意性地示出从图8中所示的投影显示装置的主投影器输出的图像通过使用执行器移动的示例。
具体实施方式
在下文中，将参照附图，详细地描述包括转向观看窗的投影显示装置。相同的附图标记始终表示相同的元件，并且在附图中，为了清楚和便于解释，元件的尺寸可能被放大。以下描述的示例性实施例仅仅是示例，并且根据示例性实施例的各种修改是可能的。在下面描述的层结构中，表述“之上”或“上”可以不仅包括“直接以接触方式在其上”，而且也包括“以非接触方式在其上”。
图1是示出根据示例性实施例的投影显示装置100的结构的示意图。参考图1，根据示例性实施例的投影显示装置100可以包括用于跟踪用户的眼睛的眼睛跟踪器110、用于投影图像的投影器120、以及用于响应于从眼睛跟踪器110获得的用户的眼睛的位置而控制投影器120的操作的控制器130。眼睛跟踪器110可以通过照相机等获得用户的图像、在图像中检测用户的瞳孔、并且分析用户的瞳孔的位置。而且，眼睛跟踪器110可以实时地跟踪用户的瞳孔的位置的改变并将跟踪的结果提供给控制器130。然后，控制器130可以响应于从眼睛跟踪器110输入的用户的瞳孔的位置的改变而控制投影器120的操作。
图2是示出根据示例性实施例的图1中所示的投影显示装置100的投影器120的示例性配置的示意图。参考图2，例如，投影器120可以包括发射激光束的激光光源121、驱动激光光源121的光源驱动器122、扫描激光束的扫描仪123、和投影图像的投影光学系统124。尽管在图2中简要地示出，但激光光源121可以包括，例如，红色激光器、绿色激光器、和蓝色激光器。光源驱动器122可以在控制器130的控制之下驱动激光光源121。例如，激光光源121的红色激光器、绿色激光器、和蓝色激光器中的每一个的接通/断开，从激光光源121的红色激光器、绿色激光器、和蓝色激光器中的每一个发射的激光束的输出强度等，可以由光源驱动器122调整。
扫描仪123用于沿垂直和水平方向以高速将从激光光源121发射的激光束扫描到屏幕上。这里，屏幕反射/散射光以使得图像可见，并且可以是被包括在投影显示装置100中的专用组件，但并不限于此。例如，屏幕可以是室内墙壁表面、车辆的前玻璃表面、或者增强现实眼镜的镜片表面。扫描仪123可以是，例如，包括微小MEMS镜的微机电系统(MEMS)扫描仪。扫描仪123可以通过电控制MEMS镜的倾斜角来在期望的方向上反射入射激光束。投影光学系统124可以将由扫描仪123扫描的激光束聚焦到屏幕上以形成清晰的图像。
在该结构中，控制器130可以根据要被再现的图像的图像数据来控制光源驱动器122，使得光源驱动器122生成红色激光束、绿色激光束、和蓝色激光束，并且扫描仪123可以以高速扫描屏幕上的每个激光束，使得可以在屏幕上再现图像。要被再现的图像可以被预先存储在数据存储设备(未示出)中。
然而，当投影显示装置100被用在，例如，平视显示装置或增强现实装置中时，投影显示装置100还可以包括接收外部光并且生成电信号的图像捕获装置140和处理从图像捕获装置140获得的电信号并生成图像数据以实时地向用户提供图像信息的图像处理器150。图像处理器150可以将通过处理从图像捕获装置140获得的电信号而生成的图像数据提供给控制器130。控制器130可以根据图像数据来控制光源驱动器122，使得投影显示装置100可以实时地显示图像。图像处理器150也可以读取存储在数据存储装置(未示出)中的图像文件以生成图像数据，或者可以组合从先前地存储的图像文件获得的图像数据和通过图像捕获装置140获得的实时图像数据生成新的图像数据。
根据示例性实施例，控制器130和图像处理器150可以被实施为分离的半导体芯片。根据另一示例性实施例，控制器130和图像处理器150可以被实施为单个半导体芯片。根据又一示例性实施例，控制器130和图像处理器150可以以除了硬件以外的在计算机上可运行的软件的形式来实施。
根据示例性实施例，在数字光处理(DLP)型投影器的情况中，物理分辨率由微镜阵列的微镜的数量确定。在硅基液晶(LCoS)投影器的情况中，物理分辨率由液晶决定，然而，在包括使用MEMS技术的扫描仪123的投影器的情况中，分辨率不是物理地确定的，并且像素的尺寸不是先前地确定的。例如，可以根据光源驱动器122的驱动速度、激光光源121、和扫描仪123、以及控制器130和图像处理器150的计算性能来调整投影显示装置100的分辨率和像素尺寸。虽然当前商业化的光源驱动器122、激光光源121、和扫描仪123具有足够的驱动速度以提供高清晰度(high definition，HD)或超高清晰度(ultra high definition，UHD)分辨率的图像，但是当为整个屏幕提供HD或UHD分辨率图像时，图像处理器150的负担可能增大。
为了减小图像处理器150的负担，根据本公开的示例性实施例的投影显示装置100可以基于从眼睛跟踪器110输入的用户的瞳孔的位置，通过集中于用户想要看的区域来增大分辨率。例如，有意识地增大用户打算观看的屏幕上的区域的分辨率并且减小整个屏幕中的剩余区域的分辨率是可能的，由此减小图像处理器150的负担。也就是说，根据示例性实施例，与被确定为用户打算观看的屏幕的区域的屏幕的第一区域对应的图像的第一部分的分辨率被确定为高于与不同于第一区域的屏幕的第二区域对应的图像的第二部分的分辨率。根据示例性实施例，屏幕的第二区域可以被确定为用户不打算观看的屏幕的区域。为了这个目的，控制器130可以基于从眼睛跟踪器110输入的用户的瞳孔的位置来控制图像处理器150和投影器120的操作。
根据示例性实施例，图3示意性地示出考虑用户的眼睛的位置来选择整个屏幕区域R1中的高分辨率图像区域的示例。参考图3，全屏幕区域R1可以是投影显示装置100可以在屏幕上显示的一般图像的总体尺寸。眼睛跟踪器110可以检测用户的瞳孔的位置、确定在整个屏幕区域R1上的用户的眼睛的位置、并将关于用户的眼睛的位置的信息发送到控制器130。此后，控制器130可以相对于用户的眼睛的位置选择固定的区域作为高分辨率区域R2。例如，如果图3中所示的点P是用户的眼睛的位置，则控制器130可以考虑人类眼睛在当时相对于点P通常感知的角度来选择高分辨率区域R2。
控制器130然后可以向图像处理器150提供关于高分辨率区域R2的位置的信息，以控制图像处理器150，使得对应于整个屏幕区域R1的高分辨率区域R2的图像具有相对高分辨率并且与除了高分辨率区域R2之外的剩余屏幕区域R3对应的图像具有相对低分辨率。图像处理器150可以在控制器130的控制下以相对于高分辨率区域R2的高分辨率生成图像数据，并且以相对于剩余屏幕区域R3的低分辨率生成图像数据。根据示例性实施例，图像处理器150可以生成具有相对于高分辨率区域R2的第一分辨率的图像数据，所述相对于高分辨率区域R2的第一分辨率高于相对于剩余屏幕区域R3的第二分辨率。例如，图像处理器150可以生成具有相对于高分辨率区域R2的UHD或全HD(full HD，FHD)分辨率的图像数据，并且生成具有相对于剩余屏幕区域R3的HD或标准清晰度(standard definition，SD)的分辨率的图像数据。
然后，控制器130可以根据从图像处理器150提供的图像数据来控制光源驱动器122以驱动激光光源121。作为结果，控制器130可以基于从眼睛跟踪器110获得的关于用户的眼睛的位置的信息来控制光源驱动器122，以驱动激光光源121。在光源驱动器122的控制下，激光光源121可以在将图像投影到高分辨率区域R2的同时以高驱动速度操作以形成具有相对小尺寸像素的图像，并且在将图像投影到剩余屏幕区域R3的同时以低驱动速度操作以形成具有相对大尺寸像素的图像。根据示例性实施例，在光源驱动器122的控制下，激光光源121可以在将图像投影到高分辨率区域R2的同时以第一驱动速度操作以形成具有第一尺寸像素的图像，并且在将图像投影到剩余屏幕区域R3的同时以第二驱动速度操作以形成具有第二尺寸像素的图像。根据示例性实施例，第一驱动速度可以高于第二驱动速度，并且第一尺寸像素可以小于第二尺寸像素。
例如，图4示出根据示例性实施例的在所选择的高分辨率区域R2和剩余屏幕区域R3中的分辨率差。如图4中所示，相对于高分辨率区域R2，可以增大驱动速度以减小图像的像素，并且相对于剩余屏幕区域R3，可以减小驱动速度以放大图像的像素。在图4中，剩余屏幕区域R3中的像素的尺寸被示出为高分辨率区域R2中的像素的尺寸的四倍。在这种情况下，因为与对应于高分辨率区域R2的图像比较，相对于对应于剩余屏幕区域R3的图像，图像处理器150在四个像素之上仅生成一条图像数据，所以图像处理器150的计算负担可以被减小。
另外，图5示出根据另一示例性实施例的在所选择的高分辨率区域R2和剩余屏幕区域R3中的分辨率差。参考图5，进一步增大相对于高分辨率区域R2的分辨率并且进一步减小相对于剩余屏幕区域R3的分辨率是可能的。例如，与图4的分辨率差相比，高分辨率区域R2的分辨率可以增大两倍，并且剩余区域R3的分辨率可以减少两倍。在这种情况下，在可以降低剩余区域R3的分辨率以使得图像处理器150的计算负担不被增大的同时，向用户提供更高质量的图像是可能的。在图5中，剩余屏幕区域R3中的像素的尺寸是高分辨率区域R2中的像素的尺寸的16倍，但是本示例性实施例不必限制于此。例如，剩余屏幕区域R3中的像素的尺寸可以是高分辨率区域R2中的像素的尺寸的整数倍。
同时，控制器130可以操作以便仅向相对于用户的眼睛的位置的高分辨率区域R2提供高分辨率图像，并且不向剩余屏幕区域R3提供任何图像。在这种情况下，图像处理器150可以仅生成相对于与高分辨率区域R2对应的图像的部分的图像数据，并且不生成相对于剩余屏幕区域R3的图像数据。在这种情况下，控制器130也可以操作控制图像捕获装置140仅捕获要提供给高分辨率区域R2的图像的部分。在光源驱动器122的控制下，激光光源121可以仅在将图像的部分投影到高分辨率区域R2上的同时发射激光束，并且可以不相对于剩余屏幕区域R3发射激光束。如果用户的眼睛完全地偏离整个屏幕区域R1，投影显示装置100可以停止投影图像。
高分辨率区域R2的位置可以根据用户的眼睛的位置的改变而改变。眼睛跟踪器110可以连续地检测用户的眼睛的位置以确定用户的眼睛的位置，并且可以将关于用户的眼睛的位置的信息实时地发送到控制器130。然后控制器130可以响应于用户的眼睛的位置的改变来实时地改变高分辨率区域R2的位置，并且基于改变的位置来控制图像处理器150和光源驱动器122的操作。因此，即使用户在整个屏幕区域R1中移动他的/她的眼睛，用户也可能不会识别分辨率中的改变，并且可以连续地欣赏高分辨率图像。高分辨率区域R2的位置的改变可以在用户的眼睛的位置发生改变的任何时候做出。而且，如果高分辨率区域R2的尺寸被确定为比人眼同时可以感知的角度稍微更宽，则高分辨率区域R2的位置可以不相对于用户的眼睛的位置的微小变化而改变。在这种情况下，控制器130可以仅当用户的眼睛超出一定范围改变时才更新高分辨率区域R2的位置。例如，控制器130可以仅当用户的眼睛的位置移动多于预定的距离时才更新高分辨率区域R2的位置。
如上所述，由于根据本示例性实施例的投影显示装置100跟踪用户的眼睛，以仅在用户的眼睛的位置附近提供高分辨率图像并在剩余屏幕区域中提供低分辨率图像，所以投影显示装置100的效率可以在处理图像时增大。因此，可以改善投影显示装置100的图像处理速度。而且，由于与相对于整个屏幕区域R1实施高分辨率图像的情况相比，图像处理器150的负担较小，因此在减小投影显示装置100的尺寸的同时向用户提供高分辨率图像是可能的。
投影显示装置100可以有用地应用于有必要实时地向用户提供高分辨率图像的领域。例如，图6示例性地示出了包括图1中所示的投影显示装置100的平视显示装置200的配置。参考图6，投影器120可以将图像投影到车辆的前挡风玻璃210上，并且驾驶员可以观看从车辆的前挡风玻璃210反射的图像。虽然为了方便起见在图6中仅示出了投影器120，但是平视显示装置200可以包括图1中所示的投影显示装置100的所有配置。平视显示装置200可以安装在，例如，车辆的仪表板中，并且向驾驶员提供包括车辆的状态信息、车辆的驾驶信息、导航信息、车辆的前方环境、或者车辆的后方环境等的视频。然而，眼睛追踪器110可以安装在可以看到驾驶员的车辆内部的天花板部分上。眼睛跟踪器110可以连续地监测驾驶员的瞳孔的位置并将该位置提供给控制器130。然后控制器130可以响应于从眼睛跟踪器110输入的驾驶员的瞳孔的位置向驾驶员的瞳孔的位置提供高分辨率图像。
另外，图7示出了包括图1中所示的投影显示装置100的眼镜型增强现实装置300的示例性配置。参考图7，投影显示装置100的投影器120可以放置在眼镜腿301上以允许眼镜型增强现实装置300佩戴在用户身体上。投影器120可以从眼镜腿301朝向眼镜镜片303放置，并且可以将图像投影到眼镜镜片303，使得用户可以欣赏从眼镜镜片303反射的图像。而且，眼睛跟踪器110可以放置在固定眼镜镜片303的眼镜框架302上。眼睛跟踪器110可以朝向用户的眼睛放置在眼镜框架302中以连续地监视用户的瞳孔的位置。虽然为了方便起见在图7中仅示出了眼睛跟踪器110和投影器120，但眼镜型增强现实装置300也可以包括投影显示装置100的剩余配置。
图8是示出根据另一示例性实施例的投影显示装置400的结构的示意图。参考图8，投影显示装置400可以包括用于跟踪用户的眼睛的眼睛跟踪器110、用于投影高分辨率图像的主投影器120a、用于投影低分辨率图像的子投影器120b、以及用于响应于从眼睛跟踪器110获得的用户的眼睛的位置来控制主投影器120a和子投影器120b的操作的控制器130。虽然未示出，但是投影显示装置400还可以包括图1中所示的图像感测装置140和图像处理器150。
子投影器120b有助于将相对低分辨率图像投影到图3中所示的整个屏幕区域R1。主投影器120a有助于将相对高分辨率图像投影到根据用户的眼睛的位置确定的高分辨率区域R2。为了这个目的，控制器130可以控制图像处理器150生成要被提供给主投影器120a的高分辨率图像数据和要被提供给子投影器120b的低分辨率图像数据。然后，控制器130可以基于高分辨率图像数据控制主投影器120a投影高分辨率图像，并且基于低分辨率图像数据控制子投影器120b投影低分辨率图像。
根据示例性实施例，由于主投影器120a和子投影器120b的图像投影范围和分辨率是固定的，所以可以使用MEMS扫描仪型投影器作为主投影器120a和子投影器120b。然而，根据其他示例性实施例，也可以使用DLP型或LcoS型投影器。在这种情况下，选择具有相对宽投影范围和相对低分辨率的投影器作为子投影器120b，选择具有相对窄投影范围和相对高分辨率的投影器作为主投影器120a。例如，可以选择具有UHD或FHD分辨率的投影器作为主投影器120a，并且可以选择具有HD或SD分辨率的投影器作为子投影器120b。因为从子投影器120b投影的图像的部分与从主投影器120a投影的图像重叠，所以子投影器120b可以被调整为具有相对低亮度，并且主投影器120a可以被调整为具有相对高亮度。
响应于从眼睛跟踪器110获得的用户的眼睛的位置，控制器130可以控制主投影器120a将图像投影到相对于用户的眼睛的位置的高分辨率区域R2上。为了这个目的，投影显示装置400还可以包括调整从主投影器120a投影的图像的方向的图像转向装置。然后控制器130可以响应于从眼睛跟踪器110获得的用户的眼睛的位置来控制图像转向装置。图像转向装置可以包括，例如，在所期望的方向上反射图像的检流计镜、折射图像以调整行进方向的折射光学系统、或调整主投影器120a本身的倾角的执行器。
例如，图9示意性地示出了根据示例性实施例的使用检流计镜126移动从图8中所示的投影显示装置400的主投影器120a发射的图像的示例。参考图9，当检流计镜126作为图像转向装置使用时，检流计镜126可以放置在主投影器120a的前方，并且可以反射从主投影器120a投影的图像。图像被投影的位置可以根据检流计镜126的倾角调整。控制器130可以响应于从眼睛跟踪器110获得的用户的眼睛的位置，沿垂直和水平方向在两个轴方向中调整检流计镜126的倾角，以控制要被投影到相对于用户的眼睛的位置的高分辨率区域R2上的图像。
另外，图10示意性地示出了根据示例性实施例的通过使用折射光学系统127移动从投影显示装置400的主投影器120a发射的图像的示例。参考图10，当折射光学系统127作为图像转向装置使用时，折射光学系统127可以放置在主投影器120a的前方并且可以折射从主投影器120a投影的图像。例如，折射光学系统127可以具有取决于位置而具有不同折射力(refractive power)的多个折射表面。例如，折射光学系统127可以包括具有不同倾角的多个棱镜的二维阵列。因此，根据图像入射在折射光学系统127上的位置，通过折射光学系统127透射的图像可以沿不同的方向行进。控制器130可以响应于从眼睛跟踪器110获得的用户的眼睛的位置控制折射光学系统127的位置，从而控制要被投影到相对于用户的眼睛的位置的高分辨率区域R2上的图像。
根据示例性实施例，折射光学系统127可以具有其折射率电变化的折射率变化层。然后，根据折射光学系统127的折射率，通过折射光学系统127透射的图像可以沿不同的方向行进。在这种情况下，控制器130可以响应于从眼睛跟踪器110获得的用户的眼睛的位置来电调整折射光学系统127的折射率，以控制要被投影到相对于用户的眼睛的位置的高分辨率区域R2上的图像。
另外，图11示意性地示出了根据示例性实施例的通过使用执行器128移动从投影显示装置400的主投影器120a输出的图像的示例。参考图11，主投影器120a可以固定到执行器128，并且主投影器120a的倾角可以由执行器128沿垂直方向和水平方向双轴地调整。因此，可以通过调整主投影器120a自身的倾角来调整从投影器120a投影的图像的方向。通过使用，例如，线性马达或旋转型马达而不是执行器128，可以获得相同的效果。控制器130可以响应于从眼睛跟踪器110获得的用户的眼睛的位置来驱动执行器128，并且电调整主投影器120a的倾角以控制要被投影到相对于用户的眼睛的位置的高分辨率区域R2上的图像。
如上所述，当主投影器120a和子投影器120b一起使用时，子投影器120b可以将低分辨率图像投影到固定的全屏幕区域R1上，并且主投影器120a可以将高分辨率图像投影到相对于用户的眼睛的位置的高分辨率区域R2。因此，与将高分辨率图像投影到全屏幕区域R1上的情况相比，可以减少投影器的总体成本，并且可以减少图像处理器150的计算负担。
另一方面，在高分辨率区域R2中，从主投影器120a投影的高分辨率图像和从子投影器120b投影的低分辨率图像可以重叠。然而，子投影器120b可以不将图像投影到高分辨率区域R2上。例如，在控制器130的控制下，子投影器120b可以响应于用户的眼睛的位置将部分地处理成黑色的图像投影到高分辨率区域R2上。为了这个目的，图像处理器150可以生成经处理的图像数据，使得根据控制器130的控制，仅高分辨率区域R2是黑色的，并且将生成的图像数据提供给子投影器120b。
应该理解的是，包括本文描述的眼睛跟踪器的投影显示装置应当被认为仅仅是描述性的而不是为了限制的目的。对每个示例性实施例之内的特征或方面的描述通常应当被认为对于其他示例性实施例中的其他类似特征或方面是可用的。
虽然已经参考附图描述了一个或多个示例性实施例，但是本领域普通技术人员将会理解，可以在其中进行形式和细节上的各种改变，而不脱离由以下权利要求定义的精神和范围。

Claims (23)

1.一种投影显示装置，包括：
眼睛跟踪器，被配置为跟踪用户的眼睛；
投影器，被配置为投影图像；以及
控制器，被配置为基于从眼睛跟踪器获得的用户的眼睛的位置，控制投影器执行将图像的第一部分以第一分辨率投影到相对于用户的眼睛的位置的第一区域上的第一操作，并且执行将所述图像的第二部分以低于所述第一分辨率的第二分辨率投影到除所述第一区域之外的第二区域上的第二操作、和避免在第二区域中投影图像的第三操作中的一个，
其中，该控制器进一步被配置为，根据从该眼睛跟踪器获得的用户的眼睛的位置的改变，相对于第二区域改变第一区域的位置，
其中，第一区域的尺寸比用户的眼睛同时感知的角度更宽，而且
其中，该控制器进一步被配置为，当用户的眼睛的位置移动小于预定距离时不改变第一区域的位置，以及当用户的眼睛的位置移动大于该预定距离时改变第一区域的位置。
2.根据权利要求1所述的投影显示装置，其中所述投影器包括：
激光光源，被配置为发射激光束；
光源驱动器，被配置为驱动所述激光光源；
扫描仪，被配置为扫描所述激光束；以及
投影光学系统，被配置为基于由所述扫描仪扫描的激光束投影所述图像。
3.根据权利要求2所述的投影显示装置，其中，所述扫描仪是微机电系统MEMS扫描仪。
4.根据权利要求2所述的投影显示装置，其中，所述控制器还被配置为基于从所述眼睛跟踪器获得的用户的眼睛的位置控制所述光源驱动器。
5.根据权利要求3所述的投影显示装置，其中，所述控制器还被配置为通过控制所述光源驱动器在将所述图像的第一部分投影到所述第一区域上的同时增大所述激光光源的驱动速度，来减小所述第一区域中的像素的尺寸。
6.根据权利要求3所述的投影显示装置，其中，所述控制器还被配置为通过控制所述光源驱动器在将所述图像的第二部分投影到所述第二区域上的同时减小所述激光光源的驱动速度，来增大所述第二区域中的像素的尺寸。
7.根据权利要求6所述的投影显示装置，其中，所述第二区域的像素尺寸是所述第一区域的像素的尺寸的整数倍。
8.根据权利要求1所述的投影显示装置，还包括：
图像捕获装置，被配置为获得电信号；和
图像处理器，被配置为处理由所述图像捕获装置获得的所述电信号以生成图像数据。
9.根据权利要求8所述的投影显示装置，其中，所述控制器还被配置为控制所述图像处理器生成与所述第一区域对应的具有所述第一分辨率的所述图像的第一部分和与所述第二区域对应的具有所述第二分辨率的所述图像的第二部分。
10.根据权利要求8所述的投影显示装置，其中，所述投影显示装置被配置为基于所述图像数据实时地显示所述图像。
11.根据权利要求8所述的投影显示装置，其中，所述控制器还被配置为控制所述图像捕获装置仅捕获与所述第一区域对应的所述图像的第一部分。
12.根据权利要求1所述的投影显示装置，其中所述投影器包括：
第一投影器，被配置为将具有所述第一分辨率的所述图像的第一部分投影到所述第一区域上；
第二投影器，被配置为将具有所述第二分辨率的所述图像的第二部分投影到所述第一区域和所述第二区域两者或者仅投影到所述第二区域；以及
图像转向装置，被配置为调整从所述第一投影器投影的所述图像的部分的方向。
13.根据权利要求12所述的投影显示装置，其中，所述控制器还被配置为响应于从所述眼睛跟踪器获得的所述用户的眼睛的位置，控制所述图像转向装置将所述图像的第一部分投影到相对于所述用户的眼睛的位置的所述第一区域上。
14.根据权利要求12所述的投影显示装置，其中，所述图像转向装置包括以下各项中的一个：
检流计镜，被配置为沿期望的方向反射所投影的图像；
折射光学系统，被配置为折射所投影的图像以调整所投影的图像的行进方向；
执行器，被配置为调整所述第一投影器的角度；
线性马达，被配置为调整所述第一投影器的角度，以及
旋转型马达，被配置为调整所述第一投影器的角度。
15.根据权利要求12所述的投影显示装置，还包括：
图像捕获装置，被配置为获得电信号；和
图像处理器，被配置为处理由所述图像捕获装置获得的所述电信号以生成图像数据。
16.根据权利要求15所述的投影显示装置，其中，所述控制器还被配置为控制所述图像处理器生成要被提供给所述第一投影器的与具有所述第一分辨率的所述图像的第一部分对应的第一图像数据、和要被提供给所述第二投影器的与具有所述第二分辨率的所述图像的第二部分对应的第二图像数据。
17.根据权利要求16所述的投影显示装置，其中所述第一投影器和所述第二投影器包括数字光处理DLP、硅基液晶LCoS、和微机电系统MEMS扫描仪型投影器中的一个。
18.根据权利要求17所述的投影显示装置，其中，所述控制器还被配置为基于所述第一图像数据来控制所述第一投影器，并且基于所述第二图像数据来控制所述第二投影器。
19.一种平视显示装置，包括：
投影显示装置，包括：
眼睛跟踪器，被配置为跟踪用户的眼睛；
投影器，被配置为投影图像；以及
控制器，被配置为基于从眼睛跟踪器获得的用户的眼睛的位置，控制投影器执行将图像的第一部分以第一分辨率投影到相对于用户的眼睛的位置的第一区域上的第一操作，并且执行将图像的第二部分以低于第一分辨率的第二分辨率投影到除所述第一区域之外的第二区域上的第二操作、和避免在第二区域中投影图像的第三操作中的一个，
其中，该控制器进一步被配置为，根据从该眼睛跟踪器获得的用户的眼睛的位置的改变，相对于第二区域改变第一区域的位置，
其中，第一区域的尺寸比用户的眼睛同时感知的角度更宽，而且
其中，该控制器进一步被配置为，当用户的眼睛的位置移动小于预定距离时不改变第一区域的位置，以及当用户的眼睛的位置移动大于该预定距离时改变第一区域的位置。
20.一种增强现实装置，包括：
投影显示装置，包括：
眼睛跟踪器，被配置为跟踪用户的眼睛；
投影器，被配置为投影图像；以及
控制器，被配置为基于从眼睛跟踪器获得的用户的眼睛的位置，控制投影器执行将图像的第一部分以第一分辨率投影到相对于用户的眼睛的位置的第一区域上的第一操作，并且执行将图像的第二部分以低于第一分辨率的第二分辨率投影到除第一区域之外的第二区域上的第二操作、和避免在第二区域中投影图像的第三操作中的一个，
其中，该控制器进一步被配置为，根据从该眼睛跟踪器获得的用户的眼睛的位置的改变，相对于第二区域改变第一区域的位置，
其中，第一区域的尺寸比用户的眼睛同时感知的角度更宽，而且
其中，该控制器进一步被配置为，当用户的眼睛的位置移动小于预定距离时不改变第一区域的位置，以及当用户的眼睛的位置移动大于该预定距离时改变第一区域的位置。
21.一种投影显示装置，包括：
投影器，包括：
激光光源，被配置为发射激光束；
扫描仪，被配置为扫描激光束；以及
投影光学系统，被配置为基于由扫描仪扫描的激光束投影图像；以及
控制器，被配置为：
接收关于用户的眼睛的眼睛跟踪信息；
控制激光光源在将图像的第一部分投影到与眼睛跟踪信息中的用户的眼睛的位置对应的第一区域的同时以第一驱动速度操作；并且
控制激光光源在将图像的第二部分投影到第二区域的同时以第二驱动速度操作，
其中第一驱动速度高于第二驱动速度，
其中，该控制器进一步被配置为，根据从眼睛跟踪器获得的用户的眼睛的位置的改变，相对于第二区域改变第一区域的位置，
其中，第一区域的尺寸比用户的眼睛同时感知的角度更宽，而且
其中，该控制器进一步被配置为，当用户的眼睛的位置移动小于预定距离时不改变第一区域的位置，以及当用户的眼睛的位置移动大于该预定距离时改变第一区域的位置。
22.根据权利要求21所述的投影显示装置，其中所述扫描仪还被配置为：
基于所述第一驱动速度划分投影到所述第一区域的所述图像的第一部分的至少一个像素；并且
基于所述第二驱动速度合并投影到所述第二区域的所述图像的第二部分的两个或更多个像素。
23.根据权利要求21所述的投影显示装置，其中所述图像的第二部分包括所述图像的第一部分。
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