CN110376743A - 多焦点显示系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多焦点显示系统和方法。公开了用于向用户呈现虚拟现实体验和增强现实体验的结构。系统可包括：用于提供一帧或多帧图像数据的图像生成处理器，用于发送与一帧或多帧图像数据相关联的光的光调制器，具有数值孔径的范围以改变与一帧或多帧图像数据相关联的有效数值孔径的多个可切换屏幕，以及用于改变多个可切换屏幕中的一个可切换屏幕上的一帧或多帧图像数据的焦点的变焦元件(VFE)。

Description

多焦点显示系统和方法
本申请是申请日为2015年1月30日、申请号为201580017626.6、发明名称为“多焦点显示系统和方法”的申请的分案申请。
背景技术
现代计算技术和显示技术已经促进了用于所谓“虚拟现实”体验或者“增强现实”体验的系统的发展，其中，数字再现的图像或者其部分以看起来是真实或者可感知为真实的方式呈现给用户。虚拟现实“VR”场景通常涉及数字或虚拟图像信息的呈现，而对于其它实际的真实世界视觉输入并不透明；增强现实“AR”场景通常涉及数字或虚拟图像信息的呈现，作为对用户周围的实际世界的可视化的增强。
当向AR系统的用户呈现3D虚拟内容时存在诸多挑战。向用户呈现3D内容的中心前提包括创建多个深度的感知。如一些虚拟内容看起来更靠近用户，而其它虚拟内容可能看起来正从远方而来。因此，为了实现3D感受，AR系统被配置成在相对用户不同的焦平面上传递虚拟内容。
美国临时专利申请列出了以上当前的系统和技术以在AR系统的环境中生成各种焦平面。这些虚拟现实和/或增强现实系统的设计存在诸多挑战，包括系统在传递虚拟内容时的速度、虚拟内容的质量、用户的出瞳距离、系统的大小和可移植性、以及其它系统和光学挑战。
在此所述的系统和技术被配置成与典型的人的视觉结构一起工作以应对这些挑战。
发明内容
本发明的实施例提供了用于促进对于一个或多个用户的虚拟现实和/或增强现实交互的装置、系统和方法。在一个方面，公开了用于显示虚拟内容的系统。
在一个或多个实施例中，增强现实显示系统包括：用于扫描一帧或多帧图像数据的扫描装置，其中，该扫描装置可通信地耦合到图像源以接收图像数据；可操作地耦合到扫描装置以用于将一帧或多帧图像数据聚焦在中间图像平面上的变焦元件(VFE)，其中，该中间图像平面对准多个可切换屏幕中的一个，该多个可切换屏幕将与该中间图像平面相关联的光扩散到特定观看距离；以及可操作地耦合到多个可切换屏幕以中继一帧或多帧图像数据的观看光学器件。
在一个或多个实施例中，多个可切换屏幕包括可切换的聚合物分散液晶(PDLC)散射器。在一个或多个实施例中，扫描装置是光纤扫描装置(FSD)。在一个或多个实施例中，多个可切换屏幕在散射状态和透明状态之间切换。在一个或多个实施例中，多个可切换屏幕的一个屏幕被切换成散射状态，剩余的屏幕被切换成透明状态。
在一个或多个实施例中，多个可切换屏幕可逐帧在散射状态和透明状态之间进行切换。在一个或多个实施例中，扫描装置在扫描图案中扫描一帧或多帧图像数据。在一个或多个实施例中，VFE与小孔径相关联。
在一个或多个实施例中，VFE的驱动信号根据光调制器的扫描图案而变化。在一个或多个实施例中，VFE平坦化一帧或多帧图像数据的场曲。在一个或多个实施例中，VFE的光功率根据扫描装置的扫描场内的扫描点的位置而变化。在一个或多个实施例中，图像的第一部分与该图像的边缘不同地进行聚焦。
在另一个方面，显示增强现实的方法包括：提供一帧或多帧图像数据；在扫描图案中扫描与一帧或多帧图像数据相关联的光；通过变焦元件(VFE)改变所扫描的光的焦点，以使得一帧或多帧图像数据在多个可切换屏幕中的一个上聚焦；以及通过多个可切换屏幕中的所述一个，扩散所聚焦的光，其中，多个可切换屏幕与不同的观看距离对应。
在一个或多个实施例中，焦点可逐帧地改变。在一个或多个实施例中，一帧或多帧图像数据以时序方式呈现。在一个或多个实施例中，多个可切换屏幕包括可切换的聚合物分散液晶(PDLC)散射器。在一个或多个实施例中，多个可切换屏幕在散射状态和透明状态之间切换。
在一个或多个实施例中，多个可切换屏幕可逐帧地在散射状态和透明状态之间切换。在一个或多个实施例中，VFE与小孔径相关联。在一个或多个实施例中，该方法还包括根据所扫描的光的扫描场内的扫描点的位置来改变VFE的光功率。
在一个或多个实施例中，该方法还包括驱动VFE的信号以匹配所扫描的光的扫描图案。在一个或多个实施例中，图像的第一部分与该图像的边缘不同地进行聚焦。在一个或多个实施例中，该方法还包括调整VFE的驱动信号以匹配光调制器的扫描图案，从而产生平面图像场。
在又一个方面，增强现实显示系统包括：可操作地耦合到图像源以用于在扫描图案中扫描图像的扫描装置，可操作地耦合到扫描光显示器以可变地聚焦图像的变焦元件(VFE)，以及处理器，其耦合到VFE以根据显示器的扫描图案改变VFE的驱动信号，以便产生基本上平面的图像场以校正图像的场曲。
在一个或多个实施例中，VFE与图像的边缘不同地改变图像的中心的焦点。在一个或多个实施例中，增强现实显示系统包括具有数值孔径的范围以扩散与图像相关联的光的多个可切换屏幕，其中，VFE将所扫描的光聚焦在多个可切换屏幕中的一个可切换屏幕上。
在一个或多个实施例中，一帧或多帧图像数据以时序方式提供。在一个或多个实施例中，VFE逐帧地改变所扫描的光的焦点。在一个或多个实施例中，处理器根据扫描装置的扫描图案调整VFE的驱动信号。
在一个或多个实施例中，第一帧图像数据在第一焦点范围上扫描，第二帧图像数据在第二焦点范围上扫描，其中，第一焦点范围不同于第二焦点范围。在一个或多个实施例中，VFE的驱动信号是正弦波。在一个或多个实施例中，VFE的驱动信号是三角波。
在又一个方面，显示增强现实的方法包括：提供一帧或多帧图像数据，在扫描图案中扫描与一帧或多帧图像数据相关联的光，以及根据扫描图案来调整变焦元件(VFE)的驱动信号，以校正一帧或多帧图像数据的场曲，产生基本上平面的图像场。
在一个或多个实施例中，驱动信号被调整，以使得图像的第一部分与图像的第二部分不同地进行聚焦。在一个或多个实施例中，VFE逐帧地切换焦点。在一个或多个实施例中，该方法还包括在焦点范围上驱动一帧图像数据。在一个或多个实施例中，第一帧图像数据在第一焦点范围上扫描，第二帧图像数据在第二焦点范围上扫描，其中，第一焦点范围不同于第二焦点范围。
在一个或多个实施例中，VFE的驱动信号根据正弦波来调整。在一个或多个实施例中，VFE的驱动信号根据三角波来调整。
本发明的附加和其它目的、特征和优点在详细的描述、附图和权利要求中进行描述。
附图说明
附图示出本发明的各种实施例的设计和应用。应当注意的是，附图未按照比例绘制，并且在全部附图中相似结构或功能的元件用相同的参考标号表示。为了更好地了解如何获得本发明的各种实施例的上述和其它优点和目的，将通过参考在附图中示出的本发明的特定实施例来提供以上简要描述的本发明的更具体的描述。应当理解，这些附图仅仅描绘了本发明的典型实施例，并不因此而认为是限制其范围，本发明将通过使用附图补充详细地进行描述和解释，其中：
图1示出根据一个示例实施例的包括变焦元件(VFE)连同其它光学器件以显示内容的光学系统结构的平面图；
图2示出根据一个示例实施例的包括VFE和多个可切换屏幕连同其它光学器件以显示内容的另一个光学系统结构的平面图；
图3示出根据一个示例实施例的当向用户显示虚拟图像时的曲率场的平面图；
图4示出如何与扫描场内的扫描点的位置协同改变VFE的(以屈光度)光功率的示例实施例；
图5示出根据一个示例实施例的VFE驱动信号相对于光纤扫描装置(FSD)的图案的图；
图6示出根据一个示例实施例的VFE驱动信号相对于用于四个深度平面的光纤扫描装置(FSD)的图案的图；
图7示出根据一个示例实施例的三角形VFE驱动信号相对于光纤扫描装置(FSD)的另一个图案的另一个图。
具体实施方式
本发明的各种实施例提供用于在一个实施例或一些实施例中实现电子电路设计的多场景物理感知的设计的方法、系统和制品。本发明的其它目的、特征和优点在具体描述、附图和权利要求中进行描述。
现在将参考附图详细地描述各种实施例，这些实施例作为本发明的示例性实例提供，以使本领域的技术人员能够实施本发明。特别地，以下附图和示例不意味着限制本发明的范围。如果本发明的某些元件可使用已知的组件(或者方法、过程)部分或全部实现，则将只描述理解本发明所需的这些已知组件(或者方法、过程)的部分，并将省略这些已知组件(或者方法、过程)的其它部分的细节描述，以免模糊本发明。进一步地，各种实施例包括在此通过示例所参考的组件的当前和未来的已知等同物。
如在美国临时专利申请序列号61/909,774(现在为美国专利申请序列号14/555,585)、美国专利6,046,720、7,555,333、7,784,697和美国专利申请序列号11/573,118和12/468,832中所讨论的，上述的每一个的全部内容在此通过引用而被包含，变焦元件(以下为VFE)可用于以动态的方式调整图像的波阵面(例如，焦点)，并可用于生成多焦点的3D图像。VFE能够进行模拟聚焦调制，或者可在离散的聚焦状态之间切换。
本公开描述了使用多个可切换屏幕，诸如可切换的聚合物分散液晶(以下称为“PDLC”)散射器，以扩散入射光，诸如为了增加图像的有效数值孔径和/或增加观看光学器件的眼睛盒子或出瞳的尺寸。例如，PDLC屏幕可在基本上透明的状态和基本上散射的状态之间进行切换。
在优选的实施例中，多个可切换屏幕可操作地耦合到一个或多个VFE，该VFE可调整入射在可切换屏幕上的光的波阵面。为了简洁起见，本公开的其它部分是指单个VFE，但应当理解，在每个实施例中可使用多个VFE代替单个VFE。在一个实施例中，VFE调制光的波阵面，以使得来自可操作耦合的显示元件(诸如，扫描光显示器、扫描激光显示器、DLP、LCD、LCoS、OLED、电致变色显示器、电湿润显示器、LED阵列、或本领域公知的任何其它显示技术)的图像在给定的时间步长基本上聚焦在一个可切换屏幕上。在一个实施例中，可切换屏幕由观看者直接观看。在一个实施例中，可切换屏幕可操作地耦合到观看光学系统，该观看光学系统将光从可切换屏幕中继到观看者，以使得图像元素被感知为是在光学观看距离处。
如果观看光学系统几乎不产生场曲，则可切换元件上的图像将被中继，以给在光学观看距离处的观看者形成基本上平面的图像。如果观看光学系统产生可发觉的场曲，则可切换元件上的图像将被中继，以给观看者形成包含光学观看距离的范围的弯曲图像。例如，图像的中心可位于1米的光学观看距离处，而图像的边缘可位于1.1米的光学观看距离处。
可操作地耦合到显示系统的向观看者产生这种弯曲图像平面的渲染系统可根据所显示的图像元素在图像内的横向位置调整它们的渲染特征。例如，渲染系统可渲染在图像的中心的想要在1米处的对象，并渲染在图像的边缘的想要在1.1米处的图像。渲染系统还可以根据图像内的横向位置渲染所模拟的图像元素的焦点和景深。例如，在包括虚拟照相机的3D渲染系统中，用于拍摄三维体的投影的虚拟照相机的焦点可被设置在用于图像的中心中的图像元素的1米处和用于图像的边缘附近的图像元素的1.1米处。
如果多个可切换屏幕被堆叠，以使得它们占据距离观看者不同的观看距离(经由光学系统直接或间接地观看屏幕)，则多个图像元素可在多个可切换屏幕上投影，以使得包括不同图像元素的光从不同的光学观看距离到达观看者。观看来自多个可切换屏幕的光场的观看者可感知3D立体图像，其中不同的对象在不同的聚焦水平和不同的观看距离处。例如，如果多个可切换屏幕包括10层PDLC可切换散射器，则所渲染的(和/或所拍摄的)3D场景可被切分为10个图像切片，其中每一个图像切片被投影到不同的PDLC屏幕上。
不同的图像切片可按帧顺序的方式由可操作地耦合的显示系统投影到PDLC屏幕的堆叠体上，其中，在每一个时间步长，一个PDLC层被切换为散射状态，其它PDLC层被切换为透明状态，以使得在给定的时间步长，只有一层作为散射屏。可操作地耦合的VFE(诸如变焦透镜)可按同步帧顺序的方式调制来自可操作地耦合的显示元件的光的波阵面，以使得所渲染的图像的每个切片聚焦在被切换为散射状态的PDLC层上。
可切换屏幕可用在背面投影结构和/或正面投影结构中。生产同时实现大有效孔径、大聚焦范围、低功耗和高速聚焦调制的VFE是有挑战的。在此描述的系统使相对小的VFE能够可操作地耦合到显示源，因为可操作地耦合的可切换屏幕的堆叠体增加了中继图像的有效NA以支持大的眼睛盒子，尽管在VFE中是小孔径。
在本领域中已知，设计并制造光学系统以中继来自显示源的光而不造成场曲是不平凡的。对于场平坦化被良好校正的光学系统通常比没有完全校正中继光中的场曲的光学系统更大，并且设计和制造更复杂、更昂贵。
本公开还描述了使用VFE以物理地调制入射光的波阵面以执行场平坦化或者场曲的校正。在一个实施例中，VFE用于调制入射到VFE上的包括图像数据的光的波阵面，以便执行场平坦化以调整从弯曲图像场射入的光以形成基本上平面的图像场。在一个实施例中，离开VFE的光是场平坦化的，并被基本上聚焦在屏幕上(诸如，在此所描述的可切换屏幕、或者移动屏幕、或者静态屏幕)。
在一个实施例中，VFE可操作地耦合到扫描光显示器上(诸如光纤扫描显示器、扫描镜显示器、扫描激光显示器、飞点显示器、或线扫描显示器)，以使得VFE可在不同的扫描位置处不同地调制光的波阵面。例如，光纤扫描显示器以螺旋图案驱动，诸如从场的中心开始并随着时间向外螺旋到该场的边缘的点，其中可操作地耦合的光源与扫描图案同步地调制，以投影图像。
可操作地耦合到光纤扫描显示器的VFE可根据扫描点的偏心率来改变它的光功率，以使得扫描图像的中心用一个光功率进行聚焦，并且朝向图像的边缘的点用不同的光功率进行聚焦。通过这种方式，场的曲率可逐像素或逐线地动态调整。这可以在非常紧凑的系统中实现具有极好的场平坦度的光学系统(例如，单个VFE代替静态透镜的堆叠体)。
除了对于投影到在给定距离处的屏幕上的图像执行场平坦化之外，VFE可将图像的总焦点切换到多个可切换屏幕中的不同的屏幕，如在此所描述的。VFE可校正在每个屏幕距离处的场曲，以形成包括三维体的基本上平面的图像的堆叠体。
VFE用作致平器和聚焦透镜。VFE可包括小孔径尺寸(例如，3mm)，因为它可以可操作地耦合到小型显示源。VFE可用连续且平滑变化的信号(诸如正弦波)来驱动，以实现高频聚焦调制，同时最小化或消除振铃或其它瞬时伪像。
如图1所示的3D显示系统100可包括显示单元102、VFE 104和观看光学器件106。对于这种结构，使用具有大孔径的VFE，以支持观看者的大的眼睛盒子或者出瞳通常是有益的。然而，本领域已知的典型的大孔径VFE通常不能够容易地达到对于大孔径尺寸的快的响应时间、低的工作电压、小型尺寸、低重量以及可靠性。
一个实施例在图2中示出。它包括光纤扫描显示器202(以下称为“FSD”)单元、VFE204、堆叠的可切换散射器206和观看光学器件208。VFE 204可位于靠近FSD 202，以使得小孔径尺寸足以接收和中继显示光。VFE 204可将来自FSD 202的光聚焦到与多个堆叠的可切换屏幕206(诸如聚合物分散液晶(以下称为“PDLC”)装置)对齐的中间像平面上。在每一个时间步长，单个可切换屏幕处于散射状态，而其它屏幕处于基本上透明的状态。投影在每个可切换屏幕上的图像与通过观看光学器件中继到观看者的多焦点图像的特定距离相对应。
除了可由简单的传统静态透镜设计生成的场曲之外，FSD 202的一些实施例包括弯曲图像源。图3示出了由给定FSD 202和VFE 204结构产生的总场曲306的简单光学模型，其中VFE处于一个静态聚焦状态。如果左边未校正，则场曲难以与平面投影屏幕对齐，造成一些像素在屏幕上离焦，而其它像素聚焦。
图4示出如何与在扫描场内的扫描点的位置协同改变VFE的光功率(以屈光度)的示例实施例400。例如，如果VFE可操作地耦合到以螺旋图案(图4的左下方)扫描的FSD，则VFE可对于在扫描的中心的光产生高的光功率，并对于在扫描的边缘处的光产生低的光功率，其中，光功率根据偏心率平滑地变化——在输出处产生基本上平面的图像场。
在一个实施例中，VFE以基本上正弦的方式调制，以实现非常高速聚焦调制。图5示出FSD螺旋扫描驱动信号中的扫描振幅如何与VFE的正弦振荡进行匹配以在VFE的输出处产生平场。图5中的单位源自图4中的针对场位置数据的示例性VFE屈光度。
在一个实施例中，VFE驱动信号被调整得远离理想正弦波以匹配期望的FSD扫描振幅图案，同时维持对于VFE基本平滑的驱动信号以最小化振铃或其它驱动伪像，并支持高速聚焦调制。
图6示出以时序方式生成四个深度平面(即，固定距离)(602、604、606和608)的实施例600t。在该实施例中，VFE用在36.80屈光度(1/m)到49.58屈光度的总聚焦范围摆动的正弦波来驱动。正弦波的波峰和波谷的幅度由扫描光显示器(例如，FSD)与图像切片的投影同步地基于时序进行调整，以使得4个图像切片的每一个的焦点在总聚焦范围的不同子集上进行扫描。聚焦范围子集之间的总偏移与向观看者呈现的图像切片的不同的光学观看距离相对应。在每个图像切片的聚焦范围内的变化使图像的中心能够用与边缘不同的光功率来聚焦，对每一个深度平面校正场曲并产生基本上平面的图像场。作为示例，描绘了-20°到20°之间的FSD扫描角度。图6中的VFE屈光度范围与图4中的针对场位置数据的示例性VFE屈光度一致。
图7示出了对于VFE的驱动信号是非正弦的一个变形700。在这种情况下，三角波(图中的空心方块)用于驱动VFE聚焦状态。图7还示出了FSD螺旋扫描驱动信号(图7中的黑色圆圈)中的扫描幅度如何与VFE的振荡匹配，以在VFE的输出处产生平场。图7中的单位与图4中的针对场位置数据的示例性VFE屈光度一致。
使用VFE的动态场平坦化方法和系统以及包括多个可切换屏幕的多焦点显示系统可彼此单独使用，或者它们可在共享系统中使用以达到好的效果。
在此描述了本发明的各种示例性实施例。在非限制性的意义上参考这些示例。提供这些示例是为了示出本发明的更广泛的应用方面。在不脱离本发明的实际精神和范围的情况下，可对所描述的本发明进行各种改变并可用等同物来替换。此外，可以进行很多修改以适应针对本发明的目的、精神或范围的特定情况、材料、物质的组合物、过程、的过程动作或步骤。进一步地，如本领域的技术人员所知道的，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，在此描述和示出的每个单独的变形具有独立的组件和特征，其可容易地与其他若干实施例的任意一个的特征分离或组合。所有这些修改意在处于与本公开相关的权利要求的范围之内。
本发明包括可使用主体装置执行的方法。该方法可包括提供这种合适的装置的动作。这种提供可由终端用户执行。换言之，“提供”动作仅需要终端用户的获得、访问、处理、定位、设置、激活、通电或其它动作，以在该方法中提供必要的装置。在此所述的方法可按逻辑上可能的所述事件的任何顺序以及以所述的事件顺序来执行。
以上已经描述了本发明的示例性方面以及关于材料选择和制造的细节。对于本发明的其它细节，可结合以上参考的专利和出版物以及本领域的技术人员通常知道或理解的来理解。这在关于如通常或逻辑上采用的附加动作的方面，关于本发明的基于方法的方面同样成立。
此外，虽然已经参考可选地包括各种特征的若干示例描述了本发明，但是本发明并不限于被描述或表示为针对本发明的每个变形所预期的。在不脱离本发明的实际精神和范围的情况下，可以对所描述的本发明进行各种变化，并且可用等同(无论是本文所陈述的还是为了简洁的目的而未被包括的)来代替。此外，如果提供值的范围，则应当理解，在该范围的上限和下限之间的每个中间值和或者在该说明的范围中的任何其它中间值被包括在本发明之内。
此外，可预期的是，所描述的发明变形的任何可选特征可独立或结合在此描述的任何一个或多个特征来陈述和要求权利。引用单数项包括可能存在相同项的复数。更具体地，如在此和在相关的权利要求中所使用的，只要不具体说明，单数形式“一”、“所述”和“该”包括复数对象。换言之，在以上描述以及与本公开相关的权利要求中，冠词的使用允许“至少一个”目标项。还需要注意的是，可起草这种权利要求以排除任何可选元件。因此，该声明意在结合权利要求要素的表述而用作使用如“单独”、“仅”等这种排他性术语的先行基础，或者使用“否定”限制。
在不使用这种排他性术语的情况下，在与本公开相关的权利要求中的术语“包括”应允许包括任何其它要素，而不考虑给定数量的要素是否列举在这种权利要求中，或者添加特征可被视为变换在权利要求中所述的要素的性质。除了在此特别定义之外，在此所使用的全部科技术语应在维持权利要求有效的同时被提供尽可能款的通常理解的含义。
本发明并不限于所提供的示例和/或本说明书，而仅由与本公开相关的权利要求语言的范围限定。

Claims (27)

1.一种增强现实显示系统，包括：
用于扫描一帧或多帧图像数据的扫描装置，其中所述扫描装置能够通信地耦合到图像源以接收图像数据；
多个可切换屏幕，其沿所述系统的光学轴堆叠且被配置为提供第一孔径，并且包括在操作期间的时间点处于散射状态的第一可切换屏幕和处于透明状态的第二可切换屏幕；
变焦元件(VFE)，其被配置为提供第二孔径并且被配置为减小由所述扫描装置产生的场曲，其中所述VFE还被配置为在所述多个可切换屏幕之间可变地聚焦所述一帧或多帧图像数据，该多个可切换屏幕将与该图像数据相关联的光扩散到对应的观看距离，其中所述多个可切换屏幕被配置为提供比所述变焦元件的所述第二孔径大的所述第一孔径；以及
可操作地耦合到多个可切换屏幕以中继所述一帧或多帧图像数据的观看光学器件。
2.如权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，所述多个可切换屏幕中的每一个占据距观看者不同的观看距离。
3.如权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，所述图像数据被分成图像切片，所述图像切片的数量等于所述多个可切换屏幕中的可切换屏幕的数量。
4.如权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，所述多个可切换屏幕包括可切换的聚合物分散液晶(PDLC)散射器。
5.如权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，所述扫描装置包括光纤扫描装置(FSD)。
6.如权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，所述多个可切换屏幕在散射状态和透明状态之间切换。
7.如权利要求6所述的增强现实显示系统，其中，所述多个可切换屏幕中的一个屏幕被切换成散射状态，剩余数量的屏幕被切换成透明状态。
8.如权利要求6所述的增强现实显示系统，其中，所述多个可切换屏幕逐帧地在散射状态和透明状态之间进行切换。
9.如权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，所述VFE与相对较小的孔径相关联。
10.如权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，所述扫描装置在扫描图案中扫描所述一帧或多帧图像数据。
11.如权利要求10所述的增强现实显示系统，其中，所述VFE的驱动信号根据光调制器的扫描图案而变化。
12.如权利要求11所述的增强现实显示系统，其中，所述VFE平坦化所述一帧或多帧图像数据的场曲。
13.如权利要求11所述的增强现实显示系统，其中，所述VFE的光功率根据所述扫描装置的扫描场内的扫描点的位置而变化。
14.如权利要求11所述的增强现实显示系统，其中，图像的第一部分与该图像的边缘不同地被聚焦。
15.一种显示增强现实的方法，包括：
提供一帧或多帧图像数据；
利用至少扫描装置在扫描图案中扫描与所述一帧或多帧图像数据相关联的光；
在一时间点将沿系统的光学轴堆叠的多个可切换屏幕中的第一可切换屏幕切换到散射状态并将所述多个可切换屏幕中的第二可切换屏幕切换到透明状态，其中所述多个可切换屏幕被配置为提供第一孔径；
通过变焦元件(VFE)使所扫描的光的焦点变化以将所述一帧或多帧图像数据聚焦在所述多个可切换屏幕中的一个上，其中所述多个可切换屏幕被配置为将由所述变焦元件提供的第二孔径扩展成比所述第二孔径大的所述第一孔径；
在扫描与所述一帧或多帧图像数据相关联的光时减小由所述扫描装置产生的场曲；以及
通过所述多个可切换屏幕中的所述一个来扩散光，其中，所述多个可切换屏幕与不同的观看距离对应。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述多个可切换屏幕中的每一个占据距观看者不同的观看距离。
17.如权利要求15所述的方法，还包括将所述图像数据分成图像切片，所述图像切片的数量等于所述多个可切换屏幕中的可切换屏幕的数量。
18.如权利要求15所述的方法，其中，所述焦点逐帧地变化。
19.如权利要求15所述的方法，其中，所述一帧或多帧图像数据以时序方式呈现。
20.如权利要求15所述的方法，其中，所述多个可切换屏幕包括可切换的聚合物分散液晶(PDLC)散射器。
21.如权利要求15所述的方法，其中，所述多个可切换屏幕在散射状态和透明状态之间切换。
22.如权利要求21所述的方法，其中，所述多个可切换屏幕逐帧地在散射状态和透明状态之间进行切换。
23.如权利要求15所述的方法，其中，所述VFE与相对较小的孔径相关联。
24.如权利要求15所述的方法，还包括根据光的扫描场内的扫描点的位置来改变所述VFE的光功率。
25.如权利要求15所述的方法，还包括驱动所述VFE的信号以匹配光的扫描图案。
26.如权利要求15所述的方法，其中，所述图像的第一部分与该图像的另一部分被不同地聚焦。
27.如权利要求15所述的方法，还包括调整所述VFE的驱动信号以匹配光调制器的扫描图案，以产生平面图像场。
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