本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種顯示裝置的像素排列方法、顯示裝置及近眼顯示設(shè)備。

背景技術(shù)：

現(xiàn)階段的投射型顯示設(shè)備或三維立體顯示設(shè)備都需要結(jié)合光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行成像從而展現(xiàn)出特殊的顯示效果，這些顯示設(shè)備中往往集成了透鏡或透鏡組進(jìn)行光學(xué)成像。舉例來說，目前的虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)顯示設(shè)備中，觀看者的左眼和右眼是分別通過一片透鏡來觀看顯示屏畫面的，大腦將左眼和右眼所觀看到的畫圖融合起來，從而觀看到立體畫面。

然而，由于現(xiàn)實中所使用的透鏡并非理想透鏡，在成像系統(tǒng)要求具有較大的視場角時，成像透鏡在不同的視場角下的放大倍率有所差異，尤其是在軸外的視場內(nèi)成像存在很大的畸變。通常情況下，在成像產(chǎn)生畸變時，與顯示設(shè)備相連接的處理器應(yīng)用相關(guān)軟件會對畸變圖像先進(jìn)行預(yù)畸變處理，再將處理后的圖像顯示給觀看者觀看。但是在采用軟件對顯示圖像進(jìn)行預(yù)畸變處理時只能夠?qū)Τ上竦男螤罨謴?fù)為規(guī)整形狀，并不能對成像各部分的大小差異進(jìn)行補償，并且在使用軟件進(jìn)行預(yù)畸變處理時的處理數(shù)據(jù)量很龐大，會占用處理器較多的內(nèi)存，影響系統(tǒng)的運行速度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種顯示裝置的像素排列方法、顯示裝置及近眼顯示設(shè)備，用以消除顯示裝置所顯示圖像的畸變，提升觀看體驗。

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種顯示裝置的像素排列方法，所述顯示裝置包括顯示屏，以及位于所述顯示屏出光一側(cè)的光學(xué)系統(tǒng)，所述顯示屏包括多個像素；所述方法包括：

確定所述顯示屏內(nèi)均勻排布的各像素的原始位置所對應(yīng)的視場角，以及中心像素的面積；

確定各所述視場角在所述光學(xué)系統(tǒng)中對應(yīng)的畸變參數(shù)，以及各所述視場角在所述光學(xué)系統(tǒng)中對應(yīng)于所述中心像素的縮放系數(shù)；

根據(jù)各所述視場角對應(yīng)的畸變參數(shù)對各所述視場角對應(yīng)的所述像素的位置進(jìn)行調(diào)整，并根據(jù)各所述視場角對應(yīng)于所述中心像素的縮放系數(shù)以及所述中心像素的面積對各所述視場角對應(yīng)的所述像素的面積進(jìn)行調(diào)整，使得按照調(diào)整后的各所述像素的位置及面積進(jìn)行像素排列的顯示屏通過所述光學(xué)系統(tǒng)后的成像無畸變。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述方法中，所述根據(jù)各所述視場角對應(yīng)的畸變參數(shù)對各所述視場角對應(yīng)的所述像素的位置進(jìn)行調(diào)整，包括：

針對顯示屏內(nèi)的各像素，根據(jù)所述像素的原始位置所對應(yīng)的視場角，以及該視場角對應(yīng)的畸變參數(shù)，確定所述像素的真實成像位置；

以所述真實成像的平面作為顯示屏所在的平面，將所述真實成像的位置調(diào)整為所述像素的位置。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述方法中，所述根據(jù)所述像素的原始位置所對應(yīng)的視場角，以及該視場角對應(yīng)的畸變參數(shù)，確定所述像素的真實成像位置，包括：

根據(jù)所述像素的原始位置所對應(yīng)的視場角以及該視場角在所述光學(xué)系統(tǒng)的理想成像規(guī)則，確定所述像素的理想成像位置；

將所述理想成像位置轉(zhuǎn)換為所述像素的理想像高；

根據(jù)所述理想像高以及所述視場角對應(yīng)的畸變參數(shù)，確定所述像素的真實像高；

根據(jù)將所述真實像高以及與理想成像位置的對應(yīng)關(guān)系，確定所述像素的真實成像位置。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述方法中，所述根據(jù)各所述視場角對應(yīng)于所述中心像素的縮放系數(shù)以及所述中心像素的面積，對各所述視場角對應(yīng)的所述像素的面積進(jìn)行調(diào)整，包括：

針對顯示屏內(nèi)的各像素，根據(jù)所述像素的原始位置所對應(yīng)的視場角，以及該視場角對應(yīng)于所述中心像素的縮放系數(shù)，將所述中心像素的面積與所述縮放系數(shù)的乘積作為所述像素調(diào)整后的面積。

第二方面，本發(fā)明實施例提供一種顯示裝置，包括：顯示屏，以及位于所述顯示屏出光一側(cè)的光學(xué)系統(tǒng)；其中，

所述顯示屏包括多個像素，各所述像素按照上述像素排列方法進(jìn)行排列。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述顯示裝置中，各所述像素以所述顯示屏的中心對稱分布；位于中心位置的所述像素的面積與其它所述像素的面積不相等；與中心位置的所述像素之間的距離相等的各所述像素的面積相等。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述顯示裝置中，所述光學(xué)系統(tǒng)的中心放大倍率小于邊緣放大倍率，位于中心位置的所述像素的面積大于其它所述像素的面積；各所述像素的面積隨著與中心位置的所述像素之間的距離的增大而減小。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述顯示裝置中，在位于穿過所述顯示屏中心點的直線上的相鄰兩個所述像素的間距隨著與中心像素之間的距離的增大而減小。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述顯示裝置中，所述光學(xué)系統(tǒng)的中心放大倍率大于邊緣放大倍率，位于中心位置的所述像素的面積小于其它所述像素的面積；各所述像素的面積隨著與中心位置的所述像素之間的距離的增大而增大。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述顯示裝置中，位于穿過所述顯示屏中心點的直線上的相鄰兩個所述像素的間距隨著與中心像素之間的距離的增大而增大。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述顯示裝置中，所述顯示裝置為虛擬現(xiàn)實顯示裝置和/或增強現(xiàn)實顯示裝置。

第三方面，本發(fā)明實施例提供一種近眼顯示設(shè)備，包括上述任一顯示裝置。

本發(fā)明有益效果如下：

本發(fā)明實施例提供的顯示裝置的像素排列方法、顯示裝置及近眼顯示設(shè)備中，顯示裝置包括顯示屏，以及位于顯示屏出光一側(cè)的光學(xué)系統(tǒng)，顯示屏包括多個像素。通過確定顯示屏內(nèi)均勻排布的各像素的原始位置所對應(yīng)的視場角，以及中心像素的面積；確定各視場角在光學(xué)系統(tǒng)對應(yīng)的畸變參數(shù)，以及各視場角在光學(xué)系統(tǒng)中對應(yīng)于中心像素的縮放系數(shù)；根據(jù)各視場角對應(yīng)的畸變參數(shù)對各視場角對應(yīng)的像素的位置進(jìn)行調(diào)整，并根據(jù)各視場角對應(yīng)于中心像素的縮放系數(shù)以及中心像素的面積對各視場角對應(yīng)的像素的面積進(jìn)行調(diào)整，使得按照調(diào)整后的各像素的位置及面積進(jìn)行像素排列的顯示屏通過光學(xué)系統(tǒng)后的成像無畸變。由于在既定顯示裝置的光學(xué)系統(tǒng)后，該學(xué)光系統(tǒng)的最大視場角，以及各視場角的畸變參數(shù)、各視場角所對應(yīng)的放大倍率等均為該光學(xué)系統(tǒng)的已知數(shù)據(jù)。因此，在確定了顯示屏內(nèi)的各像素的原始位置的情況下，即可根據(jù)已知的畸變數(shù)據(jù)，對各原始位置所對應(yīng)的視場角下的像素位置以及面積進(jìn)行調(diào)整，那么調(diào)整之后的顯示屏再通過同一光學(xué)系統(tǒng)成像后的顯示畫面則不再有畸變。本發(fā)明實施例提供的顯示裝置的像素排列方法、顯示裝置及近眼顯示設(shè)備直接對顯示裝置的像素進(jìn)行反畸變調(diào)整，因此不需要再進(jìn)行預(yù)畸變處理等操作，節(jié)省時間的同時提升了觀看者的觀看體驗。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2a為現(xiàn)有技術(shù)中顯示裝置的像素排列結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2b為具有圖1像素排列結(jié)構(gòu)的顯示屏的成像示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的顯示裝置的像素排列方法的流程圖；

圖4a為本發(fā)明實施例提供的視場角與畸變參數(shù)的關(guān)系曲線圖；

圖4b為本發(fā)明實施例提供的視場角與像高的關(guān)系曲線圖；

圖4c為本發(fā)明實施例提供的視場角與相對中心像素倍數(shù)的關(guān)系曲線圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的顯示裝置的像素排列的結(jié)構(gòu)示意圖之一；

圖6為本發(fā)明實施例提供的顯示裝置的像素排列的結(jié)構(gòu)示意圖之二；

圖7為本發(fā)明實施例提供的顯示裝置的像素成像效果圖。

具體實施方式

本發(fā)明實施例提供一種顯示裝置的像素排列方法、顯示裝置及近眼顯示設(shè)備，用以消除顯示裝置所顯示圖像的畸變，提升觀看體驗。

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

下面結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明具體實施例提供的顯示裝置的像素排列方法、顯示裝置及近眼顯示設(shè)備。

本發(fā)明實施例提供的顯示裝置的像素排列方法針對既定結(jié)構(gòu)的顯示裝置，本發(fā)明實施例提供的顯示裝置的像素排列方法也是針對現(xiàn)有技術(shù)中上述既定結(jié)構(gòu)的顯示裝置中所存在的技術(shù)問題所提出的。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的顯示裝置，包括：顯示屏11，以及位于顯示屏11出光一側(cè)的光學(xué)系統(tǒng)12。如圖1所示，顯示屏11所顯示的圖像經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)12的成像后被觀看者觀看，在本實施例中觀看者所觀看的成像為虛像。

進(jìn)一步地，如圖2a所示，顯示屏11包括多個像素111。現(xiàn)有技術(shù)中顯示屏11內(nèi)的各像素111呈矩陣排列，各像素111的面積相等，且相鄰兩個像素111之間的間距相等。然而由于光學(xué)系統(tǒng)12(在圖1中為單透鏡)的中心放大倍率與邊緣放大倍率存在一定的差異，會使各像素111的成像存在畸變。例如，在光學(xué)系統(tǒng)12的中心放大倍率小于邊緣放大倍率時，會使得各像素111按照圖2a所示的方式進(jìn)行排列時成像如圖2b所示。如圖2b所示，在采用現(xiàn)有技術(shù)像素排列方式進(jìn)行成像時，由于中心放大倍率小于邊緣放大倍率，邊緣的像素成像111’較大，中心的像素成像較小，顯示圖像產(chǎn)生枕形畸變。而為了消除這種畸變，現(xiàn)有技術(shù)所采用的方法為在顯示圖像的基礎(chǔ)上做反畸變運算處理，可將圖2b所示的枕形畸變進(jìn)行校正，從而使觀看者觀看時看到的與圖2a矩形像素排列相對應(yīng)的矩形圖像。由此可知，現(xiàn)有技術(shù)是在光學(xué)系統(tǒng)12成像之后，對成像進(jìn)行反畸變處理，這對顯示裝置的系統(tǒng)運算能力具有較高的要求，無疑會對顯示裝置的處理器帶來很大壓力，且觀看者是在畸變處理后才能觀看到顯示畫面，而并不是直接觀看到顯示畫面，因此在時間上也存在一定的延遲，給硬件帶來壓力又影響了觀看者的觀看體驗。

有鑒于此，本發(fā)明實施例基于相同的顯示裝置結(jié)構(gòu)，提出了一種顯示裝置的像素排列方法，如圖3所示，該方法包括如下步驟：

S301、確定顯示屏內(nèi)均勻排布的各像素的原始位置所對應(yīng)的視場角，以及中心像素的面積；

S302、確定各視場角在光學(xué)系統(tǒng)中對應(yīng)的畸變參數(shù)，以及各視場角在光學(xué)系統(tǒng)中對應(yīng)于中心像素的縮放系數(shù)；

S303、根據(jù)各視場角對應(yīng)的畸變參數(shù)對各視場角對應(yīng)的像素的位置進(jìn)行調(diào)整，并根據(jù)各視場角對應(yīng)于中心像素的縮放系數(shù)以及中心像素的面積對各視場角對應(yīng)的像素的面積進(jìn)行調(diào)整。

在具體實施時，按照調(diào)整后的各像素的位置及面積進(jìn)行像素排列的顯示屏通過光學(xué)系統(tǒng)后的成像無畸變。這是因為在顯示裝置的結(jié)構(gòu)確定之后，可以得到光學(xué)系統(tǒng)12的相關(guān)參數(shù)，例如，在本發(fā)明實施例提供的上述顯示裝置中，可以獲得光學(xué)系統(tǒng)的入瞳、出瞳、視場、焦距、相對孔徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)，還可以獲得景深、像差等特征參數(shù)。其中，像差參數(shù)中就包括了各視場角在光學(xué)系統(tǒng)12對應(yīng)的畸變參數(shù)以及各視場角在光學(xué)系統(tǒng)12中對應(yīng)于中心像素的縮放系數(shù)。在得知了顯示屏11內(nèi)各像素111的原始位置，以及原始位置所對應(yīng)的視場角，就可以確定出在該視場角下畸變數(shù)據(jù)，再根據(jù)畸變數(shù)據(jù)對原始位置處的像素111的位置和面積進(jìn)行調(diào)整，也就是在顯示屏的圖像成像之前對顯示屏內(nèi)的各像素111進(jìn)行對應(yīng)于光學(xué)系統(tǒng)12的反畸變排列，這樣在顯示屏所顯示的圖像在經(jīng)過同一個光學(xué)系統(tǒng)12的成像之后不再發(fā)生畸變。因此在采用本發(fā)明實施例提供的上述像素排列方法進(jìn)行顯示屏內(nèi)的各像素的排列之后，不再需要對成像進(jìn)行反畸變的處理，觀看者可以直接觀看到無畸變的圖像。為顯示裝置的系統(tǒng)釋放了原本進(jìn)行圖像反畸變處理所占用的大量內(nèi)存，不僅節(jié)省了時間還可以提升觀看者的觀看體驗。

具體地，在上述的步驟S303中，根據(jù)各視場角對應(yīng)的畸變參數(shù)對各視場角對應(yīng)的像素的位置進(jìn)行調(diào)整，具體可以包括如下子步驟S3031-S3032：

S3031、針對顯示屏內(nèi)的各像素，根據(jù)像素的原始位置所對應(yīng)的視場角，以及該視場角對應(yīng)的畸變參數(shù)，確定像素的真實成像位置；

S3032、以真實成像的平面作為顯示屏所在的平面，將真實成像的位置調(diào)整為像素的位置。

需要說明的是，在本發(fā)明實施例提供的上述像素排列方法中，各像素的原始位置是指各像素按照常規(guī)的矩陣排列方式進(jìn)行排列時在顯示屏中的相對位置。針對同一個光學(xué)系統(tǒng)而言，物面內(nèi)某一點所發(fā)出的光線經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)之后向像面內(nèi)的某一點出射，而在像面內(nèi)同一個點所發(fā)出的光線在經(jīng)過同一個光學(xué)系統(tǒng)之后光線必經(jīng)過物面的同一個點。本發(fā)明實施例提供的上述像素排列方法中，對各像素的位置進(jìn)行調(diào)整的原理正是基于光路可逆的原理。在預(yù)先得知了光學(xué)系統(tǒng)在各個視場角下的畸變參數(shù)之后，針對物面(即顯示屏所在的平面)上的任一像素，根據(jù)該像素所對應(yīng)的視場角下的畸變參數(shù)，可以推導(dǎo)出光線走向，從而確定出該像素最終在像面的成像位置，而該成像位置是經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)所帶來的畸變之后的成像位置，那么根據(jù)光路可逆的原理，現(xiàn)將像面作為物面，將像面內(nèi)各像素的成像位置作為像素調(diào)整之后的位置，再經(jīng)過同一個光學(xué)系統(tǒng)成像之后，所得到新的像面的圖像正是不存在位置偏差的顯示圖像。

進(jìn)一步地，在上述的步驟S3031中，根據(jù)像素的原始位置所對應(yīng)的視場角，以及該視場角對應(yīng)的畸變參數(shù)，確定像素的真實成像位置，具體可以包括如下子步驟：

根據(jù)像素的原始位置所對應(yīng)的視場角以及該視場角在光學(xué)系統(tǒng)的理想成像規(guī)則，確定像素的理想成像位置；

將理想成像位置轉(zhuǎn)換為像素的理想像高；

根據(jù)理想像高以及視場角對應(yīng)的畸變參數(shù)，確定像素的真實像高；

根據(jù)將真實像高以及與理想成像位置的對應(yīng)關(guān)系，確定像素的真實成像位置。

可理解的是，在確定了光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)之后，可以在已知物點位置的前提下確定出該物點的理想成像點位置。該理想成像點距離光軸的垂直距離即為該成像點的理想像高。然而在實際應(yīng)用中，光學(xué)系統(tǒng)是不可能理想成像的，那么在得知了光學(xué)系統(tǒng)的畸變數(shù)據(jù)前提下可以得到上述成像點的真實像高，例如可將成像點的理想像高乘以該位置視場角所對應(yīng)的畸變系統(tǒng)得到該成像點的真實像高。進(jìn)一步地，由于同一個成像點的理想像高與真實像高所對應(yīng)的視場角是相同等，且理想像高與真實像高之間相差一個畸變系數(shù)，因此將真實像高轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的位置坐標(biāo)時與真實像高的位置坐標(biāo)之間具有一定的比例關(guān)系，從而根據(jù)理想成像點的位置坐標(biāo)即可確定上述物點的真實成像點的位置坐標(biāo)。

舉例來說，如圖1所示的結(jié)構(gòu)的顯示裝置中，已確定光學(xué)系統(tǒng)的視場角下與畸變參數(shù)的關(guān)系曲線如圖4a所示，其中，橫坐標(biāo)表示畸變參數(shù)(DISTORTION)，縱坐標(biāo)表示視場角(ANGLE)；光學(xué)系統(tǒng)的視場角與像高的關(guān)系曲線如圖4b所示，其中，橫坐標(biāo)表示視場角，縱坐標(biāo)表示像高，圖4b中分別示出了理想像高與真實像高對應(yīng)的兩條曲線；光學(xué)系統(tǒng)的視場角下相對于中心像素的倍數(shù)關(guān)系曲線如圖4c所示，其中，橫坐標(biāo)表示視場角，縱坐標(biāo)表示相對中心像素的倍數(shù)。具體地，用P(x,y)表示顯示屏中某像素的原始坐標(biāo)；采用P’(x’,y’)表示像素P(x,y)的理想成像點的坐標(biāo)；采用P”(x”,y”)表示經(jīng)過調(diào)整后的上述像素的位置坐標(biāo)。

具體來說，像素P(x,y)在經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)成像后的理想成像點為P’(x’,y’)，而該成像點的理想像高為該點到光軸的垂直距離，因此該理想成像點的理想像高該理想成像點所對應(yīng)的視場角為該點與光學(xué)系統(tǒng)光心的連線與光軸之間的夾角。由圖4a可以得到該理想成像點所對應(yīng)視場角下的畸變參數(shù)，由圖4b可以得到該理想成像點所對應(yīng)視場角下的真實像高，從而可以得到像素P(x,y)成像點的真實像高z”。由此即可得到真實像高z”所對應(yīng)的坐標(biāo)(x”,y”)，其中，x”＝z”×(x’/z’)，y”＝z”×(y’/z’)。以該坐標(biāo)作為調(diào)后的像素位置坐標(biāo)P”(x”,y”)，將顯示屏內(nèi)的各像素點均按照上述所述的方式進(jìn)行像素位置的調(diào)整后，再經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)的成像后，各像素點的成像點排列均勻呈矩陣，不會再發(fā)生位置偏移。

進(jìn)一步地，在上述的步驟S303中，根據(jù)各視場角對應(yīng)于中心像素的縮放系數(shù)以及中心像素的面積，對各視場角對應(yīng)的像素的面積進(jìn)行調(diào)整，具體可以包括如下步驟子步驟：

針對顯示屏內(nèi)的各像素，根據(jù)像素的原始位置所對應(yīng)的視場角，以及該視場角對應(yīng)于中心像素的縮放系數(shù)，將中心像素的面積與縮放系數(shù)的乘積作為像素調(diào)整后的面積。

具體地，在確定了像素的原始位置所對應(yīng)的視場角后，即可根據(jù)圖4c所示的視場角與相對中心像素倍數(shù)的關(guān)系曲線確定出該視場角下的像素的面積相對于中心像素面積的倍數(shù)，例如，在視場角為50度時，該位置處的像素面積為中心像素面積的0.74倍。由此，即可確定顯示屏內(nèi)各像素調(diào)整之后的面積。

綜上所述，按照調(diào)整后的各像素的位置及面積進(jìn)行像素排列的顯示屏通過光學(xué)系統(tǒng)后的成像將不再存在畸變。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實施例提供一種顯示裝置，該裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括：顯示屏11，以及位于顯示屏出光一側(cè)的光學(xué)系統(tǒng)12；其中，顯示屏包括多個像素，各像素按照上述的像素排列方法進(jìn)行排列。

進(jìn)一步地，如圖5所示，顯示屏內(nèi)的各像素以顯示屏的中心對稱分布；位于中心位置的像素P₀的面積與其它像素(如P₁-P₅)的面積不相等，如圖5所示，像素P₃與中心像素P₀之間的距離與像素P₄與中心像素P₀之間的距離不相等，因此像素P₃與像素P₄的面積不相等。與中心位置的像素之間的距離相等的各像素的面積相等，如圖5所示，像素P₁與像素P₅對稱，像素P₁與中心像素P₀之間距離等于像素P₅與中心像素P₀之間的距離，因此像素P₁與像素P₅的面積相等。

由于本發(fā)明實施例提供的顯示裝置的像素排列是按照上述的像素排列方法進(jìn)行排列的，由上述像素排列方法的說明可知，本發(fā)明實施例提供的顯示裝置的像素排列具有反畸變作用，因而顯示屏所顯示的圖像在經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)的成像之后并不會存在畸變。

以下分別以光學(xué)系統(tǒng)的中心放大倍率小于邊緣放大倍率，以及光學(xué)系統(tǒng)的中心放大倍率大于邊緣放大倍率兩種情況對顯示裝置的像素排列結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

在一種可能存在的情況中，當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)的中心放大倍率小于邊緣放大倍率時，如圖5所示，位于中心位置的像素P₀的面積大于其它像素(如P₁-P₅)的面積；且各像素的面積隨著與中心位置的像素之間的距離的增大而減小，如圖5所示，像素P₃與中心像素P₀之間的距離小于像素P₄與中心像素P₀之間的距離，由于光學(xué)系統(tǒng)越靠近邊緣的位置的放大倍率越大，因此，在設(shè)計像素面積時，像素P₃的面積大于像素P₄的面積；同理，像素P₁的面積大于像素P₂的面積。

進(jìn)一步地，在位于穿過顯示屏中心點的直線上的相鄰兩個像素的間距隨著與中心像素之間的距離的增大而減小。如圖5中所示出的兩條虛線上的像素，中心像素P₀、像素P₁和像素P₂在同一條直線上，由于光學(xué)系統(tǒng)越靠近邊緣的位置的這么大倍率越大，因此中心像素P₀與像素P₁之間的距離大于像素P₁與像素P₂之間的距離；同理，中心像素P₀、像素P₃和像素P₄也在同一條直線上，且中心像素P₀與像素P₃之間的距離大于像素P₃與像素P₄之間的距離。

在另一種可能存在的情況中，當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)的中心放大倍率大于邊緣放大倍率時，如圖6所示，位于中心位置的像素Q₀的面積小于其它像素(如Q₁-Q₅)的面積；且各像素的面積隨著與中心位置的像素之間的距離的增大而增大，如圖6所示，像素Q₃與中心像素Q₀之間的距離小于像素Q₄與中心像素Q₀之間的距離，由于光學(xué)系統(tǒng)越靠近邊緣的位置的放大倍率越小，因此，在設(shè)計像素面積時，像素Q₃的面積小于像素Q₄的面積；同理，像素Q₁的面積小于像素Q₂的面積。

進(jìn)一步地，位于穿過顯示屏中心點的直線上的相鄰兩個像素的間距隨著與中心像素之間的距離的增大而增大。如圖6中所示出的兩條虛線上的像素，中心像素Q₀、像素Q₁和像素Q₂在同一條直線上，由于光學(xué)系統(tǒng)越靠近邊緣的位置的放大倍率越小，因此中心像素Q₀與像素Q₁之間的距離小于像素Q₁與像素Q₂之間的距離；同理，中心像素Q₀、像素Q₃和像素Q₄也在同一條直線上，且中心像素Q₀與像素Q₃之間的距離小于像素Q₃與像素Q₄之間的距離。

由于光學(xué)系統(tǒng)在近軸的光學(xué)成像趨近于理想成像，因此，在近軸并不會產(chǎn)生畸變或畸變的程度很小。無論采用如圖5所示的像素排列結(jié)構(gòu)還是如圖6所示的像素排列結(jié)構(gòu)，各像素在經(jīng)過各自的光學(xué)系統(tǒng)之后的各像素的成像效果均如圖7所示，不再存在畸變，且各像素的面積均為中心像素的面積。

可以理解的是，本發(fā)明實施例中，每個像素可以包括紅色子像素、綠色子像素和藍(lán)色子像素，但并不限于此。

在具體應(yīng)用中，本發(fā)明實施例提供的上述顯示裝置可作為虛擬現(xiàn)實顯示裝置，或增強現(xiàn)實顯示裝置，也可以為集成虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實為一體的顯示裝置。通過情況下虛擬現(xiàn)實顯示裝置為負(fù)畸變系統(tǒng)，因此在實際應(yīng)用中，可采用如圖5所示的像素排列結(jié)構(gòu)。此外，在包括光學(xué)系統(tǒng)的顯示裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示的結(jié)構(gòu)時，無論這些顯示裝置為負(fù)畸變系統(tǒng)或正畸變系統(tǒng)，都可以采用本發(fā)明的思想對顯示裝置的像素進(jìn)行調(diào)整以消除畸變，本發(fā)明實施例并局限于虛擬現(xiàn)實顯示裝置，其它采用本發(fā)明思想進(jìn)行像素調(diào)整的顯示裝置均為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

此外，本發(fā)明實施例還提供一種近眼顯示設(shè)備，該近眼顯示設(shè)備包括上述任一顯示裝置。在使用本發(fā)明實施例提供的近眼顯示設(shè)備時，觀看者所觀看到的顯示圖像無畸變，顯示圖像各部分大小一致，觀看體驗較佳。

本發(fā)明實施例提供的顯示裝置的像素排列方法、顯示裝置及近眼顯示設(shè)備中，顯示裝置包括顯示屏，以及位于顯示屏出光一側(cè)的光學(xué)系統(tǒng)，顯示屏包括多個像素。通過確定顯示屏內(nèi)均勻排布的各像素的原始位置所對應(yīng)的視場角，以及中心像素的面積；確定各視場角在光學(xué)系統(tǒng)對應(yīng)的畸變參數(shù)，以及各視場角在光學(xué)系統(tǒng)中對應(yīng)于中心像素的縮放系數(shù)；根據(jù)各視場角對應(yīng)的畸變參數(shù)對各視場角對應(yīng)的像素的位置進(jìn)行調(diào)整，并根據(jù)各視場角對應(yīng)于中心像素的縮放系數(shù)以及中心像素的面積對各視場角對應(yīng)的像素的面積進(jìn)行調(diào)整，使得按照調(diào)整后的各像素的位置及面積進(jìn)行像素排列的顯示屏通過光學(xué)系統(tǒng)后的成像無畸變。由于在既定顯示裝置的光學(xué)系統(tǒng)后，該學(xué)光系統(tǒng)的最大視場角，以及各視場角的畸變參數(shù)、各視場角所對應(yīng)的放大倍率等均為該光學(xué)系統(tǒng)的已知數(shù)據(jù)。因此，在確定了顯示屏內(nèi)的各像素的原始位置的情況下，即可根據(jù)已知的畸變數(shù)據(jù)，對各原始位置所對應(yīng)的視場角下的像素位置以及面積進(jìn)行調(diào)整，那么調(diào)整之后的顯示屏再通過同一光學(xué)系統(tǒng)成像后的顯示畫面則不再有畸變。本發(fā)明實施例提供的顯示裝置的像素排列方法、顯示裝置及近眼顯示設(shè)備直接對顯示裝置的像素進(jìn)行反畸變調(diào)整，因此不需要再進(jìn)行預(yù)畸變處理等操作，節(jié)省時間的同時提升了觀看者的觀看體驗。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。