CN110297331A - 显示装置及显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种显示装置，包括：光波导层，光学元件对应设置于光线入射区域；光学元件，用于发出具有不同图像信息的至少两种光线，能够将至少两种光线传播至光波导层的光线入射区域；第一耦合光栅，用于使入射至光波导层中的至少两种光线改变方向，以使至少两种光线在光波导层中以全反射的方式向光线出射区域所在方向传播；第二耦合光栅，用于将至少两种光线中具有相同图像信息的光线所形成的全反射光线汇聚于同一视点，具有不同图像信息的光线所形成的全反射光线汇聚于不同视点，以形成至少两个预设视点，至少两个预设视点位于同一个瞳孔的可视范围内。本发明还涉及一种显示方法。解决视差3D技术中，观察者眩晕和不适的问题。

Description

显示装置及显示方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置及显示方法。
背景技术
在真实世界中，当人眼观察一定距离处的物体O时，单眼的聚焦位置L1和双眼视线的汇聚距离L2是一致的，都处在所观察的物体上。然而，在当前的视差3D技术中，由于屏幕仅提供了所观察光场的双眼视差画面信息，并未提供单眼聚焦所需的相应的光线方向等光场信息，单眼的聚焦位置是一直处在屏幕上的，而双眼由于视差会汇聚到所显示的虚拟的一定距离处的物体，单眼的聚焦位置L1和双眼视线的汇聚距离L2不同，这将导致观看者眩晕和不适。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种显示装置及显示方法，解决在视差3D技术中，由于单眼焦距距离与双眼汇聚距离不一致，而造成的观察者眩晕和不适的问题。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种显示装置，包括：
光波导层，所述光波导层具有光线入射区域和光线出射区域；
光学元件，用于发出具有不同图像信息的至少两种光线，所述光学元件对应设置于所述光线入射区域，能够将所述至少两种光线传播至所述光波导层的光线入射区域；
第一耦合光栅，设置在所述光波导层中、所述至少两种光线在所述光波导层的传播路径上，用于使入射至所述光波导层中的所述至少两种光线改变方向，以使所述至少两种光线在所述光波导层中以全反射的方式向所述光线出射区域所在方向传播；
第二耦合光栅，设置在所述光波导层中且对应所述光线出射区域，用于将所述至少两种光线中具有相同图像信息的光线所形成的全反射光线从所述光线出射区域出射并汇聚于同一视点，具有不同图像信息的光线所形成的全反射光线从所述光线出射区域出射并汇聚于不同视点，以形成至少两个预设视点，所述至少两个预设视点位于同一个瞳孔的可视范围内。
进一步的，所述第一耦合光栅包括至少两个第一区域，所述至少两个第一区域与所述至少两种光线一一对应；
每个所述第一区域包括平行且间隔设置于所述光波导层上的多个第一光栅条。
进一步的，所述第二耦合光栅包括至少两个第二区域，所述至少两个第二区域与经过所述第一耦合光栅耦合后形成的至少两种全反射光线一一对应；
每个所述第二区域包括间隔设置于所述光波导层上的多个套设在一起的环形光栅，且每个环形光栅包括沿该环形光栅周向排布且间隔设置的多个第二光栅条。
进一步的，所述第一耦合光栅为反射式耦合光栅或者透射式耦合光栅，所述第二耦合光栅为反射式耦合光栅或者透射式耦合光栅。
进一步的，所述光波导层上还设置有位于所述第一耦合光栅和所述第二耦合光栅之间的第三耦合光栅，所述第三耦合光栅用于扩大在所述光波导层内传播的全反射光线的视场角范围。
进一步的，所述第一耦合光栅包括平行且间隔设置于所述光波导层上的多个第一光栅条，第三耦合光栅包括平行且间隔设置于所述光波导层上的第三光栅条，且所述第一耦合光栅的第一光栅条的设置方向与所述第三耦合光栅的第三光栅条的设置方向呈预设角度。
进一步的，所述至少两种光线具有不同的原色，所述光波导层包括层叠设置的至少两个子光波导层，
每个所述子光波导层具有光线子入射区域和光线子出射区域，每个子光波导层中对应于所述光线子入射区域的位置设有所述第一耦合光栅，每个子光波导层中对应于所述光线子出射区域的位置设有所述第二耦合光栅；
其中，至少两个所述子光波导层中的第一子光波导层的所述第一耦合光栅、用于改变具有第一原色的光线的方向、以使得该光线以全反射的方式在所述第一子光波导层中传播至所述光线子出射区域；
至少两个所述子光波导层中的第二子光波导层的所述第一耦合光栅、用于改变具有第二原色的光线的方向、以使得该光线以全反射的方式在所述第二子光波导层中传播至所述光线子出射区域。
进一步的，所述光学元件发出具有不同原色的至少三种所述光线，每个所述子光波导层上设有所述第一耦合光栅；
所述至少两个子光波导层中的第三子光波导层上的所述第一耦合光栅具有至少两个第三区域，所述至少两个第三区域对应具有不同原色的至少两种所述光线；
所述至少两个子光波导层中的第四子光波导层上的所述第一耦合光栅具有至少一个第四区域，所述第四区域对应的所述光线的原色与所述第三区域对应的所述光线的原色不同。
进一步的，所述光波导层为导光板，所述导光板具有相对设置的第一侧和第二侧，所述光线入射区域和光线出射区域设置在所述导光板的同一侧的不同区域，或者，
所述光线入射区域位于所述第一侧，所述光线出射区域位于所述第二侧，且所述光线入射区域在所述第二侧上的垂直投影与所述光线出射区域位于不同的区域。
进一步的，所述光学元件包括设置在所述导光板上所述光线入射区域的至少两个显示器件，不同所述显示器件能够发出不同图像信息的光线。
进一步的，所述光学元件包括设置在所述导光板上所述光线入射区域的一个显示器件，所述显示器件具有至少两个子显示区域，不同所述子显示区域能够发出具有不同图像信息的光线。
进一步的，所述显示器件为微显示器，包括光源组件和显示芯片，所述光源组件包括至少三种能够发出不同单色光的单色激光器芯片；或，
包括至少三种能够发出不同单色光的单色LED芯片，以及将至少三种所述单色LED芯片发出的光进行准直的准直结构。
进一步的，所述显示芯片包括数字光处理芯片和用于将所述光源组件发出的至少三种单色光顺序入射至所述数字光处理芯片的时序控制芯片。
进一步的，所述显示器件为光学引擎。
进一步的，所述显示器件包括微型OLED显示器件、以及将所述微型OLED显示器件发出的光线进行准直的准直结构。
本发明还提供一种显示方法，应用于上述的显示装置，包括：
光学元件发出具有不同图像信息的至少两种光线，并将所述至少两种光线传播至光波导层的光线入射区域；
改变入射至所述光波导层中的所述至少两种光线的传播方向，以使所述至少两种光线在所述光波导层中以全反射的方式向所述光波导层的光线出射区域所在方向传播；
将所述至少两种光线中具有相同图像信息的光线所形成的全反射光线从所述光线出射区域出射并汇聚于同一视点，具有不同图像信息的光线所形成的全反射光线从所述光线出射区域出射并汇聚于不同视点，以形成至少两个预设视点，且所述至少两个预设视点位于同一个瞳孔的可视范围内。
本发明的有益效果是：
通过光波导层、第一耦合光栅和第二耦合光栅的设置，使得具有相同图像信息的光线汇聚于同一视点，具有不同图像信息的光线汇聚于不同视点，以形成至少两个预设视点，且所述至少两个预设视点位于同一个瞳孔的可视范围内，一个瞳孔即可获得具有三维显示效果的至少两个图像，能够使得一个瞳孔对通过该瞳孔可视范围内的至少两个视点所获取的至少两个图像的聚焦距离，与两个瞳孔分别通过对应瞳孔可视范围内的至少两个视点获取具有三维效果的图像时的视线汇聚距离一致，从而解决视差3D技术中，观察者眩晕和不适的问题。
附图说明
图1表示真实世界中人眼观察图像的光路示意图；
图2表示现有技术的视差3D技术中人眼观察图像的光路示意图；
图3表示本发明实施例中显示装置结构示意图一；
图4表示本发明实施例中显示装置结构示意图二；
图5表示本发明实施例中显示装置结构示意图三；
图6表示本发明实施例中显示装置结构示意图四；
图7表示本发明实施例中显示装置结构示意图五；
图8表示本发明实施例中显示装置结构示意图六；
图9表示本发明实施例中显示装置结构示意图七；
图10表示本发明实施例中显示装置结构示意图八；
图11表示本发明实施例中显示装置结构示意图九；
图12表示本发明实施例中第一耦合光栅的结构示意图；
图13表示本发明实施例中第二耦合光栅的结构示意图；
图14表示本发明实施例中第三耦合光栅的结构示意图；
图15表示本发明实施例中第一耦合光栅和第二耦合光栅分布示意图；
图16表示本发明实施例中第一耦合光栅、第二耦合光栅、第三耦合光栅分布示意图；
图17表示本发明实施例中耦合光栅各级衍射波示意图；
图18表示本发明实施例中3D图像光场光路示意图；
图19表示本发明实施例中微显示器结构示意图一；
图20表示本发明实施例中微显示器结构示意图二；
图21表示本发明实施例中微显示器结构示意图三。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的特征和原理进行详细说明，所举实施例仅用于解释本发明，并非以此限定本发明的保护范围。
在真实世界中，当人眼观察一定距离处的物体O时，单眼的聚焦位置L1和双眼视线的汇聚距离L2是一致的，都处在所观察的物体上，如图1所示。然而，在当前的视差3D技术中，由于屏幕仅提供了所观察光场的双眼视差画面信息，并未提供单眼聚焦所需的相应的光线方向等光场信息，单眼的聚焦位置是一直处在屏幕上的，而双眼由于视差会汇聚到所显示的虚拟的一定距离处的物体，单眼的聚焦距离L1和双眼视线的汇聚距离L2不同，如图2所示，这将导致观看者眩晕和不适。
当前主流的AR(增强现实)/VR(虚拟现实)显示产品一般采用双眼视差3D显示技术，为了减轻单眼聚焦和双眼汇聚的冲突所导致的观看者眩晕和不适的问题(即单眼的聚焦位置L1和双眼视线的汇聚距离L2不同导致的观看者眩晕和不适的问题)，会把单眼的聚焦面放置在距离人眼5m左右的固定平面上，所显示的3D视差画面的双眼汇聚平面放置在距离人眼5m附近或以外的位置上。这样会带来较近距离处画面内容的缺失，降低了AR显示的沉浸感体验；或者虽然可以显示较近距离处画面内容，但依然伴有严重的眩晕和不适感。
为了解决上述问题，本实施例提供一种显示装置，如图3-11所示，包括：
光波导层1，所述光波导层1具有光线入射区域和光线出射区域；
光学元件4，用于发出具有不同图像信息的至少两种光线，所述光学元件4对应设置于所述光线入射区域，能够将所述至少两种光线传播至所述光波导层1的光线入射区域；
第一耦合光栅2，设置在所述光波导层1中、所述至少两种光线在所述光波导层1的传播路径上，用于使入射至所述光波导层1中的所述至少两种光线改变方向，以使所述至少两种光线在所述光波导层1中以全反射的方式向所述光线出射区域所在方向传播；
第二耦合光栅3，设置在所述光波导层1中，且对应所述光线出射区域设置，用于将所述至少两种光线中具有相同图像信息的光线所形成的全反射光线从所述光线出射区域出射并汇聚于同一视点，具有不同图像信息的光线所形成的全反射光线从所述光线出射区域出射并汇聚于不同视点，以形成至少两个预设视点，至少两个预设视点位于同一个瞳孔的可视范围内。
例如，两个预设视点在第一方向上的距离小于或等于预设值，使得所述至少两个预设视点位于同一个瞳孔的可视范围内，其中，所述第一方向为与人眼两个瞳孔中心连线平行的方向。
上述方案，通过所述第一耦合光栅2的设置，使得入射至所述光波导层1中的所述至少两种光线改变方向，以使所述至少两种光线在所述光波导层1中以全反射的方式向所述光线出射区域所在方向传播，通过所述第二耦合光栅3的设置，将所述至少两种光线中具有相同图像信息的光线所形成的全反射光线从所述光线出射区域出射并汇聚于同一视点，具有不同图像信息的光线所形成的全反射光线从所述光线出射区域出射并汇聚于不同视点，以形成至少两个预设视点，且所述至少两个预设视点位于同一个瞳孔的可视范围内。位于同一个瞳孔的可视范围内的至少两个预设视点构成一个视点组，不同的视点组位于不同的瞳孔的可视范围内，这样一来，当显示模组在针对至少两个不同的预设视点显示至少两个渲染画面时，位于一个瞳孔可视范围中的视点组中的至少两个预设视点至少可以获取两个渲染画面，从而使得一个瞳孔即可获取具有三维效果的渲染图像，并且在显示合适的至少两个渲染画面的情况下，能够使得单个瞳孔对位于该瞳孔可视范围内的视点组所获取的渲染图像的聚焦距离，与两个瞳孔分别通过对应瞳孔可视范围内的视点组获取具有三维效果的渲染图像时的视线汇聚距离一致，从而解决视差3D技术中的眩晕问题，即该光场三维显示装置能够对单眼聚焦距离与双眼视线汇聚距离一致提供硬件支持。
不同的光线进入人眼，人眼受到刺激会自动聚焦，本实施例中提供的光线可以刺激人眼、以使得单眼聚焦位置与双眼聚焦位置相同，从而解决视差3D技术中的眩晕问题。
需要说明的是，至少两种光线所具有的不同的图像信息为人眼可以不同的角度观看的不同的二维视场图像。
为了减少串扰，同时降低控制光线的方向的难度，本实施例中，所述至少两种光线为准直光线。
位于同一瞳孔可视范围内的预设视点的数量较多时，所述至少两个预设视点可以一字排布，或矩阵状分布，或线性辐射状分布，或呈螺旋摆线状辐射分布等。所述至少两个预设视点一般处在瞳孔前的同一平面上，也可以处在不同的平面上，也可以位于瞳孔内，只要位于同一瞳孔的可视范围内即可。
所述至少两个视点位于瞳孔内时，此时，位于同一瞳孔可视范围内的任意两个预设视点之间的距离小于或等于预设值，所述预设值为瞳孔的直径。在环境亮度不同的情况下，瞳孔的直径会不同(瞳孔还会随着环境亮暗放大或缩小)，一般在明视状态瞳孔直径典型值为2.5mm，在暗视状态瞳孔直径为5mm，所以，位于同一瞳孔的可视范围内的所述至少两个预设视点中的任意两个预设视点之间的距离小于或等于2.5mm，或者小于或等于5mm，应当理解的是，上述瞳孔直径仅是瞳孔直径的两个典型值，位于同一瞳孔的可视范围内的所述至少两个预设视点中的任意两个预设视点之间的距离也可以是其他数值。
需要说明的是，一个瞳孔的可视范围为以该瞳孔的中心为中心点、以瞳孔直径为半径形成的球面之内，即位于瞳孔可视范围内的视点与该瞳孔的中心的最大距离等于瞳孔的直径，即位于瞳孔可视范围内的视点与该瞳孔的中心的最小距离为零。
为了减少串扰，且为了便于实现将具有相同图像信息的光线汇聚于同一视点，将具有不同图像信息的至少两种光线汇聚为至少两个不同的视点，至少两个不同光线以不同的传播模式传播至所述光波导层1的光线入射区域，所述传播模式可以有多种，本实施例的一个实施方式中，
本实施例中，为了使得具不同图像信息的至少两种光线经过所述第一耦合光栅2耦合后，以全反射的方式在所述光波导层1中传播至所述第二耦合光栅3，并经过所述第二耦合光栅3的耦合后从所述光波导层1中出射，且具有不同图像信息的光线汇聚于不同的视点，具有相同图像信息的光线汇聚于同一视点，所述至少两种光线以不同的传播模式入射至所述光波导层1中，所述不同传播模式包括：
所述至少两种光线入射至所述光波导层1的入射角度不同，以使所述至少两种光线所对应形成的至少两个全反射光线入射至所述第二耦合光栅3的方向不同，以形成所述至少两个预设视点。
图3-图6中表示了两个具有不同图像信息的光线分别以不同的入射角度入射至所述光波导层1的光线入射区域，经过第一耦合光栅2和第二耦合光栅3的衍射后汇聚于不同的两个预设视点(光场采样点)的光路，且不同的两个预设视点位于同一瞳孔的可视范围内。
如图3-图6所示，具有第一图像信息的第一光线以第一入射角度θAI入射至所述光波导层1的光线入射区域，经过所述第一耦合光栅2衍射后，以第一出射角度θA出射，并在所述光波导层1中以全反射的方式传播，经过所述第二耦合光栅3衍射后，从所述光波导层1的光线出射区域出射、并汇聚于第一预设视点；具有第二图像信息的第二光线以第二入射角度θBI入射至所述光波导层1的光线入射区域，经过所述第一光栅衍射后，以第二出射角度θB出射，并以全反射的方式在所述光波导层1中传播，经过所述第二耦合光栅3的衍射后，从所述光波导层1的光线出射区域出射、并汇聚于第二预设视点。第一预设视点和第二预设视点位置不同，且所述第一预设视点和所述第二预设视点位于同一瞳孔的可视范围内，通过所述第一预设视点和所述第二预设视点即可获取具有三维效果的渲染图像，即单眼即可获得具有三维效果的渲染图像，利用第一耦合光栅2和第二耦合光栅3的对光线角度的布拉格选择特性，可以实现单眼聚焦距离的调节，解决单眼聚焦距离和双眼视线汇聚距离的不同所导致的观看者眩晕和不适的问题。
本实施例的另一实施方式中，所述不同传播模式包括：
所述至少两种光线入射至所述光波导层1的入射角度相同，且所述至少两种光线中的第一光线的至少部分光线与所述至少两种光线中的第二光线的至少部分光线入射至所述光波导层1的入射点平行错开预设距离，以使所述至少两种光线所形成的至少两种全反射光线平行入射至所述第二耦合光栅3的入射点平行错开，以形成所述至少两个预设视点，如图7-图10所示，至少两种光线相互平行、且交错入射至所述第一耦合光栅2，经过耦合后形成的至少两种全反射光线相互平行且交错入射至所述第二耦合光栅3。
优选的，所述光学元件包括交错设置的、能够发出具有不同图像信息的至少两种光线的至少两组像素单元，至少两组像素单元中的多个子像素是一一交错相隔设置的(例如A11像素、B11像素、A12像素和B12蓝色像素的设置，每个子像素包含R、G、B三个子像素单元，或者每个子像素为单色的，使用R、G、B光源时序照明进行显示)，相对应的，所述至少两种光线中的第一光线的全部光线分别与所述至少两种光线中的第二光线的全部光线入射至所述光波导层1的入射点一一相隔、平行错开预设距离，
图7-图10中表示了两个具有不同图像信息的光线分别以相同的入射角度入射至所述光波导层1的光线入射区域，但是两个光线是平行错开设置的，经过第一耦合光栅2和第二耦合光栅3的衍射后汇聚于不同的两个预设视点的光路，且不同的两个预设视点位于同一瞳孔的可视范围内。
如图7-图10所示，具有第一图像信息的第一光线以第一入射角度入射至所述光波导层1的光线入射区域，经过所述第一耦合光栅2衍射后，以第一出射角度出射，并在所述光波导层1中以全反射的方式传播，经过所述第二耦合光栅3衍射后，从所述光波导层1的光线出射区域出射、并汇聚于第一预设视点；具有第二图像信息的第二光线以与所述第一入射角度相同的第二入射角度入射至所述光波导层1的光线入射区域，经过所述第一光栅衍射后，以与所述第一出射角度相同的第二出射角度出射，并以全反射的方式在所述光波导层1中传播，经过所述第二耦合光栅3的衍射后，从所述光波导层1的光线出射区域出射、并汇聚于第二预设视点。第一预设视点和第二预设视点位置不同，且所述第一预设视点和所述第二预设视点位于同一瞳孔的可视范围内，根据第一预设视点和所述第二预设视点通过反向光线追迹即可获取具有三维效果的光场渲染图像，即单眼即可获得具有三维效果的渲染图像，由于该光场图像自身携带了显示场景的距离信息，可以刺激人眼聚焦距离的调节，因此可以解决单眼聚焦距离和双眼视线汇聚距离的不同所导致的观看者眩晕和不适的问题。
所述光学元件4发出的具有不同图像信息的至少两种光线入射所述光波导层1的入射角度可以根据所述光波导层1的形状设定，本实施例中，至少两种光线入射所述光波导层1的入射角度为-15°～15°，进一步的，为了增加所述第一耦合光栅2结构的耦合效率，减少杂散光线，所述至少两种光线入射所述光波导层1的入射角度不为零，即所述至少两种光线分别以预设角度倾斜于所述光波导层1的光线入射区域入射所述光波导层1内。
本实施例中，所述第一耦合光栅2包括至少两个第一区域，所述至少两个第一区域与所述至少两种光线一一对应；
每个所述第一区域包括平行且间隔设置于所述光波导层上的多个第一光栅条，如图12、图15和图16所示。
所述第一耦合光栅2包括对应于所述至少两种光线的至少两个第一区域，以使每一所述光线入射至与该光线所对应的第一区域。所述至少两种光线入射所述光波导层1上的入射点不同时，至少两个所述第一区域分开设置，由所述第一耦合光栅2上相对应的所述第一区域对所述光线进行耦合，经过所述第二耦合光栅3的耦合后分别汇聚于不同的预设视点。
在至少两个所述第一区域完全分开设置时，即可以在所述光波导层上的两个独立的区域内设置时，至少两个所述第一区域可以分别制作在至少两个光栅结构上，也可以制作在一个光栅结构上，具体制作时，可以根据实际需要设定。
所述至少两种光线分别以不同的入射角度入射至所述光波导层1的光线入射区域时，传播至所述第一耦合光栅2上的入射点存在交汇的情况，即，所述至少两种光线入射至所述第一耦合光栅2上的相同区域，即，所述第一耦合光栅2上对应所述至少两种光线的所述至少两个第一区域重合，由所述第一耦合光栅2上相对应的所述第一区域对所述光线进行耦合，然后经过所述第二耦合光栅3的耦合后分别汇聚于不同的预设视点，此时，所述第一耦合光栅2结构比较复杂，需要所述第一耦合光栅2具有较宽的角度响应特性，同时需要一定的角度选择特性(可以抑制杂散信号的耦出)。
本实施例中，所述第二耦合光栅3包括至少两个第二区域，所述至少两个第二区域与经过所述第一耦合光栅耦合后形成的至少两种全反射光线一一对应；
每个所述第二区域包括间隔设置于所述光波导层上的多个套设在一起的环形光栅，且每个环形光栅包括沿该环形光栅周向排布且间隔设置的多个第二光栅条。
至少两种光线经过所述第一耦合光栅2耦合后形成的至少两种全反射光线落在所述第二耦合光栅3的位置不同时(即至少两个所述第二区域的光栅条交错设置或者至少两个所述第二区域完全分开设置，至少两个所述第二区域不存在重叠)，所述第二耦合光栅3结构简单，可靠性高，但需要的所述第二耦合光栅3面积大，或者对所述光波导层1的光线出射区域的空间利用率的要求不高，不利于显示的分辨率的提升。
至少两种光线经过所述第一耦合光栅2耦合后形成的至少两种全反射光线落在所述第二耦合光栅3的位置不同时，所述第二耦合光栅3的具体结构依据至少两种全反射光线的入射位置设定，例如，至少两种全反射光线中的第三光线的至少部分光线与所述至少两种全反射光线中的第四光线的至少部分光线入射至所述第二耦合光栅3的入射点交错设置(类似于显示器件中的像素的排布方式)，则与所述第三光线对应的区域的光栅条和与所述第四光线对应的区域的光栅条、对应所述第三光线和所述第四光线的入射点的位置交错设置。
至少两种光线经过所述第一耦合光栅2耦合后形成的至少两种全反射光线落在所述第二耦合光栅3的位置相同时(即至少两个所述第二区域重叠设置)，所述第二耦合光栅3结构比较复杂，需要所述第二耦合光栅3具有较宽的角度响应特性，同时需要一定的角度选择特性(可以抑制杂散信号的耦出)，此外还需要考虑到具有不同图像信息的光线经过衍射以及光波导层-空气界面的折射后依然均能汇聚到不同的预设视点(光场采样点)，此时，所述第二耦合光栅3面积不大，或者对所述光波导层1的光线出射区域的空间利用率要求较高，有利于显示的分辨率提升。
本实施例中，所述第二耦合光栅3包括间隔设置于所述光波导层1上的多个套设在一起的环形光栅，且每个环形光栅包括沿该环形光栅周向排布且间隔设置的多个第二光栅条，如图13和图15所示，以便于将从所述光波导层1出射的光线打入人眼，实现较大的视场，图15表示的是第一耦合光栅和第二耦合光栅在所述光波导层中的分布示意图(并不以此为限)，图15中第一耦合光栅2包括两个独立设置的第一区域21。
所述第二耦合光栅3与所述第一耦合光栅2的原理相同，通过光栅耦合结构对所述光波导层1中传播的光线进行特定模式的耦合，可以实现对光线的出光方向和颜色(光的波长)的选择，针对所述至少两种光线包括对应的至少两个区域，以使得所述至少两种光线从所述光波导层1中出射，并汇聚于不同的预设视点。
本实施例中，所述第一耦合光栅2为反射式耦合光栅或者透射式耦合光栅，所述第二耦合光栅3为反射式耦合光栅或者透射式耦合光栅。
图3和图9中所示，所述第一耦合光栅2和所述第二耦合光栅3均为反射式耦合光栅；图4和图7中所示，所述第一耦合光栅2和所述第二耦合光栅3均为透射式耦合光栅。图4和图6所示，所述第一耦合光栅2为反射式耦合光栅，第二耦合光栅3为透射式耦合光栅；图5和图8所示，所述第一耦合光栅2为透射式耦合光栅，第二耦合光栅3为反射式耦合光栅。
本实施例中，所述光波导层1上还设置有位于所述第一耦合光栅2和所述第二耦合光栅3之间的第三耦合光栅5，所述第三耦合光栅5用于扩大在所述光波导层1内传播的全反射光线的视场角范围，如图16所示。
本实施例中，所述第一耦合光栅2包括平行且间隔设置于所述光波导层1上的多个第一光栅条，第三耦合光栅5包括平行且间隔设置于所述光波导层1上的第三光栅条，且所述第一耦合光栅2的第一光栅条的设置方向与所述第三耦合光栅5的第三光栅条的设置方向呈预设角度，如图14和图16所示。
所述第一耦合光栅2和所述第三耦合光栅5均采用条状光栅，所述第一耦合光栅2和所述第三耦合光栅5的整个光栅区域都可以是均匀的，也都可以是包括差异化设置的不同部分，以平衡整个画面的亮度、矫正色差、像差等，并且优选的，所述第一耦合光栅2的光栅条和所述第三耦合光栅5的光栅条正交设置。
所述至少两种光线入射所述光波导层1的光线入射区域，然后经过第一耦合光栅2衍射后，分别以角度θA和θB出射，并在所述光波导层1中以全反射的方式传播至所述第三耦合光栅5，经过所述第三耦合光栅5的衍射后，扩大在所述光波导层1内传播的全反射光线的视场角范围，将光线分布到所述光波导层1上更大的视场区，然后经过所述第二耦合光栅3的衍射，透过所述光波导层1，汇聚于至少两个不同的预设视点，增大了视场范围。
本实施例中，所述第一耦合光栅2、所述第二耦合光栅3和所述第三耦合光栅5可以为全息体光栅，由全息聚合物等材料经过全息曝光形成，光栅厚度0-5mm)。
所述第一耦合光栅2、所述第二耦合光栅3和所述第三耦合光栅5可以为表面具有浮雕类型的介质光栅，可以为普通二元介质光栅、或非等厚多台阶光栅、或等厚多台阶光栅，可以由激光直写、激光干涉、电子束曝光、纳米压印等工艺形成。
所述第一耦合光栅2、所述第二耦合光栅3和所述第三耦合光栅5可以由(光刻或压印)胶材构成，也可以是以胶材等作为掩膜，在所述光波导层1或光波导层1上的膜层上经刻蚀形成。
所述第一耦合光栅2、所述第二耦合光栅3和所述第三耦合光栅5的折射率均需要与相邻光栅条之间的空隙中介质有明显差异(δn>0.3)，光栅条厚度为0-5um，或者0-1um。
需要说明的是，上述描述中所述的角度(包括入射光波导层1的光线入射区域的入射角度、经过所述第二耦合光栅3后从所述光波导层1的光线出射区域出射的出射角度等)均指在光波导层1中光线的传播角度，当光线从其他介质(例如空气)进入所述光波导层1，或从所述光波导层1出射并传播到其他介质中时，光线的角度会依照折射定律(Snell定律)发生变化，相应的光线传播或汇聚情况需要进行相应修正。
图17表示耦合光栅(第一耦合光栅2、第二耦合光栅3、第三耦合光栅5)的各级衍射光路示意图。
光栅的m级衍射波的衍射角θ仅由光栅周期P、入射波的波长λ以及入射角θ0决定，
透射波10：n2sinθ-n1sinθ0＝mλ/P(m＝0,±1,±2,…)(1)
反射波20：n1sinθ-n1sinθ0＝mλ/P(m＝0,±1,±2,…)(2)
其中，n1为入射介质折射率，n2为透射介质折射率。
正负号选择：当透/反射衍射波和入射波处在入射面的法线异侧时，透/反射衍射波和入射波所对应的角度取同号；反之，取异号。具体正负号的选取由坐标系的选择决定。
一般情况下光栅的零级和/或一级衍射的衍射强度比较大，高阶的衍射级次相比前两者要小得多；零级衍射波是沿折射/反射光方向的(Snell定律)，非零级衍射波的衍射方向可以由光栅的周期进行调控。
在本实施例中，采用光栅的一级(反射或透射)衍射波对光线进行偏折，根据光线的入射角和出射角决定光栅的周期，但不排除利用光栅的高级衍射。
出于调节整个显示画面的亮度、亮度均匀性、色彩均匀性、白平衡等目的，需要对光栅的衍射效率进行精细调节，光栅衍射效率的调节可以通过调节光栅的深度(高度)、占空比、或者复杂光栅内单个周期内的形貌(比如：体光栅需要在宽、深、高三个方向上调节折射率的分布，以实现需要的光调制功能、台阶光栅需要调节单个周期内台阶的分布)。
通过光栅耦合结构对所述光波导层1中传播的光线进行特定模式的耦合，可以实现对光线的出光方向和颜色的选择，本实施例中，所述至少两种光线具有不同的原色，例如，可以分别为红色光线、蓝色光线、绿色光线，所述光波导层1包括层叠设置的至少两个子光波导层，
每个所述子光波导层具有光线子入射区域和光线子出射区域，每个所述子光波导层对应于所述光线子入射区域的位置具有所述第一耦合光栅2，每个子光波导层中对应于所述光线子出射区域的位置设有所述第二耦合光栅；其中，至少两个所述子光波导层中的第一子光波导层的所述第一耦合光栅2用于改变具有第一原色的光线的方向、以使得该光线以全反射的方式在所述第一子光波导层中传播至所述光线子出射区域；至少两个所述子光波导层中的第二子光波导层的所述第一耦合光栅2、用于改变具有第二原色(所述第一原色与所述第二原色不同)的光线的方向、以使得该光线以全反射的方式在所述第二子光波导层中传播至所述光线子出射区域。
所述光波导层1可以设置有数量与所述至少两种光线的数量相同的至少两个子光波导层，即一个所述子光波导层对应一个光线，并根据相应的光线所具有的原色在相应的所述子光波导层上设置相应的所述第一耦合光栅2。
所述光学元件4发出具有不同原色的至少三个所述光线时，每个所述子光波导层上设有所述第一耦合光栅2，所述至少两个子光波导层中的第三子光波导层上的所述第一耦合光栅2具有至少两个第三区域，所述至少两个第三区域对应具有不同原色的至少两种所述光线；
所述至少两个子光波导层中的第四子光波导层上的所述第一耦合光栅2具有至少一个第四区域，所述第四区域对应的所述光线的原色与所述第三区域对应的所述光线的原色不同。
具有红色的光线和具有蓝色的光线之间的串扰较小，为了节省成本可以使得具有红色的光线和具有蓝色的光线在同一个所述子光波导层传播，此时，该子光波导层(第一子光波导层11)中的所述第一耦合光栅2包括对应于具有红色的光线和对应于具有蓝色的光线的两个第二区域，如图11所示，具有绿色的光线在另一个所述子光波导层(第二子光波导层12)中传播，另一个所述子光波导层中设置于具有绿色的光线对应的所述第一耦合光栅2，该第二子光波导层12中的第一耦合光栅仅对绿色光进行耦合，红色光和蓝色光会从该第一耦合光栅中透过、并传播至所述第一子光波导层11中。
在本实施例的另一实施方式中，所述光波导层1为单层设置，所述至少两种光线具有至少两种不同原色时，所述第一耦合光栅2包括至少两个不同区域，每个区域对应的光线具有一种原色，根据具有不同原色的光线在光波导层1中传播的不同轨迹，精确的设计所述第一耦合光栅2的具体结构形式，可以实现单层光波导层1的彩色化设置。
本实施例中，所述光波导层为导光板，所述导光板具有相对设置的第一侧和第二侧，所述光线入射区域和光线出射区域设置在所述导光板的同一侧的不同区域，或者，
所述光线入射区域位于所述第一侧，所述光线出射区域位于所述第二侧，且所述光线入射区域在所述第二侧上的垂直投影与所述光线出射区域位于不同的区域。
本实施例中，所述光波导层1(导光板)的材质为玻璃或树脂等透明材料，折射率为1.5-2.0，优选为1.7-1.8，但并不以此为限。
本实施例中，所述光学元件4用于发出具有不同图像信息的至少两种光线，所述光学元件4可以包括设置在所述导光板上所述光线入射区域的至少两个独立设置的显示器件，不同所述显示器件能够发出不同图像信息的光线。图3-图6中的显示装置中，包括两个所述显示器件(所述显示器件的数量可以根据实际需要设定)，一个所述显示器件发出具有第一图像信息的第一光线，另一个所述显示器件发出具有第二图像信息的第二光线。
本实施例另一实施方式中，所述光学元件4包括设置在所述导光板上所述光线入射区域的一个显示器件，所述显示器件具有至少两个子显示区域，不同所述子显示区域能够发出具有不同图像信息的光线。
采用上述方案，如图7-图10所示，所述光学元件4包括一个所述显示器件，一个所述显示器件包括两个子显示区域，一个子显示区域发出具有第一图像信息的第一光线，另一个子显示单元发出具有第二图像信息的第二光线。
所述第一耦合光栅2的具体结构形式可以有多种，只要实现改变从所述光波导层1的光线入射区域入射的至少两种光线的方向，以使得至少两种光线在所述光波导层1中以全反射的方式在所述光波导层1中传播，本实施例中，所述第一耦合光栅2包括平行且间隔设置于所述光波导层1上的多个第一光栅条，如图12所示，但并不以此为限。
在对于一个所述显示器件的至少两个子显示区域发出具有不同图像信息的至少两种光线时，一种光线中的至少部分光线与另一种光线中的至少部分光线平行交错设置，所述第一耦合光栅2中与相应的至少两种光线对应的至少两个第一区域中，一个所述第一区域中的至少部分光栅条与另一个所述第一区域的至少部分光栅条平行交错设置，对所述第一耦合中的光栅条的排布要求较高，以使得所述第一耦合光栅2中至少两个所述第一区域分别对相应的至少两种光线精准对位。
在对于至少两个所述显示器件发出具有不同图像信息的至少两种光线时，所述第一耦合光栅2上的所述至少两个第一区域与相应的光线对应设置。
需要说明的是，所述显示器件与所述光波导层1之间的距离可以根据实际需要进行设置，为了提高所述第一耦合光栅与所述显示器件的对位精准性，所述显示器件与所述光波导层1之间的距离较近，本实施例中，所述显示器件的出光面与所述光波导层1的入光面相接触，如图3-10所示，但并不以此为限。
本实施例中，所述显示器件为微显示器，优选的，所述显示器件为准直微显示器，以发出准直光线。
在一实施方式中，所述显示器件为光学引擎，但并不以此为限。
在一实施方式中，所述显示器件包括光源组件和显示芯片(如图20中的第一显示芯片600和图21中的第二显示芯片900)，所述光源组件包括至少三种能够发出不同单色光的单色激光器芯片；或，
包括至少三种能够发出不同单色光的单色LED芯片，以及将至少三种所述单色LED芯片发出的光进行准直的准直结构。
或者，所述光源组件包括白光LED和对白光LED发出的光线进行准直的准直结构。
所述显示芯片包括数字光处理芯片和用于将所述光源组件发出的至少三种单色光顺序入射至所述数字光处理芯片的时序控制芯片。
本实施例中，所述准直结构包括准直透镜组，但并不以此为限。
具体的，如图20所示，所述光源组件包括白光LED 300，所述准直结构包括第一准直透镜组400和第二准直透镜组700，所述显示器件还包括位于所述第一准直透镜组400和所述第二准直透镜组700之间的PBS偏振分束器件500，所述白光LED 300发出的光经过所述第一准直透镜组400准直后变成准直光，所述准直光中的部分光线经过所述PBS偏振分束器件500反射后入射至第一显示芯片600(第一显示芯片600为反射式显示器件，不能自主发光)，所述第一显示芯片600发出的光中的部分光线从所述PBS偏振分束器件500透过、并经过所述第二准直透镜组700准直后变成准直光、然后入射至所述导光板1的入射区域。
如图21所示，所述光源组件包括三种能够发出不同单色光的单色LED芯片3000，所述准直结构包括第三准直透镜组1001和第四准直透镜组1000，所述第三准直透镜组1001中包括三个与所述三种能够发出不同单色光的单色LED芯片3000一一对应的子准直透镜组，所述显示器件还包括位于所述第三准直透镜组1001和所述第四准直透镜组1000之间的PBS偏振分束器件组800，所述PBS偏振分束器件组800包括第一偏振分束器件和第二偏振分束器件，所述第一偏振分束器件的数量与三种能够发出不同单色光的单色LED芯片3000一一对应，所述第二PBS偏振分束器件用于对经过三个所述第一PBS偏振分束器件反射的光线中的部分光线进行第二次反射、以入射至所述第二芯片900；
三种能够发出不同单色光的单色LED芯片3000发出的光经过所述第三准直透镜组1001准直后变成准直光，所述准直光经过所述PBS偏振分束器件组800后入射至所述第二显示芯片900(第二显示芯片900为反射式显示器件，不能自主发光)，所述第二显示芯片900发出的光中的部分光线从所述第二PBS偏振分束器件透过、并经过所述第四准直透镜组1000准直后变成准直光、然后入射至所述导光板1的入射区域。
另一实施方式中，所述显示器件包括微型OLED显示器件200、以及将所述微型OLED显示器件发出的光线进行准直的准直结构，如图19所示，图19中所述准直结构包括第五准直透镜组100，但并不以此为限。
图18为光场显示光路示意图，该三维场景模型包括依次排布的虚拟三维物体01、虚拟显示屏02、位于同一个虚拟瞳孔上的至少两个虚拟视点M1和M2(仅表示了单眼获取三维显示效果的画面的光路)。
通过所述光波导层1、所述第一耦合光栅2和所述第二耦合光栅3，将具有不同图像信息的至少两种光线分别汇聚于至少两个不同预设视点，且至少两个预设视点位于同一个瞳孔的可视范围内，在每个预设视点所对应的像素上分别加载相应的光场画面形成具有不同图像信息的光线(对应于同一显示场景的在每个视点所能分别观测到的不同画面)，因此，在这些预设视点(光场采样点)以离散的方式，再现了相应3D景深场景(物体01)在瞳孔附近(瞳孔内或位于瞳孔前预设距离的位置)所产生的光场，使得人眼的晶状体处在某一汇聚状态时(该汇聚状态恰好为人眼在现实环境中观察对应于显示场景的真实场景时所具有的汇聚状态)，这些画面通过人眼光学系统成像后恰好在视网膜上形成一幅共同的像(该像恰好为人眼在现实环境中观察对应于显示场景的真实场景时所形成的视网膜上的像)，即实现了单眼的聚焦3D显示效果，人眼可以通过改变晶状体的聚焦状态可以实现对显示场景的选择性聚焦，达到了可以选择不同距离不同方位不同景深场景的选择性观看。
目前公开的大部分光场显示样机一般都具有比较大的体积(处在模型验证阶段，以光学平台上搭建的样机为主)，或者光路设计不适合作为AR显示(不能透视(例如，Lanman，2013，NVIDIA)或显示装置透过率太低，比如多层LCD(液晶显示器)的设计(例如，Wetzstein，MIT))。本发明利用全息波导显示技术实现了一种光场显示，在头戴式显示装置(尤其是AR)中的使用，相比传统的折射光学器件而言，可以极大的改善器件的集成度以及便携性，具有较大的商业化前景。
本发明还提供一种显示方法，应用于上述的显示装置，包括：
光学元件发出具有不同图像信息的至少两种光线，并将所述至少两种光线以不同传播模式传播至所述光波导层1的光线入射区域；
第一耦合光栅改变入射至所述光波导层1中的所述至少两种光线的传播方向，以使所述至少两种光线在所述光波导层1中以全反射的方式向所述光波导层1的光线出射区域所在方向传播；
第二耦合光栅将所述至少两种光线中具有相同图像信息的光线所形成的全反射光线从所述光线出射区域出射并汇聚于同一视点，具有不同图像信息的光线所形成的全反射光线从所述光线出射区域出射并汇聚于不同视点，以形成至少两个预设视点，且所述至少两个预设视点位于同一个瞳孔的可视范围内，使得一个瞳孔获取至少两个图像。
通过所述第一耦合光栅2的设置，使得入射至所述光波导层1中的所述至少两种光线改变方向，以使所述至少两种光线在所述光波导层1中以全反射的方式向所述光线出射区域所在方向传播，通过所述第二耦合光栅3的设置，将所述至少两种光线中具有相同图像信息的光线所形成的全反射光线从所述光线出射区域出射并汇聚于同一视点，具有不同图像信息的光线所形成的全反射光线从所述光线出射区域出射并汇聚于不同视点，以形成至少两个预设视点，且所述至少两个预设视点位于同一个瞳孔的可视范围内。位于同一个瞳孔的可视范围内的至少两个预设视点构成一个视点组，不同的视点组位于不同的瞳孔的可视范围内，这样一来，当显示模组在针对至少两个不同的预设视点显示至少两个渲染画面时，位于一个瞳孔可视范围中的视点组中的至少两个预设视点至少可以获取两个渲染画面，从而使得一个瞳孔即可获取具有三维效果的渲染图像，并且在显示合适的至少两个渲染画面的情况下，能够使得单个瞳孔对位于该瞳孔可视范围内的视点组所获取的渲染图像的聚焦距离，与两个瞳孔分别通过对应瞳孔可视范围内的视点组获取具有三维效果的渲染图像时的视线汇聚距离一致，从而解决视差3D技术中的眩晕问题，即该光场三维显示装置能够对单眼聚焦距离与双眼视线汇聚距离一致提供硬件支持。
本实施例中的显示装置可以应用于裸眼3D显示，在左右眼上分别均形成至少两个视点；也可以应用于眼镜3D显示，采用左右眼各一只镜片或同一镜片覆盖左右眼的设计，在左右眼上分别均形成至少两个视点。
通过和双眼的视差3D技术结合，对于所显示的同一物体，通过将单眼的聚焦距离调整到双眼的汇聚距离，实现单眼的聚焦距离和双眼的汇聚距离的一致性，从而有效地解决当前视差3D技术的眩晕问题。一般本实施例显示方法只针对约2m之内的虚拟场景，调整单眼的聚焦距离，2m之外的虚拟场景视差3D技术基本无眩晕问题，一般不需再调整单眼的聚焦距离。
以上所述为本发明较佳实施例，需要说明的是，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围。

Claims (16)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
光波导层，所述光波导层具有光线入射区域和光线出射区域；
光学元件，用于发出具有不同图像信息的至少两种光线，所述光学元件对应设置于所述光线入射区域，能够将所述至少两种光线传播至所述光波导层的光线入射区域；
第一耦合光栅，设置在所述光波导层中、所述至少两种光线在所述光波导层的传播路径上，用于使入射至所述光波导层中的所述至少两种光线改变方向，以使所述至少两种光线在所述光波导层中以全反射的方式向所述光线出射区域所在方向传播；
第二耦合光栅，设置在所述光波导层中且对应所述光线出射区域，用于将所述至少两种光线中具有相同图像信息的光线所形成的全反射光线从所述光线出射区域出射并汇聚于同一视点，具有不同图像信息的光线所形成的全反射光线从所述光线出射区域出射并汇聚于不同视点，以形成至少两个预设视点，所述至少两个预设视点位于同一个瞳孔的可视范围内。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一耦合光栅包括至少两个第一区域，所述至少两个第一区域与所述至少两种光线一一对应；
每个所述第一区域包括平行且间隔设置于所述光波导层上的多个第一光栅条。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第二耦合光栅包括至少两个第二区域，所述至少两个第二区域与经过所述第一耦合光栅耦合后形成的至少两种全反射光线一一对应；
每个所述第二区域包括间隔设置于所述光波导层上的多个套设在一起的环形光栅，且每个环形光栅包括沿该环形光栅周向排布且间隔设置的多个第二光栅条。
4.根据权利要求1、2或3所述的显示装置，其特征在于，所述第一耦合光栅为反射式耦合光栅或者透射式耦合光栅，所述第二耦合光栅为反射式耦合光栅或者透射式耦合光栅。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光波导层上还设置有位于所述第一耦合光栅和所述第二耦合光栅之间的第三耦合光栅，所述第三耦合光栅用于扩大在所述光波导层内传播的全反射光线的视场角范围。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述第一耦合光栅包括平行且间隔设置于所述光波导层上的多个第一光栅条，第三耦合光栅包括平行且间隔设置于所述光波导层上的第三光栅条，且所述第一耦合光栅的第一光栅条的设置方向与所述第三耦合光栅的第三光栅条的设置方向呈预设角度。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述至少两种光线具有不同的原色，所述光波导层包括层叠设置的至少两个子光波导层，
每个所述子光波导层具有光线子入射区域和光线子出射区域，每个子光波导层中对应于所述光线子入射区域的位置设有所述第一耦合光栅，每个子光波导层中对应于所述光线子出射区域的位置设有所述第二耦合光栅；
其中，至少两个所述子光波导层中的第一子光波导层的所述第一耦合光栅、用于改变具有第一原色的光线的方向、以使得该光线以全反射的方式在所述第一子光波导层中传播至所述光线子出射区域；
至少两个所述子光波导层中的第二子光波导层的所述第一耦合光栅、用于改变具有第二原色的光线的方向、以使得该光线以全反射的方式在所述第二子光波导层中传播至所述光线子出射区域。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述光学元件发出具有不同原色的至少三种所述光线，每个所述子光波导层上设有所述第一耦合光栅；
所述至少两个子光波导层中的第三子光波导层上的所述第一耦合光栅具有至少两个第三区域，所述至少两个第三区域对应具有不同原色的至少两种所述光线；
所述至少两个子光波导层中的第四子光波导层上的所述第一耦合光栅具有至少一个第四区域，所述第四区域对应的所述光线的原色与所述第三区域对应的所述光线的原色不同。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光波导层为导光板，所述导光板具有相对设置的第一侧和第二侧，所述光线入射区域和光线出射区域设置在所述导光板的同一侧的不同区域，或者，
所述光线入射区域位于所述第一侧，所述光线出射区域位于所述第二侧，且所述光线入射区域在所述第二侧上的垂直投影与所述光线出射区域位于不同的区域。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述光学元件包括设置在所述导光板上所述光线入射区域的至少两个显示器件，不同所述显示器件能够发出不同图像信息的光线。
11.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述光学元件包括设置在所述导光板上所述光线入射区域的一个显示器件，所述显示器件具有至少两个子显示区域，不同所述子显示区域能够发出具有不同图像信息的光线。
12.根据权利要求10或11所述的显示装置，其特征在于，所述显示器件为微显示器，包括光源组件和显示芯片，所述光源组件包括至少三种能够发出不同单色光的单色激光器芯片；或，
包括至少三种能够发出不同单色光的单色LED芯片，以及将至少三种所述单色LED芯片发出的光进行准直的准直结构。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于，所述显示芯片包括数字光处理芯片和用于将所述光源组件发出的至少三种单色光顺序入射至所述数字光处理芯片的时序控制芯片。
14.根据权利要求10或11所述的显示装置，其特征在于，所述显示器件为光学引擎。
15.根据权利要求10或11所述的显示装置，其特征在于，所述显示器件包括微型OLED显示器件、以及将所述微型OLED显示器件发出的光线进行准直的准直结构。
16.一种显示方法，其特征在于，应用于权利要求1-15任一项所述的显示装置，包括：
光学元件发出具有不同图像信息的至少两种光线，并将所述至少两种光线传播至光波导层的光线入射区域；
改变入射至所述光波导层中的所述至少两种光线的传播方向，以使所述至少两种光线在所述光波导层中以全反射的方式向所述光波导层的光线出射区域所在方向传播；
将所述至少两种光线中具有相同图像信息的光线所形成的全反射光线从所述光线出射区域出射并汇聚于同一视点，具有不同图像信息的光线所形成的全反射光线从所述光线出射区域出射并汇聚于不同视点，以形成至少两个预设视点，且所述至少两个预设视点位于同一个瞳孔的可视范围内。
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